IoT sistemlerde enerji tüketimini optimize edecek yöntemlerin pratik analizi
Practical analysis of energy consumption optimization methods in IoT
- Tez No: 958778
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖZGÜR CAN TURNA
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol, Computer Engineering and Computer Science and Control
- Anahtar Kelimeler: Enerji verimliliği, Nesnelerin interneti, Energy efficiency, Internet of things
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
IoT sistemlerin kullanımı dünyada hızla yaygınlaşmaktadır. Akıllı şehirler, akıllı tarım, akıllı ev bu kullanım alanlarından bazılarıdır. IoT sistemlerde enerji tüketiminin azaltılması önemli bir problemdir. Özellikle enerji şebekesine bağlı olunmayan ve kısıtlı batarya kaynaklarının bulunduğu akıllı tarım, vahşi yaşam izleme veya akıllı şehir gibi durumlarda enerji tüketiminin düşürülmesi daha uzun çalışma süreleri anlamına gelmektedir. Bunun yanı sıra IoT sistemlerde enerji tüketiminin düşürülmesiyle; bakım maliyetlerinde azalma, karbon ayak izinde azalma mümkün olabilecektir. Bu çalışmada; batarya kaynakları kısıtlı IoT sistemlerdeki enerji tüketimini optimize edecek yöntemlerin pratik analizi amaçlanmıştır. Pratik analizlerde yaygın olarak kullanılan, düşük maliyetli çözümler seçilmeye özen gösterilmiştir. ESP32 mikrodenetleyicisi kullanarak Wi-Fi aracılığıyla MQTT sunucusuna veri gönderilmesi senaryosunda; IoT sistemin enerji tüketimini optimize edecek yöntemler test edilmiştir. Test edilen yöntemler arasında; kablosuz haberleşme mesafesi, kablosuz haberleşme iletim gücü, iletilen veri miktarı, veri iletim periyodu, hizmet kalitesi seviyeleri, uyku modları kullanılması bulunmaktadır. Sonuçlar arasında; kablosuz haberleşme mesafesini azaltmanın IoT sistemin enerji tüketimini %50' ye kadar düşürebileceği görülmüştür. Ayrıca kablosuz iletim gücünü değiştirmek kararlı bağlantıda enerji tüketimini %5.2' ye kadar azaltma potansiyeli sunmaktadır. ESP32 mikrodenetleyicisnde modem uyku modundayken veri iletim periyodunu 30 saniyeden 1 dakikaya çıkarmak enerji tüketimini %20.8 azaltmaktadır. Ayrıca modem uyku modu kullanılması modem uyku modunun kullanılmamasına kıyasla 30 saniyelik veri gönderme aralıklarında %9.3 daha az enerji tüketmektedir. IoT sistemi kablosuz modem ile bağlantı kuramazsa enerji tüketimi yaklaşık 2 katına çıkmaktadır.
Özet (Çeviri)
Applications of IoT systems expanding day by day. Smart cities, smart agriculture, and smart homes represent some of the prominent application areas for IoT systems. Within these systems, minimizing energy consumption presents a significant challenge. This is especially critical in scenarios where devices rely on limited battery resources or absence of a grid connection, such as in smart agriculture, wildlife monitoring or remote smart city applications. In these cases, reducing energy consumption directly translates to extended operational lifetimes. Furthermore, a decrease in energy consumption within IoT systems offers additional benefits, including reduced maintenance costs and a diminished carbon footprint. This study aims to provide a practical analysis of methods designed to optimize energy consumption in IoT systems with constrained battery resources. In conducting these practical analyses, a deliberate focus has been placed on commonly utilized and cost-effective solutions. In this thesis; we conducted practical analysis to improve IoT systems energy efficiency. In order to this, we conducted practical test in MQTT message publishing scenario using ESP32 microcontroller via Wi-Fi. The methods tested include: wireless communication distance, wireless communication transmission power, amount of data transmitted, data transmission period, quality of service levels, and the use of sleep modes. Among the results; it is seen that reducing the wireless communication distance can reduce the energy consumption of the IoT system by up to 50%. In addition, changing the wireless transmission power when connection is stable offers the potential to reduce energy consumption by up to 5.2%. On the ESP32 microcontroller, extending the data transmission period from 30 seconds to 1 minute while the modem is in sleep mode reduces energy consumption by 20.8%. Furthermore, utilizing the modem sleep mode results in a 9.3% lower energy consumption compared to not using it, specifically when data is sent at 30-second intervals. It was also observed that if the IoT system fails to establish a connection with the wireless modem, its energy consumption approximately doubles.
Benzer Tezler
- Bromtimol mavisi, bromkresol moru ve klorfenol kırmızısı indikatörleri katılmış özel besiyerlerinin sütlerde antibiyotik belirtilmesine uygunluğu üzerine araştırmalar
Başlık çevirisi yok
ESENGÜL TUNCER
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Gıda MühendisliğiEge ÜniversitesiSüt Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN YAYGIN
- Şeker şurubunun inversiyonuna etki eden kimi faktörlerin araştırılması
Başlık çevirisi yok
SAİDE GÜNERİ
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Gıda MühendisliğiEge ÜniversitesiTarım Bilimleri ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÜNAL YURDAGEL
- Çekirdeksiz kuru üzümde uygulanan politikanın Ege Bölgesinde üretim ve üretici açısından sonuçlarının değerlendirilmesi
Başlık çevirisi yok
GÜVEN ÖZERİN
- Toprak ve tarım reformu uygulamasında öncelikli köylerin tesbitine ilişkin bir yöntem uygulaması
Başlık çevirisi yok
SABİR ATASEVER
- Ekimden 6 yıl sonra 19 farklı yonca çeşidinde verim ve dip kaplama özellikleri üzerinde bir araştırma
Başlık çevirisi yok
MEHMET ATA