• HAN ELEKTRONİK

LORAWAN TEKNOLOJİSİ VE NESNELERİN İNTERNETİ ( IoT Teknolojileri )

03 Temmuz '23
Değerli çözüm ortaklarımız, 
Bu yazımızda sizlere yeni nesil bir teknoloji olan, bugünlerde adını çokça duyduğumuz nesnelerin interneti olarak da bilinen “ IoT ( Internet of Things )“ teknolojisinden ve yine IoT tabanında kullanılan kablosuz bir haberleşme teknolojisi olan LoRa WAN teknolojisinden bahsedeceğiz.
IoT Teknolojileri günlük hayatımızda da oldukça yaygınlaşmaya başladı. IoT dediğimiz şey aslında hayatımızdaki nesnelerin bir ağ teknolojisi yardımıyla ağa dahil olarak çeşitli uygulamalar vasıtası ile haberleşmesi anlamına gelmektedir. Örneğin; cep telefonumuzda mobil uygulamadan mutfağımızdaki prizi aktif ederek kahve makinemizi çalıştırabilir, bir sensör vasıtası ile kırmızı ışıkta geçen ihlali algılayıp fotoğraflayabilir ya da bir seyahat firmasına ait bütün otobüs filosunu harita üzerinden bir uygulama vasıtası ile takip edebiliriz.
Nesnelerin interneti gerek günlük yapılan işlerde, gerekse endüstriyel kullanımda hayatımızı büyük ölçüde kolaylaştırmaktadır. IoT sayesinde nesnelerden bilgi ve veri alabildiğimiz gibi; nesnelere bilgi ve veri de gönderebiliriz. Örneğin, bir barajda su seviyesini ölçen bir sensör ile bilgiyi alıp kablosuz olarak veri merkezimize gönderebiliriz. Su seviyesi ve basıncı belirli bir seviyenin altına düşerse, bir röle kartı vasıtasıyla alarm tetiğini kurarak, personeli uyarma gibi bağlantılı senaryolar çizebiliriz.
Bunlara ek olarak, verileri platformumuzda rapor şeklinde görmek, bütün sensörleri tek bir noktadan takip etmek ve yönetebilmek isteyebiliriz. Bu noktada PC üzerinden, web üzerinden veya çok popüler olan mobil uygulamalar üzerinden bu yönetimi sağlayabiliriz. Ama asıl konu bu sensörle ile merkezi nasıl haberleştireceğimiz. Günümüzde kullanılan birçok yenilikçi teknolojik ürünler ve ekipmanlar mevcut.  Örneğin hepimizin bildiği WiFi teknolojisi, daha çok akıllı ev sistemlerinde kullanılan ZigBee teknolojisi, Bluetooth,  3G / 4G teknolojisi vb. gibi akla birçok teknoloji gelmektedir. Bu kablosuz teknolojiler de hem kullanım kolaylığı açısından hem de düşük kurulum maliyeti açısından yüksek oranda tercih edilmektedir. Fakat burada bahsettiğimiz kablosuz teknolojilerin birçoğunda mesafeler kısıtlı olduğundan adetli projelerde yatırım maliyetleri artabilmektedir. 
IoT Sektörüne ait kullanım alanları genişledikçe, akıllı makineleşme daha çok artacak ve belki de robotik çağ dediğimiz o ütopik döneme daha çok yaklaşacağız.
Bu yazımızın ana konusuna gelecek olursak; LoRa WAN Teknolojisi çok uzun mesafelerde haberleşebilen, verileri uçtan uca şifreleyen, birçok sistemle hızlı bir şekilde entegre olabilen, ultra düşük enerji tüketimine sahip yeni bir teknolojidir. LoRa, ismini uzun mesafe (Long Range) anlamına gelen İngilizce kelimelerin ilk iki harflerinden almıştır.
LoRa teknolojisi temel olarak radyo frekanslarına dayanır. 49 ülkede 83’ten fazla operatör LoRaWAN teknolojisini kullanmaktadır. LoRa ile genelde düşük veya orta ölçekli veriler kolaylıkla aktarılabilmektedir. Veri aktarım hızı olarak 293bps-50kbps veri hızına sahiptir. Farklı bir frekans üzerinden yayıldığı için sinyalin yayılma süresi optimize olur ve çarpışma oranlarını azaltır. Örnek vermek gerekirse LoRa ile çalışan ısı-sıcaklık sensörleri, nem sensörleri, hava kirliliği sensörleri, I/O modül cihazları, açık alanda 10 km’ye kadar merkez alıcısı ile haberleşebilir.
Kullanıma bağlı olarak değişse de, LoRa kablosuz sensörler çok az enerji tükettiğinden ortalama 5-6 sene pil ömrüne sahiptirler. 
Aşağıdaki görselde görüldüğü üzere Milesight markasına ait IP kameralarda yeni bir model olarak IoT Kamera çeşitli sensörlerle haberleşebilmektedir. Kameranın arkasında LoRa alıcı anteni bulunmaktadır. Kamera sistem içerisinde gateway görevi görmektedir.
 
