Çarşamba , 25 Kasım 2020
Nesnelerin İnterneti - IoT 1 – iot ve sensor uygulamalari a1

Nesnelerin İnterneti – IoT

Nesnelerin interneti (IoT) özetlemek gerekirse, nesnelerin insan müdahalesi olmadan, kendi aralarında belirli protokoller aracılığı ile kontak kurmasıyla oluşan veri ağıdır.

Her geçen gün popülaritesi ve kullanım alanı artan nesnelerin interneti kapsamında 2016 itibari ile akıllı telefonlar, tabletler ve bilgisayarlar haricinde ortalama 6,4 milyar ile 9 milyar içinde cihazın internete bağlı olduğu tahmin ediliyor. Bu sayı tüm cihazlar dahil edildiğinde ortalama 17,6 milyar olarak tahmin ediliyor. 2020 itibariyle her biri seyretmek ve denetlemek için geliştirilmiş uygulama içeren aygıt sayısının 30 milyarı bulması umut ediliyor.

IoT ile birçok endüstride cihazların birbirlerine bağlanması sağlanıyor. Bu kontakt ağı sensör pazarıyla doğru orantılı olarak gelişiyor. Önümüzdeki 10 yıl içinde her yıl ortalama 1 trilyon sensörün konuşlandırılacağı ve 20 yıl içinde ortalama 45 trilyon sensörün ağa bağlı olacağı öngörülüyor.

nesnelerin interneti

Sensör Uygulamaları

Akıllı sensörler, IoT’nin yalnızca minik bir bölümünü temsil etse de onlar olmadan IoT de mevcut olamazdı. Akıllı sensörler veri dağıtımında oldukça mühim bir rol oynamakta, birçok yeni uygulama için mühim bir etkinleştirici olarak yer almakta ve nesnelerin interneti zincirine daha çok bağlantı ve analitik kazandırmaktadır. Sensörlerin yanı sıra radyo frekansı tanımlama (RFID) etiketleri ve okuyucuları da IoT uygulamalarında oldukça sık kullanılıyor. Aşağıda örnek olarak ultrasonik, sonar, kızılötesi, lazer sensör teknolojilerinden ve düzey, sıvı tanımlama, ışık, renk,  dokunma sensörleri şeklinde tiplerinden bahsedeceğim;

Ultrasonik sensörler: katı ve sıvı nesnelerin temassız algılanması için tasarlanmıştır. Bu sensörler, bir tanktaki su seviyesinin izlenmesinden akışkan tanıma/konsantrasyona, nesne yakınlığını tespit etmekten oldukça çeşitli işlevler için kullanılır. Ultrasonik sensörler, IoT ürün geliştirme için olmazsa olmaz bir unsur haline geldi ve akıllı bağlantılı ürünler oluşturmak için (akıllı çöp kutuları şeklinde) yaygın olarak kullanılıyor. Bu sensörler, yüksek frekanslı ses dalgaları üretmek ve hedef tarafınca yansıyan yankıyı almak için tasarlandı. Bu sensörler geniş bir uygulama yelpazesinde, renklerin, yüzey dokusunun yada şeffaflığın belirlenmesinin mühim olmadığı durumlarda kullanılıyor.

Düzey sensörleri: için her biri belirli özelliklere haiz geniş bir uygulama yelpazesi vardır. Sıvı seviyesi için en tipik uygulamalar belirli sıvıların tank sıvı seviyesinin ölçülmesini ihtiva eder.

Sıvı tanımlama / konsantrasyon uygulamaları: değişik sıvıların arasındaki seslerin yayılma hızındaki değişimleri ihtiva eder. Sensör, malum bir mesafenin ToF (time of flight) kıymetini ölçer. Bu kıymet, sıvıyı tanımlamak için kullanılan bir arama tablosundaki (lookup table) değerlerle karşılaştırılarak çözümleme edilebilir.

Işık sensörleri: yaklaşım (proximity) sensörü kategorisinde düşünülebilir.  Algılanan ışık miktarı ile paralel olarak Fotoresistör yada Fotovoltaik pillerin voltajını değiştiren rahat bir sensördür.

