GSM kontrollü akıllı ev uygulaması

Öz

Bu çalışmada, GSM (3G) üzerinden haberleşen bir “Akıllı Ev” uygulamasının gerçekleştirilmesi amaçlanmıştır. Bu uygulamada birden fazla haberleşme tekniği kullanılarak sensörler aracılığıyla evdeki durum bilgileri ve röleler aracılığıyla da elektriksel donanımların yönetilebilirliği sağlanmıştır. Çalışmada elektriksel donanımların kontrolü için iki adet elektronik devre tasarlanmıştır. Bunlar merkez ve çevre modülleridir. Çevre modülleri, içerdiği sensörler yardımıyla ortam bilgilerinin toplanması amacıyla kullanılmaktadır. Bu çalışmada örnek olarak çevre modüllerinde sıcaklık, hareket ve yangın sensörleri kullanılmıştır. Herhangi bir elektriksel donanımın kontrolü, çevre modüllerinde bulunan röleler aracılığıyla yapılmaktadır. Bu üniteler, merkez üniteye bilgileri Radyo Frekansı (RF) aracılığıyla iletmektedir. Bunun en büyük avantajı, merkez üniteden yaklaşık 100 metre mesafeye kadar çalışabilir olmasıdır. Kablosuz (RF) haberleşme esnasında bir mesajın kime ait olduğunu belirlemek, çevre ünitelerin adlandırılması (etiketlendirilmesi) ile mümkündür. Bundan dolayı, bu çalışmada çevre modülleri Oda1, Kapı1, Kapı2 olarak etiketlendirilmiştir. Devrede kullanılan anahtarların (dip-switch) lojik durumlarına göre çevre modülleri etiketlendirilmiştir. Çevre modül(ler) ile merkez modül arasındaki (RF) iletişiminde, 16 byte’lık bir mesaj paketi kullanılır. Bunun ilk iki byte’ı mesajın hangi modüle gittiğini, üçüncü ve dördüncü byte’ı ise kimden gönderildiğini ifade etmektedir. Merkez modül ise (a) internet üzerinden görüşmeyi sağlayan ağ iletişim birimini ve (b) çevre modüller ile RF üzerinden iletişimi sağlayan birimleri içermektedir. Merkez modül, belirli periyotlarda tüm çevre modüllere durum bilgilerini göndermeleri için mesaj gönderir. Merkez modül ise gelen ortam bilgilerini kart üzerinde olan merkez denetleyiciye iletir. Merkez denetleyici bu bilgileri lcd ekranda görüntüler. Merkez modül aynı zamanda ağ iletişim modülü sayesinde internetten gelen mesajları yorumlayabilmekte ve akıllı cep telefonundan gelen mesajlara cevap verebilmektedir. Android işletim sisteminde yazılan ev otomasyon uygulaması, tasarlanan elektronik devre ile internet üzerinden haberleşmekte, konumdan bağımsız kontrol ve iletişim sağlayabilmektedir. Bu yazılım üç ayrı işlemi aynı anda yürütebilecek şekilde tasarlanmıştır. Bu işlemler; Dokunmatik ekrandan kullanıcı girişlerini yorumlama, internet üzerinden merkez modüle veri gönderme ve almak işlemleridir. Bu işlem için sürekli ağın dinlenmesi sağlanmıştır. Böylelikle çift yönlü bir iletişim üzerine kurulu sistem başarıyla tasarlanmıştır. Sonuç olarak, akıllı cep telefonu ile GSM üzerinden çift yönlü haberleşen, mikrodenetleyici, sensör ve Android tabanlı tasarlanan bir “Akıllı Ev Uygulaması” başarıyla gerçekleştirilmiştir.

Anahtar Kelimeler

• GSM, Uzaktan erişim, Akıllı ev, kontrol.

GSM based smart home application

Abstract

A smart home automation system communicating with Smart Phones over 3G networks is developed in this study. In the designed system, more than one communication techniques are used to receive/transmit data from/to home and electrical devices at home can be administrated with relays. Two electronic circuits were designed to control electrical devices. These are central and environment units. Sensors settled over environment modules collect information. Motion, temperature and fire sensors are used in this application. Any electrical device is being controlled over relays. The environment units transmit information to the central unit via radio frequency (RF). The most important advantage of RF communication is being able to work in 100 meters. Determining the sender of a message during wireless RF communication is possible with using label for environmental units. For that reason, the units are labeled as Oda1, Kapi1, Kapi2 in this work. Units are labeled with the logical status of dip-switches on the circuit. 16 bytes message packages are used for RF communication between environment and central units. First two bytes carry info about the label of target unit, third and fourth bytes carry info about the label of sender unit. The central unit contains; (a) a network communication module for transmitting data over internet (b) RF module for collecting the data and controlling the relays. To take the sensing information from the environment units, central unit sends messages over RF communication to all environment units. The collected information taken by microcontroller screened on LCD. Central unit can also interpret received messages from Internet via network controller module and it can reply messages coming from mobile phones. Home automation software (Evoto) which is developed on Android environment, communicates over internet with designed electronic board (central unit) and consequently communications were settled independent place. The designed software has three functions; Interpreting entered data via touch screen, sending data over internet and listening network to receive data coming from central unit. Thus; a system which is example of smart home, working with two-way principle, is designed. Consequently, a smart home automation system based on microcontroller and different sensors communicating with Smart Phones over 3G networks is developed successively in this study.

Keywords

• GSM, Remote Access, smart home, control.