Çip üzerine programlanabilir gömülü platform tabanlı kablosuz haberleşme sisteminin gerçekleştirilmesi
Implementation of programmable embedded platform on chip based wireless communication system
Yazar: BURAK TAŞCI
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ YAVUZ EROL
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Elektronik Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği = Electrical and Electronics Engineering
Dizin: RF =

Özet:
Bu tez çalışmasında, Çip üzerinde programlanabilir sistem (Programmable System on Chip, PSoC) tabanlı gömülü sistem platformu üzerinde spektrum tarama özelliğine sahip güvenli bir haberleşme sisteminin uygulaması yapılmıştır. PSoC denetleyicilerin sağladığı hızlı veri işleme, görsel bloklar ile tasarım oluşturma ve dahili sinyal işleme yeteneği sayesinde, karmaşık elektronik sistemlerin geliştirilmesi mümkün olmaktadır. PSoC ile geliştirilen haberleşme sistemi, kanal gürültüsünün ve harici bozucu RF sinyallerin yoğun olduğu saha şartlarında çalışabilmektedir.
Gerçekleştirilen tez çalışmasında HopeRF firmasının RFM22B RF alıcı verici modülü kullanılmıştır. Bu modül, Frekans Kaydırmalı Anahtarlama (FSK), Gauss Frekans Kaydırmalı Anahtarlama (GFSK) ve Aç/Kapa Anahtarlama (OOK) modülasyon teknikleri ile çalışabilmektedir. RFM22B modülü, Serial Peripheral Interface (SPI) seri haberleşme protokolü üzerinden haberleşmektedir. PSoC SPI bloğu, RF modülün programlanmasını kolaylaştırmaktadır. RFM22B'nin tercih edilmesindeki en büyük neden 240 MHz - 960 MHz frekans aralığında çalışabilmesidir. Bu frekans aralığında 10 adet kanal oluşturulmuştur. Verilerin gönderimi için master cihaz, gönderilen verilerin alınması için slave cihaz ve uygulama aşamasında testlerin yapılması için için gürültü cihazı tasarımları yapılmıştır. Master cihaz, klavyeden girilen verinin, ilk gürültüsüz boş kanaldan iletilmesini sağlamaktadır. Slave cihaz, boş kanal taraması yaparak master cihazdan gelecek veriyi yakalamaya çalışmaktadır. Gürültü cihazı anahtarlar yardımıyla, oluşturulan 10 kanaldan birinde gürültü sinyalinin yayınlanmasını sağlamaktadır. Gürültü sinyalinin olması durumunda, geliştirilen algoritmalar ile oluşturulan kanallar arasında dolaşarak güvenli bir RF haberleşmesi sağlanmıştır.

Abstract:
In this thesis, a secure communication system with spectrum scanning feature on a Programmable System On Chip (PSoC) based embedded system platform was applied. Thanks to the fast data processing, visual blocks, and internal signal processing capability provided by PSoC controllers, it is possible to develop complex electronic systems. The communication system designed with PSoC can operate in field conditions in which channel noise and external disturbing RF signals are intense.
The thesis study employed RFM22B RF transceiver module of the HopeRF company. This module can operate with Frequency Shift Keying (FSK), Gaussian Frequency Shift Keying (GFSK), and On/Off Keying (OOK) modulation techniques. The RFM22B module communicates over the Serial Peripheral Interface (SPI) serial communication protocol. The PSoC SPI block simplifies the programming of the RF module. The main reason why we preferred RFM22B was that it can operate in the frequency range of 240MHz - 960 MHz. 10 channels were created in this frequency range. Master device for sending data, slave device for receiving the data sent and noise device for testing in the application phase were designed. The master device ensures that the data entered through the keyboard is transmitted on the first noiseless free channel. The slave device tries to catch the data coming from the master device by scanning for empty channels. With the help of noise device switches, it is ensured that the noise signal is broadcast in one of the ten channels created. In case of a noise signal occurrence, a secure RF communication was provided by circulating between the developed algorithms' channels.