حسگرهای کنترل ترافیک

امروزه آنقدر همه چیز الکترونیکی و مدرن شده که دیگر از شنیدن اخبار هیچ اختراعی تعجب نمی کنیم ، چون می دانیم هر چیزی امکان دارد.

کد خبر: ۱۱۲۶۰۸

یکی از چیزهایی که همیشه و همه جا افراد را دچار بحران می کند، ترافیک شهری است که در شهرهای بزرگی مثل تهران به عنوان معضلی بزرگ مطرح است و مشکلات بسیاری را برای همشهریان پدید آورده است.
در حال حاضر، دوربین های مداربسته برای اطلاع رسانی ترافیک شهری در بزرگراه های اصلی موجود است ؛ اما این اطلاع رسانی راه چاره ای را به راننده ها نشان نمی دهد. برای این منظور، گروهی در دانشگاه صنعتی شریف با عنوان هسته مطالعات کاربردی فناوری های نوین تحت پوشش مرکز رشد فناوری های پیشرفته این دانشگاه از اواخر تیر امسال فعالیت خود را در زمینه سیستم ها و شبکه های حسگر بی سیم و کاربردهایی که می تواند در کشور داشته باشد را شروع کردند. گفتگوی ما با علیرضا معصوم ، کارشناس ارشد سخت افزار و مدیر این هسته چند و چون کارشان را معین می کند.

در حال حاضر، فعالیت شما در این مرکز با توجه به نوپا بودن آن ، در چه مرحله ای است؛

کارهایی که تا به حال از سوی تیم کاری فعلی انجام شده ، 3 پایان نامه کارشناسی ارشد در زمینه حسگرهاست. این تیم با پشتوانه علمی آمد و کار را شروع کرد که بتواند یک فناوری را از خارج وارد ایران کند. در حال حاضر با یکی دو سازمان برای عقد قرارداد صحبت شده که فقط در حد عقد قرارداد است. یکی برای شبکه های حسگر ترافیک است و یکی شبکه های حسگر نظامی.

برایمان بگویید که حسگرهای بی سیم چه وسیله ای و با چه ابعادی هستند؛

شبکه های حسگر بی سیم همان طور که از اسمش بر می آید، یک شبکه است که اجرایش را تعدادی حسگر تشکیل می دهند. این حسگرها در ابعاد میلی متر و سانتی متر ساخته می شوند و بسته به نوع کاربردشان ، تفاوت دارند. مثلا اگر ما بخواهیم در یک نقطه که دما برایمان مهم است کاری انجام دهیم ، روی حسگرهایی زوم می کنیم که به دما حساس هستند. خود این حسگرها روی یک برد نصب می شوند که از 4بخش تشکیل می شود ؛ 1 خود حسگر 2 ماژول فرستنده گیرنده 3واحد پردازش 4 بخش باتری یا توانی بعد از پیاده سازی و طراحی حسگر، بحث شبکه کردن آنها مطرح است.

هدف استفاده از حسگرها چیست؛

حسگر با هدف این که از محیطی که در آن قرار می گیرد، اطلاعات جمع آوری کند، در یک محیط توزیع می شود. به عنوان نمونه اگر بخواهند برخی اطلاعات درباره یک جنگل به دست بیاورند، حسگرها را در یک منطقه توزیع می کنند و مزیت آن این است که نیاز نیست به صورت دستی در محیط قرار بگیرند. به صورت تصادفی و معمولا با استفاده از هواپیما این کار انجام می شود. پس از توزیع در یک منطقه ، به صورت خود سازمان ده شبکه خودشان را راه اندازی می کنند و از آن محیط اطلاعات جمع آوری می کنند و به ایستگاه مرکزی می فرستند. در یک جمله می توان گفت که هدف این شبکه ها جمع آوری اطلاعات از محیطی است که در آن قرار می گیرند.

این حسگرها چطور به شکل یک شبکه درمی آیند؛

این شبکه ها پروتکل های ارتباطی خاص خودشان را دارند. وقتی ما می خواهیم در یک منطقه این سیستم را پیاده سازی کنیم ، باید بعضی پارامترها را در نظر بگیریم. واضح ترین حالت این است که اینها یک سیستم بی سیم (wireless)دارند که می خواهند با هم ارتباط برقرار کنند. از طریق آن ماژول فرستنده و گیرنده که RF است ، یک شبکه میان خودشان راه اندازی می کنند، البته براساس آن پروتکلی که ما برایشان تعریف کردیم. روی هر کدام از این بردهای حسگری ، یک بخش سیستم عامل هم وجود دارد که کار مدیریت را به عهده دارد. براحتی می توان گفت که شبکه از یک نقطه شروع می شود و کل منطقه با همان نقطه راه اندازی می شود.

