Günümüzde GPS teknolojisi sayesinde akıllı telefon, tablet ve navigasyon cihazların kullanımı ile hem konum tespiti yapılıp hem de gidilmesi planlanan hedefe en kısa, en hızlı ve trafiksiz yoldan gidilebiliyor.
GPS açık havada gayet memnun edici sonuçlar verse de kapalı ortamlarda maalesef durum böyle değil. Kapalı alanlarda konum tespiti probleminin çözümü uzun zamandır aranıyor ve bu konuda yapılan çalışmalar her geçen gün artıyor.
- Alışveriş merkezleri, müzeler ve havaalanları gibi büyük kapalı mekanlarda yer yön tayin etme,
- Kapalı mekandaki hedefe olan en kısa yolu hesaplama ve böylece istenilen ürün ile hizmete zaman kaybetmeden varma,
- Konum bazlı reklam ve fırsat gösterme,
- Kapalı mekandaki en yakın danışmaya, personele ulaşma,
- Görme engelli ziyaretçilerin yönlendirilmesi,
- Müzeler içerisinde sergilenen eserlerin yanına yaklaşınca bu nesneler hakkında otomatik olarak bilgi verilmesi gibi ihtiyaçları karşılayacak altyapıların temelinde kapalı alan konum tespiti yer alıyor.
Kapalı alan yer tespiti teknolojisinde bir kaç farklı yöntem bulunuyor. Konum tespit modülleri ile kapalı mekanlarda, kullanıcıların yerlerinin tespit edilip gerekli işlemlerin yapılması sağlanıyor. Şimdi kapalı alanlarda konum tespiti için kullanılan teknolojik altyapılara göz atalım;
1) Bluetooth Low Energy ( BLE )
BLE altyapısı genellikle 1 tip cihazdan oluşur; BLE Beacon(fener). Beacon’ların da tek bir görevi mevcuttur, periyodik olarak varlıklarını duyurmak.
BLE Beacon’ların çalışma mantığı kısaca şöyle açıklayabiliriz;
- Beacon periyodik olarak tüm BLE destekleyen cihazların alabileceği bir mesaj gönderir. Bu mesajın içinde kimlik bilgisini (ID), sinyal kalitesi bilgisini (RSSI) gönderir.
- Akıllı telefondaki uygulama Beacon’ın mesajını alır, mesajın içindeki RSSI bilgisine ve kendisi mesajı alırken ölçümlediği RSSI bilgisine göre Beacon’a olan uzaklığını yaklaşık olarak hesaplar. Kimlik bilgisine göre hangi nesneye/ürüne/reyona yaklaştığını öğrenir.
- Uygulama hesaplama ile edinilen bu yakınlık bilgisine göre aksiyon alır. Örneğin müşteri markette bir reyona yaklaşmış ise ilgisini çekebilecek ürünlerle ilgili bilgi verilir, Ziyaretçi müzede bir esere yaklaşmış ise eser ile ilgili bilgiler ziyaretçiye sunulur.
BLE teknolojisinin burada bahsedeceğimiz diğer teknolojilere göre bazı avantajları mevcuttur;
- Akıllı telefonların hemen hemen hepsinde BLE desteği olması itibari ile kullanıcının ayrıca bir donanım taşımasına gerek kalmaz. Kullanıcının ilgili uygulamayı telefonuna kurması ve Bluetooth özelliğini aktif tutması yeterli olur.
- Altyapısal ihtiyaçların diğer teknolojilere nazaran daha az olması, bu teknolojinin %60 kadar daha ucuza mal olabilmesini sağlıyor.
- BLE Beacon’ların tek yaptığı iş, periyodik olarak varlıklarını duyurmaktır. Beacon’lar kendi içlerinde bir ağ kurmazlar, ağ yönetimi için efor sarf etmezler. Böyle olunca diğer altyapılardan %50 - %90 oranında daha az güç tüketirler ve kurulumları çok daha basittir.
2) ZigBee 
ZigBee sistemi 3 farklı cihazdan oluşur. Bu cihazlar koordinator, yönlendirici ve son nokta cihazıdır. Bu sistemin çalışma şeklini de kısaca şöyle özetleyebiliriz;
- Zigbee cihazları kullanıldığı göreve göre 3 farklı tipten biri olarak seçilir.
- Sistem üzerinde sadece 1 tane koordinatör bulunur ve bu cihaz sistemde bulunan yönlendiricilere ek olarak, sistem ağının içine yeni bir cihaz ekleyip var olan bir cihazın sistem çıkışını sağlar.
- Yönlendirici ve koordinatörler son nokta cihazına bilgilerini ve RSSI (sinyal kalite bilgisini) gönderir.
- Son nokta cihazı ise bu cihazlardan gelen bilgileri alır ve üçgenleme yaparak kendi konum bilgisini hesaplar. Hesapladığı bu bilgiyi Bluetooth desteği varsa Bluetooth modülü yardımıyla konumun gösterileceği cihaza gönderebilir.
