Asumisen anturiratkaisut

Samankaltaiset tiedostot
TIETOLIIKENNEVERKKOJEN OPISKELU TTY:llä

Pv Pvm Aika Kurssin koodi ja nimi Sali Tentti/Vk Viikko

Internet Protocol version 6. IPv6

Prognos Julkaisusuunnitelmat

Lyhyen kantaman radiotekniikat ja niiden soveltaminen teollisuusympäristössä. Langaton tiedonsiirto teollisuudessa, miksi?

Langaton linkki. Langaton verkko. Tietoliikenteen perusteet. Sisältö. Linkkikerros. Langattoman verkon komponentit. Langattoman linkin ominaisuuksia

Langattoman anturiverkon kokemukset ja mahdollisuudet Opportunities and experiences of wireless sensor networks

OSI ja Protokollapino

Asuinkerrostalojen energiaremontointi ja kustannusoptimaaliset päästövähennykset Janne Hirvonen Juha Jokisalo, Juhani Heljo, Risto Kosonen

IoT (Internet-of-Things) - teknologian hyödyntäminen rakennuksien paloturvallisuuden kehityksessä ja integroidussa älykkäässä ympäristössä

Sisäilmaston mittaus hyödyntää langatonta anturiteknologiaa:

Päivätty S-alkuisten kurssien tentit Pv Pvm Aika Kurssin koodi ja nimi Sali Tentti/Vk Viikko

Energiatehokas ihmiskeholinkki ihmisen toimintakykymittauksia varten (EISIT)

Pvm Aika Kurssin koodi ja nimi Sali Tentti/Vk Viikko Ilm.aika 1.tenttijakso

RIWA Luotettava ja reaaliaikainen langaton automaatio

Tietoliikenteen perusteet. Langaton linkki. Kurose, Ross: Ch 6.1, 6.2, 6.3. (ei: 6.2.1, ja 6.3.5)

The administrative process of a cluster. Santtu Rantanen Valvoja: Prof. Jorma Jormakka

Luotettava tiedonsiirtomenetelmä hybridiverkkoihin Eero Solarmo Valvoja: Prof. Raimo Kantola Suorituspaikka: Tietoverkkolaboratorio/TKK

Sähköjärjestelmän käyttövarmuus & teknologia Käyttövarmuuspäivä

SMART BUSINESS ARCHITECTURE

WAMS 2010,Ylivieska Monitoring service of energy efficiency in housing Jan Nyman,

1. Tietokoneverkot ja Internet Tietokoneesta tietoverkkoon. Keskuskone ja päätteet (=>-80-luvun alku) Keskuskone ja oheislaitteet

Projektina gradu. Miten? Missä? Milloin? Miksi?

PSOC LANGATTOMAN ANTURIVERKON MIKRO-OHJAIMENA

Pakettisynkronointitestauksen automaatio

Chapter 5 Link Layer and LANs

Ensimmäinen välikoe. Kurssin voi suorittaa tentillä tai kahdella välikokeella

AKKREDITOITU TESTAUSLABORATORIO ACCREDITED TESTING LABORATORY VERKOTAN OY VERKOTAN LTD.

Department of Mathematics, Hypermedia Laboratory Tampere University of Technology. Roolit Verkostoissa: HITS. Idea.

Tietoliikenteen perusteet. Langaton linkki

Tietoliikenteen perusteet. Langaton linkki

T Cryptography and Data Security

Pv Pvm Aika Kurssin koodi ja nimi Sali Tentti/Vk Viikko

LANGATON TIEDONSIIRTO ENERGIA

TERVEYDENHUOLLON XXVI ATK-PAIVAT Uudet langattomat tekniikat. professori Hannu J. Koivisto, Tampereen teknillinen korkeakoulu

Tietojärjestelmätiede (TJT) / Tekninen viestintä (TEVI) linjavalintainfo

CD-ROM-levy (sisältää ajurit, käsikirjan ja takuutodistuksen) Jos pakkauksesta puuttuu jokin yllämainituista, ota yhteys jälleenmyyjääsi.

Ubiikkiteknologiat kaupunkiympäristössä RFID Lab Finland ja Anturikeskus Oy - yhteisseminaari

Hajautetut vikasietoiset kelloverkot (2500M-0099) Anders Wallin, VTT, MIKES Metrologia. kesto: 2018/ /02 MATINE-rahoitus 100 keur

IT-ratkaisut sähkömarkkinoilla: Restricted Siemens AG 2013 All rights reserved.

