3,393
Archived Theses
2
DOIs Assigned
0%
DOI Rate
Discipline
GaN FET ve silisyum tabanlı MOSFET kullanılarak tek uçlu birincil-indüktör (SEPIC) türü pil şarj düzenleyici devresinin gerçekleştirilmesi
Bu tez çalışmasında, GaN FET ve Silisyum MOSFET anahtarlama elemanları kullanılarak pil şarj düzenleyici devreleri tasarlanmıştır. Tasarlanan pil şarj düzenleyici devrelerinde Tek Uçlu Birincil-İndüktör Dönüştürücü, SEPİC, tipi güç dönüştürücü topolojisi kullanılmıştır. Tez çalışması, hem GaN FET ve Silisyum MOSFET'in anahtarlama karakteristiklerinin incelenmesi hem de SEPİC tipi dönüştürücünün diğer DA-DA tipi dönüştürücülere göre avantaj ve dezavantajlarının incelenmesi açısından benzer literatür çalışmalarından farklılık göstermektedir. Tez kapsamında tasarlanan pil şarj düzenleyicinin giriş gerilimi 40-55V, çıkış gerilimi ise 26V olacak şekilde seçilmiştir. Pil şarj düzenleyici, sabit akım ve sabit gerilim modlarında çalışabilecek şekilde tasarlanmıştır. Anahtarlama frekansı, Silisyum MOSFET kullanılan dönüştürücü için 100kHz ve 300kHz; GaN FET kullanılan dönüştürücü için ise 300kHz olarak belirlenmiştir. Dönüştürücü, tam yük altında 100W çıkış gücü sağlayabilecek şekilde kalifiye edilmiştir. Her iki anahtarlama elemanını da doğrulamak amacıyla birer adet açık döngü ve bir adet kapalı döngü dönüştürücü tasarımı yapılmış ve test edilmiştir. Testlerde elde edilen verilere göre; Silisyum MOSFET kullanılan pil şarj düzenleyici 100kHz anahtarlama frekansında %90,15 verime ulaşmıştır; Ancak 300kHz anahtarlama frekansında tam yük altında %90 verimin altında kalmıştır. GaN FET'in anahtarlama elemanı olarak kullanıldığı pil şarj düzenleyici devresinde ise 300kHz anahtarlama frekansında ve tam yük altında %91,82 verim değeri elde edilmiştir. Pil şarj düzenleyici devresi, her iki anahtarlama elemanı da kullanılarak farklı yükler altında performans testlerine tabi tutulmuştur. Pil şarj düzenleyicinin çalışma modları benzetim ortamında ve test ortamında elde edilen veriler ışığında doğrulanmıştır. Testler sonucunda elde edilen verilere dayanarak pil şarj düzenleyici tasarımlarında SEPİC tipi dönüştürücü ve GaN FET kullanımının avantaj ve dezavantajları benzer literatür çalışmalarına dayanarak incelenmiştir.
Radar darbe içi modülasyonlarının derin öğrenme tabanlı sınıflandırılması
Elektronik destek sistemleri için tehdit radar sinyallerinin kimliklendirilmesi son derece kritik bir öneme sahiptir. Radar sistemlerinde kullanılan darbe içi modülasyonları elektronik destek sistemleri tarafından tehdit radarların kimliklendirilmesinde kullanılmaktadır. Bu tez kapsamında, sinyal işleme ve derin öğrenme yöntemleri ile radar darbe içi modülasyonları sınıflandırılması çalışılmıştır. Derin öğrenme mimarisinin eğitimi ve testinde kullanılacak verilerin genelleştirilebilir olması için farklı parametreler ile sinyal üretebilen radar sinyal simülatörü bilgisayar ortamında geliştirilmiştir. Üretilen radar sinyalleri Kısa-Zaman Fourier dönüşümü, Fourier Synchrosqueezed dönüşümü, Düzleştirilmiş Sözde Wigner-Ville dağılımı, Choi-Williams dağılımı ve çevrimsel durağan sinyal analizi gibi dönüşümlerden geçirilerek evrişimli sinir ağını eğitebilmek için kulllanılarak modülasyon sınıflandırması gerçekleştirilmiştir. Analizler sonucunda 11 farklı faz ve frekans modüleli sinyalden oluşan veri seti ile 0 dB sinyal gürültü oranı değerinde %98 sınıflandırıcı başarımı elde edilmiştir.
Investigating the effects of active sensing movements on state estimation performance
Active sensing movements, characterized by physical movements of sensory organs such as the eyes, ears, fingers, or antennae, is a method employed by animals to gather information about their surroundings. These movements are critical for animals as they enhance the efficiency and accuracy of their sensory feedback systems. This thesis provides a comprehensive framework for investigating active sensing movements in fish. Specifically, the study outlines the fish model essential for this examination, explores the shaping of active sensing movements or signals, and compares two active sensing mechanisms developed through control theory techniques. According to our hypothesis, fish engage in active sensing behaviors in order to improve their ability to sense their environment more accurately. In other words, they attempt to increase their state estimation performance. However, it is not yet clear in the literature how these movements are performed and what information is used to generate them. In our study, we conducted simulations using various forms of active sensing signals on a previously established second-order fish plant model that had been developed through refuge tracking experiments. Initially, we implemented open-loop signals that were specifically designed for active sensing. This was based on the observation that active sensing movements tend to exhibit velocities with a Gaussian distribution. Then, to investigate the theory that active sensing signals are generated under feedback control, which has been studied in the literature, we implemented it on our model. This was done in the form of a closed-loop signal using the state covariance matrix, which contains the state estimation information. In both of our experiments, results were obtained that supported our hypothesis, and the simulation results confirmed that these active sensing behaviors of fish enhance their state estimation performance. Furthermore, we demonstrate through comparison of results obtained from simulations of the open-loop and closed-loop active sensing signals that closed loop performance is superior at low refuge frequencies.
Görüş hattı ortamında çok kullanıcı için hüzme yönlendirme
Günümüzde kullanılan haberleşme cihazlarının sayılarının eskiye göre çok fazla artması, her bir cihaz için gereken veri aktarım boyutunun ve gerekli olan veri aktarım hızının yükselmesi nedeniyle hali hazırda kullanılan haberleşme altyapıları yetersiz kalmakta bu nedenle de yoğun çok girişli çok çıkışlı sistemlere ihtiyaç duyulmaktadır. Yoğun çok girişli çok çıkışlı sistemler, çok sayıda kullanıcı ile aynı anda haberleşme ağının kurulabilmesine olanak sağlayan, çok sayıda anten elemanından oluşan faz dizili büyük ölçekli anten yapılarıdır. Yoğun çok girişli çok çıkışlı sistemlerde haberleşme sırasında milimetre dalga boyunun kullanılması öngörülmektedir. Milimetre dalga boyunun temel özellikleri arasında ilk olarak yüksek bant genişliği ile yüksek frekanslarda haberleşme yapabilmesi yer almaktadır. Haberleşme frekansının yüksek olması nedeni ile haberleşme antenini oluşturan antenler daha küçük boyutlarda olmaktadır. Anten boyutlarının küçülmesi sonucunda da aynı birim alanda çok daha fazla sayıda anten kullanım olanağı sağlanabilmektedir. Böylece anten sayısının artışı ile birlikte haberleşmede kullanılan hüzmeler dar genişlikte olmaktadır. Saçılma, yansıma ve yayılma kayıplarının azalması nedeniyle de çok yol etkisi ile birlikte kullanılabilen hüzme şekillendirme yapısı yerine hüzme yönlendirme yöntemlerinin kullanım gereği ve bu gereğe bağlı olarak da görüş hattı ortamlarında kullanılmaya elverişli olması yer almaktadır. Tez kapsamında, yoğun çok girişli çok çıkışlı sistemlerin alt yapısını oluşturan temel özellikler ve çok kullanıcının mevcut olduğu ortamlarda görüş hattı doğrultusunda yapılabilecek olan haberleşmenin performansı incelenmiştir. Analizler sırasında farklı anten örüntüsü tasarımları da kullanılmıştır. Bahsi geçen incelemeler kapsamında üç farklı hüzme yönlendirme tekniği karşılaştırılmıştır.
Klasik ve yeni nesil aydınlatma elemanlarının karşılaştırılması
İnsanoğlunun en önemli aktarılabilen duygusu, görme duygusudur. Bu duyguyu çeşitli koşullar, örneğin çevre, etraftaki olan nesneler, hava koşulları vs. etkiler. Aydınlatmadaki en önemli amaç aydınlatmasını yaptığımı çevrenin gereği gibi görünmesi ve aydınlatmasını yaptığımız mekandaki herhangi bir nesnenin görünmesini sağlamaktır. Bu projenin amacı iç aydınlatmanın önemi ve ışığın iç aydınlatmadaki etkisini ve yayan ışıklar insanların psikolojisindeki yarattığı etkisinin önemini göstermektir. Sanayileşmiş toplumlarda gün geçtikçe iç mekanlarda geçirilen zaman süresi uzamaktadır ve bu sebeple gün boyunca güneşin ışığının azalmasıyla beraber, yapay ışığa daha çok ihtiyaç duyurulur. İç mekanların yapay aydınlatmalarda, aydınlatmayı etkileyen her faktöre dikkat etmemiz gerekiyor. Konfor, güven, tasarruf, ışığın şiddeti, CRİ derecesi ve renk seçimi aydınlatmada önemli faktörlerdir. Aydınlatmadaki amaç, enerji tekniğinde maksimum tasarruf yapılması ve aynı zamanda güvenliğinde sağlanmasıdır ve bunun için de detaylı tasarım muhasebelerinin gerçekleşmesi gerekir.
Spectrum sensing detection methods in cognitive radio systems
Wireless technology is the key technology to eliminate the dense wire ropes from hospitals and far access to medical devices. In order to overcome the problem of bandwidth scarcity, cognitive radio driven hospitals are introduced. Cognitive radio is the most effective technology to solve spectrum scarcity problem in contrast to high speed data transfer need. In cognitive radio systems, non-licensed users are permitted to use an idle licensed spectrum bandwidth. Whenever the license holder begin to use its spectrum, non-licensed user stops its communication and waits until the licensed user finish its communication. In cognitive radio driven hospitals, devices are divided in two categories just as the one in cellular communication. Primary devices has very high priority and their communication is vital for the hospital and patients, so that no interference should be made with such devices. Secondary devices are the ones which has lower priority and they can wait until the primary devices do their communication and then, they begin to use the allocated spectrum. The most important parameter in cognitive radio driven hospitals is a reliable spectrum sensing method. This method should be a simple one to be able to implement it in the secondary devices. Among all the sensing methods, energy detection based spectrum sensing and covariance based spectrum sensing is very popular. Maximum to minimum eigen-value based spectrum sensing is the best known of the covariance based spectrum sensing. In order to improve the performance of energy detection, double threshold concept is introduced. Double threshold energy detection method is introduced in literature to improve energy detection method performance. In this thesis, we used this concept in maximum to minimum eigen-value based spectrum sensing to improve its performance. The problem with covariance based spectrum sensing is its complexity. These complex methods can not be used in real systems of cognitive radio driven hospitals. The other method to improve the sensing algorithms performance is cooperative concept. The main reason of wireless hospitals is eliminating complexity and dense ropes that by using cooperative system for the devices, again this ropes and complexity will be used again. We have suggested to use memory concept in energy detection based spectrum sensing methods. Two new algorithms are introduced with considerably better performance with the cost of delay in secondary communication which is bearable. These new methods are memory based double threshold energy detection and memory based energy detection with their pros and cons.
Uwb microstrip antenna design for microwave imaging systems
In this thesis, an UWB microstrip antenna is designed which can be used for microwave imaging applications such as breast cancer detection. Detection of cancerous tissues can be possible because of the difference between electrical properties of normal tissues and cancerous tissues. A high gain UWB antenna can be used for this application. Microwave imaging, which is the application of microstrip antenna utilizing ultra-wide band frequency range, is low cost and effective compared to others, which makes it more popular amongst other techniques that involve heavy machinery, which cost a lot, such as MRI. Microwave imaging is sensitive in detecting most of the affected tissues. Ultra-wide band devices, as explained by Federal Communication Commission (FCC) in 2002, are devices that have fractional bandwidth of at least 25% or operating frequency range of 1.5 GHz or more. In the beginning, we described the basics of patches and their types with detail in terms of technical information. There are several types of antennas such as dipole, array, and reflector antennas, but we focused on the special type of antennas known as microstrip patch antennas. Important parameters of antennas such as return loss, voltage standing wave ratio, and gain help to understand the radiation characteristics of antenna. Return loss is the power loss in the signal, which is reflected back because of the lack of coherence in the transmission line, while voltage standing wave ratio is the coefficient of return loss. Comparatively microstrip antennas have many advantages over other antennas in terms of efficiency, size and cost. Microstrip antennas consist of a radiating patch mounted on one side of the dielectric substrate and grounded on the other side. Radiating patch is fed with different techniques such as microstrip feeding line, coaxial probe, aperture coupling and proximity coupling. These techniques are categorized either contacting or non-contacting. Microstrip feed line is commonly used because of easy fabrication while impedance matching can be improved by size and position of feed line. Proposed antenna consists of a radiating patch on one side of substrate while ground on the other side. Substrate used in proposed antenna is FR4 with the thickness of 1.6 mm having relative permittivity, ε_r of 4.4 and loss tangent, δ equals to 0.02. Frequency range is in between 2.01 GHz to 7.64 GHz having a Fractional Bandwidth (FBW) of 116%. Antenna is using low cost low profile substrate with length of 38 mm and width of 40 mm. In short, a very compact design is created for ultra-wide band applications. Reducing the size of antenna affect the performance of antenna such as; varying thickness affect the bandwidth of antenna. Radiating patch consist of rectangular shape patch having length and width of 23.5 × 12 mm2. Stub is introduced to enhance the radiation efficiency and electric field distribution in the patch. Microstrip feed line is used to provide 50Ω impedance. Antenna can provide better gain of 9.40 dB, which is considerably a good result for microwave imaging purpose. High frequency structural simulator (HFSS) is used to design and analyze the structure of antenna.
