Kablosuz Algılayıcı Ağlar Kullanılarak Birinci Dereceden Ölü Zamanlı Bir Sistemin Denetimi



Benzer belgeler
RADYO FREKANSIYLA KABLOSUZ SICAKLIK KONTROLÜ WIRELESS TEMPERATURE CONTROL BY RADIO FREQUENCY

Kablosuz Algılayıcı Ağlarda Düğümler Arasında Veri HaberleĢmesi

Sensör Kullanarak Servis Araçlarının Koltuk Doluluk Durumlarının Uzaktan İzlenmesi

Doç. Dr. Cüneyt BAYILMIŞ

(Mekanik Sistemlerde PID Kontrol Uygulaması - 3) HAVA KÜTLE AKIŞ SİSTEMLERİNDE PID İLE SICAKLIK KONTROLÜ. DENEY SORUMLUSU Arş.Gör.

Kablosuz Algılayıcı Ağları ile Yangın Tespit Sistemi

ETHERNET ÜZERİNDEN VERİ AKTARAN SICAKLIK/NEM ÖLÇÜM İSTASYONU TASARIMI VE UYGULAMASI

PROSES KONTROL DENEY FÖYÜ

(Mekanik Sistemlerde PID Kontrol Uygulaması - 2) DENEYSEL KARIŞTIRMA İSTASYONUNUN PID İLE DEBİ KONTROLÜ. DENEY SORUMLUSU Arş.Gör.

YAPAY SİNİR AĞI İLE HAVA SICAKLIĞI TAHMİNİ APPROXIMATION AIR TEMPERATURE WITH ARTIFICIAL NEURAL NETWORK

Kablosuz Sensör Ağı Uygulamaları İçin.Net Tabanlı Otomasyon Yazılımı Modeli

SCADA VE RAPORLAMA SĠSTEMLERĠ

Bir bölgede başka bir bölgeye karşılıklı olarak, veri veya haberin gönderilmesini sağlayan.sistemlerdir.

Kablosuz Sensör Ağlar ve Eniyileme. Tahir Emre KALAYCI. 21 Mart 2008

DENEY 6: FLİP-FLOP (BELLEK) DEVRESİ UYGULAMALARI

EGE Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Bilgisayar Müh. Bölümü Öğretim Yılı Lisans Tezi Önerileri

Algılayıcılar (Sensors)

Giyilebilir Teknolojiler ve Solar Enerjili Şapka Uygulaması

BSM 532 KABLOSUZ AĞLARIN MODELLEMESİ VE ANALİZİ OPNET MODELER

KONTROL SİSTEMLERİNE GİRİŞ. Hazırlayan Dr.Birol Arifoğlu

Eleco 2014 Elektrik Elektronik Bilgisayar ve Biyomedikal Mühendisliği Sempozyumu, Kasım 2014, Bursa

KABLOSUZ ALGILAYICI AĞLAR İÇİN MATLAB BUİLDER NE VE MATLAB WEBFİGURE İLE ASP.NET TABANLI WEB ARAYÜZÜ TASARIMI

BİLGİSAYAR DERSLERİNDE UYGULAMA DOSYALARININ ÖĞRENCİLERDEN ÇEVRİM İÇİ (ONLİNE) ALINARAK DEĞERLENDİRİLMESİ

MM 409 MatLAB-Simulink e GİRİŞ

BĠLGĠSAYAR AĞLARI. 1-Bilgisayar ağı nedir? 2-Ağ türleri 3-Ağ bağlantıları 4-Ġnternet kavramı ve teknolojileri

Kablosuz Algılayıcı Ağları İçin TinyOS İle Uygulama Geliştirme

VIERO ARAÇ SAYIM SİSTEMİ

WiFi RS232 Converter Sayfa 1 / 12. WiFi RS232 Converter. Teknik Döküman

MATLAB WEB SUNUCUSU KULLANILARAK KABLOSUZ ALGILAYICI AĞLAR İÇİN İNTERNET TABANLI İZLEME SİSTEMİ TASARIMI

ELEKTROLİZ YAPMAK İÇİN PI DENETİMLİ SENKRON DA-DA DÖNÜŞTÜRÜCÜ TASARIMI

WEB TABANLI OTOMASYON SİSTEMİ TASARIMI VE YAPIMI DESIGN AND APPLICATION OF A WEB BASED AUTOMATION SYSTEM

Dağıtık Sistem Tasarımının Mekatronik Bir Sistem Üzerinde Uygulaması

Üç Fazlı Sincap Kafesli bir Asenkron Motorun Matlab/Simulink Ortamında Dolaylı Vektör Kontrol Benzetimi

