2/2017

Kuinka saada esineiden internetin laitteet ja sovellukset ymmärtämään toisiaan?

Esineiden internet ei toimi kunnolla, jos sen miljardeja erilaisia laitteita, niitä pyörittäviä sovelluksia ja eri osien välisiä yhdyskäytäviä ei saada keskustelemaan keskenään tavalla, jota kaikki osat ymmärtävät. TTY kehittää turvallista ja energiatehokasta yhteistä hallintajärjestelmää esineiden internetin laitteille ja yhdyskäytäville.

Bill Silverajan

 

Tohtoriopiskelija Bill Silverajan TTY:n tietotekniikan laboratoriosta haluaa saada kaikki esineiden internetin yhdyskäytävät ja laitteet ymmärtämään toisiaan yhteisen hallintajärjestelmän avulla.

 

Esineiden internet (Internet of Things, IoT) on verkoista koostuva verkko, johon vuonna 2020 kuulunee jo yli 20 miljardia laitetta. Tähän lukuun eivät sisälly älypuhelimet, tabletit eivätkä kannettavat tietokoneet.

Uusien kaupallisten IoT-sovellusten ja palveluiden kehittäminen on kuitenkin kallista ja hankalaa, koska eri markkinoilla kuten terveydenhuollossa ja liikenteessä on kaikilla omat standardinsa, ratkaisunsa ja sovelluksensa. Niiden välinen yhteistyö ja uusien laitteiden liitettävyys kangertelee pahasti.

– Haasteena on myös esineiden internetin turvallisuus, joka on tänä päivänä samalla tasolla kuin tietokoneiden turvallisuus oli 20 vuotta sitten, kertoo tohtoriopiskelija Bill Silverajan TTY:n tietotekniikan laboratoriosta.

Yhteistä IoT-alustaa rakentamassa

TTY on yhdessä verkkolaitevalmistaja Ericssonin, Aalto-yliopiston ja suomalaisyritys Bittiumin kanssa mukana EIT Digitalin johtamassa ja rahoittamassa, kolmivuotisessa ACTIVE-tutkimusohjelmassa, jota tehdään Helsingissä, Tukholmassa ja Milanossa. Sen tavoitteena on rakentaa yhteinen, kaupallistettavissa oleva IoT-alusta tai kerros, jonka avulla kaikki pirstaleisen esineiden internetin eri osat saadaan puhumaan samaa kieltä ja keskustelemaan keskenään.

– Se helpottaa uusien palveluiden ja sovellusten suunnittelijoiden työtä ja mahdollistaa tietojen jakamisen ja tiedonsiirron eri markkinoiden ja toimialojen välillä ilman, että laitevalmistajien ja palveluntarjoajien tarvitsee sopia siitä etukäteen erikseen, Silverajan sanoo.

– Olennaisen tärkeää on myös varmistaa, että kehitteillä olevat ratkaisut noudattavat olemassa olevia teollisia ja verkkostandardeja.

EIT Digital

  • EU:n teknologian tutkimuksen huippuyksikkö.
  • Toimii EIT:n eli Euroopan innovaatio- ja teknologiainstituutin alaisuudessa.
  • Euroopan johtava digitaalisia innovaatioita ja yrittäjyyttä edistävä organisaatio.
  • Tavoitteena edistää Euroopan talouskasvua ja eurooppalaisten parempaa elämänlaatua.
  • Jäseninä yli 130 eurooppalaista huippuyritystä, pk-yritystä, startupia, yliopistoa ja tutkimuslaitosta.
  • Toimipisteet Berliinissä, Eindhovenissa, Helsingissä, Lontoossa, Pariisissa, Trentossa, Tukholmassa, Budapestissa ja Madridissa.
  • Suomen yksikkö toimii Aalto-yliopistossa.
 

Hallittavuutta IoT-laitteisiin ja yhdyskäytäviin

TTYn vastuulla ACTIVE-tutkimusohjelmassa on hallintajärjestelmän kehittäminen esineiden internetin yhdyskäytäville ja laitteille. Silverajan toimii tämän osuuden johtajana.

– Yksi tärkeimmistä hallintajärjestelmän osa-alueista on IoT-datamallien kehittäminen. Niiden avulla esimerkiksi sensoridataa muilta laitteilta vastaanottavat palvelimet ymmärtävät millainen laite on kyseessä, ja mitä arvot tarkoittavat. Palvelimen täytyy myös ymmärtää mitä niiden vastaanottaman tiedon perusteella pitää tehdä – täytyykö laitteeseen päivittää uutta ohjelmistoa tai toimintoja, ja miten uudet laitteet konfiguroidaan. Tätä prosessia kutsutaan IoT-laitteiden hallinnaksi. Kolmas tärkeä osa-alue on IoT-yhdyskäytävien hallinta. Sen avulla voi liittää laitteita ulkoisiin verkkoihin, jotka yhdistävät ne esineiden internetiin, ja hallita näitä yhdyskäytäviä, Silveranan selittää.

