Kompiuterijos ir ryšių technologijų katedra

Magistro baigiamasis darbas skirti elektromagnetinių trukdžių (EMT) poveikio grįžtamojo ryšio valdymo sistemoms problemai. Parodyta, kad pramonėje populiarus proporcinis-integralinis-diferencialinis (PID) valdiklis yra jautrus EMT generuojamiems triukšmo signalams. Šiame darbe, naudojant dinaminių sistemų modeliavimo programą Matlab/Simulink“, analizuojamos grįžtamojo ryšio valdymo sistemos, pagrįstos kombinuotu PID/PI/I valdikliu, kuris leidžia pagerinti sistemos atsparumą triukšmo signalui. Kombinuotas PID/PI/I valdiklis buvo tiriamas su valdomaisiais objektais kurių dinamika turi atsako vėlavimą ir yra aprašoma pirmos eilės perdavimo funkcija, kai triukšmo signalas veikia valdymo sistemos grįžtamojo ryšio signalą. Valdymo sistemos buvo tiriamos esant įvairioms triukšmo signalų amplitudėms, o gauti rezultatai palyginti su atvejais, kai naudojamas PID ir PID su žemo dažnio filtru diferencialiniame naryje. Analizės rezultatai rodo, kad kombinuoto PID/PI/I valdiklio taikymas vietoje analizuotų PID valdiklių leidžia pagerinti tirtų valdymo sistemų atsparumą EMT, nepabloginant valdymo sistemos dinamikos. Taip pat buvo tiriamas kombinuotu PID/PI/I valdikliu pagrįstų valdymo sistemų darbo stabilumo atsparumas valdomojo objekto parametrų kitimui. Darbą sudaro: 62 psl. teksto be priedų, 61paveikslėlių,2 lentelių,37 bibliografinių įrašų. Priedai nepridedami.

Master thesis are dedicated to the problem of impact of electromagnetic interferences (EMI) on feedback control systems. It is shown that popular in industry Proportional-Integral-Derivative (PID) controller is sensitive to the noise signals produced by the EMI. In this work the feedback control systems based on the combined PID/PI/I controller, which allows to improve the noise signal resistance of system, are analysed using dynamic system simulation software Matlab/Simulink. The combined PID/PI/I controller was investigated with the plants presented by the first order plus dead time transfer functions, when noise signal affects the feedback signal of control system. The control systems were investigated at various noise signals amplitudes and obtained results were compared with the cases when PID and PID with the low-pass filter in the derivative term is used. The analysis results show that application of combined PID/PI/I controller instead of analysed PID controllers allows to improve the EMI immunity of analysed control systems without deteriorating of the dynamics of the control system. The robustness of control systems based on the combined PID/PI/I controller was investigated as well. Thesis consist of: 62 p. text without appendixes, 61 pictures, 2 tables, 37 bibliographical entries. Appendixes are not included

Bakalauro baigiamajame darbe suprojektuotas ir pagamintas veikiantis oro užterštumo dalelėmis matuoklis. Atlikta analogiškų oro užterštumo dalelėmis matuoklių projektų apžvalga, sudaryta matuoklio struktūrinė ir elektrinė schemos, parinkti schemos elementai. Matuoklis suprojektuotas naudojant ESP32 mikrovaldiklį ir lazerinį dalelių jutiklį PMSM5003, leidžiantį matuoti dalelių, kurių skersmuo 0.3–10 μm, koncentraciją. Rodmenys atvaizduojami matuoklio OLED ekrane arba kompiuterio ekrane, naudojant Wi-Fi sąsają. Dalelių koncentracijai viršijus leistiną ribą, matuoklis generuoja garsinį pavojaus signalą.

In the bachelor's thesis, a working prototype of air pollution by particles meter was developed. A review of similar air pollution meter projects was carried out, the block diagram and electrical circuit diagram of the meter were developed, and the circuit componentss were selected. The meter was designed using an ESP32 microcontroller and a laser particle sensor PMSM5003, which allows measuring the concentration of particles with a diameter of 0.3 to 10 μm. The readings are displayed on the meter's OLED screen or on a computer screen using a Wi-Fi interface. When the particle concentration exceeds the permissible limit, the meter generates an audible alarm.