RF İLE ÇOK NOKTADAN KABLOSUZ SICAKLIK ÖLÇÜMÜ

6. DİJİTAL / ANALOG VE ANALOG /DİJİTAL ÇEVİRİCİLER 1

22/03/2016. OSI and Equipment. Networking Hardware YİNELEYİCİ (REPEATER) YİNELEYİCİ (REPEATER) Yineleyici. Hub

Kapalı Ortam Sıcaklık ve Nem Denetiminin Farklı Bulanık Üyelik Fonksiyonları Kullanılarak Gerçekleştirilmesi

MATLAB A GİRİŞ. EE-346 Hafta-1 Dr. Ayşe DEMİRHAN

Sistem Programlama. (*)Dersimizin amaçları Kullanılan programlama dili: C. Giriş/Cıkış( I/O) Sürücülerinin programlaması

OTOMATİK KONTROL SİSTEMLERİ İŞARET AKIŞ DİYAGRAMLARI SIGNAL FLOW GRAPH

1. LabVIEW ile Programlama

Yumuşak Yolvericiler. Kalkış için kontrollü yol verme fonksiyonları. Duruş için özellikle pompa uygulamalarına yönelik yumuşak duruş fonksiyonları

Deney 10: Analog - Dijital Dönüştürücüler (Analog to Digital Converters - ADC) Giriş

ELE 301L KONTROL SİSTEMLERİ I LABORATUVARI DENEY 4B: DC MOTOR TRANSFER FONKSİYONU VE PARAMETRELERİNİN ELDE EDİLMESİ

OTOMASYON SİSTEMLERİ. Hazırlayan Yrd.Doç.Dr.Birol Arifoğlu

TMMOB Elektrik Mühendisleri Odası İstanbul Şubesi Nesnelerin İnterneti Seminerleri 3

PLC (Programlanabilir Kontrol Cihazı) TABANLI SİSTEMLERİN İNTERNET ÜZERİNDEN İZLENMESİ

MEB YÖK MESLEK YÜKSEKOKULLARI PROGRAM GELİŞTİRME PROJESİ. 1. Tipik bir mikrobilgisayar sistemin yapısı ve çalışması hakkında bilgi sahibi olabilme

FBs-serisi. Programlanabilir Kontrol Cihazı. Kullanım Kitabı - II [ İleri Düzey Uygulamalar. Önsöz, İçerik. FBs-PLC Interrupt Fonksiyonu 9

KST Lab. Shake Table Deney Föyü

Logix5000 Kontrolörler

KONTROL SİSTEMLERİ TASARIMI LABORATUARINA GİRİŞ

DENEY 3 HAVALI KONUM KONTROL SİSTEMİ DENEY FÖYÜ

Kablosuz Algılayıcı Ağlar Kullanılarak Bal Arıları İçin Nektar Akış Periyodunun İzlenmesi

KABLOSUZ ALGILAYICI AĞLAR VE GÜÇ TÜKETİMİNİN İNCELENMESİ

Aktif Titreşim Kontrolü için Bir Yapının Sonlu Elemanlar Yöntemi ile Modelinin Elde Edilmesi ve PID, PPF Kontrolcü Tasarımları

Necla Bandırmalı 1, İsmail Ertürk 1, Celal Çeken 1, Cüneyt Bayılmış 2

Bulanık Mantık Tabanlı Uçak Modeli Tespiti

Kod Bölmeli Çoklu EriĢim (CDMA) Sistemlerinde Güç Seviyesinin Yapay Sinir Ağları (YSA) Ġle Kontrol Edilmesi Üzerine Değerlendirmeler

Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi

YENİLENEBİLİR ENERJİ EĞİTİM SETİ

MODBUS PROTOKOLÜ ÜZERİNDEN KABLOLU VE KABLOSUZ ENERJİ İZLEME SİSTEMİ

VIERO, görüntü tabanlı analiz sayesinde, ortalama araç hızı bilgisi üretmekte ve araç yoğunluğunu da ölçmektedir. VIERO Araç Sayım Sistemi

AFYON KOCATEPE ÜNİVERSİTESİ

2. A4 ÇOK FONKSĠYONLU YAZICI GENEL ÖZELLĠKLERĠ

MUSTAFA KEMAL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

K-ATKS: Kablosuz Algılayıcı Ağ Kullanarak Gemiler İçin Geliştirilen Bir Acil Durum Tespit ve Kurtarma Sistemi *

