Reaktiivinen sovellusarkkitehtuuri kommunikointiin Bluetooth Mesh -verkon kanssa

Abstract

Insinöörityössä suunniteltiin langattoman valonohjausjärjestelmän käyttöönottoon tarkoitetulle mobiilisovellukselle uusi arkkitehtuuri, jonka päätavoitteena on sovelluksen käytettävyyden parantaminen.

Nykyinen arkkitehtuuri kerää kaiken tarvitsemansa tiedon lyhyellä aikavälillä, mikä kuormittaa langattoman valonohjausjärjestelmän Bluetooth Mesh -verkkoa. Uusi arkkitehtuuri suunniteltiin käyttäen reaktiivisen ohjelmoinnin ja RxJS-kirjaston konsepteja. Ne mahdollistivat arkkitehtuurin, jossa tietoa kerätään passiivisesti yksittäisistä laitteista siten, että sovellus kysyy tarvitsemansa tiedot osissa. Tämä lähestymistapa osoittautui hyväksi sovelluksen käyttökokemuksen kannalta: odotusaika ennen laitteen parametrien muokkausta väheni alle kymmenesosaan.

Mobiilisovellus lähettää uudet parametrit Bluetooth-verkkoon joko yksittäisille laitteille tai kokonaisille laiteryhmille kerrallaan. Nykyinen arkkitehtuuri ei varmista uusien parametrien tallennusta kohdelaitteissa. Työssä toteutettiin parametrien lähetys, jossa mobiilisovellus varmistaa parametrien asetuksen kohdelaitteeseen ja lähettää ne uudelleen, mikäli parametrit eivät saavu kohteeseensa. Lähetystapa mahdollisti 200 uniikin parametrin lähetyksen yhteen kohdelaitteeseen minuutin aikana siten, että kohdelaite vastaanotti ne kaikki.

Uusi arkkitehtuuri ei sovi kommunikointiin laiteryhmien kanssa sellaisenaan. Työssä havaittiin, että tarvittaisiin joko arkkitehtuurin muuttamista joustavammaksi tai muutoksia valonohjausjärjestelmän Bluetooth-verkon protokollassa.

This thesis aimed to design a new architecture for a mobile application used to commission a wireless lighting control system, with the main objective of improving the application's usability.

The current architecture collects all needed data in a short period of time, which puts a strain on the Bluetooth mesh network of the lighting control system. Reactive programming concepts and the RxJS library enabled an architecture where data is passively collected from individual devices, with the application interface components responsible for querying the data they need. This approach proved to be good for usability – the waiting time before editing device parameters was reduced to less than one tenth.

During commissioning of the lighting control system, the mobile app sends new parameters to the network. The current architecture does not ensure that parameters are stored on the target. In this thesis, a new form of parameter transmission was implemented. This method verified if parameters were saved on the target device and retried if not. Within a minute, 200 unique parameters were sent and received by the target device using this transmission method.

The new architecture is not suitable for communicating with groups of devices. It was concluded that this would require either a more flexible architecture or changes to the Bluetooth network protocol of the lighting control system.