TTY:n tutkijat ovat kehittäneet prototyypin IoT-yhdyskäytävien hallintaohjelmistosta, joka voi tarvittaessa lähettää palvelimelle turvallisesti myös sekä laitteen että yhdyskäytävän datamallin.

– Kehittämämme ohjelmisto on huomattava parannus nykykäytäntöihin, sillä melkein mikään muu IoT-hallinta-alusta ei ota huomioon yhdyskäytävien tärkeää roolia esineiden internetin toiminnassa.

Energiatehokkuuden mittauslaite

TTY:läiset ovat myös kehittäneet prototyypin laitteesta, jolla mitataan IoT-laitteiden energiatehokkuutta.

– Energianhallintamoduulimme mittaa sensorien, yhdyskäytävien ja esimerkiksi auton akkujen sähkönkulutusta, ja lähettää keräämänsä datan pilveen. Sähkönkulutusdatan perusteella voi säätää IoT-laitteen toimintaa ja myös havaita verkossa esiintyviä ongelmia ja hyökkäyksiä, Silverajan kertoo.

Avoimia standardeja ja verkostoitumista

TTY ja Ericsson ovat yhdessä panostaneet avoimien IoT-standardien kehittämiseen. Esineiden internetin toiminnan kannalta on olennaisen tärkeää, että mahdollisimman monet saadaan käyttämään samoja standardeja.

– ACTIVE-tutkimusohjelmaa rahoittavan ja koordinoivan EIT Digitalin piirissä on monia merkittäviä yrityksiä ja tutkimuslaitoksia, mikä on omiaan edesauttamaan verkostoitumista. Yhteistyön myötä pääsemme samalla vaikuttamaan digitaalisen tulevaisuuden muotoutumiseen, sanoo TTY:n tietotekniikan laboratorion professori Jarmo Harju, joka on ACTIVE-ohjelman TTY:n osuuden vastuullinen johtaja.

Teksti: Leena Koskenlaakso
Kuva: Mika Kanerva

 
Kerro kaverille
CoreLab vauhdittaa rakennusalan digiloikkaa
CoreLab vauhdittaa rakennusalan digiloikkaa
2/2017
CoreLab vauhdittaa rakennusalan digiloikkaa
Kestävää, edullista, joustavaa
Kestävää, edullista, joustavaa
2/2017
Kestävää, edullista, joustavaa
Lisää kaasua teollisen internetin kehittämiseen
Lisää kaasua teollisen internetin kehittämiseen
2/2017
Lisää kaasua teollisen internetin kehittämiseen
Digitaalisuus auttaa ymmärtämään teollisuuden prosesseja
Digitaalisuus auttaa ymmärtämään teollisuuden prosesseja
2/2017
Digitaalisuus auttaa ymmärtämään teollisuuden prosesseja
Tampere tuottaa tulevaisuuden kovimmat osaajat
Tampere tuottaa tulevaisuuden kovimmat osaajat
2/2017
Tampere tuottaa tulevaisuuden kovimmat osaajat
Robotiikasta uusi pääaine
Robotiikasta uusi pääaine
2/2017
Robotiikasta uusi pääaine
Itseoppivat laskennalliset aivomallit avuksi keinoälyn kehitykseen
Itseoppivat laskennalliset aivomallit avuksi keinoälyn kehitykseen
2/2017
Itseoppivat laskennalliset aivomallit avuksi keinoälyn kehitykseen
Yrityskylästä reseptejä maailmanvalloitukseen
Yrityskylästä reseptejä maailmanvalloitukseen
2/2017
Yrityskylästä reseptejä maailmanvalloitukseen

Tampereen teknillinen yliopisto on teknologisen kehityksen tiennäyttäjä sekä tutkimusmaailman ja elinkeinoelämän yhteistyökumppani. Yliopistosta valmistuu haluttuja osaajia yhteiskunnan eri aloille.

Käyntiosoite:
Korkeakoulunkatu 10,
33720 Tampere

Postiosoite:
PL 527, 33101 Tampere

Puhelinvaihde:
03 311 511
ma–pe kello 8–16.15
kesällä ma–pe 8–15.45

Virallinen sähköpostiosoite:
tty.asiointi@tut.fi