Sınırlı GSM Kapsamasında Sub-GHz 6TiSCH ile Uzaktan Sayaç Okuma


Karahan E., Çelikpence M., Kaymak F., Görmüş S., Aydın H., Aydın B.

IV. GÜÇ SİSTEMLERİ KONFERANSI, Ankara, Türkiye, 5 - 06 Kasım 2025, ss.69-74, (Tam Metin Bildiri)

  • Yayın Türü: Bildiri / Tam Metin Bildiri
  • Basıldığı Şehir: Ankara
  • Basıldığı Ülke: Türkiye
  • Sayfa Sayıları: ss.69-74
  • Karadeniz Teknik Üniversitesi Adresli: Evet

Özet

Akıllı şebekeler, enerji dağıtım sistemlerinde güvenilirlik ve verimlilik sağlamak amacıyla akıllı sayaçlardan periyodik veri toplanmasını gerektirmektedir. Bu amaçla düşük güçlü, ölçeklenebilir ve düzenlemelere uyumlu iletişim protokolleri önem taşımaktadır. Bu çalışmada, ETSI uyumlu 868 MHz alt-GHz bandında çalışan ve 6TiSCH protokol yığınına dayalı bir akıllı ölçüm uygulaması sunulmaktadır. Önerilen mimari, bağlantı kalitesi, düğüm mesafesi ve görev döngüsü kısıtlarına göre frekans tahsisini dinamik biçimde düzenleyen alt-bant farkındalıklı zamanlama ve uyarlanabilir kanal atlama mekanizmalarını içermektedir. Gerçek saha uygulaması, Siirt ili, Şirvan ilçesi, Halenze Köyü’nde gerçekleştirilmiştir. Deney düzeni bir toplayıcı düğüm ve 11 haneye bağlı akıllı sayaç istemci düğümlerinden oluşmuş, sistem bir hafta süreyle kesintisiz çalıştırılmıştır. Ölçümler günlük ortalama Paket Teslim Oranı (PDR), alınan sinyal gücü (RSSI) ve ortalama atlama sayısı üzerinden değerlendirilmiştir. Sonuçlar, PDR’nin %85’in üzerinde, RSSI’nin yaklaşık -64 dBm düzeyinde ve ortalama atlama sayısının 1–2 aralığında olduğunu göstermektedir. Elde edilen bulgular, 868 MHz bandında 6TiSCH tabanlı ağların kırsal koşullarda dahi güvenilir veri iletimi sağlayabildiğini doğrulamaktadır. Bu yaklaşım, enerji açısından verimli ve spektrum uyumlu akıllı ölçüm sistemleri için pratik bir çözüm sunmaktadır.

Smart grids require periodic data collection from smart meters to ensure reliability and efficiency in energy distribution systems. To achieve this, low-power, scalable, and regulation-compliant communication protocols are essential. This paper presents a smart metering application based on the 6TiSCH protocol stack, operating in the ETSI-compliant 868 MHz sub-GHz band. The proposed architecture integrates sub-band aware scheduling and adaptive channel hopping mechanisms to dynamically allocate frequencies according to link quality, node distance, and duty-cycle constraints. The real-world deployment was carried out in Halenze Village, Sirvan District, Siirt Province, Türkiye. The testbed consisted of one border router and 11 smart meter client nodes, operating continuously for one week. Performance was evaluated in terms of daily average Packet Delivery Ratio (PDR), Received Signal Strength Indicator (RSSI), and hop count. Results show that the PDR remained above 85%, RSSI averaged around -64 dBm, and the hop count stayed between 1 and 2. These findings confirm that 868 MHz 6TiSCH-based networks can provide reliable data transmission even under rural deployment conditions, offering a practical and regulation-compliant solution for energy-efficient smart metering systems.