El proyecto de investigación y desarrollo tecnológico – SOCIAL DISTANCING MONITORING SYSTEM (SDMS) – surge como parte de la lucha contra la pandemia de COVID-19, y se presenta como una solución para el control y seguimiento de la distancia social, dirigido fundamentalmente a entornos exteriores.

Bright Science - Social Distancing Monitoring System - Financiamento

SISTEMA DE VIGILANCIA DE DISTANCIAMIENTO SOCIAL

En el actual escenario pandémico de COVID-19, es fundamental reducir el contacto físico cercano, que es una de las principales reglas de prevención aconsejadas por las autoridades sanitarias.

Este sistema de seguimiento y contabilidad del tráfico y análisis de datos permite seguir los flujos de movimiento, duración, permanencia y distancia.

A través de la dispersión de un conjunto de dispositivos que operan en LoRaWAN® o GSM, que leen equipos como teléfonos inteligentes, vía Wi-Fi, y que envían la información a la Nube, es posible realizar análisis de datos casi instantáneamente y actuar de manera inmediata, así prevenir el hacinamiento de personas o la falta de distancia social.

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Densidad poblacional

Estimado en tiempo real para mantener la distancia social.
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Tecnología no intrusiva

Escucha pasiva de equipos electrónicos, eliminando la necesidad de instalar software adicional.
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Garantía de anonimato

No identifica a ningún usuario ni almacena información personal, garantizando la privacidad de la información.
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Optimización del tráfico

Permite identificar, medir flujos y patrones de movimiento.

APLICACIONES

El Sistema de Vigilancia del Distanciamiento Social (proyecto SDMS) se instala en dispositivos IoT (Internet of Things) aplicados a luminarias, farolas, postes de iluminación u otro tipo de infraestructuras, con el fin de permitir medir la distancia social en lugares como los siguientes, entre otros:

ARQUITECTURA DE LA SOLUCIONE

El sistema se basa en la escucha pasiva de equipos electrónicos (teléfonos móviles, tabletas o relojes inteligentes, entre otros) y es autónomo, eliminando la instalación de cualquier software y el uso de fuentes de información de terceros. La recopilación y el procesamiento de datos es seguro y anónimo.
El SDMS tiene un componente distribuido de internet de las cosas (IoT), es decir, dispositivos que se colocan en las luminarias, y un componente Cloud (nube) para la gestión y visualización de la información recopilada y tratada sobre la densidad y flujos de personas.

El SDMS monitorea la densidad de población para garantizar que se mantengan las reglas de distanciamiento social y advierte sobre el riesgo de contagio por COVID-19, además de indicar la ubicación de la violación. Como objetivo secundario, también puede identificar y medir flujos y patrones de movimiento (número de visitantes únicos, rutas más utilizadas, variaciones diarias o semanales, entre otros), lo que permite optimizar la gestión de áreas de gran circulación en las ciudades y continuar obtener rentabilidad de la inversión mucho más allá del contexto pandémico actual.

Con la solución de control central de Bright Science para la gestión inteligente del alumbrado público, es posible, de forma no intrusiva, mapear y estimar en tiempo real, la densidad y conteo de personas en bloques dinámicos, alertando y dando la alarma cuando el se supera la densidad recomendada. Esta es una solución adecuada para brindar a los municipios, entidades que administran espacios públicos, fuerzas de seguridad y otros.

Desde el punto de vista de los recursos informáticos y de red (telecomunicaciones) es muy ligero, lo que permite una solución muy económica con bajos costes operativos.

Desde un punto de vista técnico, SDMS es capaz de localizar al menos el 75% de los dispositivos en un radio de 100 metros desde su ubicación. La actualización de los datos tarda entre 1 y 15 minutos y puede variar según el volumen de datos obtenidos o la tasa de precisión / aglomeración conveniente.

Los dispositivos tienen una estructura electrónica modular (fuente de alimentación, comunicaciones, procesamiento y sistema operativo) y una antena Wi-Fi / Bluetooth encargada de detectar las comunicaciones de los equipos electrónicos e identificarlos a través de lo respectivo MAC Address.

