RFID-based indoor tracking system (ITO)

Abstract

Dünya nüfusu günden güne artmakta. Avrupanın en genç insan popülasyon oranına sahip olan Türkiye?de ise Türk İstatistik Kurumunun (TÜİK) açıkladığı son verilere göre yaklaşık olarak 75 milyon insan yaşamakta ve bu rakamın 7.3%?lük bir kısmı 60 ve üzeri yaş insanlardan oluşmaktadır. Ama daha da önemlisi, 2050 senesiyle birlikte Türkiye?de nüfusun 100 milyonu bulacağı tahmin edilerek mevcut genç nüfusun da giderek yaşlanmaya başlaması sebebiyle yaşlı nüfusunun 17%lere çıkması beklenmekte ve bununda beraberinde daha fazla miktarda yaşlı-bakım ihtiyacı ve talebi getireceği düşünülmektedir. Bu noktada, sınırlı sayıda bulunan hastanelerin ve bakım evlerinin yükünü azaltmak ve de yaşlı insanlara daha ucuz ve rahat sağlık hizmeti sağlamak için uygulanabilecek çözümlerden birisi de bu kişilerin kendi evlerinde bakılmaları olabilir. Bu tarz bir düşünceyi hayata geçirmek için teknolojinin sunduğu imkanlardan yararlanılabilinir ve bu yaşlı insanları kendi evlerinde, günlük yaşamlarında asiste edecek, aktivite ve sağlık durumları hakkında bilgi toplayacak özel bilgisayar sistemleri geliştirilebilinir.Son yıllarda RFID teknolojisindeki gelişmeler bu teknolojinin çokca ilgi çekmesini ve de bu alanda yeni ürün ve standartların ortaya çıkmasına neden olmuştur. Bunun sonucunda RFID teknolojisi bugün güvenlik (kimlik doğrulama), endüstri (ürün takibi) ve tarım (hayvan takibi) alanlarında yaygın olarak kullanılırken, son yıllarda sağlık sektörü alanında da bu teknolojiyi içeren bir takım çalışmalar yapılmıştır. Diğer yandan, bu master tezinde ortaya konulan yeni düşünce; tasarlanacak olan RFID tabanlı bir Ev-içi Hareket Takip Sistemi (Indoor Tracking System) ile yaşlı insanların ev içerisindeki oda değişim aktiviteleri izlenebilinir ve de bu bilgiler kullanılarak bu kişilerin o an ki aktivite ve sağlık durumları gerçek zamanlı olarak takip edilebilinir. Önerilen sistem ile, ev içerisinde yaşayan yaşlı kişi tarafından giyilecek olan taşınabilir sensörün (RFID etiket) kişinin bir odadan başka bir odaya geçmesi ile üreteceği mesajlar toplanarak bu kişinin yaşamını normal ve sağlıklı olarak devam ettirip ettiremediği bilgisi elde edilebilir.Bu tez çalışması, geliştirilmesi düşünülen RFID tabanlı Ev-içi Hareket Takip Sisteminin ihtiyaç duyacağı yazılım ve donanım gereksinimleri ile yerine getirmesi gereken temel işlevsel fonksiyonları açığa çıkarmak için yapılmıştır. Yapılan araştırmalar ile bu tarz bir sistem için gerekli olan bütün yazılım ve donanım gereksinimleri belirlenmiştir. Bu tez çalışması sonucunda, geliştirilmesi amaçlanan Ev-içi Hareket Takip Sistemi için gerekli olan iki farklı yazılım uygulaması tasarlanıp, programlanmış ve RFID donanımları ile entegre edilerek sistem simule ve test edilmişdir.Anahtar Kelimeler : Radyo Frekansı ile Tanımlama (RFID), Kablosuz Sensörler, Ultra-Yüksek Frekans (UHF), Aktivite Gözlemleme, Tele-Tıp, Biyomedikal Sensörler, Ev Alan Ağı (HAN), Tele-Gözlemleme, E-Sağlık, Mobil Nesne Takibi, Ev-içi Yer Belirleme, Akıllı Evler

The world population is increasing rapidly day by day. In Turkey, where we currently have the youngest population rate of Europe, the Turkish Statistical Institute (TÜİK) announced that there are nearly living 75 million people and 7.3% of these people are over 60. More importantly, it is estimated that by the year 2050, the population of Turkey will reach 100 million people and the elderly percentage in Turkey will exceed 17% which will also create some extra nursing service demand for these aged people. At this point, in order to reduce the workload of the hospitals and provide a more cheaper, comfortable health-care service for these aged people, it is necessary to take care of these people in their own homes. To do so, the technological solutions can be used by developing specific computer systems that will reliably assist these elderly people in their own homes during their daily lives.In recent years, Radio Frequency Identification (RFID) technology has attracted a lot of interest as new products and standards have been emerged. Therefore, today, this technology is being used in different type of domain applications such as identity authentication, asset tracking, animal tracking and there are also some works in health sector. On the other hand, this master thesis comes up with a new idea; the development of RFID-based Indoor (in-home) Tracking System (ITS) that uses RFID technology solutions to keep track of the real-time room changing activities of mobile humans in a home environment in order to monitor the current activity and health conditions of these people. The proposed system will record the real-time location messages of the elderly in home environment that when the elderly moves from one room to another, a simple sensor (RFID tag) that is carried by her/him will generate automatic identification (activity) information and this information can be used as a proof that the elderly is continuing his/her normal life without any serious health problem.This thesis work was done in order to identify the requirements, functionalities and suitable RFID devices for such Indoor Tracking System (ITS). Based on this research, the ITS?s hardware requirements were clearly identified and all the essential software components of the system were also designed and implemented. The outcomes of this thesis work includes two different software implementations that are Home-side Application and Monitoring Application that these two software applications were also integrated with the real RFID devices and the real-world implementation of the proposed ITS was simulated and tested.Keywords : Radio Frequency Identification (RFID), Wireless Sensors, Ultra-High Frequency (UHF), Telemedicine, Biomedical sensors, Home Area Network (HAN), Telemonitoring, E-Health, Activity Monitoring, Mobile Object Tracking, Indoor Localization, Intelligent Homes, Remote Monitoring