உணர்விகள், மற்றும் கருவியாக்கல் பற்றிய ஒரு மேல்வாரியான அலசலை முன் பகுதியில் பார்த்தோம். ஆனால், கருவியாக்கல் என்பதில், பல முறைகள், பல அணுகுமுறைகள் இருப்பது, இத்துறையின் முதல் பிரச்னையாக உள்ளது. அப்படி என்ன பிரச்னை?
பொதுவாக, கணினிகள்/கருவிகளின் வலையமைப்பை சில வகைகளாகப் பிரிக்கலாம்:
- கணினிகளின் வட்டார வலையமைப்பு – பெரும்பாலும், இவை கம்பித் தொடர்புமூலம் ஒரு மையக் கணினிக்கோ அல்லது கணினி வழங்கிக்கோ இணைக்கும் நுட்பம். கம்பியில்லா WiFi –யும் இதில் அடங்கும். இதை LAN (Local Area Networking) என்கிறார்கள்
- கணினிகளின் தனிப்பட்ட வலையமைப்பு – பெரும்பாலும், கம்பியில்லா தொடர்புமூலம், ஒரு மையக் கணினிக்கோ அல்லது ஒரு மின்பரப்பிக்கோ இணைக்கும் நுட்பம். புளூடூத், Zigbee (இதைப் பற்றி விவரமாக இப்பகுதியில் பிறகு பார்ப்போம்) போன்ற வழிகள் இதில் அடங்கும். இதை PAN (Personal Area Networking) என்கிறார்கள்
- கணினிகளின் அகன்ற வலையமைப்பு – கருவிகளை இணையத்துடன் செல்பேசி தொழில்நுட்பங்கள் கொண்டு இணைக்கும் நுட்பம். GSM, LTE போன்ற நுண்ணறிப்பேசி முறைகள் இதில் அடக்கம். இதை WAN (Wide Area Networking) என்கிறார்கள்
மேலே சொன்ன முறைகள் தூரத்தை ஒரு அளவாகக் கொண்ட வகைப்படுத்தல். PAN என்பது மிகவும் குறைந்த தூரத்திலும், WAN என்ற வலையமைப்பு இந்த மூன்று முறைகளில் அதிக தூரம் செயல்படும் திறன் கொண்டது.
ஆக, எப்படி உணர்விகள் மற்ற பாகங்களோடு இணைக்கப்பட வேண்டும் என்பதில், இரு அடிப்படை வழிகள் உள்ளன.
- கம்பியுடைய தொடர்பு (wired connectivity)
- கம்பியில்லாத் தொடர்பு (wireless connectivity)
தொழிற்சாலைகள், கட்டிடங்கள், மருத்துவ மனைகள் மற்றும் வீடுகளில் உள்ள உணர்விகளுக்கு கம்பித் தொடர்பு போதுமானது. உதாரணத்திற்கு, வீட்டில் உள்ள வெப்பநிலைப்படுத்தி உலையுடன் (thermostat to furnace) கம்பித் தொடர்பிருந்தால் போதுமானது. அதே போல, ஒரு தொழிற்சாலையில் உள்ள தயாரிப்பு ரோபோக்கள், தொழிற்பிரிவு கணினியுடன் கம்பித் தொடர்பில் எல்லா தரவுகளை அனுப்புவதுடன், கணினியும் ரோபோவைக் கட்டுப் படுத்தவும், அதே கம்பித் தொடர்பால், முடியும். கணினிகளில் வழக்கமான முறைகளில் (RJ45) இணைக்க முடியும். இவ்வகை இணைப்புகளில் பெரிய பிரச்னை மற்றும் கருத்து வேறுபாடுகள் இல்லை.
ஆனால், பல புதிய பயன்பாடுகளில், உணர்விகளுக்கு ஏதாவது ஒரு செயலியுடன் கம்பியில்லாத் தொடர்பு தேவைப்படுகிறது, உதாரணத்திற்கு, நாம் பார்த்த அணிக் கருவிகள் பெரும்பாலும், நகரும் மனிதர்கள் பயன்படுத்துவதால், கம்பித் தொடர்பு ஒரு இம்சையாகக் கருதப்படும். அதே போல, சாலைப் போக்குவரத்தைக் கணிக்கும் ஒரு அமைப்பில், பல உணர்விகள் கம்பித் தொடர்புடன் உருவாக்கப்பட்டால், மிகவும் விரும்பப்படாத ஒன்றாக மாறிவிடக் கூடும் (இதற்காகச் சாலைகளைத் தோண்ட வேண்டும்). காரில் பயன்படுத்தும் உணர்விகளும் பெரும்பாலும் கம்பியில்லாமல் இருந்தாலே, அது ஓட்டுனருக்குத் தோதாக இருக்கும்.
