PROGRAMLAMADA YENİ EĞİLİMLER

Sensör: Fiziksel ortamdan, yani çevreden gelen çeşitli türdeki girdileri algılayan ve bu algıyı elektronik sinyallere çeviren aygıttır. Bu girdiler, ısı, hareket, nem, basınç veya çok sayıda diğer çevresel olgudan herhangi biri olabilir. Çıktı genellikle, sensör aracılığıyla insan tarafından okunabilir gösterime dönüştürülen veya daha karmaşık işlemler için bir ağ üzerinden iletilen elektronik sinyallerdir.

Bu nedenle doğru yanıt a) seçeneğidir.

Sensörler, günümüzde hemen her alanda karşımıza çıkmakta ve kullanım alanları teknolojik gelişime paralel olarak çeşitlenmektedir. İlk düşündüğümüzde etrafımızdaki sensörlerin kolaylıkla farkına varmasak da, aşağıda küçük bir grubuna değindiğimiz sensörleri göz önünde bulundurduğumuzda, etrafımızın bu elektronik cihazlarla nasıl sarıldığını kolaylıkla fark ederiz. En çok kullanım alanına sahip, belli başlı sensörleri çeşitlerine göre aşağıdaki şekilde sınıandırılabilmek olasıdır:

Bu nedenle doğru yanıt a) seçeneğidir.

RFID teknolojisi nesnelere eklenen etiketleri otomatik olarak tanımlamak ve izlemek için elektromanyetik alanları kullanır. Etiketler elektronik olarak saklanan bilgileri içerir. Pasif, yani bir güç ünitesi gerektirmeyen etiketler, yakındaki bir RFID okuyucunun sorgu anında oluşturduğu radyo dalgalarından enerji toplar. Aktif etiketler, pil gibi yerel bir güç kaynağına sahiptir ve RFID okuyucudan yüzlerce metre uzakta çalışabilir.

Bu nedenle doğru yanıt a) seçeneğidir.

Bir gömülü sistem genelde analog sinyali sayısal sinyale çeviren A/D çevirici, mikro işlemci/kontrolcü, bellek, arabirimlerin protokollerini işleyen arabirim kontrolörleri (USB, WiFi, Bluetooth vb.) ve sensörlerin bağlanabileceği portlardan oluşmaktadır

Bu nedenle doğru yanıt a) seçeneğidir.

Hiç şüphesiz, Nesnelerin İnterneti söz konusu olduğunda genel istemler ve sunulan teknolojiler çerçevesinde farklı iletişim teknolojileri ve altyapıları karşımıza çıkmaktadır. Bu bölümde dört farklı temel iletişim altyapısı irdelenecektir.

Nesneden Nesneye İletişim

Nesneden nesneye iletişim modelinde iki veya ikiden fazla nesne, üçüncü bir uygulama servisine ihtiyaç duymadan birbirleriyle doğrudan iletişim içindedirler. Bu cihazlar IP veya Internet gibi genel ağ protokollerini tercih edebildikleri gibi daha özel protokoller de kullanabilmektedirler. Bu protokoller içerisinde Bluetooth, Z-Wave ve ZigBee protokolleri öne çıkan temel protokollerdir. Tabii, hangi protokolün kullanılacağı doğrultusundaki seçimleri belirleyen etkenler, cihazların birbirlerinden uzaklığı, kullanılacak güç ünitelerinin taşınabilir olma kapasitesi gibi, probleme bağımlı nitelikleri kapsamaktadır.

Nesne Bulut İletişimi

Nesnelerin İnterneti kavramının gelişiminde en önemli iletişim mekanizmalarından birisi olan nesne bulut iletişiminde her bir nesne veri alışverişinde bulunmak ve ileti trafiğini kontrol etmek için uygulama hizmeti sağlayıcısı gibi doğrudan bir İnternet bulut hizmetine bağlanır. Bu teknolojide bulut hizmetinin alındığı yapı ile nesne arasındaki iletişimde geleneksel kablolu Ethernet ağı veya Wi-Fi teknolojisinden yararlanılmaktadır.

Nesne-Ağ Geçidi İletişim Modeli

Bu iletişim modelinde nesne ile bulutta sağlanacak hizmet arasında konuşlanmış bir Uygulama Katmanı Ağ geçidi (UKA) aracılık hizmeti sağlamaktadır. Nesne, bir bulut hizmetine erişmek için bir UKA servisi aracılığıyla kanal olarak bağlanır. Daha basit terimlerle, bu, cihaz ve bulut hizmeti arasında aracı olarak görev yapan ve veri veya protokol çevirisi gibi güvenlik ve diğer işlevsellik sağlayan bir uygulama yazılımıdır. Bu yazılım da yerel ağdaki bir ağ geçidinde konuşlanmıştır.

