Bölge tanımlı kapalı alanlar için düşük güçlü bluetooth konumlama sistemi

Konum bilgisi, günlük hayatta ve endüstriyel sistemlerde sıkça gerek duyulan, kıymetli bir bilgidir. Dünya üzerindeki konumu belirleyebilmek için yıldız haritaları ve deniz fenerleri yüzyıllar boyu kullanılmış, daha sonra yerini uydulardan faydalanarak geliştirilen GPS sistemine bırakmıştır. Günümüzde GPS teknolojisi tüm taşıtlara hatta kişisel elektronik cihazlara kadar ulaşmıştır. Bu cihazlar açık alanlarda birkaç metre hassasiyetle konumunu belirleyebilse de kapalı alanlarda kişisel ya da endüstiyel cihazların konum bilgisine ihtiyaç duyulduğunda GPS teknolojisi yeterli hassasiyete ulaşamamaktadır. Kapalı alan konumlama özellikle kişisel cihazların kullanımının artması ve otonom hareket edebilen endüstriyel araçların çoğalmasıyla son yıllarda önemli araştırma konularından biri olmuştur. Geliştirilen farklı teknolojilerin birbirlerine üstünlükleri olduğu göz önünde bulundurulduğunda, farklı ihtiyaçlara yönelik en iyi çözümlere farklı teknolojilerle ulaşmak mümkündür. Bu nedenle farklı teknolojiler incelenmiş ve soruna yönelik en uygun çözüm önerilmiştir. GPS, RFID/NFC, WiFi ve BLE ile çeşitli çözümler sunulmaktadır. Farklı ihtiyaçlar için farklı çözümlere yönelmek gerekebilir, bu nedenle 4 teknoloji de kapsama alanı, maliyet, hassasiyet, erişilebilirlik ve güvenlik kriterlerine göre incelenmiştir. İncelemeler sonrasında Bluetooth Low Energy altyapısı ve RSSI ile konum tahmini tekniği kullanıma uygun bulunmuştur ve RSSI değerindeki standart sapma dikkate alınarak algoritma geliştirilmiştir. Bu tercihler ile 2 tip gezici donanım, 1 sabit donanım geliştirilmiştir. Bu donanımlar için ihtiyaca yönelik 1 yönlü, 1 yönsüz anten tasarımı yapılmıştır. Yönsüz anten için PIFA, yönlü anten için LOOP topolojileri tercih edilmiştir. Donanım yazılımları için yeni bir BLE profili oluşturulmuş, konum bilgisi haricinde cihazın çevresel koşulları ve yerel veri tabanındaki bilgiler kullanılarak gelişmiş bir sistem oluşturulmuştur. Ofis ortamında gerçeklenen sistem için sabit düğüm konumları belirlenmiş, yönlü ya da yönsüz anten tercihi yapılmıştır. Sabit düğümlerden toplanan veriler bilgisayar arayüzü ile işlenerek; hareketli düğüm konumları ve durumları periyodik kontrol edilip bölge değişimleri ve tahmini konumları incelenmiştir. Geliştirilen sistem güç tüketimi, hassasiyet, erişilebilirlik, güvenlik ve maliyet kriterlerine göre farklı sistemlerle karşılaştırılmıştır. Güç tüketimi, güvenlik, erişilebilirlik ve maliyet yönüyle güçlü; bölge tayini ve sınır algılama yapabilecek hassasiyette bir sistem geliştirilmiştir.