Šis bakalauro baigiamasis darbas skirtas nešiojamojo širdies ritmo stebėjimo įrenginio, skirto teikti vartotojams realaus laiko širdies ir kraujagyslių sistemos duomenis, projektavimui, kūrimui ir vertinimui. Tyrime pateikiama panašių esamų įrenginių apžvalga, nagrinėjamas tinkamų aparatinės įrangos komponentų parinkimas, signalo apdorojimo algoritmų diegimas, taip pat vertinami naudotojo patogumo ir akumuliatoriaus efektyvumo aspektai nešiojamosiose technologijose. Įrenginyje integruotas pulso oksimetro jutiklis nuolatiniam širdies ritmo stebėjimui, mikrovaldiklis duomenų apdorojimui ir „Bluetooth Low Energy“ (BLE) modulis belaidžiam duomenų perdavimui į mobiliąsias programas. Projektas orientuotas į aparatinės įrangos kūrimą, ypač – specialios spausdintinės plokštės (PCB) projektavimą, bei mobiliosios programėlės kūrimą. Aparatinė įranga paremta ESP32 mikrovaldikliu su integruotais „Wi-Fi“ ir „Bluetooth“ moduliais, kurie sumažina PCB dydį ir pagerina įrenginio nešiojamumą. Mobilioji programėlė sukurta naudojant „Flutter“ ir .NET technologijas, o duomenys saugomi „PostgreSQL“ duomenų bazėje. Gauti rezultatai parodė įrenginio potencialą naudoti prevencinėje sveikatos priežiūroje, fizinio aktyvumo stebėjime ir nuotoliniame pacientų stebėjime. Darbas susideda iš 53 puslapių pagrindinio teksto (be šaltinių ir priedų), 34 paveikslėlių, 1 lentelės ir 22 šaltinių.

This bachelor thesis focuses on the design, development, and evaluation of a wearable heart monitoring device intended to provide users with real-time cardiovascular data. The study includes a review of similar existing devices, the selection of appropriate hardware components, the implementation of signal processing algorithms, as well as considerations of user comfort and battery efficiency in wearable technologies. The device integrates a pulse oximeter sensor for continuous heart rate monitoring, a microcontroller for data processing, and a Bluetooth Low Energy (BLE) module for wireless data transmission to mobile applications. The project emphasizes hardware development, particularly the creation of a custom printed circuit board (PCB), and the development of a mobile application. The hardware is based on the ESP32 microcontroller, which features integrated Wi-Fi and Bluetooth modules, reducing the size of the PCB and enhancing the device’s wearability. The mobile application was developed using Flutter and .NET, with data stored in a PostgreSQL database. The results demonstrate the potential of the device for preventive healthcare, fitness tracking, and remote patient monitoring. The thesis consists of 53 pages of main text (excluding references and appendices), 34 figures, 1 table, and 22 references.

Šiame baigiamajame bakalauro darbe aprašomas mikrobanginių rezonansinių jutiklių projektavimas, gamyba ir analizė, siekiant tirti biologinių terpių savybes. Darbo tikslas – suprojektuoti mikrobanginį rezonansinį jutiklį (arba jutiklius), kurie leistų analizuoti biologinių terpių koncentracijas bei savybes. Mikrobangų rezonanso principu pagrįstos jutiklinės sistemos pastaruoju metu plačiai naudojamos sveikatos priežiūros ir biomedicinos srityse dėl jų minimalaus invaziškumo, didelio universalumo ir jautrumo. Tyrimo metu buvo kuriami ir analizuojami skirtingų tipų jutikliai – lopinės, plyšinės ir DR-CSRR, naudojant įvairias dielektrines medžiagas. Jutikliai buvo suprojektuoti pagal antenų konstrukcijos principą ir prijungti prie vektorinio grandinių analizatoriaus, kad būtų galima stebėti rezonansinio dažnio pokyčius, kai jutikliai sąveikauja su įvairiomis biologinėmis medžiagomis. Atlikti tyrimai parodė, kad jutikliai efektyviai reaguoja į biologines terpes, o rezonansinis dažnis kinta priklausomai nuo terpių savybių, tačiau gauti rezultatai rodo, kad patobulintas matavimo stendas būtų reikalingas tiksliesniems duomenims gauti. Darbo struktūra susideda iš penkių dalių: 1) Įvadas ir užduoties analizė, 2) Panašių tyrimų apžvalga, 3) Antenų projektavimas ir skaičiavimai, 4) Suprojektuotų spausdintinių plokščių su jutikliais testavimas, 5) Išvados. Baigiamasis darbas apima 52 puslapius teksto, be priedų, ir 23 puslapius priedų. Darbe pateikiamos 5 lentelės ir 37 iliustracijos. Naudota 18 literatūros šaltinių.

