Günümüzün sürekli değişen dünyasında IoT, bir istisnadan çok bir norm haline gelen, giderek büyüyen bir moda sözcüktür. Bilmeyenler için IoT, “Nesnelerin İnterneti” anlamına geliyor ve özetle internete ve paylaşılan düğüm noktalarına sürekli olarak artan sayıda birbirine bağlı cihazı tanımlıyor. Bu birbirine bağlanabilirlik, paylaşılan veriler, tek bir cihaz için birden fazla uygulama ve genel olarak daha fazla kullanım kolaylığı gibi birçok fayda sağlar, ancak siber güvenlik gibi ortaya çıkan zorluklar da vardır.
Şekil 1. Nesnelerin İnterneti IoT'nin 5 Zorluğu
5G akıllı direkler gibi IoT cihazlarının ve sistemlerinin çok yönlü zorluklarını ele almak, tüm ürün yaşam döngüsü boyunca kapsamlı bir yaklaşım gerektirir. Şekil 1, IoT'nin teknik zorluklarını IoT'nin 5C'si olarak da adlandırılan beş kategoride özetlemektedir: Bağlantı, Süreklilik, Uyumluluk, Birlikte Uyumlu Çalışma ve Siber Güvenlik. IoT cihazlarının diğer IoT cihazlarına, buluta ve çevrelerindeki dünyaya bağlanmasını sağlamak için bağlantı gereklidir. Süreklilik, IoT cihazlarının işlerini düzgün bir şekilde yapabilmeleri için uzun pil ömrüne sahip olmalarını gerektirir. Uyumluluk, IoT cihazlarının küresel düzenlemelere uymasını gerektirir. Birlikte var olma, IoT cihazlarının yoğun IoT ortamlarında bile diğer sistemlerle uyumlu bir şekilde çalışması gerektiği anlamına gelir. Son olarak siber güvenlik, IoT cihazlarından toplanan verileri siber saldırılara karşı korur.
Şekil 2: IoT Odak Alanları
Bağlanabilirlik
Bağlanabilirlik, dünyada çeşitli bant genişliği aralıklarında bağlanan tüm cihazları kapsayan basit bir kavramdır. Yukarıdaki Şekil 2'den de görebileceğiniz gibi, bir cihazın internete bağlanmak için kullanabileceği çeşitli teknolojiler vardır - yakın alan iletişimi (NFC), radyo frekansı tanımlama (RFID), Bluetooth, 2G, 3G, 4G, 5G ve daha fazlası - bulunduğu yere ve diğer cihazların ihtiyaç duyduğu bağlantılara bağlı olarak.
Tutarlı, güvenilir ve sağlam bağlantı elde etmek için IoT cihazları tasarlayan mühendislerin sinyalleşme ve verim testi ile RF tasarım doğrulaması dahil olmak üzere çeşitli faktörleri göz önünde bulundurması gerekir. Doğru araçlarla, kablosuz testleri basitleştirebilir ve tüm cihazların sinyalleşme testlerini gerçekleştirebilirsiniz. Yazılım ve donanım, WLAN cihazlarının üretim testleri için verimi en üst düzeye çıkarmak ve en yeni yonga setlerinin ve kullanıcı ekipmanı tasarımlarının işlevsel ve RF tasarımlarını doğrulamak için birleştirilebilir.
Devamlılık
Süreklilik, bir IoT cihazının pil ömrünü sağlamak ve uzatmakla ilgilidir. Pil ömrü, bir IoT cihazını yapabilecek veya bozabilecek en önemli parametrelerden biridir. Günümüzde tüketiciler giyilebilir cihazlarını veya akıllı ev cihazlarını sık sık şarj etmek istemiyor, bu nedenle uzun pil ömrü bekliyorlar. Akıllı sayaçlar veya endüstriyel kablosuz sensörler, şarjlar arasında uzun süreler boyunca çalışmalıdır - genellikle 10 yıl veya daha fazla. Kalp pili gibi tıbbi cihazlar için cihaz ömrü, yaşam ile ölüm arasındaki fark anlamına gelebilir. Batarya arızası bir seçenek değildir.
Tasarım mühendisleri süreklilik söz konusu olduğunda aşağıdaki soruları yanıtlamaya çalışır:
- IoT cihazımın pil ömrünü nasıl tanımlayabilirim veya ölçebilirim?
- Güç tüketimine katkıda bulunan kritik olaylar nelerdir ve bu olaylar ne sıklıkla gerçekleşir?
- Cihazımın pil ömrünü optimize etmek için hangi tasarım değişikliklerini yapmalıyım?
Bu soruların yanıtlanması, mühendislerin geliştirme sürecinde çok çeşitli akım seviyelerinde ölçümler yapmasına olanak tanıyan yetenekli ölçüm araçları gerektirir.
