Targa maja värkvõrk

Sissejuhatuseks: värkvõrgust üldiselt ja värkvõrgust targas majas

Terminit “Internet of Things” (edaspidi IoT või värkvõrk) kasutas esmakordselt 1999. aastal Kevin Ashton P&G-s tehtud ettekande tarbeks, kuid toona ta veel ei teadnud, et termin levib järgmise kümne aastaga massiliselt ning kõikjale. 1999. aastal rõhutas ta IoT-ga seoses asjaolu, et arvutid ja internet sõltuvad peaaegu alati inimese poolt loodud andmetest, kuid inimese tähendus on selles võrgustikus minimaalseks taandatud. Seetõttu ei suuda inimene piiratud aja, tähelepanu ja täpsuse tingimustes andmevahetust jälgida ning usaldab seadmete omavahelist suhtlemist.

Seadmete omavaheline suhtlemine on IoT mõiste tuum - see on omavahel ühenduses olevate seadmete, masinate, objektide, loomade ja inimeste süsteem, kus kõikidel osapooltel on unikaalne tunnus ning neil on võime omavahel võrgus andmeid vahetada ilma, et oleks nõutud inimene-inimesele (human-to-human) või inimene-arvutile (human-to-computer) suhtlus . See tähendab, et mitte kõik internetti ühendatud seadmed ei ole osaks IoT-st, vaid kehtib eeldus, et seadmed koostöös vahendavad, koguvad, analüüsivad andmeid ning täitavad ka neile antud ülesandeid.

On leitud, et inimkonna huvi omavahel suhtlevate masinate vastu pärineb juba 19. sajandi algusest, mil leiutati telegraaf. Esimeseks tänapäevaseks IoT seadmeks aga loetakse internetiga ühendatud Coca-Cola masinat, mille 1980. aastate alguses kohalikud programmeerijad USA Carnegie Melloni Ülikooli paigaldasid. See suutis kontrollida, kas jooke on piisavalt ning kas joogid on külmad. Tänaseks päevaks on IoT seadmed väga levinud ning kasutatakse tööstussektoris, linnade ja asutuste arendamisel, kodumajapidamistes ja tervishoius. Peamiseks ülesandeks on monitoorida toimuvat (nt jälgida õhusaaste hulka), koguda andmeid analüütika tarbeks (nt kehatemperatuuri andmete salvestamine), täita töökäske eelnevalt sätestatud tingimuste täitumisel (nt garaažiukse avamine omaniku saabudes). Siiski, erinevalt internetist, millel on konkreetne tehniline infrastruktuur, disain ja dokumenteeritus, on IoT hetkel realiseerunud ainult individuaalsete tehnoloogiate näol, visiooni tasandile on jäänud globaalse IoT võrgustiku teke .

Kõige laialdasemalt on IoT lahendused levinud kodumajapidamistes, sageli viidatakse neile nimetusega tark maja või tark kodu. Tooted on muutumas aasta aastalt populaarsemaks, nt iga kuu üle 60 000 inimese huvitub nendest lahendustest ning IoT Analytics andmebaasis on üle 250 ettevõtte, kes pakuvad tarku kodulahendusi, nende seas ka tuntud Philips, Haier või Belkin. Targa kodu lahendused on suunatud igapäevaste toimingute mugavusele, kokkuhoiule ja turvalisusele. Niiviisi võimegi turult leida uste ja akende lukustamise, valgustuse ja kütte reguleerimise, ventilatsiooni, kodu jälgimise ning isegi taimede kastmise lahendusi. . IoT kodulahenduste populaarsus kasvab, sest ühenduses olevad seadmed lisavad mugavust ning tõstavad tarbijate elukvaliteeti . Sageli on ka lahendused väga praktilised aidates koduomanikul kontrollida ressursside kasutust ning seeläbi leida parim viis tarbimisvalikute muutmiseks. IoT kodulahendusi loetakse ka tarbijatele võrdlemisi hästi kättesaadavateks, nad ei ole küll taskukohased kõikidele, ent siiski võivad osutuda tulevikus tulusaks abimeheks.

Järgnevates peatükkides tutvustatakse ja käsitletakse erinevaid kodulahendusi detailsemalt. Oleme jaganud targa koduga seotud lahendused käesolevas töös järgmiselt. Esmalt tuleb juttu kogu maja süsteemide kesksest haldamisest ja seda võimaldavatest platvormidest. Seejärel tutvustame mõningaid üksikuid nutikaid tooteid ning lisaks ka targa maja lahendusi Eestis. Töö lõpus selgitatakse IoT mõju sotsiaalsest, eetilisest ja poliitilisest aspektist.

