Viestien reititys in-network prosessoinnille langattomassa valaistuksenohjausjärjestelmässä hotelliympäristössä

Smart light control systems are becoming increasingly popular in the hospitality environment. However, legacy light control systems are not capable of coping with the more demanding requirements of hospitality environments such as big public spaces and large amounts of individual rooms under the same network. Employing wireless mesh networks as a means of communication coupled with in- network processing seem like a promising candidate for such networks. This thesis analyses the suitability of wireless mesh networking as a means of communication for large-scale lighting control system in hospitality environment. From analysing mesh networking as technology and hospitality as an environment the main requirements for light control system were determined to be minimal latency, reliability, light control synchrony, minimal networking infrastructure, and capability for large network size. The issues of typical wireless mesh based lighting control systems were determined to be limited network size, centralized control, inducing latencies, and flooding based routing. Specifically the ability to route messages over multiple hops to large groups of devices without flooding the whole network was not found in existing systems. This thesis proposes a solution to message routing for large groups of devices without flooding the whole network. The solution is based on configuring the devices into groups within which the messages can propagate freely. By limiting the message propagation into groups, unnecessary message leakage to the network is minimized.Älykkäät valaistuksenohjausjärjestelmät ovat yleistyneet hotelleissa viime vuosien aikana. Perinteiset valaistuksenohjausjärjestelmät eivät kuitenkaan kykene täyttämään hotelliympäristön asettamia erikoisvaatimuksia, kuten suuria julkisia tiloja ja suurta määrää yksittäisiä huoneita saman verkon alla. Langattomien mesh-verkkojen ja in-network prosessoinnin käyttö vaikuttaa lupaavalta ratkaisulta kyseisiin ongelmiin. Tämä työ analysoi mesh-verkkojen sopivuutta kommunikaatioalustaksi suuri- kokoisille valaistuksenohjausjärjestelmille hotelliympäristössä. Analysoimalla mesh-verkkoteknologiaa ja hotelliympäristön valaistuskäytäntöjä, järjestelmän tärkeimmiksi ominaisuuksiksi saatiin valaistuksen ohjauksen viiveen minimointi, ohjauksen luotettavuus, valojen synkroninen toiminta, verkkoinfrastruktuurin vähentäminen ja soveltuvuus suurikokoisiin verkkoihin. Tyypillisten mesh-verkkoihin perustuvien valaistuksen ohjausjärjestelmän ongelmiksi todettiin rajoitettu verkon koko, keskitetty ohjaus ja siihen liittyvä viive ja flood-tyyppinen viestien reititys. Oleellisin olemassa olevien ratkaisujen puutteista on viestien reitittäminen suurille laiteryhmille. Tämä diplomityö esittää mesh-verkoissa toimivan reititysratkaisun, joka soveltuu käytettäväksi suurissa verkoissa ja vähentää tarpeettomia viestien edelleen lähetyksiä. Ratkaisu perustuu jakamalla verkon laitteet ryhmiin, joiden sisällä viestit saavat propagoida vapaasti. Rajoittamalla viestit ryhmien sisälle, tarpeeton viestien välittäminen eteenpäin voidaan minimoida