Kui rääkida antud lahendusest lifti kontekstis, siis on see mõeldud pigem lisateenusena näiteks vaegnägijatele, puudega inimestele, suurtesse liftidesse kus ei ulatu alati nupule vajutama. Samamoodi kõrgemad hooned mitme lifti grupiga kus saab eelpaigutada liftid olenevalt kellaajast enimkäidavatele korrustele või sinna lähedale.

Siin taga on mitmete inimeste ca aasta pikkune töö koos Andri Riid, Tanel Alumäe, Uljana Reinsalu, Sven Vainküla, René Pihlak, Andres Udal, Risto Heinsar.

ERR: TalTechi nNutikas lift

Trükkplaat (inglise keeles PCB – Printed Circuit Board) on üks tähtsamaid eelmise sajandi leiutisi elektroonika vallas, mis võimaldab meil ühendada omavahel sadu erinevaid komponente. Viimase 40. aasta jooksul on toimunud elektroonika tootmises suured muudatused. Skeemid on läinud aina keerulisemaks ja samal ajal ka väiksemaks, nõudes suuremat täpsust, väiksemaid komponentide jalajälgi, millest mõned on inimsilmale peaaegu nähtamatud ning uusi meetodeid, kuidas komponente omavahel ühendada. Enne spetsiaalse tarkvara loomist oli trükkplaadi disainimine ja arendus väga aeganõudev, nõudes palju planeerimist ja kulutusi. Mõne aja pärast hakati aru saama, et meetodid, mis siiamaani sobisid, ei sobinud enam ja tänu pindmontaaži komponentidele, hakkas kiiresti kasvama nõudlus uute innovaatiliste lahenduste järgi, mis teeksid arenduse kiiremaks ja lihtsamaks. Tänu nendele tingimustele ja arvutite levikule, hakkasid 80ndate keskpaigas turule ilmuma spetsiaalsed tarkvarad, mis tagasid vajalikud nõuded ja standardid. 2004. aastal tuli esmakordselt turule tarkvara nimega Altium Designer ja 14 aastat hiljem on saanud sellest trükkplaadi tööstuse tipp, mis on saanud paljude inseneride lemmikuks, tänu võimalustele, mida konkureerivad tooted ei suutnud tol ajal pakkuda ega suuda siiamaani.

Bill of Materials (BOM) loomine ja teegid

Altium Designer pakub kasutajale võimalust ühendada elektriskeemides kasutatavad komponendid maailma suurimate elektroonikakomponentide tarnijate andmebaasidega, et kasutajal oleks võimalik kontrollida reaalajas, kas potentsiaalne edasimüüja suudab varustada kõikide vajalike komponentidega, mida on seadme koostamiseks vaja. Lisaks sellele pakuvad nad komponentide mudeleid ja sümboleid, mis on valmistatud erinevate tootjate poolt. See kindlustab, et iga komponent ja seade vastab tootja spetsifikatsioonidele ja disainidele. Kokkuvõttes aitab see kokku hoida väärtuslikku aega ja raha, mis muidu kulutatakse asjatult komponentide otsimisele ja nende loomisele.

Gerberite ja dokumentatsiooni loomine

Gerber faili formaati, mis põhineb avatud ASCII vektoritel kahe mõõtmeliste piltide jaoks,  tuntakse kui trükkplaadi tööstuse selgroogu, millega kirjeldatakse trükkplaadi disaini. Gerber failid kujutavad plaadi igat kiht piltidena, kuhu kuuluvad vasekiht, jootemask, legendid, puuravad, rajad ja polügoonid. Piltidele lisaks sisaldab iga fail ka tekstipõhist teavet. Need metaandmed sisaldavad informatsiooni piltide kohta, näiteks kas kujutatud graafiline objekt on pindmontaaži pind, läbiviik, fiducial marker või voolurada. Enne trükkplaadi tootmisesse saatmist, tuleb luua gerberid ehk tootmisfailid ja seejärel teostada põhjalik kontroll, et vältida vigu ja probleeme, mis võivad tulla esile tootmises ja seadme enda töös. Altium on teinud selle protsessi väga mugavaks, eemaldades vajaduse paigaldada eraldi tarkvara ja pakkudes sisseehitatud lahendust Altium Designeris. Lisaks kõigele pakuvad nad ka integreeritud lahendust, mis lubab kasutajal seadistada ja luua kõik vajalik dokumentatsioon vaid mõne minutiga. Muudatuste puhul saab kasutaja luua uuendatud dokumendid mõne vajutusega, peale vajalike seadistuste tegemist.

PCB redaktor

Üks suurimaid Altiumi eeliseid konkurentide ees on tema kasutajaliides ja tööriistade valik, mis võimaldavad luua trükkplaadi mõne tunniga, isegi kui kasutaja ei ole tuttav sarnaste programmidega. Võimalused nagu 3D visualiseerimine, signaali töötlus, teekide haldamine ning 3D mudelite loomine. Need töövahendid annavad kasutajale detailsema ülevaate, kuidas skeem hakkab tööle, enne kui füüsiline plaat on valmis toodetud. Kokkuvõtteks lubavad need lahendused kasutajale kiirema arendusprotsessi.

