DIEM Archive

TIVIT Interactive: Non-Intrusive Appliance Load Monitoring (NIALM)

Watch the webinar: Lauri Vehviläinen – Non-Intrusive Appliance Load Monitoring (NIALM).

View slides on SlideShare.

**

Lauri-Vehviläinen

Non-Instrusive Applience Load Monitoring (NIALM) is a project under TiViT’s DIEM program that develops a method to detect electrical devices’ usage with only electrical meters. The benefits of the method are easy installation and seamless user experience. NIALM has many applications but in this particular project it is used for remote senior monitoring.

The project’s outcome is eQL Care – an easy to implement system that helps nurses and care-takers monitor senior’s activity levels through their usage of electrical devices. From a business perspective, eQL Care would be brought to market as a service for municipalities, consumers and care-taking business alike.  Watch this short webinar to learn more about NIALM and see eQL Care product demonstration.

**

NIALM on menetelmä, jonka avulla pystytään tunnistamaan asunnossa käytettäviä sähkölaitteita pelkän sähkömittarin avulla. NIALM:ia on mahdollista hyödyntää useissa eri sovellutuksissa, mutta tässä DIEM-projektissa keskitytään seniorivalvontaan sähkömittarilla.

Projektin tavoitteena on luoda eQL Care-järjestelmä, jonka avulla on helppo seurata senioreiden aktiivisuutta, niin hoitajan kuin omaisenkin näkökulmasta. Bisnesmallina on tuoda eQL Care markkinoille palveluna, jota voidaan tarjota aina kuluttajista kuntiin ja hoitoyrityksiin asti.

Viikon tulos: Active Aquarium visualisoi Internet of Things -järjestelmän tilannetta

Tämän viikon tulos tulee TIVITin Internet of Things -ohjelmasta. Oulun yliopisto on kehittänyt yhdessä Polar Electron kanssa ohjelmiston fyysisen ympäristön tilanteen visualisointiin virtuaaliympäristössä. Työtä ovat ohjanneet Oulun yliopiston tietotekniikan osastolla professori Jukka Riekki ja Polar Electrosta Vesa Tornberg. Kehitystyön on tehnyt pääosin Oulun yliopiston tutkija Mika Oja.

ActiveAquarium visualisoi fyysisestä ympäristöstä mitattuja arvoja virtuaalisessa akvaariossa. Arvot määrittävät akvaarion kalojen käyttäytymistä ja ulkonäköä. Tavoitteena on esittää IoT-järjestelmän tilanne käyttäjille, jotka esimerkiksi vastaavat järjestelmän ylläpidosta. Järjestelmän ongelma voi näkyä esimerkiksi värittömänä, hitaasti uivana kalana. Akvaario soveltuu myös loppukäyttäjien päätöksenteon tueksi, esimerkiksi ohjaamaan käyttäjää vähemmän sähköä kuluttaviin elintapoihin tai vaikkapa liikkumaan enemmän.

Kuvankaappaus-2012-6-1-kello-10.58.08

Akvaario on suunniteltu joustavaksi – siihen voi helposti liittää erilaisia datalähteitä ja akvaarion voi esittää yhtä aikaa usealla eri näytöllä. Ensimmäisenä datalähteenä akvaarioon on liitetty Polar Electron aktiivisuusmittarit. Nämä mittarit ovat ranteessa pidettäviä laitteita, jotka mittaavat käyttäjiensä liikkumista. Mittaukset siirretään USB-lukijan välityksellä Polarin verkkopalveluun, ja sieltä visualisointipalvelimelle. Tämän järjestelmän arkkitehtuuri on esitetty oheisessa kuvassa. Aktiivisuusmittareiden sijaan voitaisiin dataa ottaa yhtä helposti vastaan esimerkiksi omakotitalon energiankulutusta tai kaupungin ilmanlaatua mittaavilta antureilta, tai tietoliikenneverkossa siirrettävää datamäärää monitoroivalta tietokoneelta.
Akvaarion kehitystyö alkoi jo TIVITin DIEM-ohjelmassa. Polar Electro on kehittänyt ja lanseerannut DIEMin tulosten pohjalta jo ensimmäisen tuotteen, Polar Activariumin, huhtikuussa 2012. Activarium on polargofit.com-palveluun tarjolla oleva erillinen moduuli, joka visualisoi virtuaaliakvaariossa koululaisten aktiivisuusmittareilla mitattua liikuntaa. Kun koululaiset saavuttavat päivittäiset liikuntatavoitteensa, he voivat ansaitsemillaan liikuntapisteillä rakentaa yhdessä akvaariota ja myös ostaa kalalleen tavaroita, esimerkiksi koruja.

