Nesnelerin İnternetinde 11 Bağlantı Protokolü
Nesnelerin internetini kapsayan ürün bandında uygulama geliştirici olarak çalışanlar mühendisler için farklı bağlantı protokolleri bulunmaktadır. Ürün ve sistemin gereksinimlerine göre en uygun bağlantı türünü seçmek, prosesin verimli bir şekilde işleyebilmesinde önem taşımaktadır. Bu yazımızda nesnelerin internetinde bilinmesi gereken 11 bağlantı protokolünü inceledik.
Günümüzde birçok iletişim teknolojisi bulunmasına rağmen en yaygın olarak wi-fi, bluetooth, zigbee ile hücresel iletişimi sağlayan 3G, 4G ve 5G bilinmektedir. Ancak akıllı teknolojilerin artması, otomasyonun bina ve şehirlere de girmesiyle farklı uygulamalar için yeni ağ seçenekleri oluşturulmuştur. Uygulamaya bağlı olarak veri gereksinimi, güç talebi, güvenlik ve pil ömrü gibi faktörler dikkate alınarak en uygun ağ seçeneği belirlenmekte ve uygulama geliştirmesi bu şekilde devam etmektedir. Nesnelerin internetindeki bu ağ seçeneklerini maddeler halinde inceleyelim.
1) Bluetooth
Bluetooth, bilgisayar ve birçok elektronik üründe önemli bir kısa menzilli iletişim teknolojisi olarak teknoloji pazarında yükselmeye devam etmektedir. Giyilebilir ürünlerin bağlantı teknolojisinde anahtar olması beklenen bluetooth, düşük enerjili (BLE) ve akıllı (Smart) markalarıyla ve azaltılmış güç tüketimiyle nesnelerin interneti geliştiricilerine çözümler sunmaktadır.
Smart/BLE dosya aktarımında kullanıldığında veri boyutları nedeniyle birçok dezavantaj sunarken, mobil cihaz bağlantısı ve entegrasyonununda sağladığı üstünlüklerle önemli bir avantaja sahiptir. Buletooth SIG’e göre iOS, android ve windows tabanlı modeller dahil olmak üzere bluetooth özellikli akıllı telefonların %90’ı 2018 yılında “Smart Ready” teknolojisini kullanacak. Ayrıca internet protokolü desteği ve 6LoWPAN bağlantısıyla internete erişim mümkün olacaktır.
► Standard: Bluetooth 4.2 core specification
► Frekans: 2.4 GHz (ISM)
► Menzil: 50-150m (Smart/Ble)
► Veri Transferi: 1Mbps
2) ZigBee
ZigBee, bluetooth ile benzerlik göstermektedir. IEEE802.15.4 protokolüne dayanan ZigBee, seyrek veri alışverişi gerektiren tüketici ve endüstriyel ekipmanlarda kullanılmaktadır. Kısa menzilli bir iletişim sağlar. ZigBee Pro ve ZigBee RF4CE modelleri bulunmaktadır. ZigBee / RF4CE karmaşık sistemler için yüksek güvenlik, sağlamlık ve fazla düğüm sayısı ile yüksek ölçeklenebilirlik sunmaktadır. Kablosuz kontrol ve sensör ağlarındaki uyumu ile M2M ile IoT uygulamalarında önemli bir role sahiptir. Geçtiğimiz günlerde farklı kablosuz iletişim standartları tek bir standart haline getirilerek ZigBee 3.0 piyasaya sürülmüştür.
► Standard: Zigbee 3.0 IEEE802.15.4
► Frekans: 2.4 GHz (ISM)
► Menzil: 10-100m (Smart/Ble)
► Veri Transferi: 250Kbps
3) Z-Wave
Ev ve bina otomasyonu için tasarlanmış düşük güçlü RF iletişim teknolojisidir. 100kbit/s’ye kadar veri iletimi sağlayan Z-Wave, optimize şekilde güvenli ve düşük kayıplı bir iletişim sağlar. Yüksek ölçeklenebilirliği ile 232 cihaza kadar kontrol sağlayabilmektedir. En büyük avantajı bağımsız ve takım çalışmasına uyumlu olmasıdır. Örneğin; ofisin ışıklarının açılmasıyla ofis içi sıcaklığı, önceden belirlenmiş set değerine ayarlanabilmektedir.
► Standard: Z-Wave Alliance ZAD12837 / ITU-T G.9959
► Frekans: 900 MHz (ISM)
► Menzil: 30m (Smart/Ble)
► Veri Transferi: 9.6/40/100 Kbps
4) 6LoWPAN
IEEE 802.15.4 standardına uygun olarak çalışan IPv6 ağ teknolojisidir. Özellikle üretim veya satış yapan işletmeler için stok görüntülemede ve sağlık takip cihazlarında kullanılmaktadır. Güvenli, uzun ömürlü ve düşük bellek kullanması nedeniyle önemli bir avantaja sahiptir. 75 m düzeyinde orta mesafeli kapsama alanına sahiptir. Adresleme tipi 16 ve 64 bitliktir.
