Teknolojinin ilerlemesi, daha enerji verimli ve daha ucuz elektronik bileşenlerinin daha
küçük üretilmesini sağlamıştır. Bu nedenle, daha önce mevcut birçok bilgisayar ve elektronik
bilim-mühendislik fikirleri uygulanabilir hale gelmiştir. Bunlardan birisi de kablosuz sensör
ağları teknolojisidir. Kablosuz algılayıcı ağlar, düşük enerji tüketimi ve gerekli teknik
gereksinimlerin gerçekleşmesi ile uygulanabilir hale gelmiştir. Ayrıca, Kablosuz algılayıcı
ağlarının tasarımında iletişim algoritmaları, enerji tasarruf protokolleri ve yenilenebilir enerji
teknolojileri gibi diğer bilimsel çalışmalar zorunlu hale gelmiştir.
Bu tez, mikroelektronik sistemler, kablosuz iletişim ve dijital elektronik teknolojisinin
ilerlemesiyle uygulanabilir hale gelmiş sensör ağları teknolojisini kapsamaktadır. Birincisi,
algılama görevleri ve potansiyel algılayıcı ağ uygulamaları araştırılmış ve algılayıcı ağlarının
tasarımını etkileyen faktörlerin gözden geçirilmesi sağlanmıştır. Ardından sensör ağları için
iletişim mimarisi ana hatlarıyla belirtilmiştir. Ayrıca, tek bir düğümün WLAN ile iletişim
kurabilmesi için yeni donanım mimarisi tasarlanmış ve düğümlerde yenilenebilir enerji
kaynakları kullanılmıştır.
Bu tezde WSN, analitik bilim ve uygulamalı bilim açısından incelenmiştir. Düşük enerji
tüketimi ve iletişim protokolleri arasındaki ilişki değerlendirilmiş ve bilimsel sonuçlara
varılmıştır. Teorik analizler bilimsel uygulamalarla desteklenmiştir. Çalışmalar, düşük enerji
ve maksimum verimlilik prensibinin gerçekleştirilmesine dayalı kablosuz sensör ağları
üzerinde gerçekleştirilmiştir. Kablosuz sensör ağlari sistemi tasarlandıktan sonra; sensör
düğümlerinin enerji tüketimi ve kablosuz ağdaki davranışları test ve analiz edilmiştir. Düşük
enerji tüketimi ile sensör düğümleri arasındaki ilişki detaylı olarak değerlendirilmiştir.
PIC Tabanlı mikro denetleyiciler sensör düğümlerinin tasarımında kullanılmış ve çok
düşük maliyetli tasarım için ultra düşük güçte, nanoWatt teknolojisi ile desteklenen sensör
düğümleri tasarlanmıştır. İşleme birimi, bellek birimi ve kablosuz iletişim birimi sensör
viii
düğümlerine entegre edilmiştir. Tasarlanan sensör düğümünün işletim sistemi PIC C dili ile
yazılmıştır ve PIC işletim sistemi nem, sıcaklık, ışığa duyarlılık ve duman sensörü gibi farklı
özelliklerin ölçülmesine izin vermiştir. Sensörlerden gelen verilerin merkezi bir konumdan
kaydedilmesi ve izlenebilmesi için, C# programlama dili ile bilgisayar yazılımı geliştirilmiştir.
Gelişmiş algılayıcı düğümler tarafından alınan kararların uygulanması için yazılım
algoritması ve donanım modüllerini içeren karar verme sistemi tasarlanmıştır. Gelişmiş PIC
Tabanlı sensör düğümleri, enerji üretimi ve enerji tasarrufu için, güneş enerjisi paneli, şarj
edilebilir pil ve süper kapasitör gibi yenilenebilir enerji kaynakları ile benzersiz bir PIC
Kontrollü voltaj birimi ile desteklenmiştir. Geliştirilmiş kablosuz sensör ağları sistemi, endüstri
uygulamaları, akıllı fabrikalar ve akıllı evler gibi günlük hayat uygulamaları için de
kullanılabilecektir. Kablosuz algılayıcı ağlar geniş bir aralıkta kullanılmak üzere tasarlanmıştır.
Tezin sonuçları, özellikle yenilenebilir enerji kaynakları ile WSN'nin geliştirilmesine yardımcı
olmayı amaçlamaktadır
