Концепт детектора транспорта на основе технологии Bluetooth

Сбор информации о дорожном движении осуществляется с целью решения различных проблем. Среди них – изучение мобильности населения, выявление потребностей: развитие общественного транспорта; расширение и реконструкция дорожной сети и многое другое.

Анализ трафика является наиболее важным шагом в управлении трафиком. Анализ транспортных потоков может быть основан на:

– статистических данных, которые могут быть собраны следующими методами:

1. транспортное обследование – процесс подсчета количества движущихся транспортных средств, а также соотношение видов транспорта по классам с использованием органолептического метода;

2. использование автоматизированных пунктов регистрации движения на дорогах, оснащенных транспортными детекторами;

3. сбор координат транспортных средств со спутников GPS (Global Positioning System) или ГЛОНАСС (Глобальная навигационная спутниковая система) и их передача на сервер по каналам беспроводной связи;

4. фото и видео съемка;

5. экспертные оценки, в том числе с использованием виртуальных транспортных детекторов;

– моделировании дорожных ситуаций с использованием специального компьютерного обеспечения;

– комплексном подходе.

Детектор нового поколения, который позволяет строить матрицы корреспонденции, представляет собой устройство для записи информации о модуле Bluetooth находящегося на борту транспортного средства. Bluetooth является глобальным стандартным протоколом (IEEE 802.15.1) для беспроводного обмена информацией между мобильными устройствами с использованием радиочастотного диапазона 2,4 ГГц. Детектор сочетает в себе множество технологий, которые позволяют ему сканировать диапазон Bluetooth-устройств в зоне покрытия. Зарегистрированный код состоит из комбинации 6 буквенно-цифровых пар (шестнадцатеричное). Уникальность MAC-адреса позволяет использовать алгоритм сопоставления для регистрации устройства, когда оно становится видимым для датчика. Основные принципы работы этих детекторов описаны на рисунке 1. Данные, полученные каждым детектором, отправляются для обработки на центральный сервер по GPRS или иным каналам связи.

Рис. 1. Мониторинг автомобиля с помощью детекторов на базе Bluetooth

Устройство детектора транспорта. Детектор Bluetooth в простейшем случае представляет собой:

• микроконтроллер на базе процессора ATmega328, являющийся основным вычислительным центром системы;
• Bluetooth-модуль HC-05 на базе чипа BC417143, осуществляющий поиск Bluetooth-устройств;
• электронную обвязку (в зависимости от источника питания может использоваться делитель напряжения для каналов передачи данных).

Электрическая схема основной базы Bluetooth детектора представлена на рисунке 2.

VCC/GND – обозначение цепей питания детектора, TX/RX – каналы передачи данных.

Рис. 2. Электрическая схема базового детектора

В зависимости от поставленных задач устройство детектора может варьироваться и дополняться новыми модулями. В качестве источников питания выступают аккумуляторные батареи в купе с солнечными панелями при автономном исполнении (потребление детектора в базовой комплектации оставляет 40 mA), либо питание от сети переменного тока при помощи AC-DC преобразователей. Дополнение модулем часов реального времени позволит синхронизировать работу нескольких детекторов транспорта и производить более точный расчет показателей транспортного потока. Комплектация детектора SD картой позволит использовать устройства в качестве локального и независимого детектора по сбору информации о потоке (децентрализованная система), а установка GPRS или WI-FI модуля позволит отправлять данные для обработки на центральный сервер.

Преимущества Bluetooth детектора:

• Анонимность и конфиденциальность;

• Возможность расширения использования для устройств с поддержкой Bluetooth среди участников дорожного движения;

• Сравнительно недорогая стоимость организации инфраструктуры;

• Низкая стоимость обслуживания датчиков;

• Низкая чувствительность к погодным условиям;

• Возможность составления матрицы корреспонденции.

Недостатки Bluetooth детектора:

• Низкая частота дискретизации;

• Необходимость в дальнейшем расчете и фильтрации данных;

• Высокая чувствительность к выбросам (например, высокоскоростные и низкоскоростные транспортные средства и др.);

• Неопределенность в отношении точности и достоверности расчетного времени в пути и интенсивности транспортных средств.