 
  • Kamera, PTZ bullet tipinde hareketli motora sahiptir. Bu sayede PAN, Tilt gibi eksen hareketlerinde dönebilen ve otomatik zoom yapabilen bir kameradır. 
  • PTZ Bullet Kameramız LoRa alıcı anteni sayesinde IoT özellikleri kazanmıştır. Kameranın web arayüzünden IoT menüsüne ulaştığımızda, sensör ekleme menüsü bizi karşılıyor.
Peki şu an için LoRaWAN Teknolojisini kullanan Milesight Markasına ait ne tür sensörler bulunmaktadır? 
Gelin biraz bunlardan bahsedelim.

 
a-    Sıcaklık ve Nem Sensörü ( MS-UC11-T1 )
 
 
 
Kablosuz olarak çalışabilen bu sensör, LoRaWAN teknolojisi sayesinde açık alanda 11 km’ye varan haberleşme mesafesine ve 5 yıl dayanabilen pil ömrüne sahiptir.  Bu sensör bulunduğu ortamın sıcaklık ve nem bilgisini merkez gateway cihazına gönderir. Gateway cihazı olarak Milesight IoT Kamera kullanırsanız, kamera görüntüsünün üzerine (OSD ekranına) bu bilgiyi yazdırabilirsiniz. Özellikle fabrika sistem odaları, Data Centerlar, iş güvenliği gibi kapsamlı uygulamalar için oldukça kullanışlı ve pratik bir üründür.

Belirlediğiniz bir sıcaklık eşik değeri aşıldığında, size mobil olarak alarm veya  e-posta gelebilir. Anlık olarak o lokasyona en yakın kamera üzerinden görüntü alabilirsiniz.
Sıcaklık ve Nem Sensörü oldukça portatif bir boya sahiptir. Ayrıca genel olarak son aya veya son haftaya ait sıcaklık raporunu da sistemden çekebilirsiniz (Cloud hizmeti sağlanmaktadır. )
Bu sensör -40 °C ve +70 °C derece aralığında ölçüm yapabilmektedir.
Bulut destekli web arayüzü üzerinden veya mobil uygulamadan aşağıdaki gibi tüm sensörlerin anlık sıcaklık-nem verilerini ve cihazlarınızın pil durumunu görebilir, sensörleri gruplandırabilir veya harita üzerinde bir lokasyona yerleştirebilirsiniz.
Geçmiş dönemlere yönelik aylık veya haftalık olarak sıcaklık & nem raporlarını grafiksel olarak görebilirsiniz.

 
Sensörlerinizin lokasyonlarını da ayrıca aşağıdaki gibi görebilirsiniz.
 
 
b-    Sensör Adresleyicisi ( MS-UC11-N1 )
 
Sensör Node olarak geçen bu ürün, konvansiyonel olarak bilinen kablolu sensörleri, RS-232 ve RS-485 loglama yapabilen birçok tipte kablolu sensörü, LoRaWAN ile kablosuza çevirir ve merkez ile haberleşmesine olanak sağlar.
Aşağıdaki şemayı inceleyebilirsiniz.
 
 
 
Bu LoRa adresleyicisi ile birçok farklı uygulama yapılabilir. Hava kalitesi ölçüm sensörleri, Su seviyesi ölçüm sensörleri, pH ölçerler, Basınçölçerler, vb. bu farklı uygulamalara örnek olabilir. En basitinden, bir uygulama ile bu ürün kablosuz bir I/O cihazı gibi kullanılabilir. Uzaktaki bir cihazı sizin için otomatik olarak çalıştırabilir.
 