Turvallisuus verkkokerroksella

Turvallisuus verkkokerroksella

AH-otsake. Turvallisuus verkkokerroksella. AH-otsake. AH-otsake. ESP-otsake. IP-otsake

Langattomat anturiverkot ammattisovelluksissa. Tekes Ubicom, Pasila Mikko Sallinen, VTT

SMARTCITY SENSORIVERKKO MÄÄRITTELYT

Kvanttiavainjakelu (Kvantnyckeldistribution, Quantum Key Distribution, QKD)

Tosi elävä virtuaalimalli Mika Karaila Tutkimuspäällikkö Valmet Automation

T DSP: GSM codec

TUTWSN-mittausverkon käyttö opetuksessa TTY:llä

KEMI-TORNIONLAAKSON KOULUTUSKUNTAYHTYMÄ LAPPIA LANGATON VIERAILIJAVERKKO 2(7) VERKKOYHTEYDEN MÄÄRITTELY WINDOWS XP:LLE (WINDOWS XP SP3)

Tulevaisuuden toimijariippumaton dataintegraatioalusta

Mobiilialueen tutkimus EU:n 6. puiteohjelmassa: Wireless World Initiative (WWI)

Älypuhelinverkkojen 5G. Otto Reinikainen & Hermanni Rautiainen

AKKREDITOITU TESTAUSLABORATORIO ACCREDITED TESTING LABORATORY

Scanfil Kannattavaa kasvua

Tietoliikenteen perusteet. Langaton linkki. Kurose, Ross: Ch 6.1, 6.2, 6.3. (ei: 6.2.1, ja 6.3.5)

Protect-DG Kohti uusia tekniikoita vikatilanteiden ja hajautetun tuotannon hallinnassa

CMP-WNUSB10 Langaton LAN USB 54 Mbps sovitin Käyttöohje SUOMI

TULEVAISUUDEN DIGITAALINEN TOIMINTAYMPÄRISTÖ TIETOTURVA JA RISKIT LOGY CONFERENCE 2016

AKKREDITOITU TESTAUSLABORATORIO ACCREDITED TESTING LABORATORY

AKKREDITOITU TESTAUSLABORATORIO ACCREDITED TESTING LABORATORY

Langattomien verkkojen tietosuojapalvelut

KÄYTTÖOHJE PEL 1000 / PEL 1000-M

Jussi Sainio. Kandidaattiseminaari helmikuuta 2010

Kahden virtualisointiohjelmiston suorituskyvyn testaus (valmiin työn esittely)

Automaatiojärjestelmän hankinnassa huomioitavat tietoturva-asiat

Teemu Kerola Orientointi Syksy 2018

Sähkötekniikan tutkintoohjelma. DI-tutkinto ja uranäkymät

Hyökkäysten havainnoinnin tulevaisuus?

Wirepas-projektin tulokset ja WSN openapi -rajapintakehitys Marko Hännikäinen, Professori, TTY

Toimisto (5) HUOM. Komiteoiden ja seurantaryhmien kokoonpanot on esitetty SESKOn komitealuettelossa

Mittausverkon pilotointi kasvihuoneessa

IP-verkkojen luotettavuus huoltovarmuuden näkökulmasta. IPLU-II-projektin päätösseminaari Kari Wirman

Tiedonsiirron kokonaisoptimointi erilaisten tietoverkkojen yhteiskäytössä

LYHYEN KANTAMAN LANGATTOMAT SIIRTOTAVAT

Turvallisuus-ohjelma Kansainvälistä liiketoimintaa turvallisuusratkaisuista

Tiedonkeruu, -hallinta ja testiympäristöt

Aalto University School of Engineering Ongelmaperusteisen oppimisen innovatiivinen soveltaminen yliopisto-opetuksessa

SESP Simulointiympäristön tarjoamat mahdollisuudet älykkäiden sähköverkkojen tutkimuksessa ja kehittämisessä

Tutkintovaatimukset suoraan DI-vaiheeseen valituille

7.4 Variability management

2009 Doctor of Technology (Ph.D) defended at 13 th November

Tietoliikenteen perusteet. Langaton linkki. Kurose, Ross: Ch 6.1, 6.2, 6.3. (ei: 6.2.1, ja 6.3.5) Tietoliikenteen perusteet /2010 1

Tietoturvallisuus yhteiskunnan, yritysten ja yksityishenkilöiden kannalta

Lämmitysjärjestelmät

Refecor Oy. Jyrki Portin. Sensoriverkot Massamarkkinoille Suunnittelun ja valmistuksen haasteita

