adjusted
This commit is contained in:
Filipriec vibeVM
221
main.tex
221
main.tex
@@ -1,129 +1,144 @@
|
|||||||
\documentclass[a2paper, landscape]{tikzposter}
|
\documentclass[a2paper, landscape]{tikzposter}
|
||||||
|
|
||||||
\usepackage[utf8]{inputenc}
|
\usepackage[utf8]{inputenc}
|
||||||
\usepackage[T1]{fontenc}
|
\usepackage[T1]{fontenc}
|
||||||
\usepackage{graphicx}
|
\usepackage{graphicx}
|
||||||
\usepackage{amssymb}
|
\usepackage{multicol}
|
||||||
|
|
||||||
\usetheme{Simple}
|
% Farba
|
||||||
\usecolorstyle{Denmark}
|
\definecolor{friyellow}{RGB}{245, 166, 35}
|
||||||
|
|
||||||
|
% Biely background
|
||||||
|
\definebackgroundstyle{PlainBackground}{
|
||||||
|
\fill[white] (bottomleft) rectangle (topright);
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
% Bloky - len čiara pod nadpisom, bez rámčeka
|
||||||
|
\defineblockstyle{PlainBlock}{
|
||||||
|
titlewidthscale=1, bodywidthscale=1, titleleft,
|
||||||
|
titleoffsetx=0pt, titleoffsety=0pt,
|
||||||
|
bodyoffsetx=0pt, bodyoffsety=0pt,
|
||||||
|
bodyverticalshift=0pt, roundedcorners=0, linewidth=0pt,
|
||||||
|
titleinnersep=2mm, bodyinnersep=2mm
|
||||||
|
}{
|
||||||
|
\ifBlockHasTitle
|
||||||
|
\draw[line width=0.5pt, color=black]
|
||||||
|
(blocktitle.south west) -- (blocktitle.south east);
|
||||||
|
\fi
|
||||||
|
}
|
||||||
|
|
||||||
|
% Hlavička (custom layout)
|
||||||
|
\definetitlestyle{PosterTitle}{
|
||||||
|
width=\textwidth, roundedcorners=0, linewidth=0pt, innersep=0pt,
|
||||||
|
titletotopverticalspace=8mm, titletoblockverticalspace=14mm
|
||||||
|
}{}
|
||||||
|
|
||||||
|
\usetheme{Default}
|
||||||
|
\usebackgroundstyle{PlainBackground}
|
||||||
|
\useblockstyle{PlainBlock}
|
||||||
|
\usetitlestyle{PosterTitle}
|
||||||
|
|
||||||
\tikzposterlatexaffectionproofoff
|
\tikzposterlatexaffectionproofoff
|
||||||
|
|
||||||
\definecolor{HeaderLine}{RGB}{240,180,0}
|
\title{}
|
||||||
\definetitlestyle{HeaderLineStyle}{
|
\author{}
|
||||||
width=750mm, roundedcorners=0, linewidth=0pt, innersep=4mm,
|
|
||||||
titletotopverticalspace=5mm, titletoblockverticalspace=8mm,
|
|
||||||
titlegraphictotitledistance=6pt, titletextscale=0.85
|
|
||||||
}{
|
|
||||||
\draw[HeaderLine, line width=2.5pt] (\titleposleft,\titleposbottom) -- (\titleposright,\titleposbottom);
|
|
||||||
}
|
|
||||||
\usetitlestyle{HeaderLineStyle}
|
|
||||||
|
|
||||||
\title{Modernizácia priemyselného riadenia: Náhrada PLC modulárnou IoT bránou}
|
|
||||||
\author{Riešiteľ: Bc. Filip Rieč \hspace{2cm} Garant: Ing. Meno Priezvisko, PhD.}
|
|
||||||
\institute{}
|
\institute{}
|
||||||
\titlegraphic{\includegraphics[height=3cm]{logo.png}}
|
|
||||||
|
\begin{settitle}{
|
||||||
|
\begin{minipage}[t]{\linewidth}
|
||||||
|
\begin{minipage}[t]{0.82\linewidth}
|
||||||
|
\vspace{0pt}
|
||||||
|
{\fontsize{38}{42}\selectfont\bfseries ESP32 ako master control pripojené na internet v jazyku Rust}\\[3mm]
|
||||||
|
{\fontsize{26}{22}\selectfont Riešiteľ: Bc. Filip Priečinský \hspace{2cm} Školiteľ: doc. Ing. Peter Ševčík, PhD.}
|
||||||
|
\end{minipage}%
|
||||||
|
\hfill
|
||||||
|
\begin{minipage}[t]{0.16\linewidth}
|
||||||
|
\vspace{0pt}
|
||||||
|
\raggedleft
|
||||||
|
\includegraphics[height=3.8cm]{logo.png}
|
||||||
|
\end{minipage}
|
||||||
|
|
||||||
|
\vspace{6mm}
|
||||||
|
\color{friyellow}\rule{\linewidth}{4mm}\par\normalcolor
|
||||||
|
\end{minipage}
|
||||||
|
}
|
||||||
|
\end{settitle}
|
||||||
|
|
||||||
\begin{document}
|
\begin{document}
|
||||||
|
|
||||||
\maketitle
|
\maketitle
|
||||||
|
|
||||||
|
% === HORNÝ BLOK ===
|
||||||
\begin{columns}
|
\begin{columns}
|
||||||
|
\column{1}
|
||||||
|
\block{}{
|
||||||
|
\begin{multicols}{3}
|
||||||
|
|
||||||
\column{0.33}
|
\textbf{Úvod}
|
||||||
|
|
||||||
\block{Motivácia}{
|
IoT zariadenia sa pripájajú na internet, čím sú viac vystavené bezpečnostným hrozbám ako kedykoľvek predtým. Preto embedded zariadenia ďalšej generácie majú potenciál implementovať memory safe jazyk Rust.