اساس کار این حسگرها چیست و چطور ترافیک را کنترل می کنند؛

یک نمونه عملی از این نوع حسگرها که در خارج از کشور انجام شده ، تعدادی حسگر هستند که در سطح زمین قرار می گیرند. یعنی در خیابان ها و چهارراه ها چند سانتی متر زیر زمین هستند و نسبت به لرزش و فشاری که در منطقه هست ، حساس هستند و اطلاعات را از طریق فشار وارده جمع آوری می کنند. یک بخش دیگر، بخش پردازش تصویری است که با استفاده از جمع آوری تصاویر، آماری از ترافیک منطقه به دست می آورد و این آمار را به یک دستگاه مرکزی ارسال می کند و آن ایستگاه مرکزی ، ترافیک را کنترل می کند. یعنی مسیرهای جدیدتری را پیشنهاد می دهد یا به طور همزمان چراغهای راهنمایی را کنترل می کند.

این حسگرها که به لرزش و فشار حساس هستند، آیا با سرما و گرما صدمه نمی بینند؛

طراحی آنها به این شکل است که یک پوشش (Cover)انعطاف پذیر روی آنها قرار می گیرد که خم می شود و نمی شکند. براساس همان هم نسبت به دما یک نوع عایق است و مانع از تاثیر دما و رطوبت روی حسگر است.

آن ایستگاه مرکزی که به آن اشاره کردید کجا باید نصب بشود و آیا لازم است یک کارشناس بالای سر آن بایستد یا نه؛

هر جایی می تواند باشد. این کار را می توانیم بدون دخالت کسی و کاملا هوشمند بسازیم. یعنی شبکه مرکزی خودش بررسی کند و تصمیم بگیرد ؛ ولی هوشمند شدن این سیستم ، بحث هزینه بر بودنش را در پی دارد. معمولا کنترل کننده مرکزی یک دستگاه کامپیوتر است. یک نمونه ساده اش این است که تعدادی مامور با لپ تاپ در سطح شهر حرکت کنند، داده ها را بگیرند و خودشان پردازش را انجام دهند.

با این توضیحات هر لحظه ممکن است در اثر یک اتفاق کوچک ، مثل قطع برق ، آن ایستگاه مرکزی از کار بیفتد. در نتیجه همه ارتباطات قطع خواهد شد. برای این منظور چه فکری کرده اید؛

برای این به سراغ بحثی به نام تحمل پذیری خطا می رویم. پیاده سازی این سیستم با این مفهوم عجین شده است. مسلما این سیستم پشتیبان خواهد داشت.

این سیستم در یک بازه زمانی مشخص تشخیص می دهد در محلی ترافیک زیاد است یا در یک لحظه؛

پیاده سازی های ما می تواند طوری باشد که به صورت لحظه ای گزارش بدهد ؛ اما چون بحث ما ترافیک است ، به این صورت چندان مطلوب نیست. برای همین بحث کنترل ترافیک ، در بازه زمانی انجام می شود.

فرض کنید سیستم ، ترافیک را در محلی تشخیص داد. برای اطلاع رسانی آن به افراد چه کاری انجام می دهد؛

عین همان کاری که در تهران انجام می شود. تعدادی تابلو در بزرگراه ها قرار دارد که از طریق آن اعلام می کنند چه مسیری ترافیک است. این داده ها اطلاعات جدید هم می دهند و آن این است که علاوه بر اعلام مسیر شلوغ ، یک مسیر جدید را هم پیشنهاد می کنند.

آیا دود هم می تواند یکی از مولفه های هشدار دهنده ترافیک باشد؛

ما به دنبال زیاد کردن مولفه ها نیستیم. وقتی در یک منطقه ترافیک از یک حد بیشتر باشد، سطح آلایندگی هم از یک حد بیشتر می شود. با گرفتن آمار از ترافیک در مناطق مختلف ، می توانیم پیش بینی کنیم که چه مقدار آلایندگی ، چه مقدار ترافیک در پی دارد. اگر شرکتهای سازنده خودرو در این خصوص همکاری لازم را داشته باشند، شاید دستیابی به این اطلاعات دور از ذهن نباشد.