Kuvankaappaus-2012-6-1-kello-10.58.21

Oheinen kuva esittää, miltä Polar Activarium näyttää.

Internet of Things -ohjelmassa on jatkettu DIEM-ohjelmassa alkanutta kehitystyötä. Erityistä huomiota on kehitetty eri datalähteiden joustavaan käyttöön sekä visualisoinnin erottamiseen datan keruusta. Visualisointi on toteutettu HTML5:lla, joten kaikki sitä tukevat www-selaimet sopivat visualisoinnin esittämiseen. HTML5 ei kuitenkaan ole ainoa vaihtoehto, sillä alustariippumattomien rajapintojen ansiosta järjestelmässä voidaan hyödyntää monenlaisia visualisointiteknologioita.

Työ jatkuu tutkimalla akvaarion lisäksi muuntyyppisiä visualisointiympäristöjä sekä selvittämällä, kuinka visualisoinnilla pystytään parhaiten tukemaan käyttäjän tehtävien suorittamista ja tavoitteiden saavuttamista. HTML5:n lisäksi hankkeessa tutkitaan avoimeen lähdekoodin realXtend-ohjelmiston sopivuutta IoT-järjestelmien tilan 3D-visualisointiin. Sovelluksina ovat käyttäjien aktiivisuuden visualisoinnin lisäksi mm. energiankulutuksen ja ulko-ovien lukkojen tilan visualisointi omakotitalon 3D-mallissa. Tässä työssä ovat mukana myös Finwe ja There Corporation, joissa työtä ohjaavat Juha Kela ja Mikael Latvala.

TIVITin ohjelmissa syntyy vuodessa satoja tuloksia: akateemisia tutkimus- ja konferenssipapereita, opinnäytteitä, softanpätkiä, liiketoimintaideoita, patentteja – ja niin edelleen. Koska yksittäiset tulokset ovat suuressa mittakaavassa useimmiten pieniä ja ne julkaistaan hajallaan eri ohjelmien sisällä, nostamme mielestämme erityisen onnistuneita tuloksia esille blogissamme Viikon tulos -sarjassa. Tutustu muihin tuloksiin: http://www.activityblog.fi/category/viikon-tulos/

Viikon tulos: Healthy Flying -pilotti

Viikon tulos tulee DIEM-ohjelmasta. Kari Liukkunen kertoo:

“Älykäs liikuntaympäristö saattaa aluksi kuulostaa oudolta yhdistelmältä. Kuitenkin liikuntaympäristö, tässä tapauksessa kuntosaliympäristö, tarjoaa hyvän pohjan älykkään ympäristön luomiselle.

Liikuntaympäristöissä on aina jollain tavoilla mitattu suorituksia ja kehittymistä, perinteisesti sekundaattorin ja ruutuvihkon avulla, tai kuten nykyään sykemittarin ja verkkopalveluiden avulla. Kuntosaliympäristön erilliset osat eivät ole tähän päivään saakka kommunikoineet keskenään, vaikka siihen periaatteelliset valmiudet löytyisivätkin. Tätä ongelmaa lähdimme DIEM-ohjelman Public Spaces-osiossa ratkomaan. Kumppaneina mukana olivat terveysliikuntapalveluiden tuottajaHealthEx, laitevalmistajat Hur ja Polar Electro sekä kuntoutus- ja tutkimuskeskus Verve. Tutkimuspartnerina toimii Oulun yliopiston tietojenkäsittelytieteiden laitos.

DIEM-ohjelman kolmen vuoden työn tuloksia esittelevä älykäs liikuntaympäristöpilotti Healthy Flying avattiin Oulun lentoasemalla 29.3.2012 ja se sijaitsee BusinessOulu Loungen yhteydessä lentoaseman kakkoskerroksessa. Se on avoinna kaikille kentän kautta matkustaville ympäri vuorokauden. Pilotointiympäristössä testaus jatkuu vuoden 2012 loppuun saakka.

P4020176-150x150

Pilotointiympäristön taustalla on DIEM-tutkimusprojektissa kehitetty Healthy Flying -konsepti, jossa mahdollisuus terveysliikuntaan tai rentoutumiseen pyritään tarjoamaan uudenlaisessa liikuntaympäristössä. Samalla voidaan pienentää lennon aiheuttamia terveysriskejä.  Konseptia kehitetään testaajilta kerättävän palautteen perusteella.

