Skaalautuvuutta ja joustavuutta IoT-arkkitehtuureihin – artikkeli avaa suunnittelumallien hyötyjä

IoT-järjestelmien monimutkaisuutta voidaan hallita suunnittelumallien avulla. Tuore artikkeli esittelee, kuinka arkkitehtuuriratkaisut tukevat skaalautuvuutta ja helpottavat järjestelmien laajentamista monimuotoisissa IoT-ympäristöissä.

IoT-järjestelmien ohjelmistoarkkitehtuureista tulee usein monimutkaisia, koska mukana on laaja joukko erilaisia antureita ja mittauslaitteita, pilvipalveluita ja muita ohjelmistokomponentteja. Tämä monimuotoisuus korostuu erityisesti silloin, kun halutaan käyttää monipuolisesti useiden eri valmistajien laitteita ja palveluja eikä voida tukeutua yhden palveluntarjoajan alustaan. Tällöin komponenttien keskinäiseen viestintään tarvitaan väliohjelmisto, joka mahdollistaa datan välittämisen mittauslaitteistolta pysyvään tietokantaan reaaliaikaisesti.

Tyypillisesti IoT-järjestelmiin lisätään laitteita niiden elinkaaren aikana. Nämä laajennukset saattavat käyttää erilaisia viestintäprotokollia tai datan esittämisen muotoja, mikä puolestaan aiheuttaa muutoksia väliohjelmistoon.

Selkeyttä, skaalautuvuutta ja turvallisuutta suunnittelumallien avulla

Tuoreessa julkaisussa esitellään ratkaisuja, joiden avulla IoT-arkkitehtuuri voidaan suunnitella skaalautuvaksi ja laajennettavaksi. Suunnittelumallit tarjoavat hyväksi havaittuja suunnitteluratkaisuja ohjelmistokoodin organisoimiseksi siten, että eri komponenttien välille syntyy mahdollisimman vähän riippuvuuksia, mikä helpottaa järjestelmän laajentamista, selkeyttää ylläpitotyötä ja tekee koodista ymmärrettävämpää. Kun järjestelmän elinkaaren aikana tapahtuvat muutokset kohdistuvat selkeästi määriteltyihin osiin koodissa, vähenee myös satunnaisten virheiden mahdollisuus.

Käytännön kokemuksia monimuotoisen sensoridatan hallinnasta

Julkaisun taustalla oleva kehitystyö on osa Älykäs ja kestävä asuminen -yhteishanketta, jossa ovat mukana Kokkolan yliopistokeskus Chydenius, Keski-Pohjanmaan koulutusyhtymä ja Centria-ammattikorkeakoulu. Hankkeessa on rakennettu data-alustaa suunnittelumallien tarjoamia periaatteita noudattaen. Ratkaisu on käytössä pilottitalon rakentamisen aikaisen mittausdatan käsittelemisessä, ja jo nyt järjestelmää on laajennettu useaan kertaan, kun erilaisia antureita on rakentamisen edistyessä ja mittaustarpeiden muuttuessa lisätty järjestelmään. Suunnittelumallien mukainen arkkitehtuuri on yksinkertaistanut muutosten tekemistä huomattavasti. Käytännössä uuden sensorityypin lisääminen on tarkoittanut yhden uuden komponentin lisäämistä koodimassaan ilman, että olemassa olevaan toteutukseen on tarvinnut tehdä laajoja muutoksia.

Tavoitteena on rakentaa data-alustasta niin yleiskäyttöinen, että siihen voidaan liittää vaivattomasti sensoriverkkoja tarpeen mukaan. Esimerkiksi paikallinen teollisuus hyödyntää IoT-teknologiaa laajasti, ja yritysten keräämä data voitaisiin kerätä, säilyttää ja analysoida projektissa tällaisen palvelun avulla. Mikäli osa datasta on julkista, voidaan alustan avulla kerätä tietopankki mittauksista tiedon jakamiseksi eri toimijoiden välillä tai vaikkapa opiskelijaprojektien hyödynnettäväksi.

Alkuperäisjulkaisu:

Harjumaa, L., Kivelä, I., Jyrkkä, P., & Hakala, I. (2025). Making Use of Design Patterns in IoT Middleware Implementation. In A. Emrouznejad, P. Hung, & A. Jacobsson (Eds.), Proceedings of the 10th International Conference on Internet of Things, Big Data and Security (pp. 254-262). SCITEPRESS Science And Technology Publications. IoTBDS. DOI: 10.5220/0013278000003944

Artikkeli on luettavissa JYX-julkaisuaineistossa