Renk sensörleri: değişik renklerin değişik yoğunlukta yansıtılmaları belirleyici olmaktadır. Mesela turuncu renk kırmızı ışığı yeşil renkten daha büyük bir oranda yansıtır. Belirli bir renge haiz bir nesnenin varlığını saptamak yada nesnelerin yada yüzeylerin türünü algılamak için kullanılabilirler.

Dokunma sensörü: yakınlık sensörleri kategorisine dahil edilebilir ve nesneleri, direkt temas ile yada minik bir mesafede algılamak suretiyle tasarlanmışlardır.

kızılötesi sensör ve serit kontrol sistemi

Kızılötesi algılayıcılar: bir ortamdaki nesneleri bulmak için, IR LED vasıtasıyla iletilen IR ışığını ölçer. Nesnelerin İnternetinde kızılötesi sensörler, yakınlık sensörleri, motor kontrolü ve düzey sensörleri şeklinde sensörleri kullanan akıllı ürünler oluşturmak için yaygın olarak kullanılır. Bu sensörler askeri ürünlerden tüketim mallarına kadar oldukça sayıda endüstride kullanım alanı bulabilir. Kızılötesi sensörler, kalp hızı ve fitness monitörleri, güvenlik alarm devreleri ve akıllı oyuncaklar şeklinde bir takım akıllı ürün oluşturmak için de kullanılır. Bu tür bir sensör, nesne kaçınılması, mesafe ölçümü yada hat izleyen uygulamalar şeklinde navigasyon uygulamalarında oldukça popülerdir. Kızılötesi ışıklara ve güneş ışığına karşı oldukça hassastır. Bu yüzden düşük ışıklı alanlarda IR sensörleri yüksek hassasiyetle kullanılabilir.

Sonar sensörler: öncelikli olarak nesne idrak etme için navigasyon uygulamalarında kullanılır. Bu tür bir algılayıcı oldukça pahalı olduğundan büyük bütçeye haiz projelerde yer alır. Yüksek performanslara haiz bu sensörlerden yeraltında yada dalgıç robot uygulamalarında yararlanılır.

Lazer sensörler: lazer ışığı ile uzun mesafedeki bir hedefi seyretmek ve saptamak için kullanılır. Lazer sensörleri ölçümde oldukça kırılgan ve bununla beraber oldukça pahalıdır.

Sensör Tümleştirme Iyi mi Yapılabilir?
IoT uygulamaları değişik sensörlerden gelen verilerin tamamlayıcı, rekabetçi yada işbirlikçi olarak kullanılmasını da kapsar.

– Tamamlayıcı: Bireysel sensörler direkt birbirlerine bağlı değildir, sadece veriler daha eksiksiz informasyon için birleştirilebilir. Örnek olarak, bir ev yada iş yerinin tam olarak kapsanması için güvenlik kameraları birden fazla video akışını kullanıyor olabilir.

– Rekabetçi: Bir ağdaki her sensör (aynı özellik için) bağımsız bir ölçüm sağlar. Hataya dayanıklı bir uçuş denetim sistemi, üç değişik geribildirim döngüsünü içerebilir ve çoğunluk oyu temelinde kararlar alabilir ve tek bir yol başarısız olursa doğru şekilde çalışmasına olanak verecek şekilde çalışabilir.

– İşbirlikçi: Birleştirilmiş ağ, tek bir sensörden elde edilemeyecek detayları geliştirmek için birden oldukça bağımsız sensörden gelen detayları kullanır. Mesela stereoskopik görüntü, gözlemlenen sahnenin üç boyutlu bir görüntüsünü oluşturmak için iki kameradan alınan iki boyutlu verileri kullanır.

iot uygulamaları

IoT Uygulamaları

IoT çözümleme ve işlemleri için lüzumlu olan ham araç-gereç gerçek zamanlı verilerin alınmasıdır. Bu sebeple sensörler aşağıdaki alanlar için geliştirilen birçok uygulamada yer alır.