ஆனால், கம்பியில்லாத் தொடர்பில் ஏராளமான முறைகள் மற்றும் பயன்பாட்டுக் கருத்து வேறுபாடுகள் உருவாகிவிட்டது. உணர்விக்கும் செயலிக்கும் உள்ள தூரத்திற்கேற்ப, பல தொழில்நுட்பங்கள் இன்று உள்ளது. இணைப்பின் வேகத் தேவையும், தொடர்பு முறையைத் தேர்வு செய்ய உதவுகிறது
- சில கம்பியில்லா உணர்விகள் 10 செ.மீ. அளவிற்குள் செயலியுடன் தொடர்பு கொண்டால் போதும். உதாரணம், இன்றைய நுண்ணறிப்பேசிகளில் உள்ள பக்க தள தொடர்பு முறைகள் (Near field communication – NFC)
- RFID ஒரு கம்பியில்லா உணர்வித் தொழில்நுட்பம். பெரிய கிடங்குகள், மற்றும் சில்லரை வியாபாரங்களில் இந்த முறை 3 மீட்டர், அதாவது ஏறக்குறைய 10 அடி, தொலைவிற்குள் உள்ள செயலியுடன் தொடர்பு கொள்ளப் பயன்படுத்தப்படுகிறது
- முப்பது அடித் தொலைவிற்குள் உள்ள செயலியுடன் தொடர்பு கொள்ள புளூடூத் முறைகள் சரிப்படும். பல வகை அணிக் கருவிகள் மற்றும் காரில் பயன்படும் உணர்விகள் இம்முறையையே தேர்ந்தெடுக்கின்றன
- சில உணர்விகள் கம்பியில்லாத் தொலைப்பேசிகள் பயன்படுத்தும் (cordless phones) முறையை 10 முதல் 70 மீட்டர் வரை உள்ள செயலியுடன் தொடர்பு கொள்ளப் பயன்படுத்துகிறது
- நமக்கெல்லாம் தெரிந்த வை.ஃபை. (WiFi) முறை, இன்னொரு கம்பியில்லா இணைப்பு முறை. எங்கு முடியுமோ (தொழிற்சாலைகள், மருத்துவமனைகள், வீடுகள்), அங்கு இந்த முறைகள் 4 முதல் 20 மீட்டர் வரைப் பயன்படும்
- குறைந்த அளவில் மின்சாரப் பயன்பாடு.தேவையில்லாத பொழுது, உணர்விகள் தூங்க வேண்டும்
- இணையத்துடன் மற்றும் மற்ற உணர்விகளுடன் தொடர்பு, மிகப் பாதுகாப்பாக இருக்க வேண்டும்
- தேவையான பொழுது தொடர்பு கொள்ளும் திறன். அதாவது, எப்பொழுதும் இணையத்துடன் தொடர்பு அவசியமில்லை. மிக முக்கியமான விஷயம், ஒரு உணர்விகளின் கூட்டத்தில், மின்பரப்பி மற்றும் மின்வாங்கியாக ஒரு உணர்வி செயல்பட்டால் போதுமானது. இதை இன்னொரு வழியிலும் சொல்லலாம் – அதாவது, ஏதாவது ஒரு உணர்வி செயலிழந்தால், உணர்விகளின் வலைமைப்பு செயலிழக்காமல், தொடர்ந்து வேலை செய்ய வேண்டும்
நாம் இதுவரை பார்த்த தொழில்நுட்பங்களில், இந்த மூன்று விஷயத்தில் எங்கோ அடிபட்டுவிடும். உதாரணத்திற்கு, புளூடூத் முதல் மற்றும் மூன்றாம் புள்ளிகளில் மிகவும் அடிபட்டுப் போகும் தொழில்நுட்பம். ஒரு விஷயம், தவிர்க்க முடியாதது. கம்பியில்லாத் தொடர்பில், தூரத்திற்கேற்ப, நுட்பங்கள் மாறும். அத்துடன், எல்லா நுட்பங்களும் ஒரே வகையான கம்பியில்லா மின்பரப்பி/வாங்கி (wireless transceiver) தொடர்பிருக்காது. இன்றைய கருவி இணைய முயற்சிகள், மேலே சொன்ன மூன்று விஷயங்களைக் கருத்தில் கொண்டு, புதிய உத்திகளை உருவாக்கி வருகிறார்கள்.
