Langaton Vuores. Tutkimusryhmä,, taustat, tavoitteet, jatko 28.10.2004 14:56

Langaton Vuores Tutkimusryhmä,, taustat, tavoitteet, jatko 28.10.2004 14:56

Langaton Vuores-tiedotusseminaari 26.10.2004 Tilaisuuden avaus Esa Kotilahti, apulaiskaupunginjohtaja, Tampereen kaupunki Tampereen Vuores-projektin tilannekatsaus Pertti Tamminen, projektijohtaja, Tampereen kaupunki Tutkimusryhmän esittely Timo D. Hämäläinen, prof., Tampereen teknillinen yliopisto Langaton Vuores-projektin tuloksia Marko Hännikäinen, vanhempi tutkija, Tampereen teknillinen yliopisto Langaton Vuores-kotikatupalvelin demonstraatiot DACI tutkimusryhmä, Tampereen teknillinen yliopisto Yhteenveto, käynnistymässä oleva tutkimus Vuoreksen virtuaalimallinnus, Karri Palovuori, prof., Tampereen teknillinen yliopisto Langattomat sensorit, Timo D. Hämäläinen, prof., Tampereen teknillinen yliopisto Keskustelua

28.10.2004 14:56 Tutkimusryhmän n esittely

Tutkimusryhmäst stä Prof. Timo D. Hämäläinen, TkT Marko Hännikäinen 11 tutkijaa (DI) 20 tutkimusapulaista (diplomityö) Ryhmä erikoistunut tohtorikoulutukseen Tiedejulkaisut (2004 saakka) konferenssit 200 lehdet yli 20 diplomityöt yli 40 väitöskirjat 4 Kotisivut: www.tkt.cs.tut.fi/research/daci/

Osaaminen Kokonaisjärjestelmät Digitaalipiiristä tietokantapohjaisiin web-järjestelmiin Prototyypit ja demonstraatiot Todistetaan teorian toimivuus käytännössä Tieteellinen osaaminen: Langattomat teknologiat WLAN, anturiverkot, internetteknologiat Videon pakkaus ja vikasietoinen siirto (MPEG-4, H.264) Monen prosessorin järjestelmämikropiirit Sulautettujen järjestelmien suunnittelumenetelmät (UML2.0, SDL) Laajojen informaatiojärjestelmien suunnittelumenetelmät (UML, Java, SQL)

Taustaa Langaton Vuores -projektille WIA: Langattomien teknologioiden 1. räätälöinti luotettavuuden ja turvallisuuden parantamiseksi 2. yhteiskäyttö kokonaisjärjestelmien toteuttamiseksi Langaton Vuores WIA TEKES NETS-projekti TUTPIS - Reaaliaikainen matkustajatieto- ja ajoneuvojärjestelmä TUTWSN - Langaton anturiverkko Langaton tehtaan mittausjärjestelmä RTB - Langaton veikkauspelijärjestelmä 2002 2003 2004 2005 TUTWAMS WLAN verkkojen hallinta

TUTWSN Anturiverkko Headnode Subnode Sink Cluster

TUTWSN Automaatiomittauksiin

Langaton Vuores-projektin sisält ltö Palvelut ja eri lähteistä saatavan tiedon yhdistäminen avainasemassa Langattomia teknologioita käytetään toteutuksessa Langaton Vuores WIA TEKES NETS-projekti 2002 2003 2004 2005 Kotikatupalvelimen protoyyppi ja esimerkkejä palveluista Tulevat langattomat teknologiat Kaupungin järjestelmien yhteensopivuusselvitys Alustava ohjeistus tietoliikenneinfrastruktuurista

Visio Vuoreksesta Tietokeskeisyys Tietoa nykyistä enemmän ja nopeammin Tietoa käytetään palveluissa Palvelukeskeisyys Asukkaat itse luovat haluamiaan palveluita käytettävissä olevan tiedon avulla Teknologia kätkeytyy taustalle ota käyttöön ja unohda Yhteisökeskeisyys Asukkaat määrittelevät pelisäännöt käyttämilleen palveluille Asukkaat vaikuttavat itse omaan turvallisuuteensa ja asumisen ekologisuuteen

Visio Vuoreksesta Avoin palveluntarjonta Palvelut ja tietoverkkoteknologiat erotettu toisistaan Tietoverkot samanlainen kansalaisen perusoikeus kuin sähkö, vesi, lämpö Tietoliikenneinfrastruktuuri yleishyödyllisen toimijan hallinnassa Kaikilla halukkailla yhtäläinen mahdollisuus tuottaa palveluita infrastruktuuria käyttäen

