ARHITEKTURNE REŠITVE EKOSISTEMA IoT NA PODROČJU PAMETNIH DOMOV

CAKIĆ, PETER (avtor), Humar, Iztok (mentor)

V času hitrega razvoja ekosistema internet stvari (angl.: IoT – Internet of Things) je na trgu veliko rešitev, ki napravam pametnih domov ponujajo poenoteno medsebojno komunikacijo, uporabnikom pa upravljanje svojega doma z enega mesta. To magistrsko delo predstavi sodobno sliko arhitekturnih rešitev ekosistemov IoT na področju pametnih domov. Skozi poglavja bralec dobi vpogled v analizo in primerjavo bolj razširjenih gradnikov različnih slojev arhitekture ta trenutek na trgu. Skozi analizo teh gradnikov se naloga osredotoča na tržno dostopne rešitve za gradnjo ekosistema IoT pametnega doma in poudarja možnosti povezljivosti gradnikov in naprav, uporabniške izkušnje, varnosti in zasebnosti. Skozi celotno sliko arhitekture IoT bralec dobi znanje, potrebno za razumevanje trenda IoT in delovanja sodobnih pametnih domov. Hkrati pa naloga predstavi potrebe trga ekosistemov IoT pametnih domov in bralca popelje v zavedanje priložnosti, ki jo nudijo ekosistemi IoT pametnih domov tako za potrošnike kot tudi za podjetja. Bodočim in obstoječim podjetjem, ki nudijo internetne storitve, ta magistrska naloga predstavi poglobljen vpogled in možnost na trgu, ki jih nudi nadgradnja arhitekturne rešitve za področje pametnega doma. Prvo poglavje je namenjeno uvodu v razumevanje tematike ekosistema IoT na področju pametnih domov. Poglavje se osredotoča na razumevanje IoT in njegovega razvoja, razumevanje pametnih – povezanih naprav in njihove vloge v našem vsakdanjiku, razumevanje delovanja pametnih – povezanih domov ter celotno sliko ekosistema IoT. Drugo poglavje predstavi arhitekturne gradnike IoT skozi logično povezane korake, ki si sledijo od najnižjega nivoja povezanih naprav do najvišjega aplikacijskega – uporabniškega nivoja arhitekture IoT. Skozi analizo in primerjavo bralec dobi v tem poglavju poglobljeno razumevanje strojne in programske opreme v vlogi celotne rešitve IoT na področju pametnega doma. Predstavljena je ključna problematika povezovanja naprav in posameznih arhitekturnih slojev programske opreme, tako na lokalni fizični ravni naprave, ravni lokalnega omrežja kot tudi na ravni povezovanja v internet oz. oblak. Bralec bo spoznal današnje ključne akterje in njihove novejše rešitve posameznih nivojev arhitekture, kar bo omogočalo razumevanje končnih sodobnih rešitev IoT pametnih domov. V tretjem poglavju na splošno dodatno ovrednoti rešitve na trgu in nekatere problematike trga, povezane z rastjo trga IoT. Poglobljeno se predstavi rastoči IoT trend in analiza trga za razvoj ekosistema IoT na področju pametnih domov. Četrto – zaključno poglavje najprej poglobljeno predstavi trenutni in bodoči potencial pametnih domov na trgu, pri tem poslovne modele in priložnosti podjetjem za zagotovljeno sprejetje njihove rešitve na trgu ter predstavi pogoje za uspešno gradnjo rešitve ekosistema IoT pametnega doma. V drugem delu tega zaključnega poglavja pa se predstavi predlog rešitve razvoja ekosistema pametnega doma za vidik ponudnika internetnih storitev. Ta del predstavlja rezultat končne rešitve ekosistema IoT pametnega doma, ki ga sestavljajo ključni arhitekturni gradniki, predstavljeni skozi predhodna poglavja in vidik odprte rešitve povezljivosti pametnega doma. Predlagana rešitev je del zasnovane odprte platforme IoT na področju pametnih domov, imenovane Qivicon, ki je bila razvita s podporo nemškega TK giganta Deutsche Telekom. Pri tem se predstavi ključne prednosti in priložnosti podjetjem za uporabo rešitve Qivicon. Podrobneje se analizira arhitekturo razvoja rešitve, kjer bralec združi spoznanja arhitekturnih gradnikov, predstavljenih v predhodnih poglavjih. Za konec se predstavi koristi in funkcionalnosti rešitve Qivicon v praksi ter ovrednoti tako rešitev kot storitev ponudnika v praksi tudi s strani potrošnika.

