همان‌طور که گفته شد در راستای تنوع داده‌های دریافتی، تحلیلی و ارسالی می‌توان این اطلاعات را به چند دسته تقسیم کرد:

• اطلاعات مکانی خودرو و سایر پارامترهای مرتبط با حرکت خودرو (سرعت، میزان مصرف سوخت، …)
• ارتباط صوتی امن با سایر خودروها و مرکز فرماندهی (ارسال فرمان از مرکز، …)
• ارتباط تصویری با سایر خودروها و مرکز فرماندهی (بررسی/ مشاهده ویدئو از مرکز، ارسال ویدئویی دوربین داخل یا بیرون ماشین، ارسال ویدئو دوربین پوشیدنی افراد)
• وضعیت سلامت افراد مستقر در صحنه (نظارت بر سلامت پیشگیرانه)
• وضعیت سلامت و هوشیاری راننده و سرنشینان خودرو
• برقراری ارتباط با سایر گجت‌ها و ابزارهای هوشمند که بسته به نوع عملیات و مأموریت افراد در صحنه

به‌عنوان مثال نیازهای اشاره شده در لیست فوق به ترتیب منجر به استفاده از راه‌حل‌های مستقل زیر می‌شود:

• ردیاب مکانی خودرو/ شخص
• بستر صوتی نرم‌افزاری مانند SIP server/client و مودم ارتباطی/گوشی
• دوربین تحت شبکه، دستگاه ذخیره‌کننده ویدئو، مودم برای ارسال به سرور مرکزی
• گجت‌های پایش سلامت مانند پایش نوار قلب، پایش فشارخون، مودم برای ارسال به سرور مرکزی
• رمزکننده، مودم اضافه
• دروازه Wi-Fi یا Bluetooth با قابلیت پشتیبانی از ابزارهای هوشمند مورد استفاده درموقعیت

امنیت و پایداری ارتباط، با در نظر گرفتن ملاحظات ایمن‌سازی شامل رمزنگاری یا پنهان‌نگاری داده‌های ارسالی و فراهم نمودن امکان به‌کارگیری  شبکه اختصاصی در صورت فراهم بودن زیرساخت‌های مورد نیاز در اپراتور سرویس‌دهنده شبکه موبایل جهت مواقع بحرانی و حفظ محرمانگی اطلاعات حساس مربوط به وضعیت افراد و جمع‌آوری شده از خودرو و سرنشینان، با توجه به تنوع داده‌های موجود از اهمیت زیادی برخوردار هستند.

یکی از راه‌های تجمیع داده‌های ارسالی و تحلیل و ارسال آن‌ها، استفاده از تکنولوژی IoT Gateway است. یکی از قابلیت‌های اصلی مورد انتظار ویژگی IoT Gateway یا دروازه اینترنت اشیاء به همراه قابلیت پردازش مرزی است. با این قابلیت امکان اتصال، کنترل و استفاده از انواع دستگاه‌هایی که Wi-Fi یا [1]BLE را پشتیبانی می‌کنند وجود خواهد داشت. به این ترتیب مجموعه وسیعی از کارکردها به صورت مجتمع بر یک بستر قابل پیاده سازی و استفاده هستند.

نمونه‌هایی از ابزارهای جانبی که در کاربرد مورد اشاره این طرح در حوزه امنیت/سلامت عمومی می‌توانند مورد استفاده قرار بگیرند و از طریق دستگاه پیشنهادی کنترل و مدیریت شوند عبارت است از:

• دوربین ثابت نصب شده داخل خودرو
• دوربین متحرک نصب شده روی لباس کاربر تا شعاع 100 متری دستگاه
• patch مانیتورینگ قلب نصب شده روی سینه افراد
• دستگاه‌های هوشمند اعمال قانون (جریمه، …)
• ساعت هوشمند
• عینک هوشمند
• دریافت آنلاین اطلاعات وضعیت پارامترهای مختلف خودرو و ارسال تنظیمات مورد نظر از طریق رابط ECU
• امکان برقراری تماس صوتی از طریق گوشی هوشمند اعضای تیم عملیاتی در شبکه محلی بصورت VoIP یا با سایر تیم‌های عملیاتی و مرکز کنترل به صورت ترانک

پردازش داده در سمت کاربر (Edge computing)

قابلیت‌ مهم و کلیدی دیگر این دستگاه، ویژگی‌های پردازش و آنالیز داده در محل خواهد بود که به طور معمول، مودم‌ها یا ابزارهای انتقال داده، اطلاعات را به صورت خام به یک سرور ابری جهت پردازش ارسال می‌کنند که ممکن است در یک فاصله دور قرار داشته باشد. چنانچه ابزار متصل به مودم برای عکس‌العمل منتظر پاسخ از سرور باشد، باید منتظر پردازش دیتا در سرور و ارسال پاسخ بماند. اما در مدل رایانش مرزی[2] میزان تمرکز انجام پردازش در cloud کاهش