Mobil haberleşmedeki mikroşerit anten tasarımı
Genel olarak haberleşme bilginin bir noktadan diğer bir noktaya aktarımı olarak bilinir. Mobil haberleşme sistemlerinde bilgi aktarımı, veriyi elektromanyetik bir dalgaya dönüştürerek elde edilir. Elde edilmiş bu dalga taşıyıcı rolünü oynar. Modüle edilmiş veya elektromanyetik bir dalgaya dönüştürülmüş taşıyıcı, varış noktasına ulaştığında sinyal demodüle edilerek yeniden veriye ulaşılır. Bu erişim kablolu ya da kablosuz, yani antenler ile, iki farklı şekilde yapılır. Günümüzde haberleşme bağlantılarının en önemli bileşenlerini antenler oluşturmaktadırlar. İlk anten 1877 yılında Hamburg'lu bilim adamı Profesör Heinrich Rudolf Hertz tarafından icat edildi. Anten teorisindeki gelişmeler bu tarihten itibaren gelişmeye devam etti. Bu alandaki ilerlemeler günümüzde bile devam etmektedir. Antenler elektronik iletişim sistemlerinin vazgeçilmez bir unsuru olduğu için, elektronik mühendislerinin bu alanda iyi bir bilgi sahibi olmaları zorunludur. WIFI ve WIMAX gibi yeni nesil teknolojiler mobil cihazlarda kullanılması için, mikroşerit antenleri tercih etmekteler. Mikroşerit antenler sahip oldukları geometri, hafiflik, üretim zamanındaki ucuzluk ve kolay monte edilebilirliği nedeniyle en popüler anten tiplerindendir. Tüm bu sistem, bütün yanal yüzeyi açık olan bir rezonatördür. Mikroşerit antenlerin anten yapıları içerisinde önemli bir gelişme ve yenilik sağlamasının en temel sebebi daha çok elektriksel olmayan özelliklerinden kaynaklanmasıdır. Mikroşerit antenler düşük bir ağırlığa ve küçük ölçütlere sahiptir. Mikrodalga tümleşik devrelerine (MIC) rahatlıkla uyum sağlayabilirler. Devre elemanlarıyla aynı dielektrik katmanı paylaşabilmeleri ve küçük olmalarından dolayı kolayca entegre devre yapılara uyum sağlayabilir ve cihazların boyutlarında büyütülme gibi zorunluluk yaşatmazlar. Eğer fabrikasyon giderleri ve malzeme engelleyici değilse sistem çok ucuza mal edilebilir. Elektriksel performansına bakıldığında temel mikroşerit antenler tel veya açıklık gibi geleneksel anten sistemleriyle karşılaştırıldığında, yüksek besleme devre kayıpları, dar band genişliği, düşük çapraz polarizasyon ve düşük güç kontrol kapasitesi gibi dezavantajlara sahiptirler. Bunlar araştırmalardaki performansı ve uygulama alanlarını kısıtlar. Yakın zamanda yapılmakta olan çalışmalar analiz aşamasında dikdörtgen ve dairesel geometriler için kullanılan transmisyon oyuk modeli, hat modeli, tam dalga analizi gibi gelişmekte olan uygulamalar üzerine odaklanmıştır. Çalışmanın amacı olarak, mobil haberleşme için uygun görülen mikroşerit antenin özelliklerine bakılmış, küresel konumlama sistemi (GPS), kablosuz yerel alan ağları (WLAN) ve kablosuz geniş alan ağları (WIMAX) teknolojilerinde çalışabilecek çok bantlı anten tasarlanmıştır.
Implementation and evaluation maximum power point tracking (MPPT) based on adaptive neuro fuzzy inference systems for photovoltaic pv system
Convert solar energy to electrical energy is one of its important applications which is done by devices called Photovoltaic (PV) cell. This study was aimed to compare, investigate, and evaluate the performance of PV system operating with Maximum Power Point Tracking (MPPT) that work by Adaptive Neuro Fuzzy Interference System (ANFIS) technique. It is appraised with other MPPT algorithms like the most common Perturb and Observe (P&O) algorithm, Fuzzy Logic Control (FLC) algorithm, and Artificial Neural Network (ANN) algorithm. These algorithms work for controlling the duty cycle (D) of the plus signal that goes to switch of the DC-DC converter for maximizing the power generated by solar panel. Implementation of MPPT is made by using boost DC-DC converter with constant resistive load. In addition, it was conducted to introduce for simulating and modeling general PV panel with some adjustable parameters that modelling any real PV panel using its electrical data. And testing the simulated model for showing the effects of changing in the solar irradiation and the operation temperature on the output power of the PV. All systems were analyzed and simulated by using MATLAB Simulink program. The simulation results show that the ANFIS and ANN based MPPT method gave faster response to achieve the MPP and more efficient than fuzzy logic MPPT and the conventional P&O methods under rapid variations of operating conditions.
Spectral and spatial classification of hyperspectral images
Recently various developments have been introduced in Remote Sensing Technology. Multispectral sensors have been used for years and provide images with multi bands up to 10-20 bands. The information extracted from the multispectral images are useful and helped in many different applications in the real world, however it may fail in distinguishing between different minerals or sub classes, where hyperspectral images plays an important role. Hyperspectral images are made of hundreds of narrow bands, in most of the cases it can be up to 200 bands. Having this high level of detailed spectral information gives a better distinguishing capability. The conventional classification methods used for multispectral images cannot be applied directly on hyperspectral images due to many reasons. Therefore, many algorithms adjusted or introduced to fit the hyperspectral data. For example, statistical classifiers have difficulties with these data, because calculating statistical parameters for such a huge amount of data is not an easy task. Additionally, the statistical algorithms assume that the data have a specific distribution which contradicts the real-world situation. On the other hand, nonparametric classifies provides good solutions with relatively high and acceptable accuracies. In some cases, these nonparametric algorithms are applied directly on the hyperspectral data or after applying some of the feature extraction methods. K-Nearest Neighbor (KNN) or Support Vector Machines (SVMs) are one of the most widely used and powerful nonparametric methods. Especially SVMs are reported as robust algorithms on hyperspectral data classification even with limited number of training samples. In real world, pixels/samples from neighboring areas are most likely belong to same class. However, classification algorithms exploiting only spectral information cause some noisy like misclassified samples in homogeneous areas. Various approaches have been introduced recently in the literature to improve the classification accuracy and obtain more homogeneous areas in classification maps. One of the powerful approaches is based on integrating the spatial information with the spectral information. In this thesis, we focus on the extended random walker (ERW) algorithm. ERW consists of two main steps; the first step is the spectral classification which is done by any spectral classification algorithm. In this thesis one of the kernel based methods support vector machine (SVM) with the radial basis function (RBF) and the linear kernel function are used in the spectral classification. The second step relies on the results of the classification obtained by SVM and more accurately it depends on the probabilities for each pixel obtained from the SVM algorithm. These probabilities are used to transfer random walker from a segmentation algorithm into a multi class classifier.
Görüntü steganografisi
Steganography is very important technique for information security as it provides a solution of hiding information. Compared to encryption it has the advantage of considering the cover data as the information data itself while actually the secret information is hidden inside it. Such a method has several applications like watermarking and fingerprinting where steganography methods are used but the objective of those applications are different. The application that we are concerned in for this project is the covert communication systems. There are different types of cover mediums that can be used in steganography, such as text, image, or audio steganography. We chose image steganography where the images are used as cover object to be our base of experiments for the proposed LSBG method. One of main steganography methods is least significant bit (LSB) but it has some limitations therefore many approaches have been proposed to improve it. Some improvement methods have been applied to LSB such as LSBM and LSBMR [7]. The new proposed improvement method is least significant bit gaped (LSBG) where the aim is to improve its imperceptibility compared to LSB and to improve a new key structure that will increase the level of securing the information.
Boyut indirgeme ve hiperspektral veri sınıflandırmasındaki etkileri
Boyut indirgeme ve hiperspektral veri görüntüleme sistemleri araştırmacılar ve araştırma kurumlarından büyük ilgi görmüştür. Veri sensörlerinin kullanımı yoluyla verilerin aktif olarak alınmasıyla, orta ve kızılötesi dalga boylarında, dünyanın yüzeyindeki belirli bir bölgeden çeşitli mevcut spektral bandlar yoluyla görüntüler alınabilir. Hiperspektral sensörler, detaylı spektral bilginin sağlanmasında oldukça önemlidir ve bu ayrıntılı veriden dolayı doğruluktaki artış ve ilgili materyallerin ayrımcılığına ilişkin olarak oldukça pahalıdır. Çoğu durumda, görüntüleme için hiperspektral çözümler ve uzamsal kararlar için sistemler basitçe iki önemli rol oynayarak süreci ayırıcılığı artıran sensörlerin uygulanmasıyla çalıştırılabilir; Daha hassas görüntüleme ayrıntılarının sağlanmasını geliştirmek ve görüntüler içinde bulunabilecek çok daha küçük mekansal yapıların analizini sağlamak hiperspektral verilerin önemli özellikleri olarak sayılabilir. Sonuç olarak, uzaktan algılama ve yorumlamada veri sınıflandırmanın önemli katkısı vardır. Denetimli öğrenme ile verilerin sınıflandırılmasıyla oynanan birincil rollerden biri, belirli bir veri hakkında spektral bilgileri modellemek için eğitim örneklerinin kullanılmasıdır. Bu örnekler, gri tonlamalı görüntülerin elde edilmesinde kullanılan tüm piksellerin yoğunluğunun yanı sıra, RGB'nin yoğunluk vektörü ve hatta yüksek boyutlardaki görüntülerin değeri gibi bilgileri içerir. Bu sonuç olarak, temsili bir örneklem kullanılarak farklı çıkarların ayrımcılığına yardımcı olan veri sınıflandırma sonuçlarının üretilmesine yol açmaktadır. Bununla birlikte, bu tezin amacı, söz konusu hiperspektral veri sınıflandırma sistemlerinde boyut indirgemenin etkisini analiz etmektir. Bu tezde hiperspektral veri sınıflamasında boyut indirgemenin iki önemli yönü üzerinde durulacaktır. Bunlar, PCA ve ISOMAP ile boyut indirgeme olup, daha sonra da boyut indirgemenin Destek Vektör Makinesi (SVM) ve K en yakın komşuluk (KNN) gibi sınıflayıcılara olan etkilerini incelemektedir. Anahtar Kelimeler: Hiperspektral Görüntüleme Verileri, Boyut İndirgeme, PCA, ISOMAP, SVM, KNN.
Manyetik rezonans görüntülerinde tümör bölgelerinin otomatik tespiti
Bu çalışmada, yaygın olarak kullanılan tıbbi görüntüleme yöntemlerinden biri olan manyetik rezonans görüntüleme cihazının yapısı, donanımsal bileşenleri ve görüntü kalitesini etkileyen faktörler detaylı şekilde incelenmiştir. Cihazın çalışma prensibi ve kullanım alanları açıklanmış, donanımsal yapısını oluşturan alt sistemler gösterilmiştir. Bilgisayar tabanlı program kullanılarak görüntü işlemesi yapılmış, işlenen görüntüler üzerinden tümör aday bölgesi tespiti yapılarak öznitelik değerleri bulunmuştur. Daha sonra Yapay Sinir Ağı geliştirilerek öznitelik değerlerinden manyetik rezonans görüntülerinde beyin tümör bölgelerinin otomatik tespit işlemi gerçekleştirilmiştir. MRI cihazlarında kullanılan ferromanyetik mıknatıslar, güçlü manyetik alanların oluşmasını sağlar. Bu harici elektromanyetik alanlar, elektrik iletkenliği bulunan vücut içi implantlar ve biyomalzemeler üzerinde bozucu etki yapar. Manyetik alanın yanı sıra, gradyent manyetik alan ve elektromanyetik atımlar etki alanlarının içindeki biyomalzemeler ile etkileşime girer. Bunların sonucu olarak, MRI cihazı içerisine giren hastalarda doku ısınması ya da gömülü tıbbi cihazların çalışmaması gibi sorunlarla karşılaşılabilir. Bu istenmeyen enterferansların önüne geçilebilmesi için elektromanyetik uyumluluk ve sinyal girişim testlerinin yapılarak MRI cihazlarının bu gereksinimlere uygun şekilde tasarlanması ve üretilmesi gerekir. MRI cihazları donanımsal özelliklerinin yanı sıra; görüntüleme alanı, matris değeri, averaj sayısı ve kontrast gürültü oranı gibi farklı parametrelerin en uygun biçimde seçilmesiyle, sinyal gürültü oranı yüksek görüntüler elde edilir. Görüntü kalitesinin yüksek olması hastalıkların doğru teşhisine olanak sağlayan inceleme olanakları sunar. Bu seçimlerin doğru yapılması ve en uygun MRI cihaz yapısının oluşturulması önemli bir mühendislik uygulama alanıdır.
