Veri dağıtım sistemi tasarımı ve ZigBee tabanlı uygulaması
Data distribution system design and ZigBee based application
Yazar: GÜRKAN ÇELİK
Danışman: DOÇ. DR. ÜMİT DENİZ ULUŞAR
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: Akıllı şebekeler = Intelligence networks ; Bilgi ağları = Information networks ; Bilgisayar ağları = Computer networks ; Kablosuz ağlar = Wireless networks ; Telekomünikasyon ağı = Telecommunication network

Özet:
Gelişen teknolojiyle birlikte artan iletişim yükü ve enerji tüketimi, değişen güvenlik ve kullanıcı ihtiyaçları, iletim birimlerinin birbirleriyle haberleşirken akıllı davranışlar sergilemelerini gerektirmektedir. Bu davranışları gerçekleştirebilmek için ağ bileşenlerinin kendi arasındaki bağlantı gücü ve kalitesi gibi parametreleri değerlendirerek, ağın organize edilmesine ihtiyaç duyulmaktadır. Bu amaç doğrultusunda akıllı ve düşük maliyetli veri iletimini sağlayan ağlar bünyesinde, yaygınlaştırmasını verimli kılan optimize edilmiş veri dağıtım düğümleri gerekmektedir.
Bu projede, birlikte çalışabilirlik, performans, kaynak yönetimi ve fiyat açısından önemli uygulama gereksinimlerini ve çeşitli kullanıcı beklentilerini karşılayabilecek inovatif tümleşik platformlar, veri dağıtım tekniklerini konusunda konumlandırma yöntemi önerilerinde bulunulmuştur. Gerçek ortam testleri için ise ZigBee tabanlı düğümler tasarlanmıştır. Yeni nesil internet için akıllı bir veri dağıtım sisteminde ağa bağlı şekilde bulunan modüllerin enerji durumunu kontrol eden, birbirleriyle olan mesafelerini göz önünde bulunduracak sistemin gerekliliği ortaya konulmuştur. ZigBee tabanlı ağ ile ölçümler yapılarak uçuş süresi (ToA-Time of Arrival) ve alınan işaret gücü göstergesi (RSSI-Received Signal Strength Indicator) yöntemleri karşılaştırılmıştır. Ölçümler ile elde edilen bulgularda dış mekânda ToA tabanlı ölçümlerde referans ölçümden 1,13 kat daha düşük iç mekânda 1,17 kat daha yüksek tahminler yapılmaktadır. RSSI tabanlı ölçümlerle dış mekânda referans mesafenin ortalama olarak 2,4 katı iç mekânda 2,6 katı fazla değer elde edilmiştir. ToA değerleri hata oranları daha uzun mesafeler için daha doğru sonuçlar vermektedir yani mesafe arttıkça tahminler beklenen değere yaklaşmaktadır. Bu değerlerin hata oranını azaltmak için çeşitli filtreleme ve istatistiksel yöntemler kullanılmıştır.

Abstract:
The increasing communication burden and energy consumption, changing security and user needs together with the developing technology require the transmission units to display intelligent behaviors while communicating with each other. To accomplish this, the network components for storing, processing and transmitting data; there is a need to evaluate the network situation and to organize the communication with each other well. For this purpose, optimized data distribution nodes are required within the networks that provide intelligent and low-cost data transmission, making their deployment efficient.
In this project, recommendations for positioning methods in terms of interoperability, performance, resource management and innovative integrated platforms that can meet various user expectations and data distribution techniques were made. ZigBee based nodes for real environment testing were designed and produced. Results of measurements that check the energy status of the modules on the network in a smart data distribution system for the next generation internet and take into account their distance from each other. With the experiments; time of arrival (ToA) and the received signal strength indicator (RSSI) methods are compared. The findings indicate that in ToA based measurements are on average 1.13 times lower under outdoor conditions and 1.17 times higher under indoor conditions. RSSI based measurements on average 2.4 and under indoor conditions 2.6 times higher under outdoor conditions than the reference distance. The difference of the ToA values gives more accurate results for longer distances, so the estimates are closer to the expected value as the distance increases. Several filtering and statistical methods were used to reduce the error rate of these values.