|
||||||
Mnoho priemyselných prevádzok využíva \textbf{zastarané PLC systémy} (20+ rokov), ktoré nepodporujú vzdialenú správu, neumožňujú integráciu s cloudovými službami, majú obmedzené možnosti rozšírenia a vyžadujú nákladnú údržbu.
|
|
||||||
|
|
||||||
\textbf{Cieľ projektu:} Navrhnúť modulárnu IoT bránu na báze ESP32, ktorá umožní postupnú modernizáciu existujúcej infraštruktúry bez nutnosti úplnej výmeny zariadení.
|
\columnbreak
|
||||||
|
|
||||||
|
\textbf{Hardvér}
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin{itemize}
|
||||||
|
\item Dual-core procesor s frekvenciou 240 MHz.
|
||||||
|
\item CAN a integrované WiFi a Bluetooth
|
||||||
|
\item Lokálny display
|
||||||
|
\item Flexibilné napájanie USB-C a low-power módy
|
||||||
|
\end{itemize}
|
||||||
|
|
||||||
|
\columnbreak
|
||||||
|
|
||||||
|
\textbf{Prečo Rust?}
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin{itemize}
|
||||||
|
\item Pamäťová bezpečnosť bez garbage collectora
|
||||||
|
\item Predvídateľný výkon v reálnom čase
|
||||||
|
\item Async/await neblokujúce programovanie
|
||||||
|
\item Comptime checking zabraňuje runtime errorom
|
||||||
|
\end{itemize}
|
||||||
|
|
||||||
|
\end{multicols}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
\end{columns}
|
||||||
|
|
||||||
\block{Použité technológie}{
|
% === DOLNÝ BLOK ===
|
||||||
\textbf{Hardvér:}
|
\begin{columns}
|
||||||
ESP32 dual-core mikrokontrolér s WiFi, IMU senzor MPU6050, I2C zbernica, OLED displej.
|
\column{1}
|
||||||
|
\block{}{
|
||||||
|
\begin{multicols}{3}
|
||||||
|
|
||||||
\textbf{Softvér:}
|
\textbf{Spôsoby komunikácie systému}
|
||||||
Rust -- pamäťová bezpečnosť,
|
|
||||||
Embassy -- async embedded framework,
|
|
||||||
MQTT v5 -- IoT komunikácia,
|
|
||||||
no\_std prostredie.
|
|
||||||
|
|
||||||
\begin{tabular}{ll}
|
\begin{itemize}
|
||||||
CPU frekvencia & 240 MHz \\
|
\item MQTTv5 a TLS: Zabezpečená komunikácia s brokerom.
|
||||||
RAM (heap) & 72 KB \\
|
\item CAN bus: Komunikácia v priemyselných aplikáciách pre zariadenia bez konektivity na internet.
|
||||||
WiFi & 802.11 b/g/n \\
|
\item ESP-NOW: Komunikácia medzi ESP zariadeniami.
|
||||||
I2C rýchlosť & 400 kHz \\
|
\item OTA(Over-the-Air): vzdialená aktualizáciu firmvéru.
|
||||||
\end{tabular}
|
\end{itemize}
|
||||||
|
|
||||||
|
\columnbreak
|
||||||
|
|
||||||
|
\textbf{Vlastný PCB dizajn}
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin{itemize}
|
||||||
|
\item Kompatibilita s legacy systémom.
|
||||||
|
\item Optimalizácia pre vlastné riešenie a bezpečnosť.
