Idea de proyecto | Casco Emancipador basado en IoT

Título del proyecto: Desarrollo de un casco inteligente habilitado para aplicaciones para la detección y notificación de accidentes en tiempo real

1. Introducción:

Los accidentes de tráfico son incidentes temidos que se sabe que cobran alrededor de 146 000 vidas al año en la propia India. De estos, generalmente se ve que alrededor del 32% de todos estos accidentes son atribuibles solo a motocicletas y de los cuales el 23% pierde la vida. Es fácil culpar al 98,6 % de los motociclistas que murieron por no usar casco, pero ¿qué pasa con el 1,4 % que hizo su parte al tratar de protegerse de una lesión? Los informes sugieren que estos casos se deben principalmente a la demora en llevar a la víctima al hospital. Esto se puede evitar si se automatiza el proceso de notificación de un accidente. Por ello, proponemos esta solución, donde el propio casco inicia una comunicación para informar del accidente a través del teléfono de la persona.

El casco tiene sensores de presión incorporados que son económicos pero efectivos y productivos. Estos contienen dos placas de metal flexibles con un velostat entre las capas. A medida que cambia la presión, la resistencia cae en las placas y la Raspberry Pi la lee a través de un convertidor analógico a digital. Entonces, cuando el ciclista choca, el pico en el sensor inicia un código que actualiza la base de datos en línea y activa la aplicación en el teléfono del ciclista para enviar una alerta a los hospitales cercanos. Por lo tanto, la ubicación es precisa. La persona tiene autoridad para detener una alerta falsa en caso de una activación falsa mediante un PIN de seguridad. La solución propuesta en este trabajo no afecta el statu quo al tratar de modificar la propia motocicleta, etc.

Además, en casos excepcionales en los que el teléfono no puede generar una alerta, el casco, si está equipado con un módulo de altavoz adicional , puede emitir un mensaje alto y claro para intentar llamar la atención. La aplicación contiene una función, a saber, Ayuda anónima , que puede motivar a las personas a ayudar a alguien que se encuentra en la carretera y necesita ayuda sin revelar su identidad ni iniciar procedimientos legales. Por lo tanto, intentamos asegurarnos de que nos preocupamos por la vida de las personas que realmente se preocupan por la suya.

2. Escenario actual:

Ha habido muchos intentos de construir un casco inteligente perfecto. Casco inteligente con sensores para la prevención de accidentes por Mohd Khairul Afiq Mohd Rasli, Nina Korlina Madzhi, Juliana Johari , emplea un controlador de interfaz periférica o un microcontrolador PIC 16F84a para controlar el sistema. El casco tiene una resistencia de detección de fuerza y ​​un sensor de velocidad (ventilador CC sin escobillas) y utiliza RF de 315 MHz para la comunicación. Esto no se presenta como la mejor solución debido al hecho de que el motor de la motocicleta solo arranca si se usa el casco y se abrocha el cinturón. Además, la comunicación es unidireccional. Casco inteligente: un sistema de protección para la cabeza por Nilesh M. Verulkar,
Swati S. Patil, Namrata A. Gandhi y Komal B. Todkarutiliza Arduino con sensores de vibración y comunicación RF junto con LDR para control de faros, sensor de alcohol para evitar beber y conducir y módulo GPS y GSM. Esto plantea un problema ya que múltiples módulos son múltiples puntos de falla. Si alguno de ellos funciona mal, el piloto no puede arrancar su moto, controlar los faros, etc. Además, la solución utiliza un sensor de vibración que puede activarse si el casco cae al suelo de forma errónea. Como los módulos GSM y GPS están controlados por Arduino, la persona no tiene control sobre ellos más que el interruptor de cancelación que está instalado en la bicicleta. Por último, si el GPS o GSM no funciona correctamente, todo el sistema falla. Por lo tanto, tiene muchas lagunas.
Las deficiencias antes mencionadas del GPS, los módulos GSM y la alteración de la bicicleta en sí se han visto en múltiples documentos comoCasco inteligente de Kajal Thakare, sistema Smart-Helmet de Anshu Singh Gautam.
Smart Helmet de Saravana Kumar K, Anjana.BS S y “Smart Helmet” y Smart Helmet de Nitin Agarwal plantean otras amenazas, como que el primero distrae al ciclista al hablarle, mientras que el segundo puede hacer que la bicicleta se detenga repentinamente si el casco se pierde el tacto de la cabeza del jinete.
Por lo tanto, los modelos existentes plantean múltiples problemas que intentamos reducir significativamente al reducir la dependencia del hardware y los tediosos métodos de comunicación.

3. ¿Por qué nuestra toma es mejor?

La solución que proponemos utiliza Internet para brindar confiabilidad. A medida que el concepto de Internet de las cosas (IoT) se acelera, se vuelve importante mantenerse al día con la tecnología. Dado que todos los teléfonos de hoy en día vienen con conectividad a Internet y un rastreador GPS incorporado, se convierte en la elección y la opción más obvia para explorar. Con tecnologías de bajo consumo, como Bluetooth integrado en Raspberry Pi y en el teléfono, se pueden interconectar para garantizar que cualquiera de los dos componentes se lleven juntos sin fallas. La solución propuesta por la presente asegura: –

• La moto no se altera de ninguna manera por lo que cualquier avería no afecta a la marcha.
• Los sensores de presión son baratos y se colocan entre la pared interna del casco y la cabeza, por lo que las gotas no provocarán un disparo falso.
• Mínimo uso de hardware para prevenir puntos de fallas.
• Modo libre de comunicación, sin necesidad de módulos de comunicación externos.
• Incluso se puede utilizar como accesorio, sin necesidad de un casco personalizado.