Altium Designer algajatele

Kui oled huvitatud riistvara disainist ja tahad rohkem teada kuidas kõik töötab, siis soovitame  vaadata meie kolmeosalist videoseeriat, kus näitame kuidas disainida trükkplaat algusest peale, alustades projekti loomisest ja põhitõdede tutvustamisest, lõpetades plaadi kontrollimise ja saatmisega tootmisesse. Esimene video näitab kuidas luua projekti, paigaldada kõik vajalikud teegid ja kuidas skeemi joonistamine toimib. Teises videos räägime kuidas näeb välja disainimise protsess, sealhulgas komponentide paigutus ja radade vedamine ja viimistlemine. Viimases video käsitleme vigade kontrollimist ja parandamist, kuidas luua kõik vajalikud failid tootmiseks, sealhulgas dokumentatsioon genereerimine. Kirjeldatud videoseeria ei piirdu vaid kolme videoga, plaanis on jooksvalt käsitleda uusi teemasid video vormis, viisil, millest oleks kasu kõigile sõltumata kogemusest ja oskustest ning proovime hoida videote sisu alati värskena.

Blogi valmimist toetavad Haridus- ja Teadusministeerium ning SA Eesti Teadusagentuur.

IT-teaduskonna tudeng Indrek Guitor räägib nutika süsteemi olemusest ja selle tööpõhimõtetest, näidetena nutika süsteemi toimimisest käsitletakse TalTech nutimaja ning Cumulocity pilveplatvormi.

Loe lisaks blogipostitusi:
Nutikamaja ehitamine: Riistvara
Nutimaja ehitamine: Tarkvara
Cumulocity IoT platvorm liidab kõik seadmed ühtsesse süsteemi
Sissejuhatus Asjade Internetti

TalTech Iseauto valmib TalTech infotehnoloogia-ja inseneriteaduskonna tudengite ning Silberauto AS koostööna. Projekti ühe partnerina on kaasatud ka ABB.

Video valmimist on toetanud Haridus- ja Teadusministeerium ning SA Eesti Teadusagentuur.

IT-teaduskonna tudengid Jürgen Soom, Elvar Liiv ja Mirjam Feodorov räägivad oma rollist Iseauto projektis ning millise väärtusliku kogemuse nad projektis osalemisest said.

Lisaks arutavad Jürgen ja Elvar, miks neile asjade interneti valdkond huvi pakub.

Vaata ka videopostitust: Iseautost ja Asjade internetist

Loe lisaks blogipostitusi:
TalTech Iseauto saamislugu. 1/4: Olemasoleva auto lammutamine
TalTech Iseauto saamislugu. 2/4: Testauto juhtimine isetehtud riistvaraga
TalTech Iseauto saamislugu. 3/4: Bussi ehitamine
TalTech Iseauto saamislugu. 4/4 Iseauto ülevaade

TalTech Iseauto valmib TalTech infotehnoloogia-ja inseneriteaduskonna tudengite ning Silberauto AS koostööna. Projekti ühe partnerina on kaasatud ka ABB.

Video valmimist on toetanud Haridus- ja Teadusministeerium ning SA Eesti Teadusagentuur.

Liikluskeskkond koosneb väga paljudest erinevatest objektidest, näiteks valgusfoorid, liiklusmärgid, ülekäigurajad, sõiduradasid eraldavad jooned jne. Autojuht peab pidevalt ümbruskonda jälgima, et kõik vajalik info kätte saada. Paljud teadmised ja tunnetused omandatakse kogemuste kaudu. Selliseks tunnetuseks võiks olla näiteks see, millal võiks üks valgusfoor värvi muuta ning kas enne fooritule punaseks muutumist jõutakse ristmik ületada või mitte. Enamus valgusfoore on programmeeritud teatud kindla aja tagant värvi muutma, kuid üksikud foorid, näiteks ülekäiguradadel, on paindlikuma muutumisgraafikuga ja reageerivad inimese nupuvajutusele. Kui isejuhtival autol oleks võimalik lähenevate fooride kohta internetist täpne foorimuutumise aeg küsida, siis saaks sõitu planeerida nii, et foorini jõutakse täpselt siis, kui foor muutub roheliseks. Nii oleks võimalik tagada sujuvam sõit, misläbi muutub liiklus turvalisemaks, kui ka tekib võimalus energia kokkuhoiuks. Isejuhtiv auto võiks “vastutasuks” omalt poolt fooride haldamise süsteemidele edastada oma asukoha ja planeeritava trajektoori, misläbi saaks fooride tsükleid planeerida nii, et võimalikult efektiivselt autosid ristmikult läbi lasta. See oli vaid üks näide sellest, kuidas liikluskeskkonna objektidega suheldes saab liikluse muuta turvalisemaks ja energiasäästlikumaks.

Lisaks liikluskeskkonnas statsionaarselt paiknevate objektidega suhtlemisele (nt liiklusmärgid, valgusfoorid jms), võiksid isejuhtivad (ja miks mitte ka inimese juhitavad) sõidukid omavahel infot vahetada. Suhtlus toimuks väga sarnaselt tuntud liiklusrakendusele Waze, kus saab teiste sõidukijuhtidega jagada informatsiooni ohtude, liiklusummikute jms kohta. Erinevalt inimesest suudaks isejuhtiv auto info vastavasse keskkonda edastada viisil, kus tema tähelepanu ümbritseva keskkonna suhtes ei väheneks ning seeläbi oleks tagatud suurem turvalisus liikluses. Inimesel võtab Waze’i rakendusse ohtlikust objektist märke tegemine mitu sekundit, isejuhtivas sõidukis paikneval arvutil aga tuhandeid kordi vähem. See paar sekundit, mil inimese tähelepanu on hajutatud, võib põhjustada tõsise liiklusõnnetuse, mis halvimal juhul võib tähendada elukaotust mõnele inimesele või loomale. Teiseks oluliseks infovahetuse osaks võiks olla isejuhtivatele autole paigaldatud sensoritega kogutud info edastamine. Näiteks lidarite poolt koostatud ümbruskonna punktipilve (mida võime lihtsustatult nimetada ka lokaalseks kaardiks) andmebaasi üleslaadimine võiks võimaldada sama kaarti sealt alla laadida ja kasutada ka teistel isejuhtivatel sõidukitel piirkonnas orienteerumiseks. See võimaldaks isejuhtivatel autodel uutesse piirkondadesse sattudes seal koheselt hakkama saada. Siit võib omakorda järeldada, et mida rohkem on liikluses isejuhtivaid sõidukeid, kes oma lokaalseid kaarte jagavad, seda suuremal alal suudavad isejuhtivad sõidukid kergesti hakkama saada ning seda uuem info on pidevalt andmebaasides. Eelnevat kokku võttes võib öelda, et omavahelise suhtluse läbi suudaksid isejuhtivad sõidukid oluliselt parandada nii liiklusohutust kui ka üldist toimetulekut keerulises liikluskeskkonnas.

