Sigfox alarm device
Wahlroos, Harri (2018)
Wahlroos, Harri
Turun ammattikorkeakoulu
2018
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2018123022935
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2018123022935
Tiivistelmä
Nykyaikaiset liikenteenohjausjärjestelmät ovat yleensä liitetty valvontakeskuksiin internetin tai matkapuhelinverkon välityksellä. Käytössä on myös vanhempia ohjausjärjestelmiä, joissa ei ole etäyhteyttä, tai sitä ei ole hankintavaiheessa valittu toimitukseen. Ohjausjärjestelmien alkuperäisten laitevalmistajien tarjoamat etäyhteystoiminnot ovat erittäin kalliita, joten halvemmille etäyhteyksille, jotka voidaan integroida olemassa oleviin ohjausjärjestelmiin ja valvontakeskuksiin, on selkeä tarve.
Opinnäytetyön tarkoituksena oli valita yksinkertaisen hälytystiedon välittämiseen soveltuva verkkoteknologia, rakentaa pilottilaite ja testata laite asiakkaan järjestelmässä. Onnistuneen pilottivaiheen jälkeen oli tarkoitus kehittää lopputuote asiakkaan tarpeisiin. Tärkeimpänä tavoitteena oli kustannustehokkuus. Pitkistä viivytyksistä johtuen tämä työ rajattiin päättyväksi räätälöidyn modemin kehitykseen. Opinnäytetyön toimeksiantaja on RCP Software Oy.
Projekti aloitettiin palaverilla toimeksiantajan ja asiakkaan kanssa, käymällä läpi asiakkaan vaatimukset ja määrittelemällä projektille karkea aikataulu. Sen jälkeen valittiin käytettävä verkkoteknologia. Siirrettävä datamäärä on pieni ja laitteet ovat kiinteästi asennettu tiettyyn paikkaan. Muutamia vaihtoehtoja vertailtiin (Sigfox, LoRa, NB-IoT ja GSM/LTE) ja Sigfox teknologia valittiin, koska se täytti edellämainitut vaatimukset suhteellisen pienillä kustannuksilla.
Tarvittavat modulit, komponentit ja sopiva laitekotelo tilattiin pilottilaitetta varten. Kun kaikki osat oli toimitettu, pilottilaite rakennettiin valmiiksi parissa päivässä. RCP Software Oy kehitti laitteeseen ohjelmiston. Lisäksi kehitettiin mobiilisovellus ja pilvipalvelu konfiguroitiin hälytystiedon reitittämiseksi mobiilisovellukseen. Järjestelmän elektroniikan ja ohjelmistojen sekä pilvipalvelun testaamisen jälkeen laite asennettiin ja integroitiin asiakkaan järjestelmään.
Pilottilaite toimi hyvin ja hälytystieto välittyi luotettavasti mobiilisovellukseen. Mobiilisovellus perustuu karttanäkymään, jossa laitteiden sijainti ja hälytysten tilanne näkyvät reaaliajassa. Projektin aikana pilottilaitetta testattiin myös erilaisten hälytystietojen välityksessä, ja näissäkin tapauksissa todettiin, että järjestelmä on erittäin toimiva, luotettava ja edullinen.
Räätälöity Sigfox modemi perustui ON Semiconductor:in AX-SFEU-API järjestelmäpiiriin. Piirilevystä tehtiin yhteensopiva Arduino Nano:n kanssa, joten modulin voi tarvittaessa kytkeä suoraan Arduino Nano:n piikkirimoihin. Modemin ohjaus ja pakettien lähetys tapahtuu UART-väylän kautta AT-komennoilla. Järjestelmäpiirille voidaan kehittää myös oma ohjelmisto, joka tallennetaan piirin flash-muistille. Tällöin modulia voi käyttää itsenäisesti, eikä ns. isäntäprosessoria tarvita.