Borsa İstanbul Kolokasyon Hizmeti

Farklı Bulanık Üyelik Fonksiyonları Kullanarak Sürekli Mıknatıslı DA Motorunun Hız Denetiminin Gerçeklenmesi

WiFi Relay Sayfa 1 / 11. WiFi Relay. Teknik Döküman

LOJĠK KAPILAR ĠÇĠN BĠR EĞĠTĠM ARACI AN EDUCATIONAL TOOL FOR LOGIC GATES

Teknik Katalog [Nem Ölçer]

Şekil XNOR Kapısı ve doğruluk tablosu

5.24. TAVUK KÜMESLERİ İÇİN SULAMA OTOMASYONU

Teknik Katalog [Nem Ölçer]

1511 ÖNCELİKLİ ALANLAR ARAŞTIRMA TEKNOLOJİ GELİŞTİRME VE YENİLİK PROJELERİ DESTEKLEME PROGRAMI OTOMOTİV-GÖMÜLÜ SİSTEMLER ÇAĞRI DUYURUSU

Kocaeli Üniversitesi {kudret.sahin1, oktay, Şekil 1: Paralel A / S dönüştürücünün genel gösterimi

3DLevelScanner. 3 Boyutlu Seviye Ölçümü

K-ATKS: Kablosuz Algılayıcı Ağ Kullanarak Gemiler İçin Geliştirilen Bir Acil Durum Tespit ve Kurtarma Sistemi

Derste Neler Anlatılacak? Temel Mekatronik Birimler,temel birim dönüşümü Güncel konular(hes,termik Santral,Rüzgar Enerjisi,Güneş

1 Daha fazla bilgi için ( 0212 )

DENEY 9-A : PIC 16F877 ve LM-35 ile SICAKLIK ÖLÇÜM UYGULAMASI

Akım Modlu Çarpıcı/Bölücü

Computer Networks 5. Öğr. Gör. Yeşim AKTAŞ Bilgisayar Mühendisliği A.B.D.

Teknik Katalog [Rüzgar Ölçüm Cihazı]

SAYISAL KONTROL 2 PROJESİ

Teknik Katalog [Rüzgar Ölçüm Cihazı]

Teknik Katalog [Hava İstasyonu]

Teknik Katalog [Barometre]

IŞIK ĐZLEYEN ROBOT PROJESĐ FOLLOWĐNG ROBOT SĐNOP LIGHT PROJECT. Proje Yürütücüleri Bünyamin TANGAL, Sinop Ünv. Meslek Yüksekokulu Mekatronik Bölümü

Ders İçerik Bilgisi. Dr. Hakan TERZİOĞLU Dr. Hakan TERZİOĞLU 1

Telsiz Duyarga Ağlarında Bir Çoklu Nesne Takip Senaryosu Benzetimi

İçerik. Ürün no.: MSI 430.F50-01 Güvenlik kontrolü

Kontrol Sistemlerinin Analizi

ELM019 - Ölçme ve Enstrümantasyon 3

Neden CnlnlRTID. Elektronik Sinyalizasyon. Kontrol. Estetik. Tümüyle Endüstriyel. Kontrol ve Koruma Gerçek Verme. Karar

Teknik Katalog [Rüzgar Ölçüm Cihazı]

PROGRAMLANABİLİR LOJİK DENETLEYİCİ İLE DENEYSEL ENDÜSTRİYEL SİSTEMİN KONTROLÜ

EĞĐTĐM AMAÇLI PLC KONTROLLU BĐR ASANSÖR MODELĐ TASARIMI. Özgür Cemal Özerdem * Nedim Perihanoğlu ÖZET

Transkript:

6 th International Advanced Technologies Symposium (IATS 11), 16-18 May 2011, Elazığ, Turkey Kablosuz Algılayıcı Ağlar Kullanılarak Birinci Dereceden Ölü Zamanlı Bir Sistemin Denetimi F. AktaĢ 1, C. Çeken 1, K. Erkan 1, M. Yıldırım 1 1 Kocaeli Üniversitesi, Ağ Tabanlı Kontrol Laboratuarı, Kocaeli/Türkiye {faruk.aktas, cceken, erkan, myildirim, ncs}@kocaeli.edu.tr A First Order Plus Dead Time System Control by Using Wireless Sensor Networks Abstract Wireless Sensor Network ( WSN ) applications commonly are available in industrial, medical, military, and environmental areas, especially for the monitoring and tracking. In addition to their aforementioned applications, they can also be used in the field of networked control systems for both controlling and monitoring purposes. The goal of this study is to implement a test bed which includes a first order plus dead time process control system and a WSN. The temperature data measured by the sensor node is sent to the access point, which is a gateway between computer and wireless sensor network. According to the received data, the developed algorithms running on the computer generates a control data and send it to the data acquisition board using the access point. After that, the control data is applied to the system controlled as an input. The results show that the system is controlled successfully by means of wireless sensor network. Keywords Networked Control, Wireless Sensor Networks, Dead Time Systems. M I. GĠRĠġ ĠKRO elektronik ve kablosuz haberleģme teknolojilerindeki geliģmeler küçük boyutlu, hareketli, düģük maliyetli, düģük enerji gereksinimli ve çok fonksiyonlu algılayıcı düğümlerin yaygın olarak kullanılmasına olanak sağlamıģtır [1]. Kablosuz Algılayıcı Ağ daki (KAA) algılayıcı düğümler, bulunduğu ortamdan topladığı bilgileri merkezi bir eriģim noktasına göndermektedir. KAA lar günümüzde çevresel, sağlık, askeri ve endüstriyel alanlarda özellikle ortam izleme amaçlı olarak kullanılmaktadır [2]. Bu çalıģma ise KAA ların ortam izleme amaçlı kullanımlarının yanı sıra denetim amacıyla da kullanılabileceğini gösteren örnek bir uygulama içermektedir. ÇalıĢma kapsamında KAA altyapısı kullanılarak birinci dereceden ölü zamanlı bir sistemin denetimi gerçekleģtirilmiģtir. Yapılan çalıģmada KAA yapısı, Crossbow firmasının algılayıcı düğümleri, veri edinim düğümü (MicaZ) ve eriģim noktasıyla oluģturulmuģtur. Denetimi gerçekleģtirilen sistem olarak ise Feedback Process Trainer 37-100 eğitim seti kullanılmıģtır. Sonraki bölüm gerçekleģtirilen uygulamanın bileģenlerini anlatmaktadır. Bölüm 3' te birinci dereceden ölü zamanlı sistemler hakkında bilgiler sunulmaktadır. Bölüm-4 gerçekleģtirilen uygulamayı ayrıntılarıyla içermektedir. II. KABLOSUZ ALGILAYICI AĞ BĠLEġENLERĠ A. Algılayıcı Düğümleri ve Erişim Noktası Sistemin KAA kısmını MicaZ algılayıcı düğümler ve eriģim noktası oluģturmaktadır. MicaZ düğümleri 128 KB kod belleği, 4 KB veri belleği, 4 KB EEPROM ve 16 MHz ATMEGA128L iģlemcisine sahiptir. IEEE 802.15.4 standardı ile uyumlu Chipcon CC2420 MPR2600 devresini kullanarak 2,4 GHz frekans bandında 250 Kbps hızında iletiģim yapabilmektedir [3]. MTS400CA algılayıcı kartı ile kullanılarak ortamdaki sıcaklık, nem, basınç, ivme bilgilerini ölçebilir. MicaZ algılayıcı düğümleri, gömülü algılayıcı ağ sistemleri için tasarlamıģ TinyOS açık kaynak kodlu iģletim sistemi ile nesc programlama dili kullanılarak programlanabilmektedir. MicaZ düğümler içerisine yazılan kodu gömmek için MIB520 programlama bordu kullanılmaktadır. USB kablo ile bilgisayara bağlanan MIB 520, aynı zamanda, algılayıcı ve eyleyicilerin bilgisayar ile bağlantısını sağlayan eriģim noktası olarak da kullanılmaktadır. ġekil 1 de MicaZ algılayıcı düğüm ve MIB520 programlama bordu (eriģim noktası) görülmektedir. ġekil 1 : MicaZ Algılayıcı Düğüm ve MIB520 Programlama Bordu (EriĢim noktası) B. MDA320 Veri Edinim Bordu Yapılan çalıģmanın bileģenlerinden biri de MDA320 veri edinim bordudur (Data acquisition board, DAQ). MDA320 veri edinim bordu üzerinde 8 kanal analog giriģ, 8 dijital giriģ çıkıģ kanalı, dıģarıdan sensör bağlanabilen 3 farklı seviye ucu ve harici I2C haberleģme uçları bulunmaktadır. 251

