Datový koncentrátor

Abstract

Tato diplomová práce se zabývá návrhem a realizací modulárního Datového koncentrátoru pro nejrůznější typy měření v různorodých podmínkách. V práci je popsána koncepce zařízení, dále jeho základní principy, postup jeho návrhu a jeho funkčnost. Taktéž je zde popsán navržený lightweight protokol pro komunikaci Datového koncentrátoru se snímači, standardizovaný XML formát pro ukládání měřených dat, či využití cloudového prostředí v rámci měření. Elektrický návrh zařízení stejně jako návrh desky plošných spojů byl vytvořen v rámci softwaru Eagle Autodesk (Eagle Autodesk EDA). Řídicí software pro použitý mikrokontrolér ESP32-WROOM-32 je založen na operačním systému reálného času FreeRTOS a vytvořený v rámci frameworku ESP-IDF v C/C++. Jako vývojové prostředí pro toto programové vybavení bylo zvoleno Visual Studio Code s rozšíření PlatformIO. Pro Datový koncentrátor vybranou a využitou cloudovou platformou je ThingSpeak od společnosti MathWorks, která využívá některé prvky z prostředí Matlab.The topic of this thesis is the design and realization of a modular Data concentrator for various types of measurements in diverse conditions. The device conception, basic principles, design and functionality are described herein. Also, the lightweight protocol design for radio communication, standardized XML format for data storage and cloud usage are described. The electrical design of the device as well as the design of the printed circuit board was made using the Eagle Autodesk electronic design automation software (Eagle Autodesk EDA). The control software written in C/C++ for a target microcontroller (ESP32-WROOM-32) is based on a FreeRTOS platform and ESP-IDF framework. An IDE for managing this software is Visual Studio Code with PlatformIO extension. Selected and used Cloud Platform is ThingSpeak from Mathworks, which uses certain components from Matlab platform.