Gsm kontrollü akıllı ev uygulaması
Gsm based smart home application
Yazar: YUSUF YALÇIN KARDAŞ
Danışman: DOÇ. DR. MEHMET SİRAÇ ÖZERDEM
Dicle Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasında, Gsm (3G) üzerinden haberleşen bir "Akıllı Ev" uygulamasının gerçekleştirilmesi amaçlanmıştır. Bu uygulamada birden fazla haberleşme tekniği kullanılarak sensörler aracılığıyla evdeki durum bilgileri ve röleler aracılığıyla da elektriksel donanımların yönetilebilirliği sağlanmıştır.
Çalışmada elektriksel donanımların konrolü için iki adet elektronik devre tasarlanmıştır. Bunlar merkez ünite ve çevre(rf) modülleridir. Çevre (rf) modülleri üzerindeki sensörler yardımıyla ortam bilgisini toplamaktadır.  Bu  tez çalışmasında örnek olarak sıcaklık, hareket ve yangın sensörleri kullanılmıştır. Herhangi bir elektriksel donanımın kontrolü röle üzerinden yapılmaktadır. Röleler de çevre (rf) modülleri kartında yer almaktadır. Bu üniteler merkez üniteye bilgileri Radyo Frekansı aracılığıyla iletmektedir. Bunun en büyük avantajı, merkez üniteden yaklaşık 100 metre mesafeye kadar çalışabilir olmasıdır. Aksi halde her üniteden merkez üniteye kablo aracılığıyla iletişim sağlanması gerekir ki bu da ev ortamı için istenen bir durum değildir.
Kablosuz(rf) haberleşme esnasında bir mesajın kime ait olduğunu belirlemek, çevre ünitelerin adlandırılması ile mümkündür. Bu çalışmada çevre modüllere Oda1, Kapı1, Kapı2 olarak adlandırılmıştır. Üniteler kendi isimlerini devrede  kullanılan anahtarların(dip-switch) lojik durumlarını kontrol ederek hangi ismin kendisine ait olduğunu öğrenmektedir. Rf iletişiminde 16 byte'lık bir mesaj paketi hazırlanarak gönderilmektedir. Bunun ilk iki byte'ı mesajın hangi üniteye gittiğini, üç ve dördüncü byte'ı ise kimden gönderildiği bilgisini taşımaktadır. Bu sayede mesajı alan çevre (rf) modülleri bu byte'lara bakarak mesajın hangi ünite için gönderildiğini anlar, ortamdaki verileri gönderir veya kontrolündeki röleyi aktif/pasif durumuna alma işlemlerini yapar. 
Merkez ünitede internet üzerinden görüşmeyi sağlayan ağ iletişim modülü ve çevre(rf) modüllerden bilgi toplayan veya komut gönderen bir merkez rf iletişim modülü tasarlanmıştır.
Merkez rf iletişim modülü belirli periyotlarda tüm rf ünitelere durum bilgilerini göndermeleri için mesaj gönderir. Gelen ortam bilgilerini merkez denetleyiciye bildirir. Merkez denetleyici bu bilgileri lcd ekranda görüntüler. 
Merkez ünite aynı zamanda ağ iletişim modülü sayesinde internetten gelen mesajları yorumlayabilmekte ve akıllı cep telefonundan gelen mesajlara cevap vermektedir.
Ağ iletişim modülü IP(Internet Protokol) tabanlı olduğundan kendi IP bilgisinin klavye aracılığıyla kullanıcı tarafından girilebilmesi sağlanmıştır. Merkez denetleyici aldığı IP bilgisini ROM belleğine yazarak kalıcı olarak muhafaza etmektedir. 
Android işletim sisteminde yazılan ev otomasyon uygulaması, tasarlanan elektronik devre ile internet üzerinden haberleşmekte, konumdan bağımsız kontrol  ve iletişim sağlamaktadır. Bu yazılım üç ayrı işlemi aynı anda yürütebilecek şekilde tasarlanmıştır. Dokunmatik ekrandan kullanıcı girişlerini yorumlama, internet üzerinden veri gönderme ve merkez üniteden gelecek verileri almak için sürekli ağı dinlemektedir. Böylelikle çift yönlü bir iletişim üzerine kurulu sistem başarıyla tasarlanmıştır. 
Sonuç olarak, son yıllarda hayatımızda tamamen yer edinmiş mini bilgisayarlar olan "Akıllı Cep Telefonu" ile Gsm (3G) üzerinden çift yönlü haberleşen, uzaktan bilgi alıp, kontrol edebilen, mikrodenetleyiciler ve sensörler ile tasarlanan "Akıllı Ev Uygulaması"  başarıyla gerçekleştirilmiştir.

Abstract:
A smart home automation system which communicates with Smart Phones over 3G network, is developed in this Thesis study. More than one communication technique are used to receive status data from home, and electrical devices at home can be administrated by using relays. 
 
Two electronic circuits were designed to control electrical devices. These are central unit and environment units (RF modules). Sensors on environment (RF) modules collect information. Motion, temperature and fire sensors are used in this project. Any electrical device is being controlled over relays. Relays are on environment (RF) modules card. This units transmits information to central unit via radio frequency. The most important advantage is being able to work in 100 meters. Otherwise we have to use wires for connections from all units to central unit; this is not a desired solution for a home.  
 
Determining the sender of a message during wireless (RF) communication is possible by naming environmental units. This units are named as Oda1, Kapi1, Kapi2 in this work. Units are determining their own name after checking logical status of dip-switches in circuit. 16 bytes message packages are prepared and sent. First two bytes carry target unit, third and fourth bytes carry sender information. The receiver environment (RF) modules can determine the target unit, they send the data or activate/deactivate the controlled relays.
A network communication module for transmitting over internet, and a central RF communication module which can collect data and send commands are designed. 
Central RF communication module sends messages to all RF units periodically to make them send their status data. It sends received environment status data to central controller. Central controller displays this information on LCD screen.
Central unit can also interpret received messages from Internet via network controller module and it can reply messages coming from mobile phones. User can adjust IP network settings and central controller can keep this information by writing it to ROM. 
Home automation software which is developed on Android environment, communicates with designed electronic board and let user receive information and manage devices via Internet. This software can conduct three separated processes at the same time; Interpreting entered data via touch screen, sending data over internet and listening network to receive data coming from central unit. Thus; a system working with two-way principle, is designed successfully. 
To conclude, the output of subject thesis is a Smart Home Automation System designed with sensors and microprocessors; which let users to receive information and manage home remotely. This project lets users to use their smart phones which are an important part of our daily life, to manage devices remotely and check their home's status.