{"id":780,"date":"2019-09-09T19:49:56","date_gmt":"2019-09-09T16:49:56","guid":{"rendered":"https:\/\/blog.hamk.fi\/porkkanapuu\/?p=780"},"modified":"2019-10-28T15:54:36","modified_gmt":"2019-10-28T13:54:36","slug":"olosuhdemittauksia-iot-kesaprojektissa-forssan-kampuksella","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blog.hamk.fi\/porkkanapuu\/olosuhdemittauksia-iot-kesaprojektissa-forssan-kampuksella\/","title":{"rendered":"Olosuhdemittauksia IoT-kes\u00e4projektissa Forssan kampuksella"},"content":{"rendered":"
Mit\u00e4 biotalouden insin\u00f6\u00f6riopiskelijat tekev\u00e4t kes\u00e4ll\u00e4? Osa l\u00e4htee ty\u00f6harjoitteluun, osa kes\u00e4t\u00f6ihin, osa lomailee ja joku saattaa valita Campus onlinen kes\u00e4opintoja. Mahdollisuuksia on monia ja n\u00e4ist\u00e4 voidaan valita useampikin vaihtoehto. Minun aikatauluuni parhaiten t\u00e4n\u00e4 kes\u00e4n\u00e4 sopivat kes\u00e4opinnot ja ty\u00f6harjoittelu Hamkilla. My\u00f6s opinn\u00e4ytety\u00f6n ja Frushin valmistelu ovat pit\u00e4neet minut kiireisen\u00e4 koko kes\u00e4n.<\/p>\n
Projektin ohjaajana toimi assistentti Esa Virta ja pohjana toimi Kirsi Laaksosen tekem\u00e4 esiselvitys HAMKin Biotalouden insin\u00f6\u00f6rien luokkien olosuhteiden mittaamisesta. P\u00e4\u00e4piirteitt\u00e4in esiselvityksen mukaan luokkien ja k\u00e4yt\u00e4vien valojen sammuttamisen suhteen on ilmennyt haasteita. Koulutusohjelmalta oli tullut toive, jossa oppilasty\u00f6n\u00e4 toteutettaisiin IoT -projekti l\u00e4mp\u00f6tilan, hiilidioksidipitoisuuden, k\u00e4ytt\u00f6asteen ja valojen valvontaan. Suunnitelma kattoi seitsem\u00e4n luokkahuonetta ja k\u00e4yt\u00e4v\u00e4tilat. Ideaalitilanteessa henkil\u00f6iden lukum\u00e4\u00e4r\u00e4 pystytt\u00e4isiin laskemaan ja ohjaamaan valoja sen mukaan, onko luokkatilassa ihmisi\u00e4. K\u00e4yt\u00e4v\u00e4tilojen valot toimisivat liiketunnistimen avulla klo 18-06. Suunnitelmassa todettiin kuitenkin jo alkuvaiheessa, ett\u00e4 valaistusj\u00e4rjestelm\u00e4n uusiminen saattaisi maksaa jopa kymmeni\u00e4 tuhansia euroja, joka olisi liian kattava uudistus t\u00e4ss\u00e4 vaiheessa. Niinp\u00e4 suunnitelmasta j\u00e4tettiin valojen automatiikkaan liittyv\u00e4 osuus pois ja keskityttiin luokkatilojen olosuhteiden mittaamiseen.<\/p>\n
Projektisuunnitelmassa laadin tavoitteeksi toteuttaa pilotin yhteen luokkatilaan. Ensimm\u00e4isess\u00e4 vaiheessa oli tarkoitus rakentaa itse Arduino UNOon tai muuhun vastaavaan kehitysalustaan mittalaitekokonaisuus l\u00e4mp\u00f6tilan, hiilidioksidipitoisuuden, kosteuden ja liikkeen mittaamiseen. Samanaikaisesti tutkin markkinoilla olevia valmiita mittalaitekokonaisuuksia. Vaihtoehtoja pohdittaessa edullisempaa ajank\u00e4yt\u00f6llisesti ja esimerkiksi alustapalvelun saatavuuden vuoksi olisi toteuttaa pilotti markkinoilla olevalla valmiilla ratkaisulla.<\/p>\nElsys ESR CO2 -anturikokonaisuus<\/figcaption><\/figure>\n