Arka Uç Veri Paylaşım Modeli

Arka uç veri paylaşım modeli, kullanıcıların akıllı nesne verilerini bir bulut hizmetinden ve farklı kaynaklardan gelen verilerle birlikte işlemesine ve analiz etmesine olanak tanıyan bir iletişim mimarisini ifade eder. Bu mimari, “yüklenen sensör verisine üçüncü taraara erişim izni verme isteğini” desteklemektedir. Bir başka deyişle sadece nesne ile bulut iletişimi, verinin buluttaki servis tarafından kullanılmasına olanak tanırken arka uç veri paylaşım modeli, bir anlamda bulut servisleri arasında da verinin dağıtımını desteklemektedir

Bu nedenle doğru yanıt a) seçeneğidir.

Nesnelerin interneti altyapısında kullanılan iletişim protokolleri belirlenirken, bu protokoller için geçerli varsayımlar aşağıda belirtilmiştir.

Bu nedenle doğru yanıt a) seçeneğidir.

MQTT (Message Queing Telemetri Transport) veya bir başka tanımla Mesaj Kuyruk Telemetri Ulaşım protokolü, Nesnelerin İnterneti uygulamaları için tasarlanmış hafif bir uygulama katmanı protokolüdür. Veri iletimi için yayınlama/abone mantığını kullanmaktadır. TCP/IP yığıtının üzerinde çalışan MQTT, ölçeklendirilebilir bir protokol olarak Nesnelerin İnterneti için geliştirilmiş olup bir dizi yararlı özelliği barındırır. Bu protokolün nasıl çalıştığı en basit biçimde şöyle ifade edilebilir: Not veya poster asabileceğiniz bir bülten tahtası düşünün. Duyurmak istediğiniz ilginç bir veriniz olduğunda nasıl bu veriyi ilan tahtasına asarsanız, bu protokol de aynı şekilde işlemektedir. Böylece, konunuzla ilgilenen herkes mesajınızı okuyabilir. MQTT protokolünde, katılımcı cihazların iki kategorisi bulunmaktadır. Bunlara aracılar (broker) ve müşteriler (client) denir. Müşteriler, verilere erişebilecek veya değiştirebilecek cihazlardır. Aracılar ise verileri barındıran ve aktaran cihazlardır. MQTT, temelde bir asenkron haberleşme protokolüdür. Mesaj yayıncıları ve mesaj alıcılar arasında eşzamansız iletişim olmaktadır. Bu protokolün en önemli özelliği basit olması ve kaynak tüketiminde oldukça ekonomik davranmasıdır.

Bu nedenle doğru yanıt a) seçeneğidir.

Wi-Fi bir veri-bağlantı katmanı protokolü olup, bir uygulama katmanı protokolü değildir.

Bu nedenle doğru yanıt a) seçeneğidir.

İki Bluetooth aygıtı birbirleriyle konuşmak istediğinde, eşleştirilmeleri gerekir. Bluetooth aygıtları arasındaki iletişim kısa menzilli, pikonet olarak ad hoc (ortak kontrol noktası olmayan ağ yapısı) ağlar üzerinden gerçekleşir. Bir pikonet, Bluetooth teknolojisi kullanılarak bağlanan bir cihaz ağıdır. Bir ağ kurulduğunda, bu ağ içerisinde bir cihaz ana rol üstlenirken diğer cihazlar bu ağa bağlanan ve sadece veri alıp verebilen cihazlar olarak görev yapar. Ana cihaz, ağın yapısının denetlenmesini sağlamak için de ayrı bir görev üstlenir. Pikonetler, farklı Bluetooth cihazları radyo iletişim yakınlığına girip çıktıkça dinamik ve otomatik olarak kurulur.

Bu nedenle doğru yanıt a) seçeneğidir.

Z-Wave, 2004 yılında ortaya çıkan ve günümüz ev otomasyon sistemlerinde yaygın bir kullanıma ulaşmış, radyo sinyalleriyle haberleşme esasına dayalı bir protokol ve bu protokolü destekleyen cihaz teknolojisini tanımlamaktadır. Z-Wave cihazlar Amerika’da 908.42 MHz, Avrupa’da ise 868.42 MHz iletişim bandında çalışmaktadırlar. Bir Z-Wave ağı teoride 232 düğümü desteklemekte, ancak pratik uygulamalarda düğüm sayısının 30-40 düğümü aşması durumunda iletişim problemleriyle karşılaşıldığı not edilmektedir.

Bu nedenle doğru yanıt a) seçeneğidir.

Akustik ve ses sensörleri: Bu sensörler havada veya denizaltında, titreşim üreten nesnelerin algılanmasını sağlamaktadırlar (Ör. Mikrofon, hidrofon vb.).

Termal ve ısı sensörleri: Bu sensörler ortam ısısını ve sıcaklığını algılamak için kullanılmaktadırlar (Ör. Termokapıl, kalorimetre, gordon sensörü vb.).

