Esineiden internetin verkkostandardit älykodissa

Tutkielman tavoitteena on esitellä esineiden internetin kokonaisuutta ja tutkia siellä käytettäviä langattomia verkkostandardeja sekä niiden käyttöä älykodissa. Esineiden internetin soveltamisalueet jakautuvat älykodin, teollisuuden ja yhteiskunnan osa-alueisiin. Näistä älykotia käsitellään tutkielmassa tarkemmin. Työssä selvitetään, mitkä ovat esineiden internetin yleisimmät langattomat verkkostandardit ja niiden ominaisuudet. Lisäksi selvitetään, mistä osista älykoti koostuu, mitkä ovat soveltamisalueet ja miten älykoti toimii. Vertailukohteina käytetään kahden suuren elektroniikkavalmistajan, Samsungin ja LG:n, älykotiratkaisuja. Tutkielmassa esitellään esineiden internetin määritelmä, sen historiaa ja käyttökohteita, jotta saadaan yleiskuva esineiden internetin kokonaisuudesta. Tämän jälkeen syvennytään langattomiin verkkostandardeihin, jotka ovat keskeisesti käytössä esineiden internetissä. Kyseiset verkkostandardit ovat Bluetooth, Bluetooth Low Energy, NFC, Wi-Fi, Zigbee ja 6LoWPAN. Lopuksi käsitellään älykotia ja sen ominaisuuksia. Samalla tutkitaan Samsungin ja LG:n älykotilaitteita ja pohditaan niiden toimivuutta. Lisäksi pohditaan verkkostandardien käyttöä älykodeissa sekä esineiden internetin ja älylaitteiden vaikutuksia ihmisiin. Lopputuloksena todetaan, että Wi-Fi, Bluetooth ja Zigbee ovat yleisimmät älykodin verkkostandardit ja että ainoastaan yksi verkkostandardi ei tällä hetkellä riitä monipuolisen älykodin kaikkia toimintoja varten. Vertailussa huomataan Samsungin älykotiratkaisun olevan kehityksessä LG:tä edellä.

Optisen radiolinkin toteuttaminen ohjelmistoradiolla

Tämän tutkielman tavoitteena oli toteuttaa optinen radiolinkki hyödyntäen ohjelmistoradiota. Työn alkuosassa käydään läpi ohjelmistoradiota yleisellä tasolla sekä yleisesti nykyisin käytössä olevia optisia tiedonsiirtotapoja. Työn keskiosassa käsitellään työhön käytettävä laitteisto ja ohjelmistot sekä optisen radioetuasteen suunnittelu ja toteutus. Työn loppuosassa analysoidaan toteutetun etuasteen toimintaa. Ohjelmistoradio, yleisemmin ohjelmallisesti määritetty radiolaite, jonka toiminnallisuutta, kuten modulaatioita, suodattimia ja kommunikointiin käytettävää taajuuskaistaa, pystytään muuttamaan ohjelmallisesti ilman laitteistomuutoksia. Useimmiten ohjelmistoradioiden toiminnallisuus määrätään ohjelmoimalla ohjelmistoradio-oheislaitteen ohjelmoitavia porttipiirejä, eli FPGA-piirejä. Optisen radioetuasteen suunnittelun pohjana käytettiin audiokäyttöön tarkoitettua infrapunalähetintä ja – vastaanotinta, jotka muokattiin toimimaan näkyvän valon aallonpituuksilla. Ohjelmistoradio-oheislaitteena toimi Ettus USRP1 varustettuna matalataajuisilla lähetin- ja vastaanotintytärkorteilla. Ohjelmistoradion ohjelmointiympäristönä toimi Linux Ubuntu, ja ohjelmistona GNURadio sekä sen graafinen ohjelmointikäyttöliittymä Gnu Radio Companion. Tutkielman lopputuloksena saatiin aikaan piirilevylle rakennettu optisen radioetuasteen prototyyppi, jolla pystyttiin siirtämään digitaalista audiota 300 kbps tiedonsiirtonopeudella muutamien senttimetrien matkalla pimeässä tilassa.