Vuoden aikana testiympäristöön tuodaan jatkuvasti pilotoitavaksi uusia sovelluksia ja laitteita. Tilan laitteet toimivat älykortin avulla ja kävijä saa halutessaan suoritustietonsa joko sähköpostiinsa tai verkkopalveluun. Syksystä alkaen käyttäjä pystyy myös lähettämään sykkeestä mitatun kuntotasonsa.  Yhtenä tavoitteena on luoda toimiva konsepti, jota voidaan monistaa muillekin lentokentille.

P4020178-150x150

Tutkimuksen teknisenä lähtökohtana on hyödyntää ympäristömme jo olemassa olevia laitteita ja saada ne älykkäästi toimimaan keskenään. Silloin niitä pystytään laajemmin hyödyntämään ja luomaan älykkäitä ympäristöjä vaativiinkin tiloihin, kuten esimerkiksi nyt lentokentälle. Tämä mahdollistaa uudet palvelukonseptit, joista älykäs liikuntaympäristö on hyvä esimerkki.

Pilotissa testataan DIEM-ohjelmassa kehitettyjä teknologioita (esim. 3M platform) ja sovelluksia (esim. palautejärjestelmä ja mikromaksaminen) sekä kerättyjen tietojen ja web-palveluiden yhdistämistä (esim. Polar Personal Trainer -palvelu) yhdeksi palvelukokonaisuudeksi. Tavoitteena on, että syntyneitä ratkaisuja voidaan ottaa käyttöön laajasti erilaisissa sovelluskohteissa ja ympäristöissä.

P4020177-150x150

Healthy Flying -pilotti on DIEM-ohjelman vuoden 2012 suurin pilotti.

Täällä linkkejä aiheesta tehtyihin lehtijuttuihin.

Lisätietoja pilotointiympäristöstä antaa Kari Liukkunen (kari.liukkunen@oulu.fi).

 

TIVITin ohjelmissa syntyy vuodessa satoja tuloksia: akateemisia tutkimus- ja konferenssipapereita, opinnäytteitä, softanpätkiä, liiketoimintaideoita, patentteja – ja niin edelleen. Koska yksittäiset tulokset ovat suuressa mittakaavassa useimmiten pieniä ja ne julkaistaan hajallaan eri ohjelmien sisällä, nostamme mielestämme erityisen onnistuneita tuloksia esille blogissamme Viikon tulos -sarjassa. Tutustu muihin tuloksiin: http://www.activityblog.fi/category/viikon-tulos/

Viikon tulos: Menestyksekästä yhteistyötä EU-rahoitusta hyödyntäen

TIVITin tutkimusohjelma Devices and Interoperability Ecosystem (DIEM) on käynnistänyt neljännen kautensa. Aiemmilla kausilla on kehitetty erilaisten laitteiden ja järjestelmien välistä yhteentoimivuutta ja käyttöliittymäratkaisuja. Neljäs ja viimeinen kausi keskittyy saavutettujen tulosten pilotointiin ja niiden liiketoimintamahdollisuuksien täsmentämiseen.

Eräänä tärkeänä mahdollistanana DIEMissä on kehitetty Smart-M3-ohjelmistoalustaa, joka on saatavana avoimesti webistä BSD-lisenssillä. Smart-M3 luo yleisiä ja yhteisiä käytäntöjä, joilla eri valmistajien erilaiset laitteet voivat vaihtaa tietoja keskenään ja ymmärtää toisiaan. Se tähtää siihen, että yhteensopivuutta ei tarvitse räätälöidä, vaan laitteiden valmistajat voivat käyttää hyväkseen valmiita palapelin paloja.

Kehittäjäpohjan laajentamiseksi, laajan palautteen saamiseksi ja teknologian nopeampaan levittämistä varten osa DIEMin suomalaisista partnereista muodosti konsortion, joka hankki lisärahoitusta eurooppalaisesta sulautettujen järjestelmien ARTEMIS-ohjelmasta. Suomalaisten partnereiden osalta äskettäin päättynyttä SOFIA-hanketta (Smart Objects For Intelligent Applications) rahoitti EU sekä Tekesin Ubicom – Sulautettu tietotekniikka -ohjelma.

DIEM-SOFIA-yhteistyö on osoittanut sen, miten on strategisesti mahdollista yhdistää SHOK-rahoitusta EU-rahoitukseen. Lisätietoja Petri Liuhalta, (petri.liuha@nokia.com), joka on toiminut molempien ohjelmien vastuullisen johtajana.

