3.2 Arquitetura do Sistema de Sinaliza¸c˜ao
3.2.3 N´os terminais
Os n´os terminais do sistema de sinaliza¸c˜ao foram desenhados de forma a poder efetuar a f´acil interface com os utilizadores da via, regulando e facilitando o tr´afego de ve´ıculos e mesmo de pe˜oes. Al´em de serem planeados de forma a possu´ırem uma boa eficiˆencia energ´etica, devem ter em vista a boa perce¸c˜ao do utilizador e um pre¸co reduzido e que permita uma implementa¸c˜ao e manuten¸c˜ao que apresente um pequeno impacto financeiro.
Os n´os terminais dividem-se em dois tipos: os sinais de mensagem vari´avel e os elementos de indica¸c˜ao de estacionamento. Os sinais de mensagem vari´avel ser˜ao
48 CAP´ITULO 3. CONCEC¸ ˜AO
dispositivos capazes de receber mensagens e de a converter numa figura ou numa mensagem alfanum´erica de modo, conforme o tipo de mensagem a ser mostrado nesse dispositivo.
Para uma maior adaptabilidade devem ser considerados os PMV do tipo a3 da Tabela2.1 por esta ser capaz de apresentar mensagens configur´aveis por software e n˜ao estando fisicamente limitadas a um determinado n´umero de sinais ou mensagens pr´e-configuradas.
Nos sinais rodovi´arios ditos convencionais, a sua visibilidade depende, al´em da via em que se insere e do tipo de mensagem, da velocidade m´axima permitida na via fazendo assim variar as suas dimens˜oes. No caso dos sinais de mensagem vari´avel, para uma boa visibilidade devem ser considerados parˆametros como a potˆencia luminosa, o tamanho e a resolu¸c˜ao do ecr˜a do dispositivo terminal. Ao contr´ario dos sinais convencionais, no caso dos sinais de mensagem vari´avel, al´em das dimens˜oes do sinal s˜ao considerados os parˆametros el´etricos, mecˆanicos e luminosos.
Uma das dificuldades em termos de desenho de sistemas deste tipo adv´em da dificuldade de manter a visibilidade de um ecr˜a a uma distˆancia suficiente para ser aplic´avel no exterior, de dia e a uma velocidade m´axima de 50 km/h uma vez que se considera uma zona urbana.
Quanto aos indicadores de estacionamento, devem ter se em considera¸c˜ao os mesmos requisitos quanto `a visibilidade e ainda caracter´ısticas mecˆanicas que permitam suportar as for¸cas exercidas pelos ve´ıculos. Estes indicadores ser˜ao colocados em pares, um em cada limite do estacionamento, indicando o estado de ocupa¸c˜ao do mesmo.
3.2.4
Comunica¸c˜oes
O esquema de comunica¸c˜oes para o sistema de sinaliza¸c˜ao rodovi´aria foi desenhado tendo em vista a distˆancia a que os terminais se podem situar do CCO bem como o fluxo e a natureza das mensagens a ser trocadas.
3.2. ARQUITETURA DO SISTEMA DE SINALIZAC¸ ˜AO 49
Sendo bastante heterog´eneo quanto `a distˆancia, o sistema engloba dispositivos separados entre si alguns metros enquanto outros se encontrar˜ao a centenas de metros do dispositivo adjacente e por sua vez com uma distˆancia ao CCO que pode chegar a alguns quil´ometros.
O sistema de sinaliza¸c˜ao de estacionamento tem varia¸c˜oes ligeiras e dista, de modo geral, no m´aximo algumas dezenas de metros estando sempre ligado ou por CAN ou IEEE 802.15.4 ao NII. Em casos onde a interven¸c˜ao na via p´ublica esteja impedida ou seja invi´avel as comunica¸c˜oes dar-se-˜ao apenas por IEEE 802.15.4 com um m´odulo de comunica¸c˜oes situado na esta¸c˜ao base do sistema de dete¸c˜ao de viaturas e que por sua vez retransmitir´a os dados para o NII, altura em que os dados passam a estar dispon´ıveis tamb´em para o CCO.
Devido ao fluxo de dados e distˆancia entre os NII e o CCO, as solu¸c˜oes mais vi´aveis consideradas at´e `a data s˜ao o emprego de comunica¸c˜oes baseadas em IEEE 802.16 devido `as distˆancias e velocidades suportadas possuindo bandas livres de operador, ou em casos em que haja cobertura, usar o IEEE 802.11. 2
Na sinaliza¸c˜ao rodovi´aria as comunica¸c˜oes devem prever o baixo poder de processamento dos n´os terminais bem como o a necessidade de manter os consumos energ´eticos reduzidos. Atendendo a estes dois parˆametros optou-se por uma topologia em estrela entre o CCO e os NII usando protocolos voltados para as WAN e usando comunica¸c˜oes sobre IP e normas IEEE 802.16 ou IEEE 802.11 dependendo da disponibilidade de cobertura, enquanto que entre os dispositivos terminais e o NII as comunica¸c˜oes se d˜ao ou via IEEE 802.15.4 ou por CAN numa topologia em estrela ou em malha. A configura¸c˜ao da rede previamente descrita pode ser observada na figura 3.10.
