# Savonian yritysyhteistyössä kehitetty älykäs IoT-pohjainen ratkaisu urheilusuoritusten tarkkaan mittaamiseen

> Savonian yritysyhteistyössä kehitetty älykäs IoT-pohjainen ratkaisu urheilusuoritusten tarkkaan mittaamiseen.

## Lähtökohdat ja tavoitteet
Tarkka ajanmittaus on keskeisessä roolissa urheilusuoritusten analysoinnissa ja harjoittelun kehittämisessä. Perinteiset menetelmät, kuten käsikäyttöiset sekuntikellot, ovat edullisia ja helppokäyttöisiä, mutta niiden tarkkuutta rajoittavat mittaajan reaktioajat. Mittausvirhe voi olla jopa 100–200 millisekuntia, eikä menetelmä mahdollista osasuoritusten tarkkaa analysointia. Toisaalta automaattiset järjestelmät, kuten kamerapohjaiset ratkaisut, tarjoavat korkean tarkkuuden, mutta ovat usein kalliita ja huonosti soveltuvia joustaviin harjoitusympäristöihin.

Automaatio ja Tekoäly tiedoksi (AuToTIE, EAKR, Pohjois-Savon liitto) hankkeessa toteutettiin projekti, jossa kehitettiin älykäs ja hajautettu ajanottojärjestelmä urheilusuoritusten mittaamiseen. Projektin tavoitteena oli ratkaista perinteisten ajanmittausmenetelmien haasteita sekä parantaa mittausten tarkkuutta, luotettavuutta ja käytettävyyttä hyödyntämällä IoT-teknologioita. Tavoitteena oli kehittää edullinen, joustava ja tarkka ratkaisu, joka soveltuu sekä sisä- että ulkoharjoitteluun.

## Järjestelmän rakenne ja ominaisuudet
Järjestelmä koostuu useista itsenäisesti toimivista mittausyksiköistä sekä keskitetystä hallintaratkaisusta, joka kokoaa ja käsittelee mittausdatan. Harjoituskartioihin integroidut anturit tunnistavat urheilijan liikkeet ja välittävät tapahtumatiedot palvelimelle, jossa tapahtumat aikaleimataan ja harjoituksen toimintaa hallitaan.

Järjestelmän keskeisiä ominaisuuksia ovat:
* langaton tiedonsiirto mittayksiköiden välillä (Wi-Fi)
* reaaliaikainen ajanotto ja tapahtumaloki
* visuaalinen ohjaus LED-valoilla
* tietokantapohjainen datan tallennus ja analysointi

## Arkkitehtuurin kehitys
Alkuperäinen ratkaisu perustui keskitettyyn malliin, jossa kaikki tapahtumien käsittely tehtiin yhdessä pisteessä. Tämä johti käytännössä viiveisiin ja synkronointiin liittyviin haasteisiin erityisesti useamman mittausyksikön samanaikaisessa käytössä.

Ratkaisua kehitettiin siten, että mittausyksiköt pystyvät käsittelemään tapahtumia myös paikallisesti ilman jatkuvaa keskitettyä ohjausta. Uudistetussa arkkitehtuurissa keskitetty komponentti toimii ensisijaisesti koordinoivassa roolissa sekä tiedon kokoajana ja tallentajana, kun taas mittausyksiköt vastaavat tapahtumien tunnistamisesta ja esikäsittelystä. Eri mittauspisteiden ajallinen yhtenäisyys varmistettiin synkronointimenetelmällä, jonka avulla tapahtumat voidaan aikaleimata keskenään vertailukelpoisesti.

## Testitulokset ja hyödyt
Järjestelmää testattiin sekä sisä- että ulkotiloissa. Mittaustarkkuus oli noin ±10 millisekuntia, ja keskimääräinen mittausvirhe pysyi 5–15 millisekunnin välillä.

Järjestelmän etuja ovat:
* Tarkempi suorituskyvyn mittaus ja yksityiskohtainen osasuoritusten analysointi.
* NTP-pohjainen synkronointi mahdollistaa tarkan ja yhdenmukaisen tapahtumien kirjaamisen.
* Reaaliaikainen palaute tukee harjoittelun seurantaa.
* Automaattinen ajanotto vähentää manuaalisen mittauksen tarvetta ja virheitä.

Ratkaisua voidaan hyödyntää esimerkiksi:
* sprintti- ja ketteryysharjoituksissa
* reaktioharjoittelussa
* urheilututkimuksessa
* valmennuksen analytiikassa

## Tulevaisuuden näkymät
Jatkokehityksen näkökulmasta laitteiston mekaanista ja sähköistä toimintavarmuutta tulisi edelleen parantaa, jotta järjestelmä toimisi luotettavasti myös vaativissa sääolosuhteissa. Lisäksi akkujen energiatehokkuutta voitaisiin optimoida. Tulevaisuuden kehitystyö voi sisältää kehittyneempää data-analytiikkaa, mobiilisovellustukea sekä pilvipohjaista etävalvontaa.

## Projektiryhmä
* Teemu Matilainen, Lehtori, Savonia-ammattikorkeakoulu
* Markku Kellomäki, Lehtori, Savonia-ammattikorkeakoulu
* Kiet Bui, Opiskelija, Savonia-ammattikorkeakoulu
* Eric Darko, Opiskelija, Savonia-ammattikorkeakoulu