Pamukkale University Journal of Engineering Sciences

486-491

Authors: Muhammet Nuri SEYMAN

Öz: Öz Çok taşıyıcılı kod bölmeli çoklu erişim gibi yüksek hızlarda veri iletimini sağlayan çok taşıyıcılı haberleşme sistemlerinde semboller arası girişim ve kanallar arası girişimi önlemek için çevrimsel ön takıdan faydalanılır. Bu yüzden çevrimsel ön takı uzunluğunun uygun bir şekilde belirlenmesi, sadece hata performansını artırmayacak aynı zamanda da sembol enerjisindeki azaltmaları da engelleyecektir. Bu çalışmada çevrimsel ön takı uzunluklarının belirlenmesi için yeni bir meta-sezgisel algoritma olan ateş böceği algoritması önerilmiştir. Önerilen bu algoritmayı kullanarak, Genetik Algoritmalar ve 1/8 oranlı çevrimsel ön takı kod uzunluklu sistemlere göre daha iyi bit hata oranları elde edilmiştir. Parametre sayısının az ve performansının Genetik Algoritmalara göre yüksek olması nedeniyle bu algoritma çok taşıyıcılı kod bölmeli çoklu erişim sistemlerinde çevrimsel ön takı boyutlarının adaptif olarak belirlenmesinde kullanılabilir. Anahtar kelimeler: MC-CDMA, Çevrimsel ön takı, Ateş böceği algoritması, Genetik algoritmalar Abstract: Cyclic prefix is utilized to prevent inter symbol interference and inter carrier interference in multi carrier communication systems such as multi-carrier code division multiple access that provides high speed data transmission. Therefore determination of the cyclic prefix length properly, not only increases the error performance but also prevents the reduction in symbol energy. In this work, the fire fly algorithm which is a new meta-heuristic algorithm, is proposed to determine the CP length. By using the proposed algorithm, the better bit error rate in comparison with Genetic Algorithms and 1/8 rate cyclic prefix systems was obtained. Due to the less parameters and high performance of this algorithm over Genetic Algorithms, it can be used in multi carrier code division multiplexing systems to determine the cyclic prefix length adaptively.

497-503

Authors: Serdar KÜÇÜK, Umut MAYETİN

Öz: Kasların elektriksel aktivitelerinin ölçülmesine elektromiyografi (EMG) denir. Klinik tedavi süreçlerinde ve biyomedikal araştırmalarda kullanılmaktadır. Bu çalışmada önkol kasları üzerinden elde edilen yüzey EMG sinyalleri kullanılarak bir mobil robotun kablosuz kontrolü gerçekleştirilmiştir. Üç kanaldan eş zamanlı olarak alınan EMG sinyalleri sayısal filtrelerle işlenmiş, kablosuz ortam üzerinden mobil robot kontrol devresine aktarılmıştır. Kontrol devresi, el-bilek hareketlerinden elde edilen işlenmiş veriler ile mobil robotun yön ve hız kontrolünü gerçekleştirmektedir. Son olarak kullanılan sayısal filtrelere ait frekans cevapları ve işlenmiş EMG sinyallerine ait zaman grafikleri çalışma içerisinde verilmiştir. Anahtar kelimeler: Önkol kasları, EMG sinyali, Devre tasarımı, Sayısal filtre, Frekans cevabı Abstract: Electromyography (EMG) is the measurement of electrical activities of muscles. It is used for clinical health processes and biomedical researches. In this study, control of a mobile robot is performed by using EMG signals obtained from forearm muscles. EMG signals simultaneously obtained from three channel are processed with digital filter and transferred to mobile robot control circuit via wireless way. Control circuit using processed signals obtained from hand-elbow movements performs direction and velocity control of the mobile robot. Finally, frequency responses of digital filters and time graphs of processed EMG signals are given in the study.

