Download Internet of Things Midterm and more Lecture notes Internet and Information Access in PDF only on Docsity!
IoT Definition
İnternet of Things (IoT), birbirine bağlı cihazlardan oluşan bir ağı ifade eder. Bu cihazlar, kendi bulundukları ortamı algılamak, veri toplamak ve iletişim kurmak için yerleşik teknolojilere sahiptir. Ayrıca, her bir cihaz, benzersiz bir tanımlayıcı olan IP adresine sahiptir. Yani, IoT, çeşitli cihazların birbirleriyle iletişim kurabildiği bir ağı temsil eder.
The Internet of Things (IoT) refers to a network of interconnected devices. These devices have built-in technologies to perceive their surroundings, collect data, and communicate. Additionally, each device has a unique identifier in the form of an IP address. In essence, IoT represents a network where various devices can communicate with each other.
ABC’s of IoT
- Applications
- Big Data Analytics
- Connectivity and Communication
- Devices - that are smart :)
Features of IoT
- Connectivity: Connectivity refers to establishing a proper connection between all IoT things
and the IoT platform, which can be a server or cloud. After connecting IoT devices, it requires high-speed messaging between devices and the cloud to enable reliable, secure, and bi- directional communication.
- Bağlantı, IoT'un tüm cihazlarını, bir sunucu veya bulut olan IoT platformuna uygun bir şekilde
bağlama sürecini ifade eder. IoT cihazları birbirine bağlandıktan sonra, güvenilir, güvenli ve iki yönlü iletişimi sağlamak için cihazlar ile bulut arasında yüksek hızlı iletişim gereklidir.”
- Analysis: After connecting all relevant elements, it's time to analyze the collected data in real-
time and use it to build effective business intelligence. If we have a good understanding of the data gathered from all these elements, we can call our system a smart system.
- İlgili tüm unsurları birbirine bağladıktan sonra, toplanan verileri gerçek zamanlı olarak analiz
etme ve etkili iş zekası oluşturmak gerekir. Bu unsurlardan elde edilen verilere iyi bir içgörüye sahipsek, sistemimizin akıllı bir sistem olduğunu söyleyebiliriz.
- Integrating: IoT integrating the various models to improve the user experience as well.
- IoT, kullanıcı deneyimini geliştirmek için çeşitli modelleri entegre eder.
- Artificial Intelligence: IoT makes things intelligent, improving life through data utilization. For
instance, a smart coffee machine can automatically order your preferred coffee beans when it senses that the current supply is running low.
- IoT, veri kullanımı aracılığıyla nesneleri akıllı hale getirerek yaşamı iyileştirir. Örneğin, kahve
makinesi, kahve fasulyelerinin azaldığını algıladığında otomatik olarak tercih ettiğiniz fasulyeleri perakendeciden sipariş edebilir.
- Sensing: Sensor devices in IoT detect and measure changes in the environment, providing
real-time updates on their status. IoT transforms networks from passive to active, and without sensors, an effective IoT environment is not possible.
- IoT'deki sensör cihazları çevresel değişiklikleri algılar ve ölçer, durumları hakkında anlık
güncellemeler sağlar. IoT, ağları pasiften aktife dönüştürür ve sensörler olmadan etkili bir IoT ortamı mümkün değildir.
- Active Engagement: IoT fosters active engagement among connected technologies, products,
or services.
- IoT, bağlı teknolojiler, ürünler veya hizmetler arasında aktif bir etkileşimi teşvik eder.
- Endpoint Management: Effective endpoint management is crucial for the success of an IoT
system. For example, if a coffee machine autonomously orders beans but the user is away for a few days, proper endpoint management is necessary to avoid system failure.
- Bir IoT sisteminin başarısı için etkili uç nokta yönetimi önemlidir. Örneğin, bir kahve makinesi
otomatik olarak fasulye sipariş verirse ancak kullanıcı birkaç gün uzakta ise, sistem hatasını önlemek için uygun uç nokta yönetimine ihtiyaç vardır.
Advantages of IoT
- Efficient Resource Use: Understanding the functionality and operation of each device allows
for improved resource utilization and the monitoring of natural resources.
- Her cihazın işlevselliğini ve çalışma şeklini anlamak, kaynakların daha etkili kullanılmasına ve
doğal kaynakların izlenmesine olanak tanır.
- Minimized Human Effort: The interaction and communication between IoT devices enable
them to perform various tasks, reducing the need for human effort.
- IoT cihazları arasındaki etkileşim ve iletişim, çeşitli görevleri yerine getirmelerine olanak tanır, bu
da insan çabasını azaltır.