Full-duplex radioteknologia sotilaskäytössä MATINE-rahoitus: euroa

Johdatus radiotekniikkaan. Ville Viikari ELEC-C5070 Elektroniikkapaja

HUMAN & GREEN TOIMINTAMALLI SISÄYMPÄRISTÖN KEHITTÄMISEEN

Suunnittelutyökalu kustannusten ja päästöjen laskentaan

Ohjelma TTY:llä. Kaksi esitystä: Puettavien tutkimus TTY:llä, 5 min Painettavan elektroniikan tutkimus TTY:llä, 7 min

AKKREDITOITU TESTAUSLABORATORIO ACCREDITED TESTING LABORATORY

Lisää reititystä. Tietokoneverkot 2008 (4 op) Syksy Teknillinen korkeakoulu. Lisää reititystä. Jaakko Kangasharju

Takki. Lisää ot sik k o osoit t am alla. Nyt se sopii, tai sitten ei. Jussi Vänskä Espotel Oy. vierailuluentosarja OTM kurssi

SR307 Tietoturvatekniikat ISO/IEC JTC 1/SC 27 IT Security Techniques. Tietoturvallisuuden hallinta ISO/IEC Reijo Savola Johtava tutkija VTT

Rakennusten energiatehokkuus 2.0

BACnet protokolla kiinteistöautomaatiossa

Teknisiä käsitteitä, lyhenteitä ja määritelmiä

Johdanto LoM-tarkasteluihin

Transkriptio:

Asumisen anturiratkaisut ECOmfort living Tutkimusryhmän johtaja, vanhempi tutkija Mikael Soini TTY ELE Rauma mikael.soini@tut.fi, 44-5341513

Mittaukset/ohjaukset/hyödyt Valoisuus Paloilmaisin Liiketunnistin Kaukolämpö Kulunvalvonta Vesivuoto Lämpötila Paikkatieto Sähkönkulutus Toimilaitteiden tilatiedot Vedenkulutus Häkäilmaisin Kosteus Murtohälytin Hiilidioksidi Tiedonkeruu Hyödyntäminen

Sensoriverkot Anturi muuttaa fyysisen ilmiön sähköiseksi signaaliksi Sensorisolmuon sensoriverkon perusyksikkösis. mm. anturin, mikroprosessorin, teholähteen ja kommunikointimoduulin Sensoriverkkosisältääuseita solmuja, jotka välittävät (yhdessä) tietoa ympäristöstä ja komentoja ympäristöön. Sensoriverkon (ja Internetin) kautta käyttäjä voi kerätä ympäristöstä informaatiota ja ohjata erilaisia laitteita SENSORIVERKKOJEN OMINAISUUKSIA Ad hoc asennus Huoltovapaa toiminta Langattomuus Dynaaminen muokkautuvuus TÄRKEIMMÄT TOIMINTAPARAMETRIT Elinikä Luotettavuus Robusti toiminta Tietoturva Sensori Sensoriverkko KERÄTYN TIEDON HYÖDYNTÄMINEN Tapahtumien havainnointi Periodiset mittaukset Kohteiden seuranta Käyttäjän paikantaminen

Sensoriverkot kiinteistöissä Hinta Laitteiden hintakriittisyys yksinkertaiset komponentit Asennettavuus vapaampi sijoittelu Muunneltavuus/laajennettavuus erityisesti saneerauskohteet Yhteensopivuus tyypillisesti paljon erillisjärjestelmiä Käytettävyys Helppo liitettävyys ja ylläpito Haastava ympäristö Toimintaetäisyydet haastavia signaalin eteneminen Energiansaanti Virrankulutus minimoitava paristot, akut Luotettavuus Verkon toiminta, elinikä, tietoturva Sensoriverkko kiinteistöympäristössä PARAMETERS VALUES Amount of nodes ~1 to 1 Communication interval ~,1 to 1 packets per minute Packet size ~1 bits Delay ~1 to 1 ms Data rate ~1 kilobits per second (kbps) Node mobility ~Very low

Perustaa kehitystyölle Signaalin eteneminen kiinteistössä Laskenta-, energia-, muisti- ja tiedonsiirtokapasiteetti Kompaktit sovelluskohtaiset sanomat Application specific, Open source Monihyppyverkko

Kilavi-alustan kehittäminen

Signaalin eteneminen kiinteistössä σ σ λ π X d d n d X d d n d P d P L L + + = + + = 1 1 1 log 1 4 2 log log 1 ) ( ) ( Simuloinnit ja mittaukset: 22-23

Kilavi-sanomat Kompaktit sovellusspesifiset sanomat E = U I t Sanomien määrittelytyö: 22-24

Verkon toimintaperiaatteet Monihyppyverkko (multihop) Reitin muodostus η = rf P N n T ( Nr) ( Nr) P R n 1 = = N n PT ( r) N r P R Postilaatikkotoiminta Verkon toiminnan määrittely: 24-26

