Sistema ciber-físico para deteção de colisões

Abstract

O número de acidentes rodoviários em Portugal têm vindo a diminuir desde o início do século XXI, apesar do ligeiro aumento dos últimos anos. Anualmente, nas autoestradas verifica-se a ocorrência de cerca 2000 acidentes com vítimas mortais e feridos. Para detetar acidentes neste tipo de vias são utilizados sistemas de captação de imagens, enviadas para um operador, que as analisará. Atualmente já existem sistemas capazes de processar essas imagens e automaticamente informar as entidades responsáveis. As Wireless Sensor Networks (WSNs) são redes que incorporam, essencialmente, um coordenador e vários nós sensores. A informação obtida pelos nós sensores é enviada para o coordenador, reencaminhada para um gateway e colocada numa plataforma online. Assim sendo, as WSNs também podem ser utilizadas para detetar acidentes nas autoestradas. Na ocorrência de um acidente, estas avisam um operador, e desta forma serem tomadas as devidas medidas de emergência. Tendo isto em mente, o que se propõe nesta dissertação é o refactoring de um sistema de deteção de colisões com as guardas de segurança das autoestradas. Esta solução consiste na adaptação de uma rede de sensores sem fios, de forma a utlizar o protocolo 6LowPAN. Os diversos nós sensores estarão dispostos ao longo da guarda de segurança, cada um equipado com um acelerómetro, comunicando diretamente com o coordenador. O sistema a implementar já tem um protótipo funcional integrado num projeto denominado SustIMS. Numa revisão posterior, este sistema foi submetido a uma modificação do microcontrolador. O objetivo desta dissertação consiste em alterar o sistema operativo, mantendo o mesmo system-on-chip. Com a utilização do Contiki, pretende-se fazer um refactoring do projeto já implementado, pois este sistema operativo utiliza IPv6 nas comunicações entre os vários dispositivos.

The number of road accidents in Portugal has been declining, since the beginning of the 21st century, despite the slight increase in recent years. On the highways occurred around 2000 accidents with fatalities and injuries per year. In order to detect accidents on the highways, images from video cameras are sent to an operator who will analyze them. Currently, there are systems capable of processing these images and automatically inform the responsible entities. Wireless Sensor Networks (WSNs) are networks that essentially have a coordinator and several sensor nodes. The information obtained by the sensor nodes is sent to the coordinator, forwarded to a gateway and placed on a online platform. Therefore, a WSN can also be used to detect accidents on highways. When an accident occurs, they notify an operator to take the necessary emergency measures. With this in mind, what is proposed in this master thesis is the refatoring of a collisions detection system with the security guards of highways. This solution consists on the adaption of a wireless sensor network, in order to use the 6LoWPAN protocol. The sensor nodes will be placed along the security guard, each equipped with an accelerometer, communicating directly with the coordinator. The implemented system already has a functional prototype, integrated into a project called SustIMS. In a later review, this system had a modification on the microcontroller. The purpose of this dissertation is changing the operating system, but keeping the same system-on-chip. Therefore, with the use of Contiki, the goal is to make the refactoring of the already implemented project. The main advantage of this operating system resides in the use of IPv6 in communications between the devices.