Dynamic mesh network implemented in micropython on top of ESP-NOW protocol

Abstract

Cílem této práce je vytvořit fungující dynamickou mesh síť na ESP32 microkontrolerech pro využití v IoT a senzorových sítích. Mesh síť se skládá z několika uzlů mezi sebou propojených do stromové struktury a je schopna se vypořádat i z pádem kteréholiv z uzlů. To je zajištěno vytvořením nového mesh řešení, které je schopno fungovat s připojením k Internetu i bez připojení. Použití MicroPython umožňuje asynchronní zpracování neblokujícím způsobem. Projekt je postaven pomocí dvou komunikačních protokolů, proprietárního ESP-NOW a běžné WiFi komunikace. Řešení přináší možnosti rychlého vývoje mesh aplikací, ale je silně limitováno pamětí mikrokontrolerů. Funkčnost řešení byla otestovaná pomocí vytvořené demo aplikace se sadou třech testovacích scénářů pro domácí použití.

The goal of this thesis is to create a dynamic mesh network using ESP32 microcontrollers for IoT and sensor networks. The mesh consists of several nodes interconnected in a tree structure and is able to overcome node failures. This is fulfilled by creating a new mesh solution that is able to operate with and without an Internet connection. The use of MicroPython enables asynchronous operations to be run in a non-blocking manner. The project is built on top of two protocols, proprietary ESP-NOW and common WiFi. The solution brings possibilities for quick mesh application development, but it is limited by memory consumption. The functionality was tested by the creation of a demo application with three practical scenarios for home use.