Opinnäytetyön tavoitteet täyttyivät hyvin ja asiakas oli tyytyväinen hälytysjärjestelmän toimintaan ja kokonaiskustannuksiin. Sigfox verkon toiminnassa oli alkuvaiheessa joitakin ongelmia, mutta ne olivat operaattorista johtuvia, koska jotkut tukiasemat olivat satunnaisesti poissa käytöstä. Vuoden 2018 lopussa luotettavuus ja verkon peitto Suomessa olivat paljon parempia. Kaupallinen lopputuote voidaan kehittää myöhemmin asiakkaan määrittelemän aikataulun mukaisesti.
Opinnäytetyön tarkoituksena oli valita yksinkertaisen hälytystiedon välittämiseen soveltuva verkkoteknologia, rakentaa pilottilaite ja testata laite asiakkaan järjestelmässä. Onnistuneen pilottivaiheen jälkeen oli tarkoitus kehittää lopputuote asiakkaan tarpeisiin. Tärkeimpänä tavoitteena oli kustannustehokkuus. Pitkistä viivytyksistä johtuen tämä työ rajattiin päättyväksi räätälöidyn modemin kehitykseen. Opinnäytetyön toimeksiantaja on RCP Software Oy.
Projekti aloitettiin palaverilla toimeksiantajan ja asiakkaan kanssa, käymällä läpi asiakkaan vaatimukset ja määrittelemällä projektille karkea aikataulu. Sen jälkeen valittiin käytettävä verkkoteknologia. Siirrettävä datamäärä on pieni ja laitteet ovat kiinteästi asennettu tiettyyn paikkaan. Muutamia vaihtoehtoja vertailtiin (Sigfox, LoRa, NB-IoT ja GSM/LTE) ja Sigfox teknologia valittiin, koska se täytti edellämainitut vaatimukset suhteellisen pienillä kustannuksilla.
Tarvittavat modulit, komponentit ja sopiva laitekotelo tilattiin pilottilaitetta varten. Kun kaikki osat oli toimitettu, pilottilaite rakennettiin valmiiksi parissa päivässä. RCP Software Oy kehitti laitteeseen ohjelmiston. Lisäksi kehitettiin mobiilisovellus ja pilvipalvelu konfiguroitiin hälytystiedon reitittämiseksi mobiilisovellukseen. Järjestelmän elektroniikan ja ohjelmistojen sekä pilvipalvelun testaamisen jälkeen laite asennettiin ja integroitiin asiakkaan järjestelmään.
Pilottilaite toimi hyvin ja hälytystieto välittyi luotettavasti mobiilisovellukseen. Mobiilisovellus perustuu karttanäkymään, jossa laitteiden sijainti ja hälytysten tilanne näkyvät reaaliajassa. Projektin aikana pilottilaitetta testattiin myös erilaisten hälytystietojen välityksessä, ja näissäkin tapauksissa todettiin, että järjestelmä on erittäin toimiva, luotettava ja edullinen.
Räätälöity Sigfox modemi perustui ON Semiconductor:in AX-SFEU-API järjestelmäpiiriin. Piirilevystä tehtiin yhteensopiva Arduino Nano:n kanssa, joten modulin voi tarvittaessa kytkeä suoraan Arduino Nano:n piikkirimoihin. Modemin ohjaus ja pakettien lähetys tapahtuu UART-väylän kautta AT-komennoilla. Järjestelmäpiirille voidaan kehittää myös oma ohjelmisto, joka tallennetaan piirin flash-muistille. Tällöin modulia voi käyttää itsenäisesti, eikä ns. isäntäprosessoria tarvita.
Opinnäytetyön tavoitteet täyttyivät hyvin ja asiakas oli tyytyväinen hälytysjärjestelmän toimintaan ja kokonaiskustannuksiin. Sigfox verkon toiminnassa oli alkuvaiheessa joitakin ongelmia, mutta ne olivat operaattorista johtuvia, koska jotkut tukiasemat olivat satunnaisesti poissa käytöstä. Vuoden 2018 lopussa luotettavuus ja verkon peitto Suomessa olivat paljon parempia. Kaupallinen lopputuote voidaan kehittää myöhemmin asiakkaan määrittelemän aikataulun mukaisesti.