Sensorisolmun elinikä 8 7 6 5 Solmujen elinikäriippuu mm. kommunikointi-intervallista, kommunikointitavasta ja pakettien koosta Lifetime (in years) P=4mW, Tf=5s RTS (1) RTS/CTS (1) RTS (2) RTS/CTS (2) 8 7 6 5 Lifetime (in years) Tf=5s, L=9bytes RTS (1) RTS/CTS (1) RTS (2) RTS/CTS (2) 8 7 6 5 Lifetime (in years) P=4mW, L=9bytes RTS (1) RTS/CTS (1) RTS (2) RTS/CTS (2) 4 3 2 1 4 3 2 1 4 3 2 1 5 1 15 2 25 3 35 4 45 5 55 6 65 7 75 t LIFETIME t t SLEEP TOT = Data Packet Size (Bytes) E P = t = 1 T E U TX Q U = I U I F _ DATA t + p T Q = I ACK TOT AVG F _ POLL = 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 Pow er (mw) QTOT I X t TX t + (1 p) T X DATA = F _ POLL I S Q + T M M Q + T TX TX + ( Q p + Q ( p) ) ACK Q TOT DATA 5 1 15 2 25 3 35 4 45 5 55 6 Communication frequency (packets/min) 1 1 T POLL Virrankulutusmittaukset: 26

Verkon luotettavuus Verkon luotettavuus riippuu mm. solmujen, datan ja hyppyjen määrästä 1, 1,,9,9 Singlehop Network Reliability (1) Singlehop (M=bpsk, R=5kbps, Network L=32bits) Reliability (1) (M=bpsk, R=5kbps, L=32bits) 1, 1, Multihop Network Reliability (1) Multihop (M=bpsk, R=5kbps, Network Ns=28, Reliability Ni=4) (1) (M=bpsk, R=5kbps, Ns=28, Ni=4),8,9,8 4 nodes,9 4 nodes Payload, 32 bits 8 nodes Payload, 32 bits,7 12 8 nodes nodes Payload, 128 bits,7 2 12 nodes nodes Payload, 128 bits Payload, 256 bits 28 2 nodes nodes Payload, 256 bits Payload, 512 bytes 28 nodes,6 Payload, 512 bytes,8,6 1 1 1,8 1 1 1 1 Packets/minute/node 1 1 1 Packets/minute/node 1 1 Packets/minute/node Packets/minute/node 1, 1, Multihop Network Reliability (2) Multihop (M=bpsk, L=32bits, Network R=5kbps) Reliability (2) (M=bpsk, L=32bits, R=5kbps) Multi-hop vs. Single-hop Reliability (M=bpsk, Multi-hop L=32bits, vs. Single-hop R=5kbps, Ns=28, Reliability Ni=4) 1, (M=bpsk, L=32bits, R=5kbps, Ns=28, Ni=4) 1, Verkkosimulaatiot: 26,9,9,9,9 1 branch, 28 nodes 1 branch 2 branches, 1 branch, 56 28 nodes 2 branches 1 3 branches, 2 branches, 84 56 nodes nodes 4 branches 2 branches 4 branches, 3 branches, 11284 nodes nodes single_hop 4 branches 4 branches, 112 nodes single_hop,8,8,8 1 1 1,8 1 1 1 1 Packets/minute/node 1 1 1 Packets/minute/node 1 1 Packets/minute/node Packets/minute/node

Tietoturva Solmujen rajallinen laskenta-, energia-, muisti-ja tiedonsiirtokapasiteetti aiheuttaa rajoituksia käytettäviin menetelmiin. Tästäsyystämm. käytettävät algoritmit ja salausavainten pituudet on valittava huolellisesti. Lisäksi sensoriverkon toimintakyky ja luotettavuus eivät saa kärsiä tietoturvaominaisuuksien vuoksi. Sensoriverkko tarvitsee tietoturvajärjestelmän, joka mahdollistaa ainakin käytettävien sanomien salauksen, autentikoinnin sekäeheyden ja tuoreuden varmistamisen RC5 Salaus Autentikointi Energy (uj) 3 25 2 15 1 5 Energy distribution in data transmission 8MHz 23 5 53 Authentication Encyption TX payload f = 8 MHz w = 16 bits r =12 27 1 71 32 14 89 37 19 16 41 24 124 46 28 142 51 33 159 55 37 177 4 8 12 16 2 24 28 32 Data length (bytes) Tietoturvamittaukset: 29 Time (ms) 16 14 12 1 8 6 4 2 Time distribution in data transmission 8MHz Authentication Encyption TX payload 3,7 f = 8 MHz 3,3 w = 16 bits 3, r =12 2,6 3, 2,7 2,2 2,3 1,8 1,9 1,5 1,5 1,2 1,1,8 2, 2,7 3,3 4, 4,7 5,4 6, 6,7,4 4 8 12 16 2 24 28 32 Data length (bytes)