This bachelor's thesis describes the design, manufacturing, and analysis of microwave resonant sensors intended for the analysis of the properties of biological media. The goal of the work is to design a microwave resonant sensor (or sensors) that would allow for the analysis of the concentrations and properties of biological media. Sensor systems based on the principle of microwave resonance have recently been widely used in healthcare and biomedicine due to their minimal invasiveness, high versatility, and sensitivity. During the study, different types of sensors were designed and analyzed: patch, slot, and DR-CSRR, using various dielectric materials. The sensors were designed according to the principles of antenna construction and connected to a vector network analyzer to observe resonant frequency changes as the sensors interact with various biological materials. The conducted experiments showed that the sensors effectively respond to biological media, and the resonant frequency changes depending on the properties of the media; however, the results indicate that an improved measurement setup would be required for more accurate data. The structure of the thesis consists of five parts: 1) Introduction and task analysis, 2) Overview of similar studies, 3) Antenna design and calculations, 4) Testing of the designed printed circuit boards with sensors, 5) Conclusions. The thesis consists of 52 pages of text, excluding appendices, and 23 pages of appendices. The work includes 5 tables and 37 illustrations. 18 sources of literature were used.

Baigiamajame bakalauro darbe suprojektuotas dviejų kanalų oscilografas su USB3 sąsają į išorinį įrenginį. Prietaisas skirtas stebėti matuojamus signalus sukurtoje programinėje įrangoje. Taip pat yra galimybė nustatyti signalo stiprinimo lygį, poslinkio įtampą bei valdyti reles, kurios nustato signalo terminavimą bei jo nuolatinės įtampos komponentės panaikinimą. Sukurtas įtaisas turi integruotą FPGA lustą, ASK keitiklius, USB sąsajos valdiklius, o maitinimas užtikrinamas išorine įtampos jungtimi. Rašto darbe išanalizuoti analogiški įrenginiai ir jie palyginti su projektuojamu prietaisu, tada sudaryta struktūrinė bei principinė elektrinė schemos ir atliktas spausdintinės plokštės projektavimas. Darbo metu pagaminta įtaiso plokštė, sukonstruotas maketas. Taip pat sukurtas programos algoritmas ir parašyta įtaiso programa. Be to, atliktas sukonstruoto įrenginio testavimas bei apibendrinti darbo rezultatai. Baigiamojo darbo rašto dalį sudaro 7 skyriai: įvadas ir užduoties analizė, analogiškų sistemų apžvalga, įtaiso modelio kūrimas, projektavimas, testavimas, tolesnio tobulinimo kryptys bei rezultatų apibendrinimas. Taip pat yra įtrauktas literatūros sąrašas bei priedai. Darbo apimtis be priedų – 99 p., 2 lentelės, 75 iliustracijos, 45 literatūros šaltinių bei 28 priedai.

In the final bachelor thesis, a two-channel oscilloscope with a USB3 interface to an external device is designed. The device is designed to monitor the measured signals in the developed software. It is also possible to set the signal gain level, the offset voltage and to control the relays that determine the termination of the signal and the cancellation of its DC voltage component. The developed device has integrated FPGA, ADC converters, USB interface controllers and is powered by an external voltage connection. The thesis analyses analog devices and compares them with the designed device, then draws up the structural and principle electrical schematics and designs the printed circuit board. During the thesis, the circuit board of the device was fabricated, and a mock-up was constructed. A program algorithm was also developed, and the device program was written. In addition, testing of the constructed device was carried out and the work results were summarised. The final part of the thesis consists of 7 chapters: introduction and analysis of the problem, review of analog systems, development of the device model, design, testing, directions for further development, and summary of results. A list of references and appendices are also included. The volume of the work without appendices is 99 p., 2 tables, 75 illustrations, 45 references, and 28 appendices.