Kui siiamaani sai kirjeldatud tegevusi, mis on otseselt seotud isejuhtiva sõiduki juhtimisega, siis internetis olemine annab sõidukile veel teisigi eeliseid. Näiteks võiks serverisse laetava uue tarkvara isejuhtiv sõiduk ise alla laadida ja ära uuendada. Kui ühel ettevõttel on sadu või tuhandeid isejuhtivaid autosid, mis igapäevaselt liikluses liiklevad, siis on iga tootja soov, et autol jookseks kõige uuem tarkvara. Lisaks iseseisvale tarkvara uuendusele võiks Iseauto näiteks rektor Jaak Aaviksoo kalendrist lugeda välja kohtumise mõnes teises linnaku hoones ning talle õigeaegselt järgi minna (saates näiteks kohale jõudes sõnumi) ja ta kohtumisele sõidutada. Siia võib veel lisada isejuhtiva sõiduki suhtluse kodus paiknevate seadmetega nagu näiteks kohvimasin, millele on võimalik edastada teade koju saabumise kellaajast ning kui inimene koduuksest sisse astub, ootaks soe kohv juba masinas. Antud näidete puhul on tegu nii turvalisus- kui ka mugavusteenustega, mida isejuhtivad autod pakkuda saaksid ning seeläbi oleks isejuhtiva auto kasutajal vähem asju, mille pärast muretseda ning üldine elukvaliteet tõuseks.

Viimase punktina võiks vaadata isejuhtivate sõidukite suhtlust kasutajaga. Eelmises lõigus juba sai märgitud, et isejuhtiv auto võiks kasutaja kalendrist infot lugedes olla õigel ajal õiges kohas valmis teda peale võtma. Tihti aga inimeste plaanid muutuvad ja alati ei ole kõike ka kalendris kirjas, seetõttu võiks kasutaja saada igal ajal autole teada anda, et talle järgi tulla. Tänapäeval asub suurem osa töökohti kesklinna kõrghoonetes ja tihti on parkimine seal kandis väga kallis või on peaaegu võimatu parkimiskohta leida. Nii võikski isejuhtiv sõiduk olla kasutajast eemal ning käsu peale talle järgi tulla. Sellist infovahetust kasutajaga ei ole võimalik tänapäeval ilma interneti vahenduseta pidada.

Kõik eelnev oli vaid üks väike osa näidetest, mis teeb isejuhtivast sõidukist osa asjade internetist ning missuguseid funktsioone võiks ta täita. Kõige olulisemad tulemid on liiklusohutuse suurenemine ning inimese elukvaliteedi paranemine. Et asjade internet ja isejuhtivad autod on kiiresti arenev valdkond, siis jääme huviga ootama, milliseid asjade interneti lahendusi isejuhtivad autod meile tulevikus pakuvad.

Blogi valmimist toetavad Haridus- ja Teadusministeerium ning SA Eesti Teadusagentuur.

Autor: Karin Härmat, Foto: Mari Öö Sarv
Esmalt ilmunud ajakirjas “Mente et Manu” 1 (1875) märts 2019

Asjade internet või IoT (Internet of Things) on viimase aja moesõna. Valdkond kasvab hirmuäratava kiirusega ning erinevatel andmetel on järgmiseks aastaks inimesed üle maailma soetanud endale kodudesse üle 20 miljardi IoT seadme. Üksteisega informatsiooni jagavad ja vahetavad seadmed on praeguseks uus normaalsus, mis tõstatab kohe hulga turvalisusega seotud teemasid.

Arvutisüsteemide instituudi teaduri Mairo Leieri hinnangul võime praegust olukorda hinnates kindlad olla, et asjade internet on endiselt populaarsust kogumas ning uued lahendused ootavad kasutusele võtmist. „Mõned eksperdid on julgenud väita, et järgmise kümnendi jooksul jõuab internetti mitukümmend miljardit seadet ehk üle saja seadme sekundis,“ toob ta välja kõneka ennustuse. Lisaks argiseadmetele on tõenäoliselt oodata tööstusseadmete pilvetoomist vastavalt automatiseeritud tööstuse neljandale versioonile (Industry 4.0) ning eelmisel aastal TalTechi linnakus käivitunud 5G andmesidevõrku ehitatakse üles justnimelt arvestades sinna kolivaid võimalikke nn asju.

