سیستم تشخیص و نجات خودکار تصادف خودرو مبتنی بر اینترنت اشیا
هر سال تعداد وسایل نقلیه در جاده ها افزایش می یابد و باعث راحتی و روند نگران کننده می شود و تصادفات رانندگی را افزایش می دهد. این حوادث می تواند عواقب مخربی داشته باشد، به طوری که مراقبت های پزشکی تاخیری اغلب بین زندگی و مرگ تفاوت ایجاد می کند.
اینجاست که اینترنت اشیا (IoT) یک راه حل امیدوارکننده برای یک سیستم واکنش سریع اضطراری ارائه می دهد.
سیستم تشخیص تصادف مبتنی بر اینترنت اشیا چیست؟
یک سیستم تشخیص و نجات خودکار تصادف خودرو مبتنی بر اینترنت اشیا از شبکه ای از حسگرها و دستگاه های به هم پیوسته تعبیه شده در خودرو استفاده می کند. این سنسورها به طور مداوم پارامترهای مختلفی را که می تواند نشان دهنده یک حادثه احتمالی باشد، نظارت می کند.
شتاب سنج: این سنسور به عنوان یک نگهبان بی صدا عمل می کند و دائماً شتاب و کاهش سرعت خودرو را زیر نظر دارد. این تغییرات را بر حسب نیروهای G، واحد نیرو برابر با شتاب ناشی از گرانش زمین می سنجد. در طول رانندگی معمولی، نیروهای G نسبتا ثابت باقی می مانند. با این حال، یک جابجایی ناگهانی و قابل توجه در نیروهای G، مانند یک توقف سخت یا یک ضربه شدید، می‌تواند نشانه‌ای از یک برخورد احتمالی باشد. داده‌های شتاب‌سنج به بخش مهمی از پازل برای شناسایی یک حادثه تبدیل می‌شوند.
ژیروسکوپ: یک آکروبات کوچک را تصور کنید که روی یک سیم بلند اجرا می کند – این در اصل کاری است که ژیروسکوپ در ماشین انجام می دهد. این سنسور جهت گیری خودرو را ردیابی می کند و به طور مداوم بر شیب و چرخش آن نظارت می کند. در حالی که یک ماشین در حین پیچ ها کمی خم می شود، یک شیب شدید و غیرمنتظره می تواند نشان دهنده تصادف واژگونی باشد. داده‌های ژیروسکوپ به سیستم کمک می‌کند بین چرخش معمولی و موقعیتی که ممکن است خودرو پایداری خود را از دست بدهد، تمایز قائل شود.
حسگرهای ضربه: برخلاف ناظران خاموش که در بالا ذکر شد، سنسورهای ضربه اولین پاسخ دهندگان در تیم حسگر هستند. اینها به صورت استراتژیک روی سپر، درها و سایر نقاط آسیب پذیر خودرو قرار می گیرند. پدهای فشار کوچک را تصور کنید – هنگامی که یک برخورد رخ می دهد، حسگرهای ضربه مستقیماً تماس فیزیکی با جسم دیگر را تشخیص می دهند. این یک تأیید واضح و فوری از خرابی را فراهم می کند و داده های در زمان واقعی را به سیستم می دهد.
ماژول GPS: در مواقع اضطراری، دانستن جایی که هستید بسیار مهم است. این جایی است که ماژول GPS وارد می شود. این ماژول مانند یک نقشه خوان دیجیتال عمل می کند و دائماً مکان دقیق وسیله نقلیه را با استفاده از شبکه ای از ماهواره ها مشخص می کند. این اطلاعات مکان دقیق برای سیستم برای انتقال هشدار اضطراری حیاتی است. تصور کنید بدون دانستن آدرس خود برای کمک تماس گرفته اید – ماژول GPS تضمین می کند که خدمات اضطراری می توانند محل حادثه را به سرعت و کارآمد پیدا کنند.
علاوه بر این سنسورهای اصلی، چندین جزء سخت افزاری دیگر با هم کار می کنند تا یک سیستم کاربردی ایجاد کنند:
واحد میکروکنترلر (MCU): این به عنوان مغز سیستم عمل می کند، داده های جمع آوری شده از سنسورهای مختلف را پردازش می کند و بر اساس الگوریتم های از پیش برنامه ریزی شده تصمیمات بلادرنگ اتخاذ می کند. داده‌های حسگر را برای نشانه‌های تصادف، مانند تغییرات شتاب ناگهانی، شیب‌های شدید یا نیروهای ضربه‌ای قابل توجه تجزیه و تحلیل می‌کند. یک انتخاب محبوب برای این نقش، برد میکروکنترلر آردوینو است که به دلیل مقرون به صرفه بودن و سهولت استفاده شناخته شده است.
ماژول اتصال سلولی: این ماژول سیستم را قادر می سازد تا هشدارهای اضطراری و داده های مکان را به مراکز پاسخ اضطراری تعیین شده یا مخاطبین از پیش تعریف شده ارسال کند. یک ماژول GSM معمولاً برای اتصال سلولی استفاده می شود و ارتباطات قابل اعتمادی را حتی در مناطقی با پوشش شبکه سلولی محدود ارائه می دهد.
نمایشگر LCD: یک LCD را می توان برای ارائه بازخورد بصری در سیستم ادغام کرد. در صورت بروز حادثه، می‌تواند پیام‌هایی مانند «هشدار اضطراری ارسال شد» یا «کمک در راه» را نمایش دهد.
باتری لیتیوم یونی: یک منبع تغذیه قابل اعتماد برای عملکرد مداوم سیستم ضروری است. این را می توان از طریق یک ماژول شارژ که باتری لیتیوم یونی (Li-ion) را شارژ نگه می دارد به دست آورد. باتری لیتیوم یونی یک منبع انرژی سبک وزن و بادوام در مقایسه با باتری های خودروهای سنتی ارائه می دهد.
داده‌های حسگر جمع‌آوری‌شده به MCU وارد می‌شود، که آن را در زمان واقعی تجزیه و تحلیل می‌کند. MCU از الگوریتم هایی برای تمایز بین مانورهای رانندگی عادی و تصادفات احتمالی استفاده می کند. عواملی مانند شدت ضربه، تغییر جهت خودرو و میزان کاهش سرعت همگی در نظر گرفته می شوند.
اگر MCU تشخیص دهد که حادثه ای رخ داده است، سیستم وارد عمل می شود. در اینجا آنچه ممکن است اتفاق بیفتد:
هشدار خودکار اضطراری: یک سیگنال اضطراری به طور خودکار از طریق ماژول GSM ارسال می شود و نیاز به مداخله دستی توسط سرنشینان بالقوه آسیب دیده را دور می زند. این هشدار را می توان به مراکز واکنش اضطراری، مخاطبین اضطراری تعیین شده یا ترکیبی از هر دو ارسال کرد.
اشتراک گذاری موقعیت مکانی واقعی: ماژول GPS اطلاعات مکان دقیق خودرو را همراه با هشدار اضطراری ارسال می کند. این امر دقایق حیاتی را که در روش‌های سنتی تلف می‌شود، حذف می‌کند، جایی که عابران باید محل حادثه را بیابند و زنگ هشدار را به صدا درآورند.
باز کردن کیسه های هوا (در صورت وجود): در برخی از سیستم ها، MCU می تواند بر اساس شدت ضربه شناسایی شده توسط سنسورها، باز شدن کیسه های هوا را فعال کند. این می تواند محافظت فوری از سرنشینان خودرو را فراهم کند.
مزایای سیستم تشخیص و نجات خودکار تصادف خودرو مبتنی بر اینترنت اشیا بسیار زیاد است:
واکنش سریعتر در شرایط اضطراری: با هشدار خودکار خدمات اورژانس، این سیستم می تواند زمان رسیدن آمبولانس ها و سایر امدادگران اولیه به محل حادثه را به میزان قابل توجهی کاهش دهد. این به افزایش شانس بقا و کاهش شدت آسیب برای قربانیان تصادف منجر می شود.
دقت بهبود یافته: تجزیه و تحلیل داده‌های حسگر ارزیابی عینی‌تری از تصادف در مقایسه با گزارش‌های اطرافیان ارائه می‌دهد که منجر به استقرار هدفمندتر منابع اضطراری می‌شود.
ویژگی‌های ایمنی پیشرفته: ادغام با سیستم‌های داخل خودرو مانند کیسه‌های هوا می‌تواند لایه‌های حفاظتی بیشتری را در هنگام تصادف فراهم کند.
در حالی که این فناوری نویدبخش است، ملاحظاتی وجود دارد که باید به آنها توجه کرد:
قابلیت اطمینان: اثربخشی سیستم به قابلیت اطمینان سنسورها، MCU و انتقال داده بستگی دارد. سخت افزار و نرم افزار قوی ضروری است.
نگرانی‌های مربوط به حریم خصوصی: داده‌های جمع‌آوری‌شده توسط سیستم باید به‌طور ایمن ذخیره شده و مدیریت شوند تا نگرانی‌های مربوط به حریم خصوصی مالکان خودرو برطرف شود.
یکپارچه سازی زیرساخت: برای عملکرد بهینه، پذیرش گسترده زیرساخت های سازگار در مراکز واکنش اضطراری ضروری است.
در نتیجه، سیستم‌های تشخیص و نجات خودکار تصادف خودرو مبتنی بر اینترنت اشیا، پیشرفت قابل‌توجهی در ایمنی جاده‌ها را نشان می‌دهند. این فناوری با استفاده از قدرت دستگاه های متصل به هم و تجزیه و تحلیل داده ها در زمان واقعی، پتانسیل نجات جان انسان ها و به حداقل رساندن عواقب پس از تصادف را دارد. با ادامه تحقیق و توسعه، این سیستم این پتانسیل را دارد که به یک ویژگی همه جا در وسایل نقلیه آینده تبدیل شود.
