Älykotijärjestelmän käyttöliittymän suunnittelu ja toteutus kaupallistamista varten
Rantamäki, Pauliina (2021)
2021
Johtamisen ja tietotekniikan DI-ohjelma - Master's Programme in Management and Information Technology
Tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunta - Faculty of Engineering and Natural Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2021-05-12
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202104203195
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202104203195
Tiivistelmä
Tämän opinnäytetyön tarkoitus oli luoda älykotitoiminnallisuudet mahdollistava käyttöliittymä olemassa olevalle ohjausjärjestelmälle kaupallistamista varten. Apuna työssä käytettiin vesipu-tousmallia, johon kuului vaatimusten määrittelyn, suunnittelu, toteutuksen, testauksen ja käyttöönoton vaiheet.
Työ aloitettiin tutustumalla ensin olemassa olevaan ohjausjärjestelmään ja asettamalla käyttöliittymälle vaatimukset. Vaatimuksista tärkeimmäksi katsottiin, että käyttöliittymän on oltava dynaaminen, eli järjestelmän on sovelluttava toimimaan mahdollisimman monessa erilaisessa kohteessa. Tämän lisäksi haluttiin, että käyttöliittymällä voisi muun muassa ottaa käyttöön mittaus- ja ohjauslaitteita, tarkkailla mittauslaitteiden mittaamia arvoja, asettaa hälytyksiä ja suorit-taa yksinkertaista laiteohjausta. Lisäksi haluttiin liittää käyttöliittymään pohjapiirros, esimerkiksi talosta, jota voitaisiin hyödyntää mittausarvojen näyttämiseen ja laitteiden ohjaamiseen.
Käyttöliittymän suunnittelu lähtee yleensä oikeiden potentiaalisten käyttäjien mielipiteistä ja tarpeista, mutta tässä opinnäytteessä käyttöliittymän suunnittelu on aloitettu tunnistamalla tarve uudelle käyttöliittymälle (helppokäyttöinen älykotijärjestelmä, johon voi liittää yksinkertaisia ohjaus- ja mittauslaitteita, kuten antureita ja releitä), miettimällä edellä mainittuja käyttöliittymän vaatimuksia sekä sitä, mitkä ovat hyvän käyttöliittymän ominaisuuksia. Suunnitteluun sisältyi muun muassa käytettyjen teknologioiden valinta, käyttöliittymän dynaamisuuteen liittyvän ongelman ratkaiseminen sekä käyttöliittymän graafisen ilmeen määrittäminen.
Suunnittelun jälkeen oli toteutusvaiheen aika. Valmis käyttöliittymä on esitelty tässä dokumentissa kattavasti. Käyttöliittymän testaus ja käyttöönotto tehtiin samanaikaisesti toteutuksen viimeisen osuuden kanssa, joten työtä ei saatu vietyä loppuun vesiputousmallin avulla. Työn alkuun sisältyneessä suunnitteluvaiheessa vesiputousmallin käyttäminen kuitenkin oli hyödyllinen työkalu. Testaus toteutettiin manuaalisesti, eikä testauksessa noussut esiin suuria epäkohtia, joita ei olisi saatu korjattua.
Lopulliseen, toteutettuun käyttöliittymään saatiin suurin osa alun suunnitelmassa määritellyis-tä ominaisuuksista. Käyttöliittymän avulla voi myös ottaa käyttöön mittaus- ja ohjauslaitteita, vaikka ei ilman että ne myös manuaalisesti lisätään ohjausjärjestelmään. Käyttöliittymältä voi kuitenkin katsoa mittauslaitteiden avulla mitattuja arvoja ja sen avulla voi asettaa hälytyksiä, sekä antaa yksinkertaisia ohjauskomentoja. Pohjapiirroksen voi lisätä ja siihen voi liittää mittaus-arvoja, mutta sitä ei voi käyttää ohjaamiseen. Käyttöliittymään saatiin kuitenkin toteutettua dynaaminen rakenne, mikä oli työn tärkein vaatimus. Kaikki muu käyttöliittymässä on jälkikäteen tarvittaessa muokattavissa, paitsi dynaamisuus. Käyttöliittymään onnistuttiin myös lisäämään monia hyvän käyttöliittymän ominaisuuksia.
