Intelligent indoor nitrogen dioxide sensors network based FSO communication
Akıllı bina içi nitrojen dioksit sensorlerı ağına dayalı serbest uzay optik iletişimi
- Tez No: 671796
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ YUSUF ERKAN YENİCE
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Aksaray Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektronik Mühendisliği ve Bilgisayar Bilimi Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 134
Özet
Akıllı Kablosuz Sensor Ağı (AKSA) günümüzde yaygın olarak kullanılan uygulamalardan biri olup, şu alanlarda kullanılmaktadır: 1) Dünyamızda meydana gelen doğal olgu ya da çevresel koşulların algılanmasında; 2) sensorlarından gelen verilerin işlenmesinde; 3) girilen verilere dayanarak uygun bir kararın sunulmasında. Bu çalışmada karbonmonoksit gaz algılama uygulamalarında kullanılabilecek bir Akıllı Kablosuz Sensor Ağı tasarlanıp uygulanmıştır. Bu sistem ana parçadan oluşmaktadır: akıllı sistem, sensor arayüz birimi ve kablosuz iletişim sistemi. Önerilen akıllı sistem karbonmonoksit sensorlardan gelen verileri işlemek ve ardından bu verilerin bir ortalama değerini sunmak için kullanılmıştır. Sensor arayüz birimi de nitrojendioksit sensorlarından gelen analog sinyalleri akıllı sisteme aktarılması gereken ve bunlarının sonuncusunun Alanda Programlanabilir Kapı Dizisi'nde(APKD) saklanması gerektiği ikili verilere dönüştürmekte kullanılmıştır. Kablosuz iletişim sistemi uzak mesafelerde sensor düğümü ile akıllı sistem arasında dijital verilerin aktarılması amacıyla uygulanmıştır. Bu çalışma için akıllı sistem olarak bir Geri Yayılımlı sinir ağı kullanılmış ve bu ağda 'girdi', 'tekli gizli' ve 'çıktı' katmanları şeklinde üç tabaka tasarlanmıştır. Bu ağ çeşitli eğitim işlevleri tarafından eğitilmiş olup, gizli katman için SATLINS işlevi ve çıktı katmanı için SATLIN işlevi olmak üzere iki doğrusal aktivasyon işlevi kullanmıştır. TRAINPSO (Parçacık Sürü Optimizasyonu) eğitim işlevi kullanılarak optimal bir sonuç da sunulmuş, ancak sıfır Ortalama Hata Karesi'ne yalnızca gizli katmandaki üç nöron kullanılarak 46 tekrarlamada ulaşılmıştır. Bu çalışmada, önerilen sistem için kablosuz iletişim birimi olarak bir lazerli Serbest Uzay İletişim(SUI) Sistemi tasarlanmış ve uygulanmıştır, çünkü bu teknik aynı iletim aralığına yönelik diğer tekniklerden daha düşük enerji tüketimine ve daha yüksek bant genişliğine, yönelme yeteneğine ve bağışıklığa sahiptir. Bu teknikte sensor birimlerinin dijital verilerinin bir kızılötesi lazer ışık taşıyıcısıyla modüle edilmesi için, güçlü ve lazer iletişim sistemlerinde yaygın olarak kullanılan bir teknik olan AÇIK/KAPALI anahtarlama modülasyonu kullanılmıştır.
Özet (Çeviri)
The Intelligent Wireless Sensor Network (IWSN) is one of the widely used applications in present time, whereas it is utilized for: 1) sensing of the natural phenomenon or environmental conditions that occur in our world, 2) processing the incoming data from their sensors, 3) presenting a appropriate decision according to the entered data. In this work, an Intelligent Wireless Sensor Network has been designed and implemented, which can be used for applications of carbon monoxide gas sensing, it involves three main parts, the intelligent system, the sensor interface unit, and the wireless communication system. The proposed intelligent system has been utilized to processing the incoming data from carbon monoxide sensors, then presenting the average value of these data. The sensor interface unit has been used for converting the incoming analog signals from the nitrogen dioxide sensors to binary data that should be driven to the intelligent system, where the last one should be saved in FPGA (Field Programmable Gate Array). The wireless communication system has been implemented for transferring the digital data between the sensor node and the intelligent system for remote distances. A Back-Propagation neural network has been utilized as an intelligent system for this work, three layers had been designed in this network, input, single hidden, and output layers. This network has been trained by several training functions, and has used two linear activation functions, the SATLINS function for the hidden layer, and the SATLIN for the output layer. Using TRAINPSO (Particle Swarm Optimization) training function, an optimal result has been also presented, but with reaching the MSE to zero value in 46 iteration using of only three neurons in the hidden layer. A laser FSO(Free-Space-Optical) system has been designed and implemented as a wireless communication unit for the proposed system, cause this technique possesses low power consumption and high bandwidth, directivity, immunity than other techniques for same range of transmission. The ON/OFF keying modulation has been used in this technique for modulating the digital data of the sensor units with an infra-red laser light carrier, which is a powerful widely used modulation technique in the laser communication systems.
Benzer Tezler
- Indoor ıntelligent video surveillance system application
Bina içi akilli görüntü güvenlik sistemi uygulamasi
ERHAN TURAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolÇukurova ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA GÖK
- RSS based indoor localization in a reconfigurable intelligent surface assisted system
Yeniden yapılandırılabilir akıllı yüzey destekli sistemde RSS tabanlı iç mekan konumlandırma
KÜBRA KİBAR DOĞAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiGazi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖZGÜR ERGÜL
- Design and control of an autonomous electrical vehicle for indoor transport applications
İç mekanda taşıma uygulamalarına yönelik elektrikli otonom araç tasarımı ve kontrolü
ŞÜKRÜ YAREN GELBAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERDİNÇ ALTUĞ
- Akıllı bina: Bina içi ve akıllı yol bulma
Smart building: A low cost indoor positioning and intelligent path finding
ALEX GUNAGWERA
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Sabahattin Zaim ÜniversitesiBilgisayar Bilimleri ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. FARZAD KIANI
- Kapalı alanda lazer mesafe ölçer temelli dinamik ve statik engellerden sakınabilen zeki mobil robot
An intelligent mobile robot that can be avoidance from static and dynamic obstacles based on laser range sensor in indoor
MUSA MATLI
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKarabük ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RAİF BAYIR