مقاله کاربرد فن آوری RFID و شبکه های بیسیم در حوادث

بخشی از مقاله

چکیده :

امروزه در مدیریت بحران و حوادث و سوانح بخصوص در مناطق شهری ایجاب مینماید دسترسی به اطلاعات و داده ها توسط مدیران بحران و مرکز کنترل و هماهنگی عملیات ، امداد رسانی آسانتر و سریعتر صورت بگیرد. اتفاقات غیرمترقبه مانند : سیل،زلزله،آتش سوزی های مهیب و... همیشه به پراکندگی بیشتر می انجامد لذا داشتن مجموعه اطلاعات دقیق از مناطق مختلف درون شهری و برون شهری ضروری است . هنگامی که سیل در یک شهر بوقوع میپیوندد رایج ترین اتفاق این است که زیر ساخت های ارتباطی مختل می شود.که در این مقاله زیر ساخت ارتباطی جایگزین برای ارائه خدمات اولیه به قربانیان و حادثه دیدگان ارائه شده است و در اینجا سیستمی هوشمند را ارائه میکنیم که مسئول اعلام هشدار سیل و رسیدگی به عملیات نجات در محیطهای شهری است .

ما سه نوع مختلف از شبکه های ارتباطی بی سیم داریم : شبکه های حسگر بیسیم برای اندازه گیری سطح رودخانه و سیستم اعلان هشدار سیل به مردمی که در مناطق مستعد زندگی می کنند ؛ شبکه سیار ادهاک برای پیامهای ارسال شده از طرف آسیب دیدگان بسوی تسهیلگران ، و شبکه های بیسیم مش برای گذاشتن و برداشتن اطلاعات مردمی که در سرپناه اضطراری زندگی می کنند. شبکه های بیسیم مش ملزم به استفاده از فنآوری RFIDاست . مردمی که در سرپناه اضطراری و موقت اسکان یافته اند می توانند با استفاده از برچسب های هوشمند بلافاصله به لینک وب سایت ، ارسال ایمیل ، ارسال اس.ام.اس و یا شماره گیری تلفن اقدام نمایند.

-1 مقدمه :

هنگامی که یک فاجعه رخ می دهد، با توجه به تخریب زیر ساختهای ارتباطی ناجیان نمی توانند با بازماندگان ارتباط برقرار کنند و دلیل اصلی آن این است که ایستگاههای پایه و آنتن ها ، ممکن است توانایی برقراری ارتباط را بلافاصله بعد از حادثه را نداشته باشند. که برای رفع این مشکل،معماری بیسیم که به ادغام شبکه های سیار ادهاک وشبکه های حسگربیسیم،برای توزیع داده هاواطلاعات درشبکه بمنظورتعامل وارتباط بین ناجیان وبازماندگان درحوادث ارائه شد.

در این نوع از فاجعه برای کاهش خطرات و کمک به حادثه دیدگان در عملیات جستجو و نجات و ارزیابی اولیه دلگرمی وجود دارد. سیل حادثه ای غم انگیز است که باعث ایجاد خسارت و آسیب به خانه های مردم ،مزارع و باغات کشاورزی و از بین رفتن قنات ها و ... میشود.همچنین در هنگام سیل تمامی سیستم های ارتباطی بعلت اضافه بار مختل میشوند و سیستم حمل و نقل جاده ای به علت ترافیک و صفهایبزرگی از وسایل نقلیه در حال فرار از سیل اند فلج میشود.

امروزه با پیشرفت تکنولوژی های ارتباطی، برقراری ارتباطات مورد نیاز برای راه اندازی شبکه ها به کمک تکنیک های متفاوتی امکان پذیر می باشد. زمانی ارتباط بین ایستگاه های کاری در یک شبکه، فقط توسط کابل های Coaxial و اتصالات BNC امکان پذیر بود. سپس با پیشرفت تکنولوژی اتصالات موجود بهبود یافتند و کابلهای Twisted Pair و بعد کابل فیبرنوری یاFiber OpticCable پا به عرصه وجود گذاشتند. مزیت اصلی این پیشرفت ها افزایش سرعت انتقال دادهها و بهبود امنیت ارسال و دریافت داده ها می باشد.

بهمین دلیل،فرصتی برای استفاده از فن آوری اطلاعات و ارتباطات به منظور توسعه و بهبود سیستم برای فرآیندهای پشتیبانی در عملیات امداد و نجات وجود دارد که این سیستم میتواند برای امدادگران و همچنین قربانیان و حادثه دیدگان مفید باشد. یکی از اهداف اصلی این سیستم این است که به ارائه اطلاعات در مورد مراکز تجمع ،پناهگاه های اضطراری،شرایط جاده ها،مناطق سیل زده و ... می پردازد.

در این مقاله یک چارچوب کلی از معماری شبکه های بیسیم برای وضعیتهای اضطراری - مانند سیل رودخانه ای - و همچنین ارائه نتایج طرح مقدماتی برای رسیدگی ، ثبت و ردیابی مردمی که در سرپناه اضطراری زندگی می کنند هنگامی که از تگ های هوشمندو برنامه های کاربردی استفاده می کنند پرداخته ایم.