Kogu maja süsteemide keskne haldamine ehk targa kodu terviklahendused

Kuigi asjade interneti mõiste on tõepoolest tavakasutajale kõige tuttavam just targa koduga seoses, on siiski erinevates artiklites palju juttu ka sellest, et inimeste harjumusi on mõnevõrra keeruline muuta ning targa kodu teenuste arendajatel on sellega seoses vaja veel palju vaeva näha. . Hetkel võib targa kodu väärtuspakkumine kliendi jaoks jääda veel alla poole arvestust – sest tegelikkuses pole ju kuigi raske tõmmata käsitsi kardinaid eest või lülitile vajutada. Lisaks sellele võib äpi abil ühendatud seadmete haldamine olla lõppkokkuvõttes ajamahukam kui nende seadmetega käsisti tegelemine. Samas reklaamitakse targa kodu lahendusi ikkagi kui uut ja veelgi mugavamat kodumajandamise võimalust. Niisiis võib olla praegu veel targa kodu terviklike lahenduste puhul tegemist hulga ühendatud seadmete ja vidinatega, mis aga ei suuda veel inimeste elu kuigi palju lihtsamaks teha. See on tinginud ka selle, et enamik tarbjaid ostavad küll tarku seadmeid, kuid neid kannustab selleks pigem võimalus lahendada mõni üksik konkreetne probleem. Terviklikud platvormid, mis pakuvad märkamatut ja sujuvat automaatset koduhaldust, on alles arenemisjärgus.

Praegu turul olevatest ärivaralistest targa kodu platvormidest peetakse innovaatilisemateks neid ettevõtteid, mis tegelevad muuhulgas ka häälkäsklustele alluvate ja kaudselt ka AI võimekusega targa kodu süsteemidega. Oma töös valisime tutvustamiseks välja kaks vahest hetkel kõige tuntumat ärivaralist targa kodu platvormi, mis pakuvad kliendile terviklikku koduautomaatika platvormi. Üks neist võimaldab muuhulgas kasutada ka häälkäsklusi ja muidugi muudki innovatiivset.

Näiteid ärivaralistest targa kodu platvormidest

Apple HomeKit

Apple tuli oma targa kodu lahendusega HomeKit turule septembris 2014. Tegemist on tarkvaraga, mille abil saab oma iPhone’i või mõne muu Apple’i seadme panna suhtlema ja kontrollima oma kodus olevaid teisi nutikaid seadmeid. Käsklusi saab seadmetele anda suusõnaliselt nii Siri vahendusel kui ka äppide kaudu. Siri ilmselt tutvustamist ei vaja – tegemist on nn Apple’i personaalse assistendiga ehk tegelikkuses rakendustarkvaraga, mille abil saab inimene oma häält kasutades seadmega suhelda. Siri on olemas kõigis uuemates Apple’i seadmetes.

Apple’i HomeKiti tuumaks on nn Home Manager ja iOSis talletuv ühtne andmebaas, mis sisaldab kogu infot konkreetse kodu kohta, selle tubade kohta ning tubades olevate tarvikute ja seadmete kohta. Samuti on ühtses andmebaasis talletatud kõigi nende seadmete ja tarvikute omadused ning teenused, millega nad parasjagu inimesele kasulikud on, et neid oleks võimalik lihtsasti reguleerida. Samuti on inimesel võimalik seada ritta terve hulk erinevaid tegevusi ehk kokku panna skripte, mille alusel siis kodune automaatika töötab, ning seadistada ka kuupäevad, kellaajad või muu tunnuse, mille alusel üks või teine konkreetne skript siis käivitatakse.

Samsung SmartThings

Teine suur targa kodu lahendustele pühendunud ettevõte on SmartThings. SmartThings loodi 2012. aastal ning 2014. aastal ostis ettevõtte ära Samsung, kes tegi sellega suure investeeringu sisenemaks jõudsalt targa kodu turule. . SmartThings pakub terviklikku lahendust kodu targemaks muutmisel, mis oleks igaühe jaoks lihtsasti kasutatav. Nende targa kodu süsteemi südameks on Hub, väike seadeldis, mis ühendab omavahel kõik kodused targad seadmed: valgustid, kõlarid, lukud, termostaadid, sensorid ja veel palju muud. Ühtlasi pakub SmartHome erinevaid komplekte sensoritest ja nutikatest pistikupesadest, millega siis kõik oma kodus nutikaks muuta saab. Kõikide nutikate seadmete kontrollimiseks ja seadistamiseks saab kasutada muidugi vastavat äppi. Näiteks saab tubadesse paigaldada sensorid, mis teavad kui uks või aken on lahti jäänud. Oma võtmekimbu külge võib samuti paigaldada sensorid, et anda koduse värkvõrgu süsteemile märku oma koju jõudmisest. Koju jõudmisest saab süsteemile märku anda ka telefoni GBPsi abil. Niisamuti saab asukoha määramist kasutades öelda oma targale kodule, et kui kodu omanik on jõudnud kilomeetri raadiussesse kodust, keerab süsteemi kütet juurde.