- Time Savings: By minimizing human effort, IoT contributes to significant time savings. Time is
a crucial factor that can be conserved through the IoT platform.
- İnsan çabasını azaltarak, IoT önemli ölçüde zaman tasarrufu sağlar. Zaman, IoT platformu
aracılığıyla korunabilen kritik bir faktördür.
Disadvantages of IoT
- Security: Due to the interconnectivity of IoT systems and communication over networks, there
is limited control over security measures, making the system vulnerable to various types of network attacks.
- IoT sistemlerinin birbirine bağlı olması ve ağlar üzerinden iletişim kurması nedeniyle, güvenlik
önlemlerine rağmen sistem üzerinde sınırlı kontrol bulunmaktadır, bu da çeşitli türlerde ağ saldırılarına açık hale getirebilir.
- Privacy: The IoT system, even without active user participation, exposes substantial personal
data in great detail.
- Aktif kullanıcı katılımı olmadan bile, IoT sistemi önemli miktarda kişisel veriyi detaylı bir şekilde
ortaya çıkarır.
- Complexity: Designing, developing, maintaining, and enabling large-scale technology for IoT
systems is a complex process.
- IoT sistemleri için büyük ölçekli teknolojinin tasarlanması, geliştirilmesi, sürdürülmesi ve
etkinleştirilmesi oldukça karmaşıktır.
Characteristics of IoT
- Dynamic & Self Adapting: IoT devices and systems may have the capability to dynamically
adapt with the changing contexts and take actions based on their operating conditions, user‘s context or sensed environment. Example: the surveillance system is adapting itself based on context and changing conditions.
- IoT cihazları ve sistemleri, değişen bağlamlara dinamik olarak uyum sağlama yeteneğine sahip
olabilir ve işletme koşullarına, kullanıcının bağlamına veya algılanan ortama dayalı olarak hareket edebilir.
- Örnek: Gözetim sistemi, bağlam ve değişen koşullara dayalı olarak kendisini adapte ediyor.
- Self Configuring: Allowing a large number of devices to work together to provide certain
functionality.
- Büyük bir sayıda cihazın bir araya gelerek belirli bir işlevselliği sağlamasına olanak tanır.
- Inter Operable Communication Protocols: Support a number of interoperable
communication protocols ans can communicate with other devices and also with infrastructure.
- Bir dizi birbirine uyumlu iletişim protokolünü destekler ve diğer cihazlarla ve altyapıyla iletişim
kurabilir.
- Unique Identity: Each IoT device has a unique identity and a unique identifier(IP address).
- Her IoT cihazının benzersiz bir kimliği ve benzersiz bir tanımlayıcısı (IP adresi) bulunmaktadır.
- Integrated into Information: That allow them to communicate and exchange data with other
devices and systems.
- Diğer cihazlar ve sistemlerle iletişim kurmalarına ve veri alışverişi yapmalarına olanak tanır.
Applications of IoT - Home, Cities, Environment, Energy, Retail, Industry, Logistics, Health &
Life Style, Agriculture…
- Extensible Message and Presence Protocol for real time communication and streaming XML
data between network entities. Support client-server and server-server communication.
- Extensible Message and Presence Protocol, ağ varlıkları arasında gerçek zamanlı iletişim ve
akışlı XML veri alışverişi için kullanılan genişletilebilir bir protokoldür. İstemci-sunucu ve sunucu-sunucu iletişimini destekler.
- DDS:
- Data Distribution Service is data centric middleware standards for device-to-device or
machine-to-machine communication. Uses publish-subscribe model.
- Data Distribution Service, cihazdan cihaza veya makineden makineye iletişim için veri odaklı
bir ara yazılım standardıdır. Yayın-abone modelini kullanır.
- AMQP:
- Advanced Message Queuing Protocol is open application layer protocol for business
messaging. Supports both point-to-point and publish-subscribe model.
- Advanced Message Queuing Protocol, iş mesajlaşması için açık bir uygulama katmanı
protokolüdür. Hem noktadan-noktaya hem de yayın-abone modelini destekler.
Transport Layer Protocols
- Provides end-to-end message transfer capability independent of the underlying network.
- Altındaki ağdan bağımsız olarak uçtan uca mesaj iletim yeteneği sağlar.
- Establishes a connection with ACK (as in TCP) or without ACK (as in UDP).
- TCP'de olduğu gibi ACK ile bağlantı kurar (onaylı) veya UDP'de olduğu gibi ACK olmaksızın
bağlantı kurar.
- Offers functions such as error control, segmentation, flow control, and congestion control.
- Hata kontrolü, segmentasyon, akış kontrolü ve tıkanıklık kontrolü gibi işlevleri sağlar.