► Standard: RFC 6282
► Frekans: Bluetooth Smart 2.4 GHz / ZigBee / Düşük Güçlü RF
► Menzil: N/A
► Veri Transferi: N/A
5) Thread
Ev otomasyonunda kullanılan bir ağ protokolüdür. Kablosuz ve örgüsel bir ağ yapısıdır. Düşük enerjili olan Thread ile yüzlerce cihaz birbirine veya buluta bağlanabilmektedir. Kar amacı gütmeyen Thread Grup tarafından geliştirilmiştir. Samsung, Silicon Labs, ARM gibi dünya devi markalar tarafından desteklenmektedir.
► Standard: Thread (IEEE 802.15.4 ve 6LowPAN)
► Frekans: 2.4 GHz (ISM)
► Menzil: N/A
► Veri Transferi: N/A
6) Wi-Fi
Wi-Fi bağlantısı birçok geliştirici için vazgeçilmez bir tercihtir. Mevcut alt yapısının çok geniş olması, evlerde/ofislerde yaygın olarak kullanılması ve büyük boyutlu veri aktarımının mümkün olması nedeniyle önemli bir avantaja sahiptir. Ancak nesnelerin interneti uygulamalarında özellikle küçük boyutlu cihazlar için fazla güç tüketimine neden olmasından dolayı daha kompleks uygulamalarda kullanılmaktadır.
► Standard: 802.11n
► Frekans: 2.4 GHz ve 5 GHz
► Menzil: Yaklaşık 50m
► Veri Transferi: Max 600Mbps
7) Hücresel
Uzun mesafeli nesnelerin interneti uygulamaları için 3G, 4G hücresel iletişim seçenekleri kullanılabilmektedir. Eğer uygulama kompleks değilse veri aktarım hızından taviz verip 4G yerine 3G kullanmak güç tüketimi açısından doğru bir tercih olacaktır. Özellikle düşük maliyetli geliştirme kitleri olan Raspberry Pi ve Arduino bu tip uygulamalarda sıklıkla kullanılmaktadır.
► Standard: GSM/GPRS/2G/3G/4G
► Frekans: 900/1800/1900/2100 MHz
► Menzil: GSM için max 35km
► Veri Transferi: 4G için 3-10 Mbps, 3G HSPA için 600 kbps -10 Mbps
8) NFC
İngilizce Near Field Communication’ın kısaltması olan yakın alan iletişimi NFC, elektronik cihazlar için güvenli iki yönlü iletişim sağlamaktadır. Tüketici elektroniğinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Özellikle temassız kart teknolojilerinde ödeme işlemlerinin hızlı gerçekleşmesini sağlamaktadır. Temassız kartlarda en az 4 cm veya daha az mesafelerde bilgi paylaşımı gerçekleştirilir.
► Standard: ISO/IEC 18000-3
► Frekans: 13.56 MHz (ISM)
► Menzil: 10cm
► Veri Transferi: 100-420 kbps
9) Sigfox
Güç tüketimini en aza indirmek için ultra dar bant aralığını kullanan hücresel iletişim çeşididir. Özellikle ev/bina sayaçları ile alarm sistemleri, sokak aydınlatması, güvenlik sistemleri başta olmak üzere akıllı ev ve akıllı şehirlerde kullanılmaktadır. 50 mikrowatt güç tüketen Sigfox ile 2.5Ah pil ile 20 yıl hizmet alınabilmektedir.
► Standard: Sigfox
► Frekans: 900 MHz
► Menzil: 30-50km şehirde, 3-10km kırsalda
► Veri Transferi: 10-1000 bps
10) Neul
1 GHz bandının altında çalışan Neul yüksek ölçeklenebilirlik, yüksek kapsama alanı, düşük güç tüketimi ve düşük maliyeti ile kablosuz ağlar arasında önemli bir konuma sahiptir. Saniyede 100 kbps'ye kadar veri iletim hızına sahiptir. 30 mA'lik 2 adet AA pil ile cihazların iletişimini sağlayabilirsiniz.
► Standard: Neul
► Frekans: 900 MHz (ISM)
► Menzil: 10km
► Veri Transferi: 100 kbps'e kadar
11) LoRaWAN
IoT ve M2M uygulamalarında kullanılmaktadır. Geniş alan iletişim sağlar. Akıllı şehir ve endüstriyel uygulamalar için optimum özelliklere sahiptir. Düşük maliyetli, mobil ve çift yönlü iletişim sağlaması en büyük avantajıdır.
► Standard: LoRaWAN
► Frekans: Değişken
► Menzil: 2-5km, 15km
► Veri Transferi: 0,3-50 kbps
Kaynak: rs-online.com