  • Akıllı şehirler,
  • Akıllı çevre,
  • Su kontrolü ve ölçümleri,
  • Güvenlik ve önlemler,
  • Üretim tesislerinde verimliliğin artırılması,
  • Endüstriyel otomasyon uygulamaları
  • Ödeme-reklam-pazarlama uygulamaları,
  • Lojistik uygulamaları,
  • Vasıta takip sistemleri,
  • Hasta takip sistemleri,
  • Sıhhat uygulamaları,
  • Maden uygulamaları,
  • Endüstriyel uygulamalar,
  • Akıllı ziraat – hayvancılık uygulamaları,
  • Ev otomasyon uygulamaları,
  • Giyilebilir uygulamalar
  • Otomotiv ve ulaşım uygulamaları
  • Enerji yönetimi uygulamaları

Bu tür uygulamalara aşağıdakiler şeklinde örnekler verilebilir;

  • IoT’nin mühim uygulamalarından bazıları madencilik bölgelerinde, özerk olarak çalışan madencilik araçlarında görülür. Sürücüsüz makinelerde, yağ basıncı, filtreler ve öteki kamyon bileşenleri hakkında kablosuz bağlantılar (uydu, hücresel ve ötekiler şeklinde) vasıtasıyla çeşitli sensörler informasyon aktarabilir. Ekipmanın yaşamsal bulguları izlenerek gerektiğinde teknik ekibe bakım önerileri yada alarm durumları gönderilebilir.
  • IoT teknolojisi kullanılan bir garaja yaklaşıldığında, algılayıcılar araçları belirler ve onları mevcut park yerlerine yönlendirir. Garajın her tarafınca, sensörle donatılmış LED ışıkları, sürücüler gelip geldikçe aydınlanıp kararabilir.
  • Akıllı vasıta teknolojisinde de IoT’den yararlanılır. Otomobillerin her yerinde bulunan sensörler tarafınca üretilen büyük veriler ile kendileri için düşünen otomobiller geliştirilebilir. Bu yenilikler yardımıyla sürücülere ve bilhassa hususi gereksinimleri olan sürücülere ve yaşlılara büyük yararlar sağlanabilir. Araçlar için herhangi bir hasar ya da çarpışma anında sahibini akıllı telefon (giyilebilir akıllı cihazlar) üstünden bilgilendirme sistemi sağlanabilir ve sonrası için de sigorta şirketi yetkilisi ile kontakt kurulması önerilebilir.
  • Uçaklarda her bir parçanın internete bağlı olması ile motordan kanatlara ve iniş takımına kadar oluşabilecek mekanik problemlerin evvelde rapor edilmesi sağlanabilir. Buna ek olarak uzaktan denetim mümkün olabilir.
  • Çöp kutularının boşaltılması gerektiği bilgisi alınabilir.
  • Rutubet ve fırtına ikazları şeklinde informasyon elde eden iklim kontrolü uygulamaları yapılabilir.
  • Işınım seviyelerinin saptanması (Fukushima Nükleer Santrali ve çevresinde etken olarak yapılmaktadır) sağlanabilir. Endüstriyel ortamlarda, kimyasal fabrikaların çevrelerinde ve maden ocaklarında gaz seviyelerinin ve sızıntılarının tespiti yapılabilir.
  • Taşıma şirketleri araçlarını izleyerek ve optimum hız, motor sağlığı, kilometre hesabı şeklinde ölçütleri takip ederek çevreye daha azca zararı dokunan olmanın yollarına gidebilir. Bu sayede yakıt tüketimi minimize edilebilir.
  • Akıllı enerji uygulamaları kapsamında iç mekanların entegre bir halde enerji ve su tasarrufu sağlanabilir. Kazaları önlemek ve enerji tasarrufu yapmak için uzaktan kumanda sistemleri ve davetsiz misafirleri önlemek için pencere ve kapı denetim sistemleri yapılabilir.
  • Yiyecek ve içecekler de dahil tüketiciye sunulan birçok ürün ile sensörler vasıtasıyla kontakt sağlanabilir.
  • Ziraat alanında toprak verimliliği şeklinde faktörler IoT ve büyük veri ile takip edilebilir. Bu sayede çiftçiler daha iyi ürün geliştirebilmek için toprağın ne süre sulanması icap ettiğini daha kolay takip edebilirler. Bu sayede işletme maliyetlerinin de azaltılması sağlanabilir. Benzer şekilde hayvancılıkla uğraşanlar da hayvanlarını IoT ile takip edebilir (web of cows), böylece kaybolma ve çalınma durumlarının önüne geçilebilir. Akıllı hayvan yetiştiriciliği kapsamında çiftliklerde hava kalitesinin incelenmesi, havalandırma ve zararı dokunan gazların tespiti yapılabilir.