Protocols:
- TCP (Transmission Control Protocol):
- Used by web browsers (along with HTTP and HTTPS), email (along with SMTP, FTP)
- Web tarayıcıları (HTTP ve HTTPS ile birlikte), e-posta (SMTP, FTP ile birlikte) tarafından
kullanılır.
- Connection-oriented and stateful protocol.
- Bağlantı odaklı ve durumsuz bir protokoldür.
- While the IP Protocol deals with sending packets, TCP ensures reliable transmission of
protocols in order. It prevents network congestion and congestion collapse.
- IP Protokolü paket gönderme işiyle uğraşırken, TCP protokollerin güvenli iletimini sağlar. Ağ
tıkanıklığını ve tıkanıklık çökmesini önler.
- UDP (User Datagram Protocol):
- A connectionless protocol. / Bağlantısız bir protokoldür.
- Useful in time-sensitive applications, exchanging very small data units. / Zaman duyarlı
uygulamalarda kullanışlıdır, çok küçük veri birimlerini değiştirmek için kullanılır.
- Transaction-oriented and stateless protocol. Does not provide guaranteed delivery. / İşlem
odaklı ve durumsuz bir protokoldür. Garantili teslimat sağlamaz
Network/Internet Layer Protocols
- Responsible for sending IP datagrams from source n/w to destination n/w. Performs the host
addressing and packet routing. Datagrams contains source and destination address.
- Kaynak ağdan hedef ağa IP datagramlarını ileten sorumludur. Ana makine adresleme ve paket
yönlendirme işlemlerini gerçekleştirir. Datagramlar kaynak ve hedef adres bilgilerini içerir.
Protocols:
- IPv4: Internet Protocol version4 is used to identify the devices on a n/w using a hierarchical
addressing scheme. 32 bit address. Allows total of 2^32addresses.
- Internet Protokolü sürüm 4, hiyerarşik bir adresleme şeması kullanarak ağdaki cihazları
tanımlamak için kullanılır. 32 bitlik bir adres kullanır ve toplamda 2^32 adresi destekler.
- IPv6: Internet Protocol version6 uses 128 bit address scheme and allows 2^128 addresses.
- Internet Protokolü sürüm 6, 128 bitlik bir adresleme şeması kullanır ve toplamda 2^128 adresi
destekler.
- 6LOWPAN: (IPv6overLowpowerWirelessPersonalAreaNetwork) operates in
2.4 GHz frequency range and data transfer 250 kb/s.
- (IPv6 üzerinden Düşük Güçlü Kablosuz Kişisel Alan Ağı), 2.4 GHz frekans aralığında çalışır ve
veri transfer hızı 250 kb/s'dir.
Link Layer Protocols
- Link Layer is like the traffic cop of the internet. It figures out the rules for sending data
physically over the network. It decides which local network is connected to which host (computer). When computers on the same road (link) want to share information, they use Link Layer protocols. Link Layer also decides how the information is packaged and signaled by the computer's hardware over the road (medium) to which it's connected.
- Link Katmanı, internetin trafik polisi gibidir. Verilerin ağ üzerinde fiziksel olarak nasıl
gönderileceğine dair kuralları belirler. Hangi yerel ağın hangi bilgisayara bağlı olduğuna karar verir. Aynı yolda bulunan bilgisayarlar bilgi paylaşmak istediklerinde, Link Katmanı protokollerini kullanırlar. Ayrıca, bilgisayarın bağlı olduğu ortam üzerinde bilginin nasıl paketlendiğini ve donanımın bu ortam üzerinde nasıl sinyal verdiğini de belirler.
Protocols:
- Ethernet: IEEE802.3 is collection of wired Ethernet standards for the link layer. / Bağlantı
katmanı için bir dizi kablolu Ethernet standardını içerir.
- 802.11-WiFi: IEEE802.11 is a collection of wireless LAN(WLAN) communication standards
including extensive description of link layer. / Kablosuz yerel ağ (WLAN) iletişim standartlarını içeren bir dizi standardı kapsar ve ayrıntılı bir şekilde bağlantı katmanını açıklar.
- 802.16 - WiMax: IEEE802.16 is a collection of wireless broadband standards including
exclusive description of link layer. WiMax provide data rates from 1.5 Mb/s to 1Gb/s. / Kablosuz geniş bant standartlarını içeren bir dizi standardı kapsar ve özel bir şekilde bağlantı katmanını açıklar. WiMax, 1.5 Mb/s ila 1 Gb/s veri hızları sağlar.