512-518

Authors: Ersan KABALCI, Rıdvan CANBAZ

Öz: Öz Günümüzde yaygın olarak kullanılan çok seviyeli Eviriciler (ÇSE) için giriş tarafındaki gerilim seviyeleri önemli bir sınırlayıcı olmaktadır. Yüksek güçlü enerji sistemlerinde, iki seviyeli eviricilerde kullanılacak anahtarlama elemanının gücünün yetersiz kalması, çıkış dalga şeklinin sinüzoidalden uzak olması ve düşük gerilim üretilmesinden kaynaklı transformatör kullanılması klasik iki seviyeli eviricilerin dezavantajlarındandır. Ayrıca iki seviyeli eviricilerde toplam harmonik distorsiyonunu (THD) azaltmak için yüksek anahtarlama frekansının kullanılması anahtarlama kayıplarını arttırmaktadır. Bu çalışmada, asimetrik eviricinin THD oranını düşürmek ve şebeke bağlantısını gerçekleştirmek için Matlab/Simulink ortamında modelleme yapılmıştır. Çalışma kapsamında, üçlü besleme gerilimi yapısında asimetrik H-köprü evirici modellenmiş ve sinüzoidal darbe genişlik modülasyonu (SDGM) kontrol algoritması ile anahtarlama işaretleri üretilmiştir. Eviricinin şebeke bağlantısı, geliştirilen PI kontrol algoritması ve PLL kontrol algoritmalarıyla denetlenmiştir. Tasarlanan PI ile elde edilen sonuçlarda THD oranının düştüğü görülmektedir. Ayrıca sistemin açık döngüye göre dinamik ve hızlı çalıştığı gözlemlenmiştir. Sistem hem açık döngü çalıştırılarak hem PI kontrolcü ile hem de PI-PLL ile çalıştırılarak THD oranları incelenmiş ve önerilen tek fazlı şebeke etkileşimli evirici kontrol yöntemi doğrulanmıştır. Yapılan çalışmalar sonucunda sistemin kontrolünde PI ve PI-PLL kontrollerinden elde edilen sonuçların yaklaşık aynı olduğu ancak PI-PLL kontrol yönteminin daha verimli sonuçlar sağladığı görülmüştür. Ayrıca, tasarlanan PLL yöntemiyle karışık kontrol yöntemlerine ve algoritmalara ihtiyaç olmadan sistem şebekeye bağlanmıştır. Anahtar kelimeler: Asimetrik evirici, PI kontrolcü, PLL kontrolcü, Güneş enerjisi, Toplam harmonik distorsiyonu Abstract: The supply voltage levels of the multilevel inverters (MLIs) that are widely used nowadays are the significant limiting parameters. The major drawbacks of conventional two-level inverters used in the high power systems are the insufficient switch power against the power range, non-sinusoidal output waveforms, and increasing line transformer requirements. Furthermore, the higher switching frequency requirement to reduce the total harmonic distortion (THD) increases the switching losses. This study presents the design and analysis of a controller that is performed by using Matlab/Simulink environment. The asymmetrical MLI topology is constituted in trinary DC supply structure, and the switching frequencies are generated in sinusoidal pulse width modulation (SPWM) scheme. The grid connection of the inverter is controlled by the implemented proportional-integral (PI) controller and phase locked loop (PLL) control algorithm. The proposed control method is compared to conventional controllers in terms of THD rates and observer structure. It is observed that the designed PI controller decreases the THD ratio, with higher dynamic response. The improved control mechanism is tested under open-loop, PI controlled, and PI-PLL controlled structures to determine the THD ratios where the proposed single phase grid-tied control method is verified. The performed analysis results have shown that the PI and PI-PLL controllers provide almost same result, but the PI-PLL controller draws faster dynamic response comparing to PI control algorithm. Besides, the proposed PLL controller ensures the grid connection of inverter without complex control methods or complex algorithm requirement.