F. Aktaş, C. Çeken, K. Erkan, M. Yıldırım MDA320 bordunun öncelikli kullanım alanları, kablosuz düģük güçlü ölçümler, hava ölçüm sistemleri, hassas tarım ve sulama kontrolleri, ekolojik izlemeler, toprak analizleri ve uzaktan süreç denetimi olarak gösterilebilir [4]. ġekil 2 de MDA320 veri edinim blok diyagramı ve veri edinim bordu görülmektedir. Bu çalıģmada veri edinim bordu uzaktan denetim amaçlı kullanılmıģtır. K F(t), X(t) 0 L T t ġekil 3: Ölü zamanlı sistemin Birim Basamak Cevabı ġekil 3 te görüldüğü gibi sistem L zamanı kadar bir gecikme ile birim basamak fonksiyonuna cevap vermektedir. Bunun sebebi sistemde bulunan e -sl ifadesidir. Bu sistem herhangi bir denetleyici ile kontrol edilmek istenirse sistemde meydana gelen gecikmeler önemli sorunlar yaratabilir. Denetleyen sistem eski değerleri değerlendirerek hatalı kontrol iģaretleri üretebilir. Gecikme, giriģ iģaretindeki değiģiminin etkisinin çıkıģ iģaretinde gecikmeli olarak görülmesinden kaynaklanır [6]. ġu anda ölü zamanlı sistemlerin kontrolü için birçok yöntem geliģtirilmiģtir. Bu çalıģmada, Feedback Process Trainer 37-100 cihazı (ġekil 4) denetimi gerçekleģtirilen birinci dereceden ölü zamanlı bir sistem olarak kullanılmıģtır. Sistem cihaz üzerinde bulunan aksam ile kontrol edilebildiği gibi cihazın harici giriģleri ile dıģarıdan da kontrol edilebilmektedir. ġekil 2 : MDA320 veri edinim bordu blok diyagramı ve MDA320 veri edinim bordunun üstten görünüģü III. BĠRĠNCĠ DERECEDEN ÖLÜ ZAMANLI SĠSTEMLER Ölü zamanlı sistemler üzerine yapılan araģtırmalar artmakta ve bu sistemler için tasarlanan kontrolörler gün geçtikçe çeģitlenerek geliģmektedir. Fakat özellikle zamanla değiģen sistemlerin kontrolünün performansı ve kalitesi memnun edici düzeyde değildir. Bu sistemlerin matematiksel modelleri kolay elde edilemediğinden mühendislik uygulamalarını yapmak oldukça zordur [5]. Sanayide kullanılan endüstriyel kontrol sistemlerinin büyük bir bölümü ölü zamanlı sistemlerdir. Ölü zamanlı sistemler için X(s) giriģ büyüklüğü F(s) çıkıģ büyüklüğü olmak üzere transfer fonksiyonu aģağıdaki gibi tanımlanabilir. Burada K terimi kazancı, T terimi zaman sabitini, L terimi ise ölü zamanı ifade etmektedir. ġekil 3 te ölü zamanlı sistemin birim basamak cevabı görülmektedir. ġekil 4 : Denetimi gerçekleģtirilen Feedback Process Trainer 37-100 Sistemi IV. GERÇEKLEġTĠRĠLEN AĞ TABANLI DENETĠM UYGULAMASI Uygulaması gerçekleģtirilen süreç denetim sistemi blok Ģeması ġekil 5 te, kurulan düzenek ise ġekil 6 da görülmektedir. Söz konusu sistemin takip eden alt bölümlerde anlatılan 3 temel iģlevi vardır. GeliĢtirilen sistemle ilgili geniģ bilgiye http://ncs.kocaeli.edu.tr adresinden ulaģılabilir. 252

Kablosuz Algılayıcı Ağlar Kullanılarak Birinci Dereceden Ölü Zamanlı Bir Sistemin Denetimi ġekil 5: GeliĢtirilen sistemin blok Ģeması ġekil 6: GeliĢtirilen sistem için kurulan düzenek 253