Näiteid avavaralistest koduautomaatika platvormidest

Kogu asjade interneti teenuseid ja tooteid pakkuv turg on veel väga killustunud ja pidevas muutumises. Erinevaid teenusepakkujaid on palju, mistõttu on erinevate teenuste ja toodete koostöötamise võime oluline teema. Seetõttu pole imestada, et avavaralistel tarkvaradel on selles vallas päris hästi läinud.

Võrreldes ärivaraliste lahendustega on avavaraliste puhul väiksem oht, et teenusepakkuja lõpetab ühel hetkel teenuse toetamise või arendamise ning soetatud süsteem muutub kasutuks. Näiteks 2016. aasta kevadel tuli uudis, et Nest, targa kodu ettevõte, mis kuulub Google’ile, lõpetab terve rea toodete toetamise ja seega muutuvad klientide olemasolevad seadmed täiesti kasututeks. . Juba samal sügisel selgus, et seesama Google’i Nest oli ära ostnud teise targa maja lahendusi pakkuva ettevõtte Revolv ning ei läinud kaua, kui Revolv teatas oma klientidele, et nende soetatud tooted lakkavad peagi töötamast. Mõistagi ärritas see paljusid kliente, tõstatades ühtlasi küsimuse, millised on üleüldse tarbjate õigused sedasorti tooteid ostes.

Kuigi avavaralisi platvorme on palju, toome siinkohal ära kolm vabalt valitud ja kõige huvitavamana silma jäänud avavaralist targa kodu platvormi.

OpenHAB

Kõige tuntumaks vabavaraliseks platvormiks võib lugeda OpenHABi. OpenHABi loojaks on Kai Kreuzer ning tegemist on kõige küpsema ja laia kasutajate- ja arendajate kogukonnaga platvormiga. Oma kodulehel tutvustab openHAB oma sisu ja missiooni järgmiselt: tegemist on tarkavaraga, mille eesmärk on integreerida omavahel erinevaid koduautomaatika süsteeme ja tehnoloogiaid ning muuta need ühtselt toimivaks terviklikuks süsteemiks. See tähendab, et platvorm ei ole sõltuv ühestki konktreetsest teenusepakkujast ega ka riistvarast. OpenHAB töötab iga seadmega, millel jookseb Java (see tähendab nii Linuxi, Maci, Windowsi seadmed) Muuhulgas on OpenHAB kergesti edasiarendatatav ja integreeritav uute süsteemide ja seadmetega.

Home Assistant

Home Assistant on Pyhtoni programeerimiskeelel põhinev võrdlemisi uus platvorm, mille lõi 2013. aastal Paulus Schoutsen enda sõnul esialgu ühe lihtsa skriptina, mis paneks tal kodus tuled põlema, kui päike loojuma hakkab.

Praeguseks on Home Assistant juba üsna küps toode, mis toetab enam kui 240 tarka seadet ja teenust. Avavaraline tarkvara (MIT litsentsi all) on kasutatav kõikjal, kus Python 3 jookseb ning sellele on maailmas tuhandeid kasutajaid. Paulus Schoutsen on Home Assistanti põhimõtteid tutvustades targast kodust väga tabavalt kirjutanud, võttes sellega kokku ka selle, mida nende platvorm võiks selle kasutajale võimalikuks teha. Schoutseni sõnul kipuvad inimesed arvama, et koduautomaatika kujutab endast seda, et edaspidi tehakse kõik liigutused kodus arvutis või nutitelefonis. Tegelikkuses see nii ei ole – tulesid kustutada või põlema panna on kodus olles siiski kõige mõistlikum nupust. Tegelikkuses peaks olema nii, et koju jõudes ei pea tulede põlema panemiseks siiski kotist telefoni haarama, vaid seda on võimalik teha ka nupust, sest targa kodu lahendused ei peaks mitte asendama kogu senist tegevusvoogu, vaid sellega sujuvalt integreeruma. Schoutseni sõnul ei ole paljude seadmete kontrollimiseks vaja mingit äppi, sest ilma äpita saab lihtsalt palju kiiremini. Mis aga ei tähenda, et äppidel üldse kohta ei oleks – just oma kodu kaugjuhtimine on paljuski olulisim targa kodu funktsioon. Kui lisada sinna ka häälkäsklustele vastavad kasutajaliidesed, siis saabki kokku parima, mida targal kodul praegu pakkuda on.