527-531

Authors: Alaa ELEYAN, Abubakar M. ASHIR

Abstract: In this paper, a new approach has been proposed for improved facial expression recognition. The new approach is inspired by the compressive sensing theory and multi-resolution approach to facial expression problems. Initially, each image sample is decomposed into desired levels of its pyramids at different sizes and resolutions. At each level of the pyramid, features are extracted using a measurement matrix based on compressive sensing theory. These measurements are concatenated together to form a feature vector for the original image. The results obtained from the approach using three distance measurement classifiers (Manhattan, Euclidean, Cosine) and support vector machine are impressive and outperforms most of its counterpart algorithms in the literature using the same databases and settings. Öz: Bu makalede, geliştirilmiş yüz ifadesi tanıma için yeni bir yaklaşım önerilmiştir. Bu yeni yaklaşım sıkıştırma algılama teorisinden ve yüz ifadesi problemine çoklu çözünürlük yaklaşımından esinlenmektedir. Başlangıçta, her bir görüntü örneği farklı boyutlarda ve çözünürlüklerdeki piramitlerin istenilen seviyesine ayrıştırılmaktadır. Piramidin her seviyesinde, özellikler sıkıştırma algılama teorisine dayanan bir ölçüm matrisi kullanılarak ayrıştırılmaktadır. Bu ölçümlerin tamamı orijinal görüntü için bir özellik vektörü oluşturmak için bir araya getirilmektedir. Üç uzaklık ölçümü sınıflandırıcısı (Manhattan, Öklid, kosinüs) ve destek vektör makinesi kullanımından elde edilen sonuçlar, aynı veri tabanları ve ayarlarının kullanıldığı literatürdeki benzer algoritmaların çoğundan daha etkileyici ve iyidir. Anahtar kelimeler: Yüz İfade tanıma, Sıkıştırma algılama, Görüntü piramidi

536-542

Authors: İkram ORAK, Adem KOÇYİĞİT

Abstract: Metal-insulator-semiconductor (MIS) structures have great interest for their good applications in electronic and optoelectronic. Their importance can be attributed that they have storage layer property, capacitance effect and high dielectric constant. For this reason, two samples of Si3N4 layers were deposited with plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD) technique on p-type Si; first is about 5 nm thickness and the other is about 50 nm. The thicknesses of Si3N4 were adjusted by an ellipsometer. The thickness effect of Si3N4 layers on the Al/Si3N4/p type Si contact was studied with the capacitance-voltage (C–V) and conductance–voltage (G-V) characteristics of the contact at the frequency range from 10 kHz to 1 MHz and applied bias voltage from −5 V to +5 V at room temperature. In each contact having different insulator layers, capacitance values decreased and conductance values increased with increasing frequencies. The interface states (N_ss), the effect of series resistance (R_s), barrier height (Φ_b) and carrier concentration (N_a) were found from the capacitance-voltage (C–V) and conductance–voltage (G-V) measurements and explained in the details. To determine memristor behavior of the Al/Si3N4/p type Si contact, dual C-V and G-V measurements were performed at 500 kHz and the room temperature, and the results were compared for 5 nm and 50 nm thicknesses layers. Consequently, changing of Si3N4 layer thickness influenced properties of the contacts, and these two contacts have memristor behavior and, they can be used and improved as memory devices in the future. Öz: Metal-Yalıtkan-Yarıiletken (MIS) yapılar elektronik ve optoelektronikteki iyi uygulamalarından büyük ilgiye sahiptirler. Bu yapıların önemi tabaka depolama özelliği, kapasitans etkisi ve yüksek dileketrik sabitlerine sahip olmalarına dayandırılabilir. Bu yüzden Si3N4 tabakalı iki adet numune plazma destekli kimyasal buhar biriktirme (PECVD) yöntemiyle birinin kalınlığı 5 nm diğerinin kalınlığı 50 nm olacak şekilde p-tip Si üzerine büyütüldü. Si3N4 tabakasının kalınlığı bir elipsometreyle kontrol edildi. Al/Si3N4/p tip Si kontağın üzerine Si3N4 tabakasının kalınlık etkisi 10 kHz-1 MHz frekans değerleri için -5 V’tan +5 V voltaj aralığında yapıların kapasitans-voltaj (C–V) ve iletkenlik-voltaj (G–V) karakteristikleri ile oda sıcaklığında araştırıldı. Farklı kalınlığa sahip kontakların her bir durumda kapasitans değerlerinin artan frekansla azaldığı ve iletkenlik değerlerinin arttığı tespit edildi. Ara yüzey durumları (N_ss) ve Seri direnç (R_s) etkileri, bariyer yüksekliği (Φ_b) ve taşıyıcı yoğunluğu (N_a) kapasitans-voltaj (C–V) ve iletkenlik-voltaj (G–V) karakteristikleri karakterizasyonlardan elde edildi ve açıklandı. Ayrıca 5 nm ve 50 nm kalınlık değerindeki tabakalar için 500 kHz frekansta çift yönlü C-V ve G-V karakterizasyonlarından elde edildi ve kıyaslandı. Sonuç olarak, Si3N4 tabakasının kalınlık değişiminin kontakların özelliklerini etkilediği görüldü ve bu kontakların Memrezistör yapısına sahiptirler ve gelecekte hafıza aygıtları için kullanılabilir ve geliştirilebilirler. Anahtar kelimeler: Al/Si3N4/p- Si, Schottky, Kapasitans özelliği, MIS, Kalınlık etkisi

