IoT-ovikellon suunnittelu ja toteutus

Abstract

Pienemmissä yritysrakennuksissa ei välttämättä ole vastaanottotiskiä vierailijoita varten, jolloin rakennuksen ulko-ovia voi joutua pitämään lukossa. Tällainen tilanne on esimerkiksi toimistorakennuksessa, jossa Sasken Finland Oy:n Tampereen toimipiste sijaitsee. Vieraiden vastaanottoa halutaan helpottaa ilmoittautumisjärjestelmällä, jonka tarkoituksena on mahdollistaa vierailijoiden itseilmoittautuminen. Ilmoittautumisjärjestelmä koostuu ilmoittautumislaitteesta, palvelimesta sekä ovikellolaitteista. Tämä diplomityö on tehty ovikellolaitteen suunnittelusta ja toteutuksesta. Ovikellolaite sijoitetaan yrityksen tiloihin, jossa se hälyttää saapuvasta vieraasta, jolloin yrityksessä tiedetään, että vieras on saapunut. Diplomityössä suunniteltiin ja toteutettiin fyysinen ovikellolaite, sekä esiteltiin laitteen vaatiman ohjelman rakennetta. Laitteen suunnittelussa tutkittiin erilaisia mikropiirejä ja sähkökytkentöjä, kuten galvaanisesti erotettu muuntaja sekä Power over Ethernetin mahdollistavat kytkennät. Työssä on myös tutkittu ohjelmistossa tarvittavia AVR-mikrokontrollerin ominaisuuksia, joista eniten on keskitytty keskeytyksiin ja ajastin/laskureihin, joita käytetään äänen tuottamiseen. Ohjelmakoodi tehtiin C- ja C++-ohjelmointikielillä. Työssä on myös tutkittu erilaisia tekniikoita, kuten tiedonsiirtotekniikoita, sekä laitteessa käytettäviä protokollia, kuten TCP/IP, HTTP ja MQTT. Valmis laite saatiin vastaamaan sille asetettuja vaatimuksia.

Smaller office buildings do not necessarily have a reception desk for visitors, so the external doors to the building may have to be locked. This is the case for example in the office building where Sasken Finland Oy’s Tampere office is located. To make receiving visitors easier, a registration system is being planned, which is meant to enable the visitors to self-register as a visitor. The registration system consists of a registration device, a server and doorbell devices. Thi master’s thesis describes the design of the doorbell device. The device is placed to a company’s office, where it alerts when a visitor is arriving, so the workers know a visitor has arrived. In this master’s thesis the physical device of the doorbell was designed and implemented. The structure of the program for the device was also presented. In the electronics design, a few different microchips and electrical connections were introduced, such as a galvanically isolated transformer and the necessary circuitry for using Power over Ethernet. Some features of an AVR-microcontroller, which were needed by the program, were studied. The emphasis was on AVR interrupts and timer/counters, which were used to produce audio. The program was written using C- and C++-programming languages. A few different technologies were explored, such as different data transfer techniques, and protocols used by the device, such as TCP/IP, HTTP and MQTT. The finished device met its requirements.