 
Sensör Node IP67 koruma sınıfına sahiptir. Dış ortamda rahatlıkla kullanılabilir. Kendi pili üzerinden harici besleme ile veya solar besleme bağlantısı ile kullanım çeşitliliğine sahiptir.
 
 
LoRa ile yapılmış proje örneklerine geçmeden önce, tüm bu sistemleri buluta bağlayan, bilgisayar veya mobilden her şeyi anlık olarak kontrol etmemizi sağlayan Merkez Gateway cihazından da bahsetmeden bitirmemeliyiz. Gateway cihazı dış ortam ve ya iç ortam kullanımına uygun bir şekilde 2 farklı model olarak bulunmaktadır. Kısaca tüm sensörlerin alıcısı konumunda bir merkez cihazıdır. Üzerinde simcard girişleri, network ethernet girişleri bulunur. Bu sayede internete bağlanarak Cloud Server ile haberleşme sağlar. GPS desteği sayesinde harita üzerinden takibi ve sensör lokasyonu belirtme uygulaması kullanılabilir.
 
 
 
İç ortam Gateway cihazını kısaca anlatmak gerekirse, bu cihaz gömülü yazılıma sahip bir network server görevi görmektedir. 8/16 kanala kadar sensör, kablosuz olarak LoRa teknolojisi olan Gateway’e bağlanır. Gateway cihazı, Wifi veya simcard kullanılarak tüm bu sistemi internete bağlar ve her yerden kontrol etmemizi sağlar.
Ayrıca gateway cihazı da bir I/O cihazı olarak kullanılabilir. Kendi üzerinde alarm çıkışları bulunmaktadır. Gateway cihazı üzerinde WiFi ve LoRa anteni beraberinde, GPS anten desteği de bulunmaktadır.

Gateway cihazı, LoRa frekansı olarak EU433, EU868, US902, AU915, CN470, AS923 frekanslarını desteklemektedir. Simcard olarak da 4G ( LTE ) desteği bulunmaktadır.
LoRaWAN teknolojisi kullanılarak yapılmış bazı örnek uygulamalar aşağıdadır.
Milesight LoRaWAN ürünlerini kullanarak, 
  • Fabrikalarda sunucu odalarının anlık sıcaklık takipleri, süpermarket veya soğuk gıda depoları gibi sürekli sabit derecede bulunması gereken işletmelerde sıcaklık ve nem takibi, buzhane gibi alanlarda sıcaklık takibi yapılabilir.
  • Örneğin, GPS desteği de kullanılarak bir ilçeye ait tüm otobüslerin takibi yapılabilir. LoRaWAN sayesinde tüm otobüslere simcardlı cihaz almaya gerek kalmaz. Sadece basit bir GPS alıcısı ile merkez LoRa Gateway’i ile haberleşme sağlanır. LoRa’nın uzun mesafe desteği proje maliyetlerini bir hayli düşürür.
  • Balık çiftlikleri, göl veya baraj gibi ortamlarda su seviyesi anlık olarak kontrol edilerek, belirli bir seviyenin altında veya üstünde hızlıca alarm oluşturularak gerekli tedbirler alınabilir.
  • IoT Kamera desteği sayesinde; video gözetim çözümleri, okul servislerinde öğrenci takibi, sitelerde gaz kullanım miktarı, enerji tüketim miktarının otomatik ölçülüp merkeze bildirilmesi, anlık hava kalitesi ölçümü gerektiren iş sağlığı ve güvenliği gibi konularda çok farklı projeler geliştirilebilir.
Son dönemde kablosuz haberleşme cihazı üreticileri birçok ürün portföyünde LoRaWAN destekli ürünlere yer vermektedir. LoRaWAN oldukça güvenli bir teknolojidir ve bütün veriyi uçtan uca şifreler. Hiç şüphesiz kablosuz teknolojilerin geleceğinde, nesnelerin interneti dediğimiz IoT döneminin en parlayan yıldızı LoRa Teknolojisi olacaktır. Gelecekteki Webinar ve uygulamalı eğitimlerimizi takipte kalın.
 
 
 
YUKARI