Measuring ieee 802.15.4 protocol performance over embedded control systems
Gömülü kontrol sistemleri üzerinde ıeee 802.15.4 protokol performansının ölçülmesi
Yazar: OMAR ABDULKHALEQ ABDULKAREEM ALDABASH
Danışman: YRD. DOÇ. DR. SELÇUK ÖKDEM
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control

Özet:
GÖMÜLÜ KONTROL SİSTEMLERİ ÜZERİNDE IEEE 802.15.4 PROTOKOL PERFORMANSININ ÖLÇÜLMESİ

Omar Abdulkhaleq ALDABASH

Erciyes Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü
Yüksek Lisans Tezi, Temmuz 2017
Tez Danışmanı: Yrd. Doç. Dr. Selçuk Ökdem

ÖZET
802.15.4 kullanımı, sınai, zirai ve akıllı evler ve hastaneler gibi birçok alanda görülebilir. Bu tür alanların tümü, düşük iletişim maliyeti ile düşük enerji tüketim mekanizması gerektirir. Bu nedenle, IEEE 802.15.4 bahsi geçen gereksinimleri karşılamak için ekonomik ve etkili bir çözüm olarak düşünülebilir. Bu standardın uygulanması ve performansı, merkezi sınırlamaları anlamanın temel hususlarıdır. Kablosuz ağların performansını araştırmanın birçok yönü mevcuttur. Birçok gerçek uygulamada performansının alınması zor iken; emülasyon, tasarımın ve protokollerin uygulanmasında ve performansının değerlendirilmesinde önemli bir araçtır. 
Araştırmamızda, Octave simülasyonlarını kullanarak IEEE 802.15.4 performans sonuçlarını göstermeyi amaçladık. Bu çalışmanın ana amaçı, protokolün performansını farklı senaryolarda analiz etmek ve güvenilirlik açısından performansı gerçek zamanlı olarak kontrol etmektir.  "Alınan İşaretin Şiddet Göstergesi (RSSI)"," paket alım oranı" ve "enerji tüketim oranı" parametreleri ile performansı analiz etmeyi amaçladık. Tüm bu parametreler, kablosuz protokol performansını doğrulamak için gerek dış mekan gerekse de iç mekan senaryolarında incelenecektir. Emülatör ile kullanıcının çeşitli durumlar için performans çizimine ve gösterimine izin veren bir grafik ara yüzü oluşturulabilmekte, ve kullanıcı dostu olarak kolayca işlemler yapılabilmektedir. Çalışmamız, ikisi iç mekanda (10 ve 20 m) ve diğer ikisi dış mekanda (20 ve 40 m) olmak üzere dört senaryoda temsil edilir. Tezimizde birisi koordinatör veya baz istasyonu iken ikincisi yönlendirici olarak hareket eden iki devreye noktadan, noktaya haberleşecek şekilde odaklandık. Koordinatör Xbee alıcısını ve bir adaptörü bulundururken yönlendirici Arduino, sensörler ve Xbee vericiden oluşur. Bu sensörler, algılanan verileri simülasyon ile dört farklı senaryoda analiz etmek ve karşılaştırmak için koordinatöre her dakikada veri aktarılmasından sorumludur. 
Anahtar kelimeler: IEEE 802.15.4, gömülü haberleşme, kablosuz performans analizi.

Abstract:
MEASURING IEEE 802.15.4 PROTOCOL PERFORMANCE OVER EMBEDDED CONTROL SYSTEMS

Omar Abdulkhaleq ALDABASH

Erciyes University, Graduate School of Natural and Applied Sciences
M.Sc. Thesis, July  2017
Thesis Supervisor: Assist. Prof. Dr. Selçuk Ökdem

ABSTRACT

The use of 802.15.4 may be seen in many fields like industrial, agricultural, and smart homes and hospitals. All such domains demand devices with low energy consumption mechanism with lower communication cost. Therefore, IEEE 802.15.4 may be considered as a economical and efficient solution to meet the mentioned requirements. The implementation and performance of this standard are basic issues to comprehend the central constraints of it. There are a lot of aspects to study the performance of wireless networks. Emulation is one of the important valuable tools to design and evaluation of implementing and performance of the protocol whereas most of real applications are difficult in real applications. 
In our study, we aimed to show the performance results of IEEE 802.15.4 using Octave simulations. The major aim behind this study is to analyze the performance of the protocol in different scenarios and to become able to check the performance in terms of reliability in real time. We aimed to analyse the performance parameters which are Received Signal Strength Indicator (RSSI), packet received ratio and energy consumption rate. All these parameters will be examined in both outdoor and indoor scenarios to verify the wireless protocol's performance. The emulator gives a graphic user interface that allow to user to draw and take the figure of the performance from every terms, and it became friendly to user and easy to the work. Our work represents in four scenarios two in indoor (10 and 20 m) and another in outdoor (20 and 40 m). We focus on two nodes in for peer to peer communication our thesis, in which one is acting as coordinator or base station while second one is a router. Coordinator may include Xbee receiver and with an adapter whereas, router consists of transmitter Xbee with Arduino and sensors. These sensors are responsible for transferring sensed data to the coordinator for every one minute to analyze and compare between the results in four different scenarios by emulating. 
Keywords: IEEE 802.15.4, embedded communications, wireless performance analysis.