Tuloksia kehitystyöstä Ymmärrys signaalin etenemisestä kiinteistöympäristössä Paristokäyttöisille sensoreille saavutetaan useamman vuoden toiminta-aika Ratkaisun soveltaminen on mahdollista suuren sensorimäärän sisältäviin verkkoihin Tietoturvaominaisuudet takaavat turvallisuuden ilman merkittäväävaikutusta verkon toimintaan Yksinkertainen protokolla ja lyhyet datapaketit takaavat verkon varmatoimisen järjestelmän

Julkaisuja Tieteelliset julkaisut Oksa, P., Soini, M., Sydänheimo, L. & Kivikoski, M. 28. Kilavi platform for wireless building automation. Energy and Buildings Journal 4 9, pp. 1721-173. Soini, M.N.K., Van Greunen, J., Rabaey, J.M. & Sydänheimo L.T. 27. Beyond sensor networks: ZUMA middleware. 27 IEEE Wireless Communications & Networking Conference, Hong Kong, 11-15 March 27 Soini, M.N.K., Sydänheimo, L.T. & Kivikoski, M.A. 27. Reliability and scalabilityof the Kilavi building control platform. ISCE 27, the 11th Annual IEEE International Symposium of Consumer Electronics, Irwing, Texas, USA, 2-22 June 27 6 p. Sikkilä, H., Soini, M., Oksa, P., Sydänheimo, L. & Kivikoski, M. 26. KILAVI wireless communication protocol for the building environment - security issues. Proceedings of the 26 IEEE Tenth International Symposium on Consumer Electronics (ISCE 26), 28 June -1 July 26, St. Petersburg, Russia 6 p. Soini, M., Sikkilä, H., Oksa, P., Sydänheimo, L. & Kivikoski, M. 26. KILAVI wireless communication protocol for the building environment - networking issues. Proceedings of the 26 IEEE Tenth International Symposium on Consumer Electronics (ISCE 26), 28 June -1 July 26, St. Petersburg, Russia 6 p. Pere, N., Soini, M., Sydänheimo, L. & Kivikoski, M. 25. Wireless information centre concept in the building environment. In: Fapojuwo, A.O. (ed.). The IASTED International Conference on Wireless Networks and Emerging Technologies, July 19-21, 25, Banff, AB, Canada pp. 94-99. P. Ali-Rantala, L. Sydanheimo, M. Keskilammi and M. Kivikoski, Indoor propagation comparison between 2.45 GHz and 433 MHz transmissions, Proc. IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium, Vol. 1, June 22, pp. 24-243. P. Ali-Rantala, L. Ukkonen, L. Sydanheimo, M. Keskilammi and M. Kivikoski, Different kinds of walls and their effect on the attenuation of radiowaves indoors, Proc. IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium, Vol. 3, June 23, pp. 12-123 Päättötyöt Sikkilä, Hannu, Diplomityö, Kiinteistön langaton viestintä, Tampereen teknillinen yliopisto, 27. Torniainen, Mikko, Diplomityö, Tehonkulutuksen optimointi kiinteistön langattomissa sensoreissa, Tampereen teknillinen yliopisto, 25. Soini, Mikael, Väitöskirja, Studies towards developing wireless control and monitoring reliability and usability in a building, Tampereen teknillinen yliopisto, 27.

Mittaukset/ohjaukset/hyödyt Valoisuus Paloilmaisin Liiketunnistin Kaukolämpö Kulunvalvonta Vesivuoto Lämpötila Paikkatieto Sähkönkulutus Toimilaitteiden tilatiedot Vedenkulutus Häkäilmaisin Kosteus Murtohälytin Hiilidioksidi Tiedonkeruu Hyödyntäminen

Projektit MITÄON TEHTY: Kehitetty keino (Kilavi) kerätä tietoa kiinteistöstä Luotettavuus, toimivuus, energiatehokkuus, Kilavi ja ILTa MITÄNYT: Kilavin käyttöönotto Sensorisolmujen ja verkon toteutus Verkon toiminnan testaaminen Tiedonkeruu- ja ohjaussovellukset ECOmfort living MITÄSEURAAVAKSI: Toiminnalliset tilat Käyttäjätapaukset, kerätyn tiedon käyttäminen: mm. paikkatieto?

ECOmfort living