Moodne kodu on targem kui peremees…

Kui randmel kantavad aktiivsusmonitorid on väga tavalised, siis praeguse aja nutikodust võib leida näiteks soojuspumba, mis jälgib elektribörsil olevat hinda ning leiab kõige sobivama paketi. Või siis reguleerib nutikodu automaatselt koduse õhusoojuse allapoole ajaks, mil oled puhkusereisil. Enne seda on sinu auto õppinud kasutuskogemuse järgi, millal sa kodust lahkud, ning teeb aegsasti salongi soojaks. Kui tuled aga puhkuselt tagasi, tuvastab välisuks omaniku näo järgi ning targad valgustid süttivad automaatselt nendes ruumides, kus elanikud liiguvad. Õhtuse hambapesu andmed liiguvad IoT hambaharja ja rakenduse kaudu automaatselt hambaarstini, kelle ülesanne on jälgida patsiendi suuhügieeni harjumusi ning kutsuda vajadusel vastuvõtule. Argipäeviti suudab külmkapp sinu eest e-poest kaubad tellida ja kodu välisuks avaneb kulleri saabudes, kes saab esikusse asjad maha panna tänu sellele, et nutikodu võtab koduvalve maha ainult esiku piirkonnast. Samamoodi liiguvad internetti näiteks haljastusega seotud teemad, nagu muruniitmine ja -kastmine ning sügislehtede või lumekoristus. Mairo Leieri sõnul ei ole enam kaugel aeg, kui tänavatele tulevad isejuhtivad lumelükkamise või tänavakoristuse masinad. Nagu näete, on rakendusi ja teenuseid, mis nutikoduga kaasas käivad, juba praegu kümneid ja kümneid ning see turg kasvab kiiresti.

Kuid mida ikkagi tähendab see, kui oled endale koju ostnud internetti ühendatud köögitehnika, pesumasina, kõlarid, valvekaamerad, meditsiiniseadmed, beebi- ja aktiivsusmonitorid või küttelahendused?

TalTechi Asjade Interneti Arenduskeskuse blogist (iot.ttu.ee/et/blog) võib lugeda, et inimestega seotud informatsiooni kogumine paneb paljusid esmalt kulme kergitama ja tekitab küsimusi, mis eesmärgil võidakse neid andmeid hiljem kasutada. Tegemist on õigustatud küsimusega, millega ülemaailmselt riiklikel tasanditel aktiivselt tegeletakse: kuidas säilitada inimeste privaatsus? Kindlasti ei hakka suuremat sorti andmete analüüs asjade poolt toimuma kohe ja praegu, vaid pigem ilmuvad uued lahendused meie kõrvale järk-järgult, kooskõlas turvastandardite, tehnoloogia arengu ja kohanemisvõimega.

…aga mitte turvaküsimustes

Jaan Priisalu TalTechi küberkriminalistika ja -julgeoleku keskusest ütleb, et turvalisuse teema peale tuleb hakata mõtlema kohe, kui oled endale ostnud mõne asja, mis läheb võrku või räägib teise elektroonilise vidinaga. Ta lisab, et asjade internetist ei saa praegusel ajal loobuda, kuna tänapäeva autodeski on juba 150 mikroprotsessorit, mis pidevalt salvestavad mingisuguseid andmeid. Samamoodi on kõikide teiste internetti ühendatud asjadega ning neid kasutavad inimesed ei pruugi endale teadvustada, mida aktiivsusmonitorist pärit terviseandmetega ette võetakse, kui need on kuhugi pilve üles laetud. „Tõeline turvaprobleem tekib siis, kui asjad hakkavad tegema midagi, mida sa ei soovi,“ räägib Priisalu. Ta selgitab, et kõik koduga seotud andmed on väga suur privaatsusrisk ning ettevaatlik tuleb olla kõigi andmetega, mis pilve lähevad. „Mõtle hoolega järele, kas soovid kõiki nutikoduga seotud andmeid internetis hoida. Põhimõtteliselt võid neid ka kohtvõrgus vaadata,“ soovitab küberturbeteadlane.

Kui turvakaamera või halvemal juhul beebimonitori pildi „pilve“ lased, siis saad ise kodust eemal olles küll infot näha, kuid sa ei tea, kes neid andmeid veel vaatab. Kohtvõrgus on võimalik turvakaamera pildile ligipääsu piirata ja ka aru saada, kui keegi sinu käest seda pilti varastab, kuid ka sina saad infole ligi vaid koduvõrgus. Pilves on sul teenusepakkujalt lubadus andmeid hästi hoida, kuid ei ole lootustki kontrollida, kas ta seda ka tegelikult teeb või milleks ja kellele ta neid andmeid veel jagab.

Muidugi ei taga kohtvõrgu kasutamine täielikku turvalisust ja teinekord on pilve kasutamine vajalik, seetõttu tuleks enda vajadused ja pakutavate lahenduste turvariskid läbi kaaluda. „Kui vastu saadav hüve on väike, siis tasub kaaluda, kas võimalik leke on selle eest mõistlik hind,“ soovitab Priisalu ja lisab olulise hoiatuse: „Kiputakse tootma asju, mille puhul sunnitakse kasutajat sisu pilve laadima – selliseid ei tasu osta, kus ennast ei saa kaitsta muidu, kui seadet välja lülitades.“

Kui asjade interneti seadmed ei ole küberkurjategijate eest kaitstud, siis on võimalik näha kõike, mis kellegi koduses võrgus toimub. Nii võib põhimõtteliselt võrku siseneda ka üle nutika lambipirni ja rünnata teisi koduvõrgus paiknevaid seadmeid. Jaan Priisalu selgitab, et isegi kui andmeid ei ole, siis keegi võib soovida kasutada võõrast salvestus- või arvutusvõimsust. „Selliste rünnakute vastu peaks oma IoT asjad ära tsoneerima ehk paigaldama alamvõrkudesse, kuid tulemüürimine on väga tüütu ja seda ei viitsi inimesed tavaliselt teha,“ märgib Priisalu. Kõik seadmeomanikud võiksid turvalisuse aspektist endale selgeks teha, kuidas aru saada, et mõnda tema seadet on rünnatud ja mida sel puhul teha. Seda võiks võrrelda koduse tulekustutiga, mida igaüks peab oskama vajadusel kasutada.