Al “escuchar” los distintos transmisores ubicados en sus inmediaciones, anonimiza los datos del emisor (MAC Address), pero asegura que el sistema lo reconozca sin saber quién es, mediante hash. Para la nube, el dispositivo nunca comunica el MAC Address, solo un número (hash) que permite identificar el equipo entre pares (sensores cercanos) sin permitir recuperar el MAC Address, garantizando así el anonimato.

En una segunda etapa de procesamiento, el sistema recolecta información del equipo, la agrega en eventos únicos y, a partir de la información georreferenciada y los identificadores únicos de los emisores, crea un mapa de densidad de personas que permitirá brindar alertas en tiempo real. de aglomeraciones o brechas de distancias de seguridad que aumentan el riesgo de contagio por COVID-19.

ÁREAS DE INVESTIGACIÓN CRÍTICAS

En este proyecto se integran diversos enfoques de detección de eventos, en una plataforma para monitorear la densidad de personas y sus flujos de circulación y asegurar el cumplimiento de los estándares de seguridad y privacidad a nivel global. El trabajo de investigación, además de integrar las soluciones actuales, también se centró en proponer avances, mejoras e innovaciones en los siguientes componentes:

El desafío propuesto era lograr una alta flexibilidad combinada por la relación entre el caso de uso y la evolución de desarrollos con más de una tecnología de comunicación para abordar tecnologías futuras. El modularidad en el diseño de la solución nos permite potenciar la reutilización hardware de los componentes constituyentes, tanto en los procesos de desarrollo, como en los diferentes escenarios de prueba y producción, manteniendo estructuras y jerarquías comunes.

Los módulos diseñados a nivel de hardware son: medidor de potencia, fuente de alimentación, unidad principal de procesamiento, unidad de comunicaciones IoT y unidad de adquisición (sensor) y procesamiento.

El direccionamiento de la capa física de radio a 2.4GHz se realiza mediante la inclusión de un módulo OEM, permitiendo obtener aceleraciones en hardware como demodulación y control de señal digital.

La arquitectura del firmware desarrollado aprovecha las bibliotecas genéricas y el modo de operación promiscuo en el que el acceso a las tramas de datos decodificadas es absoluto (sin filtrado). Con este nivel de abstracción se consigue el acceso directo al nivel de señal RSSI de las comunicaciones identificadas, el rango de canales de frecuencia utilizados y el contenido transportado en el protocolo de red del estándar IEEE 802.11.

A nivel del dispositivo sensor, la arquitectura definida permite múltiples opciones de comunicación, en las que se han implementado dos tipos: LoRaWAN® y GSM / 2G.

La investigación se centró en el caso más exigente en términos de características y recursos – LoRaWAN® – para que el enfoque se pueda replicar de manera adecuada a otras tecnologías. En el caso de utilizar la tecnología LoRaWAN®, las restricciones son más sensibles a los volúmenes de datos (del orden de decenas de bytes) y a una mayor latencia.

El trabajo de investigación se centró en dos aspectos principales:

  • Minimizar el impacto en el uso de la red de comunicaciones.
    Deducir un modelo de gestión basado en muestreo de tiempo variable, adecuado a la capacidad de memoria del microprocesador del sensor y dos estructuras de información alternativas, en las que es posible agregar información localmente en metros. La información se comprime siempre que el método se vuelve eficiente (dependiendo de la cantidad y frecuencia de los valores a transmitir).
  • Asegurar la coherencia, autenticidad y anonimato de los datos recopilados.
    En el segundo punto, se aplicaron técnicas de hash y verificación de redundancia cíclica con el fin de reducir y derivar identificadores, anonimizarlos y garantizar la integridad de los datos al mismo tiempo.

La interfaz permite mapear y estimar en “tiempo real”, la densidad y conteo de personas en bloques / áreas / formas que pueden ser dinámicas. Cuando se supera una determinada densidad parametrizada, da una alarma.

Como objetivo secundario, el sistema debe medir los flujos de personas, por ejemplo, visitantes únicos, rutas más utilizadas, variaciones diarias y semanales y otros.

Bright Science - Social Distancing Monitoring System - Interface

CONTACTOS





    2021, BRIGHT SCIENCE - Estudos de Engenharia e Ensaios, Lda
    Las imágenes presentadas tienen fines ilustrativos y pueden diferir del producto final.
    LoRaWAN® es una marca registrada de LoRa Alliance®.