2
Este projeto surge a par da iniciativa de dotar a cidade sujeita ao estudo (Vila Real) com cobertura de uma rede IEEE 802.11 podendo ser estudada a hip´otese de criar uma sub-rede privada exclusivamente destinada a servi¸cos desta natureza ou usar a rede existente.
50 CAP´ITULO 3. CONCEC¸ ˜AO
Figura 3.10 – Esquema das comunica¸c˜oes no SSR.
3.2.5
Modo de funcionamento
Os dispositivos de SMV, caso n˜ao haja eventos externos, seguir˜ao um comportamento totalmente aut´onomo e obedecendo a regras pr´e-programadas. Podem no entanto sofrer alguns altera¸c˜oes autom´aticas em fun¸c˜ao de dados externos como dos sensores de temperatura, luminosidade e de velocidade do vento, entre outros. Devem ser tamb´em automaticamente sinalizados eventos que possam conduzir a circula¸c˜ao condicionada como aquela proveniente do sistema de controlo de tr´afego, entre outros.
O sistema pode ser tamb´em controlado por um operador e caso este sinalize algum evento o sistema deve ser capaz de em tempo ´util alterar o estado dos dispositivos de sinaliza¸c˜ao. Um exemplo pode ser a sinaliza¸c˜ao da circula¸c˜ao de um ve´ıculo de emergˆencia m´edica na via, ou a afeta¸c˜ao de vias. Nestes casos o sistema deve reconhecer automaticamente a via afeta ao evento e assim proceder `a devida sinaliza¸c˜ao.
3.2. ARQUITETURA DO SISTEMA DE SINALIZAC¸ ˜AO 51
No caso dos indicadores de estacionamento o sistema deve prever a existˆencia de v´arios tipos de lugares de estacionamento, alguns deles reservados a moradores e inclusivamente gerir o n´umero destes em fun¸c˜ao da ocupa¸c˜ao da zona e do per´ıodo do dia, podendo variar de entre um n´umero m´ınimo garantido durante o dia e um n´umero superior durante a noite, garantindo uma maior facilidade de estacionamento aos moradores ap´os o hor´ario laboral.
Caso o estacionamento esteja a ser indevidamente usado o sistema ir´a assinalar o lugar com estacionamento abusivo alterando a cor do mesmo para vermelho e facilitando assim a perce¸c˜ao quer do utilizador quer da entidade gestora do parque. O esquema de cores utilizado no sistema de sinaliza¸c˜ao de estacionamentos est´a representado na tabela3.2.5e indica mensagem visualizada no dispositivo em fun¸c˜ao do estado do estacionamento.
Tabela 3.1– Indica¸c˜ao luminosa do estado do estacionamento
Estado Cor tr´as Cor frente
Livre Verde Verde
Ocupado Vermelho Verde
Ilegal Vermelho Vermelho
Livre-Morador Azul Azul
Ocupado-Morador Vermelho Azul
Saldo reduzido Verde Verde Intermitente
Ambos tipos de sinaliza¸c˜ao devem possuir uma interface gr´afica onde o operador pode visualizar o estado do sistema bem como adicionar regras e exce¸c˜oes ou sinalizar eventos sem que para isso tenha de possuir profundo conhecimento do sistema.
4
Implementa¸c˜ao
Neste cap´ıtulo ser˜ao apresentados e descritos os esquem´aticos dos dispositivos concebidos bem como as interfaces gr´aficas criadas. Ser˜ao tamb´em apresentados os detalhes da arquitetura e dos prot´otipos desenvolvidos at´e `a data da escrita desta disserta¸c˜ao.
4.1
Sistema de IP
No caso do sistema de IP foram at´e `a data geo-referenciadas algumas lumin´arias de modo a ter uma base para os testes de funcionamento. A geo-referencia¸c˜ao das lumin´arias foi efetuada com recurso a uma aplica¸c˜ao desenvolvida para a plataforma Android e que tem por base a recolha das coordenadas GPS e da associa¸c˜ao destas a um conjunto de caracter´ısticas da lumin´aria e que ser˜ao descritas posteriormente na sec¸c˜ao4.1.1. Esta informa¸c˜ao ser´a depois submetida para o CCO que a converte num ponto e apresenta sobre um mapa recorrendo `a API do Google Maps.
Foram tamb´em implementados os m´odulos de controlo dos n´os terminais, capazes de comunicar por IEEE 802.15.4 e efetuar o controlo do brilho da lumin´aria. Foi ainda planeada a redundˆancia a falhas, portabilidade e escalabilidade do sistema
54 CAP´ITULO 4. IMPLEMENTAC¸ ˜AO
ao configurar um sistema embebido para funcionar como NII e dotando-o de interfaces gr´aficas e capacidade para gerir autonomamente o sistema de controlo de IP ou colaborando com o CCO.