Kablosuz algılayıcı ağlar ile akıllı ev güvenliği

Abstract

Akıllı ev, ev yaşamıyla alakalı çeşitli alt sistemleri birleştirmek,daha konforlu ve güvenli etkili hale getirmek için gelişmiş bilgisayarteknolojisinin kullanımı anlamına gelmektedir. Akıllı ev güvenliksistemi, günlük yaşamda insanların hayatlarında gereksiz kayıplarıönlemek için, evlerine giren çıkanları, yangınları, gaz sızıntılarınıkontrol etmelerini sağlamaktadır. Sistem gerekli durumlarda,kullanıcıyı bilgilendirerek tehlikeli durumlar için önlem almasınısağlamaktadır. Aynı zamanda kişisel ve mal güvenliği de sağlanacaktır.Günümüzde, yurtiçi ve yurtdışında alanında uzman birçok kişi, akıllıev araştırmalarına oldukça önem vermektedir. Teknolojinin gelişimiylekentleşmenin artması sonucunda bu tür sistemlere ihtiyaç daha daartmaktadır. Bunun sonunda bu alanda çeşitli uygulamalargeliştirilmektedir. Önerdiğimiz akıllı ev güvenliği sistemi, akıllışehir konseptine uygun olarak, yeni teknolojiler için bir alternatifolacak ve aynı zamanda diğer teknolojilerle beraber kullanımındadestekleyici rol üstlenebilecek bir özellikte olacaktır.Önerilen akıllı ev sisteminin geleneksel yöntemlere göre dahatamamlayıcı ve başarı oranı yüksek bir teknoloji olması amaçlanmıştır.Kontrol edilmesi amaçlanan bir alan içerisinde kablosuz algılayıcıağların Genetik Algoritmanın (GA) yardımı ile uygun şekildeyerleştirilmesi amaçlanmıştır. GA sayesinde kapsama oranında önemliölçüde başarı elde edilmiştir. Bu olumlu kapsama oranlarının sonucuylaberaber aynı zamanda geliştirilen sistem, hızlı düğüm yerleştirme,enerji ve maliyet tasarrufu sağlamaktadır.Önerilen sistemde, popülasyana bağlı bir iyileştirme yapılmaktadır.Popülasyon içerisindeki seçim algoritmasıyla en başarılı uygunlukdeğerleri sıralanmakta ve bir kısmı elitizm ile bir sonrakipopülasyona aktarılmaktadır. Popülasyon içerisinde rastgele seçilenher 2 bireye GA operatörlerinden olan çaprazlama ve mutasyon işlemleriyapılarak yeni popülasyon oluşturulmaktadır. Bu işlemler belirleneniterasyon sayısına göre devam eder. Buradaki çaprazlama ve mutasyonişlemleri yeni ve farklı bireylerin oluşturulmasına yardımcıolmaktadır. Farklı oluşan bireylerle yapılan işlemlerde başarı oranıdaha da artmaktadır. Aynı zamanda, GA kullanılarak dağıtılanalgılayıcı düğümlerin daha iyi bir kapsama oranı sağladığı sonucuna davarılmıştır. Başarı sağlanan kapsama oranları tezin sonuç kısmında yeralmaktadır.Önerilen sistemde, yazılımsal işlemler Matlab üzerindegerçekleştirilmiştir. Matlab kendi içerisinde çeşitli algoritma vefonksiyonları barındırdığı için sistemin geliştirilmesinin daha kolayolması ile birlikte sistemin karmaşıklığı da en alt seviyeindirilmiştir. Donanımsal olarak sistem ele alındığında, KablosuzAlgılayıcı Ağların (KAA'ların) oluşturulmasını sağlayan algılayıcıdüğümlerin konumu sistem için oldukça önemlidir. Algılayıcı düğümlerindağıtım mimarileri iki şekilde ele alınmıştır. Bunlar; rastgele vesabit algılayıcı düğüm dağıtım stratejileridir. Bu stratejiler,kapsama oranı sonuçları etkileyen diğer önemli bir unsurdur.Geliştirilen sistem sayesinde daha güvenilir, daha fazla kapsama oranısağlayan, maliyeti düşük, karmaşık olmayan bir uygulama üretilmiştir.KAA'lar ev güvenliği sistem ile geleneksel yöntemlere göre daha azmaliyetle daha güvenli bir şekilde uygulanabilen çalışmalar mümkünolabilecektir.

Smart home means the use of advanced computer technology to combinevarious subsystems related to home life, making it more comfortableand safer. The smart home security system allows people to control theexits, fires and gas leaks that go into their homes in order toprevent unnecessary losses in their lives. The system informs the userwhen necessary and takes measures for dangerous situations. At thesame time personal and property security will be provided. Nowadays,many people who are experts in their fields in Turkey and abroad, giveimportance to smart home research. With the development of technology,the need for such systems increases as a result of increasingurbanization. Finally, various applications are developed in thisarea. The smart home security system we propose will be an alternativefor new technologies in accordance with the smart city concept and atthe same time be able to play a supporting role in the use with othertechnologies.The proposed smart home system is intended to be more complementaryand more successful than traditional methods. In an area intended tobe controlled, the wireless sensor networks are intended to beconveniently located with the aid of the Genetic Algorithm (GA). Asignificant success has been achieved in the coverage rate thanks toGA. With the result of these positive coverage rates, the systemdeveloped at the same time provides fast node placement, energy andcost savings.In the proposed system, a population-based improvement is made. Withthe selection algorithm in the population, the most successful fitnessvalues are listed and some of them are transferred to the nextpopulation with elitism. Crossover and mutation procedures from GAoperators are randomly selected in the population. These operationscontinue according to the specified number of iterations. The crossingand mutation processes here help to create new and differentindividuals. The rate of success in the transactions with differentindividuals increases. It has also been concluded that the sensornodes distributed using GA provide a better coverage. Success coveragerates are included in the conclusion section of the thesis.In the proposed system, software operations were performed on Matlab.Matlab has a variety of algorithms and functions, so the system'scomplexity is reduced to the lowest level. Considering the hardware asa system, the location of the sensor nodes that enable the creation ofWireless Detector Networks (KAAs) is very important for the system.The distribution architectures of sensor nodes are handled in twoways. These; random and fixed sensor node distribution strategies.These strategies are another important element that affects thecoverage rate results. Thanks to the developed system, a morecost-effective, less costly, uncomplicated application is provided.With the KAAs home security system, it will be possible to work moresafely with less cost than traditional methods.