Sběr a cloudové vyhodnocení dat z vícepásmových solárních senzorů

Abstract

Tato diplomová práce staví na základech položených v rámci semestrální práce se stejným názvem. Na začátku jsou nejprve uvedeny základní vlastnosti slunečního záření nutné k pochopení výpočtu tzv. performance ratio. Dále jsou popsány solární senzory vyvinuty v ReRa Solutions, které byly zdrojem dat. V následné literární rešerši jsou zkoumány alternativy k nespolehlivému Wi-Fi připojení senzoru a za nejvýhodnější řešení je považována LoRa. V praktické části je detailně popsán proces návrhu a vývoje single page aplikace. Tato aplikace umožňuje jak ukládání dat ze senzorů do databáze, tak jejich opětovné čtení a zobrazení zpět uživateli ve srozumitelné podobě. Aplikace těží z využití moderních programovacích jazyků a frameworků (např. Kotlin, Spring, TypeScript, React, Material-UI). Databázový model, který byl navržen na základně skutečného využití, představuje koncept tzv. monitorované oblasti, což přináší široké konfigurační možnosti. Poté byl model přenesen do databáze ve formě programovatelných entit. Komunikace mezi klientem a serverem podporující autentifikaci na základě uživatelských rolí byla implementována přes REST API. Přes grafické rozhraní aplikace je možné konfigurovat prostředí podle uživatelských požadavků a zobrazit interaktivní grafy obsahující senzory naměřená data. Aplikace byla nasazena v Google Cloudu s oddělenou databází.This master's thesis builds upon the foundations laid in the same-titled semestral thesis. At the beginning the fundamental properties of sunlight that are needed for understanding of the performance ratio computation are briefly mentioned. After that the solar sensors developed in ReRa Solutions which provided the solar irradiance measured data are described. In the following literary research part the alternatives to unreliable sensor's Wi-Fi connection are compared and the most suitable connection technology is concluded to be LoRa. In the practical part the design and development process of a single page application solution is described in detail. The application allows the sensors to log measured data into the database and is able to retrieve and display them back to the user in an intelligible form. The application benefits from modern programming languages and frameworks (e.g. Kotlin, Spring, TypeScript, React, Material-UI). The database model was designed with respect to real-world scenario introducing the monitored area concept allowing extensive configuration possibilities. Then the model was transferred into the database in the form of programmable entities. Further, the client-server communication via REST API allowing role-based authentication was implemented. The application GUI allows to configure the environment according to user needs and renders interactive graphs with sensor measured data. The application was deployed in Google Cloud with a separate database.