IoT seadmed on küberpahanduste väravaks

Moodsa pesumasinaga saad suhelda üle interneti, kuid ole kindel, et pesumasinale “uusi sõpru” pole tekkinud.

Lähiminevikust võime leida hulga näiteid, kui küberkurjategijad on kasutanud asjade interneti seadmeid, et korraldada rünnakuid ning viia rivist välja nii koduseid ruutereid kui ka globaalsete ettevõtete kodulehti. 2018. aastal nakatas VPNFilter pahavara üle poole miljoni ruuteri ligi 50 riigis. Selle abil on võimalik nakatada koduseid seadmeid, mis on ühendatud ruuteriga, mis seejärel võib muutuda kasutamiskõlbmatuks. Samuti võib see koguda ruuterist läbi käivaid andmeid, blokeerida võrguliiklust või varastada salasõnu.

Kolm aastat tagasi organiseerisid kolm noort meest USAs sadu tuhandeid IoT seadmeid nakatanud Mirai botneti rünnaku, mille tõttu katkestasid mõneks ajaks töö näiteks Net­flix, Spotify, Paypal ja globaal­ne internetiteenuseid pakkuv ettevõte Dyn. Mirai botnet kasutas ära vahetamata jäänud koduste IoT seadmete ja ruuterite tootjapoolseid kasutajanimesid (admin) ja paroole (user). Selle tõttu muutusid seadmed eemalt juhitavateks süsteemideks ning pahavara kasutas küberrünnaku elluviimiseks ära sadade tuhandete IoT seadmete andmetöötlusvõimsust.

Üks pahavara loojatest, tollal 21-aastane IT-tudeng Paras Jha muutis Miraiga kasutuskõlbmatuks näiteks oma koduülikooli arvutisüsteemid ning suutis edasi lükata ühe eksami, millel ta pidi osalema. Vähe sellest, mehed asutasid ka ettevõtte, mis pakkus küberturvalisuse teenust samale pahavarale, mille nad just olid loonud. Kolmik saadi peagi kätte ning 2018. aastal mõistis kohus neile viis aastat tingimisi vanglakaristust, 2500 tundi ühiskondlikult kasulikku tööd ning 127 000 dollarit valuraha kuriteos kannatanutele. Tänu koostööle FBIga vähendas Paras Jha oma karistust ning nõustab nüüd ametivõime teiste küberkurjategijate kättesaamiseks ja ennetustöö tegemiseks.

Kui internetti ühendatud seinakontakti saab üle võrgu sisse-välja lülitada, saab selle kaudu muudki teha.

Internetti on ühendatud kommunaalteenuste tarbimise mõõtmine ning elektri- ja gaasinäitude teatamiseks ei pea suurem osa Eesti elanikke enam midagi tegema, kuna need jõuavad automaatselt teenuseosutajani. See on mugav kindlasti nii tarbijale kui ka tootjale ning võimaldab paremini mõõta tarbimist ning automatiseerida arvete väljastamist. Viimasega nägid kümmekond aastat tagasi suurt vaeva USA veefirmad, kui kliendid hakkasid ühtäkki saama ülisuuri veearveid. Inimesed nii Atlantas, Clevelandis, Charlotte’is või Tampas olid harjunud 100 kuni 200 dollariliste veearvetega. kui ootamatult kasvasid numbrid 1000 kuni 7000 dollarini. Selgus, et automaatsed veearvestid olid paigaldatud ja taadeldud valesti ning mitmesuguste süsteemivigade tõttu jõudsid inimesteni kordades suuremad veearved. Siit edasi mõeldes võime ainult fantaseerida, kui suure pahanduse võiksid küberkurjategijad korda saata, kui neil õnnestuks sisse häkkida Eesti inimeste elektri- või gaasiarvestitesse.

Ise pead tark olema!

Kuidas aga nutikodu seadmed, nagu ruuterid või turvakaamerad, häkkeritele kättesaadavaks saavad? Enamasti ei ole neil sisseehitatud turvasüsteemi ning IoT seadmete tootjate jaoks ei ole see olnud ka prioriteet. Nii ei ole asjade interneti seadmetel tugevat turvasüsteemi ega tarkvarauuenduse võimalusi ning kasutatakse vaikimisi salvestatud paroole.

Jaan Priisalu sõnul saavad inimesed turvalisuse teema peale juba siis mõelda, kui seadmeid ostavad, valides tuntud tootjate IoT seadmeid vaid hea mainega veebisaitidelt. „Nii et kui midagi peaks juhtuma, siis on võimalik pöörduda ka tegelikult vastutava ettevõtte poole, kelle jaoks muutuvad küberturvalisusega seotud juhtumid maineküsimuseks,“ selgitab Priisalu.

Ole ise enda küberturvamees

Turvalise interneti teenuseid pakkuv ettevõte Norton ja hackernoon.com pakuvad nõuandeid, kuidas muuta oma nutikodu turvalisemaks

• Anna oma kodusele ruuterile ebatavaline nimi, mis on ainult sulle teada ega ole seotud sinu nime või tänavanimega. Tee aeg-ajalt oma ruuterile restart.

• Vaheta oma IoT seadmetele vaikimisi antud kasutajanimed ja paroolid. Kui seade ei võimalda neid vahetada, siis kaalu võimalust osta teine sarnane seade, mis seda võimaldab. Pane oma seadmetele ja wifi-võrgule tugev ja unikaalne salasõna.