F. Aktaş, C. Çeken, K. Erkan, M. Yıldırım A. Ortamdaki Verilerin Toplanması ve Bilgisayara Aktarılması ÇalıĢmanın ilk kısmı olan verilerin ortamdan toplanması iģlemini MicaZ algılayıcı düğümler gerçekleģtirmektedir. MPR2600 devresi ile MTS400CA algılama kartı birlikte kullanılarak algılayıcı MicaZ düğüm oluģturulur. MP2600 içerisine yüklenecek uygun kod ile düğüm ortamdaki fiziksel büyüklükleri algılayabilir. MicaZ düğümler, TinyOS açık kodlu iģletim sistemi ve nesc derleyicisi kullanılarak programlanabilirler. TinyOS iģletim sistemi bileģen tabanlıdır ve bu bileģenlerin iki tipi vardır; bunlar modül ve konfigürasyon dosyalarıdır. Konfigürasyon dosyası bileģenleri ve arayüzleri birbirine bağlamayı sağlar. Bu sayede bileģenler birbirlerinin görevlerini, komutlarını ve olaylarını kullanabilmektedir. BileĢenler arayüzler ile birbirlerine bağlanmaktadırlar. Arayüz ve bileģenler paket haberleģmesi, yönlendirme, algılama, harekete geçirme ve depolama gibi iģlemleri gerçekleģtirebilmektedir [7]. Sistem fanının çıkıģ kısmında bulunan algılayıcı düğüm, sistemin sıcaklığını algılamaktadır. Algılanan veriler baz istasyonuna gönderilmektedir ve baz istasyonuna gelen veriler Xserve ile bilgisayar ortamına aktarılmaktadır. Xserve KAA ile uygulama yazılımı arasında geliģtirilmiģ bir geçit olarak kabul edilebilir. Algılanan bu veriler XML formatında yayınlanmaktadır. Eğitim seti tarafından üretilen sıcaklık verisi Perl yazılımı tarafından XML paket formatında alınır ve kontrol iģaretini üretmek üzere Matlab yazılımına gönderilir. B. Değerlendirme ve Kontrol İşaretinin Üretilmesi ÇalıĢmada sistemin aç-kapa kontrolü gerçekleģtirilmiģtir. Aç-kapa kontrolde, kontrol cihazı belirlenen referans değerinin üzerinde veya altında enerjiyi açar ya da kapatır. Enerji ya tamamen açıktır ya da tamamen kapalıdır. Bu tip sistemler sıcaklık kontrolü gibi çok hassas olmayan sistemlerde kullanılırlar. Bu tip sistemlerde en çok karģılaģılan sorun, referans değerine ulaģan sistem çıkıģında sürekli bir aç-kapa durumunun oluģması ve bunun kontrol kısmında bulunan mekanik aksama zarar vermesidir. Bu sorunu aģmak amacıyla sistemde histerezis ile aç-kapa kontrol gerçekleģtirilmiģtir. Histerezis kontrolde referans değeri aģılır aģılmaz enerji kesilmez (off durumu). Daha önceden belirlenen bir değeri aģarsa enerji kesilir. Aynı Ģekilde referans değerinin altına düģüldüğünde sisteme enerji verilmez (on durumu). Daha önce belirlenen bir değerin altına düģüldüğünde sisteme enerji verilir. Böylelikle aç-kapa durumları geciktirilerek mekanik sistemin sık aç-kapa yapmasının önüne geçilir. ġekil 7 de histerezis grafiği görülmektedir. GerçekleĢtirilen uygulamada referans değeri merkez alınarak histerezis bir aralık belirlenmiģtir. Denetim yazılımı tarafından kontrol iģareti, referans değeri merkez alınarak belirlenmiģ bu histerezis aralıkta üretilmektedir. ġekil 7 : Histerezis Grafiği Sistemin denetim kısmının yazılımı Matlab programında geliģtirilmiģtir. Matlab programında yazılan kod ile Perl yazılımından alınan veri değerlendirilerek kontrol iģareti üretilmektedir. Üretilen kontrol iģareti MDA320 veri edinim bordunun dijital çıkıģlarına yazılacağından üretilen kontrol iģareti bu çıkıģ formatına uygun olacak Ģekilde üretilmektedir. Veri edinim bordunun 8 adet dijital çıkıģ ucu bulunmaktadır. Buna göre çıkıģlar onluk sayı sistemine göre 0 ile arasında değerler almaktadır. Matlab programında üretilen kontrol iģareti de bu doğrultuda olmaktadır. Sisteme gönderilmek üzere aç sinyali için onluk sayı sistemine göre 0 iģareti, kapa sinyali için onluk sayı sistemine göre iģareti üretilmektedir. ġekil 8 de sistemin çalıģmasını gösteren basit durum diyagramı görülmektedir. ġekil 8 : Sistemin çalıģmasını gösteren basit durum diyagramı Durum diyagramına göre yazılan kod Matlab Simulink ortamında Embedded Matlab Function bloğu içerisine yazılarak düzenlenmiģtir. Embedded Matlab Function bloğunun kullanılmasının nedeni, benzetim yapıldıktan sonra oluģturulan mex dosyasının gömülü sistemler içinde kullanılabilmesidir. Ayrıca Simulink ortamında veriler daha kolay izlenebilmektedir. ġekil 9 da uygulamanın Simulink ortamındaki çalıģır hali görülmektedir. Denetleyici ile gösterilen blok içerisinde aç-kapa denetim algoritması çalıģmaktadır. Ġleriye yönelik olarak bu blok içersinde bulanık mantık, PID, adaptif v.b. geliģmiģ denetim algoritmalarının kullanılması düģünülmektedir. 254

