Nesnelerin interneti (IoT) ve ilgili iletişim protokollerinin deniz bilimlerindeki yenilikçi kullanımı ve uygulama olanakları
Innovative use and application opportunities of internet of things (IoT) and related communication protocols in marine sciences
Yazar: KORAY BAŞEĞMEZ
Danışman: PROF. DR. ŞABAN BEDRİ ALPAR
İstanbul Üniversitesi / Deniz Bilimleri ve İşletmeciliği Enstitüsü / Deniz Jeolojisi ve Jeofiziği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control ; Deniz Bilimleri = Marine Science ; Jeofizik Mühendisliği = Geophysics Engineering
Dizin: Deniz jeolojisi = Marine geology ; Gömülü sistemler = Embedded systems ; Jeofizik = Geophysics ; Mikrodenetleyiciler = Microcontroller ; Nesnelerin interneti = Internet of things ; Sensörler = Sensors ; Yazılım geliştirme = Software development

Özet:
Nesnelerinin İnterneti sayesinde denizel uygulamalarda değişik sensörler ile veri toplamak, işlemek, iletmek ve sualtı kablosuz sensör ağları oluşturmak mümkün hale gelmiştir. Bu çalışmada, Arduino Uno R3, Arduino Mega 2560 R3, Arduino Yun, Arduino Due gibi nesnelerin interneti cihazları; deniz suyu sıcaklığı, hava sıcaklığı, atmosfer basıncı, hava nemi, mesafe ölçen bazı denizel ortamlarda kullanılabileceği düşünülen sensörler, iletişimde kullanılabilecek kablolu ve kablosuz teknolojiler tanıtılmış ve incelenmiştir. Nesnelerin İnterneti uzaktan denizel izleme çalışmalarını oluşturan bir platform oluştururken, başlangıç seviyesi için uygun olan mikrodenetleyici içeren geliştirme kartları ve gömülü sistemler ise ana birimlerdir. Düşük maliyetli ve düşük güç tüketimli modüler basit sensörler, mikrodenetleyici içeren modüler kartlar şeklindeki sensörler, bu kartlarla uyumlu yazılım geliştirme ortamları, güç kaynakları, prototipleme yapmak amacıyla devre tahtaları, kablosuz veri aktarmakta kullanılan düşük enerjili kartlar ve birimler kullanılmıştır. Hava sıcaklığı, deniz suyu sıcaklığı, nem, atmosferik basınç ve deniz, göl veya akvaryumlarda ölçüm yapabilecek su seviyesi değişimlerini saniye mertebesinde periyodik aralıklarla ölçecek prototipler tasarımlanmıştır. Prototiplerden elde edilen sayısal veriler istatistiki anlamda değerlendirilmiştir. Uygulamalar sırasında karşılaşılan zorluklar değerlendirilerek, daha güvenli, uzaktan izleme sağlayan ve uyarı yeteneklerine sahip sualtı IoT'lerinin nasıl daha verimli bir şekilde uygulanabileceği tartışılmıştır.

Abstract:
Thanks to Internet of Things (IoT), it's become possible to collect, process and transmit data with different sensors in marine-applications and to create underwater-wireless-sensor networks. IoT devices such as Arduino Uno R3, Mega 2560 R3, Yun&Due; as well as the sensors, in measuring sea-water temperature, air temperature, atmospheric pressure, air humidity, distance for sea-level fluctuations, using wired and wireless technologies in communication, are discussed. The key components used in building the platform for our IoT remote maritime monitoring investigations are development boards that feature the best entry-level microcontrollers and embedded systems. Once more, simple, low-cost, low-power modular sensors that are readily available on the market are used. Sensors in the form of modular boards with microcontrollers, software development environments that are compatible with these boards, power supplies to run the boards, breadboards for prototyping, energy boards, and devices for wireless data transfer are also used. Various IoT prototypes were created utilizing real, current technology and equipment to measure the time-variations in air and water temperatures, humidity, atmospheric pressure, and water level on a periodic basis, in seconds. The collected data sets underwent statistical analysis and quality inspection. Finally, it is discussed how to effectively deploy the underwater IoTs so that they will be safer while being remotely monitored and capable of sending alerts in the event of an emergency.