حفاظت از زیرساخت های جاده ای و همچنین monitoring آن به یکی از مسائل مهم تبدیل شده است که می تواند سلامت رانندگان و کاهش هزینه های تعمیر و نگهداری جاده را در برگیرد . تلاش هایی که شرکت ها برای نظارت و حفاظت جاده ها و ارائه مکانیزم های امنیتی به وسیله طراحی سیستم IOT انجام می دهند منجر به افزایش طول عمر زیر ساخت ها و کاهش تعداد حوادث و جراحات می شود .
می توان با تشخیص به موقع بر خورد با گاردریل ها از وقوع تصادفات جلوگیری کرد و تمام مکانیزم های امدادی برای کمک و حمایت از قربانیان آماده به کار شده که این امر منجر به واکنش سریع اورژانس می شود . یکی از راه حل ها به نام (Wireless Active Guardrail System (WAGS ارائه شده است که می تواند برخورد بین وسیله نقلیه و گاردریل را تشخیص دهد و به رانندگان دیگر هشدار دهد.
اما بیشتر راه حل هایی که در این زمینه ارائه شده است فاکتور بهره وری انرژی را در نظر نگرفته است . با استفاده Wireless Sensor networks که قابل استفاده در تمام شرایط و محیط ها است می توان رانندگان را از شرایط موجود در بزرگراه با خبر کرد . این شبکه ها از تعدا زیادی از سنسورهای کوچک تشکیل شده است که بسیار کم مصرف هستند و طیف گسترده ای از پرامتر های زیست محیطی و دیگر خواص فیزیکی را تحت پوشش قرار می دهند . و بهترین راه حل سخت افزاری برای پردازش برنامه هایی هستند که از داده های کوچک پشتیبانی می کنند . باتری این سنسور ها از نظر ظرفیت محدود می باشد . در محیط های سخت تعویض باتری نود ها بسیار چالش برانگیز است و حتی می تواند به عنوان یک موضوع تحقیقاتی مطرح شود . و طراحی این نوع از شبکه ها پیچیده می باشد چرا که باید نهایت دقت را برای تنظیم سیستم سخت افزاری به کار ببریم . به عنوان مثال ارتباطات بین نود ها و انتقال اطلاعات مصرف زیادی از انرژی را در پی خواهد داشت به همین دلیل باید از انتقال داده های غیر ضروری اجتناب کنیم تا انرژی کمتری مصرف شود .
می توان تعداد زیادی از دستگاه ها را با پیکر بندی های سخت افزاری متفاوت و پروتکل های متفاوت پیدا کرد که از طریق اینترنت به اشتراک گذاری داده ها می پردازند. بسیاری از دستگاه های سخت افزاری ونرم افزاری و پروتکل ها و استانداردها از طریق ارتباط با یک دیگر می توانند بر هم تاثیر بگذارند. به همین منظور IOT – ARM برای جلوگیری ازتاثیر گذاری سخت افزاری و نرم افزاری و همچنین پروتکل های مختلف بدون انکه بخواهد مدل خاصی از معماری را تجویز کند عرضه شد. تا بتواند ارتباطات موثری را برای همه دستگاه ها فراهم کند.
به هر حال محققان دانشگاه Minho پرتغال و Asian Institute of Technology تایلند یک سیستم نظارت با تشخیص بر خورد در بزرگراه ها ارائه داده اند که بیشتر تمرکز آنها بر روی بهره وری انرژی می باشد و یک اتصال کلی را برای تمام ابزار ها فراهم می کند و از زنجیره مارکوف برای مشاهده مصرف انرژی در هر گره استفاده کرده اند و با استقرار کامل آن در یک بزرگ راه ارزیابی کاملی از سیستم و عملکرد آن به دست آورده اند.
معماری ارائه شده در شکل زیر نمایان است واز سه قسمت اصلی تشکیل شده است که عبارتند از:
- the local WSN
- the cloud services
- user and system administrator interfaces
هر کدام از WSN ها از چندین سنسور ها تشکیل شده است که به آنها (End Devices (EDمی گویند و همچنین شامل یک نقطه دسترسی هستند ED ها به منظور شناسایی بر خورد با گاردریل ها در درون آنها جاسازی می شوند. و هر کدام از ED ها به یک شتاب سنج (MEMS) مجهز است، زمانی که برخورد صورت می گیرد داده ها توسط آن محاسبه شده و برای پردازش بیشتر به AP ارسال می شود. و در نهایت زمانی که اطلاعات توسط AP پردازش شد به سمت IOT cloud هدایت می شود.
IOT cloud مسئول فراهم کردن یک اینترفیس برای کاربران و ادمین ها از طریق web browser ،دسکتاب و یا حتی برنامه های موبایل است. از طریق این اینترفیس ها می توان به query داده هایی که توسط WSN جمع آوری شده اند پرداخت .
منبع:
- Gomes, D. Fernandes, M. Ekpanyapong and J. Cabral, “An IoT-based system for collision detection on guardrails,” 2016 IEEE International Conference on Industrial Technology (ICIT), Taipei, 2016
