Bluetooth düşük enerji beaconlarını kullanarak akıllı bir yoklama takip sisteminin tasarımı, geliştirilmesi ve değerlendirilmesi

Bluetooth Düşük Enerji (Bluetooth Low Energy -BLE) işareti, bir BLE reklamının sinyallerini düzenli olarak yayınlayan kablosuz bir kişisel alan ağı cihazıdır. Akıllı telefon cihazları bu sinyalleri alır ve kullanıcıların yerini tespit etmek için kullanılır. Bu süreç, kullanıcıların mobil cihazlarına bağlamdan haberdar bilginin sağlanmasına izin verecek ve çevrimiçi sanal dünyayı çevrimiçi fiziksel dünyaya bağlayabilecektir. Bu çalışmanın temel amacı, BLE cihazlarını kullanarak öğrencilerin derslere katılımını kaydedebilecek bir sistem geliştirmek ve bu sistemi bir üniversite kampüsünde uygulamaktır. Bu araştırmada, (1) İç mekan konumlandırma sistemi olarak BLE işaretlerini kullanarak öğrencilerin yoklamasını yapabilen bir sistemin geliştirilmesi; (2) Yoklama süresinin kısaltılması; (3) Öğrencilerin yoklamasını yapmak için birden fazla BLE cihazını paralel olarak kullanmak hedeflenmiştir. Bu çalışma aynı zamanda, eğitim kurumlarında BLE işaretlerinin kullanımının potansiyelini ve BLE işaretlerini kullanmada karşılaşılan zorlukları anlama girişimidir. Bu çalışmada iBeacon cihazlarından ölçülen güçlerin doğruluğunu değerlendirmek için farklı topolojiler tasarlanarak farklı sayıda iBeacon cihazı kullanılmıştır. Her topolojide karar ağacı ve rasgele orman sınıflandırıcıları kullanılarak sınıfta yer alan iBeacon cihazları için ölçülen güç seviyelerine dayanarak, öğrencinin pozisyonunu tahmin etmenin doğruluğu değerlendirilmiştir. Güç seviyeleri, Apple iPhone cihazları için özel olarak geliştirilmiş yazılımlar kullanılarak elde edilmiştir; burada hatayı en aza indirmek amacıyla sınıftaki her konum için üç ölçüm kaydedilmiştir. Bu çalışmanın sonuçları sınıf içi duvarlarına yakın konumlandırılmış öğrencilerin katılım kayıtlarının başarısız olma olasılığının en yüksek olduğunu göstermektedir. Dahası, sınıf dışındaki öğrenciler, sınıfın içinde olmaksızın yoklamaya katılım gösterebilmektedirler. Bu nedenle, bu bölgeler kritik bölgeler olarak kabul edilir ve bu bölgelerdeki toplanan ölçümlerin yoğunluğunu arttırmak için güçler yarım metre çözünürlükle toplanır. Kullanılabilir ve etkili bir yöntem sağlamak için, sınıf içinde fiziksel olarak yer alan öğrencileri, olmayan öğrencilerden ayırmak önemlidir; böylece, öğrenci aslında sınıfta olmadıkça, katılım için kayıt olmak mümkün olmamalıdır. Bu amaçla, bu çalışmada Bluetooth Low Energy (BLE) cihazlarına dayanan kapalı alan konumlandırma tekniği kullanılmaktadır. Sınıf dışından öğrencilerin yoklamalara katılmalarına hiçbir zaman izin verilmeyen bir topoloji önerebilmek için BLE cihazlarının farklı dağılımları bu çalışmada değerlendirilmiştir. Bu çalışmada sınıfın içindeki ve dışındaki öğrencileri sınıflandırmak için rasgele orman sınıflandırıcı kullanılarak %100 doğruluk elde edebilmek için her bir sınıf için en az dört BLE cihazının gerekli olduğu ortaya çıkmıştır.