IPS- järjestelmä Metropolian kampuksen taloteknillisille laitteille.

Esitys aiheesta: "IPS- järjestelmä Metropolian kampuksen taloteknillisille laitteille."— Esityksen transkriptio:

1 IPS- järjestelmä Metropolian kampuksen taloteknillisille laitteille.
Mikko Kumpulainen, Eero-Pekka Honkavaara & Farid Amiri

2 Projektimme Projektin laajuuden vuoksi keskityimme vain sisäpaikantamiseen teoreettisella tasolla, ja luoda/löytää sopiva systeemi taloteknilliseen tarkoitukseen Mikä on IPS? Indoor positioning system = Sisäpaikantaminen Sama tavoite kuin GPS:llä GPS = Global positioning system Kirjoita haluamasi paikka ja kartta tarjoaa mahdolliset reitit GPS toimii sateelliittien avulla IPS toteutetaan muilla keinoin Vähän tutkittu tieteenala, mistä löytyy paljon mahdollisuuksia

3 Innovaatiokokonaisuus
Talotekniikka applikaatio Huoltomiehen työkalu Hälytykset, taloteknillisten laitteiden löytäminen, huoltokirja ja datapankki kaikki samassa paikassa

4 Valitsimme 5 erilaista tekniikkaa, joista osa löytyy jo markkinoilta eri yrityksiltä
IndoorAtlas: Geomagneetista kenttää hyödyntävä sisäpaikannus Quuppa: Bluetooth-radiopaikannus tekniikka, jossa käytetään BLE (Bluetooth low energy) tageja ja lokaattoreja Eliko Kio RTLS: UWB (Ultra wideband) –radiopaikannus, jossa käytetään ankkureita ja tageja Wi-fi paikannus: WLAN-tukiasemia hyödyntävä paikannus VLC-teknologia: LED-valaisimien avulla tehtävä viestin välittäminen älylaitteelle

5 IndoorAtlas Suomalainen yhtiö Perustettu v. 2012 Oulussa
Erikoistunut pelkästään sisäpaikantamiseen Tuonut tuotteen markkinnoille betaversiona 2013.

6 Miten toimii? Maapallon magneettikenttä päätekijänä
Magneettikenttään syntyy häiriöitä rakennusten teräs- ja muista rakenteista Seurauksena rakennuksen sisälle syntyy sisäinen magneettinen ympäristö

7 Toimii monikerroksisissa rakennuksissa
IndoorAtlas hyödyntää ohjelmistossaan älylaitteen magnetometria, eli kompassia, luodakseen paikannuskartan rakennukseen. Pystyy paikantamaan: Aloituspaikan Kävelyn reitin Loppupaikan Toimii monikerroksisissa rakennuksissa Kartan luonti tapahtuu IndoorAtlaksen kotisivuilla

8 Quuppa Suomalainen, entisten Nokia tutkimuskeskuksen työntekijöiden perustama yhtiö Perustettu syyskuussa v. 2012 Erikoistunut pelkästään sisäpaikantamiseen Tuote löytyy markkinoilta

9 Miten toimii? Bluetooth pohjainen sisäpaikannusjärjestelmä
Käyttää hyväkseen lokaattoreita, sekä BLE –tageja Tageina voi toimia Quupan omat tagit, tai erilaiset älylaitteet Lokaattorit sijoitetaan kiinteästi, joko kattoon tai muuhun kiinteään rakenteeseen

10 Tagit lähettävät radiosignaaleja, joita lokaattorit käyttävät mittaamaan tagien paikan kartalla
Mittaus tapahtuu AoA (Angle of Arrival) kolmiomittaus menetelmällä, jossa käytetään hyväksi Quuppan luomia algoritmeja Lokaattorit kytketään verkkoon, jonka kautta data siirretään komentokeskuksen palvelimelle, jonka kautta tieto välitetään koordinaateina älylaitteelle

11 Eliko Kio RTLS Virolainen yhtiö
Erikoistunut sulautettuihin elektronisiin järjestelmiin ja ohjelmointiin Tekee yhteistyötä Viron hallituksen ja yliopiston kanssa Kio RTLS on paikantamiseen valjastettu tuote

12 Miten toimii? UWB-pohjainen sisäpaikannusjärjestelmä
Käyttää tageja ja ankkureita paikannuksen määrittämiseen Seuranta-alue määritetään neljän ankkurin avulla Ankkurit määritellään A, B, C ja D nimisiksi ja ne asennetaan neljään eri kulmaan huoneen sisällä Kohde tai henkilön paikantamiseen käytetään tagia

13 Kio:n teknologia mittaa jokaisen tagin matkan neljästä ankkurista käyttämällä ToF (Time of Flight) –menetelmää. Mittaus tapahtuu monta kertaa sekunnin aikana, jolloin kohteen sijainti saadaan oikeaan ajanhetkeen Ankkureista kerätty data rekisteröidään tietokoneeseen, jossa KIO API käsittelee sen ja lähettää tiedon älylaitteelle XYZ-koordinaatteina

14 Wi-Fi paikannus Ensimmäisiä sisäpaikantamiseen käytettyjä menetelmiä
Tekniikka perustuu yhteyspisteiden eli WLAN-tukiasemien muodostamaan verkkoon Riippuen tukiaseman vahvuudesta saadaan n m kantama paikannus verkostolle, suositellaan vähintään 3 tukiasemaa

15 Miten toimii? WLAN-tukiasemista luodaan karttapohja, jonka perusteella kohteen sijainti määritellään kolmiomittaukseen perustuen Laite lähettää tukiasemalle signaalin, joka sisältää aikaleiman Aikaleimasta saadaan etäisyys määriteltyä kuhunkin tukiasemaan käyttämä siirtoaika, joka käsitellään komentokeskuksella, mikä lähettää tiedon sitten eteenpäin halutulle laitteelle kordinaattimuodossa

16 Visual Light Communication-teknologia
LED-valaisimien avulla hyödyntävä sisäpaikannus Vasta tutkimusvaiheessa oleva teknologia LED-valot voidaan ohjelmoida lähettämään binäärimuotoista viestintätietoa, jolla voidaan kertoa esimerkiksi valon sijainti karttapohjalla Ohjelmointimoduuli ohjaa LED-lamppua syttymään annetun viestisignaalin mukaisesti

17 Lamppu lähettää valosignaalin älylaitteen kameran kennolle, jossa kennon fotodiodi muuttaa sen digitaaliseksi viestiksi Karttapohja luodaan erikseen ja siihen lisätään tarvittavat valaisimet, joille annetaan oma paikkatieto ID-osoite, jota ne viestivät jatkuvasti On ensiarvoisen tärkeää kohdistaa kamera oikeaan kulmaan, jotta signaalin lukeminen mahdollistuu

18 Kustannukset

19 Lopputulos/päätelmät

20 Ehdotus IndoorAtlas toimii alustana sisäpaikannuksessa
Sitä tukee Wi-Fi tukiasemilla toteutettu verkosto, joka korjaa IndoorAtlaksen aiheuttamat paikannusvirheet IndoorAtlasta tuetaan vielä älylaitteiden sisältämien antureiden tuottamaa tietoa hyväksi käyttäen

21 Kiitos!