550-558

Authors: Yalçın ALCAN, Ali ÖZTÜRK, Hasan DİRİK, Memnun DEMİR

Öz: Güç sistemleri üzerine yapılan çalışmaların en önemli konularından biri toplam kayıpların azaltılmasıdır. Esnek A. A. iletim sistemleri (FACTS) bu amacın gerçekleştirilmesinde önemli bir araç olarak öne çıkmaktadır. Statik Senkron Kompanzatörler (STATCOM), söz konusu FACTS yapılarının çalışması bakımından arasında en esnek ve gelişmiş olanlarıdır. Bir güç sistemindeki toplam kayıplar STATCOM’un bağlı bulunduğu baranın konumu ve tepkin güç çıkış değerine göre değişir. Bu çalışmada dört farklı sezgisel algoritma kullanılarak güç sistemi kayıplarının minimumunu elde etmeyi sağlayacak en iyi STATCOM konumunun ve çıkış değerinin belirlenmesi ve böylece algoritmaların karşılaştırılması amaçlanmıştır. Kullanılan sezgisel yöntemler sırasıyla Yerçekimsel Arama Algoritması (YAA), Parçacık Sürü Optimizasyonu (PSO), Yapay Arı Kolonisi Algoritması (YAK) ve Karınca Kolonisi Algoritması (KKA) yöntemleridir. Yöntemler IEEE’nin 14 baralı test sistemine uygulanarak en az sistem kayıplarının elde edilebildiği STATCOM konumları ve bu konumlardaki STATCOM tepkin güç çıkış değerleri bulunmuştur. Elde edilen sonuçlar en uygun değeri bulma ve yakınsama hızı bakımından karşılaştırılmış ve tartışılmıştır. Anahtar kelimeler: Optimal konum, STATCOM, Yerçekimsel arama algoritması, Parçacık sürü optimizasyonu, Yapay arı kolonisi, Karınca kolonisi algoritması Abstract: One of the most important issues of studies that have been done on the power systems is loss reduction. Flexible A. C. transmission systems (FACTS) give significant opportunities to realize this aim. Static Synchronous Compensators (STATCOMs) are the most flexible and sophisticated structure as compared to the other FACTS devices in terms of operation. Total losses of a power system change according to the location and reactive power output of STATCOM. In this work, it is aimed to find optimum location and output value of a STATCOM that provide minimum losses of power system by using four different heuristic algorithms and to compare these algorithms. Heuristic algorithms that are used in this paper are Gravitational Search Algorithm (GSA), Particle Swarm Optimization (PSO), Artificial Bee Colony (ABC) and Ant Colony Algorithm (ACA) respectively. These methods were applied to IEEE-14 bus test system, and optimum locations and output values of STATCOMs that provide minimum losses have been found. Also, results of all methods are compared and discussed in terms of finding proper value and convergence speed.