Käyttöliittymästä ei saatu tämän työn puitteissa valmista kaupallistettavaa tuotetta, vaan kehitystyötä pitää yhä jatkaa. Tämän opinnäytteen lopussa on annettu useita ehdotuksia jatkokehityksen varalle. Näistä yksi on QR-koodien käyttäminen uusien laitteiden lisäämisessä älykoti-järjestelmään. The purpose of this thesis was to create a user interface for an existing control system in order to build a commercializable smart home system. A waterfall model was used to help in creating the user interface. Phases of the used waterfall model were requirements setting, design, implementation, testing and deployment.
The Creation of the user interface was started by familiarizing with the existing control system and setting the requirements for the user interface. The most important requirement for the work was that the user interface must be dynamic, meaning that the system must be usable in many different household scenarios. The user interface must also; contain a possibility to add new measurement- and control devices, show measurement values, set alarms and provide a way for simple device control. The User interface must also contain functionality for adding a visual layout, for example of a house, which could be used to show measurement values and provide device control.
Usually user interface design begins by discovering the opinions and needs of potential users. However, in this thesis, the design of the user interface started by recognizing the need for a new user interface (for an easy-to-use smart home system, to which user can connect simple control- and measurement devices such as sensors and relays), contemplating the above mentioned requirements for the user interface and finding out what the common features, that good user interfaces are composed of, are. Designing the user interface consists of, among other things, choosing of the used technologies, solving the dynamic related problem of the user interface and definition of the appearance of the user interface.
The implementation phase was after the design phase. The Complete user interface is presented comprehensively in this document. Testing and deployment of the user interface was made simultaneously with the last part of the implementation, so the work could not be finished using the waterfall model. The waterfall model, however, was a useful tool during the design phase, included in the beginning of this thesis. The testing was conducted manually and no defects, that could not be fixed, arose during the testing.
Most of the originally planned features are successfully implemented within the complete user interface. User can, via the interface, introduce measurement- and control devices, although these devices need to be manually added to the control system first. The user interface shows measurement values gotten from the measurement devices and user can set alarms and give simple control commands using the user interface. A layout can be added and it shows measurement values, but it cannot be used to send control commands like originally planned. However, the most important requirement, dynamicity, was met. Everything else in the user interface is convertible except the dynamicity. Several attributes of a good user interface were successfully added to the complete user interface.
The complete user interface is not yet ready to be commercialized and it still needs to be further developed. Several good ideas for that further development arose during the implementation phase and many of those are presented at the end of this thesis. One of these ideas is, for example, to use QR codes for easily adding new devices to the smart home system.
Työ aloitettiin tutustumalla ensin olemassa olevaan ohjausjärjestelmään ja asettamalla käyttöliittymälle vaatimukset. Vaatimuksista tärkeimmäksi katsottiin, että käyttöliittymän on oltava dynaaminen, eli järjestelmän on sovelluttava toimimaan mahdollisimman monessa erilaisessa kohteessa. Tämän lisäksi haluttiin, että käyttöliittymällä voisi muun muassa ottaa käyttöön mittaus- ja ohjauslaitteita, tarkkailla mittauslaitteiden mittaamia arvoja, asettaa hälytyksiä ja suorit-taa yksinkertaista laiteohjausta. Lisäksi haluttiin liittää käyttöliittymään pohjapiirros, esimerkiksi talosta, jota voitaisiin hyödyntää mittausarvojen näyttämiseen ja laitteiden ohjaamiseen.
Käyttöliittymän suunnittelu lähtee yleensä oikeiden potentiaalisten käyttäjien mielipiteistä ja tarpeista, mutta tässä opinnäytteessä käyttöliittymän suunnittelu on aloitettu tunnistamalla tarve uudelle käyttöliittymälle (helppokäyttöinen älykotijärjestelmä, johon voi liittää yksinkertaisia ohjaus- ja mittauslaitteita, kuten antureita ja releitä), miettimällä edellä mainittuja käyttöliittymän vaatimuksia sekä sitä, mitkä ovat hyvän käyttöliittymän ominaisuuksia. Suunnitteluun sisältyi muun muassa käytettyjen teknologioiden valinta, käyttöliittymän dynaamisuuteen liittyvän ongelman ratkaiseminen sekä käyttöliittymän graafisen ilmeen määrittäminen.