El costo estimado de nuestro dispositivo y las herramientas requeridas sería de alrededor de Rs.1000/casco.

4. Tecnologías y herramientas utilizadas:

• Raspberry Pi Cero W
• Sensores de presión (Velostat)
• CI MCP3008
• Google Firebase (mensajería en la nube, base de datos en tiempo real, autenticación, almacenamiento)
• Estudio Android
• Java, Node.js, Python3


Nuestro sensor casero.



Gráfico por capas del cambio en la lectura al aplicar presión

5. Arquitectura del sistema:

El Raspberry Pi Zero W recibe información del sensor de presión a través del ADC IC. Cuando esta presión supera el límite especificado, se ejecuta el código Python que actualiza Firebase a través de Wi-Fi. La aplicación espera constantemente un disparador de Firebase y al obtener el campo requerido (aquí accidente) como ‘Verdadero’, genera un disparador. Esto hace que la aplicación obtenga la ubicación del dispositivo y genere una alerta. Esta alerta se envía a múltiples destinatarios (como hospitales en un radio de 5 km, sala de control de la policía, familiares, etc.) en forma de SMS, alerta de Internet, etc. con fines de redundancia.

El casco necesita estar emparejado con el móvil, de lo contrario se mantendrá encendido un LED para indicar que no ha sido emparejado. No distrae al ciclista ni fuerza a la bicicleta a permanecer estancada, solo es una forma suave de hacerlo.

El raspberry pi puede acceder a Internet desde un punto de acceso móvil, un dongle portátil o cualquier otro medio. A medida que avanzamos hacia las ciudades inteligentes, creemos que la accesibilidad a Internet no será un problema. Además, creemos que nuestro modelo solo es vulnerable a condiciones en las que falla cualquiera de los dos componentes que son el teléfono o la frambuesa pi, de lo contrario no hay puntos de falla.

Además, una vez que el ciclista se encuentra con un accidente, leve o grave, la aplicación le preguntará si debe generar una alerta. Hará esto en 40 segundos para accidentes leves y 20 segundos para accidentes graves y se puede detener al ingresar el PIN secreto. La colocación de sensores se encuentra en puntos cruciales y múltiples sensores brindan un análisis detallado del accidente que puede ser incremental en los preparativos en los hospitales. Esto, de hecho, aumenta la responsabilidad y la precisión de los hospitales que se ocupan de estos casos.

Por último, si añadimos un altavoz adicional al módulo, en caso de accidentes se puede utilizar para llamar la atención repitiendo un mensaje pregrabado en bucle. Esto tiene dos propósitos: alerta a las personas cercanas sobre el accidente para que alguien pueda ayudar y, en segundo lugar, si el teléfono no puede enviar una alerta, puede servir como una alternativa para llamar la atención de los transeúntes.



Diagrama de bloques



Diagrama de flujo de Bluetooth



Lectura de alimentación del sensor de las pruebas en vivo que realizamos.



Captura de pantalla de la aplicación que muestra la función AYUDA ANÓNIMA.

6. Conclusión y trabajo futuro:

La idea propuesta en este trabajo trata de provocar un cambio en la sociedad. Los accidentes de tráfico pueden causar una pérdida de hasta el 3% del PIB de un país. Aunque es imposible cambiar la mentalidad de la gente, tratamos de generar un cambio sin dar pasos radicales. Este fue un intento de tratar de hacer que las personas tomaran la iniciativa y trataran de salvar no solo sus vidas sino también las de otros en el camino. Queremos inculcar el hábito de ayudar a los demás, incluso si quieres hacerlo de forma anónima. Queremos salvar la vida de las personas que lo cuidan e hicieron todo lo posible por usar un casco para evadir tal situación porque si la vida no es justa, podemos intentar que sea justa.
Si se implementa esta solución, usando los datos podemos demarcar claramente las áreas propensas a accidentes y así llegar a la causa raíz del problema. Además, nos gustaría desarrollar esto en un módulo independiente en el que el propio dispositivo pueda acceder a la ubicación y luego usar el poder de Internet puede generar alertas usando aplicaciones de mensajería como Twilio o enviando correos electrónicos o notificaciones automáticas.
Si es posible, nos gustaría derivar datos utilizando una prueba ficticia balística para usar modelos predictivos para determinar el efecto y las consecuencias de antemano. Esta información puede ser vital porque luego los cirujanos pueden proceder directamente a operar si es necesario sin tener que perder tiempo analizando la herida.

7. Trabajo de investigación:

Este proyecto involucró una gran cantidad de estudios de literatura como se indica en la sección «Escenario actual». Aparte de esto, el artículo del proyecto ha sido aceptado en la 7.ª CONFERENCIA INTERNACIONAL SOBRE CONFIABILIDAD, TECNOLOGÍAS INFOCOM Y OPTIMIZACIÓN DEL IEEE (ICRITO’2018).

¡Usemos la tecnología para salvar vidas!

8. Miembros del equipo:

• Shubham Kachroo (CE – YMCA UST) – Embajador del campus para GeeksForGeeks
• Joyendra Roy Biswas (CEPE – MSIT)
• Shubham Sharma (CE – YMCA UST)
• Parth Chopra (ECE-MSIT)

Nota: esta idea de proyecto se contribuye para ProGeek Cup 2.0: una competencia de proyectos de GeeksforGeeks.