OpenMotics

Kui eelmised platvormid pakuvad eelkõige võimalust erinevate tarkade seadmete ja süsteemide omavahel sidumiseks ja integreerimiseks, siis OpenMotics platvormil on nii riistvara kui tarkvara avavaralise litsentsiga ja see on mõeldud pakkuma kõikehõlmavat sisseehitatud süsteemi kõigi seadmete kontrollimiseks. OpenMoticsi lähtekood on GPLv2 litsentsiga.

Üksikud nutikad tooted targas majas

Seni kuni targa kodu terviklahendused koguvad populaarsust ja saavad rahakotisõbralikumaks, on kasutusel üksikud nutikad seadmed. Tuntud USA uuringu- ja nõustamisettevõte Gartner hindas, et aastaks 2017 on IoT-ga ühendatud seadmete hulk ületanud arvu 8,4 miljardit ja aastaks 2020 võib IoT-sse ühendatud seadmete arv ligineda 20 miljardini.

ENISA (The European Union Agency for Network and Information Security) poolt 2014. aastal esitatud raportis „Threat Landscape and Good Practice Guide for Smart Home and Converged Media“ on targa kodu ja üldse IoT seadmed jagatud kategooriatesse koos alam kategooriatega tulenevalt seadmete võimalustest ja neist lähtuvatest riskidest järgmiselt (vt IoT joonis 1):

IoT joonis 1 (Barnard-Wills, D. ja Marinos, L. ja Portesi, S. 2014)

See joonis annab aimu kui palju erinevaid IoT seadmete võimalusi hetkel üldse maailmas olemas on. IoT kesksed lahendused võivad olla tark maja, haigla vm spetsiifilise funktsiooniga asutus aga ka tark linn jne. Lähtudes IoT targa maja lähtepunktist võiks IoT üksikuid seadmeid jagada maja erinevate ruumide vaatest. Järgnevas tabelis on mõned näited targa maja nutikatest seadmetest, mis saavad ka iseseisvalt toimida.

Targast kodust Eestis ja Baltikumis

Balti riikides läbi viidud uuringust selgub, et kõige rohkem seostavad eestlased terminit "nutimaja" või "tark kodu" kulutõhusate süsteemide, energiasäästlikkuse, nutikate lahenduste ja tehnoloogiaga rikastatud kodudega. Väljendeid "nutimaja", "tark maja" või "tark kodu" on Eestis kuuldud 87% ja Leedus 88% ning Lätis 68%. Uuringus osalenud eestlastest on 89% huvitatud või isegi väga huvitatud innovaatilistest lahendustest ja tehnoloogiast, Leedus aga 92% ja Lätis 71%. Teisalt selgust, et Eestis 11%, Lätis 28% ja Leedus 8% vastajatest ei tunne huvi uute tehnoloogiliste ja innovaatiliste toodete vastu. Kusjuures kõikidest uuringus osalenutest ainult 1-2% tõdes, et tunneb raskusi uute tehnoloogiatega kohanemisel Kokkuvõttes annavad uuringu tulemused kinnitust, et Balti riikide elanikud on enamasti nutikodu kontseptsioonist ja tootest kuulnud ning terminid, mis nutimajaga vastajatele seonduvad, tõestavad, et ettekujutus süsteemi võimalustest ja lahendustest on pigem hea. Antud uuring viidi läbi 2016. aastal nutikodu süsteemide tootja JUNG tellimusel. Kokku osales uuringus ligi 2000 inimest vanuses 25-55 (Kook, 2016).

“Jääb mulje, et targa kodu kontseptsioon pole tänapäeval üksnes mugavuslahendus või jõukate inimeste pärusmaa. Tegu on süsteemiga, mis aitab paremini optimeerida kodust elukorraldust ja on võitmast populaarsust ka Eestis. Selle tõestuseks on paljude uute elamuarenduste kodud koheselt varustatud targa kodu lahendustega” (Bonava, 2017).