Suunnittelun jälkeen oli toteutusvaiheen aika. Valmis käyttöliittymä on esitelty tässä dokumentissa kattavasti. Käyttöliittymän testaus ja käyttöönotto tehtiin samanaikaisesti toteutuksen viimeisen osuuden kanssa, joten työtä ei saatu vietyä loppuun vesiputousmallin avulla. Työn alkuun sisältyneessä suunnitteluvaiheessa vesiputousmallin käyttäminen kuitenkin oli hyödyllinen työkalu. Testaus toteutettiin manuaalisesti, eikä testauksessa noussut esiin suuria epäkohtia, joita ei olisi saatu korjattua.
Lopulliseen, toteutettuun käyttöliittymään saatiin suurin osa alun suunnitelmassa määritellyis-tä ominaisuuksista. Käyttöliittymän avulla voi myös ottaa käyttöön mittaus- ja ohjauslaitteita, vaikka ei ilman että ne myös manuaalisesti lisätään ohjausjärjestelmään. Käyttöliittymältä voi kuitenkin katsoa mittauslaitteiden avulla mitattuja arvoja ja sen avulla voi asettaa hälytyksiä, sekä antaa yksinkertaisia ohjauskomentoja. Pohjapiirroksen voi lisätä ja siihen voi liittää mittaus-arvoja, mutta sitä ei voi käyttää ohjaamiseen. Käyttöliittymään saatiin kuitenkin toteutettua dynaaminen rakenne, mikä oli työn tärkein vaatimus. Kaikki muu käyttöliittymässä on jälkikäteen tarvittaessa muokattavissa, paitsi dynaamisuus. Käyttöliittymään onnistuttiin myös lisäämään monia hyvän käyttöliittymän ominaisuuksia.
Käyttöliittymästä ei saatu tämän työn puitteissa valmista kaupallistettavaa tuotetta, vaan kehitystyötä pitää yhä jatkaa. Tämän opinnäytteen lopussa on annettu useita ehdotuksia jatkokehityksen varalle. Näistä yksi on QR-koodien käyttäminen uusien laitteiden lisäämisessä älykoti-järjestelmään.
The Creation of the user interface was started by familiarizing with the existing control system and setting the requirements for the user interface. The most important requirement for the work was that the user interface must be dynamic, meaning that the system must be usable in many different household scenarios. The user interface must also; contain a possibility to add new measurement- and control devices, show measurement values, set alarms and provide a way for simple device control. The User interface must also contain functionality for adding a visual layout, for example of a house, which could be used to show measurement values and provide device control.
Usually user interface design begins by discovering the opinions and needs of potential users. However, in this thesis, the design of the user interface started by recognizing the need for a new user interface (for an easy-to-use smart home system, to which user can connect simple control- and measurement devices such as sensors and relays), contemplating the above mentioned requirements for the user interface and finding out what the common features, that good user interfaces are composed of, are. Designing the user interface consists of, among other things, choosing of the used technologies, solving the dynamic related problem of the user interface and definition of the appearance of the user interface.
The implementation phase was after the design phase. The Complete user interface is presented comprehensively in this document. Testing and deployment of the user interface was made simultaneously with the last part of the implementation, so the work could not be finished using the waterfall model. The waterfall model, however, was a useful tool during the design phase, included in the beginning of this thesis. The testing was conducted manually and no defects, that could not be fixed, arose during the testing.
Most of the originally planned features are successfully implemented within the complete user interface. User can, via the interface, introduce measurement- and control devices, although these devices need to be manually added to the control system first. The user interface shows measurement values gotten from the measurement devices and user can set alarms and give simple control commands using the user interface. A layout can be added and it shows measurement values, but it cannot be used to send control commands like originally planned. However, the most important requirement, dynamicity, was met. Everything else in the user interface is convertible except the dynamicity. Several attributes of a good user interface were successfully added to the complete user interface.
The complete user interface is not yet ready to be commercialized and it still needs to be further developed. Several good ideas for that further development arose during the implementation phase and many of those are presented at the end of this thesis. One of these ideas is, for example, to use QR codes for easily adding new devices to the smart home system.