- Zigbee என்ற நுட்பம், ஒரு சல்லடை வலையமைப்பு (mesh networking) கொண்ட 10 முதல் 300 மீட்டர் வரையுள்ள உணர்விகளின் கம்பியில்லாத் தொடர்பு நுட்பம். கட்டிடங்கள், தொழிற்சாலைகளில் மிகவும் பிரபலமாகிக் கொண்டிருக்கிறது. மிகவும் குறைந்த மின்சாரத்தைப் பயன்படுத்தும் நுட்பம் இது. அத்துடன், இதன் சல்லடை வலையமைப்பு, ஒரு உணர்வி செயலிழந்தாலும் வலையமைப்பு தொடர்ந்து செயல்படும் திறமை கொண்டது. உதாரணத்திற்கு, கட்டிடம் ஒன்றில் உள்ள பல்லாயிரக் கணக்கான மின் விளக்குகளில் உள்ள உணர்வி ஒன்று பழுதடைந்தால், மற்ற மின் விளக்குகள் செயலிழக்காமல் இருப்பது அவசியம்
- Z-wave என்பது, முப்பது அடிக்குள், குறைந்த மின்சாரத்தைப் பயன்படுத்தும் இன்னொரு தொழில்நுட்பம். Zigbee -ஐ விடக் குறைந்த மின்பரப்பு வேகம் மற்றும் செயல்படும் தூரம் என்று இருந்தாலும், கட்டிடங்களின் ஒளிப் பயன்பாடுகளில் மிகவும் பயன்படுத்தப்பட்டு வருகிறது
- 6LoWPAN என்பது எல்லா வகையிலும் Zigbee -யுடன் போட்டி போடும் ஒரு நுட்பம். 800 மீட்டர் வரை செயல்படக் கூடிய உணர்விகளின் கம்பியில்லா தொடர்பு நுட்பம். ஆனால், Zigbee என்பது நீண்ட காலமாக சந்தையில் இருப்பதால், இந்த தொழில்நுட்பத்தைக் கொண்டு, பல பயன்பாடுகள் உள்ளன. நாளடைவில் இதே நிலையை 6LoWPAN –னும் அடைய வாய்ப்பிருக்கிறது.
இதைத் தவிர பல தொழிற்சாலை உணர்வி இணைப்பு முறைகள், ஆங்காங்கு பயனில் உள்ளது. உதாரணத்திற்கு, KNX, Wireless HART, WiMax, Weightless போன்ற நுட்பங்கள். இவற்றைப் பற்றி இக்கட்டுரைகளில் நாம் அதிகம் அலசப் போவதில்லை.
அடுத்தக் கட்ட முயற்சிகள், இரு தொழில்நுட்பப் போராட்டம் என்ற நிலை உருவாகியுள்ளது, அது Zigbee -யா அல்லது 6LowPAN –ஆ என்ற போராட்டம். நுகர்வோர் இன்று கணினிகளில் பயனபடுத்தும் விண்டோஸ், ஆண்ட்ராய்டு மற்றும் லினிக்ஸ் போன்ற விஷயம் இது. ஒவ்வொன்றிற்கும் சில நிறை/குறைகள் இருக்கின்றன.
- விண்டோஸைப் போல, Zigbee சந்தையில் சில வருடங்களாகப் பயனில் இருந்தாலும், Zigbee –யின் பெரும் குறை IPv6 முறையை பின்பற்றாதது எனலாம். இன்று, இது ஒரு பெரும் குறையாக யாருக்கும் தெரிவதில்லை – ஏனென்றால், நம்மிடம் உள்ள பல கணினி பாகங்களும் IPv4 முறையிலேயே தொடர்பு வைத்துக் கொண்டு வந்துள்ளன. எதிர்காலத்தில், அதாவது இன்னும் 5 ஆண்டுகளில், இந்த நிலமை IPv6 –க்குச் சாதகமாக மாறிவிடும் என்று நம்பப்படுகிறது
- Zigbee முறையைக் கொண்டு (http://www.zigbee.org/) உருவாக்கப்படும் பயன்பாடுகளுக்கு, இந்த அமைப்பு, நிறைய பயன்பாடுகளை உருவாக்க உதவிகளைச் செய்து வருகிறது. அத்துடன், Zigbee –யிலிருந்து IPv4 இணையத்துடன் தொடர்பு என்பது வெகு எளிமையான முறை
- 6LoWPAN என்பது புதிய நுட்பம். ஆனால், IPv6 – ஐ அடிப்படையாகக் கொண்ட ஒரு நுட்பம். ஆனால், இணையத்துடன் இணைவது Zigbee –ஐப் போல, எளிமையானதல்ல
- இன்றும், Zigbee –யின் இணையத் தொடர்பு அத்தனை பாதுகாப்பான விஷயமல்ல. விஷமிகள் எளிதாக Zigbee வலையமைப்பைத் தாக்கிவிடலாம்
- இருந்தும், 6LoWPAN என்னும் புதிய நுட்பம், பயன்பாடுகள் அதிகமின்றித் தவிக்கிறது. அத்துடன், இதைக் கற்பதிலும் பல சிக்கல்கள் உள்ளன
ஆக, இந்த இரண்டு நுடபங்களும் எதிர்காலத்தில் புளுடூத்4 உடன் பயன்படுத்தப் படும் என்று நம்பலாம். ஆக, அடிப்படை மின்னணுவியல் பாகங்களை வைத்துப், பயனுள்ள கருவியாக இந்த நியமங்களைப் பயன்படுத்தி, ஒரு/பல உணர்வி(களை)யையும், ஒரு குட்டி செயலியுடன் இணைத்து உருவாக்க முடியும். இதற்கு, பல உப மின்னணுவியல் பாகங்களும் தேவை – உதாரணத்திற்கு, செயலிக்குத் தேவையான மெமரி, மற்றும் வெளியுலக இணைப்பிற்காக தேவையான USB, RJ45 போன்ற இணைப்பு வசதிகள்.