566-572

Authors: Atilla ERGÜZEN, Kadir EROL

Öz: WebRTC (Web-based real time communication) web tabanlı gerçek zamanlı ses, video ve veri iletişimine olanak sağlayan açık kaynak iletişim projesidir. Bu çalışmada WebRTC teknolojisi kullanılarak geliştirilen Sanal Ders uygulaması ile sanal sınıf ortamlarının getirdiği etkileşim eksikliği, öğrencinin çevrimdışı takip ettiği derslerde sorularına karşılık bulmada yaşadığı zorluklar, uygulama için eklenti ve benzeri program kurulumu ihtiyaçları, platform ve sistem bağımlılığı gibi olumsuzlukların giderilmesi hedeflenmiştir. Bu uygulamada; tek bir HTML5 uygulaması ile belirlenen bir zamanda internet bağlantısının olduğu herhangi bir yer ve cihazda hiçbir ek yazılım veya eklentiye gerek duyulmadan kesintisiz anlık sesli ve görüntülü iletişim kurabilecek bir sanal sınıf ortamı sağlanabilmektedir. Ayrıca eğitmen ve katılımcılar arasındaki etkileşimin arttırılması amacıyla anlık mesajlaşma, doküman paylaşım ve sunumu ile beyaz tahta uygulaması da eklenmiştir. Sanal Ders ile eğitiminde mekâna ve cihaza bağlı kalmadan özgür bir ortam sağlanabilmektedir. Böylece hem eğitimde eşitlik hem de zaman ve maliyet tasarrufu sağlanabilmektedir. Anahtar kelimeler: Web tabanlı gerçek zamanlı veri aktarımı, WebRTC, Sanal sınıf, Mobil, HTML5 Abstract: WebRTC is an open source communication project which provides the communication of web based real time sound, video, and data. In this study, some difficulties are analyzed and eliminated with the application of Sanal Ders developed by using WebRTC technology. These difficulties can be listed as follows: the lack of real communication in virtual classroom environments, the issues that the students studying offline face while they get no responses to their questions, the requirement for new plug-ins or the program installations, the dependency to the system and platform. This application provides the virtual classroom environment that has an instant and continuous voice and visual communication with only an HTML5 application during the specified time period and place. The device connected to the internet is sufficient and no additional software and plug-ins are required. Instant messaging, document sharing and presenting, and white board application are also added to increase the communication facilites between the instructor and participants. Use of Sanal Ders enables to create free environments from place and device in educational process. This framework improves the education by both creating equality and providing efficiency in time and cost.

581-587

Authors: Mehmet Hilal ÖZCANHAN

Öz: Günümüzde inşa edilen yeni binalar, içerilerine eklenen gömülü sistemler vasıtasıyla akıllı hale getirilmektedir. Bunun yanında, tüm dünyadaki gibi yurdumuzda da akıllı bina kullanıcılarına sağlanan avantajları ortalama alım gücüne sahip kullanıcılara da sağlanmak amacıyla, yüksek maliyeti olmayan akıllı giriş kapı çözümleri sunulmaya başlanmıştır. Bu çalışmada hem yeni binaların giriş kapıları, hem de mevcut giriş kapılarının güvenliğini ve işlevselliğini artırıcı akıllı kapı eklentisi önerisinde bunulmaktadır. Çalışmamız gömülü sistem donanımı ve yazılım öğeleri içermektedir. Öneri, Arduino platformuna dayalı somut bir prototip tasarımı ve pilot bir uygulama ile desteklenmektedir. Yazılım kısmında hem sunucu hem de istemci yazılımları geliştirilmiştir. Özetle, sistem ev sahibi evde olmadığı zamanlarda kapısını çalanla uzaktan görüşme olanağına ve tercih ettiği takdirde ziyaretçilerle ilgili tecrübe ve bilgileri diğer gönüllü sosyal paydaşlarla karşılıklı paylaşarak, gelişmelerden önceden haberdar olma avantajlarına kavuşturulmaktadır. Önerilen çözüm Nesnelerin İnternet’ine somut bir örnek teşkil etmekle kalmamakta, günümüzün sosyal paylaşım düşkünlüğünü bir avantaja dönüştürmektedir. Tasarıma uygun olarak üretilen bir sistem ile yapılan testler ve sonuçları da bu çalışmada takdim edilmektedir. Önerilen tasarım benzer çözümlerle kıyaslanmakta ve kıyaslama sonuçları tartışılmaktadır. Planlanan ileriki çalışmalar da sonuçtan sonra ortaya konmaktadır. Anahtar kelimeler: Akıllı evler, Akıllı kapılar, Gömülü sistemler, Güvenlik Abstract: Today’s newly constructed buildings are being turned into intelligent homes, by the addition of embedded systems into them. In order to provide advantages similar to intelligent home users in our country, relatively lower cost intelligent entry door solutions are being offered to middle class consumers, as in other countries. In present work, a new intelligent door accessory is proposed which increases the security and functionality of both new and already installed doors. Our work involves embedded system hardware and software components. The proposal is supported by a prototype design based on the Arduino platform and a concrete pilot application. The software part contains both a server and a client application. In brief, the system provides the house owner with the opportunity to remotely meet the person knocking at the door and the advantages of obtaining in advance information about visitors, by sharing preferred information reciprocally with other social group members. The presented design is not only a concrete example for Internet of Things technology, but it also turns the social media frenzy into an advantage. In this paper, the tests conducted on a system produced according to the proposed design and the test results are also presented. The proposed solution is compared with similar solutions. The comparison results are discussed and the planned future work is put forward, after the conclusion.