Bakalauro darbo tikslas – sukurti tikslią ir saugią sistemą, skirtą automatiškai patvirtinti pirkėjo amžių, naudojant kompiuterinės regos modelius ir suprojektuotą asmens tapatybės kortelių skaitytuvą. Įrenginys lengvai integruojamas į bet kurį savitarnos kasos aparatą per Ethernet sąsają ir leidžia sumažinti laukimo laiką eilėse, bei padidinti sistemų autonomiškumą (sumažinti laukimo laiko priklausomybę nuo parduotuvės darbuotojo). Baigiamojo darbo metu buvo atliktas amžiaus patvirtinimo sistemos techninės dalies projektavimas. Suformuota pradinio apdorojimo bloko struktūrinė ir elektrinė schema, suprojektuota spausdintinė plokštė bei sukurtas 3D modelis, leidžiantis integruoti kortelių skaitytuvą ir MRZ kamerą. Įgyvendintas visos sistemos maketo surinkimas, testavimas ir eksperimentiniai tyrimai. Šie darbai užtikrino įrenginio stabilumą, tikslumą ir galimybę jį lengvai integruoti į savitarnos kasas per Ethernet ir PoE sąsajas. Darbą sudaro 13 dalių: žymenys ir santrumpos, įvadas, užduoties analizė, sistemos apžvalga, amžiaus patvirtinimo automatinės sistemos sudarymas, amžiaus patvirtinimo automatinės sistemos programinės įrangos projektavimas, amžiaus patvirtinimo automatinės sistemos aparatinės dalies projektavimas, amžiaus patvirtinimo automatinės sistemos programinės įrangos kūrimas, sistemos maketi įgivendinimas, sistemos maketo patikra, rezultatų apibendrinimas, literatūros ir informacinių šaltinių sąrašas, priedai. Darbo apimtis – 77 p. teksto be priedų, 59 iliustr., 4 lent., 48 šaltiniai

The objective of this bachelor’s thesis is to develop a precise and secure system for automatical customer’s age verification using computer vision models and a custom-designed ID card reader. The device is easily integrable with any self-service checkout via an Ethernet interface and helps to reduce queue wait times while increasing system autonomy by minimizing dependence on store personnel. During the final project, the technical part of the age verification system was developed. The structural and electrical schematics of the initial processing block were designed, a printed circuit board (PCB) was created, and a 3D model was developed to integrate the card reader and MRZ camera. The entire system prototype was assembled, tested, and underwent experimental evaluation. These efforts ensured device stability, accuracy, and seamless integration into self-service checkout systems via Ethernet and PoE interfaces. The thesis consists of 13 parts: symbols and abbreviations, introduction, task analysis, system overview, structure of the automatic age verification system, software design of the automatic age verification system, hardware design of the automatic age verification system, software implementation of the automatic age verification system, system prototype implementation, system prototype testing, summary of results, list of literature and information sources, and appendices. The total volume of the thesis is 77 pages of text excluding appendices, containing 59 figures, 4 tables, and 48 sources.

Baigiamajame magistro darbe atlikti praktiniai tyrimai su cukraus bei druskos tirpalais taikant radiodažninius metodus. Tyrimai skirti išsiaiškinti, ar galima taikant radiodažninius metodus aptikti ir nustatyti cukraus kiekį kraujyje. Darbe aprašyta literatūros analizė, antenų modeliavimas, aukštadažnių linijų projektavimas, aparatinės įrangos parinkimas ir praktiniai tyrimai. Sukurta metodologija skirta nustatyti, kaip kinta cukraus bei druskos kiekis tirpale taikant radiodažninius metodus ir atlikti praktiniai tyrimai ir darbo rezultatų apibendrinimas. Darbą sudaro 6 dalys: įvadas su probleminės situacijos analize; literatūros apžvalga; tyrimo aplinkos paruošimas; praktiniai tyrimo matavimai; rezultatų apibendrinimas; literatūros sąrašas. Darbo apimtis – 85 p. teksto be priedų, 69 iliustracijos, 25 lentelės, 15 literatūros šaltinių.

