Prototyypin suunnittelu ja toteutus IoT-ympäristöön

Abstract

Työssä suunniteltiin ja toteutettiin prototyyppiversio langattomaan laiteverkkoympäristöön asennettavasta älylaitteesta. Älylaite mittaa erilaisia lämpötiloja biomateriaalista, ja tallentaa tiedot verkkoon. Lisäksi se mahdollistaa biomateriaalin sähkölämmittimen etäohjauksen sekä automatisoidun lämpötilaohjauksen. Suurin osa prosesseista ja datan analysoinnista pyritään toteuttamaan verkossa, niin että vain pakolliset toiminnot jäävät konkreettisten komponenttien varaan. Tavoitteena on suunnitella, testata ja valmistaa yrityksen kanssa yhteistyössä tuote, joka helpottaisi biomateriaalin käsittelyprosessia, jossa ei aikaisemmin ole yleisesti hyödynnetty teknologiaa. Työhön sisältyvät vaatimusten määrittely, komponentti- ja työkaluhankintojen tekeminen, elektroniikka- ja mekaniikkasuunnittelu, sekä testaukset ja korjaustoimenpiteet. Tuotekehitys tässä tapauksessa ei ole lineaarinen prosessi, vaan suunnittelu- ja testausvaiheita käydään läpi toistuvasti, sykleittäin, kunnes tuote toimii määritetyllä tavalla.

Prototyypin valmistumisvaiheessa laite mittasi onnistuneesti biomateriaaliprosessin ja ulkoilman lämpötiloja tallentaen ne verkkoon. Se myös sisälsi ohjelmoitavan sekä etäohjattavan virrankatkaisutoiminnon biomateriaalia lämmittävälle sähkölämmittimelle.

In this project, a prototype, installed to a wireless network of devices, was designed and executed. This smart application will be measuring various biomaterial temperatures, and then saving that data to a network. Additionally, it will allow remote controlling of an electric heater, and automated control of the biomaterial temperature. The majority of processes and data analysis are aimed to be executed in the web, so that only the mandatory process handling will be relied on the concrete devices. The objective is to design, test, and manufacture a product together with the company. This product would make easier biomaterial handling. Technology is not yet widely utilized in this process. This task consists of gathering the requirement specifications, component and tool acquisition, electronics and mechanical design, testing and corrective operations during the thesis period. In this case, the product development is not a linear process, instead the design and testing processes are reviewed cyclically until the product works as originally intended. At the finishing stage, the prototype measured successfully the temperatures of the biomaterial and open-air, transferring the data to a network. It also contained a programmable and remote controllable power switching function for an electric heater that heats the biomaterial.