Palveluiden luokitus Kriittiset Viranomaisten vaatimat, esim. valvonta ja suojelu Infrastruktuuria ylläpitävät, esim. sähkö, lämpö, vesi, liikenne Perustaso Etätyö Jätehuolto Julkispalvelut, esim kirjasto Kiinteistöautomaatio Viihde Vapaa-aika, harrastus, verkkopelit

Tutkimuksen tausta ja tavoitteet Langattomat teknologiat Yhteisöllisyys Eri osapuolten ja järjestelmien j yhdistäminen 28.10.2004 14:56

Tutkimuksen teknologinen tausta Langaton tietoliikenne on arkipäivää Langattomat teknologiat ovat kuitenkin tällä hetkellä hallitsemattomia Monet innovatiiviset sovellusideat ovat jo nyt toteutettavissa, mutta valmista mallia tai kypsynyttä sovelluskonseptia ei ole

Langaton Vuores-projektin Kohderyhmät Perhe Vanhemmat Lapset Nuoret vanhukset/ vanhukset Asukastoimikunta/ taloyhtiön hallitus Naapurusto Kotikatu Näkökulmatkulmat Yhteisöllisyys Palveluluokat Kriittiset palvelut Peruspalvelut Viihdepalvelut Ekologisuus Harrastukset Turvallisuus

Esim. Yhteisöllisyys Yhteisö Joukko ihmisiä, joilla on yhteisiä mielenkiinnon kohteita Mahdollisuus toimia yhdessä on perusta yhteisöllisyydelle Yhteisö Vuoreksessa Henkilö, perhe, paikalliseen yhteisö Koti, kodin ympäristö, ja kotikatu Yhteisön syntymisen ja toimimisen edistäminen Yhteisön jäsenten tulee olla keskenään mielekkäässä vuorovaikutuksessa Yhteisen mielenkiinnon kohde Asioista päättäminen, turvallisuus, hyöty, kilpailu, harrastus, huvi,?

Esim. Ekologisuus Kotikatupalvelimen konseptissa on mm. Sähkön, veden yms. kulutuksen seuranta ja vertailut Hälytysrajat kulutusten ylittymisestä Ekomittari Julkisen liikenteen käytön helpottaminen (reaaliaikatieto lähimmän bussipysäkin seuraavasta bussista) Kimppakyydin järjestelypalvelu Autojen paikoituksen avustaja (vapaan paikan löytäminen, paikkojen varaus, yhteiskäyttö)

Esim. Turvallisuus Turvallisuus nähdään sekä teknologian luotettavuutena ja viestinnän luottamuksellisuutena, että yleisen asumisen turvallisuuden tehostamisena Ennaltaehkäisevyys on otettu päätemaaksi suunnitellessa Kotikatupalvelimen konseptissa mm. Murto/vesivahinko/kulutuspiikki hälytykset Lisätiedot hälytyksen sattuessa Kotoapoissa-palvelu Lumenluonnin/postien haun järjestäminen Lemmikkieläimen paikannus

Tutkimuksen sisält ltö ja tulokset Langattomien teknologioiden evaluointi Kotikatupalvelimen konsepti 28.10.2004 14:56

Langaton Vuores - projektin tutkimus Kotikatupalvelimen konseptin suunnittelu Langattomien verkkoteknologioiden evaluointi Palvelimen prototyypin ja työkalujen toteutus, demonstraatiot ja testit Kotikatupalvelin-konseptin konseptin suunnittelu Demonstraation toteutus Langattomien verkkoteknologioiden evaluointi

Langattomien verkkoteknologioiden evaluointi Evaluoinnissa selvitetään, mitä palveluita (luokkia) kannattaa tehdä langattomaksi ja millä teknologialla Nykyisten teknologioiden sopivuus ja sovitettavuus eri palveluille Palvelun laadun, luotettavuuden ja turvallisuuden hallinta Langattomalla teknologialla tarkoitetaan sekä verkkoteknologiaa että päätelaitteita Keskeisenä nykyiset ja tulevat standardit Kehitystyön alla olevat uudet teknologiat

Verkkoteknologioiden hierarkia Wireless Wide Area Network (WWAN) Wireless Metropolitan Area Network (WMAN) Wireless Local Area Network (WLAN) Wireless Personal Area Network (WPAN) Wireless Sensor Network

Aikajana ja tärkeimpit rkeimpiä teknologioita 1G 2G 3G 4G ARP NMT GSM GPRS EDGE UMTS HSDPA HSCSD 802.20 802.16, 16a MBWA 802.11 802.11b,a,g WMAN 802.11n Ethernet WLAN WLAN WLAN 802.11s Bluetooth WLAN/Mesh 802.11p WLAN/Auto 802.15.1 802.15.3,.3a WPAN Bluetooth2 802.15.4 WPAN/MM WPAN/Zigbee 28 October, 2004