• Kontrolli järele IoT seadme sätted ja turvalisuse seaded, kuna mõni neist ei pruugi teenida sinu privaatsust, vaid pigem tootja huvisid. Muuda ära funktsionaalsused, mida tingimata vaja ei lähe.

• Värskenda oma seadmete tarkvara regulaar­selt. Seadmete tootjad võivad sulle saata tarkvara uuendusi või hoia neil kodulehekülje abil silm peal ning värskenda tarkvara just turvalisuse suurendamise kaalutlusel.

• Uuenda oma IoT seadmeid – näiteks võib turvakaamera vajada väljavahetamist uuema mudeli vastu, kuna sellel on paremad turvalisuse omadused.

• Kui nutiseadme rakendused pakuvad kahe­astmelist autentimist (2FA – two-factor authentication), siis kasuta seda.

• Väldi avalikke wifi-võrke oma nutiseadmete haldamiseks. Kui pead seda siiski tegema, siis kasuta turvalist VPN-ühendust.

• Ole tähelepanelik seadmete tarkvara kokkujooksmisel – see võib muuta seadmed kõrvalistele isikutele kättesaadavaks.

Millised on IoT tehnoloogia tugevad ja nõrgad küljed?

Ühelt poolt muudavad kõik uued asjad meie elu lihtsamaks, kuid samas toovad kaasa võimalikke probleeme. Proovime siinkohal tähelepanu juhtida põhilistele punktidele.

Tugevad küljed

Informatsiooni kogumine võimaldab luua ja planeerida vajaduspõhiseid lahendusi. Tehisintellektirakendused aitavad analüüsi­da meie ümber kogunevat infot ning tuua välja olulised nüansid, mis aitavad välja töötada paremaid lahendusi.

Automatiseerides hoiame kokku aega, raha ja potentsiaalselt tarbitavat energiat, kuna nii ettevõtete kui meie endi peamine eesmärk on vähendada kulusid ja suurendada sissetulekuid. Üks võimalus selleks on automatiseerida neid kohti, mis kulutavad kõige rohkem raha ja aega.

Tehnoloogia loob põhja uute toodete ja teenuste arendamiseks. Kõik suuremad IT-ga seotud ettevõtted on üheks oma peamiseks eesmärgiks võtnud asjade internetiga seotud teenuste ja toodete arenduse, mis näitab omakorda, kui oluline see valdkond on.

Nõrgad küljed

Kuna pakutavad lahendused pole lõplikult välja kujunenud, on keeruline erinevaid seadmeid liidestada ja luua suuri ühtselt töötavaid süsteeme. Selline olukord on tingitud eelkõige tehnoloogia kiirest arengust.

Väga lihtne on uuendada regulaarselt tarkvara ühel või kahel seadmel. Kui aga võrku ühendatud seadmeid on palju, võib tekkida olukordi, kus kasutatakse iganenud tarkvara ning seega ollakse avatud võimalikele küberrünnakutele, mis tõusevad iga päevaga aina enam päevakorda.

Paljud teenused sõltuvad omavahelisest ühendusest ja andmete pidevast liikumisest, seega võib keskse rikke puhul tekkida märkimisväärne kahju mitmes süsteemis korraga.

Allikas: Blogipostitus: Sissejuhatus Asjade Internetti
Vt täiendavalt ka videopostitust: Mis loom on asjade internet ja kuidas seda süüakse?

Loe lisaks blogipostitusi:
TalTech Iseauto saamislugu. 1/4: Olemasoleva auto lammutamine
TalTech Iseauto saamislugu. 2/4: Testauto juhtimine isetehtud riistvaraga
TalTech Iseauto saamislugu. 3/4: Bussi ehitamine
TalTech Iseauto saamislugu. 4/4 Iseauto ülevaade

TalTech Iseauto valmib TalTech infotehnoloogia-ja inseneriteaduskonna tudengite ning Silberauto AS koostööna. Projekti ühe partnerina on kaasatud ka ABB.


Videoe valmimist on toetanud Haridus- ja Teadusministeerium ning SA Eesti Teadusagentuur.

1. Mis on asjade internet?

2. Mis eesmärke täidavad asjade interneti tehnoloogiad?

3. Millised on asjade interneti tehnoloogiate puudused ja nõrkused?

4. Millega tegeleb TalTechi Asjade Interneti Arenduskeskus?

Täispikk video Asjade Internetist on leitav siit.
Asjade Interneti video esitlusloendi leiad siit.

Loe lisaks:
Blogipostitust: Sissejuhatus Asjade Internetti
Hariduse tehnoloogiakompass: Asjade internet


Videote valmimist on toetanud Haridus- ja Teadusministeerium ning SA Eesti Teadusagentuur.

Sisukord

1. Programmeerimiskeskkonna ülesseadmine
2. Esimesed sammud universaalportidega
3. Liikumise peale valgusti juhtimine
4. Valgusti juhtimine mõnest teisest seadmest (nt nutitelefonist)
5. Kuhu edasi?

Töövahendid

1. Raspberry Pi 3B+*
2. SD mälukaart
3. HDMI kaabel
4. Hiir
5. Klaviatuur
6. Monitor HDMI toega
7. Kohtvõrk
8. Etherneti kaabel (valikuline)

* Tegelikult sobib ükskõik milline versioon. Konkreetse ettevõtmise jaoks võivad erinevuseks olla GPIO viikude asukohad ja numbrid, mistõttu tuleks ühendamisel üle kontrollida vastavad tähistused paigutusplaanist (pin layout).