TIVITin ohjelmissa syntyy vuodessa satoja tuloksia: akateemisia tutkimus- ja konferenssipapereita, opinnäytteitä, softanpätkiä, liiketoimintaideoita, patentteja – ja niin edelleen. Koska yksittäiset tulokset ovat suuressa mittakaavassa useimmiten pieniä ja ne julkaistaan hajallaan eri ohjelmien sisällä, nostamme mielestämme erityisen onnistuneita tuloksia esille blogissamme Viikon tulos -sarjassa. Tutustu muihin tuloksiin: http://www.activityblog.fi/category/viikon-tulos/

Viikon tulos: Monialustaiset mobiilikäyttöliittymät – UI toolkit

Mobiilisovelluskehityksen yksi suurimmista haasteista on se, että kehittäjien on valittava lukuisten eri ohjelmistoalustojen joukosta.

Varsinkaan älypuhelimissa ei ole enää yhtä selkeää markkinajohtajaa, vaan puhelinten monialustaisuus on arkipäivää. Sovelluskehityksen näkökulmasta monialustaisuus tuottaa lukuisia ongelmia: Kannattaako keskittyä vain tiettyihin ohjelmistoalustoihin? Tuleeko usean alustan tukemista ylläpidollisesti painajainen? Pystytäänkö kaikille alustoille tarjomaan samanlainen käyttökokemus? Toisin sanoen rahaa ja aikaa palaa. Olisiko tähän ongelmaan ratkaisua?

UI toolkit tarjoaa ratkaisun näihin ongelmiin. UI toolkit on käyttöliittymien sovelluskehys, joka sallii yhden koodipohjan käyttämisen, mutta silti sovellus voidaan tuoda lukuisille laitteille, näyttöresoluutioille ja ohjelmistoalustoille. Neusoftin kehittämän UI toolkitin pohjaksi tutkittiin noin kahtakymmentä olemassa olevaa käyttöliittymien sovelluskehystä, joista valittiin soveltuvimmat jatkokehitettäväksi.

Lopullinen UI toolkit pohjautuu PhoneGap- ja Jquery-pohjaiseen ratkaisuun. Geneerisen käyttöliittymäkoodin lisäksi UI toolkit sallii natiivien ohjelmointirajapintojen käytön sekä ohjelmistoalustakohtaisten pluginien tekemisen. UI toolkit tukee tällä hetkellä keveiden käyttöliittymäsovellusten tekemistä, mutta monimutkaisemmat käyttöliittymäratkaisut tarvitsevat vielä alustakohtaista natiivikoodia toimiakseen.

Vaikka UI toolkit:ssa on vielä omat rajoituksena, voidaan sillä jo nyt saavuttaa merkittäviä kustannus- sekä aikasäästöjä. Etenkin demo- tai protototyyppivaiheessa saadaan yhdellä koodipohjalla tehtyä monella ohjelmistoalustalla toimiva käyttöliittymä. Näin ollen loppuasiakkaalta voidaan vasta prototyyppivaiheen jälkeen kysyä, mille ohjelmistoalustoille jatkokehitystä tullaan tekemään, kun perinteisesti ohjelmistoalustat on pitänyt lyödä lukkoon jo ennen prototyyppivaihetta.

UI toolkitia voidaan hyödyntää myös jatkokehityksessä, jolloin toteutetaan kertaalleen osa käyttöliittymäkomponenteista kaikille ohjelmistoalustoille, vaikka muut osat sovelluksesta ohjelmoitaisiinkin natiivikoodilla. Näin ollen alustakohtaista koodipohjaa saadaan pienennettyä. Tämä tietää  myös kustannussäästöjä.

Neusoft on kehittänyt UI toolkit -työkaluaan TIVITin DIEM-ohjelmassa.

TIVITin ohjelmissa syntyy vuodessa satoja tuloksia: akateemisia tutkimus- ja konferenssipapereita, opinnäytteitä, softanpätkiä, liiketoimintaideoita, patentteja – ja niin edelleen. Koska yksittäiset tulokset ovat suuressa mittakaavassa useimmiten pieniä ja ne julkaistaan hajallaan eri ohjelmien sisällä, nostamme mielestämme erityisen onnistuneita tuloksia esille blogissamme Viikon tulos -sarjassa. Tutustu muihin tuloksiin: http://www.activityblog.fi/category/viikon-tulos/