Kotikadun palvelin Langaton siirtoverkko ei yksinään tuota palveluita, vaan on ainoastaan media niiden tarjoamiseksi Esim. verkkoliitäntä langattomaan sensoriin ei yksinään tee mitään, koska tietoa ei osata kerätä, analysoida, ja sen pohjalta tehdä päätöksiä ja jatkotoimenpiteitä Palvelujen (sovellusten) tuominen verkkoon vaatii palvelimen Tehtävänä palvelimen toiminnallisen konseptin suunnittelu Yhdessä ja yhteensopivasti verkkoteknologioiden kanssa

Palvelimen rajapinnat Palvelimessa älykkyyttä tehdä itse päätöksiä Tiedon hakeminen, jalostus, päätöksen teko, ja päätöksen mukainen toiminta Ohjauskäsky, kuukausiraportointi, hälytys Palvelin vaatii erityyppisiä rajapintoja Kiinteistöautomaatio, julkishallinnon palvelut, kotikatupalvelimen omat palvelut, toiset kotikatupalvelimet, tietoliikenneverkot Palvelin tuottaa eri käyttöliittymät (PC/kannettava tietokone, PDA, puhelin, näyttötaulu, merkkivalo, summeri, ) Päätelaiteriippumaton Palvelujen suoritusalusta Palveluriippumaton asukkailla mahdollisuus luoda uusia palveluita

Kotikatupalvelimen palvelut Toiminnon voi ohjelmoida valmiin määrittelyn päälle Selkeät sovellusrajapinnat (API) Harrastelijaohjelmoijat Ohjelmoidun toiminnon voi siirtää, vaihtaa, jakaa ja ottaa käyttöön tai yhdistää toisen palvelun kanssa ilman tekniikan tuntemista Toiminnon voi myydä ja ostaa Kotikatupalvelin itsessään on Laajennettavissa, monistettavissa, ja hajautettavissa

Palvelimen rakenne Palvelu Palvelu Palvelu Komponentti Komponentti Komponentti Rajapinta Rajapinta Rajapinta Käyttöliittymä Käyttöliittymä Käyttöliittymä

Kotikadun palvelinkonsepti ja demonstraatio Muut tietokannat Muut Kotikatupalvelimet WLAN - tukiasema Kiinteä verkkoyhteys INTERNET PC-päätelaite Kotikatu Palvelin GSM-tukiasema Sensorit Taskutietokonepäätelaite Matkapuhelinpäätelaite Kotikatu

Asukas valitsee palvelut itselleen Saatavana Kalenteri Muistio WWW-albumi Muistutin Ilmoitustaulu Sähköposti Lisää Poista Käytössä Kauppalappu Suoraviestintä Uutiset Tapahtumat Asukas Kotikatualue Kotikatukohtaiset palvelut Asukkaan itse itselleen valitsemat palvelut Kalenterit Kauppalaput Foorumit ja ilmoitustaulut Kaupunginosa Peruspalvelut Sähköposti Suoraviestintä Uutiset Foorumit ja ilmoitustaulut

Palvelu Palvelu Palvelu Palvelu Palvelu Palvelu Palvelu

Liikenne- laskenta Ruuhkat PAPAS Koulu Paikoitus Nuohousajanvaraus Palotarkastus Ympärist ristö- keskus Kulutustiedot Hälytyksen lisätiedot Mittarin luvun sopiminen Vapaat paikat Dynaamiset paikat Ilman ja veden Lämpötilat ja laatu Sähkölaitos Reittiopas Pysäkkilista Paikkatieto Kiinteistö- automaatio Liikenne- laitos PIKI Aluepelastus- laitos Kotikatupalvelin Kulutustiedot Vesilaitos Kirjasto Kulutustiedot Älykäs ohjaus Osoitteet koordinaatit Tyhjennys historia Ilmoitukset Jätehuolto Karttapalvelu Tiedotukset Työpaikat Kaupungin tapahtumat Keskustelut RSS-uutiset Tampereen kaupunki Kulutusseuranta Kulutusseuranta Aikataulut, paikat... Ajoneuvohallintapalvelin Tiedotteet, ilmoitukset Keskeytystietokanta 1. Toimituskatkokset 2. Huoltotiedotteet 3. Kriisitiedotteet