Eeltöö

Selleks, et alustada Raspberry Pi peal programmeerimisega, tuleb üles seada vastav keskkond. Kuna aga Raspberry Pi sarnaneb oma omadustelt pigem miniarvutiga, siis alustame lisakomponentide (monitor, klaviatuur, hiir) ühendamisega ning operatsioonisüsteemi paigaldamisega. Kõige lihtsam on seda teha tootja poolse step by step juhendi järgi, mille leiab siin.

Et olla kindlalt veendunud, et kõik vajalikud tööriistad meie projekti jaoks oleksid olemas, siis soovitame käsureale (mille saab avada klõpsates Menu->Accessories->Terminal või üle SSH) anda järgmise ülesande:

sudo apt-get -y install python python-dev python-rpi.gpio

Esimesed sammud universaalportidega (GPIO)

Meie esimeseks ülesandeks on luua programm, mis vilgutaks eelmises blogipostituses paigaldatud leedi sisse-välja. Lisaks meie kirjutatud koodijuppidele, saab Python kohta rohkem uudistada W3Schools tasuta õppekeskkonnas.

Igasugune programmeerimistöö algab alati faili tekitamisega, mille saab luua käsurealt järgmiselt:

nano led_vilgutus.py

Seejärel kopeerime aknasse järgneva sisu:

# coding=utf-8 # ütleme programmile, kuidas on tekst esitletud

# "#" tähemärk viitab kommentaari algusele, mis omakorda tähendab, sellele järgnev tekst kuni
# uue rea alguseni ei ole mõeldud nö arvutile täitmiseks, vaid lisatakse programmeerijate koodilugemise
# ja -kirjutamise lihtsustamiseks. Kusjuures sellele tehakse erand, kui esimese kahel real
# on defineeritud mõni teksitvormigu (i.k. encoding) reegel nagu on seda tehtud ka meie näites.

import RPi.GPIO as GPIO     # ütleme programmile, et soovime universaalportide käske kasutada
import time                 # ütleme programmile, et soovime ajaga seotud funktsioone kasutada

LED = 16                    # loome muutuja LED, mille väärtus on 16, edaspidi programm teab,
                            # et sõna "LED" tähendab arvu 16

GPIO.setmode(GPIO.BCM)      # soovime kasutada universaalporte numbrite järgi
GPIO.setup(LED, GPIO.OUT)   # soovime 16 GPIO viiku kasutada väljundina

while True:                 # tahame tsüklit, et programm kestaks pidevalt
GPIO.output(LED, GPIO.HIGH) # anname pinge 16ndale (ehk LED) viigule
print("Led ON")             # kirjutame vastave teksti terminali vaatamiseks
time.sleep(1)               # puhkame 1 sekundi, programm puhkamise ajal midagi ei tee
GPIO.output(LED, GPIO.LOW)  # võtame pinge ära 16ndalt viigult
print("Led OFF")
time.sleep(1)

Tekstiredaktorist väljumiseks tuleb kasutada klahvikombinatsiooni Cntr+X ning kui programm avaldab soovi salvestamise järele (“Save modified buffer?“), siis vajutage klahve “Y” ja Enter.

Programmi käivitamiseks tuleb anda käsklus:

python led_vilgutus.py

Sulgemiseks tuleb vajutada kombinatsiooni Cntr+C.

NB! Kui peaks juhtuma, et mingil põhjusel leed ei vilgu, siis esimesena kontrollige üle universaalpordi number. Seda, kas programm reaalselt pinget väljastab, saab valideerida multimeetri alalispinge mõõtmise režiimis, ühendades selle klemmid leedi “jalgade” külge.

Liikumise peale valgusti juhtimine

Siinkohal võtame korra hoo maha ja mõtleme paremaks arusaamiseks läbi, milline peaks olema programmi loogiline töökäik:

• Kindlasti peaksime alati programmile sarnaselt eelnenud ülesandele, milliseid (viigu number) ja kuidas (kas lugeda või tekitada pinget) me universaalportide viike kasutada tahame
• Kuna PIR andur tekitab oma keskmise väljundviigu peale liikumise korral pinge, siis peaksime sealt tulevat võimalikku signaali pidevalt lugema
• Kui dekteerime pinge, siis lülitamine leedi põlema ning selle puudumisel kustutame

Loome uue faili:

nano led_automaatika.py

… ja kopeerimine sinna järgneva sisu:

# coding=utf-8  

import RPi.GPIO as GPIO                 # ütleme programmile, et soovime universaalportide käske kasutada
import time                             # ütleme programmile, et soovime ajaga seotud funktsioone kasutada

LED = 16                                # loome muutuja LED, mille väärtus on 16, edaspidi programm teab,
                                        # et sõna "LED" tähendab arvu 16

PIR_OUTPUT = 18                         # loome muutuja analoogselt LED'ile tähistamaks GPIO viigu numbrit,
                                        # millele annab PIR sensori liikumise korral pinge


GPIO.setmode(GPIO.BCM)                          # soovime kasutada universaalporte numbrite järgi
GPIO.setup(LED, GPIO.OUT)                       # soovime 16 GPIO viiku (LED) kasutada väljundina
GPIO.setup(PIR_OUTPUT, GPIO.IN)                 # soovime 18 GPIO viiku (PIR väljund) lugeda 
                                                # ehk kasutada sisendina

while True:                                     # tahame tsüklit, et programm kestaks pideval

        if GPIO.input(PIR_OUTPUT) == True:      # loeme, kas PIR keskmisel viigul on pinge
                                                # kui on, siis..
                GPIO.output(LED, GPIO.HIGH)     # anname pinge 16ndale (ehk LED) viigule, et tekiks valgus

        else:                                   # muul juhul (kui pinget ei olnud), siis ..
                GPIO.output(LED, GPIO.LOW)      # võtame pinge ära leedilt, sest liikumist ei ole

Seejärel kasutame juba eelnevalt õpitud salvestamisetehnikat ning käivitame programmi:

python led_automaatika.py

NB! Kui peaks juhtuma, et mingil põhjusel leed ei hakka liikumise korral põlema, siis esimesena kontrollige üle universaalportide numbrid. Pingesignaalide olemasolu saab valideerida multimeetri alalispinge mõõtmise režiimis.

