Güvenlik takibi için sensör füzyonlu akıllı giysi tasarımı

KARLIK, Bekir; Eşme, Engin

doi:10.17341/gazimmfd.460513

Güvenlik takibi için sensör füzyonlu akıllı giysi tasarımı

Engin EŞME, (Selçuk Üniversitesi, Kulu Meslek Yüksekokulu, Bilgisayar Programcılığı Bölümü, Konya, Türkiye)

Bekir KARLIK (Department of Electrical Engineering and Information Technology, Metropolitan University of Tirana, Rruga Sotir Kolea, Albania)

Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi

7 0

Yıl: 2019 Cilt: 34 Sayı: 3 Sayfa Aralığı: 1187 - 1200 Metin Dili: Türkçe DOI: 10.17341/gazimmfd.460513 İndeks Tarihi: 03-01-2021

Güvenlik takibi için sensör füzyonlu akıllı giysi tasarımı

Öz:

Giyilebilir teknolojiler, bulundukları ortama ait önemli verileri eş zamanlı olarak elde etme, uzağa iletme vegörüntüleme gibi işleri yerine getirirler. Arama kurtarma süreçlerine uygun olarak geliştirilecek akıllıgiysiler, personelin can güvenliğini artırabilir ve müdahalenin daha etkin olmasını sağlayabilir. Buçalışmada, kaza yerinin çevresinde bulunan hayati tehlike arz eden gazlar, ortamın oksijen miktarı, sıcaklığıve kurtarma personelinin hareketsizlik hali bilgilerinin elde edilerek uzaktan izlenebilmesi için akıllı birsistem tasarlanmıştır. Geliştirilen bu sistem ile arama kurtarma ekip amiri kaza yerine ait bilgilere dayalıolarak tehlike analizini daha detaylı bir şekilde yapabilmektedir. Sistem 2 elektrokimyasal gaz sensörü, 2metal oksit yarıiletken gaz sensörü, bir sıcaklık sensörü, bir hareket sensörü ve kablosuz haberleşen birmikrodenetleyici platformundan meydana gelmektedir. Bu geliştirilmiş prototipin geleneksel yöntemlerdenbaşlıca farkı, olay yerinde karşılaşılan gazın yanıcı patlayıcı, kimyasal sıvı buhar veya boğucu gruba aitolduğu bir makine öğrenme algoritması ile tespit edilmesidir. Sınıflama sürecinde gazların muhtemelkarışımları ve temiz hava durumu da dikkate alınarak beş adet sınıf oluşturulmuştur. Üç farklı yönteminkarşılaştırmalı deneysel çalışmaları sonucunda, k-NN yöntemi kullanılarak %94,25 sınıflandırma doğruluğuelde edilmiştir. Tasarlanan akıllı giysi, afet bölgesinin keşif sürecini, müdahalenin planlanmasını vegerçekleştirilmesini daha verimli ve güvenilir hale getirmek için kullanılabilir.

Anahtar Kelime:

Design of intelligent garment with sensor fusion for rescue teams

Öz:

Wearable technologies fulfill tasks such as acquiring important data, transmitting and displaying. Smart garments will be developed in order to increase the safety of personnel and make intervention more effective. In this study, an intelligent system has been designed for remote monitoring of the hazardous gases around the disaster area, the concentration of oxygen level in the environment, the ambient temperature and the mobility of the rescue team members. The search and rescue team leader can do the hazard analysis in more detail based on the accidental information using the developed system. The system consists of 2 electrochemical gas sensors, 2 metal oxide semiconductor sensors, a temperature sensor, a motion sensor, and a wireless communicating microcontroller platform. The main difference of this developed prototype from conventional methods is to determine by a machine learning algorithm in which the gas encountered at the incident site belongs to the flammable-explosive, chemical liquid vapor or stifling group. Five classes have been created in the classification process by taking into consideration the fresh air and possible mixtures of gases. As a result of comparative experimental studies of three different methods, 94.25% classification accuracy was obtained by k-NN using method. The proposed smart garment can be used to explore disaster area for planning and intervention processes, and to make the operation more efficient and relia.