- 802.15.4-LR-WPAN: IEEE802.15.4 is a collection of standards for low rate wireless personal
area network(LR-WPAN). Basis for high level communication protocols such as ZigBee. Provides data rate from 40kb/s to250kb/s. / Düşük hızlı kablosuz kişisel alan ağı (LR-WPAN) için bir dizi standardı içerir. ZigBee gibi yüksek seviyeli iletişim protokollerinin temelini oluşturur. Veri hızları 40 kb/s ile 250 kb/s arasındadır.
- 2G/3G/4G-Mobile Communication: Data rates from 9.6kb/s(2G) to up to100Mb/s(4G). /
2G’den 4G'ye kadar veri hızları sunan mobil iletişim standardları.
Logical Design of IoT
- Refers to an abstract represent of entities and processes without going into the low level
specifies of implementation.
- Uygulamanın düşük seviye ayrıntılarına girmeden varlıkların ve süreçlerin soyut bir temsilini ifade
eder.
**1. IoT Functional Blocks
- IoT Communication Models
- IoT Communication APIs**
1) IoT Functional Blocks:
- Provide the system capabilities for identification, sensing, actuation, communication and
management. / Tanımlama, algılama, harekete geçirme, iletişim ve yönetim yetenekleri sağlar.
Publish - Subscribe
- Involves publishers, brokers and consumers. / Yayıncıları, aracıları ve tüketicileri içerir.
- Publishers are source of data. / Yayıncılar verinin kaynağıdır.
- Publishers send data to the topics which are managed by the broker. / Yayıncılar, veriyi aracı tarafından yönetilen konulara gönderir.
- Publishers are not aware of the consumers. / Yayıncılar, tüketicilerden haberdar değildir.
- Consumers subscribe to the topics which are managed by the broker. / Tüketiciler, aracı tarafından yönetilen konulara abone olurlar.
- When the broker receives data for a topic from the publisher, it sends the data to all the subscribed consumers. / Aracı, bir konu için yayıncıdan veri aldığında, veriyi tüm abone olan tüketicilere gönderir.
Push - Pull
- In which data producers push data to queues and consumers pull data from the queues.
- Veri üreticilerin verileri kuyruklara gönderdiği ve tüketicilerin verileri kuyruklardan çektiği bir sistemde.
- Producers do not need to aware of the consumers. Queues help in decoupling the message between the producers and consumers.
- Üreticiler, tüketicilerden haberdar olmak zorunda değildir. Kuyruklar, üreticilerle tüketiciler arasındaki iletiyi bağımsız hale getirir.
Exclusive Pair
- (^) It is bi-directional, fully duplex communication model that uses a persistent connection between the client and server. / İki yönlü, tam dubleks iletişim modelidir ve istemci ile sunucu arasında kalıcı bir bağlantı kullanır.
- Once connection is set up it remains open until the client send a request to close the connection. Is a stateful communication model and server is aware of all the open connections. / Bir bağlantı kurulduğunda, istemci bağlantıyı kapatma isteği gönderene kadar açık kalır. Bu, durumsal bir iletişim modelidir ve sunucu tüm açık bağlantılardan haberdardır.
2) IoT Communication APIs:
- (^) The application program (or programming) interface, or API, is arguably what really ties together the connected “things” of the “internet of things.”
- (^) Uygulama programı (veya programlama) arayüzü, yani API, muhtemelen "nesnelerin interneti"nin bağlı "şeylerini" gerçekten bir araya getiren unsurdur.
- (^) IoT APIs are the points of interaction between an IoT device and the internet and/or other elements within the network
- (^) IoT API'leri, bir IoT cihazı ile internet arasındaki ve/veya ağdaki diğer unsurlar arasındaki etkileşim noktalarıdır.
These are 2 types
- (^) REST based communication APIs (Request-Response Based Model)
- (^) Web Socket based Communication APIs (Exclusive Pair Based Model)
REST based communication APIs (Request-Response Based Model):
- (^) Representational State Transfer(REST) is a set of architectural principles by which we can design web services and web APIs that focus on a system‘s resources and have resource states are addressed and transferred.
- (^) Temsil Durum Transferi (REST), bir sistemdeki kaynaklara odaklanan ve kaynak durumlarının ele alındığı ve transfer edildiği web hizmetleri ve web API'larını tasarlamak için kullanılan bir dizi mimari prensiptir. Web Socket based Communication APIs (Exclusive Pair Based Model):
- Web Socket APIs allow bi-directional, full duplex communication between clients and servers.
- Web Soket API'ları, istemciler ve sunucular arasında iki yönlü, tam dubleks iletişime izin veren bir arabirimdir.
- Web Socket APIs follow the exclusive pair communication model.
- Bir sensörün çözünürlüğü ne kadar yüksekse, hassasiyeti o kadar yüksektir.