Master‘s thesis presents the practical research of radio frequency methods for non-invasive blood glucose measurement. Research is done to evaluate if it is possible to use radio frequency methods to detect blood sugar level. Thesis describes literature analysis, antenna simulation, high frequency line design, selection of hardware and practical research. Methodology created how to evaluate how cugar and salt level changes measuring with radio frequency methods. Practical research is done and the results were summarized accordingly. The thesis consists of 6 chapters: an introduction with a problem analysis; literature analysis, research environment preparation, practical measurements, summary of results and refferences The thesis includes 85 pages of text excluding appendices, 69 illustrations, 25 tables, 15 references,

Baigiamajame darbe nagrinėjamas aukštadažnių paskirstytųjų ir diskrečiųjų elementų filtrų projektavimas, jų dažninės charakteristikos vertinimas ir optimizavimo metodai. Analizuojami filtrų veikimo principai, jų taikymo sritys aukštadažnėse radijo ryšio sistemose. Atlikta literatūros analizė, nagrinėjant RF filtrų klasifikaciją, architektūrų skirtumus, sudarymo principus ir praktinio taikymo aspektus. Paskirstytųjų elementų filtrų projektavimas remiasi elektromagnetinių bangų sklidimo reiškiniais, įskaitant stovinčių bangų fenomeną, atspindžius ir rezonansą. Remiantis tyrimų metodika, atlikti eksperimentiniai matavimai naudojant vektorinį signalų analizatorių. Tyrimo metu siekta nustatyti filtrų dažninės charakteristikos nukrypimų priežastis ir pateikti jų koregavimo sprendimus, palyginti tarpusavyje analogiškų paskirstytųjų ir diskrečiųjų elementų filtrų parametrus. Remiantis gautais rezultatais išanalizuotos bendrinės diskrečiųjų ir paskirstytųjų elementų filtrų savybės. Atlikus aukštadažnių paskirstytųjų elementų filtrų analitinę apžvalgą, suprojektavus pasirinktus filtrus ir atlikus jų parametrų vertinimą, pateikiamos baigiamojo darbo išvados. Darbą sudaro šios dalys: įvadas, teorinė, metodologinė ir empirinio tyrimo dalys, išvados, literatūros sąrašas, priedai. Darbo apimtis – 86 puslapiai be priedų, 50 paveikslų, 4 lentelės, 26 bibliografiniai šaltiniai. Atskirai pridedami darbo priedai.

This thesis examines the design, frequency response evaluation, and optimization methods of high-frequency distributed and discrete element filters, focusing on their operating principles and applications in high-frequency radio communication systems. A literature review was conducted to analyze RF filter classification, architectural differences, construction principles, and practical application aspects. The design of distributed element filters is based on electromagnetic wave propagation phenomena, including standing waves, reflections, and resonance effects. Experimental measurements were performed using a vector network analyzer to determine the causes of frequency response deviations and propose corrective solutions. The study compares equivalent distributed and discrete element filter parameters to identify their fundamental characteristics. Following the analytical review of high-frequency distributed element filters, selected filters were designed and their parameters evaluated. The findings of this thesis present conclusions based on experimental results. The thesis consists of the following sections: introduction, theoretical analysis, methodology, empirical study, conclusions, references, and appendices. Thesis length: 86 pages (excluding appendices), 50 figures, 4 tables, 26 bibliographic sources. Additional appendices are provided separately.