Anahtar Kelime:

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık

1. Grosshandler, W. ve Jackson M., Acoustical Emission of Structural-Materials Exposed to Open Flames, Fire Safety Journal, 22 (3), 209-228, 1994.
2. Festag, S., False alarm ratio of fire detection and fire alarm systems in Germany – A meta analysis, Fire Safety Journal, 79, 119-126, 2016.
3. Dey, A., Semiconductor metal oxide gas sensors, A review, Materials Science and Engineering B-Advanced Functional Solid-State Materials, 229, 206-217, 2018.
4. Liu X., Cheng S., Liu H., Hu S., Zhang D., Ning H., A Survey on Gas Sensing Technology, Sensors, 12 (7), 9635-9665, 2012.
5. Gutmacher, D., Hoefer U., ve Wollenstein J., Gas sensor technologies for fire detection, Sensors and Actuators BChemical, 175, 40-45, 2012.
6. Shang L., Liu C., Tomiura Y., Hayashi K., Odorant clustering based on molecular parameter-feature extraction and imaging analysis of olfactory bulb odor maps, Sensors and Actuators B-Chemical, 255, 508- 518, 2018.
7. Ucar, A. ve Ozalp R., Efficient android electronic nose design for recognition and perception of fruit odors using Kernel Extreme Learning Machines, Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems, 166, 69-80, 2017.
8. Peng C., Yan J., Duan S., Wang L., Jia P., Zhang S., Enhancing Electronic Nose Performance Based on a Novel QPSO-KELM Model, Sensors (Bassel), 16 (4), 1- 15, 2016.
9. Jia X., Meng Q., Jing Y., Qi P., Zeng M., Ma S., A New Method Combining KECA-LDA With ELM for Classification of Chinese Liquors Using Electronic Nose, IEEE Sensors Journal, 16 (22), 8010-8017, 2016.
10. Malmivaara, M., The emergence of wearable computing, Smart Clothes and Wearable Technology, Editör: J. McCann and D. Bryson, Woodhead Publishing, Cambridge,UK, 3-24, 2009.
11. Dener, M., A Secure Monitoring System Design for Wireless Sensor Networks, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 29 (4), 745-754, 2014.
12. Community Research and Development Information Service (CORDIS), Proetex. https://cordis.europa.eu/project/rcn/80729_en.html. Yayın tarihi Ocak 31, 2010. Erişim tarihi Nisan 16, 2018.
13. Magenes G., Curone D., Caldani L., Secco E.L., Fire Fighters and Rescuers Monitoring through Wearable Sensors: the ProeTEX Project, 2010 Annual International Conference of the Ieee Engineering in Medicine and Biology Society (Embc), Buenos AiresArjantin, 3594-3597, 31 Ağustos-4 Eylül, 2010.
14. Radu T., Fay C., Lau K.T., Waite R., Diamond D., Wearable sensing application-carbon dioxide monitoring for emergency personal using wearable sensors, World Academy Sci. Eng. Technol., 3 (10), 1794-1797, 2009.
15. Michahelles F., Matter P., Schmidt A., Schiele B., Applying wearable sensors to avalanche rescue, Computers & Graphics, 27 (6), 839-847, 2003.
16. IP Firefighter, Systematic Software Engineering A/S, Whitepaper, 2003.
17. Angermann, M., Khider M., Robertson P., Towards operational systems for continuous navigation of rescue teams, 2008 IEEE/Ion Position, Location and Navigation Symposium, Monterey-Kanada, 153-158, 6- 8 Mayıs, 2008.
18. European Space Agency, iGarment Project, https://artes.esa.int/projects/i-garment. Yayın tarihi Ekim 30, 2008 Erişim tarihi Nisan 16, 2018.
19. Cork C.R., Dias T., Acti T., Ratnayaka A., Anastasopoulos I. E. M., Piper A., The next generation of electronic textiles, 1st International Conference on Digital Technologies for the Textile Industries, Manchester-UK, 5-6 Eylül, 2013.
20. Ohmatex, Viking Life Saving Equipment, https://www.ohmatex.dk/project/viking-life-savingequipment/. Erişim tarihi Nisan 16, 2018.
21. Hertleer, C., Odhiambo S., ve Van Langenhove L., 12 - Protective clothing for firefighters and rescue workers A2, Smart Textiles for Protection, Woodhead Publishing, Cambridge,UK, 338-363, 2013.
22. Supab, C., Niyom H., ve Ekasiddh W., Metal-Oxide Nanowires for Gas Sensors, Nanowires - Recent Advances,Intech Open, 2012.
23. Mortimer, R.J. ve Beech A., AC impedance characteristics of solid-state planar electrochemical carbon monoxide sensors with Nafion (R) as solid polymer electrolyte, Electrochimica Acta, 47 (20), 3383-3387, 2002.
24. Fix, E. ve Hodges J.L. Jr, Discriminatory analysisnonparametric discrimination, consistency properties, DTIC Document, 1951.
25. Perner, P. ve Imiya A., Machine learning and data mining in pattern recognition, Springer, Verlag Berlin Heidelberg , 2011.
26. Krig, S., Computer Vision Metrics: Survey, Taxonomy, and Analysis, Apress, 2014.
27. Karlik, B. ve Hayta Ş.B., Comparison machine learning algorithms for recognition of epileptic seizures in EEG, 2nd International Work-Conference on Bioinformatics and Biomedical Engineering, Granada-İspanya, 7-9 Nisan, 2014.
28. Huang, G.B., Zhu Q.Y., ve Siew C.K., Extreme learning machine: A new learning scheme of feedforward neural networks, 2004 Ieee International Joint Conference on Neural Networks, Budapeşte-Macaristan, 985-990, 25- 29 Temmuz, 2004.
29. Karlık, B., Hepatitis Disease Diagnosis Using Back Propagation and the Naïve Bayes Classifiers, Journal of Science and Technology, 1, 49-62, 2011.