Äänestys pihakeinun mallista Osapuoli Paikka Kohde Palvelu Tieto Teknologia Luokka Perheenjäsen Koti Vaikuttaminen Sijainti Bluetooth Kriittinen Perhe Kodin pihapiiri Harrastus Kulutustrendi WLAN Perus Lemmikki Taloyhtiö Turvallisuus Etätyö Tyhjät parkkiruudut LAN Viihde Isännöitsijä Kotikatu Työ Viestin välitys UWB Luottonaapurit Asuinalue Viihde Äänestysvaihtoehdot GPRS Naapurusto Koulu Oppiminen Ilmoitukset GSM Kaupunginosa Liikenne Ekologisuus Itse valittu musiikki GPS Opettaja Parkkipaikka Yhteisöllisyys Henkilökohtainen DigiTV Viranomainen Työpaikka Tehokkuus

Käyttäjien luottamus palvelujen turvallisuuteen Talonmies Isänn nnöitsijä Viranomainen Tuttu naapuri Päiväkoti Kotikatu (naapurusto) Henkilö Perhe

Tiedon ja palvelujen hallinta Tiedon näkyvyys Itse Perhe Naapuri Viranomaiset Isännöitsijä Sähköyhtiö Palkkatiedot Autopaikan lämmitysohjaus Saldo ja suoravelotus Etuoven tunnuskoodi Sairaskertomus Roskamäärä Parkkisakko

Yhteenveto: Palvelinkonsepti Pohja monipuolisille palveluille Rajapinnat erilaisille liitynnöille sisään ja ulos Palvelujen hallittava suoritusympäristö Älykäs Aktivoiva, auttava Tuki erilaisille käyttöliittymille Monentasoisia käyttäjiä Dynaaminen Kommunikointi Turvallisuus Kyllä Yksi kotiautomaatio-sovellus Yksittäisen palvelun ehdoilla toimiva Kauko-ohjain Passivoiva Web-portaali Staattinen Eristävä EI Hälytysjärjestelmä

Tekninen tila Kulutuksien seuranta - puhelinjakamo Hälytykset - sähkömittarit - lämmitetty - rajoitettu pääp ääsy - WLAN tukiasema ja laajakaista-modeemi - Kotikatupalvelin Asennusalusta Jätehuolto Ekomittari Kulunvalvonta Lämpötolpan ohjaus Perinteinen tietoliikenne

Haja-asutus asutus WLAN/WMAN-verkko WMAN-verkkosiltaus

Rakennusvaiheen viestintä Eri tavarantoimittajat, urakoitsijat ja tulevat asukkaat Kotikatupalvelin yhteisenä, jo rakennusvaiheen tietovarastona Tiedotukset puhelimeen, sähköpostiin viestinä, kuvina, videoina Aikatauluista Tehdyistä työvaiheista Viivästyksistä/ongelmista Vältetään turhaa ja uudelleen tehtävää työtä

Marko Hännikäinen, 28 October, 2004 Demonstraatiot

Kotikatupalvelin demonstraatiot 1. Asukkaan tekemä palvelujen valinta 1. Lokalisointi 2. Saatavissa olevat palvelut 3. Uusien palveluiden hakeminen ja ottaminen käyttöön 4. Kaupungin tuottamat palvelut 5. Kulutustrendi 2. Ilmoituspalvelut 1. Kaupungin tiedotukset 2. Kiinteistöautomaatiorajapinnat 3. Usean päätelaitteen tukeminen 4. Bussin seuranta 3. Lasten paikannus 4. Kauppalappu 5. Äänestys Marko Hännikäinen, 28 October, 2004

Yhteenveto Tulokset Jatkoprojektit 28.10.2004 14:56

Langaton Vuores tulokset TTY:n määrittelyt WLAN ja muut vapaat langattomat teknologiat Kotikatupalvelimen rajapinnat Automaatio- ja tietojärjestelmien suunnittelu ja ohjeistus Kaupunki ohjeistaa rakentajia ja palveluiden tuottajia määrittelyiden perusteella TTY:n kotikatupalvelin toimii myös Vuoreksen kehitysvaiheessa Yleisöpalaute kotikatupalvelimen esimerkkipalveluista Äänestykset ja muu oikea palaute suunnittelukohteista TTY kehittää ja ylläpitää kotikatupalvelinta tutkimusprojektien ajan Hallinta siirtyy myöhemmin esim. yleishyödylliselle yhteisölle

Langaton Vuores-projektin laajentaminen Uudet rajapinnat ja niiden määrittely Rakennusliikkeet Kiinteistö- ja katuautomaatio Kaupungin yksiköt Palveluita tuottavat yritykset Kotikatupalvelin käyttöön palveluiden ja Vuoreksen alueen suunnittelussa Virtuaalimallinnus suunnittelussa ja yleisöpalautteessa Langaton Vuores Kätketty tietotekniikka Julkinen, turvallinen ja luotettava langaton verkkoinfrastruktuuri WIA 2005 2006 2007 2008 Sensoriverkkojen kehitys, konseptointi ja pilotointi