Baigiamajame bakalauro darbe nagrinėjamas realaus laiko tinklo našumo matavimo taikomosios programos, skirtos 60 GHz belaidžiui ryšiui, kūrimas ir tyrimas, remiantis IEEE 802.11ad standartu. Darbe analizuojami milimetrinių bangų ryšio teoriniai aspektai, įskaitant spindulio formavimą, signalo slopinimą ir protokolo apribojimus, ir tai derinama su praktiniais bandymais, atliekamais naudojant TNA-302 įrenginius. Naudojant „Spring Boot“ serverinę dalį ir RESTful API, sukurta individuali internetinė stebėjimo sistema, skirta realiuoju laiku rinkti ir vizualizuoti našumo duomenis. Našumo bandymai atlikti patalpose, siekiant įvertinti pagrindinius parametrus: duomenų pralaidumą, signalo stiprumą, delsą ir ryšio stabilumą įvairiomis sąlygomis. Tyrimas pateikia įžvalgų apie fizinius 60 GHz tinklų apribojimus ir siūlo rekomendacijas praktiniam diegimui. Išnagrinėjus teorinį pagrindą ir eksperimentinius rezultatus, pateikiamos darbo išvados. Struktūra: įvadas, analogiškų sistemų analizė, keturi teoriniai tyrimų skyriai, taikomosios programos projektavimas, eksperimentinis tyrimas, išvados, literatūra. Darbas sudaro 67 puslapius be priedų, jame pateikiama 19 iliustracijų ir cituojami 29 šaltiniai. Priedai pateikiami atskirai.

The final bachelor's thesis focuses on the development and research of a real-time network performance measurement application for 60GHz wireless communication based on the IEEE 802.11ad standard. The work analyzes the theoretical aspects of mmWave communication, including beamforming, signal attenuation, and protocol limitations, and combines this with practical testing using TNA-302 devices. A custom web-based monitoring system was developed using a Spring Boot backend and RESTful APIs to gather and visualize performance data in real time. Performance tests were conducted in an indoor environment to evaluate key parameters such as throughput, signal strength, latency, and connection stability under various conditions. The study provides insights into the physical limitations of 60GHz networks and offers recommendations for practical deployment. After examining both theoretical background and experimental findings, the conclusions of the thesis are presented. Structure: introduction, analysis of similar systems, four theoretical research chapters, application design, experimental investigation, conclusions, references. Thesis consists of 67 pages excluding appendices, includes 19 figures, and cites 29 sources. Appendices included separately.

Baigiamojo magistro darbe analizuojamos mažos galios belaidžio ryšio technologijos (LPWLAN) ir jų pritaikymas daiktų interneto sistemose. Tyrime lyginamos dvi ryšio technologijos: LoRa ir WiFi, pagal jų energijos sąnaudas ir pritaikomumą baterijomis maitinamuose įrenginiuose. Tyrimo sistemai kurti, kuri matuoja temperatūrą bei santykinę drėgmę, naudojami Heltec ESP32 WiFi LoRa V3 ir Heltec Wireless Paper mikrovaldikliai kartu su DHT22 jutikliu. Sistemos energijos sąnaudos buvo matuojamos naudojant skirtingas konfigūracijas, procesoriaus taktinius dažnius. Taip pat buvo išmatuotos miego režimo energijos sąnaudos. Eksperimentinių tyrimų rezultatai parodė, kad LoRa ryšio technologija, tinkamai sukonfigūruota, leidžia pasiekti dvigubai mažesnes energijos sąnaudas nei WiFi šioje sistemoje. Darbo apimtis: 52 p. teksto be priedų, 31 iliustracija, 10 lentelių, 23 literatūros šaltiniai

The master‘s thesis analyzes low-power wireless communication technologies (LPWLAN) and their application in Internet of Things systems. The study compares two communication technologies: LoRa and WiFi, based on their energy consumption and suitability for battery-powered devices. To develop the experimental system, which measures temperature and relative humidity, Heltec ESP32 WiFi LoRa V3 and Heltec Wireless Paper microcontrollers were used together with the DHT22 sensor. The system’s energy consumption was measured using different configurations and processor clock speeds. Sleep mode power consumption was also measured. Experimental results showed that, when properly configured, LoRa communication technology achieves twice as low energy consumption compared to WiFi in this system. Thesis consists of: 52 p. text without appendixes, 31 pictures, 10 tables, 23 bibliographical entries.