User interface development and data visualization for building monitoring systems

Abstract

Die Anzahl und Bedeutung von Gebäudemonitoring und -steuerungssystemen nimmt stätig zu. In dieser Arbeit werden die Benutzeroberfläche (User Interface) und die Datenvisualisierung von solchen Systemen diskutiert. Die Komplexität von "Interface-" Entwicklung und die Anforderungen der Nutzergruppen wurden anhand von Fokusgruppen und einer Umfrage analysiert.<br />Aktuelle Prozesse der Entwicklung von Benutzeroberflächen und unterschiedliche Methoden zur digitalen und interaktiven Datenvisualisierung werden anhand des webbasierenden Gebäudemonitoringsystems, welches am Intitut für Bauphysik und Bauökologie an der Technischen Universität Wien im Zuge des Forschungsprojektes "Ubiquitous dynamic building performance monitoring" entwickelt wird, analysiert.<br />Eine Anzahl von Fallbeispielen von Gebäudemamangern werden diskutiert und mit der intuitiven webbasierenden Benutzeroberfläche gelöst. Das modulare System basiert auf "Google Web Toolkit" (GWT) und erlaubt eine große Flexibilität für Benutzer und Entwickler. Die interaktive Datenvisualisierung wurde in der Entwicklerumgebung "Unity" umgesetzt.<br />Es zeigt einen neuen Weg Daten einfach für Gebäudebenutzer und -manager zugänglich zu machen.<br />Ein 3D Modell des Institutes für Bauphysik und Bauökologie an der Technischen Universität Wien ist mit Echtzeitinnenraumdaten verbunden, wie zum Beispiel Temperatur, Fensterstatus oder ob ein Raum besetzt bzw.<br />belegt ist. Der Benutzer hat die Möglichkeit in dem Modell virtuell herumgehen und gleichzeitig die Daten eines jeden Raumes anzeigen zu können.<br />Weiters ist das Modell eine Vorbereitung für ein zukünftiges Augmented-Reality-System wie zum Beispiel die im April 2012 vorgestellte "Google Brille".<br />

The number of building monitoring and control systems is increasing steadily. In this thesis the importance of the user interface and the data visualization of such systems are discussed. The complexity of interface development and the desired user group's needs have been analyzed in focus groups and a survey.<br />User interface development processes and different methods of digital and interactive data visualizations are discussed in terms of the web based building monitoring system, which is developed at the Department of "Building Physics and Building Ecology" of the University of Technology Vienna in context of the research project "Ubiquitous dynamic building performance monitoring".<br />A number of use-cases on behalf of facility managers are discussed and solved with an intuitive web interface. The modular system is based on the "Google Web Toolkit" (GWT) framework and allows a high flexibility for developers and users. The interactive data visualization was developed in the authoring framework "Unity" and shows a new way of handling data and accessing it easily.<br />A 3D model of the Department of Building Physics and Building Ecology of the Vienna University of Technology is combined with real time indoor data visualization of temperature, windows status, and occupancy. The user can virtually walk around and access the data of each room in an intuitive way.<br />In addition, the 3D model is a preparation for upcoming augmented reality systems like "Google Glasses" presented in April 2012.