Etämittausratkaisun suunnittelu | Mika Helonsalo, Juho Kauppi ja Timo Salminen

Uuden digitaalisen palvelun suunnittelu

Digitaalista palvelua ei voi suunnitella kuten perinteistä, koska tavoitteena on tehostaa vanhaa toimintatapaa tai luoda kokonaan uudenlaisilla periaatteilla toimivia palveluita. Tässä artikkelissa käymme lävitse muutamia TAMKin hyvinvoinnin etämittausratkaisun kannalta tarpeellisia asioita, joita on esitelty myös teknologiapinon tasot -kuvassa 1 (Collin & Saarelainen 2016, 143).

KUVA 1  Teknologiapinon tasot, tarvittavat asiat suunniteltaessa etämittauspalveluja

Etämittaamisen sensorit

Dataa kerätäksemme tarvitsemme sensoreita eli antureita. Sensoreiden tutkimuksissa kiinnitimme huomiota niiden laatuvaatimuksiin ja käyttömahdollisuuksiin kotona tapahtuvissa mittauksissa. Suurin vaikutus datan luotettavuuteen on kuitenkin käyttäjän suorittamalla mittauksella, joka voi aiheuttaa myös huomattavaa mittausepävarmuutta. Tähän liittyen on esitettävä seuraavia kysymyksiä:

• Suoritetaanko mittaus oikein ja ohjeiden mukaisesti?
• Toimiiko mittari oikein mittauksen yhteydessä?
• Ovatko mittausolosuhteet sellaisia, että mittaustulosta voidaan pitää luotettavana?

Tiedonsiirtomenetelmät

Tiedonsiirron mahdollisuuksista tutkimme langattomia verkkoja ja turvallisia tapoja siirtää asiakastietoa. Tällä hetkellä mielestämme tärkeimpiä vaihtoehtoja ovat:

• Bluetooth Low Energy (BT 4.0), joka on lyhyen kantaman langaton verkko ja soveltuu yhteyden muodostamiseen sensorista päätelaitteeseen. (McEven & Cassimally 2014 , 98)
• Wireless Local Area Network, WLAN eli langaton lähiverkko. Kaupallisissa tuotteissa käytetään usein nimitystä Wi-Fi. 802.11ah-standardi on kehitetty IoT-käyttöä varten; vähäinen virrankulutus, rakenteiden läpäisykyky, jopa kilometrin kantama ja mahdollisuus liittää suuri määrä laitteita samaan tukiasemaan. (Collin & Saarelainen 2016, 165)
• 5G on seuraava mobiiliverkkojen teknologian sukupolvi ja se tulee käyttöön 2020-luvulla. Tavoitteena on mahdollistaa jopa 100-kertainen tiedonsiirto aikaisempaa verrattuna. (Collin & Saarelainen 2016, 177)
• Low Power Wide Area Network eli LoRa. Tämä on pitkän kantaman tietoverkko, joka tähtää IoT-ratkaisujen käytön lisäämiseen ja kehittämiseen. Käyttökohteina mm. Smart-City ratkaisut. (LoRa Alliance 2017)

IoT-alustan kahdeksan valintakriteeriä

Kuvassa 2 on esitelty hyvän IoT-alustan ominaisuudet (IoT analytics 2016). Alustojen ominaisuuksia täytyy olla mahdollisuus tutkia ja vertailla ennen kuin alusta valitaan osaksi omaa ratkaisua. Alustojen vertailussa huomiota tulee kiinnittää seuraaviin tarpeellisiin ominaisuuksiin:

1)     Liitettävyys sensoriverkkoon. Sensorien pitää olla helposti yhdistettävissä tiedonsiirtoverkkoon ja rekisteröitävissä järjestelmään.

2)     Laitteiden hallinta ja sääntöjen muodostaminen. Alustan avulla on pystyttävä valvomaan, että päätelaite toimii oikein, tuottaa dataa odotetulla tavalla ja että ohjelmisto on ajan tasalla ja toimiva.

