Design and implementation of intelligent home using GSM network

Abstract

Akıllı ev donanımı olan hava durumu, emniyet ve güvenlik sistemleri, son zamanların en yeni gelişmesi olarak mikrodenetleyici ve kablosuz teknoloji (wifi, gsm, bluetooth, zigbee) ile ileri derecede gelişmiştir. Bu donanımların çoğunun grafiksel kullanıcı arayüzünün kullanım zorlukları vardır.Son birkaç yılda kablosuz teknolojilerin gelişiminde akıllı ev sistemi için iyi sonuçlar bulunmamaktadır. Bu tezde GSM şebekesi (network) kullanarak akıllı ev sisteminin dizaynını ve uygulaması yapılmıştır.Bu sistem, genellikle donanım ve yazılımdan oluşan iki bölüm içerir. Donanım, cep telefonları, bilgisayar, akıllı kart okuyucu, ısı derecesi, gaz, hareket ve yağmur sensörleri, GSM modülü, 9 voltluk şarj cihazı, mikrodenetleyici ve SDRAM modülü birimlerinden oluşur.Donanımın birimlerinden en önemlisi bir mikrodenetleyicidir. Mikrodenetleyici bu sistemin bir beyni gibidir. Donanımın bütün birimleri bu mikrodenetleyici ile birbirine bağlıdır. Bu sistemi oluşturmak için Arduino Mega 2560 kullanılır. Ayrıca SIM900; GSM/GPRS modemini GSM şebekesine bağlamak için kullanılır. Bu modem, talimatları yollama, alma ve uyarma ile sorumludur. Bunlara ek olarak SDRAM, evin içinde gerçekleşen bütün olayları kaydetmek için kullanılır. Akıllı kart okuyucu da RFID(radyo frekansı ile tanımlama) teknolojisini kullanır. Bu modül, belirli insanlara kapıları açma ve kapama işlemi yapar. Ayrıca bütün bunları SDRAM`de özel metin dosyasına kaydeder.Yazılım ise bu sistemin ikinci bölümüdür. Bu sistemin grafiksel kullanıcı arayüzü (GUI [graphical user interface]) yazılımdır. Bu yazılım VB6 kullanılarak yazılmıştır. Bu sistem, donanım aygıtları ile USB port aracılığı sayesinde bağlantılıdır. Bu sistemin bilgisayar haricindeki denetim ve gözetimini yazılım çalıştırır. Yazılım, sensörlerin değerini okuma, elektronik cihazların açma ve kapama geçiş kontrolü ve USB porttan geldiği zaman gözetim talimatının gerçek zamanını okuma gibi 3 birimden oluşur.Bu sistem iki yolla çalışır: 9 voltluk şarj aletinde ve bilgisayarla taşınabilir şekilde. Ayrıca bu sistem, ısının gözlemi ve evdeki yüksek oranda olabilecek gazı gözlemek için çalışır. Eğer bahsedilenlerin herhangi biri normalin üstündeyse, bu kez sistemden telefonumuza uyarı SMS`i gelir, evdeki alarm cihazı çalışır ve bu yüksek oran SDRAM`deki özel metin dosyasına kaydedilir. Böylece, GSM şebekesinde herhangi bir problem olduğunda, biz bu problemi, SDRAM kullanarak ve bütün olayları özel metin dosyasına kaydederek çözdük. Ayrıca güç tasarrufu kullanan bu sistem bir hareket sensörü içerir. Eğer odada kimse yoksa, bu hareket sensörü ışıkları otomatik olarak kapatır. Son olarak, bu sistem dışarıdaki hava durumunu gözler. Eğer yağış varsa sistem otomatik olarak garajın çatısını kapatır.

Intelligent home devices such as weather, safety or security systems have become more advanced with the latest developments in Microcontroller and wireless technology, such as Wi-Fi, GSM, Bluetooth and ZigBee. For most of these devices, the difficulty lies in their graphical user interfaces and the number of controlling devices.In the last few years with the development of wireless technologies, a good solution is yet to be found for the smart home system. In this thesis, an intelligent home system has been designed and implemented using the GSM network.Generally, this system consists of two parts: hardware and software. The hardware consists of many units, mobile phones, computers, smart card readers, temperature, gas, motion and rain sensors, a GSM module, a 9V charger, a Microcontroller, an SDRAM module and a buzzer alarm.The first important hardware unit is the Microcontroller; it is the brain of this system. All hardware units connect to this Microcontroller. The Arduino Mega 2560 is used to build this system. Moreover, a SIM900 GSM/GPRS modem is used to connect with the GSM network. This modem is responsible for sending and receiving instructions and alerts. The SDRAM is used to save all events that occur in the home. Furthermore, the smart card reader using RFID technologies used to open and close the doors to specific persons and also to save any events in a specific text file in the SDRAM.The software is the second part of this system. It is the GUI of the system and is built in the VB6 environment. The software is connected to hardware devices through USB ports. Moreover, it works to control and monitoring this system from the computer. The software consist of three parts: sensors reading values, electronic devices turning other devices on/off and real-time reading for monitoring instructions from the USB port. This system works in two ways: portably with a 9-volt charger and with the computer. The job of the system is to monitor heat and gas values in the home and determine whether there are any high proportions. The system works in many procedures, such as sending SMS alerts to mobile phones, sounding the buzzer inside the home and saving these events to SDRAM. In the event of problems in the GSM network, such problems are solved by using SDRAM to save all events to a specific text file. Moreover, the system uses power-saving devices including a motion sensor. This sensor turns off lights automatically when there is no one in the room. Finally, the system monitors outside weather: for example, in the event of rain, the system closes the roof of the garage automatically.