Uyumluluk
Uyumluluk bir sonraki zorluktur. IoT cihazınızın pazara gireceği her ülke için geçerli olan standartlara ve düzenleyici gerekliliklere uygun olduğundan emin olmakla ilgilidir. İki ana uyumluluk testi kategorisi vardır:
1. Radyo standartlarına uygunluk ve taşıyıcı kabul testleri
2. Radyo frekansı (RF), elektromanyetik uyumluluk (EMC) ve güvenlik ve düzenleme testleri gibi düzenleyici uyumluluk testleri
Tasarım mühendisleri genellikle bir yandan en son yönetmeliklere uyarken bir yandan da sıkı ürün tanıtım zaman çizelgelerini karşılamak için çabalarlar. Yönetmeliklerde sık sık yapılan güncellemeler bu görevin karmaşıklığını daha da artırmaktadır. Uzmanlaşmış laboratuvarlar uygunluk testleri gerçekleştirir ve bu testler tüm ürünler için zorunludur. Şirketler, ürünlerinin desteklenen kablosuz standartlarıyla uyumlu olduğunu teyit etmeli ve bunu genellikle ürünü laboratuvara göndermeden önce şirket içinde yapmalıdır. Uzman bir laboratuvar tarafından gerçekleştirilen uygunluk testi olmadan, ürünlerini belirli ülkelerde piyasaya süremezler. Dikkate alınması gereken bir başka husus da, başarısız bir uyumluluk testinin, maliyetli bir yeniden tasarım ve gecikmiş ürün lansmanı nedeniyle gelir kaybına yol açabileceğidir.
Birlikte Uyumlu Çalışma
Kablosuz bağlantı birçok uygulamaya kolaylık sağlar. Ancak, kullanılan IoT cihazlarının sayısı arttıkça radyo kanalları sıkışık hale gelir. İşte bu noktada birlikte var olma devreye giriyor. IoT cihazlarının kalabalık bir RF ortamında uyumlu bir şekilde çalışması gerekir.
Kablosuz tıkanıklığı ele almak için standart kuruluşları, diğer sinyallerin varlığında cihazın çalışmasını değerlendirmek için test metodolojileri geliştirmiştir. WIFI Alliance, öncelikle aynı WLAN protokollerini kullanan cihazlar arasında işbirlikçi çalışmayı sağlamayı amaçlayan test paketlerine sahiptir. Bluetooth'ta Adaptif Frekans Atlama (AFH), bir Bluetooth cihazının yüksek veri düşüşü yaşayan kanalları bırakmasına izin vererek paraziti en aza indirmeye yardımcı olur. Konuşmadan Önce Dinle (LBT) gibi diğer çarpışma önleme teknikleri, cihazlar arasındaki paraziti azaltmak için iyi yöntemlerdir, ancak karma sinyal ortamında etkinlikleri bilinmemektedir.
IoT cihazınız için birlikte var olma testi gerçekleştirmek, karma sinyalli bir kablosuz ortamda nasıl çalışacağını ölçmek ve tahmin etmek için önemlidir.
Siber Güvenlik
Siber güvenlik, verilerin siber tehditlere karşı korunması anlamına gelir. Siber saldırılar cihaz, iletişim ağı, bulut veya uygulamalar gibi herhangi bir katmanda gerçekleşebilir. Geleneksel güvenlik koruma araçlarının çoğu ağ ve bulutun güvenliğini sağlamaya odaklanmıştır, ancak IDC'ye göre güvenlik ihlallerinin %70'i uç noktalardan kaynaklanmaktadır. IoT cihazlarını korumak ekstra özen gerektirir. IoT cihazınızdaki kablosuz güvenlik açıklarını ve potansiyel giriş noktalarını tespit etmelisiniz. Cihazın tepkisini kontrol etmek ve en son tehditlere karşı dayanıklılığını sağlamak için bilinen kablosuz tehditler/saldırılardan oluşan bir veritabanı kullanarak cihazı test etmenizi öneririz.
Sonuç
Nesnelerin İnterneti, mühendislerin içinden geçmeye ve doğru bir şekilde yönlendirmeye çalıştığı büyüleyici bir ekosistemdir. Günün sonunda, teknoloji uygulamalarının ve potansiyelinin tüm perspektiflerini anlayabilirsek, elektronik cihazlarımızın kullanımını en üst düzeye çıkarmak için birlikte çalışabiliriz. Ancak elektronik kullanımında, güç tüketimi oldukça değişken olduğu için dikkate alınması gereken kritik bir husustur. Hızlı değişen akımlar genellikle mikrosaniyelerden saniyelere kadar sürer ve tek bir IoT sistemi içinde pikoamperden amperlere kadar geniş bir akım aralığı vardır.
IoT sistemleri üzerinde kendi testlerinizi nasıl yapabileceğiniz hakkında daha fazla bilgiyi buradan edinebilirsiniz!
