Master's Thesis

Multipurpose bicycle alarm

Text 2.83 MB

Author of thesis: Ing. Matej Albert

Acad. year: 2018/2019

Supervisor: Ing. Vladimír Levek, Ph.D.

Reviewer: doc. Ing. Radovan Novotný, Ph.D.

Abstract:

This diploma project is about designing a concept of an anti-theft tracking device for a bicycle. The device is equipped with a GNSS module for tracking of current location, GSM module for sending the location data in case of a theft and a BT module for user settings via mobile phone. The bike theft detection is detected by an accelerometer. The final goal of this project is a concept of such a device for evaluation and improvement purposes.

Keywords:

GNSS, GPS, GLONASS, GALILEO, bicycle, theft, anti-theft, tracking, BT, GSM

Date of defence

4.6.2019

Result of the defence

Defended (thesis was successfully defended)

znakmkaCznamka

Grade

C

Process of defence

Student seznámil státní zkušební komisi s řešením své diplomové práce a zodpověděl otázky a připomínky oponenta. Dále odpověděl na otázky dle komise. Komise kladla otázky vstahující se umístění modulu na kolo. A na fakt, že se baterie může vybít po krádeži kola. Student na všechny otázky odpovídal prakticky okamžitě. Přiznal, že na plnou realizaci neměl dostatek času a finanční prostředky.

Language of thesis

Slovak

Faculty

Department

Study field

Microelectronics (M-MEL)

Composition of Committee

doc. Ing. František Urban, CSc. (předseda)
RNDr. Ladislav Mareček, CSc. (místopředseda)
doc. Ing. Pavel Šteffan, Ph.D. (člen)
Ing. Michal Řezníček, Ph.D. (člen)
Ing. Alexandr Knápek, Ph.D. (člen)

Supervisor’s report
Ing. Vladimír Levek, Ph.D.

Předložená diplomová práce se zaobírá realizací zabezpečovacího systému na jízdní kolo.  Zařízení je navrženo jako vývojový kit, který splňuje všechny potřebné provozní funkcionality. Obsahuje: akcelerometr, systém navigace, mobilní komunikaci a Bluetooth rozhraní. Systém je navržen s ohledem na nízkou spotřebu, možnost měření provozních stavů dílčích modulů a také na výslednou miniaturní zástavbu elektronických komponent.
Student ve své práci předkládá teoretický rozbor popisující dotčené technologie jako prerekvizitu pro následný vývoj, dále poměrně podrobně popisuje návrh konceptu zařízení a také jednotlivé kroky návrhu. Textová část diplomové práce je na odpovídající úrovni. Po celou dobu diplomant pracoval samostatně, v případě potřeby docházel na konzultace a byl vždy schopen diskutovat probíranou problematiku bez sebemenších problémů.  Během tvorby předložené práce si bohužel student nerozvrhnul časový plán vývoje s dostatečnou rezervou, což se neblaze projevilo při finalizaci. Během osazování vyšlo najevo, že některá pouzdra výsledné DPS ve vysokofrekvenční části jsou chybná a vzhledem k vyššímu stupni miniaturizace (pouzdro s rastrem 0,5 mm) nebylo možno provést provizorní opravu pomocí drátových propojek. Díky tomu nebylo možné plnohodnotně ověřit veškerou funkcionalitu celého zařízení. V práci tuto minelu student uvádí, a předkládá již finální verzi. Skutečnost, že systém nepracuje spolehlivě v oblasti mobilní komunikace a navigace, mě nutí snížit hodnocení práce, kterou bych v případě bezchybného návrhu hodnotil jako výbornou. Nicméně jsem si vědom, že není studentovou chybou nesnadnost opravy DPS s miniaturními obvodovými motivy. Práci hodnotím 70 body.