- A sensor's accuracy does not depend on its resolution.
- Bir sensörün doğruluğu, çözünürlüğüne bağlı değildir.
Sensor Classes
Passive Sensors:
- A passive sensor is a sensing device that simply detects and responds to some type of input
from the physical environment.
- Pasif bir sensör, sadece fiziksel çevreden gelen bir tür girişe tepki veren bir algılama cihazıdır.
Example: Metal Detector, A Light Dependent Resistor (LDR).
Active Sensors:
- An active sensor is a sensing device that requires an external source of power to operate.
- Aktif bir sensör, çalışmak için harici bir güç kaynağına ihtiyaç duyan bir algılama cihazıdır.
Example : radar, GPS, x-ray, sonar, infrared.
Analog Sensors:
- Analog sensors produce a continuous output signal or voltage that is generally proportional to
the quantity being measured.
- Analog Sensörler, genellikle ölçülen miktarla orantılı olan sürekli bir çıkış sinyali veya voltaj üretir.
- Physical quantities such as temperature, speed, pressure, displacement, strain, etc., are all
analog quantities as they tend to be continuous in nature.
- Sıcaklık, hız, basınç, deplasman, gerilme vb. gibi fiziksel nicelikler, genellikle sürekli oldukları için
tüm analog niceliklerdir. Example: the temperature of a liquid can be measured using a thermometer or thermocouple (e.g., in geysers), which continuously responds to temperature changes as the liquid is heated up or cooled down.
Digital Sensors:
- Digital sensors produce discrete digital output signals or voltages that represent the measured
quantity.
- Dijital Sensörler, ölçülen miktarın dijital bir temsilini sağlayan kesikli dijital çıkış sinyalleri veya
voltajlar üretir.
- Digital sensors generate a binary output signal in the form of a logic "1" or logic "0" ("ON" or
"OFF").
- Dijital sensörler, bir mantık "1" veya mantık "0" ("AÇIK" veya "KAPALI") şeklinde ikili bir çıkış
sinyali üretir.
- A digital signal produces only discrete (non-continuous) values, and these values can be
extracted either as a single "bit" (serial transmission) or by combining the bits to produce a single "byte" output (parallel transmission).
- Dijital sinyal, yalnızca kesikli (sürekli olmayan) değerler üretir ve bu değerler tek bir "bit" olarak
(seri iletim) veya bitleri birleştirerek tek bir "byte" çıkışı üretmek suretiyle (paralel iletim) çıkartılabilir. ingilizceye çevir
Scalar Sensors:
- Scalar sensors produce an output signal or voltage that is generally proportional to the
magnitude of the quantity being measured. Based on Energy Passive & Active Sensors Based on Output Analog & Digital Sensors Based on Data Type Scalar and Vector Sensors
- Skalar sensörler, genellikle ölçülen miktarın büyüklüğüne orantılı olan bir çıkış sinyali veya voltaj
üretir.
- Physical quantities such as temperature, color, pressure, strain, etc. are all scalar quantities, as
only their magnitude is sufficient to convey information.
- Sıcaklık, renk, basınç, gerilme vb. gibi fiziksel nicelikler, yalnızca büyüklüklerini iletmek için
yeterli olan skaler niceliklerdir. Example: the temperature of a room can be measured using a thermometer or thermocouple, which responds to temperature changes irrespective of the orientation of the sensor or its direction. / bir odanın sıcaklığı, sensörün yönelimine veya yönüne bakılmaksızın sıcaklık değişikliklerine yanıt veren bir termometre veya termokuple kullanılarak ölçülebilir.
Vector Sensors:
- Vector Sensors produce an output signal or voltage that is generally proportional to the
magnitude, direction, as well as the orientation of the quantity being measured.
- Vektör Sensörler, genellikle ölçülen niceliğin büyüklüğüne, yönüne ve yönelimine orantılı bir çıkış
sinyali veya voltaj üretir.
- Physical quantities such as sound, image, velocity, acceleration, orientation, etc., are all vector
quantities, as only their magnitude is not sufficient to convey the complete information.
- Fiziksel nicelikler, ses, görüntü, hız, ivme, yönelim vb. gibi tüm vektör nicelikleridir, çünkü
sadece büyüklükleri bilgiyi tam olarak iletmek için yeterli değildir. Example: the acceleration of a body can be measured using an accelerometer, which gives the components of acceleration of the body with respect to the x, y, z coordinate axes. / bir cismin ivmesi, ivmeölçer kullanılarak ölçülebilir, bu da cismin ivmesinin x, y, z koordinat eksenlerine göre bileşenlerini verir.
