Nesnelerin İnterneti Yapısında Kullanılabilecek Kablosuz Sensör Ağı Tasarımı Design of Wireless Sensor Network for Internet of Things Structure Ramazan Çetin 1 , Tevfik Kadıoğlu 2 , Evren Cesur 2 , Umut Engin AYTEN 1 1 Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Yıldız Teknik Üniversitesi ramazancetinnn@gmail.com, ayten@yildiz.edu.tr 2 Nesta Tasarım Üretim Elektronik Yazılım Ar-Ge Sanayi ve Ticaret Ltd. Şti. tk@nestaelektronik.com, ec@nestaelektronik.com Özet Bu çalışmada nesnelerin interneti yapısına uygun kablosuz sensör ağı tasarımı gerçekleştirilmiştir. Tasarlanan sistem çeşitli sensörler barındıran bir sensör düğümü ve sensör düğümünün internete bağlanabilmesini sağlayan bir ağ geçidinden oluşmaktadır. Sensör düğümü ile çeşitli veriler toplanıp, bu veriler ZigBee kablosuz haberleşme protokolü ile ağ geçidine iletilmektedir. Ağ geçidi de üzerinde bulunan Wi- Fi modülü ile bu verileri İnternete iletmektedir. İnternet üzerinde bulunan bir bulut sistemi aracılığı ile bu veriler izlenmekte ve sensör düğümüne kadar müdahale sağlanabilmektedir. Abstract In this study, a wireless sensor network design for internet of things (IoT) is realized. The designed system consists of a sensor node that contains lots of sensors and a sensor gateway. Sensor gateway connects sensor node to the internet. Sensor nodes collect variety of real world data, than transmits these data into sensor gateways using ZigBee wireless communication protocol. Sensor gateway sends these data into cloud through Wi-Fi module which is a part of the sensor gateway. Data can be observed by the cloud system on the internet, also all systems can be managed from sensor gateway to the sensor node. 1. Giriş Kablosuz sensör ağları, çeşitli sensörler aracılığıyla çevreleri ile etkileşime girebilme, yerel olarak bilgi işleyebilme ve bu bilgiyi kablosuz olarak çevresindeki düğümlere veya varsa ağ geçitlerine aktarabilme özelliklerine sahip, kullanılacağı amaca göre geliştirilen sensör düğümlerinden ve varsa ağ geçitlerinden oluşmaktadır [1]. Bu çalışmada tasarlanan sensör ağında çeşitli sensörler bulunan, yerel olarak bilgi işleyebilen ve topladığı verileri kablosuz olarak ağ geçidine yollayabilen bir sensör düğümü ve sensör düğümünden gelen verileri işleyebilen, ayrıca bu verileri çift yönlü olarak bulut sistemine gönderebilen bir ağ geçidi bulunmaktadır. Konu ile ilgili yapılmış birçok çalışma bulunmaktadır. Örneğin; Dayıoğlu (2013), Bluetooth ile haberleşen iki adet sensör düğümü tasarlamış ve bu verileri seri port yoluyla bilgisayara aktarmıştır [2]. Özcan (2011), PIC mikrodenetleyici tabanlı 2.4GHz’te haberleşen RF modül kullanarak bir sensör düğümü tasarlamıştır [3]. Bu bildiride tasarlanan sistemin bu sistemlerle benzer yanları vardır. Farklı olarak ta tasarlanan sistem modüler bir sistem olup daha sonra üzerine sensörler eklenmesi ve ayrıca farklı bulut sistemlerine entegre olması mümkündür. Bunun yanı sıra sadece tek bir düğüm olmayıp bütünüyle bir sensör ağı sistemidir. Tasarlanan kablosuz sensör ağının amacı sahadan sensör düğümü aracılığı ile toplanan verilerin kablosuz olarak ağ geçidine yollanması ve ağ geçidinden de bu verilerin internete çıkarılmasıdır. Toplanan veriler internet üzerinden bir arayüz aracılığı ile kullanıcıya sunulacaktır. Kullanıcı istediğinde sahadan toplanan verileri gözlemleyebilecek ve sensör düğümüne eklenecek olan bazı sistemlere bulut sistemi üzerinden müdahale edebilecektir. Bu çalışmada tasarlanan ve gerçeklenen sistemin genel blok diyagramı Şekil 1’de verilmiştir. Şekil 1: Sistemin genel blok diyagramı. Çalışmanın ikinci bölümünde, kablosuz sensör ağının temel unsurları olan sensör düğümü ve ağ geçidi donanımlarının gerçeklemesi anlatılmıştır. Bu donanımlarda hangi elektronik devre elemanlarının ve modüllerinin kullanıldığı sırasıyla açıklanmıştır. Üçüncü bölümde ise sensör düğümü ve ağ geçidi donanımlarında çalıştırılan yazılımların algoritmaları anlatılmıştır. Son bölümde de çalışmada elde edilen sonuçlar verilmiştir. 2. Donanım Kablosuz sensör ağ yapısı oluşturulurken sensör düğümü ve sensör ağ geçidi donanımı tasarlanmış ve baskı devreleri gerçekleştirilmiştir. 402