Otonom yönlendirmeli araçlar için RFID tabanlı iç mekan lokalizasyon uygulaması ve yönetim paneli
RFID based indoor localization for autonomous guided vehicles application and management panel
Yazar: BEKİR EMANET
Danışman: PROF. DR. İSMAİL KIYAK
Marmara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering

Özet:
Günümüzde, özellikle 2020 yılından itibaren, Covid-19 pandemisinden sonra yoğun bir şekilde kargo taşımacılığı büyük-küçük ölçek fark etmeksizin bir atılım gerçekleştirmiştir. Özellikle pandemi döneminde insanlar sıkça e-ticaret web sitelerinden alışverişler yapmış, burada ciddi bir lojistik iş hacmine sebep olmuşlardır. Oluşan bu yoğunluğa lojistik firmaları cevap vermekte zorlanmış farklı çözüm yollarına gitmişlerdir. Bunlar özellikle endüstriyel otomasyon alanında çeşitli iş hacimleri doğurmuştur. Bu tez çalışmasında küçük ölçekli işletmelerin, işletme içi ürün dağıtım hızı sorununa cevap verebilecek, depolarda sistematik bir şekilde ürün takibi, dağıtımı yapabilecek düşük maliyetli RFID tabanlı bir otonom yönlendirmeli araç tasarımı ve yönetim paneli tasarlamaktır. Bu projede gerçeklenecek ürünün bir simülasyonu yapılmıştır. Gerçek hayatta kullanılacak ürünün 1:5 ölçeğinde prototipi hazırlanarak çalışmalar yapılmıştır. Çalışmada otonom yönlendirmeli araç prototipi üzerinde testler yapıldı. Araç çalışmalar boyunca üzerinde RFID alıcı, ivmeölçer/gyro sensör (IMU), step motor, step motor sürücü, mikroişlemci (MCU) ve PC bünyesinde barındırdı. Burada belirlenen alan içerisinde aracın en optimum hızla verilen görevleri yerine getirmesi için çalışma bünyesinde geliştirilen en kısa yol algoritması gerçekleştirildi. Çalışmada aynı metrekare içerisinde insan yordamıyla yapılan dağıtım ile geliştirilen aracın dağıtım hızı kıyaslandı. Burada yalnızca dağıtım prosesinde geliştirilen aracın hız bakımından 4 kat üstün olduğu hesaplandı. Çalışma amacında yer alan düşük bütçeli ürün geliştirme amacının ulaşılabilirliği tespit edildi. Uzun süreli testler yapılarak ekonomik açıdan amortismanın kısa süre içerisinde elde edilebilirliği sağlandı. Benzer ürünlere kıyasla 3 kat daha az maliyetli bir ürünün aynı amaca hizmet edilebilirliği görüldü. Aynı zamanda RFID sensörler vasıtasıyla konum tespitinin büyük-küçük ölçekte uygulanabilirliği test edildi. Ayrıca DC Motorlar ile Step motorların konum hassasiyeti karşılaştırıldı. Çalışma başındaki RFID Tabanlı Otonom Yönlendirmeli Araç konseptine uygun simülasyon gerçeklendi. 5 kat ölçeklenmiş modelde bulgular elde edildi. Geliştirilen aracın uygulanabilirliği gözlemlendi.

Abstract:
Today, especially since 2020, after the Covid-19 pandemic, intensive cargo transportation has made a breakthrough regardless of large or small scale. Especially during the pandemic period, people frequently shopped on e-commerce websites, causing a serious logistics business volume here. Logistics companies had difficulty in responding to this density and went to different solutions. These have created various business volumes, especially in the field of industrial automation. In this thesis, it is aimed to design a low-cost RFID-based autonomous guided vehicle design and management panel that can respond to the problem of in-house product distribution speed of small-scale enterprises, which can systematically track and distribute products in warehouses. A simulation of the product to be implemented in this project has been made. A 1:5 scale prototype of the product to be used in real life was prepared and studies were carried out. The vehicle included RFID receiver, accelerometer/gyro sensor (IMU), stepper motor, stepper motor driver, microprocessor (MCU) and PC throughout the work. The shortest path algorithm developed within the scope of the study was carried out in order for the vehicle to perform the tasks given at the optimum speed within the area determined here. In the study, the distribution speed of the developed vehicle was compared with the distribution made by human means in the same square meter. Here, it was calculated that the vehicle developed only in the distribution process is 4 times superior in terms of speed. The accessibility of the low-budget product development aim in the study was determined. By conducting long-term tests, it was ensured that the economic depreciation could be obtained in a short time. It was seen that a product that costs 3 times less than similar products can serve the same purpose. At the same time, the applicability of position detection via RFID sensors on a large-small scale was tested. In addition, the position accuracy of DC Motors and Stepper Motors were compared. Simulation was carried out in accordance with the RFID Based Autonomous Guided Vehicle concept at the beginning of the work. Findings were obtained in the 5-fold scaled model.