Yaklaşma ve varlık bildirim sensörleri: Bu sensörler ortamdaki hareketleri algı- lamada kullanılmaktadırlar (Ör. Otomobil park etme işlemlerinde kullanılan yakınlık sensörleri, hırsız alarmlarında kullanılan harekete duyarlı varlık bildirim sensörleri vb.).

Etiket çipinin belleğinde saklanan elektronik ürün kodu (Electronic Product Code– EPC) bir RFID yazıcı tarafından etikete yazılır ve sonuçta etiket kodu 96 bitlik veri dizisi biçimini alır. İlk sekiz bit, protokolün sürümünü tanımlayan bir başlıktır. Sonraki 28 bit, bu etiket için verileri yöneten organizasyonu tanımlar. Kuruluş numarası EPCglobal konsorsiyumu tarafından atanır. Sonraki 24 bit, ürün türünü tanımlayan bir nesne sınıfıdır. Son 36 bit ise o etikete ait benzersiz bir seri numarasıdır. Bu son iki alan, etiketi yayınlayan kuruluş tarafından belirlenir. Toplam elektronik ürün kod numarası, belirli bir ürünün benzersiz şekilde tanımlanması için genel bir veri tabanında anahtar olarak kullanılabilir.

RFID teknolojisi nesnelere eklenen etiketleri otomatik olarak tanımlamak ve izlemek için elektromanyetik alanları kullanır. Etiketler elektronik olarak saklanan bilgileri içerir. Pasif, yani bir güç ünitesi gerektirmeyen etiketler, yakındaki bir RFID okuyucunun sorgu anında oluşturduğu radyo dalgalarından enerji toplar.

Gömülü sistem uygulama yazılımı, sadece donanım aygıtlarının sınırlı ve temel işlevlerini kontrol etmek için kullanılır ve genellikle kullanıcı girişine ihtiyaç duymaz. Yazılım çoğunlukla kullanıcıdan bağımsız işlemekte ve fonksiyonları harici kontrollerle etkinleştirilmektedir. Gerektiğinde kalibre edilebilmesi için kontrol pinleri kullanılabilmekte ve bu kontroller uzun zaman aralıklarıyla gerçekleşmektedir.

Nesneden nesneye iletişim modelinde iki veya ikiden fazla nesne, üçüncü bir uygulama servisine ihtiyaç duymadan birbirleriyle doğrudan iletişim içindedirler.

Bu cihazlar IP veya Internet gibi genel ağ protokollerini tercih edebildikleri gibi daha özel protokoller de (Bluetooth, Z-Wave ve ZigBee) kullanabilmektedirler. 

Nesneden nesneye iletişimdeki en önemli sorun, farklı firmalara ait cihazların veri iletiminde farklı protokoller kullanıyor olmasıdır.

Nesne-Ağ geçidi iletişim modeli, günümüzde en geniş kapsamlı ve esnek iletişim modeli olarak göze çarpan teknolojidir. Ağ Geçidi güvenlik sağladığı gibi veri ve protokol çevrimi gibi yükümlülüklerle bağlanacak cihazlarla bulutta konuşlanmış servis arasında esnekliği sağlamaktadır.

Giyilebilir teknolojilerden elde edilen kalp atış hızı, yürünen mesafe, atılan adım gibi verilerin cep telefonu sayesinde sağlık monitörü uygulamasının konuşlandığı buluta yollanması ve bu verilerin işlenmesi, Nesne-Ağ Geçidi iletişim modelinin göze çarpan örneklerinden sadece bir tanesidir. Hangi marka olursa olsun giyilebilir cihazlardan alınan veriler, istenilen uygulama platformuna rahatlıkla entegre edilebilmektedir.

Günümüzde de yavaş yavaş kullanıma giren IPv6 protokolünün Nesnelerin İnterneti teknolojisi yönünde katabileceği en önemli özellikleri listeleyelim. • IPv6 protokolü ile IPv4 protokolünde desteklenen 32 bitlik adres alanı 128 bit (16 byte) alan ile yer değiştirmiştir. Böylece 2128 = 3.4E38 değişik cihaz tanımlanabilecektir. • IPSec desteği ile güvenlik sağlanabilmektedir. • Akış kontrolü ile Servis Kalitesi temelli yönlendirmeye olanak sağlamaktadır.

MQTT, temelde bir asenkron haberleşme protokolüdür. Mesaj yayıncıları ve mesaj alıcılar arasında eşzamansız iletişim olmaktadır. Bu protokolün en önemli özelliği basit olması ve kaynak tüketiminde oldukça ekonomik davranmasıdır.

XMPP Jaber tabanlı açık kaynak kodlu bir protokol olup anlık mesajlaşma, çoklu sohbet ve görüntülü görüşme için geliştirilmiştir. Hafif bir ara katman yazılımı olup çoklu düğümler arası veri birleştirme için oldukça etkili bir protokoldür. Başlangıçta sohbet programlarının temel protokolü olan XMPP, 2011 yılında tekrar güncellenerek Nesnelerin İnterneti altyapısına uygun standartlar içermesi sağlanmıştır.