Talotekniikassa on pyrittävä aktiivisesti avoimiin rajapintoihin

26.1.2018

Talotekniset järjestelmät, kuten rakennusautomaatio-, valaistus- ja turvajärjestelmät, ovat perinteisesti olleet suljettuja eli ne ovat perustuneet toimittajien omiin ratkaisuihin ja protokolliin. Järjestelmätason integraatio on vasta alussa. Haasteita tuo erilaisten järjestelmien suuri määrä.

Talotekniset järjestelmät ovat perinteisesti olleet suljettuja eli ne ovat perustuneet toimittajien omiin ratkaisuihin ja protokolliin. Tekniikka ei ole ollut yleisesti tunnettua ja järjestelmä kokonaisuudessaan laitteineen ja huoltoineen on ollut sidottu toimittajaan. Näiden järjestelmien integrointi osaksi taloteknistä kokonaisuutta on ollut työlästä ja vaatinut paljon räätälöintiä.

Vähitellen kentällä on alettu herätä järjestelmien yhteentoimimisen etuihin. Kenttätasolla antureiden ja toimilaitteiden viestinnässä on tapahtunut kehitystä, mutta järjestelmätason integraatio on vielä alussa. Järjestelmien yhteistoiminnan kannalta tärkeää on esittää ja kuvata tieto eri järjestelmissä samalla tavalla. Tärkeää on myös luoda näiden sovittujen tiedonesitystapojen rinnalla myös avoimet standardoidut rajapinnat.

Ongelmaan on pureutunut Aalto-yliopiston vetämä KIRA-digi-rahoitteinen Talotekniikan avoimet rajapinnat ja tiedonkuvaukset -hanke. Sen ansiosta viime vuonna tehtiin selvitystyö, diplomityö pilotteineen sekä järjestettiin työpajoja keräämään alan näkemyksiä ja lisäämään asiasta käytävää keskustelua.

 
Protokollissa ja rajapinnoissa vain vähän eroa

Eemi Salo teki hankkeeseen liittyvän diplomityön Talotekniikan avoimet tiedonsiirtorajapinnat. Työn päätavoitteena oli löytää suositus talotekniikassa käytettäville rajapinnoille. Työssä selvitettiin erityisesti ylemmän tason tiedonsiirtorajapintojen nykytilaa ja soveltamismahdollisuuksia kirjallisuuskatsauksen ja asiantuntijahaastattelujen perusteella.

Tiedonsiirtoprotokollat voidaan jakaa talotekniikassa kenttätason, järjestelmätason ja hallintatason protokolliin. Jako ei ole kuitenkaan aina ole näin yksiselitteinen ja moni protokollista ylittää tasorajat.
Hallintatason ja sen yläpuolisen tason protokollat ovat järjestelmäkokonaisuuksien integroinnin kannalta olennaisimpia. Näillä tasoilla toimivat yleisesti erilaiset valvomo-ohjelmat ja yhteydet kiinteistöstä ulos, ja niiden tiedonsiirtoprotokollat perustuvat usein niin sanottuun palvelukeskeiseen arkkitehtuuriin.

Yleisiä protokollia ovat esimerkiksi KNX WS, BACnet/WS, oBIX ja OPC UA. Ominaisuuksiltaan ne ovat melko samanlaisia, mutta eroavat jonkin verran arkkitehtuuriltaan, toimintaperiaatteeltaan ja tietoturvallisuudeltaan. BACnet on jo laajasti käytössä suuremmissa kiinteistöissä, kun taas KNX mielletään Suomessa vielä erityisesti pienempien kohteiden ratkaisuksi. OBIX puolestaan on yleinen valvomosovelluksissa.

 
Integraation tekniikat ja tavat vaihtelevat

Diplomityön perusteella tällä hetkellä talotekniikan integraatiota tekevät erityisesti rakennusautomaation monialayritykset, jotka suosivat projekteissaan erityisesti omia laitteitaan. Pienemmät toimijat hyödyntävät usein kolmannen osapuolen tuotteita. Integraatiota tehdään laajasti erilaisille järjestelmille ja suosituimpia käyttökohteita olivat etäkäytöt, kulutusseurannat, huoltokirjat ja valvomot. Haasteita integrointiin luokin juuri erilaisten järjestelmien suuri määrä.