597-601

Authors: Mehmet Sıddık AKTAŞ

Abstract: NoSQL-based big data storage platforms provide similar fundamental big data management functionalities in addition to various other functionalities that differ for each platform. For example, document-oriented NoSQL big data storage platforms are commonly used for organizing and managing documents, while graph-based databases are designed for data whose relations are represented by graphs. In turn, different NoSQL-based platforms are often used together, as each provides distinct capabilities. Within this study based on our literature review, it is seen that a hybrid platform, which could perform real-time monitoring tasks on top of different big data NoSQL platforms, is lacking. In order to address this issue, this paper proposes a novel system architecture. The proposed system architecture runs as a piece of add-on software one layer above the NoSQL platforms and provides monitoring tasks on these platforms. Within the research, a prototype of the recommended system architecture is made and the testing results are provided in detail. The prototype of the proposed architecture focused on monitoring the system's distributed structure and data structure, memory usage, and disk usage. In order to prove the practical usage of the proposed system architecture, various performance experiments were applied to the prototype application. In this paper, we report on the promising results of the performance experiment. Öz: Büyük Veri NoSQL saklama platformları, aynı temel fonksiyonel özellikleri sağlamakla birlikte, birbirlerinden ayrılan geniş özellik setleri de sunabilmektedir. Örneğin, doküman-tabanlı NoSQL saklama ortamları dokümanların organizasyonu için kullanılırken, çizge veri tabanları, veriler arasındaki ilişkilerin çizgeler olarak tanımlanabildiği veriler için kullanabilmektedir. Bunun sonucu olarak, farklı platformlar, sağladıkları ayrıştırıcı işlevselliklerinden dolayı birlikte kullanılabilmektedir. Ancak, farklı büyük veri saklama platformları üzerinde gerçek zamanlı olarak izleme işlemlerini yapabilecek, tek bir programlama ara yüzü üzerinden kullanılabilen, bir platformun eksikliğinin olduğu görülmektedir. Bu eksikliği gidermek amacıyla, bir sistem mimarisi önerilmektedir. Önerilen sistem birbirinden farklı NoSQL platformları üzerinde üzerinde eklenti olarak çalışmakta ve izleme işlemlerinin yapılabilmesine olanak sağlamaktadır. Çalışma kapsamında önerilen sistem mimarisinin prototipi gerçekleştirilmiştir ve elde edilen deneyim detaylarıyla sunulmaktadır. Prototip uygulama, sistemin dağıtık mimari yapısını ve veri yapısını, bellek kullanımını ve sabit disk kullanımını takip etmek odaklı olarak geliştirilmiştir. Önerdiğimiz sistem mimarisinin doğruluğu ve pratik kullanımını ortaya koymak amacıyla prototip uygulama üzerinde performans testleri uygulanmış ve olumlu olarak elde edilen sonuçlar paylaşılmıştır. Anahtar kelimeler: NoSQL, Büyük veri, Hibrit platform, İzleme platformu, Hibrit mimari yapısı, Büyük veri yönetimi