• Jezik: Slovenski jezik
• Ključne besede: internet stvari, IoT, povezana naprava, pametni avtomatizirani dom, arhitektura IoT, platforma kot storitev v oblaku, arhitekturni gradniki IoT, povezovalni protokol, M2M, middleware, framework, OSGi, Eclipse, Qivicon
• Vrsta gradiva: Magistrsko delo
• Organizacija: FE - Fakulteta za elektrotehniko
• Leto izida: 2016
• PID: 20.500.12556/RUL-84951
• Datum objave v RUL: 08.09.2016

Sekundarni jezik

• Jezik: Angleški jezik
• Naslov: IoT ECOSYSTEM ARCHITECTURAL SOLUTION FOR SMART HOME APPLICATIONS

Izvleček

In today’s fast evolving IoT (Internet of Things) ecosystem there are multiple solutions which give smart devices possibility to communicate among each other and give the user an option to control their smart-home from one location. This document describes the latest overview of IoT ecosystem architectural solutions for smart-home applications. Through the chapters the analysis and comparison of different architectural building blocks that are currently available on the market are presented. Trough the analysis of this building block the work is focused on market available solutions and their connectivity options, user experiences, safety and privacy. Through the full picture of IoT architecture the reader will get required knowledge to understand the IoT trend and operation of modern smart-home applications. At the same time the work presents the smart-home market needs and the awareness of the opportunities that the IoT market is offering to consumers and companies. To the current and future companies that offer internet services this document offers deeper insight in to the market. First chapter is meant to introduce the theme of the IoT ecosystem solutions for smart-home applications. It is focused on understanding of IoT and their development on the market, understanding of smart – connected devices and their meaning for our everyday life. And also the understanding of smart – connected homes and the whole bigger picture of the IoT ecosystem. Second chapter introduces the architectural building blocks of IoT trough the logically following steps, from the lowest level of connected devices to the highest application – user level of IoT architecture. Trough the analysis and comparison, the reader gets deeper understanding of hardware and software role in the IoT smart-home. This chapter also introduces the biggest problems on connecting the different building blocks together, on local device level, local area network level and also on connectivity to the internet / cloud. Reader will learn about the biggest players on the market and their solutions through different levels of the architecture. This will enable understanding of the end solutions on the IoT smart-home market. Third chapter focuses on extra validation of the IoT market and some issues connected to the IoT market. It presents deeper understanding of current IoT trend on the market and the market analysis in the field of IoT ecosystem solutions for smart-home applications. Fourth – the final chapter in the first part presents deeper understanding of current and future potential of smart-home on the market. It presents the business models and opportunities for companies so that they can ensure the acceptance of their solutions on the market. It also gives the conditions for successful building of IoT ecosystem solutions for smart-home applications. In second part of this final chapter the solution of IoT smart-home ecosystem for internet service providers is recommended. This part presents the final IoT smart-home ecosystem solution that is built from critical architectural building blocks presented trough the previous chapters and the concept of open connected smart-home. Recommended solutions are part of open smart-home platform Qivicon, which was developed in association with German telecom giant Deutsche Telekom. The chapter presents deeper architectural analysis of this solution, where the reader can associate with different knowledge of building block presented in the previous chapters. At the end, the benefits and functionality in the practice of Qivicon solution is presented. Also consumer`s view of this solution as a service is presented.

• Ključne besede: Internet of Things, IoT, connected device, smart automated home, IoT architecture, platform as a service, communication protocol, M2M, middleware, framework, OSGi, Eclipse, Qivicon