Gömülü web sunucu tabanlı uzaktan erişimli çevresel şartları izleme ve kontrol sistemi tasarımı ve gerçekleştirilmesi

Abstract

Bu çalışmada, kapalı ortamlarda sıcaklık, nem, su sızıntısı, gibi çevresel şartların uzaktan görüntülenmesini ve yönetilmesini sağlayan bir sistem tasarımı yapılmış ve prototip düzeyinde üretimi gerçekleştirilmiştir. İlaç ve gıda depolama yerleri, sunucu merkezleri, laboratuvarlar, ilaç dolapları veya herhangi bir ortamın çevresel şartlarının izlenmesi, kayıt altına alınması açısından birçok alanda kullanılacak bir sistem gerçekleştirilmesi amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda ilk etapta kaynak ve literatür taraması yapılmış ve sonrasında uygulama aşamasına geçilmiştir. Üzerinde ARM tabanlı mikro denetleyici bulunan NUCLEO-F429ZI geliştirme kartı içeren kontrol kartına ait şematik ve baskılı devre kart tasarımı yapılmıştır. Tasarımı yapılan baskılı devre kartının üretimi sonrasında dizgisi gerçekleştirilerek çalıştırılmıştır. LwIP TCP/IP yığını kullanılarak gömülü web sunucusu koşturulmuştur. Web arayüzü tasarımı ve gömülü yazılım çalışmaları yapılmıştır. Sıcaklık sensörü olarak DS18B20, nem sensörü olarak DHT11 kullanılmıştır. Dört adet kuru kontak girişi bulunan UÇŞİD (Uzaktan Çevresel Şartları İzleme ve Denetleme) sisteminde, gaz detektörü, su sızıntısı, kapı kontağı, titreşim, hareket veya ışık algılama gibi açık/kapalı şeklinde çıkış veren detektör ve sensörlerin dört tanesinin eş zamanlı olarak çalışmasına olanak vermektedir. UÇŞİD sisteminde bulunan dört adet kuru kontak çıkışı ile farklı voltaj seviyelerindeki birbirinden bağımsız olarak çalışan 4 farklı cihazın çalışmasını yönetebilecek altyapı imkanı sunulmuştur. Tek hatlı haberleşme ve RS-485 haberleşme protokolleri desteği ile sisteme dışarıdan sensör bağlantısı yapılabilmektedir. Sensörlerin konektörler vasıtası ile bağlanabilir olması, sensörleri istenilen noktaya konumlandırabilme esnekliği katmaktadır. Tasarımı yapılan UÇŞİD sistemi, sensör konumlandırma esnekliği, program yüklemesi yapmadan kullanıcı arayüzüne erişim, herhangi bir sunucu bilgisayara ihtiyaç duymaması ve uzaktan kolaylıkla program güncelleme yapabilmesi özellikleri ile ön plana çıkmaktadır. Sistem genel olarak yapılan testlerden başarılı bir şekilde geçmiştir.

In this study, a system design which provides remote monitoring and management of environmental conditions such as temperature, humidity, water leakage in indoor environments has been carried out and prototype production has been done. It is aimed to implement a system that will be used in many areas in terms of monitoring and recording the environmental conditions of drug and food storage places, server centers or any environment. For this purpose, the source and literature search was made in the first place and then the application phase was started. A schematic and printed circuit board design of the control board including the NUCLEO-F429ZI development board with ARM based microcontroller was carried out. After the production of the printed circuit board designed, the components of the board were assembled and the board was operated. The embedded web server was programmed using the LwIP TCP / IP stack. Web interface design and embedded software work have been done. DS18B20 as temperature sensor and DHT11 as humidity sensor were used. The UÇŞID (Remote Monitoring and Control Environmental Conditions) system with four dry contact inputs, allows the simultaneous operation of four detectors and sensors that provide open/closed output such as gas detector, water leakage, door contact, vibration, motion or light detection. Thanks to the four dry contact outputs in the UÇŞID system, the infrastructure enabled four different devices operating independently of each other at different voltage levels to manage the operation of the device. With the support of one-wire communication and RS-485 communication protocols, external sensor connection could be made to the system. The ability to connect sensors with connectors provides the flexibility to place sensors at the desired point. UCSİD system designed is characterized by the flexibility of sensor positioning, access to the user interface without installing a program, no need for any server computers, and the ability to update the program remotely. The system has successfully passed the tests in general.