- Üçgenleme kısaca; dairelerin, kürelerin veya üçgenlerin geometrisini kullanarak mesafelerin ölçülmesiyle noktaların mutlak veya yaklaşık konumlarının belirlenmesi sürecidir.
- Son olarak hesaplanan pozisyon akıllı cihaz üzerindeki uygulamada gösterilir.
Zigbee’nin diğer yöntemlere göre avantajları şu şekilde sıralanabilir;
- Zigbee en küçük data rate’e sahip olduğu için güç tüketimi daha azdır, böylece daha uzun süreli çalışabilen bir sistemdir.
- Zigbee 10-100 metre aralığında çalışabilir.
- Cihazlar kendi ağını kurduğu için takip edilen kullanıcıların hepsi tek bir arayüzde görülebilir.
3) Giyilebilir Adım Takip Cihazı
Kapalı alanda yaya konumlaması yapabilen ve harekete duyarlı (dead reckoning) karmaşık yapılı bir sistem olan giyilebilir adım takip sisteminde iki kısım vardır. Bu kısımlardan biri AÖB (Ataletsel Ölçüm Birimi) ve diğeri manyetometrelerin entegrasyonu ile oluşturulan entegre navigasyon sistemidir. Her yaya kullanıcının üzerinde bir adet AÖB bulunur ve bu sistem yardımıyla yayanın veya kullanıcının bir bacağına bağlanarak kullanıcının konumunu tespit etmek üzere kullanılır.
4) LED Aydınlatma ile Yer Tespiti
LED Aydınlatma ile Yer Tespiti sistemi altyapısı, temel olarak 2 farklı kısımda anlatılabilir. İlk kısım tavana yerleştirilmiş olan LED’ler ve onları kontrol eden LED sürücü modülüdür. İkinci kısım ise LED’lerden gelen bilginin telefon, tablet veya ışıktan gelen datayı algılayabilen bir aygıt ile alınması ve konumun bulunmasını sağlayan alıcı modülden oluşur.
Bu sistemin çalışma mantığını da şöyle ayıklayabiliriz;
- Tavana yerleştirilmiş olan LED’lerin her birinin konumunun bit olarak kodlanması ve LED’lerin düzenli olarak insan gözünün algılayamayacağı bir frekansta yanıp sönmesi sağlanır.
- Her yanıp sönmede LED’ler kendi konum bilgilerini bit olarak yayınlar ve insan gözünün algılayamayacağı bir frekansta yanıp söneceği için ortamın aydınlatılması sağlanır.
- Bit olarak yayınlanan konum bilgisi bir alıcı cihaz tarafından alınır, toplanır ve alıcı cihaz üzerinde LED’lerden gelen ışığın gücü hesaplanır. Bu şekilde hangi LED’lerin yanında olduğunu tahmin edebilir.
- Uygulama gelen bu bilgiler sayesinde kullanıcının konumunu hesaplayarak konum bilgisini kullanıcıya sunar.
Bu sistemin diğer sistemlere göre bazı avantajları mevcuttur;
- Başarılı bir kapalı ortam yer tespiti sistemi aynı zamanda aydınlatma sistemi olarak da kullanılabilir.
- Sistemin çalışması için kullanıcının ek bir cihaz taşımasına gerek kalmaz.
5) UWB ile Yer Tespiti
Ultra Wide Band(UWD) teknolojisi kısaca, yüksek bant genişliğine sahip iletişim için düşük enerji kullanabilen bir sistemdir. Bu sistem kullanılarak yer tespit uygulaması kısaca şöyle çalışmaktadır;
- UWB cihazlarının arasında iletişim ağı oluşturulur. Bu ağ üzerinde iki farklı cihaz bulunur; cihazlardan biri sabit konumda bulunan mesaj gönderen verici, diğeri ise cihazdan gelen bilgiyi alarak Bluetooth ile akıllı telefon veya tablete gönderen tag’dir.
- Tag cihazları diğer yöntemlerden farklı olarak sinyal gücü yerine mesajın TOF(time of arrival/ varış zamanı) kullanarak mesafeyi daha net bir şekilde akıllı telefon veya tablete gönderir.
- Pozisyon bilgisinin hesaplanması için üçgenleme metodu kullanılır.
- Kullanıcı uygulama üzerinden kendi konumunu ve diğer kullanıcıların konumunu harita üzerinde görebilir. Kullanıldığı alandaki işleme göre uygulamadan geri dönüş alabilir.
UWB'nin diğer yöntemlere göre artıları aşağıdaki gibi sıralanabilir;
- Sinyal gücü yerine TOF kullanıldığı için pozisyon bilgisi çok daha doğru ve hızlı bir şekilde hesaplanabilir.
- Yüksek bant genişliğini kullandığı için gönderilen mesaj engellerden geçebilir böylece engel bulunan yerlerde de uygulanabilir.
Bu yazıyı okuyanlar, bunları da okudu;
Nesnelerin İnterneti(IoT) ve Sensör Uygulamaları
Her Eve Bir Güneş Enerjisi Santralı Mümkün Mü?
Etkili Bir Siber Güvenlik İçin 5 İpucu