Sensor Types :
- Temperature Sensor • Proximity Sensor • Pressure Sensor
- Water Quality Sensor • Chemical/Smoke & Gas Sensor
- IR Sensor • Ultrasonic Sensor • Image sensors
- Motion Detection Sensors • Accelerometer Sensors • Gyrometer Sensors
- Humidity Sensors • Optical Sensors • Level Sensor
Sensor vs Transducer
- Elektrikli aktuatörler, muhtemelen tahmin ettiğiniz gibi çalışmak için elektriğe ihtiyaç duyar.
- Well-known examples include electric cars, manufacturing machinery, and robotics equipment.
- Bilinen örnekler arasında elektrikli arabalar, üretim makineleri ve robotik ekipmanlar bulunur.
- Similar to pneumatic actuators, they also create precise motion as the flow of electrical power is constant.
- Pnömatik aktuatörler gibi, elektrik gücünün akışı sabit olduğundan hassas hareket oluştururlar. The different types of electrical actuators include
- Electromechanical actuators:These actuators convert electric signals into rotary or linear movements and may even be capable of a combination of both.
- Elektromekanik aktuatörler: Bu aktuatörler, elektrik sinyallerini döner veya doğrusal hareketlere dönüştürür ve hatta bunların bir kombinasyonunu yapabilir.
- Electrohydraulic actuators: This type of actuator is also powered electrically but gives movement to a hydraulic accumulator. The accumulator then provides the force for movement, usually seen in heavy industrial equipment.
- Elektrohidrolik aktuatörler: Bu tür aktuatörler de elektrikle çalışır ancak bir hidrolik biriktiriciye hareket sağlar. Biriktirici daha sonra genellikle ağır endüstriyel ekipmanlarda görülen hareket için kuvvet sağlar.
Pneumatic Actuators
- They use pressurized gases to create machine motion.
- Pnömatik aktuatörler, basınçlı gazları kullanarak makine hareketi oluştururlar. Examples of equipment that uses pneumatic actuators include:
- (^) Bus brakes • Exercise machines etc..
Thermal and Magnetic Actuators
- Thermal and magnetic actuators usually consist of shape memory alloys that can be heated to produce movement.
- Termal ve manyetik aktuatörler genellikle şekil hafızalı alaşımlardan oluşur ve ısınarak hareket üretebilirler.
- The motion of thermal or magnetic actuators often comes from the Joule effect, but it can also occur when a coil is placed in a static magnetic field.
- Termal veya manyetik aktuatörlerin hareketi genellikle Joule etkisinden kaynaklanır, ancak bir bobin statik bir manyetik alan içine yerleştirildiğinde de meydana gelebilir.
- The magnetic field causes constant motion called the Laplace-Lorentz force.
- Manyetik alan, Laplace-Lorentz kuvveti olarak adlandırılan sürekli harekete neden olur.
- Most thermal and magnetic actuators can produce a wide and powerful range of motion while remaining lightweight.
- Çoğu termal ve manyetik aktuatör, hafif kalarak geniş ve güçlü bir hareket aralığı üretebilir. Mechanical Actuators
- Some actuators are mostly mechanical, such as pulleys or rack and pinion systems.
- Bazı aktuatörler genellikle mekaniktir, örneğin makaralar veya dişli çubuklu sistemler.
- Another mechanical force is applied, such as pulling or pushing, and the actuator will leverage that single movement to produce the desired results.
- Başka bir mekanik kuvvet uygulanır, örneğin çekme veya itmeli bir kuvvet, ve aktuatör bu tek hareketi kullanarak istenen sonuçları üretecektir. Super coiled Polymer Actuators
- Super coiled polymer actuators are a relatively new addition to the different types of actuators.
- Süper sarılı polimer aktuatörler, farklı aktuatör türlerine relatif olarak yeni eklenen bir özelliktir.
- They are used in robotics and prosthetic limbs as they can replicate the motion of human muscle via a coil that contracts and expands when heated or cooled.
- Robotik ve protez uzuvlarda kullanılırlar, çünkü ısındığında veya soğunduğunda daralan ve genişleyen bir bobin aracılığıyla insan kasının hareketini taklit edebilirler.
Basics of IoT Networking
IoT Network
- An IoT network refers to a collection of interconnected devices that communicate with other
devices without the need of human involvement; such as autonomous cars, smart appliances, and wearable tech
- IoT ağı, insan müdahalesi olmadan birbirleriyle iletişim kuran bağlantılı cihazların bir
koleksiyonunu ifade eder; örneğin otonom araçlar, akıllı ev aletleri ve giyilebilir teknoloji gibi.