Grade proposed by supervisor: C

I) ZADÁNÍ A TEORETICKÝ ROZBOR. Úkolem studenta bylo navrhnout a realizovat systém umožňující dálkově sledovat lokaci jízdního kola. Měl být realizován a otestován vývojový přípravek zařízení. Kromě toho zadání požadovalo nastudování problematiky a zpracování v části „obecné teorie“. Zadání je ve významu slova „obecné“ naplněno doslovně. Zařízení má sledovat polohu a jako teorie, která to pokrývá, je zvolen popis systémů určování aktuální polohy (1.1). Ve stejné kapitole je i podkapitola věnovaná inerciálním senzorům (1.2). Podkapitola 1.4 poskytuje zmínku o výběru antény pro příjem satelitního signálu. Podobně jsou popsány i další související otázky, jako je bateriové napájení (1.3), komunikační protokol (1.6), atd.. V případě kritického pohledu by bylo možné říci, že převládá koncentrace na detaily.
II) NÁVRH ZAŘÍZENÍ. Z pohledu čtenáře neznalého pozadí se lze domnívat, že k řešení bylo přistoupeno „bastlířsky“ a nikoliv pohledem koncepčního návrhu. Z vybraných modulů byl vytvořen systém a mnoho cenného času vynaloženo na návrh a realizaci HW i SW řešení. Na straně druhé, na koncepční, do kontextu okolí systému zasazený, rozbor se už času nedostávalo.
Navazující kapitola deklaruje, že se zabývá návrhem. Blokové schéma navrhovaného zařízení je uvedeno v podkapitole 2.1 Popis zařízení. Diplomant shrnuje obecné požadavky, aniž by je blíže specifikoval a uvedl tolerance pro jejich naplnění. Z textu se zdá, že návrh spočívá v  blokovém schématu (Obr. 2.1, s. 23). O tom, jak nad věcí bylo uvažováno systémově a holisticky s ohledem na kvalitu, spolehlivost, testovatelnost, atd., práce nepojednává.
Podle zadání měly být naplněny tyto požadavky: (1) uvažovat provoz zařízení na jízdním kole, (2) klást důraz na spotřebu a rozměry, (3) detekovat neoprávněné použití jízdního kola (zcizení) včetně dálkového sledování jeho polohy, (4) navrhnout způsob ovládání, (5) podpora komunikace prostřednictvím webového rozhraní. Při pečlivé čtení textu diplomové práce lze náznaky a vodítka pro naplnění těchto požadavků nalézt a říci, že bylo uvažováno jejich naplnění.
Jakým způsobem bylo k řešení přistoupeno, dokládá konstatování „Důvodem pro realizaci tohoto vývojového systému bylo ověření vybraných technologií a modulů“.  Student zjevně vynaložil mnoho energie a času na to, aby prakticky realizoval funkční vzorek. V tomto ohledu jsou formulovány i návrhy na zlepšení. To zda navržený systém a realizovaný vývojový přípravek funguje, respektive nakolik to funguje s ohledem na možné scénáře použití, atd., již bohužel zůstalo nezdokumentováno.
III) OBECNÁ PŘIPOMÍNKA. Diplomant má kromě populárního vyjadřování a slangových výrazů tendenci používat zbytečně mnoha zkratek. V blokovém schématu (s. 23) je například uveden „BT modul“. Pokud čtenář, který si klade otázku, jak tento modul napomáhá detekovat přítomnost majitele kola, neví a netuší, že jde o bluetooth modul, a nahlédne do seznamu zkratek (s. 53), význam nenajde. Na následující straně (s. 24) pak již autor hovoří o „BLE modulu“. Chce-li se čtenář dopátrat významu a nespolehne na vlastní úsudek, musí nalistovat stranu 21, kde je ve vztahu k bluetooth komunikačnímu protokolu řečeno „BLE je oproti BT protokolu většinou ve stavu spánku“ a poznámka pod čarou vysvětluje význam BLE – Bluetooth Low Energy.

Hodnocení:
a) Splnění požadavků zadání: 15 z 20 bodů.
b) Odborná úroveň práce: 37 z 50 bodů (s ohledem na praktickou realizaci).
c) Interpretace výsledků a jejich diskuse: 13 z 20 bodů (s ohledem na praktickou realizaci).
d) Formální zpracování práce: 7 z 10 bodů.
Celkem 72 bodů.

Grade proposed by reviewer: C