Digita oli toimittanut Forssan kampukselle \u00e4skett\u00e4in tukiaseman, joten oli luonnollista tutustua Digitan LoRaWAN -verkkoon saatavilla oleviin antureihin ensimm\u00e4isen\u00e4. Kerrottuani tarpeista kontaktini Digitalta suositteli Elsys ERS CO2 -mittalaitekokonaisuutta varsin sopivaan hintaan 120 \u20ac\/kpl. Vaikka itse rakennettu j\u00e4rjestelm\u00e4 LPWAN -verkkoon maksaisi halvimmillaan koteloimattomana vain noin 40-60 \u20ac, t\u00e4ytyisi siihen integroida my\u00f6s alustapalvelu ja ty\u00f6llekin on yleens\u00e4 laskettava jokin hinta. Elsysin anturista l\u00f6ytyy edell\u00e4 mainittujen mittausominaisuuksien lis\u00e4ksi my\u00f6s esimerkiksi valoisuuden mittaus. Elsys on my\u00f6s vaivattomasti konfiguroitavissa NFC -teknologiaa hy\u00f6dynt\u00e4v\u00e4n mobiilisovelluksen avulla. Lis\u00e4ksi Digitalta saatiin p\u00e4\u00e4syoikeudet Actility Thingparkin pilvipalveluun sek\u00e4 Digitan IoT -alustalle ilman lis\u00e4kustannuksia. N\u00e4in ollen p\u00e4\u00e4t\u00f6s mittalaitteen hankinnasta oli hyvin helppo.<\/p>\n
Anturia odotellessa oli hyvin aikaa edist\u00e4\u00e4 teknist\u00e4 m\u00e4\u00e4ritelm\u00e4\u00e4, josta l\u00f6ytyy kaikki tarvittavat ohjeet anturin asennuksista ja siihen liittyv\u00e4st\u00e4 arkkitehtuurista sek\u00e4 tietoa hyl\u00e4tyist\u00e4 ratkaisuista. Tein kokeilumieless\u00e4 integraation my\u00f6s ulkoiselle IoT -alustalle. Tutustuin lukuisiin vaihtoehtoihin, joista parhaiten t\u00e4t\u00e4 projektia olisi mielest\u00e4ni tukenut Thingsboard Professional Edition. T\u00e4m\u00e4n palvelun k\u00e4ytt\u00f6 maksaa alk. 10 \u20ac\/kk ilmaisen 30 p\u00e4iv\u00e4n kokeilujakson j\u00e4lkeen. Digitan palvelu osoittautui kuitenkin hyvin selke\u00e4ksi ja tarpeita palvelevaksi, joten tarvetta ulkoisen alustan k\u00e4yt\u00f6lle ei mielest\u00e4ni ole.<\/p>\n
Muutaman viikon kokeilun perusteella Elsysin mittalaite on hinta\/ominaisuus -suhteiltaan eritt\u00e4in hyv\u00e4 ratkaisu n\u00e4ihin k\u00e4ytt\u00f6tarpeisiin. Vaikka anturi ei tarkkaa lukum\u00e4\u00e4r\u00e4\u00e4 ihmisist\u00e4 osaa kertoa, on kuitenkin hy\u00f6dyllist\u00e4 tiet\u00e4\u00e4, onko liikett\u00e4 tapahtunut tilassa vaikkapa ilta-aikana tai onko valaistus p\u00e4\u00e4ll\u00e4, vaikka liikett\u00e4 ei ole havaittu viime aikoina. Ihmism\u00e4\u00e4r\u00e4\u00e4 voidaan arvioida l\u00e4mp\u00f6tilan ja hiilidioksidipitoisuuden perusteella. Olosuhteiden mittaus auttaa my\u00f6s arvioitaessa sis\u00e4ilman laatua. Mittalaitteita on liitett\u00e4viss\u00e4 useampia samaan alustaan tai sovellukseen, joten kokonaisuus olisi hyvin hy\u00f6dynnett\u00e4viss\u00e4 esimerkiksi vartijan tai vahtimestarin ty\u00f6ss\u00e4.<\/p>\n