IoT Components
- Smart devices and sensors (Device connectivity) -Gateway
- Cloud - Analytics -User interface
Smart devices and sensors (Device connectivity)
- Devices and sensors are the components of the device connectivity layer.
- Cihazlar ve sensörler, cihaz bağlantı katmanının bileşenleridir.
- These smart sensors are continuously collecting data from the environment and transmit the
information to the next layer.
- Bu akıllı sensörler sürekli olarak çevreden veri toplar ve bilgiyi bir sonraki katmana iletilir.
Common Sensors
- Temperature sensors and thermostats
- Pressure sensors
- Humidity / Moisture level
- Light intensity detectors
- Moisture sensors
- Proximity detection
- RFID tags
How the devices are connected? ( Wi-Fi, Bluetooth etc…)
Gateway
- IoT Gateway manages the
bidirectional data traffic between different networks and protocols.
- Another function of gateway is to
translate different network protocols and make sure interoperability of the connected devices and sensors.
- Gateway'in başka bir işlevi, farklı ağ
protokollerini çevirmek ve bağlı cihazlar ile sensörlerin uyumluluğunu sağlamaktır.
Cloud
- Internet of things creates massive data from devices, applications and users which has to be
managed in an efficient way.
- Nesnelerin İnterneti, cihazlardan, uygulamalardan ve kullanıcılardan büyük miktarda veri
oluşturur ve bu verilerin etkili bir şekilde yönetilmesi gerekmektedir.
- IoT cloud offers tools to collect, process, manage and store huge amount of data in real time.
- IoT bulutu, gerçek zamanlı olarak büyük miktarda veriyi toplamak, işlemek, yönetmek ve
depolamak için araçlar sunar.
Analytics
- Analytics is the process of converting analog data from billions of smart devices and sensors
into useful insights which can be interpreted and used for detailed analysis.
IoT Categories
- The industrial internet of things (IIoT) - The Consumer IoT
Industrial Internet of things (IIoT)
- The industrial internet of things (IIoT) refers to the extension and use of the internet of things (IoT) in industrial sectors and applications.
- Endüstriyel Nesnelerin İnterneti (IIoT), internetin endüstriyel sektörler ve uygulamalarda genişletilmesi ve kullanılması anlamına gelir.
- The IIoT encompasses industrial applications, including robotics, medical devices, and software-defined production processes.
- IIoT, robotik, tıbbi cihazlar ve yazılım tanımlı üretim süreçleri de dahil olmak üzere endüstriyel uygulamaları içerir.
Consumer IoT
- The Consumer IoT refers to the billions of physical personal devices, such as smartphones, wearables, fashion items and the growing number of smart home appliances, that are now connected to the internet, collecting and sharing data.
- Tüketici IoT, milyarlarca fiziksel kişisel cihazı kapsar; bunlar arasında akıllı telefonlar, giyilebilir teknolojiler, moda ürünleri ve giderek artan sayıda akıllı ev aletleri bulunur. Bu cihazlar şu anda internete bağlıdır, veri toplar ve paylaşır.
IoT Protocols
- IoT Protocols help to establish Communication between IoT Device (Node Device) and Cloud based Server over the Internet.
- IoT Protokolleri, IoT Cihazı (Node Cihazı) ile İnternet üzerinden bulut tabanlı bir sunucu arasında iletişim kurmaya yardımcı olur.
- It help to sent commands to IoT Device and received data from an IoT device over the Internet.
- İnternet üzerinden IoT Cihazına komut göndermeye ve bir IoT cihazından veri almayı sağlar.
IoT Protocols
- MQTT - CoAP - XMPP - AMQP - WebSocket - DDS
MQTT (Message Queuing Telemetry Transport)
- MQTTisaM2M(Machine-To-Machine) connectivity protocol.
- MQTT is based on Publisher/Subscriber model. (Müşteri/Sunucu)
- It was created to connect to the systems situated in remote place and to get data from those sensor.
- Uzak yerlerde bulunan sistemlere bağlanmak ve bu sensörlerden veri almak için oluşturulmuştur.
- Decoupling can be done because of Publisher/Subscriber model which is hard to achieve in Client/Server model.
- Yayın/Abone modelinden kaynaklanan Bağımsızlık (Decoupling), Müşteri/Sunucu modelinde zor olan bir şeydir.
MQTT Components
- Publisher (e.g. Motor, Mobile Devicesv etc.)
- (^) Subscriber (e.g. Temperature Sensor, Motion Sensor etc.)
- (^) Broker
Applications
- Facebook Messenger uses MQTT for online chat.
- Amazon Web Services use Amazon IoT with MQTT.
- Microsoft Azure IoT Hub uses MQTT as its main protocol for telemetry messages.
