Embedded Onboard System for a Yacht

Thesis title: Embedded Onboard System for a Yacht
Author: Voženílek, Jan
Thesis type: Bachelor thesis
Supervisor: Svoboda, Jaroslav
Opponents: Čejka, Tomáš
Thesis language: English
Abstract:
This bachelor thesis addresses the need for an affordable and customizable onboard navigation instrument for small recreational yachts that combines basic GNSS navigation, voyage logging, and safety workflows in a purpose-built interface. The theoretical part introduces GNSS positioning, marine navigation data exchange, existing chartplotter and software alternatives, and user-interface constraints in a cockpit environment. The practical part evaluates this approach through custom-built software called Helm~OS. It runs on a functional Raspberry~Pi~5-based prototype with a Waveshare LC76G GNSS module, touchscreen display, DC/DC power supply, and custom PETG enclosure. The application is implemented natively in Qt. The software receives NMEA~0183 data over UART, validates and parses navigation, satellite, time, and accuracy information. It displays position, speed over ground, course over ground, and GNSS status, and records voyage data in an electronic logbook with CSV and GPX export. It also implements two safety workflows: Man Overboard and anchor alarm. The system was verified by automated unit tests, processing of a synthetic NMEA replay stream, and an integrated live-GNSS field test on a vessel. The result meets the main functional goals at prototype level, while remaining limited by cold-start time, brightness and viewing angles of the consumer display, touch-control limitations in wet conditions, and the absence of a certified ingress-protection rating.
Keywords: NMEA 0183; marine navigation; embedded system; GNSS; Raspberry Pi; yacht; Qt
Thesis title: Vestavěný palubní systém pro jachtu
Author: Voženílek, Jan
Thesis type: Bakalářská práce
Supervisor: Svoboda, Jaroslav
Opponents: Čejka, Tomáš
Thesis language: English
Abstract:
Tato bakalářská práce se zabývá potřebou cenově dostupného a přizpůsobitelného palubního navigačního přístroje pro malé rekreační jachty, který kombinuje základní GNSS navigaci, lodní deník a bezpečnostní funkce v účelově navrženém rozhraní. Teoretická část představuje určování polohy pomocí GNSS, přenos navigačních dat v námořním prostředí, existující chartplottery, softwarové alternativy a požadavky na uživatelské rozhraní. Praktická část tento přístup ověřuje pomocí vlastního softwaru Helm~OS. Ten běží na funkčním prototypu založeném na Raspberry~Pi~5 s modulem Waveshare LC76G, dotykovým displejem, DC/DC napájecím měničem a vlastním PETG krytem. Aplikace je nativně implementována v Qt. Software přijímá data NMEA~0183 přes UART, validuje je a parsuje navigační, satelitní, časové a přesnostní údaje. Zobrazuje polohu, rychlost nad dnem, kurz nad dnem a stav GNSS a ukládá data o plavbě do elektronického lodního deníku s exportem do CSV a GPX. Implementovány jsou také dvě bezpečnostní funkce: muž přes palubu a kotevní alarm. Systém byl ověřen automatizovanými jednotkovými testy, zpracováním syntetického replay streamu ve formátu NMEA a testováním na lodi s reálným GNSS. Výsledek splňuje hlavní funkční cíle na úrovni prototypu, ale zůstává omezen dobou studeného startu GNSS modulu, jasem a pozorovacími úhly spotřebitelského displeje, omezeními dotykového ovládání ve vlhku a tím, že prototyp nemá certifikovaný stupeň krytí proti vniknutí vody.
Keywords: NMEA 0183; Raspberry Pi; námořní navigace; vestavěný systém; jachta; GNSS; Qt

Information about study

Study programme: Aplikovaná informatika
Type of study programme: Bakalářský studijní program
Assigned degree: Bc.
Institutions assigning academic degree: Vysoká škola ekonomická v Praze
Faculty: Faculty of Informatics and Statistics
Department: Department of Multimedia

Information on submission and defense

Date of assignment: 15. 11. 2025
Date of submission: 10. 5. 2026
Date of defense: 22. 6. 2026
Identifier in the InSIS system: https://insis.vse.cz/zp/94506/podrobnosti

Files for download

    Last update: