Esineiden internetille tärkeä langaton automaatio tarvitsee avointa alustakehitystä, sillä se muodostaa perustan kaikelle järjestelmänkehitys- ja standardointityölle. Tänään Vaasan yliopistossa väittelevä Reino Virrankoski kehitti työssään avoimen anturialustan IEEE 802.15.4-radion pohjalta.
– Langaton automaatio on keskeinen osa esineiden internetiä. Sen avulla esimerkiksi liikkuvat, vaikeissa olosuhteissa operoivat tai maantieteellisesti kaukana toisistaan olevat koneet ja toimilaitteet voidaan liittää yhteiseen automaatiojärjestelmään, Virrankoski sanoo.
– IEEE 802.15.4 on yksi keskeisimmistä tietoliikennestandardeista automaatiojärjestelmien langattomassa tietoliikenteessä. Siihen perustuvat muun muassa langattoman automaation standardit ISA 100.11a ja WirelessHART.
Tutkimuksessa käytettiin alustaperustaista suunnittelutapaa, joka tähtää yleiskäyttöisen avoimen anturialustan kehittämiseen. Suunnittelun tavoitteita on tarkennettu keräämällä tietoa alan asiantuntijoilta teollisuudesta ja yliopistomaailmasta.
Tuloksena suunniteltiin ja toteutettiin avoin anturialusta, jota testattiin teollisissa sovelluksissa, tilannekuvajärjestelmissä ja kasvihuoneissa. Testauksissa saadut tulokset osoittivat, että anturialustan tavoiteltu yleiskäyttöisyystaso saavutettiin. Toisin sanoen kehitetty langaton anturialusta soveltui käytettäväksi monissa erityyppisissä sovelluksissa mahdollisimman pienin sovelluskohtaisin muutoksin. Toisaalta saavutettu yleiskäyttöisyystaso lisäsi alustan ohjelmistoarkkitehtuurin monimutkaisuutta.
Väitöksen mukaan langattomiin anturi- ja toimilaiteverkkoihin liittynyt alkuperäinen visio hinnaltaan edullisesta ja kooltaan mikroskooppisen pienestä elektroniikasta rakennetusta ”älykkäästä pölystä” (smart dust) on myöhemmin jakautunut useisiin kehityshaaroihin.
– Tällä hetkellä suurimmat taloudelliset odotukset kohdistuvat teolliseen internetiin tai esineiden internetiin, jonka mahdollistaja langaton automaatio on. Koska internet ja matkapuhelinverkot ovat kattavuudeltaan ylivertaisia, eri osajärjestelmät integroituvat toisiinsa IP-pohjaisella, eli internet-protokollaa käyttävällä tietoliikenteellä, Virrankoski selventää.
Kaupallisten IEEE 802.15.4 -standardia tukevien anturialustojen tulo markkinoille vähentää avointen anturialustojen käyttöä, mutta ne eivät kuitenkaan jää tarpeettomiksi.
– Kaupalliset ohjelmistot ovat tyypillisesti suljettuja ja sidoksissa tiettyyn alustaan, mikä tekee niistä sopimattomia tutkimus- ja tuotekehityskäyttöön. Vaikka nykyään on saatavilla useita kaupallisia langattomia anturi- ja toimilaiteverkkoja, vaaditaan vielä paljon työtä ennen kuin kaikki esineiden internetiin liittyvät visiot voidaan toteuttaa. Tämä koskee erityisesti langattomassa anturi- ja toimilaiteverkossa hajautetusti tai paikallisesti toteutettavia toimintoja.
Virrankosken väitöstyö Open Source Platform Development in Wireless Automation under IEEE 802.15.4 Standard löytyy sähköisenä Vaasan yliopiston kokoelmista.
