Thesis Number |
level |
Language |
Year |
Bilim Dalı |
|
Yüksek Lisans |
Türkçe |
2020 |
Elektrik Makinaları ve Güç Elektroniği Bilim Dalı |
Kablosuz iletişim sistemleri, günümüz teknolojisinde akıllı ev ve enerji yönetimi amaçlı çeşitli Nesnelerin Interneti (IoT) uygulamalarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Özellikle enerji verimliliği için sensörlerle izleme, veri toplama ve kontrol mesajlarını iletmede, Wi-Fi, ZigBee, Bluetooth ve LoRa gibi kablosuz haberleşme teknolojileri sıklıkla tercih edilir. Kablosuz haberleşme protokolleri güç tüketimi, bit hızı, menzil, çalışma frekansı, bant genişliği, güvenlik, maliyet vb. açılardan farklılık gösterirler. Örneğin, Wi-Fi teknolojisi her yerde yaygın olarak kullanılırken, yüksek bant genişliği ve yüksek güç tüketimi, bu teknolojiyi enerji tasarruflu olmayan bir protokol haline getirir. Bluetooth teknolojisi enerji tasarruflu bir protokol olmasına rağmen, bu teknolojide de sinyal ve menzil sınırlaması vardır. ZigBee teknolojisi ise Wi-Fi teknolojisinin tersine düşük güç tüketimi, geniş ağ boyutu ve düşük bant genişliği özelliklerinden dolayı IoT tabanlı akıllı ev enerji yönetimi ve Kablosuz Sensör Ağı (WSN) uygulamalarında oldukça iyi sonuçlar vermektedir. Ancak, ZigBee teknolojisinde menzil sınırlaması nedeniyle dış mekan kablosuz uygulama sistemlerinde yaygın olarak kullanılmamaktadır. Yeni bir kablosuz iletişim teknolojisi olan LoRa ise uzun menzil, düşük güç tüketimi ve genişletilmiş kapsama alanı özellikleri ile ön plana çıkmaktadır. Bu tez çalışmasında, günümüz kablosuz haberleşme teknolojisinde yaygın olarak kullanılan ZigBee ve LoRa iletişim protokollerinin birlikte kullanıldığı bir iletişim sistemi tasarlanmış, sistem deneysel olarak gerçekleştirilmiş ve saha testleri yapılmıştır. Tasarlanan bu sistem, bir kablosuz uç cihazı, bir merkezi alıcı olarak kullanılan çok protokollü ağ geçidi ve bir de Merkezi Veri Toplayıcı (MVT) olmak üzere üç ana bölümden oluşmaktadır. Uç cihaz, düşük güçlü sensörleri kullanarak sıcaklık, nem ve ışık şiddeti verilerini toplayıp, bu verileri LoRa kablosuz teknolojisi aracılığıyla ağ geçidine göndermektedir. Ağ geçidi, sensör verilerini uç cihazdan LoRa aracılığıyla alıp, ZigBee kablosuz teknolojisi ile MVT'ye göndermektedir. Sensör verileri, MVT'da, açık kaynaklı IoT yazılım platformu kullanılarak izlenmiştir. Hem çok protokollü ağ geçidi, hem de uç cihazın Mikrodenetleyici Ünitesinde (MCU), STM32 mikrodenetleyicisi kullanılmıştır. ZigBee ve LoRa kablosuz alıcı-verici modülleri için, menzil ve ağ çıktısı ölçüm testleri yapılmış, sonuçlar karşılaştırmalı olarak sunulmuştur. Ağ geçidi ve kablosuz uç cihazının Baskılı Devre Kartlarının (PCB) tasarımı, bilgisayar destekli DipTrace CAD yazılımı ile yapılmıştır.