T\u00e4m\u00e4n projektin ja siihen liittyv\u00e4n raportoinnin vuoksi, arkkitehtuuri on toistettavissa useammalle vastaavalle laitteelle. Projektista voi my\u00f6s kehitt\u00e4\u00e4 jatkoprojektin tai mittalaitteesta saatua dataa voidaan hy\u00f6dynt\u00e4\u00e4 vaikkapa terveyden- ja hyvinvointialan opinnoissa. Onnistuneen pilotin ansiosta Forssan kampukselle onkin tilattu kolme Elsysin anturikokonaisuutta lis\u00e4\u00e4. Suurin hy\u00f6ty n\u00e4ist\u00e4 saavutettaisiinkin, mik\u00e4li jokaisessa tilassa olisi vastaava mittalaite.<\/p>\n
Sain k\u00e4yt\u00e4nn\u00f6ss\u00e4 l\u00e4hes vapaat k\u00e4det projektin toteuttamiseen, joten sen suorittaminen oli oikein mielek\u00e4st\u00e4.<\/p><\/blockquote>\nKuva 2. Elsys ERS CO2 -mittalaite toiminnassa Bioinssien labrassa<\/figcaption><\/figure>\n
LPWAN -verkot ovat suhteellisen uusi tekniikka, joten niiden osaamiselle on varmasti kysynt\u00e4\u00e4. T\u00e4m\u00e4n ja LPWAN -verkossa toimivien laitteiden matalan tehonkulutuksen vuoksi halusin toteuttaa projektin nimenomaan kyseisell\u00e4 tekniikalla. Ty\u00f6rauha oli taattu, kun meill\u00e4 oli bioinssien tiloissa kes\u00e4ll\u00e4 vain kolmihenkinen ty\u00f6ryhm\u00e4. Hektisen lukukauden ulkopuolella oli vaihteeksi mukava ty\u00f6skennell\u00e4. Suurin osa t\u00f6ist\u00e4 painottui hein\u00e4kuulle, jolloin l\u00e4hes koko henkil\u00f6kuntakin oli lomalla. Toisaalta konsultointiapua ei tuolloin juurikaan ollut saatavilla.<\/p>\n
Projektissa oli mahdollista kokeilla erilaisia tekniikoita ja toteutumisvaihtoehtoja vailla pelkoa ep\u00e4onnistumisesta. Vaikka pilotti toteutettiin niin sanotulla valmiilla ratkaisulla, on projekteissa yleens\u00e4 aina vastoink\u00e4ymisi\u00e4kin. Laitteen asentaminen ja k\u00e4ytt\u00f6, datan k\u00e4sittely ja lukeminen, verkkoliikenteen ymm\u00e4rt\u00e4minen sek\u00e4 mahdollisimman suuri k\u00e4yt\u00f6st\u00e4 saavutettu hy\u00f6typotentiaali tuottivat haasteita.<\/p>\n
Toimin aikaisemmin lukukaudella vastaavanlaisen ryhm\u00e4ty\u00f6n projektip\u00e4\u00e4llikk\u00f6n\u00e4. Tuo IoT \u2013 projekti toteutettiin kolmen moduulin, eli noin kuuden kuukauden aikana. Nyt aikaa oli k\u00e4yt\u00f6ss\u00e4 huomattavasti v\u00e4hemm\u00e4n ja ryhm\u00e4n tuki puuttui. T\u00e4m\u00e4 mahdollisti kuitenkin aikaisempaa tehokkaamman oppimisen. Kokemus vastaavanlaisista teht\u00e4vist\u00e4 tuki mainiosti t\u00e4t\u00e4 projektia ja oppiminen saavutti aivan uuden tason, kun tekniikan tuntee nyt syv\u00e4llisemmin.<\/p>\n
Teksti ja kuvat:<\/strong><\/p>\n
Jiri Luojukoski, Biotalouden insin\u00f6\u00f6ri -koulutus, 3. vuoden opiskelija<\/p>\n
![\"\"](\"https:\/\/blog.hamk.fi\/porkkanapuu\/wp-content\/uploads\/sites\/46\/2019\/09\/Elsys-ESR-CO2-anturikokonaisuus-e1568047648407-225x300.jpg\")
![\"\"](\"https:\/\/blog.hamk.fi\/porkkanapuu\/wp-content\/uploads\/sites\/46\/2019\/09\/Elsys-ERS-CO2-mittalaite-toiminnassa-Bioinssien-labrassa-e1568047353248-225x300.jpg\")