APA	Eşme E, KARLIK B (2019). Güvenlik takibi için sensör füzyonlu akıllı giysi tasarımı. , 1187 - 1200. 10.17341/gazimmfd.460513
Chicago	Eşme Engin,KARLIK Bekir Güvenlik takibi için sensör füzyonlu akıllı giysi tasarımı. (2019): 1187 - 1200. 10.17341/gazimmfd.460513
MLA	Eşme Engin,KARLIK Bekir Güvenlik takibi için sensör füzyonlu akıllı giysi tasarımı. , 2019, ss.1187 - 1200. 10.17341/gazimmfd.460513
AMA	Eşme E,KARLIK B Güvenlik takibi için sensör füzyonlu akıllı giysi tasarımı. . 2019; 1187 - 1200. 10.17341/gazimmfd.460513
Vancouver	Eşme E,KARLIK B Güvenlik takibi için sensör füzyonlu akıllı giysi tasarımı. . 2019; 1187 - 1200. 10.17341/gazimmfd.460513
IEEE	Eşme E,KARLIK B "Güvenlik takibi için sensör füzyonlu akıllı giysi tasarımı." , ss.1187 - 1200, 2019. 10.17341/gazimmfd.460513
ISNAD	Eşme, Engin - KARLIK, Bekir. "Güvenlik takibi için sensör füzyonlu akıllı giysi tasarımı". (2019), 1187-1200. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.460513

APA	Eşme E, KARLIK B (2019). Güvenlik takibi için sensör füzyonlu akıllı giysi tasarımı. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 34(3), 1187 - 1200. 10.17341/gazimmfd.460513
Chicago	Eşme Engin,KARLIK Bekir Güvenlik takibi için sensör füzyonlu akıllı giysi tasarımı. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 34, no.3 (2019): 1187 - 1200. 10.17341/gazimmfd.460513
MLA	Eşme Engin,KARLIK Bekir Güvenlik takibi için sensör füzyonlu akıllı giysi tasarımı. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, vol.34, no.3, 2019, ss.1187 - 1200. 10.17341/gazimmfd.460513
AMA	Eşme E,KARLIK B Güvenlik takibi için sensör füzyonlu akıllı giysi tasarımı. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2019; 34(3): 1187 - 1200. 10.17341/gazimmfd.460513
Vancouver	Eşme E,KARLIK B Güvenlik takibi için sensör füzyonlu akıllı giysi tasarımı. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2019; 34(3): 1187 - 1200. 10.17341/gazimmfd.460513
IEEE	Eşme E,KARLIK B "Güvenlik takibi için sensör füzyonlu akıllı giysi tasarımı." Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 34, ss.1187 - 1200, 2019. 10.17341/gazimmfd.460513
ISNAD	Eşme, Engin - KARLIK, Bekir. "Güvenlik takibi için sensör füzyonlu akıllı giysi tasarımı". Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 34/3 (2019), 1187-1200. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.460513