Integraation toteutustapoja on paljon. Suosituinta on vielä käyttää suoraa tiedonsiirtoa järjestelmien välillä, vaikka pilvipalveluihin ollaan vähitellen siirtymässä. Erityisesti pilvipalveluita aiotaan käyttää kiinteistön ulkopuolisen järjestelmän kanssa kommunikointiin. Integraatioissa erityisesti hälytysten välittäminen tarvitsee tiukan reaaliaikavaatimuksen.

Integraatiota toteuttavat osapuolet osoittivat haastatteluissa erityistä kiinnostusta REST-arkkitehtuuriin ja Web Service -rajapintaan. REST:n suosio pohjautuu todennäköisesi tekniikan yksinkertaisuuteen, helppoon käyttöönottoon ja laajaan tunnettavuuteen. Myös räätälöidyistä rajapinnoista halutaan päästä eroon. Yleisesti rajapinnoilta toivotaan tietoturvallisuutta, yksinkertaisuutta ja avoimuutta. Integraattorien eli erillisten integraatioyritysten roolin nähtiin kasvavan ja tätä pidettiin hyvänä asiana.

Tietoturvan merkitys on lähivuosina kasvanut merkittävästi kiinteistöjen järjestelmissä, kun älykkyys ja erilaiset etäkäytöt ovat yleistyneet. Suurimpina haasteina rajapintojenkin osalta ei niinkään ole tekniset mahdollisuudet vaan osaamisen puute ja välinpitämätön asenne. Yksittäisistä teknisistä seikoista suurimpana uhkana on pidetty julkista internetiä. Julkisen verkon uhkatekijöille on kuitenkin jo suojautumiskeinonsa ja sekä VPN-yhteyttä että autentikointia käytetään laajasti.


Talotekniikan avoimia tiedonsiirtorajapintoja Eemi Salon luokituksen mukaan:


Työpajoissa tartuttiin standardien puutteeseen

Hankkeen puitteissa järjestettiin työpajoja eri teemoilla ja kaikissa nostettiin esille yhtenä suurimpana ongelmana standardien tai yhteisten käytäntöjen puute. Standardointi mahdollistaa joustavan integraation luomalla yhteiset pelisäännöt ja yhdenmukaisen kuvaustavan. Tapoja yhtenäistämällä mahdollisestaan räätälöinnin vähentäminen ja näin ollen työn ja kustannusten laskun sekä luotettavuuden, tietoturvallisuuden ja toimivuuden lisääntymisen.

Teknistä yhdenmukaisuutta tarvitaan erityisesti tiedonkuvauksissa. Tavat ovat hyvin vaihtelevia toimittajien välillä ja toisinaan samankin toimittajan eri projekteissa. Erityisen hankalaa tiedonkuvausten tulkinnassa on dokumentoinnin puute, joka aiheuttaa integraatiotilanteessa tarpeen selvittää lähes jokainen yksittäinen tieto ja sen formaatti erikseen.

Hankkeen lokakuussa Aalto-yliopiston tiloissa Espoossa pidetyssä loppuseminaarissa todettiin, että seuraavaksi on erityisen tärkeää kehittää tarkat standardit ja vähimmäisvaatimukset rajapinnoille ja tiedonkuvauksille, joilla varmistettaisiin rakennusautomaatiojärjestelmien tuottavan ymmärrettävää ja standardia tietoa. Näitä voitaisiin käyttää esimerkiksi kilpailutusasiakirjojen liitteenä.

Yhteisillä tavoilla on tärkeä merkitys, kun tulevaisuudessa rakennukset liitetään muiden alojen laitteiden ja esineiden tietoverkkoihin, kuten älykkäisiin sähköverkkoihin tai liikennejärjestelmiin.

Kirjoittaja on Sähköinfo Oy:n tekninen asiantuntija