கருவிகளின் இணையம் என்பது கோடிக் கணக்கான உணர்விகள், கணினி செய்லிகள் மற்றும் இவற்றை இணையத்துடன் இணைக்கும் தொடர்பியல் தொழில்நுட்பம் எல்லாம் சேர்ந்த விஷயம். அனைத்தையும் ஒரே நிறுவனம் செய்து வழங்கும் என்பது நடவாத காரியம். உணர்விகளை பல நூறு நிறுவனங்கள் தயாரிக்கிறார்கள். உதாரணத்திற்கு, நுண்ணறிப்பேசியில் உள்ள உணர்விகளை, இன்று, STMicroelectronics, LG, Samsung. Freescale, Fairchild Semiconductor, Bosch Sensortec, Knowles Electronics, InvenSense போன்றவர்கள் தயாரிக்கிறார்கள். அதே போல, மிக முக்கியமான செயலிகளை (Micro controller Units) பல நூறு நிறுவனங்கள் தயாரிக்கிறார்கள். இன்று, ARM, Freescale, Texas Instruments, Atmel, Intel and STMicroelectronics போன்றவர்கள் தயாரிக்கிறார்கள். இவற்றை இணைக்கும் வேலையை பல நூறு நிறுவனங்கள் மேற்கொண்டுள்ளன.
சரி, இதுவரை நாம் பார்த்தது என்னவோ வன்பொருள் போல அல்லவா காட்சி அளித்தது? இதில் எங்கு நிரலர்களுக்கு வேலை? நாம் விளக்கிய பகுதிகள், இந்தத் தொழில்நுட்பத்தின், கட்டுமானப் பகுதிகள். ஒவ்வொரு கருவி இணைய தொழில்நுட்பத்திலும், இத்தகைய அடிப்படைக் கட்டுமான அமைப்புகளின் அடிப்படையில் நிரலர்களுக்குத் தேவையான அமைப்புகள் உருவாக்கப் படுகிறது.
மேலேயுள்ள படம் கணினி வலையமைப்பு (computer networking) அறிந்தோருக்குப் புதிதல்ல, மேலே உள்ள இரு தளங்களைத் தவிர (Application, presentation) மற்ற தளங்களை Zigbee அல்லது 6LowPAN போன்ற நியமங்கள் பூர்த்தி செய்கின்றன. கடைசி இரண்டு தளமும், நிரலர்களுக்கு மிகவும் முக்கியம். பல வீடு மற்றும் கார் சம்பந்தப்பட்ட நுகர்வோர் பயன்பாடுகளில், நுண்ணறிப்பேசியில் இவ்விரண்டு தளங்களும் ஒரு பயன்பாடாக உள்ளது. ஆனால், எல்லா பயன்பாடுகளும், வெறும் நுண்ணறிப்பேசியால் கட்டுப்படுத்தப்படும் என்றாகாது. பல, பெரிய கருவி இணையப் பயன்பாடுகளுக்கு, நுண்ணறிப்பேசியைவிட சக்தி வாய்ந்த கணினி வழங்கி அல்லது மேக கணினி வழங்கித் தேவைப் படும். இத்தகைய சிக்கலான தேவைகளுக்கு மேலே காட்டியுள்ள கட்டமைப்பு சரிப்படாது. இதைப் பற்றி விவரமாக அடுத்த பகுதியில் பார்ப்போம்.