|
||||||
|
\item Nákladovo efektívne a ľahko škálovateľné riešenie.
|
||||||
|
\item Možnosť integrácie špecifických funkcií a externých periférií.
|
||||||
|
\end{itemize}
|
||||||
|
\textbf{Záver}
|
||||||
|
|
||||||
|
\begin{itemize}
|
||||||
|
\item Vytvorenie funkčného prototypu master control jednotky pre kritickú IoT aplikáciu.
|
||||||
|
\item Overenie konceptu integrácie bezpečného softvéru v Ruste s vlastným hardvérovým dizajnom.
|
||||||
|
\item Praktická demonštrácia riadenia vysoko-napäťových systémov.
|
||||||
|
\item Vzor pre vývoj spoľahlivých a cenovo efektívnych embedded riešení.
|
||||||
|
\end{itemize}
|
||||||
|
|
||||||
|
\end{multicols}
|
||||||
}
|
}
|
||||||
|
|
||||||
\column{0.34}
|
|
||||||
|
|
||||||
\block{Architektúra systému}{
|
|
||||||
Systém využíva \textbf{dual-core architektúru} ESP32:
|
|
||||||
|
|
||||||
\textbf{Core 0 -- Aplikačná logika:}
|
|
||||||
Displej/TUI, MPU6050 driver, spracovanie tlačidiel.
|
|
||||||
|
|
||||||
\textbf{Core 1 -- Sieťový stack:}
|
|
||||||
WiFi/DHCP, MQTT Client, TCP/IP Stack.
|
|
||||||
|
|
||||||
\textbf{Externé služby:}
|
|
||||||
MQTT Broker, Databáza.
|
|
||||||
|
|
||||||
\textbf{Kľúčové vlastnosti:}
|
|
||||||
Asynchrónne spracovanie pomocou Embassy executora, medzijadová komunikácia cez lock-free signály, automatické znovupripojenie pri výpadku siete, QoS garantované doručenie MQTT správ.
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
\block{Dátový tok}{
|
|
||||||
Senzor $\rightarrow$ Driver $\rightarrow$ Channel $\rightarrow$ MQTT $\rightarrow$ Broker
|
|
||||||
|
|
||||||
Telemetria v JSON každé 3 sekundy:
|
|
||||||
|
|
||||||
\texttt{\{"ax":0.12,"ay":-0.98,"az":0.05,"gx":1.2,"t":25.4\}}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
\column{0.33}
|
|
||||||
|
|
||||||
\block{Výsledky}{
|
|
||||||
\textbf{Dosiahnuté parametre:}
|
|
||||||
|
|
||||||
\begin{tabular}{ll}
|
|
||||||
Latencia WiFi & $<$ 5 s \\
|
|
||||||
MQTT keepalive & 60 s \\
|
|
||||||
Vzorkovanie IMU & 100 Hz \\
|
|
||||||
Interval publikovania & 3 s \\
|
|
||||||
Úspešnosť QoS1 & $>$ 99\% \\
|
|
||||||
Znovupripojenie & $<$ 10 s \\
|
|
||||||
\end{tabular}
|
|
||||||
|
|
||||||
\textbf{Porovnanie s PLC:}
|
|
||||||
|
|
||||||
\begin{tabular}{lcc}
|
|
||||||
& PLC & ESP32 \\
|
|
||||||
Vzdialený prístup & -- & $\checkmark$ \\
|
|
||||||
Cloud integrácia & -- & $\checkmark$ \\
|
|
||||||
Cena & vysoká & nízka \\
|
|
||||||
Spotreba & vysoká & $<$ 0.5 W \\
|
|
||||||
\end{tabular}
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
\block{Záver}{
|
|
||||||
\textbf{Hlavné prínosy:}
|
|
||||||
Vzdialený monitoring v reálnom čase, integrácia s cloud DB, nízke náklady, pamäťovo bezpečný firmware (Rust).
|
|
||||||
|
|
||||||
\textbf{Ďalší vývoj:}
|
|
||||||
TLS šifrovanie, CAN zbernica, rozšírenie senzorov.
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
\block{Literatúra}{
|
|
||||||
[1] ESP-RS. \textit{esp-hal: Rust HAL for ESP32}. 2024.
|
|
||||||
|
|
||||||
[2] Embassy Project. \textit{Async embedded framework}. 2024.
|
|
||||||
|
|
||||||
[3] OASIS. \textit{MQTT Version 5.0}. 2019.
|
|
||||||
}
|
|
||||||
|
|
||||||
\end{columns}
|
\end{columns}
|
||||||
|
|
||||||
\end{document}
|
\end{document}
|
||||||
|
|||||||
Reference in New Issue
Block a user