Kablosuz Algılayıcı Ağlar Kullanılarak Birinci Dereceden Ölü Zamanlı Bir Sistemin Denetimi Veri oku oku veri Ölçülen Değer Denetleyici 25.65 Denetleme ĠĢareti ġekil 9 : Simulink Ortamında Denetim Verisinin Üretilmesi C. Kontrol İşaretinin Sisteme Uygulanması Bu bölümde Matlab tarafından üretilen kontrol iģaretinin, sisteme nasıl uygulandığı anlatılmaktadır. Üretilen kontrol iģareti XMLRPC yöntemi kullanılarak veri edinim bordunda çalıģtırılmaktadır. XMLRPC, (Remote Procedure Calls) uzaktan yordam çağrısı anlamına gelmektedir. Basit olarak uzaktaki sisteme ait bir fonksiyonun çağrılmasıdır. Matlab programından Perl programına kontrol iģareti gönderilirken veri onluk sayı sistemine göre gönderilmektedir. XMLRPC yöntemi ile Perl programı üzerinden MDA320 veri edinim bordunun içerisinde çalıģan fonksiyon çağrılarak, kontrol iģareti bordun dijital çıkıģlarına yazılmaktadır. Gönderilen bilgi I2C veri yolu üzerinden bordun çıkıģlarına ikilik sayı sisteme göre yazılmaktadır. Örneğin Matlab programından gönderilen onluk sayı sistemindeki 15 verisi, veri edinim bordunun çıkıģlarında 00001111 ikilik Ģeklinde görülmektedir. Sisteme gönderilen aç kontrol sinyali olan onluk sayı sistemindeki değeri veri edinim bordunun çıkıģlarında 11111111, kapa kontrol sinyali olan onluk sayı sistemindeki 0 değeri ise 00000000 Ģeklinde okunmaktadır. MDA320 veri edinim bordunun dijital çıkıģlarındaki gerilim seviyesi maksimum 3,3 volt olmaktadır. MDA320 veri edinim bordu ile dijital analog çevirici devresinin lojik seviyelerini uygunlaģtırmak için bordun dijital çıkıģlarına seviye kaydırıcı devresi eklenmiģtir. Seviye kaydırıcı devresi dijital çıkıģlardaki gerilim seviyesini 5 volta çekmektedir. Denetim sistemini iki seviyeli ( 0/10 V ) denetime ek olarak oransal olarak da denetleyebilmek için dijital analog çevirici (Digital Analog Converter, DAC) kullanılmıģtır. Seviye kaydırıcı devresi çıkıģına eklenen 8 bit çözünürlüklü DAC devresi ile dijital veri analog sinyale çevrilmiģtir. Böylece Matlab ortamında üretilen kontrol iģareti DAC çıkıģında 0 ve 10 volt olarak görülmektedir. V. DENEYSEL SONUÇLAR Veri gönder oku veri Uygulamada kullanılan süreç denetim sisteminde sıcaklık, rezistans tarafından üretilmekte, rezistans çıkıģına bağlı bulunan fan yardımıyla da yayılmaktadır. Sisteme uygulanan aç-kapa kontrol bilgisi, rezistansın enerjisini açıp, kapatmaktadır. GeliĢtirilen uygulamayı test etmek için referans sıcaklığı 26 o C, histerezis aralığı ise 2 o C olarak belirlenmiģtir. 2 o C sıcaklık aralığı referans değerinin 1 o C üstü ve 1 o C altında olacaktır. Buna göre Matlab programında yazılmıģ kontrol rutinlerine göre kontrol iģaretinin, referans değeri olan 26 o C de değil, referanshisterezis değeri olan 25 o C ve referans+histerezis değeri olan 27 o C de üretilmesi gerekmektedir. Sıcaklık değeri histerezis aralığa girene kadar sisteme Ģartlara göre aç veya kapa iģaretleri gönderilmelidir. Sıcaklık değeri histerezis aralığına girdiğinde Ģartlara göre aynı aralıkta sisteme hem aç hem de kapa iģareti gönderilmelidir. Örneğin sıcaklık değeri histerezis aralığın üst sınırı olan 27 o C ye geldiğinde kapa kontrol iģareti sisteme gönderilmelidir. Bu iģaret, histerezis aralığın alt sınırı olan 25 o C ye kadar gönderilmelidir. Sıcaklık değeri 25 o C nin altına indiği anda ise sisteme aç iģareti gönderilmelidir. Bu iģaret yine üst sınır olan 27 o C ye kadar gönderilmelidir. ġekil 10 da Matlab yazılımına gelen sıcaklık verisi ve gelen bu veriye göre üretilen denetim iģareti grafikleri görülmektedir. ġekil 10 : Sıcaklık ve Denetim Bilgisi Grafikleri ġekil 10 daki grafiklerde görüldüğü gibi sistem denetimine baģlandığı anda ortamdan örneklenen ilk sıcaklık değeri 25 o C civarındadır. Algılanan bu ilk sıcaklık verisi histerezis aralığın altındadır ve süreç denetim sistemine rezistansı aç sinyaline karģılık gelen iģareti gönderilmiģtir. Bu iģaret referans+histerezis değerine karģılık gelen 27 o C ye kadar sisteme gönderilmektedir. 100. örnekleme değerine çok yakın bir örnekleme değerinde sıcaklık değeri 27 o C nin üzerine çıkmıģtır ve sisteme rezistansı kapat sinyaline karģılık gelen 0 iģareti gönderilmiģtir. Bu iģaret referans-histerezis değerine karģılık gelen 25 o C ye kadar gönderilmektedir. 300. üncü örnekleme değerine yakın bir örnekleme değerinde sıcaklık değeri tekrar 27 o C yi aģmıģtır ve sisteme tekrar rezistansı aç sinyaline karģılık gelen iģareti gönderilmiģtir. Bu süreç test aģaması boyunca devam etmektedir. VI. SONUÇ Bu çalıģmada kablosuz algılayıcı ağ altyapısı kullanılarak, birinci dereceden bir sistemin denetimine yönelik deney düzeneği geliģtirilmiģtir. Elde edilen sonuçlar kablosuz algılayıcı ağların geleneksel kullanım alanlarının yanı sıra denetim amaçlı olarak da kullanılabildiğini göstermiģtir. Ġleriye yönelik olarak