3)     Tietokanta ja ns. pilvipalvelu. Kerätyn datan tallennus on oleellinen asia. Alustan on selvittävä suuresta määrästä erilaatuista dataa.

4)     Datan prosessointi ja yhdistäminen käyttökelpoiseksi kokonaisuudeksi. Datasta täytyy löytää oleelliset poikkeamat ja näiden perusteella havaita oleelliset muuttujat.

5)     Datan analysointi ja hallinta. Raja-arvojen ylityksien ja poikkeamien täytyy laukaista hälytykset.

6)     Datan visualisointi ja raportointi. Jotta data tuottaisi uutta arvokasta tietoa, niin sitä täytyy käsitellä havainnollisessa muodossa. Visualisointi voi olla havainnollisia mittaristoja ja graafisia yhteenvetoja datasta.

7)     Tietoturva ja tietosuoja, pääsynhallinta ja tunnistaminen. Suunniteltaessa palvelua täytyy ratkaista käyttäjien tunnistaminen ja käyttöhistorian tallennus, jotta voidaan varmistaa kenellä on pääsyoikeus kerättyyn dataan.

8)     Ulkoiset rajapinnat ja sovelluskehityksen työkalut. Rajapinnat ulkoisiin tietojärjestelmiin tulee huomioida, jotta integroinnit toisiin järjestelmiin onnistuvat.

KUVA 2 Hyvän alustan kahdeksan vaatimusta

Käyttöliittymän suunnittelun periaatteet

Tuotteen käyttöliittymän elementtien asettelun tavoite on huolehtia hyvästä kommunikaatiosta käyttäjän ja tuotteen välillä. Käyttöliittymän suunnitteluprojektin vaiheita on esitelty kuvassa 3 (Artto, Martinsuo & Kujala 2008). Projektin tavoitteita on mm: estetiikka, selkeys, johdonmukaisuus, miellyttävä ulkonäkö ja yksinkertaisuus.

KUVA 3 Käyttöliittymäprojektin elinkaari

Käyttöliittymän testaus on myös yksi oleellinen ja todella tärkeä osa käyttöliittymäprojektin elinkaarta, jota ei voida unohtaa. Testaus voidaan jakaa karkeasti kolmeen eri osaan: testien järjestäminen, testin suorittaminen sekä testin analysointi ja testiraportin laatiminen. Testauksessa kannattaa ottaa huomioon sekä kvantitatiivinen että kvalitatiivinen testaus.

Miten potilasdatan tietoturva ja tietosuoja pitäisi huomioida?

Terveysdata tarkoittaa kaikkea yksittäisen potilaan terveydentilasta kerättyä tietoa: biologista ja genomidataa, potilaskertomuksia, henkilön itse eri mittalaitteilla keräämää tietoa sekä väestödataa, esim. informaatiota tiettyjen väestöryhmien riskitekijöistä tai hoitovasteista. Lähtökohtana on, että kaikki potilasta koskevat tiedot ovat salassa pidettäviä. Luottamuksellisuus edellyttää, etteivät potilaalta tai muuten kerätyt tiedot joudu laittomasti asiaankuulumattomien tietoon. (Järvinen 2002, valtiovarainministeriö 2016)

• Tietosuoja perustuu lakiin, käytänteisiin ja hyviin tapoihin.
• Tietoturva perustuu teknisiin ja organisatorisiin ratkaisuihin. Tietoturvasta puhuttaessa tarkoitetaan usein myös tietosuojan käytänteitä.
• EU:n uusi tietosuoja-asetus tulee voimaan 25.5.2018

Kokonais- ja integraatioarkkitehtuuri

Kokonaisarkkitehtuuri määrittelee ja mallintaa järjestelmän, joka suunnitellaan asiakkaiden käyttöön. Arkkitehtuurin määrittely etenee vaiheittain tarkentuen ja siitä voidaan erottaa ainakin seuraavat vaiheet.