Güneş panellerinin verimlilik hesabı ve otomasyon sistemi tasarımı
Sınırsız kaynak olan güneş ışınlarının varlığı ve bu kaynağı kolaylıkla kullanarak üretim sistemi tasarlama, tasarımcıya birçok avantajı sağlarken aynı zamanda elde edilen ürün çevreci özelliklere sahip olmaktadır. Giderek yaygınlaşan ve çok büyük ilgi gören güneş enerjilerinden yararlanma konusu, araştırmacıları, tasarımcıları düşük maliyetli ve evsel ihtiyacı karşılayacak güneş paneli sistemleri yapmaya yönlendirmektedir. Bu tez çalışmasının amacı, güneş enerji sistemlerinin, güneş enerji panellerini, güneş ışınları ile elektrik enerjisini elde etmek, güneş enerji sistemlerinin maksimum güç noktası izlemesi ile izlenmesini araştırmak ve düşük maliyetli bir güneş enerjisi panel sistemini tasarlamaktır. Bu amaçla, YÖK tez merkezinde yer alan doktora tezleri incelenmiş, açık kaynak verilerine ulaşılmış ve teze ilişkin bir derleme hazırlanmıştır. Ayrıca, kaynaklardan edinilmiş bilgiler kullanılarak düşük maliyetli bir güneş paneli sistemi tasarlanmıştır. Tezin kaynak araştırması doktora tezleri ve ulaşılabilen açık kaynaklar ile sınırlıdır. Bu tez çalışması ile tasarımcılara, tasarım ile ilgili pratik uygulama göstermek hedeflenmiştir.
İklimlendirme sistemlerinde ıot uygulaması
Bu çalışmada klima kontrolü için klima kumandası Arduino ile kontrol altına alınarak Android yazılım yardımıyla bu yapıların haberleşmesi I2C ile sağlanmıştır. Daha detaylı açıklayacak olursak IR protokolü ile tasarlanan kumanda devresi, klima kontrol devresi, temiz hava için pencere kontrol devresi, nem için buhar makinesi kontrol devresi arasındaki haberleşmeyi sağlamaktadır. Kişilerin konfor şartlarını sağlayan bu tasarım Histerezis çalışma bölge aralığını belirlemenize de yardımcı olacaktır. İklimlendirme, ısıl konforu kişilerin belirlediği aralıkları sağlamak ve kontrol altına almak için yapılan bu çalışmada cep telefonu yardımıyla yani cep telefonu uygulamasının veri alış-verişini yapmasını sağlayan bir veri tabanı kullanılmıştır. Kullanılan bu veri tabanı ise Firebase veri tabanıdır. Bu sayede kişiler cep telefonuna yüklenen aplikasyon aracılığıyla istenilen ısıl konfor şartlarını belirleyerek kontrol altında tutmayı uzaktan sağlayabileceklerdir. Bireylerin ısıl konfor şartlarının sağlanması için tasarlanan bu çalışmada Arduino kart ile kumanda devresi tasarlanıp, ısıl konforun sağlanması için Klima kontrol devresi, temiz hava ihtiyacının karşılanması için Pencere kontrol devresi, nem ihtiyacını karşılamak için Buhar Makinesi kontrol devreleri tasarlanıp ve bu devreleri kontrol edebilmek ve yönlendirmek için internet üzerinden Andorid arayüzü kullanılarak IoT (NESNELERİN İNTERNETİ) ile kontrolü sağlanmaktadır. IoT (Internet of Things) ile iklimlendirme sistemi fonksiyonlarında gerekli olan şartları sağlamak ve konfor şartlarının sürekliliğini sağlamaktır.
Elektrikli metrobüslerin optimum enerji yönetimi
Son yıllarda Dünyada etkisini gösteren iklim değişimi canlı türleri için bir tehdit oluşturmaktadır. Özellikle içten yanmalı motorlu araçlardan yayılan karbon salınımı doğayı ve yaşayan canlı sağlığını olumsuz yönde etkilemektedir. Öyle ki herhangi bir önlem alınmazsa tüm dünyayı çevre kirliliğinden kaynaklı kötü günler beklemektedir. Sera gazı etkisini azaltmak amacıyla hükümetler tarafından iş birliği oluşturuldu ve yapılan protokoller sayesinde birtakım önlemler alınmaktadır. Yapılan anlaşmalar neticesinde özellikle güneş, rüzgâr, hidrojen ve dalga gibi yenilenebilir enerji kaynakları kullanımı teşvik edilerek bu kaynakların kullanımının artmasına özen gösterilmektedir. Hükümetler aynı zamanda 2030 yılına kadar konvansiyonel içten yanmalı araçların üretimini durdurarak, elektrik enerjisi ile çalışan araç üretimini artırıp; çevre dostu araçların kullanımını yaygınlaştırmaya çalışmaktadır. Bu amaç doğrultusunda çeşitli çalışmalar yapılmaktadır. Bu tez çalışmasında, içten yanmalı motorlu araçların kullanımını azaltmak amacıyla özellikle metropol şehirlerde servis sektöründe hizmet veren elektrikli metrobüs kullanımını teşvik etmek için, İstanbul Avcılar-Söğütlüçeşme metrobüs hattındaki araçların günlük çalışma saatleri ve bilgileri tedarik edilerek bir modelleme oluşturuldu. Tez çalışmasında, istasyondaki elektrikli metrobüsleri şarj etmek için gerekli olan enerji için şehir elektrik şebekesine yük olmamak amacıyla bir GES sistemi kuruldu ve metrobüsler için gerekli olan elektrik enerjisi üretimi sağlandı. Bir benzetim programı aracılığıyla oluşturulan GES sayesinde elektrik enerjisi maliyeti azaltılmıştır. Ayrıca gerekli durumlarda üretilen fazla enerjinin şebekeye satışı yapılabilmektedir. Yakın gelecekte tüm araçların elektrikli araçlara dönüşeceği düşünüldüğünde, özellikle servis sektöründe hizmet veren elektrikli metrobüslerin, metrobüs garajına kurulan GES sayesinde üretilen elektrik enerjisi doğrultusunda şehir şebekelerinden satın alınan enerji de azalmış olacaktır.
Öznitelik seçimi ve makine öğrenimi kullanılarak enerji iletim, kontrol ve yönetim sistemlerinde siber güvenlik analizi
Enerjinin iletimi, denetimi ve yönetiminin yapıldığı SCADA benzeri sistemlerin internet ağına bağlı olarak çalışmaları ve ağ üzerinden güvenli bir şekilde veri iletmeleri beklenmektedir. Enerji denetim ve yönetim sistemlerinde, sisteme yapılacak siber saldırılar sonucu verilerde oluşabilecek hataların sınıflandırılması ile sistemin korunmasını sağlayabilecek akıllı sistemlerin geliştirilmesi mümkündür. Fakat büyük çaplı sistemler için geliştirilecek akıllı sınıflandırma algoritmalarında en büyük problem öznitelik uzayının oldukça büyük olmasıdır. Böyle sistemler için doğru şekilde öznitelik azaltma önemlidir. Bu çalışmada birbirine ardışık bağlı öznitelik seçim algoritmalarının hem zaman hem sınıflandırma başarısına etkilerinin incelenmesi amaçlanmıştır. Böylece her bir öznitelik seçimi sonrası elde edilen öznitelik matrisleri ile sistem performansının iyileşip iyileşmediği incelenecektir. Geliştirilen algoritma için 128 farklı iletim hattı ölçüm parametresinin öznitelik uzayından oluşan açık kaynaklı bir veri seti kullanılmıştır. Çalışmada izlenen metodoloji temel olarak dört ana adımdan oluşmaktadır. Çalışmada her adımda sınıflandırıcı olarak 5'li komite yapısına sahip, oy çokluğu ile karar veren, sabit parametreli (katman sayısı, nöron sayısı, öğrenme oranı ve momentum katsayısı) çok katmanlı algılayıcı (MLP) tercih edilmiş ve 10 katlamalı çapraz doğrulama yöntemi uygulanmıştır. İlk adım olarak tüm veri seti doğrudan MLP ağları ile sınıflandırılmış, başarı ve sınıflandırma eğitim süreleri kaydedilmiştir. İkinci adımda ilk öznitelik seçim yöntemi olarak ANOVA analizi kullanılmış ve p-değeri 0,05'den büyük olan öznitelikler elenmiştir. İlk öznitelik seçimi sonrasında elde edilen öznitelik matrisi aynı özelliklere sahip MLP ağı ile sınıflandırılmış, başarı ve eğitim süresi kaydedilmiştir. Üçüncü adımda ise özniteliklerin arasındaki korelasyona bakılmıştır. En düşük p-değerine sahip öznitelikten başlayarak korelasyon katsayısı |r|<0,7 den küçük olan öznitelikler bu yöntemle seçilerek sınıflandırma algoritmasına sokulmuş ve başarı ile süre değerleri kaydedilmiştir. Son öznitelik seçim yöntemi olarak ise ReliefF algoritması kullanılarak öznitelikler kendi aralarındaki ilişkiye bağlı olarak ağırlıklandırılarak sıralanmıştır. Elde edilen sıralanmış özniteliklerden ise maksimum ve minimum değere sahip özniteliklerin ortalaması alınarak, bu değerden daha yüksek ağırlık değerine sahip öznitelikler sınıflandırma işlemine sokulmuştur. Elde edilen sonuçlar incelendiğinde tüm veri seti için, MLP ağının aşırı öğrenme problemi ile karşılaştığı ve sınıflardan ikisini hiçbir şekilde sınıflandıramadığı görülmektedir. Sınıflandırma performansı %21 civarında olurken, yaklaşık eğitim süresinin 63,14 saniye civarında olduğu gözlemlenmiştir. İlk öznitelik seçim işlemi sonrası 128'den 82'ye inen öznitelik sayısı ile elde edilen sınıflandırma başarısı ise %89,11 civarında olurken, eğitim süresi 205,82 saniye civarında sürmektedir. Korelasyon katsayılarına bağlı olarak gerçekleştirilen ikinci öznitelik seçme işlemi sonrasında ise 24 öznitelik sınıflandırma işlemi için uygun değerlere sahip olmuştur ve bu öznitelikler ile %85,32'lik bir sınıflandırma başarısı elde edilirken işlem süreci 17,69 saniye sürmüştür. Son öznitelik seçme işlemi sonrasında ise 6'ya düşen öznitelik sayısı ile 7,4 saniye süren sınıflandırma işlemi sonrasında %84,49'luk bir sınıflandırma başarısı elde edilmiştir.
Derin öğrenme temelli yüz görüntü analizi
Derin öğrenme insan beynini temel alan yapay sinir ağlarının bir veya birden fazla katmandan oluştuğu bir çalışma alanıdır. Veriler yardımıyla sonuçları tahmin eden bir makine öğrenme yöntemidir. Zamanla teknolojinin gelişmesi bilgisayarların performansının artmasını sağladı. Dolayısıyla yapay zekâ uygulamalarında gelişim gözlenmeye başlandı. Bugüne baktığımızda yüz tanıma sistemleri her alanda kullanılmaktadır. Son zamanların gelişen teknolojisiyle popüler bir alan haline gelen bu sistemler pek çok alanda güvenli geçişler sağlar. Tezin amacı sınıf ortamında bulunan kamera karşısında yüz tanıma kümeleri oluşturup, nötr olan yüz ifadelerini bir sınıflandırıcı yardımıyla tespit ederek, Python yardımıyla derse giriş duygu durumlarını belirleyip aynı gün içinde ders bitiminde nötr duygu durumlarının ne oranda artıp azaldığının oransal değişimi tespit edilmeye çalışılacaktır.
Otonom araçlar için trafik işaretlerini tanıma sistemi
Son zamanlarda günlük hayatımızda popüler olmaya başlayan akıllı araçlar, üzerinde bulunan kontrol üniteleri ve sensörleri kullanarak çevresindeki ortamı algılayarak sürücünün güvenli ve rahat sürüş yapmasını sağlayan araçlardır. İçten yanmalı araçlardan akıllı araçlara gidişte son evre olan otonom araçlardan üç temel beklentiden birincisi araç sahibi-yolcu veya kontrol merkezi isteklerinin doğru bir şekilde alınması(İnsan-Makine Etkileşimi), ikincisi aracın doğru sevk ve idaresi, üçüncüsü ise yol, trafik ve çevresinde bulunan nesnelerin belirlenmesi- sınıflandırılması ve hareketlerinin kestirimidir. Otonom araçlarda ilk iki beklenti tam anlamıyla yapılmakta iken üçüncü beklentide halen ciddi eksikler bulunmaktadır[1]. Yapay zekâ alanındaki yapılan çalışmalar neticesinde otomotiv sektöründeki pek çok büyük şirket tarafından otonom araçlar üzerine çalışmalar yapılmaktadır. Bu uygulamalarda insanlar için çok büyük faydalar olsa da, daha iyi bir uygulama arayışı, bilim insanlarını her zaman mevcut çalışmaları geliştirmeye iter[2]. Yapılan bu çalışmalardan birinde ise amaç araçların trafik işaretlerini yorumlayabilmeleri ve karar alabilmeleri olarak karşımıza çıkmaktadır. Yapılacak çalışmada ilgili trafik işaretlerini farklı kategorilerde sınıflandırabilen bir konvolüsyonel sinir ağı(CNN) modeli oluşturulacaktır. Bu model ile otonom araçlar için epeyce önemli bir görev olan trafik işaretlerini sınıflandırma işlemi yapılarak otonom araç tarafından trafik işaretlerinin tanınması hedeflenmektedir. İlgili trafik işaretlerini tanıyan bir model oluşturulacak olup kullanılacak olan programlama dili Python, kullanılacak algoritma olarak CNN algoritması seçilmiştir.