F. Aktaş, C. Çeken, K. Erkan, M. Yıldırım kablosuz algılayıcı ağların bulanık mantık, PID, adaptif gibi geliģmiģ denetim yöntemleri ile zaman duyarlı sistemlerin denetiminde kullanılması düģünülmektedir. KAYNAKLAR [1] Ceken, C., An Energy Efficient and Delay Sensitive Centralized MAC Protocol for Wireless Sensor Networks, Computer Standards & Interfaces, 30.1-2, 20-31, 2008. [2] Akyildiz, I.F., Su, W., Sankarasubramaniam, Y., Cayirci, E., A Survey on Sensor Networks, IEEE Communications Magazine 40.8, 102-114, 2002. [3] WSN PRO2400CA Kablosuz Algılayıcı kiti kullanım kılavuzu. [4] Crossbow Technology Inc.: http://www.xbow.com. [5] Han, P., Liu, J., Kai, P., A set of simple and effective control methods for dead time systems, Proceedings of the IEEE International Conference on Automation and Logistics 1674-1677, 2008. [6] Yücelen, T., Uzun Ölü Zamanlı Sistemler Ġçin Smith Öngörücüsü Yöntemi Ġle PI-P Kontrolör Tasarımı, http://www.emo.org.tr [7] Çalhan, A., Çeken, C., "Ortam Ġzleme Amaçlı Kablosuz Algılayıcı Ağların Benzetimi ve Uygulaması", (Habtekus 08) HaberleĢme Teknolojileri ve Uygulamaları Sempozyumu, (2008). 256