Valgusti juhtimine mõnest teisest seadmest

Nagu juba asjade interneti tutvustavas blogiposituses vihjasime, tuleb kaugjuhtimiseks luua kahe seadme vaheline ühendus. Antud postituse raames oleva Raspberry Pi 3 puhul saab kasutada nii kaablipõhist (ethernet) kui ka kaablita (WiFi) lähenemist kohtvõrku ühendamiseks. Esimese puhul piisab sellest, kui ühendame seadme etherneti kaabli abil koduruuteri külge ning WiFi seadistamiseks leiab asjakohase juhendi siit.

Üks lihtsamaid (ja seega ka ebaturvalisem lähenemine) viise kaugjuhtimiseks on kasutada internetibrauserit. Antud projekti raames loome kaks linki, mille kaudu leedi juhtimine toimuma hakkab vastavalt:

• http:///led_on   <- sisselülitamiseks
• http:///led_off  <- väljalülitamiseks

Et suvaline veebibrauseri toega samas kohtvõrgus olev seade saaks valgusti juhtimise käsku edastada, peab meie loodav programm olema võimeline kuulama sissetulevaid päringuid. Seda ülesannet oskab lahendada HTTP teenus. HTTP (HyperText Transfer Protocol) on veebimaailmas kasutusel olev reeglite kogum, mis määrab ära, kuidas peaksid veebibrauserid ja veebilehekülgi hoiustavad arvutid (või seadmed) omavahel suhtlema. Selliselt ülesehitusega programmid on asjade interneti maailmas tavaline nähtus. Lahenduse peamiseks eeliseks on lai ühilduvus, mis võimaldab rakendusi lihtsasti programmeerida ja kasutada erinevates seadmetes. Tavaliselt on valmistoodete (näiteks mõne kodujuhtimise äppi puhul) sellised päringud realiseeritud nupuvajutusel nö “tagataustal”.

Antud juhul saab kasutada leedijuhtimiseks järgnevat koodi:

# coding=utf-8


from BaseHTTPServer import BaseHTTPRequestHandler, HTTPServer # ütleme programmile, et soovime kasutada 
                                                              # HTTP teenust
import RPi.GPIO as GPIO                 # ütleme programmile, et soovime universaalportide käske kasutada

LED = 16                                # loome muutuja LED, mille väärtus on 16, edaspidi programm teab,
                                        # et sõna "LED" tähendab arvu 16

GPIO.setmode(GPIO.BCM)                  # soovime kasutada universaalporte numbrite järgi
GPIO.setup(LED, GPIO.OUT)               # soovime 16 GPIO viiku kasutada väljundina

class Handler(BaseHTTPRequestHandler):     # ütleme programmile, et soovime ise määrata, mis juhtub päringutel
    def do_GET(self):                       # ütleme, mida tuleb teha, kui brauser ühendub meie serveri külge
        if self.path == "/led_on":          # mida teha, kui URL on /led_on lõpuga 
            GPIO.output(LED, GPIO.HIGH)     # anname pinge 16ndale (ehk LED) viigule
            print("LED ON")
        elif self.path == "/led_off":       # mida teha, kui URL on /led_off lõpuga 
            GPIO.output(LED, GPIO.LOW)      # võtame pinge ära 16ndalt viigult
            print("LED OFF")
        self.send_response(200)             # ütleme brauserile, et võtsime päringu vastu, just seda
                                            # tähistabki kood 200

server_parameters = ('0.0.0.0', 80)              # päringuid võtame vastu Raspberry PI ip aadressil ja pordil 80
httpd = HTTPServer(server_parameters, Handler)  # ütleme HTTP teenusele, mis on parameetrid ja kuidas käituda 
                                                 # päringute korral
httpd.serve_forever()                            # paneme HTTP teenuse käima

Et aga mujalt seadmelt ligi saada, peame teadma meie Raspberry Pi IP aadressi. Selle teadasaamiseks saab kasutada terminal käsku:

hostname -I

Peale programmi käivitamist peaksid olema meie poolt soovitud veebiaadressid kättesaadavad ning nüüd proovimegi samas kohtvõrgus olevast seadmest neid kontrollida. Kuna meie puhul osutus Raspberry IP aadressiks 192.168.0.101, siis leedi juhtimiseks on kasutuses vastavad URL’id:

• http://192.168.0.101/led_on   <- sisselülitamiseks
• http://192.168.0.101/led_off  <- väljalülitamiseks

NB! Kui mingil põhjusel peaks programm väljastama veateate “socket.error: [Errno 98] Address already in use”, siis sellega üritab operatatsioonisüsteem öelda, et mingi protsess (programm) juba kasutab porti 80. Sellisel juhul võib segava programmi sulgemiseks kasutada käsku:

kill -9 $(lsof -t -i:80)
Iseseisvaks katsetamiseks

• Muutke iseseisvalt kasutatavaid universaalporte vastavalt Raspberry Pi paigaldusplaanile
• Lisage elektriskeemi veel üks leedvalgusti ning vilgutage mõlemat kordamööda
• Ühendada elektriskeem nii, et leed põleks ainult siis, kui liikumisandur tuvastab liikumise

Blogi valmimist toetavad Haridus- ja Teadusministeerium ning SA Eesti Teadusagentuur.