Konumlandırma Algoritmaları için Ultra Geniş Bant Tabanlı Düğümler Arası Dinamik Haberleşme Ağ Mimarisinin Geliştirilmesi ve Uygulanması
Development and Implementation of Ultra Wideband Based Node-to-Node Dynamic Communication Network Architecture for Positioning Algorithms
- Tez No: 777813
- Danışmanlar: PROF. DR. FIRAT HARDALAÇ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Elektrik Elektronik Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Günümüz teknolojisinde gerçek zamanlı nesnelerin konum takibi endüstriyel, stok yönetimi, akıllı otonom sistemler, robotik ve navigasyon gibi farklı uygulamalarda önemli bir hale gelmiştir. Bunun için kullanılan en yaygın yöntem Küresel Uydu Seyrüsefer Sistemleri'dir (Global Navigation Satellite Systems- GNSS). GNSS olmadığı veya bu sistemlerin çıktılarının istenen hassas konum bilgilerini karşılayamadığı çevrelerde konumlama ihtiyacının karşılanması için Bluetooth Low Energy (BLE), Kablosuz Bağlantı Alanı (Wi-fi), Radyo Frekansı ile Tanımlama (RFID), Ultrason, ZigBee, Ultra Geniş Bant (UGB) gibi farklı kablosuz iletişim teknolojilerinden yararlanılmaktadır. Konumlama çözümlerinde en az iki düğüm içeren yapılar için temel seviyede bir haberleşme mimarisine ihtiyaç duyulmaktadır. Kablosuz Sensor Ağları (KSA) bu talebe yöneltilmiş bir çözüm olarak gerçek zamanlı sistemler için tercih edilmektedir. Bu çalışmada, GNSS kullanılamayan bölgelerde göreli/mutlak konumlama ihtiyacını karşılamaya yönelik, konumlama algoritmalarına veri girdisi sağlamak amacıyla UGB Sinyallerini kullanarak Zaman Bölmeli Çoklu Erişim (Time-division multiple access -TDMA) yöntemi ile düğümler arasında mesafe ölçümüne dayalı bir KSA temelli haberleşme ağ mimarisi geliştirilmiştir. Mesafe ölçüm tekniği olarak çift taraflı iki yönlü menzil (Double Sided Two Way Ranging DS-TWR) kullanılmıştır. Network topolojisi yapısı için Tamamen Bağlı Örgü Ağ Topoloji (Fully Connected Mesh Topology) tercih edilmiştir. Ayrıca önerilen yapıda dinamik periyot yapısı, dinamik çoklu zaman bölüt ve dinamik çoklu saat yöneticisi yaklaşımları geliştirilmiştir. Deneysel olarak çoklu düğümlerden oluşan testler yapılmıştır. İki düğüm üzerinden mimariye ait veriler gözlemlenmiş ve MATLAB programı aracılıyla paket kayıpları analiz edilmiştir. Deneysel çalışmalar sonucunda haberleşmedeki tüm farklı veri paketlerinde kayıplar incelenmiştir. Test sonuçlarına göre geliştirilen ağdaki paket kayıplarının %1'in altında seyrettiği gözlenmiştir.
Özet (Çeviri)
In today's technology, real-time location tracking of objects has become important in different applications such as industrial, stock management, smart autonomous systems, robotics and navigation. The most common method used for this is Global Navigation Satellite Systems (GNSS). Bluetooth Low Energy (BLE), Wireless Area (Wi-fi), Radio Frequency Identification (RFID), Ultrasound, ZigBee, Ultra Wideband (UGB) different wireless communication technologies such as in positioning solutions, a basic level communication architecture is needed for structures containing at least two nodes. Wireless Sensor Networks (KSA) are preferred for real-time systems as a solution to this demand. In this study, a KSA based communication network architecture based on distance measurement between nodes by Time-Division Multiple Access (TDMA) method using UGB Signals has been developed in order to provide data input to positioning algorithms in order to meet the need for relative/absolute positioning in regions where GNSS cannot be used. Double Sided Two Way Ranging DS-TWR was used as a distance measurement technique. Fully Connected Mesh Topology is preferred for the network topology structure. In addition, dynamic period structure, dynamic multiple time segment and dynamic multiple clock manager approaches have been developed in the proposed structure. Experimentally, tests consisting of multiple nodes were carried out. Architectural data was observed over two nodes and packet losses were analyzed using the MATLAB program. As a result of experimental studies, losses in all different data packets in communication were examined. According to the test results, it was observed that the packet losses in the developed network were below 1%.
Benzer Tezler
- Kablosuz haberleşme protokolleri üzerinden makine öğrenme algoritmaları ile iç mekan konum algılama sisteminin iyileştirilmesi
Improvement of indoor location sensing system with machine learning algorithms over wireless communication protocols
AHMET UTKU ELİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolSivas Cumhuriyet ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET GÜRKAN YÜKSEK
- UWB based drone localization for autonomous landing systems
Otonom iniş sistemleri için UWB tabanlı drone konumlandırma
ŞENER YILMAZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET ÖNCÜ
- From media-based modulation to reconfigurable intelligent surfaces: Novel index modulation solutions
Ortam-tabanlı modülasyon'dan uyarlanabilir akıllı yüzeylere: Özgün indis modülasyon çözümleri
ZEHRA YİĞİT
Doktora
İngilizce
2022
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERTUĞRUL BAŞAR
PROF. DR. İBRAHİM ALTUNBAŞ
- Enhanced out of boundary uwb based localization for industrial digital twins
Endüstriyel dijital ikizler için alıcı alanın dışında uwb tabanlı konumlandırma iyileştirmesi
LÜTFÜ SİRAC KÜÇÜKARABACIOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ GÖKHAN SEÇİNTİ
- Design of control systems for an aerial manipulator
Hava manipülatörü için farklı kontrol sistemlerinin tasarımı
AHMET TURGUT BAŞARANOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Mekatronik MühendisliğiAtılım ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MUHAMMAD UMER KHAN
DR. ÖĞR. ÜYESİ KUTLUK BİLGE ARIKAN