Aviron Systems, zorlu iklim koşullarında çalışabilen, çoklu sensör entegresine sahip ve uzaktan yönetilebilir bir gömülü sistem geliştirdi. Sistem, meteorolojik ve hidrolojik verilerin gerçek zamanlı toplanmasını ve iletilmesini sağlıyor.

Hakkında

Bu proje, iç ve dış çevre koşullarına dayanıklı, modüler ve genişletilebilir bir ölçüm platformu olarak tasarlandı. Deniz, göl ve nehirlerde uzun süreli konuşlanabilen bu şamandıra sistemi; sıcaklık, nem, rüzgar, akıntı, dalga, pH, oksijen, iletkenlik gibi çok sayıda parametreyi eş zamanlı olarak ölçebilmektedir. Tüm sistem, Embedded Linux üzerinde çalışan özel yazılımımızla yönetilmektedir.

Zorluklar

Projenin en önemli zorlukları, açık deniz gibi zorlu ortamlarda uzun süreli çalışabilecek bir donanımın geliştirilmesi ve bu donanıma gömülü sistem yazılımının entegre edilmesiydi. Güneş paneliyle çalışan, suya dayanıklı ve enerji verimli bir mimari kurulması gerekiyordu. Ayrıca çok sayıda farklı sensörün aynı anda çalışabilmesi için güvenilir bir haberleşme altyapısı sağlanmalıydı.

Sunulan Katma Değer

Geliştirilen sistem sayesinde farklı sensörlerden gelen veriler Linux tabanlı çekirdek üzerinde işlenip ön analizden geçirilerek MQTT protokolü ile bulut ortamına aktarılıyor. OTA (Over-the-Air) özelliğiyle sahadaki cihazlara yazılım güncellemeleri uzaktan yapılabiliyor. IP67 sınıfı dış koruma ve optimize edilmiş enerji tüketimi ile sistem, 60 güne kadar bakım gerektirmeden çalışabiliyor.

Geliştirme Süreci

Müşterimiz, uzun süreli çevresel ölçüm için dayanıklı ve uzaktan erişilebilir bir sistem talep ettiğinde, ilk adım olarak kapsamlı bir ihtiyaç analizi gerçekleştirdik. Proje sürecimiz aşağıdaki gibi ilerledi:

Donanım seçiminde, -40°C ile +85°C arası çalışabilen endüstriyel bileşenler tercih edildi. PCB tasarımı çok katmanlı olarak yapıldı ve su geçirmezlik için konformal kaplama uygulandı. Elektriksel arayüzler RS-485, UART ve I2C üzerinden sağlandı.

Yazılım tarafında, Yocto ile özel bir Linux imajı oluşturduk. Geliştirdiğimiz yazılımda; veri toplama, ön işleme, zaman damgalama, loglama ve bulut ile veri senkronizasyonu özellikleri bulunuyor. Ayrıca sistemde sahadan gelen verilerde yaşanabilecek iletişim kopmalarına karşı tampon bellekleme mekanizması geliştirildi.

Test aşamasında ise sahada gerçek koşullar altında 45 gün boyunca aralıksız testler gerçekleştirdik. Elde edilen verilere göre sistemin enerji verimliliği ve haberleşme sürekliliği başarıyla sağlandı. Test süreci sonunda cihazın tüm donanım ve yazılımı stabil şekilde çalıştı.

Sistem Nasıl Çalışıyor?

Ölçüm şamandırası; üzerinde bulunan çeşitli sensörler aracılığıyla meteorolojik ve hidrolojik verileri toplar. Bu veriler Embedded Linux üzerinde çalışan kontrol birimi tarafından işlenir, zaman damgası ile kaydedilir ve LTE veya LoRa haberleşme modülü üzerinden merkeze iletilir. Şamandıra aynı zamanda güneş enerjisiyle şarj olan bir batarya sistemine sahiptir ve enerjisini optimize eden güç yönetimi algoritmalarıyla çalışır.