Düşük Güçlü, Kayıplı Ağlarda Rpl Yönlendirme ve Kenar İşleme Destekli, Merkezi Yönetime Sahip İzleme Sistemi


Creative Commons License

CEYLAN A., ÇALHAN A., CİCİOĞLU M.

Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, cilt.12, sa.2, ss.1050-1063, 2024 (Hakemli Dergi) identifier

Özet

Son yıllarda, nesnelerin internetindeki cihaz sayısının devasa artışı sebebiyle, cihazların IPv6 destekli olması önem kazanmaktadır. Düşük güçlü cihazlarda IPv6’ya uyumlu olması amacıyla kullanılan 6LowPAN teknolojisi ve bu teknolojiyi kullanan ağlara özgü izleme mekanizmalarının önemi her geçen gün artmaktadır. Çalışmamızda 6lowPAN ağlarında sensör verilerini yönetmek, izlemek, gerektiğinde kritik verileri buluta göndermek için bir mimari önerilmiş ve benzetimi ile uygulaması yapılmıştır. Uygulamada kullanılan teknolojiler kenar işleme, CoAP (kısıtlı uygulama protokolü), 6LowPAN, düşük güçlü ve kayıplı ağlar için yeni nesil işletim sistemi Contiki-NG, Cooja benzetim programı, RPL yönlendirme protokolü, MQTT mesajlaşma protokolü ve Python uygulamalarıdır. Cooja benzetim programında yerleştirdiğimiz düğümler çok atlamalı bir şekilde yönlendiriciye veri gönderebilmekte, yönlendirici üzerinden düğümlerden veri istenebilmektedir. Yönlendiriciye bağlı bir kenar işleme uygulaması verileri istenen zaman aralıklarıyla alabilmekte, kritik durumlarda bunu buluta gönderebilmektedir. Uygulamamızda çok atlamalı iletişim için RPL yönlendirme protokolü, düğümler ile uygulamamız arasındaki veri iletişimi için CoAP protokolü, veri toplama ve kenar işleme işlemleri için Python programlama dili, veri tabanı olarak SQLite kullanılmaktadır. Kenar ile bulutun iletişimi için abone ol/yayımla mekanizmasına sahip olan MQTT iletişim protokolü kullanılmaktadır. Literatürde kenar işleme amaçlı grafik ara yüzüne sahip bir uygulamaya rastlanılamamış olup, geliştirdiğimiz uygulamanın merkezi bir şekilde yönetim işlevi olmasının da literatüre katkı sağlayacağı düşünülmektedir. Uygulamamızın benzetim üzerinde sorunsuz bir şekilde çalıştığı görülmüş olup, grafik ara yüzlü kolay kullanımı sayesinde askeri, sağlık, tarım, hayvancılık, endüstri gibi birçok alanda kullanılabileceğini düşünmekteyiz.
In recent years, the massive increase in the number of Internet of Things devices has made it increasingly important for devices to be IPv6-enabled. The use of 6LowPAN technology, which is used to make low-power devices compatible with IPv6, and the importance of networks specific monitoring mechanisms that use this technology are increasing day by day. In our study, we proposed an architecture for managing, monitoring, and sending critical data to the cloud when necessary in 6LowPAN networks, with implementation and simulation. The technologies used in the application are edge computing, CoAP (constrained application protocol), 6LowPAN, the next- generation operating system for low-power and lossy networks as Contiki-NG, the Cooja simulation program, the RPL routing protocol, the MQTT messaging protocol, and Python applications. In the Cooja simulation program, the nodes that we placed can send data to the router in a multi-hop manner, and data can be requested from the nodes via the router. An edge computing application connected to the router can collect data at the desired intervals, and send it to the cloud in critical situations. In our application, we used the RPL routing protocol for multi-hop communication, the CoAP protocol for data communication between the nodes and the application, the Python programming language for data collection and edge computing operations, and SQLite as the database. We used the MQTT communication protocol for communication between the edge and the cloud, which has a subscribe/publish mechanism. In the literature, an application with a graphical interface for edge processing could not be found, and it is thought that the central management function of the developed application will also contribute to the literature. It was seen that our application worked seamlessly on the simulation and with its graphic user interface, we think it can be used in many fields such as military, health, agriculture, livestock, and industry.