Thread kotiautomaatiossa

Abstract

IoT:n nopean yleistymisen myötä yhä useammassa kodissa hyödynnetään tänä päivänä kotiautomaatiota. Kotiautomaatiolla pyritään yleensä helpottamaan asumista, optimoimaan kodin resurssien kulutusta, lisäämään asumismukavuutta sekä parantamaan kodin turvallisuutta ja sillä tavoitellaan niin taloudellisia kuin ajallisiakin säästöjä. Kotiautomaatioon hyödyntämiseen liittyy kuitenkin merkittävä teknologinen haaste, sillä laitteet ja sovellukset eri valmistajilta ovat harvoin yhteensopivia keskenään. Näin ollen eri valmistajien laitteiden integroiminen osaksi yhtenäistä kotiautomaatioratkaisua on haasteellista tai jopa mahdotonta ja johtaa useiden rinnakkaisten IoT-alustojen, ekosysteemien sekä sovellusten käyttöön kodissa. Ratkaisuksi valmistajien välisiin yhteensopivuusongelmiin on kehitetty uusia teknologioita, kuten Matter ja Thread. Tämän tutkielman on tarkoitus avata Threadia teknologiana. Tutkielmassa pyritään lisäksi tunnistamaan kotiautomaatioon yleisimmin liittyviä haasteita ja selvittämään, kuinka haasteet olisivat vältettävissä kotiautomaatioratkaisua toteutettaessa. Tutkielmassa käsitellään ensin kotiautomaation mahdollisuuksia ja haasteita sekä kotiautomaatiossa yleisimmin hyödynnettäviä lyhyen kantaman langattomia teknologioita. Teoriaosuus päättyy Threadin teknologiseen tarkasteluun, jonka yhteydessä sivutaan lyhyesti Matteria. Tutkielman empiirisessä osuudessa otetaan käyttöön Home Assistantin päälle rakentuva pienimuotoinen kotiautomaatioratkaisu. Tutkielmassa toteutettu kotiautomaatioratkaisu osoitti, että merkittävimmät kotiautomaatioon liittyvät haasteet ovat vältettävissä, kun ratkaisussa hyödynnetään avoimen lähdekoodin IoT-alustaa, soveltuvaa IEEE 802.15.4 -radiota sekä kotiautomaatiossa vielä suhteellisen uusia teknologioita Matteria ja Threadia.

With the rapid growth of IoT, home automation is used in more and more homes today. Home automation is usually used to optimize resource usage, to make living more easier, comfortable and safer and also to save money and time. When utilizing home automation, a major technological challenge arises since devices and applications from different manufacturers are rarely compatible with each other. Because of this, integrating devices from different manufacturers to a single home automation platform is challenging, if not impossible and leads to use of multiple IoT platforms, ecosystems and applications in home. To tackle these compatibility issues between manufacturers, new technologies have been developed such as Matter and Thread. The purpose of this thesis is to give an overview of Thread as a technology. The thesis also aims to identify the most common challenges related to home automation and find out how these challenges could be avoided when setting up a home automation system. The beginning of the thesis focuses on covering opportunities and challenges related to home automation as well as the most common short-range wireless technologies used in home automation. Theoretical part ends with a technological study of Thread, which concludes with a short introduction to Matter. The empirical part of the thesis involves setting up a small-scale home automation system built on top of Home Assistant. The home automation system implemented in this thesis demonstrated, that the most significant challenges related to home automation can be avoided when utilizing open source IoT platform, appropriate IEEE 802.15.4 radio device and still relatively new technologies in home automation Matter and Thread.