- The EVERYTHNG IoT platform uses MQTT as an M2M protocol for millions of connected products.
- Adafruit launched a free MQTT cloud service for IoT experimenters called Adafruit IO.
SMQTT
- Secure MQTT is an extension of MQTT which uses encryption based on lightweight attribute based encryption.
- Secure MQTT, hafif özellik tabanlı şifreleme kullanarak şifreleme sağlayan MQTT'nin bir uzantısıdır.
- The main advantage of using such encryption is the broadcast encryption feature, in which one message is encrypted and delivered to multiple other nodes, which is quite common in IoT applications.
- Bu tür şifrelemenin başlıca avantajı, tek bir mesajın şifrelenip birden çok diğer düğüme iletilmesi olan yayın şifreleme özelliğidir, ki bu IoT uygulamalarında oldukça yaygındır.
- In general, the algorithm consists of four main stages: setup, encryption, publish and decryption.
- Genel olarak, algoritma dört ana aşamadan oluşur: kurulum, şifreleme, yayınlama ve şifre çözme.
- In the setup phase, the subscribers and publishers register themselves to the broker and get a master secret key according to their developer’s choice of key generation algorithm.
- Kurulum aşamasında, aboneler ve yayıncılar kendilerini brokere kaydeder ve geliştiricinin anahtar oluşturma algoritmasına göre bir ana gizli anahtar alırlar.
- When the data is published, it is encrypted and published by the broker which sends it to the subscribers, which is finally decrypted at the subscriber end having the same master secret key.
- Veri yayınlandığında, broker tarafından şifrelenir ve abonelere gönderilir, sonunda aynı ana gizli anahtara sahip olan abone tarafından şifre çözülür.
- The key generation and encryption algorithms are not standardized.
- Anahtar oluşturma ve şifreleme algoritmaları standartlaştırılmamıştır.
- SMQTT is proposed only to enhance MQTT security features.
- SMQTT, yalnızca MQTT güvenlik özelliklerini geliştirmek amacıyla önerilmiştir.
WebSocket
- WebSocket is a persistent connection between a client and server.
- WebSocket, bir istemci ve sunucu arasında sürekli bir bağlantı sağlayan bir iletişim protokolüdür.
- WebSockets provide a bidirectional, full-duplex communications channel that operates over HTTP through a single TCP/IP socket connection.
- WebSockets, tek bir TCP/IP soket bağlantısı üzerinden HTTP üzerinden çalışan, çift yönlü tam çift yönlü bir iletişim kanalı sağlar.
- As its core, the WebSocket protocol facilities message passing between a client and server.
- WebSocket protokolü temelde bir istemci ile sunucu arasında mesaj iletimini kolaylaştırır.
- WebSocket is a framed protocol, meaning that a chunk of data (a message) is divided into a number of discrete chunks, with the size of chunk encoded in the frame. The frame includes a frame type, a payload length and a data portion.
- WebSocket, çerçeveli bir protokoldür, yani bir veri parçası (bir mesaj) bir dizi ayrık parçaya bölünür ve parçanın boyutu çerçevede kodlanmıştır. Çerçeve, bir çerçeve türü, bir yük uzunluğu ve bir veri bölümü içerir.
DDS (Data Distribution Service)
- DDS is an open standard middleware designed by OMG that provides real-time communication through the publish–subscribe message pattern.
- DDS, OMG tarafından tasarlanan bir açık standart ara yazılımıdır ve yayın-abone mesaj modeli aracılığıyla gerçek zamanlı iletişim sağlar.
- DDS derives a benefit of no longer needing participants to know each other from applying discovery methods, including the Data Centric Publisher Subscriber (DCPS) discovery method or Real-Time Publisher Subscriber (RTPS). Therefore, DDS is a broker less information exchange protocol without the risk of bottleneck failure.
- DDS, keşif yöntemlerini uygulamadan artık katılımcıların birbirini tanımasına gerek olmamasından faydalanır; bunlar arasında Data Centric Publisher Subscriber (DCPS) keşif yöntemi veya Real-Time Publisher Subscriber (RTPS) yöntemi bulunmaktadır. Bu nedenle, DDS, bottleneck hatası riski olmadan bir aracısız bilgi alışverişi protokolüdür.
- According to the concept of DCPS there is a domain space in which all applications can interact through that, and all communication entities are placed in the domain.
- DCPS konseptine göre, tüm uygulamaların etkileşimde bulunabileceği bir alan uzayı bulunmakta ve tüm iletişim varlıkları bu alana yerleştirilmektedir. Domain participants are including:
- Data Reader Data Writer, Publisher, and Subscriber. Participants have access to data based on domain topic and type.
