Akıllı şehir teknolojileri ve tek ışıklı trafik lambası
Smart city technologies and single light traffic light
Yazar: SELAMİ ÇEKİÇ
Danışman: PROF. DR. HİKMET HAKAN GÜREL
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bilişim Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Akıllı kentler = Smart cities ; Endüstri 4.0 = Industrial 4.0 ; Enerji = Energy ; LED ışığı = LED lights ; Trafik ışıkları = Traffic lights

Özet:
Şehirlerde oluşan nüfus artışları Endüstri 4.0 ve Akıllı Şehir Teknolojileri ile birlikte refah içinde yaşamın, iletişimin ve veri akışının hızlanmasına, ulaşımın ve kavşaklardaki trafik sorunlarının artmasına neden olmuş, bunların hızlı ve güvenli çözümlerine ihtiyaç duyurmuş, her türlü enerjinin verimli kullanılmasını zorunlu kılmıştır.
Günümüzde mobil teknolojinin gelişmesiyle birlikte internet ulaşımı kolaylaşmış, gelişen, hızlanan teknoloji ekonomik enerji verimliliği oluşturacak olan FPGA kartlarının ve ekonomik LED'lerin kullanılmasına olanak sağlamıştır.
Düşük maliyetlerle yüksek ışık enerjisi sağlayan NeoPixel Ring LED'ler FPGA kartlar aracılığı ile kavşak ve yollarda olan sıkıntılı trafik akışının daha verimli, hızlı ve minimum hata ile çözümlenmesi sağlanabilir.
Bu çalışmanın amacı, Endüstri 4.0 ile oluşmaya başlayan Toplum 5.0 yaklaşımı içerisindeki Akıllı Şehir Teknolojilerinin, Tek Işıklı Trafik Lambası fikrinde Neopixel Ring LED'ler, yönetim ve kontrolünde FPGA kartlar, bu kartların programlanmasında Xilinx Vivado, Verilog ve C gibi programlar kullanılarak maliyet düşüklüğü oluşturmak yönetilebilirliği sağlamak ve enerji verimliliğini en üst düzeye çıkarmaktır. Ek özellikler ile (algılayıcılar vb.) uyarı sistemleri oluşturulabilmesine, uzaktan yönetilebilirliği kablolu veya kablosuz sistemler ile karşılayabilmek, tek kart ile kavşaklardaki ışıkların yönetilebilmesini, hızlı haberleşme ve veri akışını, farklı enerji türlerinin (güneş, rüzgâr vb.) kullanılabilmesini sağlamaktır.
Sonuç olarak FPGA kartların paralel çalışabilme, NeoPixel Ring LED'lerin programlanabilir özelliği ile 8'li data kablo kullanılarak kontrol edilen LED'lerin harcayacağı güç değeri 6,12W'a kadar düşürülmüş, enerji maliyeti %39 oranında azaltılmış, farklı bilimsel çalışmaların yapılabilmesine ortam hazırlamıştır.

Abstract:
Population increases in cities, along with Industry 4.0 and Smart City Technologies, have led to the acceleration of life, communication and data flow in prosperity, the increase in transportation and traffic problems at intersections, the need for fast and safe solutions for these, and the efficient use of all kinds of energy.
Today, with the development of mobile technology, internet access has become easier, and the developing and accelerating technology has allowed the use of FPGA cards and economic LEDs, which will create economic energy efficiency.
With NeoPixel Ring LEDs, which provide high light energy at low costs, and FPGA cards, the troublesome traffic flow at intersections and roads can be resolved more efficiently, quickly and with minimum error.
The aim of this study is to create cost reduction by using the Smart City Technologies within the Society 5.0 approach, which started with Industry 4.0, Neopixel Ring LEDs in the idea of Single Light Traffic Light, FPGA cards in the management and control, and programs such as Xilinx Vivado, Verilog and C in the programming of these cards. and to maximize energy efficiency. It is possible to create warning systems with additional features (sensors, etc.), to meet remote manageability with wired or wireless systems, to manage lights at intersections with a single card, to enable fast communication and data flow, and to use different types of energy (sun, wind, etc.).
As a result, the parallel operation of FPGA cards, the programmable feature of NeoPixel Ring LEDs and the power consumption of LEDs controlled using 8 data cables have been reduced to 6.12W, energy costs have been reduced by 39%, and have prepared an environment for different scientific studies.