CNC işleme merkezlerinde kesici takım kırılmalarının görüntü işleme yöntemi ile tespiti
Bu yüksek lisans tezi, talaşlı imalat yapan CNC işleme merkezlerinde kullanılan matkap ve kılavuz kesme takımları ile gerçekleştirilen proses sonucu matkap veya kılavuzda kırılma yaşandı ise yaşanan bu kırılmanın, CNC işleme merkezi takım magazini içerisine kurulan kamera sistemi ve makine bütünleşik çalışan görüntü işleme yazılımı ile tespitini amaçlamaktadır. Öncelikle tez çalışmasında görüntü işleme yöntemlerinin sanayide kullanım alanları incelenmiştir. Tez çalışmasında, MATLAB programı ile görüntü işleme teknikleri kullanılmıştır. Kamera ve işlemci olarak Raspberry Pi 3 ve Raspberry Camera V2 modülü kullanılmıştır. Üzerinde çalışılan makine Fanuc Oi-model D işletim sistemine sahip Dahlih marka, MCH-800 model yatay işleme merkezidir. Pratikte kurulan sistemde, Raspberry Pi işlemcisinin CNC yatay işleme merkezi ile bütünleşik çalışabilmesi için gerekli sinyalizasyon yapısı oluşturulmuştur. İşlemciden gelen/giden sinyallerin Fanuc İşletim sistemine ait PLC'de anlamlandırabilmek için, Ladder diyagramına, oluşturulan algoritmalara göre yazılım eklemesi yapılmıştır. Bu sayede Raspberry Pi kamera modülü hangi zamanda fotoğraf çekeceği bilgisini ve çektiği fotoğrafın kaç numaralı matkap veya kılavuza ait olduğunu anlamaktadır. Çekilen matkap ve kılavuz fotoğrafları MATLAB programında yazılan yazılıma göre hedef dosyalara kaydedilmiş ve görüntü işleme teknikleri ile özniteliklerine göre sınıflandırılmıştır. Yazılım ile belirlenen özniteliklere sahip matkap veya kılavuz kırıldığında özniteliğin değeri değiştiği için matkap veya kılavuzun kırıldığı tespit edilmiştir. Bu tespit Raspberry Pi işlemcisinden CNC makineye bilgi olarak verilerek CNC makinenin alarm vermesi sağlanmıştır. Sonuç olarak, tasarlanan ve pratikte uygulamaya alınan sistem CNC işleme merkezlerinde kullanılan matkap ve kılavuz takımlarında yaşanan kırıkların tespitini görüntü işleme metodu ile gerçekleştirmiştir. Bu tez projesi ile görüntü işleme yöntemlerinin talaşlı imalat sektöründe uygulanabilirliği desteklenmiştir.
Çok çekirdekli işlemcilerde yeni bir paralel görüntü işleme yöntemi ve yöntemin yüz tanıma problemine uygulanması
Artan işlemci hızları ve çekirdek sayıları, kısa süre içerisinde çok fazla işlem yapılmasını gerektiren programların gerçek zamanlı olarak çalıştırılabilmesinin önünü açmıştır. Ancak çekirdek sayılarındaki artış, performans artışından ziyade çok görevliliği hedeflemektedir. Bu tez çalışmasında, gerçek zamanlı görüntü işleme uygulamaları için paralel görüntü işleme ve çerçeve akış hızı sabitleyici yaklaşımı sunulmuştur. Bu yaklaşımın temel amacı, görüntü işleme yöntemlerinin sıradan bilgisayarlar üzerinde ve ek donanım desteği gerektirmeden çok çekirdekli işlemci mimarisinden yararlanılarak gerçek zamanlı olarak yürütülebilmesini sağlamaktır. Önerilen yaklaşımın test edilmesi için popüler yüz bulma ve tanıma algoritmaları da çalışılmış ve bu algoritmalar sunulan yaklaşım kullanılarak paralel işleyecek şekilde gerçeklenmiştir. Yaklaşım, Microsoft .NET çatısı altında Microsoft Windows 7 işletim sistemi üzerinde bir Intel i7-3770 3,40 GHz işlemcisi ile test edilmiştir. Sonuçlar görüntü işleme işlemlerinin 4 fiziksel çekirdek üzerine başarıyla dağıtıldığını ve 5,25 kata kadar performans artışı sağlandığını göstermiştir. Önerilen yöntem yüz tanıma problemi üzerinde de test edilmiştir. 25 ve 60 fps hıza sahip videolar için yapılan testler sonucunda, iş yüklerinin çekirdeklere dağıtılabildiği görülmüş ve istenen akış hızları başarıyla sağlanabilmiştir.
Kablosuz algılayıcı ağlarda minimum hareketli dinamik baz istasyonu konumlandırması
Kablosuz algılayıcı ağlar (KAA) küçük, düşük maliyetli, kablosuz iletişimi kullanan çok sayıda algılayıcıdan oluşan ve birçok çevreye uyarlanabilen ağlardır. Yüksek kalitede algılama ve hatasız çalışma için algılayıcı noktalar arasında önemli ölçüde dayanışma ve işbirliğinin gerçekleştirilmesi gerekmektedir. Bu nedenle KAA'larda enerji verimliliği önem arz etmektedir. Düğümlerin nasıl ve ne şekilde haberleşeceklerinin yanı sıra baz istasyonu konumlandırması da ağın enerji verimli olmasında, ağ yaşam süresi ve bunlara bağlı olarak baz istasyonuna ulaşacak paket sayısında önemli bir etkiye sahiptir. Bu çalışmada enerjiyi efektif kullanabilmek için düğümlerin konum bilgilerinin yanı sıra kalan enerjilerinin de hesaba katıldığı minimum hareketli yeni bir dinamik baz istasyonu konumlandırma algoritması önerilmiş ve bu algoritmanın başarımı hem K-means ve K-medoid gibi kümeleme algoritmaları üzerinde hem de HEED hiyerarşik protokolü üzerinde düğüm dağılımı ve sayısı gibi çeşitli KAA parametreleri kullanılarak ayrıntılı bir şekilde incelenmiştir. Çalışmanın simülasyonu farklı düğüm sayılarında ve farklı düğüm dağılımlarında OMNeT++ simülasyon programı ile yapılmıştır. Tüm sonuçlar incelendiğinde dinamik baz istasyonu kullanımı sayesinde sabit baz istasyonu kullanımına göre ağ ömründe, HEED protokolünde ortalama %133.34, K-means algoritmasında ortalama %116.36, K-medoid algoritmasında ise ortalama %114.23 oranında iyileştirme sağlandığı gözlemlenmiştir. Baz istasyonuna ulaşan toplam paket sayılarında ise sabit baz istasyonu konumlandırmasına kıyasla HEED protokolünde ortalama %251.72, K-means algoritmasında ortalama %225.49 ve K-medoid algoritmasında ise ortalama %220.87 oranında iyileştirme sağlandığı gözlemlenmiştir.
Şebekeye bağlı fotovoltaik sistemlerdeki doğru akım bağ kapasitörü üzerindeki akım baskısının azaltılması
Bu yüksek lisans çalışmasında, şebekeye bağlı fotovoltaik sistemlerde gerilim kayanaklı eviriciler için enerji depolama elemanı olarak kullanılan DA bağ kapasitörü üzerindeki akım ve gerilim dalgalanmalarının sebepleri incelendi. Fotovoltaik enerji sisteminin önemli bir bileşeni olan eviricilerin kontrolü için gerekli yapılar analiz edildi. Evirici çalışabilmesi için gerekli olan tetikleme sinyallerinin üretimi yeni bir darbe genişlik modülasyonu yöntemi ile gerçekleştirildi. Bu yeni modülasyon tekniğinin DA bağ kapasitörü üzerindeki akım dalgalanmları üzerindeki etkileri incelendi. Yeni yöntem ile literatürde var olan farklı bir darbe genişlik modülasyonu tekniği, benzetim ortamında gerçeklenerek her iki metodun fotovoltaik enerji sistemine ve şebekeye olan etkileri simülasyon sonuçları ile ortaya koyulmuştur.
Elektrik güç sistemlerinde yapay zeka ile yük frekans kontrolü
Bu çalışmada güç değeri 100 kW'a kadar olan, küçük çaplı hidroelektrik santrallerinde kullanılabilecek, yük frekans kontrolü ele alınmıştır. Köy ve mezralarda bulunan, debileri az olan akarsu yatakları üzerinde kurulabilecek, küçük ölçekli santraller de frekans kontrollünün yapılması amacıyla bir sistem tasarlanmıştır. Çalışmada Elektronik yük frekans kontrolörü için PID ve Fuzzy kontrol teknikleri ayrı ayrı Matlab programı ile modellenerek, tasarlanan sistemin oluşabilecek durumlara verdiği cevaplar incelenmiştir. Simülasyon sonuçları kontrolsüz, PID ve Fuzzy kontrollü olarak alınmıştır. Fuzzy kontrolün daha etkin olduğu deneylerde görülmüştür.
Endüstriyel nesnelerin internetinde hızlı ve güvenli veri iletimi
Endüstride son yıllara kadar yoğun olarak tercih edilen güvenlik tedbiri, sistemin dış dünya ile olan bağlantısının kesilerek internet üzerinden gelecek saldırıları önlemek şeklindeydi. Ancak bu teknolojiden uzak tedbir, sistemdeki sorunların hızlı bir şekilde çözülmesini engellemiş ve endüstriyel sahadaki cihazlara yetkili kişilerin anlık müdahalesini önlemiştir. Her geçen gün biraz daha gelişen ve farklı alanlara mimari yenilikler oluşturarak adapte olan Nesnelerin İnterneti teknolojisi, endüstriyel alanlarda da cihazlar üzerinden kulanılmaya başlanmıştır. Bu endüstriyel cihazlar, verilerin iletimi aşamasında teknolojinin kolaylıklarını kullanmasının yanı sıra, ağın yapısından kaynaklanan bazı güvenlik sorunlarından da etkilenmektedir. Bu çalışmada, endüstriyel sahadaki cihazların sensörlerinden gelen anlık veri paketlerinde ortadaki adam saldırısı ile yerel alan ağına sızan saldırgan tarafından değişiklik yapılıp yapılmadığının tespitini sağlayan bir yazılım geliştirilmiştir. Bu saldırılar için yapılandırılması gereken güvenlik cihazları ve yazılımları, geliştirilen saldırı tespit yöntemi ile çok daha güvenli bir sistem haline getirilmiştir. Geliştirilen yöntem istemci-sunucu mimarisinde çalışmaktadır. Önerilen yöntem ile sensörlerden gelen verilerdeki saldırı tespitinin anlaşılması kolaylaştırılmıştır ve bu tespit anlık seviyelerde yapılabilmektedir. Önerilen yönteminin test edilmesi amacıyla en sık kullanılan MD5, SHA-1 ve SHA-256 doğrulama yöntemleri ile hız performansı açısından karşılaştırma yapılmıştır. Bu algoritmalarla birlikte önerilen yöntem üzerinden 10, 100 ve 500 sensör verisi için doğrulama değeri üretilerek hız performansları ölçülmüştür. Ayrıca üretilen sensör verisi paketlerine ortadaki adam saldırısı yapılarak önerilen yöntem üzerinden bozulmuş veri tespiti yapılmıştır. Sensör sayısı artırılarak her paketin aslına benzerliği ölçülmüş ve böylece saldırılara karşı tespit yapabilmesi test edilmiştir. Bu yöntem açık kaynak kodlu Java programlama dili ile geliştirilmiştir. Herhangi bir bilgisayar üzerine kurularak merkezi bir noktadan onlarca sensör veri paketinden bozulmuş veri paketinin saldırı tespitini yapabilmektedir. Geliştirilen yöntem ile sensör verisinin saldırı tespitinde anlık seviyede başarılı sonuçlar elde edilmiştir.
Uzman sistem ve bulanık mantık tabanlı öğretim modellerinin karşılaştırılması
Günümüzde artan bilgi ve öğrenme ihtiyacının karşılanmasında, geleneksel yöntemler yetersiz kalmaktadır. M.Ö 535-475 yılları arasında Efes'te yaşamış olan filozof Herakleitos "Değişmeyen tek şey değişimin kendisidir" demiştir. Bilgi teknolojilerindeki gelişmelere paralel olarak, eğitim-öğretimde de akıllı öğretme sistemlerinin kullanıldığı birçok uygulama geliştirilmektedir. Akıllı öğretim sistemleri öğrenci odaklı olduğundan, öğrencinin bireysel olarak değerlendirilmesine imkân sağlar. Bu çalışmada, her bir öğrencinin yeterliliğinin ve öğrenme seviyesinin farklı olması fikrinden yola çıkarak, ilköğretimden yükseköğretime kadar eğitimin tüm aşamalarında kullanılabilecek bir yazılım geliştirilmiştir. Bu yazılımda yapay zekâ metotlarından, Uzman Sistem ve Bulanık Mantık teknikleri ayrı ayrı kullanılarak, her öğrencinin öğrenme süreci bireysel olarak değerlendirilmektedir. Öğrencilerin yetersiz olduğu problemli konular belirlenmekte ve bu konularda öğrencilere destek eğitimi verilmesi amaçlanmaktadır. Bu sistemde öğretmen modülü, öğrenci modülü ve sınıf modülü bulunmaktadır. Sistemde bir veri tabanı oluşturulmuştur. Bu veri tabanında öğrenciler, verilecek dersler, derslere ait konular, ders videoları ve öğrencinin ilgili konuyu kavrama seviyesinin ölçüldüğü değerlendirme sınavları bulunmaktadır. Geliştirilen Uzman Sistem yazılımı ve Bulanık mantık yöntemi ayrı ayrı test edilerek öğrencilerin başarı durumları değerlendirilmiştir. Hangi konularda, ne kadar, ders desteği verileceği belirlenmektedir. Ders desteği, veri tabanında bulunan derslere ait videolar ile sağlanmaktadır. Sistem her öğrenci için kişisel yetenekleri ve öğrenme düzeyleri doğrultusunda farklı öneriler üretebilmektedir. Her iki algoritmanın önerileri, destek eğitimine harcanacak toplam süre açısından karşılaştırılmıştır. Yapılan deneylerde Bulanık Mantık yöntemi yaklaşık %9 daha az zaman ile eksik tamamlama eğitimi önermiştir. Bu sistemde, öğrencinin kişisel düzeyine göre özel eğitim verilebilmekte, her öğrenciye ayrılan zaman artmakta ve eğitim öğretim maliyetleri düşmektedir. Öğretmenin rolü, ders tekrar eden değil, öğrencinin bilgi ihtiyaçlarına göre derse yön veren ders yöneticisi konumuna taşınmıştır.
Yenilenen parçacıklı sürü optimizasyonu ile PID parametrelerinin ayarlanması
Bu çalışmada, endüstriyel ortamda yaygın olarak tercih edilen PID (Oransal, İntegral, Türevsel) denetleyicinin optimizasyonu için PSO (Parçacık Sürüsü Optimizasyonu) yöntemi ele alınmıştır. PID denetleyici parametrelerinin kullanılan sistem üzerindeki etkisi fiziksel olarak ölçülebildiğinden, optimizasyon algoritmaları ile uygun parametrelerin bulunması üzerine birçok çalışma yapılmıştır. Geleneksel PSO ile yapılan çalışmalarda, optimizasyon için sadece en iyi parçacık çevresinde yoğunlaşılmıştır. Ancak, başta seçilen parçacıklar arasındaki en iyi parçacıktan ziyade, başka bir parçacığın daha iyi olma olasılığı üzerinde durulmamıştır. Bu çalışmada, geleneksel PSO yöntemi geliştirilerek her bir döngüde yeni bir parçacık çözüme katılmıştır. Böylece, başta belirlenen aday çözümlerin dışında da çözüm aranmıştır. Bu amaçla, her döngünün sonunda ortaya çıkan en kötü sonucu veren parçacık, yeni bir parçacıkla değiştirilmiştir. Buna ek olarak, PID denetleyicinin sistem çıkındaki fiziksel etkileri göz önünde bulundurularak, yeni aday seçimi için farklı stratejiler geliştirilmiştir. Geleneksel PSO ile geliştirilen PSO yöntemleri, bir elektromekanik sistem modeli üzerinde farklı sayılardaki parçacıklarla PID denetleyici optimizasyonunda test edilmiştir. Elde edilen sonuçlar ile geliştirilen yöntemlerin, daha az parçacıkla daha kısa sürede optimum çözümlere ulaşabileceği gösterilmiştir. Böylece, gerçek sistemlerde PID optimizasyonu için deneme maliyeti daha düşük bir PSO yöntemi önerilmiştir.
Yapay sinir ağı yöntemi kullanarak mikroşerit yama antenlerin rezonans frekansı ve yarı güçlü ışıma genişliğinin incelenmesi
Mikroşerit antenler, kolay üretilebilme, düşük maliyet ve küçük boyutlarda tasarlanabilme gibi birçok avantaja sahiptir. Bundan dolayı, kablosuz iletişimlerde, uydu ve radar sistemleri gibi birçok uygulamada tercih edilmektedir. Mikroşerit antenler kare, dikdörtgen ve dairesel gibi birçok farklı şekilde tasarlanabilmektedir. Bu çalışmada yapay sinir ağı (YSA) yöntemi kullanarak, mikroşerit yama antenlerin rezonans frekansı ve yarı güçlü ışıma genişliğinin incelenmesi amaçlanmıştır. Çalışmada H şekilli mikroşerit yama anten tasarımı, simülasyonu, YSA modellemesi ve üretimi yapılmıştır. Deterministik bir analiz yöntemi olan YSA, farklı birçok problemlere uygula-nabilmesi ve başarılı sonuçlar vermesinden dolayı tercih edilmiştir. Ayrıca, mikroşerit antenlerin tasarımı sırasında geçen zaman kaybını önlemesi, daha düşük maliyet ile işlemi gerçekleştirebilmesi, daha kısa süre içerisinde sonuç vererek üretime geçilebilmesi ve matematiksel işlemlere gerek duyulmaması gibi özelliklerinden dolayı yapay sinir ağı yöntemi bu çalışmada kullanılmıştır. Model geliştirilmesinde kullanılmak üzere 390 farklı parametreye sahip anten tasarımı yapılmış ve analizi gerçekleştirilmiştir. YSA modeli Levenberg Marquart ve Bayesian Regularization eğitim algoritmaları, tek ve çok katmanlı model tipleri ve farklı nöron sayıları kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Sonuçlar değerlendirilmiş, en uygun parametreye sahip model, anten tasarımı için tercih edilerek üretilmiştir. Sonuç olarak similasyon sonuçları, model sonuçları ve üretilmiş antenin ölçüm sonuçları karşılaştırılmıştır.
Metamalzeme emici tabanlı mikro dalga ve optik frekanslarda enerji hasadı benzetimleri ve uygulamaları
Bu tez çalışmasında, metamalzeme tabanlı mikrodalga frekansında ve optik frekansta çalışan sinyal emici yapıları tasarlanmıştır. Literatürde bulunan mikrodalga frekansında çalışan metamalzeme tabanlı sinyal emici yapılarından farklı olarak bu çalışmada tasarlanan mikrodalga sinyal emici yapıları özellikle WI-FI, WIMAX ve uydu haberleşmesi frekanslarında kullanım için tasarlanmıştır. Mikrodalga frekans bandında tasarlanan MTM tabanlı yapıların bazılarının sinyal emici özelliklerinin yanında enerji hasatlama özellikleri de araştırılmıştır. Bahsedilen bu yapılara dirençler yerleştirilerek sinyal emici tarafından hapsedilen EM enerji elektrik enerjisine çevrilmiştir. Ayrıca mikrodalga frekans bandında çalışan sinyal emici yapılarının üretimleri yapılarak KEYSIGHT marka PNA-L N5234A Network Analyzer ile deneysel ölçümleri yapılmış ve nümerik ve deneysel sonuçlar birbirleri ile karşılaştırılmıştır. Optik frekansında çalışan sinyal emici yapıları ise güneş pili uygulamalarına öncülük edebilecek niteliktedir. Çünkü bu yapılar görünür ışık bölgesinin yanında kızılötesi ve ultraviyole frekans bölgelerinde mükemmel emilim değerlerine sahiptirler. Mikrodalga ve optik frekanslarda çalışan sinyal emici yapılarının nümerik çalışmaları sonlu integrasyon tekniği (FIT) tabanlı benzetim programı kullanılarak gerçekleştirilmiştir.
Hidrojen yakıt hücreli araçlarda kontrol stratejisi geliştirilmesi
Hidrojen yakıt hücreli araçların gelişim sürecinin hızlanmasıyla, araçta depolanan enerjiyi en üst düzeye çıkarmak ve aracı yüksek verimlilikle kullanmak oldukça önemli hale gelmiştir. Bir hidrojen yakıt hücreli araçta bulunan yakıt hücresi, ani ve yüksek güç taleplerinde tek başına yeterli değildir. Bu sorunun çözümü için yakıt hücresiyle birlikte yüksek enerji yoğunluğuna sahip batarya ve yüksek güç yoğunluğuna sahip süperkapasitör teknolojileri, aracın ekstra güç ve enerji taleplerini karşılamak için kullanılır. Bu çalışmada birincil enerji kaynağı olarak bir proton değişim membranlı yakıt hücresi (PEMFC) ve enerji depolama teknolojisi olarak da bir lityum iyon batarya ile bir süperkapasitör kullanılmıştır. Bu teknolojiler, aracın çekiş motorunun ihtiyacı olan gücü uygun şekilde sağlamak için DC/DC güç dönüştürücüleri ile DC baraya bağlanmıştır. Böylece aracın sistem performansı, elektrik şebekesinden bağımsız olarak incelenmiştir. Burada uygun bir enerji yönetim sistemi ile iyi tasarlanmış bir kontrol stratejisi geliştirilmiş ve bu da hem verimliliği hem de araç dinamiklerini artırmıştır. Sonuçlar hidrojen yakıt tüketimi, enerji verimliliği ve kontrol sistemlerinin sürdürülebilirliği açısından analiz edilmiştir.
Metamalzeme ve rezonatör tabanlı yeni mikrodalga görüntüleme uygulamaları
Yapay elektromanyetik yapılara anten ve mikrodalga teknolojilerinde sıklıkla karşılaşmaktayız. Periyodik olarak tasarlanan bu yapılar sıradışı özelliklere sahip olabilmektedir ve en önde geleni aynı anda negatif elektrik geçirgenlik ve negatif manyetik geçirgenliğe sahip olan Metamalzeme (MTM) yapılarıdır. Bunlara ek olarak farklı elektromanyetik özellikler gösteren rezonatör yapıları da gelişen teknoloji ile beraber sıklıkla kullanılmaktadır. Bu tez çalışmasında yapay elektromanyetik yapılar kullanılarak mikrodalga frekans bandında görüntüleme gerçeklenmiştir. Önerilen yapılar en çok kullanılan mikrodalga frekans bantlarında çalışmakta olup sinyal emilimi ve anten parametrelerini iyileştiren yapılar da bu çalışmada sunulmuştur. İlk olarak geniş bantlı sinyal emilimi yapan MTM tabanlı periyodik yapı, sonlu integrasyon yöntemi (Finite Integration Technique-FIT) kullanan mikrodalga simülatöründe tasarlanmıştır ve analiz edilmiştir. Önerilen sinyal emici yapının enerji hasatı uygulaması da yapılmıştır ve deneysel olarak ta sonuçlar elde edilip karşılaştırılmıştır. Sonrasında sinyal emilimi ve enerji hasatı yapan MTM tabanlı birim hücrelere sahip, farklı frekans bölgelerinde çalışabilen üç farklı yapı mikrodalga görüntülenmesi amacıyla tasarlanmış ve deneysel olarak analiz edilip görüntüleme gerçeklenmiştir. Bunlara ek olarak elektromanyetik bant boşluğu (Electromagnetic Band Gap-EBG) yapısı anten parametrelerini geliştirmek amacıyla tasarlanmış ve deneysel olarak gerçeklenmiştir. Bir diğer çalışmada boşluk rezonatör yapısı ve EBG entegreli monopol anten yapısı önerilmiştir. Önerilen mantar şekilli EBG monopol anten entegreli boşluk rezonatör yapısı son çalışmada mikrodalga görüntüleme yapmak amacıyla kullanılmıştır. Tasarlanan farklı yapılar LPKF E33 devre üretim cihazı kullanılarak üretilmiş olup deneysel veriler KEYSIGHT marka PNA-L N5234A Network Analyzer yardımıyla elde edilmiştir. Önerilen yapıların sayısal ve deneysel sonuçları büyük bir uyum içerisindedir.
Aktif devre elemanları kullanarak filtre ve osilatör tasarımı
Günlük yaşamda kullandığımız cihazlar sayısal ve analog devre tasarımları olarak ayrılır. Sayısal devre tasarımların kullanımı her geçen gün artsa da analog devre tasarımlarına da ihtiyaç duyulmaktadır. Doğadaki uyaranlar analog sinyaller ile bağdaştırılabilir. Bu nedenle analog sinyal işleme devrelerine ihtiyaç duyulmaktadır. Analog sinyal işleme devrelerinin en önemli devre yapılarını filtre ve osilatör devreleri oluşturur. Bu tezde, Aktif devre elemanları kullanılarak yeni filtre ve osilatör tasarımları gerçekleştirilmiştir. Öncelikle Akım Modlu İşlemsel Yükselteç (Current Operational Amplifier, COA) kullanılarak birinci dereceden tüm geçiren filtre devresi sunulmuştur. Sunulan bu yeni devre topolojisi bir adet COA, iki adet direnç ve bir adet kondansatörden oluşmaktadır. Daha sonra son yıllarda yaygın olarak kullanılmakta olan Terslenmiş Akım Geri Beslemeli İşlemsel Yükselteç (Inverting Current Feedback Operational Amplifier, ICFOA) kullanılarak iki farklı topolojiye sahip üçüncü dereceden quadrature osilatör devreleri sunulmuştur. Sunulan üçüncü dereceden quadrature osilatör yapısı ICFOA kullanarak gerçekleştirilmiş ikinci dereceden alçak geçiren filtre ve integratörün kapalı çevrim olarak kaskat bağlanması ile oluşturulmuştur. Bu tezde ayrıca Akım Farkı Alan Tamponlu Kuvvetlendirici (Current Differencing Buffered Amplifier, CDBA) elemanını kullanarak farklı topolojilerde iki adet tüm geçiren filtre devresi ve bu filtre devrelerinin osilatör uygulaması gerçekleştirilmiştir. Bununla birlikte aynı topolojiler kullanılarak iki farklı ikinci dereceden filtre tasarımları sunulmuştur. Sunulan tüm devrelerin çalışabilirliği PSPICE programı kullanılarak test edilmiştir. Benzetim sonuçlarının teorik analizleri doğruladığı görülmüştür.
Otonom robotlarda nokta bulutu tabanlı çevre haritalama ve konum belirleme
Mühendislik teknolojisinin gelişmesiyle beraber insanların iş gücünü her alanda en aza indirgeyen robotların kullanımı yaygınlaşmıştır. Robotların daha çok tercih edildiği alanlar uzay bilimleri, biyomedikal, makine sanayi, telekomünikasyon ve iletişim şeklinde sıralanabilir. Haritalama alanında da robotların sıkça kullanılmasının başlıca nedeni erişimin zor ve tehlikeli olduğu bölgelerde ön keşif yapılarak can güvenliğini sağlamaktır. Haritalama robotları yarı otonom veya tam otonom olmak üzere iki farklı şekilde tasarlanabilmektedir. Bir robotun otonom özelliğe sahip olabilmesi, üzerine entegre edilen algılayıcılar ve kullanılan karar verme algoritmaları ile sağlanabilmektedir. Otonom robotların işlevlerini gerçekleştirebilmeleri için bulundukları ortamı bilmeleri ya da o anda keşfetmeleri gerekmektedir. Ortamın keşfi sırasında robotun eş zamanlı olarak kendi konumunu da belirleyebilmesi gerekmektedir. Literatürde bu konu daha çok Eş Zamanlı Konum Belirleme ve Haritalama (Simultaneous Localization and Mapping - SLAM) problemi olarak bilinmektedir. Bu tez kapsamında tam otonom bir haritalama robotu tasarlanmıştır. Mesafe algılayıcı olarak bir lidar mesafe algılayıcı olan Lidar Lite V3 tercih edilmiştir. Lidar algılayıcılar yüksek menzilli lazer mesafe algılayıcılardır. Lidar algılayıcıdan elde edilen uzaklık verilerindeki hatalar filtreleme algoritmaları ile giderilerek üç boyutlu ortam haritası çıkarılmıştır ve otonom robotun eş zamanlı olarak bulunduğu konumu belirlemesi sağlanmıştır
Π şekilli metamalzemeler kullanılarak doğal ve yüksek değerlikli bakışımsız ortam elde edilmesi
Bu çalışmada, simetrik olmayan iletim özelliğinden dolayı, bakışımsız metamalzemeler (MTM'ler) kullanılarak doğal bakışımsızlık olayı ve negatif kırılma indisi benzetimler ile tasarlanmış ve deneysel olarak incelenmiştir. Yapının polarizasyon dönüştürme özelliği incelenmiş ve tartışılmıştır. Önerilen çok işlevli tasarımlar çok basit geometrilerle (pi-şekilli), düşük kayıplara ve yüksek optik aktiviteye sahiptir. Ek olarak, bu yeni tasarımlar sayısal ve deneysel olarak kıyaslanmıştır. Önerilen modeller, literatürde simetrik olmayan iletim ve bakışımsız MTM çalışmaları ile karşılaştırıldığında birçok avantaja sahiptir. Bu avantajlar, çok basit geometrilere (pi-şekilli), büyük asimetrik iletime, doğal materyaller gibi küçük bir bakışımsızlığa ve ayrıca mekanik ayarlanabilme içinde arzu edildiği gibi çok yüksek bir bakışımsızlığa sahip olabilmesidir. Ayrıca, önerilen yapılar kullanılarak, yeni tip bakışımsız MTM'lerin üretilmesi ve savunma sistemlerinden değişen teknolojilere kadar pek çok farklı uygulamada kullanılmasım mümkün olacaktır.
PCB dikdörtgen yama anten ve monopol anten tabanlı çok amaçlı sıvı sensörü uygulamaları
Bu çalışmada, şarap içerisindeki etanol alkol oranını ve dezenfektan içerisindeki izopropil alkol oranını tespit etmek için çalışma frekansı f=2 GHz olan PCB (Printed Circuit Board - Baskı Devre) mikroşerit monopol anten ve çalışma frekansı f=4.656 GHz olan PCB (Printed Circuit Board - Baskı Devre) mikroşerit dikdörtgen yama anten tabanlı algılayıcı(sensör) tasarlanmıştır. Her iki sensör de geri dönüşüm kaybı değerleri üzerinden şarap içerisindeki etanol alkol oranını ve dezenfektan içerisindeki izopropil alkol oranını tespit edebilmiştir. Monopol anten ve yama anten tasarımı yapılırken, numunelerin etanol alkol oranı ve izopropil alkol oranı değişikliklerine karşılık gelen elektromanyetik geçirgenlik oranları göz önünde bulundurulmuş ve çalışma frekansı ile beraber anten boyutları optimize edilmiştir. İlgili frekans bandında etanol alkol oranına ve izopropil alkol oranına karşılık gelen geçirgenlik değerleri doğrusal bir değişim göstermekte ve algılayıcı tasarımını mümkün kılmaktadır. Monopol anten ile ölçümler yapılırken antenin kutup kısmının yalıtımlı bir şekilde numunelere daldırıldığı düşünülmüş ve test kurulumu bunun üzerine optimize edilmiştir. Yama antende ise anten boyutuna göre tanımlanmış dikdörtgen hazne yapısı içerisine karışımlar küçük miktarlarda dökülerek sonuçlar alınmıştır. Alınan sonuçlara göre rezonans frekansındaki değişimlerin numunelerin içeriğindeki etanol alkol ve izopropil alkol oranı ile ilişkilendirilebileceği bulunmuştur. Monopol ve yama anten için rezonans frekansında test edilen numunelerdeki etanol alkol miktarının ve izopropil alkol miktarının değişimi rezonans frekansındaki değişimle orantılı ve doğrusala çok yakın bir karakteristik özellik sergilemektedir. Algılayıcıların bu özelliği ile karışımların yüzdelerini belirlemeye imkân sağladığı görülmektedir. Çalışmada kullanılan numunelerin kayıp tanjant değerleri ve dielektrik sabitleri KEYSIGHT markalı PNA-L N5234A Network Analyzer ve dielektrik prob ile ölçülmüştür. Nümerik çalışmalarda sonlu integrasyon (FIT) tabanına sahip simülator programı kullanılmıştır. Her iki algılayıcıda düşük maliyete ve yüksek hassasiyete sahiptir. Küçük yapılı ve entegre edilebilir bir yapıya sahip olmaları da başka bir avantajdır.
Çevrimiçi analitik işleme sistemlerinde performans analizi ve bir öneri sistemi
Veri kayıtları için dijital ortamın kolaylığı ve güvenliği sebebi ile kullanım oranı her geçen gün daha da artmaktadır. Özellikle ticari kuruluşlarda ürünler, müşteriler, konum, satış zamanı gibi verilerin saklanması organizasyonların ileriye yönelik kararları için çok önemlidir. Ürün çeşitliliği ve müşteri bilgilerinin çeşitliliği verilerin işlenmesini güç hale getirmektedir. Bu yüzden bir organizasyonun büyük miktarlardaki verileri yönetebilmek, analiz edebilmek ve karar verme süreçlerinde hazır hale getirebilmek için bir sisteme ihtiyaç duyarlar. Bu durumda veri ambarları, hem analitik veritabanları ile hem de Çevrim-içi Analitik İşleme (OnLine Analytical Processing, OLAP) araçları ile organizasyonlara karar destek sürecinde büyük kolaylık sağlarlar. Bu yüzden veriye dayalı sistemlerde OLAP birçok firmanın kullandığı ve desteklediği bir karar mekanizmasıdır. Her gün daha da hızlı artan veri miktarı ve çeşitlilik analiz yapma konusunda OLAP sistemleri kullanımına daha çok ihtiyaç duyulmasına sebep olmuştur. Bu çalışma kapsamında OLAP sistemleri üzerinde iki farklı çalışma yapılmıştır: OLAP yaklaşımlarının performans analizi ve OLAP sistemlerinde bir öneri sistemi tasarımı. Farklı OLAP motorlarının performansı, sorgu süresi bakımından ve hangi durumlarda daha verimli olacakları hakkında örnek bir veri ambarı üzerinde analizleri yapılmıştır. Bu karşılaştırmalar sonucunda karışık hesaplamalarda en iyi performansı MOLAP, büyük miktardaki verileri işlemede özellikle büyük veride ROLAP öne çıkmıştır. İkinci çalışma birçok alanda farklı metotlar ile film, müzik, haber, kitap, arama sonuçları, e-ticaret gibi ögeler üzerindeki kullanıcıların önceden yapmış olduğu eylemleri üzerinden öneriler hazırlayan öneri sistemlerini OLAP üzerine uygulamak. Organizasyonların geçmiş verilerinden beslenen ve veri bilimi alanında yaygın kullanılan veri ambarı sistemlerinde kullanılacak öneri sistemlerine yönetici ve analistler tarafından ihtiyaç duyulmaktadır. Bu çalışma ile tasarlanan sistem ikili birliktelik, işbirlikçi filtreleme ve kategorik öge algoritmalarıyla kullanıcılara öneri listesi sunmaktadır. Sistem Microsoft tarafından herkesin kullanımına açık olarak sunulan AdventureWorksDW veri ambarı üzerinde test edilmiştir.
Demir Çelik Endüstrisi'nde IoT uygulamalarındaki sorunlar, çözümler ve kazanımlar
Küresel olarak internette bir ağ üzerinden sisteme, makinalara ve kullanıcılara ulaşmak için kullanılabilecek cihazların bağlanması, demir çelik endüstrisi için yeni bir konsepttir. Demir Çelik Endüstrisi (DÇE), entegre tesislerden oluşan ve kendini her an yenileyen ve yenilemek zorunda olan ağır sanayi fabrikalarından oluşmaktadır. Otomotiv sektöründen inşaata kadar birçok sektörün tedarikçisi olan DÇE, teknoloji ile içiçe olmak zorundadır. Günümüz teknolojisi, interneti daha fazla kullanmaya ihtiyaç duyan bir dönem içerisindedir. Nesnelerin İnterneti (IoT, Internet of Things) internet kullanımının geldiği son nokta olup, DÇE'de de yeni kazanımlar için de önemli rol oynayacaktır. Bu çalışmada IoT'nin DÇE'de uygulanışında karşılaşılan mesafe, siber güvenlik ve manyetik alan sorunu incelenerek bunlara karşılık gelen çözüm önerileri sunulmuştur. Ayrıca, sorunların yaşanmadığı bölgelerde yapılan IoT ile kütük kesim sistemi ve bu sistemin kazanımları ve kazanımlardan yola çıkarak üretime katkısı ortaya konulmuştur.
YCSB platformu ile yeni nesil bulut veri depolama sistemlerinin karşılaştırılması
NoSQL veritabanı sistemleri gün geçtikçe daha hızlı bir şekilde büyük veri uygulamaları için yaygın olarak kullanılan bir veri platformu haline gelmektedir. Farklı NoSQL çözümleri arasından en iyi seçimi yapabilmek için belirli parametreler ışığında düşük veya yüksek veri yüküne sahip iş yükleri kullanılarak, bu sistemlerin zayıf ve güçlü yönlerinin analiz edilmesi gerekmektedir. Bu tezin amacı, üç farklı NoSQL veritabanı sistemlerini Windows işletim sistemi üzerinde çalıştırıp, düşük iş yükü altındaki yeteneklerini test ederek, her bir veritabanı sisteminin düşük iş yükü altındaki zayıf yönlerini ve güçlü yönlerini analiz etmektir. Çalışmamızda, NoSQL veri tabanlarının performanslarını test etmek için Yahoo'nun tasarladığı bir platform olan Yahoo Bulut Hizmet Ölçümünün (YCSB) default değerlerle sunduğu 6 farklı iş yüklerini kullandık. Ayrıca çalışmamızda MongoDB ve Cassandra veritabanı sistemlerinin güncel versiyonlarını kullanarak büyük verinin depolanması ve yönetimin de yaygın olarak kullanılan bu iki NoSQL sistemin son geliştirmelerle beraber kazandıkları yeni yeteneklerin performans analizlerini ortaya koyduk. Böylelikle Literatür araştırmalarımızda karşılaştığımız bu konuyla alakalı benzer çalışmalardaki MongoDB ve Cassandra gibi sistemlerin eski versiyonlarında yapılan analiz ve test sonuçlarını, çalışmamızdaki yeni versiyonlar da yapılan test sonuçlarıyla karşılaştırma imkânını sağladık. Bununla beraber popülerliği Çizge (Graph) veri tabanları dünyasında günden güne artan ve bu alanda en çok bilinen ve kullanılan Neo4J'ye alternatif olma yolunda ilerleyen OrientDB'yi MongoDB ve Cassandra gibi NoSQL veritabanları sistemleri dünyasının amiral gemisi konumundaki 2 sistemle karşılaştırarak, bu yeni veritabanı sisteminin NoSQL dünyasına kattıklarını gözler önüne serdik. Elde edilen sonuçlara göre, MongoDB ve OrientDB'nin düşük yükler altında saniye de gerçekleştirdiği iş miktarında Cassandra ya göre çok iyi performans gösterdiği, gecikme sürelerinde ise OrientDB'nin MongoDB'nin de üzerinde bir performans sergilediğini gözlemledik. Cassandra ise windows işletim platformu üzerindeki performansının bu iki veritabanı sistemine nazaran verimsiz kaldığını gözlemledik.
Fraktal anten parametrelerinin metamalzemeler yardımıyla iyileştirilmesi
Metamalzemeler (MTM) doğada bulunmayan, yapay olarak istenilen amaca uygun bir şekilde tasarlanan ve üretilebilen malzemelerdir. Son yıllarda, gizleme (Shelby, Smith, & Schultz, 2001), süper lensler (Pendry, Schurig, & Smith, 2006), antenler (Fang, Lee, Sun, & Zhang, 2005), emici (Bakir, ve diğerleri, 2018;Akgol, ve diğerleri, 2017;Bakır, Karaaslan, Unal, Akgol, & Sabah, 2017)ve sensörler (Altintas, Aksoy, Unal, Karakasli, & Karaaslan, 2018;Akgol, Karaaslan, Unal, & Sabah, 2017) gibi farklı MTM uygulama alanları üzerine yapılan çalışmalar önemli ölçüde artmıştır. Anten boyutlarının küçültülmesi ve performansının iyileştirilmesi metamalzemelerin anten uygulamalarından bazılarıdır. Geleneksel antenlere göre daha avantajlı oldukları için anten olarak bu çalışmada Fraktal antenler tercih edilmiştir. Bu tez çalışmasında Sonlu İntegrasyon Tekniği temelli bir simülasyon programı kullanılmıştır. Simülasyon programı yardımıyla aralarındaki oran sabiti 0,65 olan dairesel şekillerden oluşan fraktal anten tasarlanmış ve boyutları optimize edilmiştir. Bu çalışmada eşkenar dörtgen ve eliptik olmak üzere 2 farklı MTM yapısı tasarlanmıştır. Birinci tasarımda, eşkenar dörtgen yamadan oluşan birim hücreler 2x4 dizi şeklinde FR4 üzerine yerleştirilmiştir. Her yapının toplam boyutu 38x38 mm'dir. İkinci tasarımda eşkenar dörtgen yama yerine hücre boyutları aynı olan eliptik şekiller yerleştirilmiştir. İki MTM yapısının simülasyon sonucunda elde edilen (yansıma) S11 ve (iletim) S21 parametre değerleri kullanılarak yapının etkin dielektrik sabiti(ε), etkin manyetik geçirgenliği(μ) ve kırılma indisi (n) değerleri hesaplanmış ve çalışma frekansında bu değerlerin negatif olduğu görülmüştür. 2x4 birim hücreden oluşan farklı sayıda MTM yapı anten üzerine 90 derece açıyla yerleştirilmiş ve bu yapıların antenin S11 değeri, yönlülüğü ve kazancı üzerine etkileri araştırılmıştır. Fraktal antenin 2 ve 3 boyutlu ışıma eğrileri de ayrıca incelenmiştir. Anten ve MTM yapılarının üretimi laboratuvarda yapılmış ve ölçümler PNA L N5234A Network Analizör kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Sonuç olarak, nümerik ve deneysel sonuçlar birbirleri ile literatür sonuçları dikkate alınarak karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlar simülasyon sonuçlarının ve deneysel sonuçların birbiri ile uyum içerisinde olduğunu göstermektedir. Ayrıca, MTM yapılarının antenin yönlülüğünü, kazancını, verimini, bant genişliğini arttırdığı, S11 değerini ve ışıma açı genişliğini azalttığı gözlemlenmiştir.
Programlanabilir metayüzeyler ve monopol anten uygulamaları
Metamalzemeler, dielektrik sabiti (ε) ve manyetik geçirgenliği (µ) negatif olan malzemelerdir. Bu yapılar doğada bulunmazlar ve laboratuvar ortamında yapay olarak elde edilirler [1]. Literatürde, medikal [2], görüntü işleme [3], görünmezlik pelerini [4] ve anten [5] gibi birçok metamalzeme çalışmaları bulunmaktadır [6]. Bu çalışmada, monopol antenin ışıma yönünü kontrol edebilmek için metayüzeyler kullanılmıştır. Metayüzey yapıda bazı birim hücreler metal plaka ile temas ettirilerek antenin ışıma yönünü kontrol etmek, antenin kazancını ve yönlülüğünü artırma hedeflenmiştir. Tasarımlar ve simülasyonlar mikrodalga simülatör programı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. T model ve dairesel olmak üzere iki farklı mantar yapı metayüzeyler tasarlanmıştır. Ayrıca, dairesel model metayüzey için yapay sinir ağları yazılımı geliştirilmiştir. Tasarlanan metayüzeylerin her ikisinde de farklı birim hücrelerin metal plaka ile temas ettirildiği birçok yapının sonuçlarını değerlendirmek adına toplamda 150'den fazla analiz yapılmıştır. Bu tasarımların S11 parametreleri, iki boyutlu ve üç boyutlu radyasyon yayılımları incelenmiştir. Üretim ve ölçümler laboratuvar ortamında yapılmıştır. Son olarak dairesel model metayüzey çalışması için yapay sinir ağları yazılımı oluşturulmuştur. Yapay sinir ağlarını kullanarak yazılımın ağı eğitip daha önce yapılan dairesel metayüzeyin simülasyonlardan elde edilen sonuçların aynısını bilgisayar ortamında insan yardımı olmadan otomatik bir şekilde elde edebilmesi hedeflenmiştir.
Mikrodalga rezonatör tabanlı sensor kullanarak bitkisel yağların dielektrik katsayılarının ısı değişimine ve kullanım sıklığına göre karakterizasyonu
Yağ günlük hayatımızda önemli bir yer eden akışkanlardan birisidir. Yağların, akışkanlık, baz sayısı, kırılma indisi, asit sayıları, yoğunluk, içerdiği su miktarı vb. gibi parametrelerini ölçmek için karmaşık laboratuar ekipmanları gerekmektedir. Bahsi geçen bu karmaşık laboratuar ekipmanları kullanılmadan dielektrik sabitinin reel ve sanal kısımları doğrudan ölçülebilmektedir. Ayrıca, mikrodalga ölçümleriyle de yağlar karakterize edilebilmektedirler ve bunun yanında mikrodalga ölçümleri kolaylığı ve net sonuçlar sunmasıyla yağ kalitesi belirlenmesinde tercih edilmektedir. Mikrodalga ölçümlerinde yansıma ve iletim parametreleri elde edilmekte, bu parametreler kullanılarak dielektrik sabitinin reel ve sanal kısımları hesaplanabilmektedir. Dielektrik sabitinin sanal ve reel kısımlarının oranı ise kayıp tanjantı tanδ olarak bilinmektedir. Kızartma yağı olarak kullanılan ayçiçeği yağının dielektrik sabiti kullanım süresi, kullanım sayısı, sıcaklığı ve içerisinde kızartılan malzemenin özelliğine göre değişim göstermektedir. Bu değişimin sebebi kızartılan maddenin içerdiği su ve diğer parçacıklar gibi kirletici maddelerin varlığı veya yağın kimyasındaki değişikliklerdir. Bu çalışmada, kızartma yağı olarak ayçiçek yağı kullanım miktarını belirlemek için iki farklı sensör yapısı önerilmiştir. İlk olarak, ısının yağın dielektrik parametresi üzerindeki etkilerini görmek için patates örnekleri kullanmadan saf ayçiçeği yağı 16 kez ısıtıldı ve her ısıtma işleminden sonra yeterli miktarda yağ örneği alındı. Sonra, saf ayçiçeği yağı aynı miktarda patates numuneleriyle 16 kez kızartıldı ve benzer şekilde her kızartma işleminden sonra dielektrik ölçümleri için yeterli miktarda yağ numunesi alındı. Daha sonra, ayçiçeği yağı numunelerinin dielektrik sabitinin reel ve sanal kısımları mikrodalga laboratuvarında ağ analizörü tarafından ölçülmüştür. Ayçiçeği yağı karakterizasyonunun bir sonucu olarak, dielektrik sabiti 4-8 GHz bandında, 2,9 dan 3,3'e kadar kullanım sayısına bağlı olarak doğrusal bir artış göstermiştir. Dielektrik sabitindeki bu değişime, kızartma işlemi sırasında patates numunelerinden yağa karışan su ve diğer partiküller neden olmaktadır. Ayrıca, ölçülen dielektrik sabit değerleri yağ kullanım ömrünü belirlemek üzere sensör yapılarını tasarlamak için sonlu entegrasyon tekniğine dayalı mikrodalga simülatörüne eklenmiştir. Bu çalışmada iki farklı iletim hattı sensörü tasarlanmış ve sunulmuştur. İlk iletim hattı sensörünün iki avantajı vardır; geri yansıma-S11 üzerinde yaklaşık 5,45GHz'de rezonans kayması ve iletim-S21'de 4,5GHz, 5,3GHz ve 7,5GHz değerlerinde rezonans kaymaları oluşmuştur. İkinci iletim hattı sensörü, S21'de yaklaşık 5,4 GHz'de rezonans kaymalarına sahiptir. Son olarak, tasarlanmış sensör yapıları üretilmiştir ve vektör ağ analizörü kullanılarak deneysel ölçümler yapılmıştır. Deneysel sonuçlara göre, tasarlanmış iki sensör yapısının kızartma yağı numunesinin parametrelerini belirlemek amacıyla kullanılabileceği görülmüştür.
Gerçek zamanlı görüntü işleme ile sınıf ortamındaki öğrencilerin tanınması ve dikkat dağınıklıklarının tespiti
Tezin amacı, bir sınıf ortamında bulunan öğrencilerin kamera ile gerçek zamanlı olarak izlenmesi, kafalarının tespit ve takip edilmesi, yüz tanıma ile kim olduklarının tahmin edilmesi ve kafa yönlerinden hareketle dikkat dağınıklığı oranlarının tespitidir. Bu amaçla OpenCV ve Dlib görüntü işleme ve makine öğrenmesi kütüphaneleri kullanılarak C++ yazılım dili ile gerçek zamanlı çalışan bir uygulama geliştirilmiştir. Uygulamanın yüz tanıma bölümünde dikkat dağınıklıkları incelenecek her bir öğrenci için yüz tanıma eğitim kümesi oluşturulabilmektedir. Kamera karşısındaki öğrenci değişik kafa pozisyonları ve mimikler yaparken uygulama her 5 saniyede bir öğrencinin yüzünün fotoğraflarını çekip kaydetmektedir. Yüz fotoğraflarını içeren bu eğitim kümesi kullanılarak Yerel İkili Örüntüler yöntemi ile yüz tanıma modeli oluşturulmaktadır. Kafa yönünün ve dikkat dağınıklığının tespiti bölümünde ise her bir öğrenci için Perspective-n-Point problemi çözülerek öğrencilerin kafalarının x, y ve z eksenlerindeki dönme açıları (pitch, yaw ve roll) bulunmaktadır. Öğretmenle aynı doğrultuda bulunan bir kameraya doğru bakmakta oldukları varsayılan öğrencilerin kameraya doğru baktıklarında dikkatli oldukları kabul edilerek dikkat dağınıklıkları anlık olarak belirlenmektedir. Yüz tanıma ve kafa yönü açılarının başarıları UPNA Head Pose Database ile test edilmiş, gerçekleştirilen testler sonrasında yüz tanımada en başarılı sonucu veren Yerel İkili Örüntüler yöntemi tercih edilmiştir. Görüntü işlemeye dayalı kafa yönü açılarını bulma yöntemi ise sensörlerle ölçülen açılara yakın sonuçlar vermiştir. Dikkat dağınıklığı tespitinin başarısını ölçebilmek için yine UPNA Head Pose Database kullanılmıştır. Bu veritabanındaki videolardan çıkarılan rastgele 1000 fotoğraftan her biri 5 farklı kişi tarafından "Dikkatli" veya"Dikkatsiz" olarak işaretlenmiş, işaretlenen bu veri kümesinin yarısı eğitim yarısı da test kümesi olarak belirlenmiştir. Dikkat dağınıklığı sınıflandırıcıları etiketlenmiş veri kümesiyle eğitilmiştir. Sınıflandırıcı olarak Rastgele Orman, Karar Ağacı, DVM ve En Yakın Komşu makine öğrenmesi algoritmalarıyla denemeler yapılmıştır. En yüksek oran %72.4 doğrulukla DVM ile elde edilmiştir.
Dc motor için haar dalgacık sıralama yöntemi kullanılarak çıkış fonksiyonu elde edilmesi ve pıd ile hız kontrolü
Bu çalışmada, DC motorun hız kontrolünü yapabilmek için PID kontrolcü tasarlanmıştır. Modeli belli olan bir DC motorun hız kontrolünü yapabilmek için, çıkış fonksiyonunun dθ/dt hesaplanması gerekmektedir. Bu çalışmada çıkış fonksiyonunu yaklaşık olarak hesaplayabilmek için Haar dalgacık sıralama yöntemi kullanılmıştır. DC motorun çıkış fonksiyonunun hesaplanmasının ardından, motorun hız kontrolünü yapabilmek için PID kontrol yöntemi kullanılmıştır. Tasarlanan kontrolcünün etkinliğini kanıtlamak için deneysel sonuçlar kullanılmıştır. Aynı zamanda, Haar dalgacık sıralama yönteminin geçerliliğini ve etkinliğini gösterebilmek için, farklı iterasyon değerleri için sistemin yaklaşık çözümleri sunulmaktadır.
Elektrikli ark ocakları ve sürekli döküm tesislerindeyapay sinir ağları uygulamaları
Endüstriyel tesislerde gerçekleştirilen üretim veya hizmetlerin, klasik mantıksal algoritmaların kullanıldığı otomasyon sistemleri ile kontrol edilmesi esnasında, karşımıza çeşitli karmaşık hesaplamalar ve problemler çıkabilmektedir. Karşılaşılan bu problemlerin çözülmesi için sistemin modellenmesi önemlidir. Bu çalışma ile demir çelik sektörü içerisinde önemli yer tutan elektrikli ark ocaklı hurda ergitme tesisi ve çelikhanede ergitilmiş sıvı çeliğin, SLAB yarı mamulüne dönüştürüldüğü sürekli döküm makinelerinde bulunan fonksiyonel ekipmanlarda daha kararlı şartların sağlanması ve yaşanan kronik problemlere daha etkin çözüm üretilebilmesi adına farklı mimarilerdeki Yapay Sinir Ağlarının fabrikadan alınan veri setleri ile eğitilmesi ve sonuçlarının karşılaştırılarak Yapay Sinir Ağlarının veri modellemesi ve tahmin özellikleri üzerinde durulmuştur. Yapay Sinir Ağlarının, elektrikli ark ocakları elektrot kontrol modellemesinde %95 üzeri ve SLAB sürekli döküm makinası kalıp kanama tahmininde %98 üzeri başarı sağlanmıştır. Yapay sinir ağı tabanlı kontrol yazılımı, sürekli kalibrasyon ve parametre değişikliği gerektiren klasik mantıksal yazılıma göre kullanıcı açısından daha ergonomik kullanıma sahiptir. Klasik mantıksal yazılımın algılayamadığı kalıp kanama örneklerine Yapay Sinir Ağı tabanlı yazılım başarılı tahminlerde bulunabilmiştir.
Videolara saklanmış 25. kare etkisinin EEG sinyalleri yardımı ile tespit edilmesi
Hayatımızın her yerinde karşımıza çıkan videolar, bir dizi resim dosyasının ardışık olarak dizilmesi sonucu ortaya çıkan görüntü kümesidir. Videonun her 1 saniyesinde görüntülenen resim sayısı Frame Per Second (Fps) olarak adlandırılır. 24 tane resim karesinin arka arkaya gelmesi ile videonun bir saniyesi oluşurken, bu karelerin içine gizlenen ve 25. kare efekti olarak adlandırılan resimler, videonun içinde insan gözü tarafından zor görülmektedir. Bu tezin amacı, beynin, insanların bilinçaltını etkilediği düşünülen videolardaki gizli resimleri (25. kare) algılayıp algılamayacağını belirlemektir. Bu amaçla, katılımcılara izletilmek amacıyla saf ve içerilerinde 25. kare efekti bulunan, hayvan, bitki ve doğa temalı 6 farklı video hazırlanmıştır. Bu videolar 50 adet katılımcıya izletilmiştir. Videolar izletilirken katılımcıların kafa derisi üzerine non-invaziv bir şekilde, ikisi referans olmak üzere 16 kanallı Elektroansefalogram (EEG) sinyallerini kaydeden, kablosuz başlık Emotiv EPOC+ cihazı kullanılmıştır. Kaydı alınan EEG sinyalleri, Hızlı Fourier Dönüşümü (HFD) ve Hilbert Huang Dönüşümü (HHD) olmak üzere 2 farklı filtreleme yöntemi ile işlenmiştir. Elde edilen verilere istatiksel öznitelik çıkarma algoritmaları(maksimum ve minimum değerlerin farkı, ortalama, medyan, standart sapma, güç, varyans, enerji, basıklık, çarpıklık, çeyrekler arası aralık) uygulanmıştır. Videoların saf hallerini izlerken oluşan sinyaller ile gizli resim eklenmiş videoları izlerken oluşan sinyalleri kıyaslamak için, K sınıflandırma yöntemlerinden biri en yakın komşu (KNN) sınıflandırıcısı ve doğrusal bir sınıflandırıcı olan Naive Bayes (NB) sınıflandırıcısı kullanılmıştır. K-parçalı çapraz doğrulama yöntemi uygulanarak eğitim sağlanmıştır. Sınıflandırma işlemi EEG sinyallerinin ham, HFD uygulanmış ve HHD uygulanmış halleri olmak üzere 3 farklı yöntem ile yapılmıştır. Elde edilen başarım oranları oldukça yüksektir.
Güncel makine öğrenmesi teknikleri ile iris görüntülerinden cinsiyet analizi
Son zamanlarda artan nüfus miktarından dolayı, veri tabanında arama yaparken aranılan kişinin cinsiyetinin belirlenmesi veri tabanındaki veri sayısının yarıya indirilmesi demektir bu da bize zaman açısından büyük bir kolaylık sağlayacaktır. Bunun yanısıra cinsiyet tespit sistemi cinsiyet tabanlı erişim kontrol gerektiren güvenlik uygulamalarında, sadece belirli bir cinsiyet grubuna hitap edecek olan pazarlama stratejilerinin oluşturulmasında kullanılabilir. Bunlara bakıldığında cinsiyet tespit sisteminin oldukça geniş uygulama alanına sahip olduğu görülmektedir. Kişi tanımlama sistemlerinde parmak izi, yüz, ses, imza atımı gibi birçok biyometrik özellik kullanılmaktadır. Ancak irisin eşsiz yapısından dolayı diğer biyometrik özelliklere göre daha güvenilir bir sistem olduğu düşünülmektedir. Bu nedenle bu çalışmada iris yapısı kullanılarak cinsiyet tahmini yapılmaya çalışılmıştır. 750 kadın ve 750 erkek olmak üzere her kişinin sağ ve sol iris görüntüleri kullanılarak toplamda 3000 görüntü üzerinde uygulama gerçekleştirilmiştir. İris görüntülerine öznitelik çıkarma yöntemi olarak doku analiz yöntemleri, gemoterik features çıkartma, gabor filtresi, dalgacık dönüşüm, fourier dönüşümü uygulanmıştır. Ayrıca irisin genel, bölgesel ve hücresel doku analizi yöntemi hem iris görüntüsüne hemde Daugman dönüşümü uygulanarak öznitelik çıkarılmıştır. Çıkarılan bu özniteliklere birimsel boyut farkını gidermek için max normalizasyonu ve non-linear dönüşümü uygulanmıştır. Her bir öznitelik çıkartma yöntemiyle öznitelik kümleri oluturulmuş ve sınıflandırma başarım değerleri karşılaştırılşmıştır. İçlerinde en iyi öznitelik kümesi bulunamadığı açıktır. Bu sebeple karşılaştırma sonrasında öznitelik seçi,m algoritmaları uygulanmıştır. Bireysel en iyi seçim, ileri seçim ve n-al r-bırak seçim algoritmaları kullanılarak öznitelik seçimi yapılmıştır. Seçim algoritma sonuçları birbirleriyle karşılaştırılmıştır. Sonuç olarak, %91 başarım oranı ile en iyi öznitelik alt kümesi non-liner dönüşüm yapılmış özniteliklerden elde edilmiştir.
Kara araçları için bulut bilişim ile kara kutu uygulaması
Bu çalışmada özellikle kara araçları için bir kara kutu uygulaması hedeflenmiştir. Gün geçtikçe trafiğe daha çok araç çıkmaktadır. Dolayısıyla daha çok araç daha çok kazaya sebep olmaktadır. Kazalardan sonra kaza hakkında güvenli bilgi edinmek zor olmaktadır. Yapılan bu çalışmayla kaza hakkında toplanacak detaylı bilgiler ile olay ayrıntılı şekilde analiz edilebilecek ve maddi manevi kayıplar en aza indirilebilecektir. Kaza öncesine ait iç ve dış kameralardan alınan video görüntülerinin yanında, araca ve sürücüye ait parametrelerde Bulut'ta kayıt altına alınabilmektedir. Kaza anında ilk yardım için gerekli kurumlara kaza konumu ve araç plakası bildirilmekte dolayısıyla en hızlı şekilde ilk yardım imkânı sağlanabilmektedir. Aynı zamanda araçlar belirledikleri yarıçap mesafesine bağlı olarak birbirlerinin kapsama alanında ise birbirlerine görme ve haberleşme imkânı da sunulmaktadır. Gideceği istikamette kaza meydana gelmişse sürücünün o rota dışındaki en kısa alternatif rotalar GA tabanlı yazılım ile sürücüye görsel olarak listelenir. Sürücü listedeki istediği en kısa yolu çizdirerek kaza mahalline uğramadan yoluna devam edebilir. Sonuç olarak; kaza bilgileri Bulut'ta saklanabilecektir. Sisteme kayıtlı olan araçlar birbiri ile haberleşebilecektir. Yol durumuna göre yeni yol alternatifleri verilecektir. Bu sistemin takıldığı araçlar mobil MOBESE gibi hizmet verebilecektir. Sigorta şirketleri ve emniyet müdürlüğünün hazırladığı raporlarının veri güvenilirliği artacaktır. Karayolları müdürlüğü, yol durumu bilgilerini, ülke genelinde tüm araçlarla paylaşabilecektir. Yeni yol önerileri ile trafik sıkışıklığı azalacaktır. Can ve mal kayıpları azalacak, zamanında, etkin müdahale mümkün olacaktır.
Mikroşerit antenin parametrelerini MTM yapılar ile iyileştirme ve parametre değerlerinin yapay sinir ağı ile tahmin edilmesi
Mühendislik çalışmalarında elektromanyetik alanına konu olmuş metamalzemelere (MTM) olan ilgi artarak devam etmektedir. MTM en genel tanımıyla elektromanyetik özellikleri açısından doğada bulunmayan malzemelerdir. Bu malzemeler bilinen malzemelerin bir araya getirilmesi sonucu fiziksel olarak oluşturulabilen ve laboratuvarlarda yapay olarak üretilebilen malzemelerdir. Yama, horn, monopol, mikroşerit ve yagi anten gibi birçok anten çeşidi vardır. Bu tez çalışmasında mikroşerit antenin tasarımı yapılmıştır ve bu antenin bazı parametreleri MTM özellikteki yapılar ile iyileştirilmek istenmiştir. Bu parametreler antenin kazancı ve yönlülüğüdür. Ayrıca elde edilen veriler yapay sinir ağlarına eğitilerek gerçek değerler tahmin edilmiştir. MTM yapıların anten ile etkileşimi sonucu elde edilen veri değerleri yapay sinir ağları (YSA) tekniği için kullanılarak eğitilmiştir. YSA tekniğini kullanmaktaki amaç YSA ile en iyi tahmin edilen MTM yapısının tespitini yapabilmektir. Tez çalışmamızda ilk önce CST MWS simülasyon programında 40 tane rastgele MTM yapısı tasarlanmış ve sonra analizleri yapılmıştır. Bu yapıların her biri 6x6 birim kare yamalardan oluşmaktadır. Yapıların dielektrik katsayısını (ɛ), manyetik geçirgenlikleri (µ) ve kırılma indislerini (n) bulmak için CST MWS simülasyon programında S11 ve S21 parametre verileri elde edilmiştir. Tez çalışmasının özgün yanı, rastgele ve simetrik olan MTM yapıların anten kazancına ve yönlülüğüne etkisini incelemek ve bu parametre değerlerinin YSA tekniği ile tahmininin yapılmasıdır. MTM yapıların anten ile etkileşimi sonrasında anten kazancı ve yönlülüğü iyileştirilmeye çalışılmıştır. Bulunan değerler YSA ile tahmin edilmiştir ve en iyi tahmin edilen yapı belirlenmiştir. İkinci çalışmada, C şeklinde MTM özellik gösteren SRR yapısı tasarlanmıştır. C şekilli SRR yapısının ebatları değiştirilerek antenin rezonans frekansı ve S11 değeri incelenmiştir. YSA tekniği için antenin yeni rezonans frekansı ve S11 değerlerinden veri seti hazırlanmıştır. Bu değerler YSA uygulamasında eğitim işlemi yapılmış ve değerler tahmin edilmiştir. Son olarak laboratuvarda önerilen anten ve MTM yapısının üretimi yapılmıştır. Yapıların üretiminden sonra ölçümleri gerçekleştirilmiş ve simülasyon sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Bu şekilde gerekli incelemeler yapılmıştır ve amaçlanan çalışmanın sonucuna ulaşılmıştır.
Bulut tabanlı çoklu akıllı kuvöz izleme sistemi tasarımı
Hastalarda meydana gelen anlık hayati fonksiyon değişimleri, o hastaya ait bazı hastalıkların teşhisini kolaylaştıracağı gibi acil durumlar için etkin müdahale imkânı vermektedir. Hasta takip sistemleri (HTS), bireylerin tedavi ve hastalıklarının değerlendirme süreçlerini kontrol altında tutmak ve hayati fonksiyonlarında meydana gelen süreli ve sürekli değişimler hakkında analiz yapabilmek için kullanılan bir yöntemdir. HTS, yetişkinler için giyilebilir teknolojiler olarak sunulurken; pediatri düzeyinde yeni doğan bebekler için kuvöz sistemlerine bütünleşmiş modüller halinde kullanıma sunulmaktadır. Bu tez çalışmasının amacı klasik kullanımdaki kuvözlere entegre edilebilme özelliğine sahip, çeşitli sensörlerle yeni doğan bebeğin durumunun kontrolünü ve izlenmesini sağlayan pediatrik hasta izleme sistemi oluşturmaktır. Isı, nem, hava kalitesi gibi değerleri anlık olarak sunucuya kaydeden ve doktor, hemşire gibi tıbbi personeller için anlık görüntüleme imkânı sağlayan LattePanda tabanlı bir sistem olarak tasarlanmıştır. Tasarlanan fiber kuvöz sayesinde ağırlığı hafif olan taşınabilir bir sistem kurulmuştur. Sensörler sayesinde bebeğin uyanık ve uykuda olma durumu kontrol edebilen, RFID ile hasta bazlı güvenli tanımlama ve rahatsızlık kaydı yapılabilen bir sistem oluşturulmuştur. Bebeklerin kuvöz içerisi kamera görüntüleri anlık olarak yayınlanarak ebeveyn ve sağlık personelinin erişimine açılmıştır. Kuvöz içerisi sıcaklık ve nem değerleri uzaktan yönetilebilir şekilde ayarlanmıştır. Bu hayati fonksiyon değerlerinde belirlenen aralıkların dışına çıkılması durumunda hasta izleme sistemine sesli ve görsel uyarı verilmesi sağlanmıştır. LattePanda tabanlı gömülü sistem tasarlanan fiber kuvöze eklenerek çalışır hale getirilmiştir. Sistem aynı zamanda klasik kuvöz modellerine de bütünleşmiş hale getirilebilecek ergonomide tasarlanmıştır. Tasarlanan akıllı kuvözü piyasadakilerden ön plana çıkaran en önemli özelliği, yeterli sağlık personeli bulunmayan sağlık kuruluşlarında çok sayıda kuvözün tek bir merkezden izlenmesini sağlayan bir sistem olmasıdır. Bu özellik anlık ve acil müdahaleler için tıbbi personele büyük avantajlar sağlayacaktır.
İletim hatları ve metamalzemeler kullanılarak legal–illegal benzin ve mazot ayrıştırılması
Günümüzde sensör uygulamaları birçok alanda çeşitlilik göstermektedir. Özellikle son yıllarda birçok yeni sensör uygulamaları ortaya konulmaktadır. Bu yeni sensör uygulama tekniklerinden biri de iletim hattı tabanlı metamalzeme sensör yapılarıdır. Metamalzeme yapılarının en önemli özelliği ise aynı anda negatif kırılma indisi, dielektrik sabiti ve manyetik geçirgenlik değerine sahip olmasıdır. Bu tez çalışmasında iletim hattı metamalzeme yapısına uygun mikrodalga sensör tasarımı gerçekleştirilmiştir. Tasarlanan yapı mazot ve benzinde var olan hileleri tespit etmek amacıyla tasarımlanmıştır. Öncelikle elde edilen numunelerin dielektrik sabiti değerleri labaratuvar ortamında prob kit yardımıyla ölçülmüştür. Ölçülen bu değerlere uygun en iyi hassaslıkta sensör yapısı tasarlanıp her bir numune için ayrı ayrı S_12(iletim) parametreleri değerlendirilmiştir. Uygun hassaslıkta sensör yapısı ortaya konulduktan sonra labaratuvar ortamında sensör üretimi LPKF E33 cihazı ile gerçekleştirilmiştir. Son olarakta Network Analyzer cihazı ile deneysel ölçümler yapılmıştır.