Akıllı binalar için özgün kablosuz sensör ağları tasarımı ile gerçek zamanlı enerji izleme ve kontrolü

Çalışma akıllı ev sistemleri için bir uygulama örneği olarak görülmelidir. Son yıllarda bu alanda pekçok akademik çalışma sunulmuştur. Bunun yanı sıra konu özel sektörde de oldukça geniş bir uygulama alanı bulmuştur. Pekçok firma akıllı evler için özel cihazlar ve ekipmanlar imal etmeye başlamıştır. Akademik alandaki çalışmalar ise enerji tüketimini düşürmek, çevreci bir ev modeli ortaya koyabilmek, enerjinin izlenmesi ve kontrolü konularında kablosuz teknikler sunabilmek, sensörler ve sensör senaryolarına bağlı bireylerin konforunu sağlamak, akıllı evlerde güvenlik önlemleri gibi farklı alt konularda yoğunlaşmıştır. Enerji alanındaki çalışmalar genelde yenilebilir enerji sistemlerinin şebekeye entegrasyonu alanında yoğunlaşmıştır. Özellikle günümüzde yaygınca kullanılan güneş panellerinin özgün devrelerle evlerimizde kullanılması, enerjinin depolanması oldukça popüler bir çalışma konusudur. Tez bu alanda bir uygulama örneği sunarak 2 tane güneş paneli ve özgün güç elektroniği devre tasarımlarıyla enerjinin akülerde depolanması, güneş enerjisinin ev de kullanılması ve akünün durumuna bağlı olarak oluşturulan akılcı senaryolarla bireylerin güneşsiz havalarda enerji kesilmesi yaşamadan enerji kullanılmaya devam edebilmesine olanak sağlayacak devre dizaynları gerçekleştirilmiş, uygulanmış ve sonuçları tartışılmıştır. Kablosuz haberleşme ve sensör ağları alanında yapılan çalışmalar ile kablosuz olarak evlerdeki menzile uygunluk, kablosuz haberleşme protokolünün enerji tüketimi, kullanım kolaylığı, protokolün güvenilirliği ve güvenlik standartı, yatırım maliyetleri ve bu maliyetlere karşılık gelen geri ödeme süreleri gibi pekçok kriter karşılaştırılarak bu kablosuz haberleşme protokollerinin akıllı evlerde kullanılabilirliği ve uygulanabilirliği tartışılmaya çalışılmaktadır. Bu açıdan tez ile Zigbee, radyo frekansı ve kızıl ötesi kablosuz haberleşme teknikleri farklı olarak uygulanmış ve sonuçları analiz edilerek tezin sonuç bölümünde yorumlanmıştır. Böylece farklı kablosuz haberleşme protokollerinden akıllı ev için uygulanabilir olanlar ile bu protokollerin birbirlerine göre üstünlük, avantaj ve dezavantajları açıkça belirlenmiştir. İnsan hayatını kolaylaştırmaya yönelik çalışmalar ve akılcı yaklaşımlar alanında yapılan çalışmalar sensör verilerini otomatik olarak yorumlayarak insan faktörüne yer vermeden en olası çözümleri tespit ederek bu olası durum ve senaryolara göre yüklerin ve enerji giriş/çıkış birimlerinin en uygun konuma geçmesini sağlamak üzerine yoğunlaşmıştır. Bu açıdan tez ile aydınlık sensörü verilerine bağlı olarak aydınlatma otomasyonu, nem ve sıcaklık sensörü verilerine bağlı olarak fan kontrolü (gerçek evlerde klima olarak kullanılması düşünülmüştür), hareket sensörüne bağlı olarak bahçe aydınlatması, zaman bilgisine göre ışıkların otomatik olarak devreye girmesi ve çıkması, akü doluluk bilgisine göre AC şebekenin doğrudan sisteme girmesi veya güneş enerjisi üzerinden evin otomatik beslenebilmesi durumları, kapı kontağının durumuna göre otomatik fanların ayarlabilmesi, bulanık mantık ile klima kontrolü gerçekleştirilmesi gibi bir dizi senaryo gerçekleştirilerek insan hayatı kolaylaştırılmaya çalışılmış ve akılcı çözümler ortaya konulması hedeflenmiştir. Tez bu açıdan akıllı evlerle ilgili yapılan pekçok alt araştırma konusunun birleştirilmesi ile ortaya konulan bir çalışma olarak görülmelidir. Literatürde yapılan çalışmalar analiz edilerek bu alt çalışma alanları incelenmiş, uygulanmasına karar verilen yaklaşımlar uygulanarak denenmiş, elde edilen bulgu ve sonuçlar yorumlanarak tezin sonuç bölümünde tartışılmıştır.