-2 پیشینه:

هنگامی که سیل در منطقه ای رخ می دهد، خسارت های ناشی از سیستم های الکتریکی و قطع برق را می توان مشاهده کرد. همچنین، سیل باعث آسیب دیدگی زیرساخت شبکه های موجود و یا غیر قابل اعتماد شدنآنها می شود و وسایل ارتباطی در منطقه فاجعه دیده رانمی توان استفاده کرد. با توجه به خسارت های غیر منتظره در زیرساخت های ارتباطی،اگر شبکه اولیه در دسترس نباشد، شبکه های کامپیوتری را نمی توان استفاده نمود

معمولاً شبکه های تلفن همراه به دلیل تماس های تلفنی زیاد قطع شده اند. شبکه های بی سیمیقادرند در مواقع اضطراریبرخی از خدمات و سرویس ها را ارایه کنند، و این به مفهوم هوش محیطی - AmI - است 6]،5،[4 ،که تلاش برای ایجاد تکنولوژی با قابلیت های ارتباطی و محاسباتی با کاربران یکپارچه شده است. بعلاوه، این هوش محیطیبه شکل یک فرد مجسم شده است که توسط رابطی هوشمند و بصری احاطه و در قطعات و اشیاء روزمره ساخته شده است، و همه آن ها در یک محیطی است که قادر به تشخیص و پاسخ به حضور و نیازهای افراد مختلف می باشند و به صورتکاملاًمحتاط و غیر قابل مشاهده هستند.

بررسی های زیادی درباره شرایط فاجعه ارائه شده است 3]، 7، 12،10، 14، 17، [18، برخی از آنها برای حل مشکلات مربوط به بلایای طبیعی مانند طوفان، سونامی و زمین لرزه طراحی شده اند. کارهای دیگر، راه حل مربوط بهAmIکه در مراقبت های بهداشتی، سلامت اجتماعی، کمک محیط زندگی - AAL - و دستیار اصلی متمرکز شده است، پیشنهاد کرده اند. در مرجع [11]، در خصوص این که چگونه محیطAmIممکن است در آینده با اولین پاسخ برای خدمات اورژانسی استفاده شود، یک نظریه ارائه شده است.هم چنین، یک سناریوی آینده نگری برای هر یک از خدمات اورژانسی ارائه شده است.

فن آوری هایAmIبرای پشتیبانی از ارتباط میان اعضای یک تیم مجازی استفاده می شوند. با این حال، با توجه به دانش ما،بررسی های کافی درباره کاربردAmIبرای حل این شرایط فاجعه بار، در تحقیقات علمی منتشر شده وجود ندارد.

چارچوب پیشنهادی ما بر اساس سه نوع شبکه زیر است:

-    MANET شبکه هایسیار اد هاک 8] ، [19

-    WSNشبکه هایحسگربی سیم 13]،1 ، [20

-    WMNشبکه های بی سیم مش

متداول ترین امواج در ارتباطات شبکه ای امواج رادیویی هستند و سرعت استاندارد آنها 11 مگابیت بر ثانیه می باشد. تجهیزات و شبکه های کامپیوتری مبتنی بر این نوع موج، به دو دسته تقسیم می شوند:

-1 شبکه های بی سیم درون سازمانی یا In door -2 شبکه های بی سیم برون سازمانی یا Out door

شبکه های نوع اول «In door»، در داخل محیط یک ساختمان ایجاد می گردند. جهت طراحی اینگونه شبکه ها می توان یکی از دو روش زیر را در نظر گرفت

Ad hoc Network -1
Infrastructure Network -2

در Ad hocNetworkکامپیوتر ها و سایر ایستگاه های کاری دیگر، دارای یک کارت شبکه بی سیم می باشند و بدون نیاز به دستگاه متمرکز کننده مرکزی قادر به برقراری ارتباط با یکدیگر خواهند بود. اینگونه شبکه سازی بیشتر در مواردی که تعداد ایستگاه های کاری محدود است - در شبکه های کوچک - مورد استفاده قرار می گیرند. در روش دوم یعنی Infrastructure Network، برای پیاده سازی شبکه بی سیم مورد نظر، از یک یا چند دستگاه متمرکز کننده مرکزی یا AccessPoint که به اختصار AP نامیده می شود، استفاده میشود. وظیفه یک AP برقراری ارتباط در شبکه می باشد.

شبکه های نوع دوم «Out door»، در خارج از محیط ساختمان ایجاد می گردند. در این روش از AP و همچنین آنتن ها جهت برقراری ارتباط استفاه می شود. معیار اصلی در زمان ایجاد اینگونه شبکه ها، در نظر داشتن ارتفاع دو نقطه و فاصله بین آنها و به عبارت دیگر، داشتن دید مستقیم یا Line of Sight می باشد.

در شبکه های بی سیم ممکن است یکی از سه توپولوژی زیر مورد استفاده قرار گیرند:

Point To    1.
Point b- Point To Multipoint    2.
Mesh    3.

شبکه های سیارAd hocیا - MANET - Mobile ad hoc networks

پیشرفتها و دست آوردهای اخیر بشری با جود آوردن ,blue tooth نوع جدیدی از سیستمهای بیسیم یعنی شبکه های Mobile ad hocرا معرفی کردند.شبکه های Mobile ad hocکه آنها را گاهی شبکه های ”short live“نیز می نامند می توانند در غیاب ساختار ثابت و متمرکز عمل کنند. بدین ترتیب در مکان هایی که امکان به راه اندازی سریع یک شبکه ی ثابت وجود ندارد کمک بزرگی محسوب می شوند.یک شبکه Ad hoc تشکیل شده از تجهیزات بی سیم قابل حمل که با یکدیگر به کمک تجهیزات ارتباط بی سیم و بدون بر قراری هیچگونه زیر ساختی، ارتباط برقرار می کنند.

برای شروع کار بهتر است ابتدا معنی واژه Ad hoc را بررسی نماییم. واژه Ad hocلاتین بوده و به معنی و مفهوم For this purpose onlyیا »برای یک کاربرد خاص« می باشد.