  • Eğlence merkezlerinde kullanılabilen RFID bileklikleri ile merkezlerdeki park yeri kullanımı, yiyecek satın alma, süratli bir halde bilet alarak geçiş yapmak mümkün olabilir. Bununla birlikte bu veriler ile merkezde talep gören/görmeyen özellikler takip edilebilir.
  • Üretim sahasında kullanılan makinelere aynı sensör teknolojileri uygulanırsa, bir problem oluştuğunda üretim sorumlularına informasyon gönderilebilir. Belirli bir süre aralığında üretilen parçaların tekrardan üretilmesi gerektiği mevzusunda da uyarı alınması mümkün olabilir.
  • E-sağlık uygulamalarında bireylerde izlenebilecek, kandaki oksijen (SPO2), kan şekeri, hava akışı (nefes alma), vücut ısısı, elektrokardiyogram (EKG), tansiyon, hasta konumu şeklinde ölçümler değişik sensörler ile yapılabilir. Bunlar şeklinde seyretme amaçlı ölçümlerin yanı sıra, tıbbi ve biyomedikal alanda sensör uygulamaları ile hastalıkların erken teşhisi ve risk faktörlerinin belirlenmesi sağlanabilir. Mesela akıllı sıvı yönetimi çözümleri ile kateterizasyon tekniği ile hastaların CBT’si (core body temperature) ve idrar çıkışını otomatikman ölçülerek yaşamsal bulgular izlenebilir. Enfeksiyonları önlemenin yanı sıra diyabet, prostat kanseri, kalp yetmezliği ve sepsis şeklinde tıbbi durumlarda erken bakıma/tedaviye başlanabilir. Lüzumlu sıhhat kuruluşlarına/personellerine ve yakınlara kablosuz olarak, her yerde direkt rapor ve alarm verileri iletilebilir.
  • Yalnız yaşayan yaşlılar ve engelliler için destek uygulamalar geliştirilebilir. Hastanelerde ve evlerde hastaların durumlarının takip edeni yapılabilir. UV güneş ışınlarının ölçümü, hava temizliği şeklinde çevresel faktörler takip edilebilir.
  • Aşı, ilaç şeklinde malzemelerin depolandığı alanların, dondurucuların koşullarının kontrolü sağlanabilir.
  • Hastalar tarafınca giyilen Bluetooth özellikli idrak etme cihazları tarafınca üretilen biyometrik verileri seyretmek, kaydetmek ve çözümleme etmek için mobil uygulamalar kullanılabilir. Bu uygulamalar hastabakıcıların daha süratli ve bilgili kararlar vermelerine destek olmak için sensör verilerini çözümleme ederek bu tarz şeyleri elektronik tıbbi kayıtlar ve öteki klinik bilgilerle eşleştirebilir.
  • Akıllı Uyku uygulamaları ile uyku durumunu seyretmek ve iyileştirmek mümkün olmaktadır. Kullanıcının uyku düzenini çözümleme eden çeşitli sensörler ve sensör teknolojisi kombinasyonlarını kullanarak uyku standardını izleyen oldukça sayıda aygıt bulunur. Uyku durumlarını seyretmek için akıllı telefonlar ve bileklikler şeklinde cihazlar kullanılır.
  • Nehirlerde, barajlarda, denizlerde (sularda) kimyasal atık kontrolü yapılabilir.
  • Su seviyesi kontrolü ve su kaçağı kontrolü – kanallardaki su basıncı farkı analizi- yapılabilir.
  • Güvenlik açısından birçok uygulama geliştirilebilir. Mesela erişimi sınırı olan olması ihtiyaç duyulan alanlarda yetkisiz kişilerin tespiti yapılabilir. Veri merkezleri, depolar şeklinde kırılgan iç mekanlarda sıvı, gaz kaçağı şeklinde durumlar takip edilebilir.
  • Müdafa endüstri alanındaki uygulamaları da unutmamak gerekir. IoT teknolojilerinin kullanımı askerleri seyretmek ve onları birbirlerine ve komuta zincirine bağlamak ve güvenliklerini sağlamak için her geçen gün artabilir.
Nesnelerin İnterneti - IoT 2 – IOT works
How IOT Works

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir