Транспортный детектор Bluetooth: атрибуты и проектные решения
научный журнал «Актуальные исследования» #8 (11), апрель '20

Транспортный детектор Bluetooth: атрибуты и проектные решения

При проектировании транспортного детектора Bluetooth и при использовании в ИТС существует выбор системных атрибутов, которые становятся проектными решениями, уникальными для данного рода задач и целей системы при развертывании. Базовая конфигурация требует, чтобы разработчик решил, какой тип устройства будет использоваться, сколько устройств требуется, где и как они будут расположены и закреплены.

Аннотация статьи
ИТС
детектор Bluetooth
Ключевые слова

Прототип / коммерция: прототип системы можно легко собрать и предоставить данные начального уровня для изучения устройств Bluetooth. Коммерческая установка, будет на порядок дороже.

Фиксированная / переносная: фиксированная система подразумевает постоянную или полупостоянную установку, в то время как, переносная система подразумевает время на установку или демонтаж системы, составляющее максимум несколько часов, и период эксплуатации, измеряемый в днях, неделях или месяцах. Портативная система обычно подразумевает аккумуляторную батарею и, возможно, систему зарядки аккумулятора, такую как солнечная батарея. Стационарная система может также полагаться на питание от батареи, хотя постоянный источник питания также может быть более экономически эффективным. Как в стационарных, так и в портативных системах рекомендуется использовать GPS-позиционирование. Как стационарные, так и портативные системы могут быть Online или Offline.

Online / Offline: онлайн-система обладает потенциалом для сбора данных (и анализа) в реальном времени, поскольку данные хранятся в детекторе только в течение очень коротких периодов времени и через определенные промежутки времени передаются через беспроводное соединение на централизованный сервер. В автономной системе существует потребность в гораздо более значительном хранилище данных и относительно простом извлечении. Минимальным требованием является то, чтобы детекторы производили запись данных на встроенную SD-карту или аналогичный носитель информации.

Питание от сети / от батареи / от солнечной батареи: выбор мощности для устройств во многом зависит от предполагаемого применения. Портативный детектор, скорее всего, будет питаться от батареи, и в зависимости от его предполагаемого периода эксплуатации и окружающей среды, он также может быть оснащен системой солнечной зарядки. Питание от проводной сети может быть экономичной альтернативой в стационарных системах, хотя стационарная система также может работать от батареи.

Сеть: сетевые аспекты обычно ограничиваются сетевыми системами, где разработчик должен рассмотреть средства передачи данных. Двумя наиболее вероятными сетевыми технологиями являются сотовая связь (например, GSM) или WiFi. Важным условием при выборе Wi-Fi должно быть обеспечение устойчивого сигнала на обширной территории.

Многоуровневая беспроводная конфигурация: в системе с несколькими устройствами необходимо принять решение о том, будет ли каждый детектор оснащен собственным модулем WiFi или GSM / GPRS, позволяющим осуществлять прямую связь от каждого детектора до центрального сервера. Альтернативой может быть внедрение промежуточного беспроводного уровня, что добавляет системе некоторую сложность.

Показатель уровня принимаемого сигнала, RSSI: для устройств, работающих по стандартам Wi-Fi и Bluetooth 4.0, RSSI является единственным параметром, позволяющим измерить расстояние от устройства до базовой станции или маяка. Только очень ограниченное количество опубликованных работ включает RSSI для мониторинга трафика в контексте ИТС. Хотя развитие этой области в целом может осветить потенциал и полезность данных RSSI.

Двунаправленная: двунаправленная система может активно обмениваться данными через Bluetooth с «подписчиками» или обнаруженными устройствами, например, посредством оповещения о дорожном движении. Потенциальная бизнес-модель позволит пользователям приобретать недорогие устройства исключительно для отслеживания с последующей возможностью обратной передачи информации с ИТС на устройство. Этим устройством может быть также смартфон, на котором запущено подходящее приложение. Возможность автоматической регистрации данных абонента OBD-II также потребует двунаправленной связи через установленное соединение с ключом Bluetooth OBD-II.

Дистанционный мониторинг и / или управление: датчики Bluetooth должны иметь возможность дистанционного мониторинга и, желательно, настройки. Физическая среда мест установки (зоны интенсивного дорожного движения, воздействие любых погодных условий) может сделать мониторинг и настройку на месте как неудобными, так и потенциально опасными. Дистанционный мониторинг позволяет заблаговременно обнаружить неисправные датчики и другие несоответствия. Удаленная конфигурация может варьироваться от настройки частоты дискретизации и / или режима сна датчиков, что становится критичным для детекторов с питанием от батареи. Смысл удаленного мониторинга и настройки заключается в том, чтобы детекторам был доступен беспроводной доступ через WiFi или сотовую связь.

Проверка / калибровка: поскольку датчик Bluetooth производит выборку доли транспортных средств, то по определению необходимо сделать значительный упор на проверку и калибровку. Сеть датчиков Bluetooth относительно проста в установке и предоставляет значительные возможности для объединения датчиков. Как минимум, разработчики должны учитывать радиодиапазоны Bluetooth детекторов относительно области выборки и синхронизацию между несколькими детекторами. При анализе данных стоит включать возможность множественного считывания одного и того же транспортного средства (например, транспортное средство, остановленное на сигнале светофора в течение нескольких периодов выборки), одновременное считывание MAC-адреса с двух или более детекторов, одно или несколько считываний одного MAC-адреса несколькими датчиками одновременно или последовательно, считывание MAC-адреса устройств, которые не обязательно получены из транспортного средства. Тот факт, что данные различаются, может быть использовано для обеспечения некоторого уровня дифференциации. Всегда будет некоторая степень вариативности: например, при анализе данных вряд ли сможем однозначно отличить индивидуальное транспортное средство от общественного транспорта (автобус с 40 пассажирами приводит к большому считыванию устройств Bluetooth). Управление вариативностью является одним из наиболее важных аспектов, связанных с мониторингом трафика Bluetooth, и ведет за собой большую область исследований.

Безопасность: в силу того факта, что все устройства беспроводной связи распространяют информацию о себе, безопасность всегда будет проблемой. Изменить этот факт невозможно, так как коммуникационные устройства нуждаются в стандартных средствах идентификации друг друга.

Рис. Атрибуты и проектные решения Bluetooth

Сканирование по Bluetooth, для интеграции в ИТС, транспортных потоков, станет контекстуализированным в рамках концепций больших данных, в которых возможности исследования и использования богатого набора данных, способны генерировать системы, которые сами по себе являются важной областью исследований. Что позволяет создать модели прогнозирования, использующие огромные объемы данных устройств Bluetooth в режиме реального времени.

Текст статьи
  1. Лызганов М.С. Новые источники данных для адаптивного управления трафиком XXI века / Е.П. Ткачевой // Траектория научно-технологического развития России с учетом глобальных трендов: сб. трудов Междунар. науч. конф. – Белгород: АПНИ, 2019. – С. 109-112.
  2. Лызганов М.С. Методы сбора и анализа информации о транспортных потоках.  / Е.П. Ткачевой // Исследования в области естествознания, техники и технологий как фактор научно-технического прогресса: сб. трудов Междунар. науч. конф. – Белгород: АПНИ, 2018. – С. 118-121.
  3. E. Hossain, G. Chow, VC.M. Leung, R.D. McLeod, J. Misic, VW.S. Wong, and O. Yang, “Vehicular telematics over heterogeneous wireless networks: A survey”, Computer Communications, Volume 33 (Issue 7, 3), Pages 775-793 (May 2010)
  4. M. Haase and M. Handy. BlueTrack - Imperceptible tracking of bluetooth devices. In Ubicomp Poster Proceedings, (2004)
  5. M. Blogg, C. Semler, M. Hingorani, R. Troutbeck, “Travel Time And Origin-destination Data Collection Using Bluetooth MAC Address Readers”, Australasian Transport Research Forum 2010 Proceedings, p. 1-15(2010)
  6. J. Effinger, A. J. Horowitz, Y. Liu, and J. Shaw, “Bluetooth Vehicle Reidentification for Analysis of Work Zone Diversion.” In Transportation Research Board 92nd Annual Meeting, no. 13-2159. (2013)
Список литературы
Ведется прием статей
Прием материалов
c 17 мая по 31 мая
Осталось 6 дней до окончания
Препринт статьи — после оплаты
Справка о публикации
БЕСПЛАТНО
Размещение электронной версии
04 июня
Загрузка в elibrary
04 июня
Рассылка печатных экземпляров
08 июня