614-621

Authors: Kadir TOHMA, Yakup KUTLU, İpek ABASIKELEŞ TURGUT

Öz: Kablosuz algılayıcı ağlarda(KAA) düğümlerin nasıl ve ne şekilde haberleşeceklerinin yanı sıra baz istasyonu konumlandırması da ağın enerji verimli olması, ağ yaşam süresinin uzatılması ve bunlara bağlı olarak gönderilecek paket sayısının artırılmasında önemli bir etkiye sahiptir. Bu çalışmada, ağda yer alan düğümlerin konumu ile beraber enerjilerini de hesaba katan minimum hareketli yeni bir dinamik baz istasyonu konumlandırma algoritması önerilmiş ve bu algoritmanın başarımı hem K-means ve K-medoid gibi kümeleme algoritmaları üzerinde hem de HEED hiyerarşik protokolü üzerinde çeşitli KAA parametreleri kullanılarak ayrıntılı bir şekilde incelenmiştir. OMNeT++ ile simülasyonu yapılan çalışmanın sonucunda, dinamik baz istasyonu kullanımı sayesinde, sabit baz istasyonu konumlandırmasına göre ağ yaşam süresinde maksimumda %119.2’ye baz istasyonuna ulaşan paket sayısında ise maksimumda %262.6’ya varan performans iyileştirmeleri sağlanmıştır. Anahtar kelimeler: Kablosuz algılayıcı ağlar, Dinamik baz istasyonu, HEED, K-means, K-medoid Abstract: The type of communication between the nodes in wireless sensor networks (WSN) as well as the placement of the base stations has an important role on obtaining energy efficiency, prolonging the network lifetime and dependently increasing the number of forwarded packages in network. This study suggests a new dynamic placement algorithm for base stations, which considers both the location and the energy level of the nodes with minimum movements. The performance of this algorithm is investigated comprehensively on different kinds of clustering algorithms such as K-means and K-medoid as well as HEED by using various WSN parameters. The simulations are conducted using OMNeT++ simulation environment and the results show that the proposed dynamic base station positioning algorithm yields better performance than stable base station positioning, which reaches up to 119.2% and 262.6% on network lifetime and the number of arrived packages to the base station, respectively.

628-636

Authors: Bilal BABAYİĞİT, Sema HASPAYLAN

Öz: Son on yılda doğa olaylarından esinlenerek çeşitli sürü zekasına dayalı optimizasyon teknikleri geliştirilmiştir. Kabul edilebilir bir sürede optimuma yakın çözümler üretebilen bu teknikler, fen ve sosyal bilimlerdeki birçok problemin çözümünde başarıyla uygulanmıştır. Havai Fişek Algoritması (HFA), havai fişeklerin patlamalarından esinlenilmiş yeni bir sürü zekası algoritmasıdır. Oldukça yeni sayılabilecek bu teknik, çok çeşitli problemlerde başarılı bir şekilde kullanılmış ve özellikle parçacık sürü optimizasyonu, karınca koloni ve genetik algoritma gibi tekniklere göre daha iyi sonuçlar elde edilmiştir. Elde edilen başarılı sonuçlara rağmen, HFA optimum çözüme ulaşmak için uzun zamana ihtiyaç duymaktadır. Bu hesaplama zamanı yetersizliğini giderebilmek amacıyla bu çalışmada turnuva seçimi kullanan bir HFA önerilmiştir. Turnuva seçme operatörüne sahip HFA’nın başarımı 15 adet nümerik optimizasyon probleminde test edilmiştir. Deneysel sonuçlar önerilen HFA’nın klasik HFA’ya göre hesaplama zamanı ve çözüm kalitesinde önemli performans iyileşmeleri sağladığını göstermiştir. Anahtar kelimeler: Sürü zekası, Optimizasyon teknikleri, Nümerik optimizasyon Abstract: In recent decade, several nature-inspired swarm intelligence-based optimization techniques have been improved. These techniques, which give solutions close to optimum in an acceptable time, have been applied successfully to solve the problems in science and social sciences. Fireworks Algorithm (FA), inspired by observing fireworks explosion, is a new swarm intelligence algorithm. This relatively new technique has been utilized to tackle diverse problems and obtained better performance than other popular techniques such as particle swarm optimization, ant colony, and genetic algorithm. Despite the good results obtained, FA requires long computation time to achieve the optimum solution. To eliminate long computation time drawback of FA, in this study, a FA using tournament selection is proposed. The performance of the proposed FA, which involves tournament selection operator, is tested on well-known 15 numerical optimization problems. Experimental results reveal that proposed FA has a significant performance improvement in term of computation time and solution quality in comparison with original FA.