Kapalı Alanlarda Çevresel İzleme için Uçtan Uca IoT Tabanlı Veri Toplama ve Kayıt Sistemi Tasarımı

Abstract

Son yıllarda IoT ve düşük güç tüketimli gömülü sistemlerdeki gelişmeler, kapalı alanlarda çevresel parametrelerin sürekli ve güvenilir biçimde izlenmesini hem akıllı bina uygulamaları hem de endüstriyel otomasyon açısından önemli bir gereksinim haline getirmiştir. Bu doğrultuda çalışma kapsamında, iç ortam verilerini yüksek doğruluk ve süreklilikle toplayabilen, konumlandırma ve haberleşme katmanlarında yedeklilik prensibiyle tasarlanmış uçtan uca bir Nesnelerin İnterneti (IoT) tabanlı veri toplama ve kayıt sistemi geliştirilmiştir. Sistemin merkezinde Raspberry Pi Pico W kontrol kartı yer almakta; hava kalitesi ölçümleri için SGP30, sıcaklık ve nem için BME280, ortam ışık şiddeti için ise BH1750 sensörleri kullanılmaktadır. Bu yapı, iç ortam konfor parametrelerinin bütüncül biçimde izlenmesine olanak sağlamaktadır. Önerilen mimaride konum bilgisi, NEO-6M GNSS modülünden elde edilen veriler ile SIM800L üzerinden sağlanan Hücre Kimliği (Cell-ID) bilgilerinin birlikte değerlendirilmesiyle üretilmektedir. Bu hibrit yaklaşım, özellikle kapalı alanlarda Küresel Navigasyon Uydu Sistemi (GNSS) sinyalinin zayıfladığı durumlarda sistemin konumsal sürekliliğini korumaktadır. Veri iletiminde ise Wi-Fi ve Paket Anahtarlı Radyo Servisi (GPRS) altyapıları çift kanal prensibiyle yapılandırılarak bağlantı güvenilirliği artırılmıştır. Sensör verileri 30 saniyelik periyotlarla kaydedilmekte, eş zamanlı olarak Organik Işık Yayan Diyot (OLED) ekran üzerinden görüntülenmekte ve uzak sunucuya aktarılmaktadır. Ayrıca sıcaklık ve nem ölçümlerinin gaz sensörünün nem telafisi algoritmasında referans değişken olarak kullanılması, ölçüm sonuçlarının daha kararlı ve tekrarlanabilir olmasını sağlamaktadır. Sistem, ürettiği zaman damgalı ve konum etiketli veriler sayesinde gelecekteki makine öğrenmesi ve veri analitiği uygulamaları için ölçeklenebilir bir altyapı sunmaktadır.