• Määritellään asiakkaan tarpeet ja vaatimukset eli käyttö.
• Suunnitteluvaiheessa määritellään toiminnallisuus.
• Toteutusvaiheessa rakennetaan järjestelmä ja testataan sitä.
• Järjestelmää täytyy käytön aikana hallita ja tarvittaessa tehdä muutoksia.

Hyvä integraatioarkkitehtuuri rakentuu modulaarisesti eli arkkitehtuurin eri osat keskustelevat keskenään rajapintojen kautta. Rajapinta tulisi olla avoin eli toteuttaa jotain yleisesti tunnettua menetelmää kommunikointiin. Tällöin arkkitehtuurin eri osakokonaisuuksia pystytään vaihtamaan ilman että kokonaisuus kärsii. Kehitteillä olevaan TAMKin tiedonsiirtoratkaisuun soveltuva integraatioarkkitehtuurimalli on kuvailtu kuvassa 4.

KUVA 4 Integraatioarkkitehtuuri

Lopuksi

Hyvinvoinnin etämittausratkaisun toteutus vaatii syvällistä perehtymistä useisiin eri teknologioihin sekä alan standardeihin. Päällimmäisenä on kuitenkin tavoite toteuttaa uusi palvelu, sovellus (sisältäen analyyseja jo sovelluksessa), tiedonsiirto IoT alustalle, datan tarkastelu ja analysointi ottaen eritoten huomioon asiakasystävällisyys. Ilman käyttäviä asiakkaita ei uutta palveluakaan tarvita. Asiakastietorekisterin ylläpitäjän kannattaa erityisesti huomioida muuttumassa oleva tietosuoja-asetus, koska ongelmat sovelluksen tietoturvassa voivat johtaa huomattaviin sanktioihin.

Opinnäytetyömme on luettavissa kokonaisuudessaan Theseus tietokannassa,  http://www.theseus.fi/handle/10024/124391

Kirjallisuus

Artto, K., Martinsuo, M. & Kujala, J. 2008. Projektiliiketoiminta. Helsinki: WSOY. http://pbgroup.aalto.fi/en/the_book_and_the_glossary/projektiliiketoiminta.pdf

Collin, J. & Saarelainen, A. 2016, Teollinen internet. Helsinki: Talentum.

EU:n tietosuojauudistus, Valtionvarainministeriö. 2016. Luettu 12.11.2016  http://vm.fi/artikkeli/-/asset_publisher/lakiuudistus-parantaa-tietosuojaa-eu-ssa-tuore-raportti-uudistuksesta-antaa-suosituksia-muutosvaiheeseen

IoT analytics. 2016. Luettu 20.9.2016. https://iot-analytics.com/

Järvinen, P. 2002. Tietoturva & yksityisyys. Docendo.

LoRa Alliance. 2017. Luettu 14.1.2017. https://www.lora-alliance.org/what-is-lora/technology

McEwen, A. & Cassimally, H. 2014. Designing the internet of things. Chichester: Wiley. http://site.ebrary.com.elib.tamk.fi/lib/tamperepoly/detail.action?docID=10784816

Valtionvarainministeriö. 2016. EU:n tietosuojauudistus. Luettu 12.11.2016  http://vm.fi/artikkeli/-/asset_publisher/lakiuudistus-parantaa-tietosuojaa-eu-ssa-tuore-raportti-uudistuksesta-antaa-suosituksia-muutosvaiheeseen

Kirjoittajat

Mika Helonsalo, Hyvinvointiteknologia insinööri (YAMK) -opiskelija, Tampere, mika.helonsalo@gmail.com

Juho Kauppi, Hyvinvointiteknologia insinööri (YAMK) -opiskelija, Somea Ltd, Helsinki, juho.kauppi@gmail.com

Timo Salminen, Hyvinvointiteknologia insinööri (YAMK) -opiskelija, Nanofoot Finland Oy, Tampere  timo.mi.salminen@gmail.com