Saunaxio : Sauna monitoring and remote-control platform

Abstract

The assignment came from a private person. The assignor needed a monitoring and remote-control solution for sauna environment, which he had built in his leisure time. The said sauna is an independent structure fitted with wheels, allowing movement with a normal agricultural tractor. The requirement specification was made together with the assignor, along with clear use cases for the system.

The project was started by mapping out the existing solutions in general and researching the solutions specifically made for sauna environment in order to create a better understanding of possible and usable technologies and possible tools for the system. The careful research allowed the construction of a whole and functioning solution under the requirement specification and use cases defined for the system.

The selection of tools was confirmed at the beginning of the project. The IoT nature of the system was built with Raspberry Pi hardware, allowing independent operating in sauna environment with Node-RED and Home Assistant tools. The latter operated as integration point for the speech recognition system Snips AI allowing the use of voice when operating the connected components, such as applying water onto the stove or operating the music player whilst inside the sauna. The ambient surroundings for the sauna were provided by Mopidy’s music player and Festival’s TTS service. The data gathered from the local IoT device was sent to cloud infrastructure for monitoring and analys, while the data transfer between the local services was handled by MQTT protocol.

The assignment was finished and it met the requirements and use case specifications in total. The modifications to the initial design were executed with reliability and usability in mind. The finished project acted as a demo, which later was deployed to the final placement in sauna environment.

Toimeksiantajana toimi yksityishenkilö. Toimeksiantajalla oli tarve toteuttaa monitorointi- ja etähallinta ratkaisu saunaympäristöön. Kyseinen sauna oli toimeksiantajan vapaa-ajallaan rakentama liikuteltava kokonaisuus, jota tarvittaessa voitaisiin siirtää erilaisille tapahtuma-alueille. Tarkastelun kohteena oleva sauna on itsenäinen pyörillä varustettu rakennus, jota voidaan liikuttaa normaalin maataloustraktorin voimin. Vaatimusmäärittely rakennettiin yhdessä toimeksiantajan kanssa, jolloin muodostuivat myös selkeät käyttötapaukset toteutettavalle työlle.

Pohjatyö aloitettiin kartoittamalla olemassa olevia ratkaisuja sekä yleisesti että nimenomaan saunaympäristöön toteutettuja sekä näiden pohjalta mahdollisia käytettäviä teknologioita. Työ suunniteltiin valitsemalla mahdollisia työkaluja vaatimusmäärittelyn ja käyttötapauksien valossa; työkalujen yhteyksiä tutkittiin, jotta voitaisiin saavuttaa eheä kokonaisuus.

Toteutuksen alkuvaiheessa valikoituivat varmistuneet työkalut, joilla työtä lähdettiin toteuttamaan. Kokonaisuuden IoT-luontainen olemus rakennettiin Raspberry Pi -laitteistolla, jonka itsenäinen toiminta varmistettiin Node-RED ja Home Assistant -ympäristöillä. Jälkimmäinen työkalu toimi myös liitoskohtana puhetunnistukseen erikoistuneelle Snips AI -palvelulle, joka mahdollisti äänen käytön komponenttien hallinnassa saunaympäristössä, kuten löylyveden annostelussa ja musiikkisoittimen käytössä. Saunaympäristön ambienttinen puoli toteutettiin Mopidy-musiikkisoittimella sekä TTS- teknologiaa hyödyntävällä Festival-ohjelmistolla. Datan keruu IoT-laitteelta ohjattiin pilvipalveluun datan monitorointia ja analysointia varten, paikallisella laitteella työkalujen välisestä kommunikaatiosta vastasi MQTT-protokolla.

Toimeksianto saatiin päätökseen vaatimus- ja käyttötapausmäärittelyiden täytyttyä kokonaisuudessaan. Muutokset alkuperäiseen suunnitelmaan toteutettiin toimintavarmuutta ja käyttäjäystävällisyyttä silmällä pitäen. Työ toteutettiin demona pöytäympäristöön siirrettäväksi myöhemmin varsinaiseen toimintaympäristöön.