می‌یابد و منابع محاسباتی و پردازشی نزدیک به محل عکس‌العمل یا نزدیک به منابع داده مورد استفاده قرار می‌گیرد. در این روش حجم داده‌های پردازش نشده و فاصله‌ای که باید طی کنند، کاهش می‌یابد و در مجموع باعث سرعت بخشیدن به فرایندها و  کاهش محسوس ترافیک تبادل شده میان Gateway و سرور می‌گردد. این موضوع به خصوص در مواردی که پاسخ سریع مورد نیاز است، نظیر عکس العمل نسبت به حضور شخص خاص به محض مشاهده در دوربین، عکس‌العمل نسبت به مشکل سلامت افراد به محض مشاهده در نوار قلب، هشدار به فرد و سایر اعضای تیم حاضر در محل، بسیار ضروری می‌باشد.

با استفاده از edge computing، واحد پردازش داخلی دستگاه قادر خواهد بود تصاویر دوربین‌ها را تحلیل کند، در مورد نیاز یا عدم نیاز به ذخیره‌سازی یا ارسال آنها به سرور تصمیم‌گیری کند و در این فرایند موجب ارتقاء بسیار زیاد ظرفیت و مدت زمان ذخیره‌سازی و ارسال گردد. همچنین با استفاده از edge computing، واحد پردازش داخلی دستگاه می‌تواند نوار قلب دریافتی از ابزار پچ سلامت افراد را تحلیل کرده و در صورت وجود علائم ویژه به سرعت هشدارهای لازم جهت انجام عکس العمل مناسب را نشان دهد.

بنابراین این ویژگی دستگاه تاثیرات قابل‌توجهی در کیفیت سرویس‌دهی راه‌حل ارائه شده دارد که مهم‌ترین آنها شامل موارد زیر می‌باشد:

• کاهش تأخیر در تحلیل و بررسی داده‌ها و افزایش سرعت عکس العمل مناسب به آن‌ها
• امنیت بیشتر داده‌ها و حفظ محرمانگی داده‌ها
• کاهش پهنای باند و هزینه مرتبط با آن
• کاهش فضای حافظه داخلی مورد نیاز دستگاه برای ذخیره‌سازی داده
• کاهش منابع مورد نیاز در سرور جهت تحلیل و نگهداری داده‌ها و مدیریت و تبادل اطلاعات با آنها

این امر در مجموع موجب کاهش منابع مورد نیاز در سرور به ازای هر دستگاه متصل به آن می­گردد بنابراین با به‌کارگیری  منابع مورد استفاده در سیستم‌های مشابه با مفروضات قدیمی دریافت اطلاعات خام از دستگاه‌ها و

پردازش آنها در سرور  بدون به‌کارگیری  پردازش مرزی می‌توان تعداد بسیار بیشتری از دستگاه‌های مرتبط با سرور را با همان منابع تحت پوشش و پایش قرار داد.

مهم‌ترین قابلیت محلی که باید پیاده‌سازی گردد، تحلیل داده‌های دوربین به صورت محلی با تشخیص چهره فرد تعریف شده است.

قابلیت دیگر آن که به لطف بهره‌گیری از edge computing قابل حصول است، حفظ محرمانگی داده‌های حساس افراد و خودروها خواهد بود. این مهم با کاهش وابستگی به یک سرور مرکزی جهت انجام پردازش‌ها بر روی داده‌های حساس به دست آمده قابل انجام است.  به بیان ساده، در پروژه پیشنهادی به جای آن که داده‌های متنوع و حساس از وضعیت حیاتی افراد و اطلاعات خودروها جهت انجام پردازش به صورت خام به یک سرور cloud ارسال گردد، به کمک این دروازه اینترنت اشیا قابلیت آن را خواهند داشت که در همان محلی که داده های مربوطه از افراد و اشیا جمع‌آوری شده‌اند، پردازش‌های لازم بر روی دیتای خام صورت گیرد و نتایج نهایی به سمت سرور ارسال گردد. به این ترتیب نیاز به  تبادل مکرر داده‌های مهم و مستلزم محافظت ما بین دستگاه مستقر در صحنه عملیات و سرور Cloud کاهش پیدا می‌کند که این امر احتمال دسترسی اطلاعات محرمانه تیم‌های عملیاتی را به طرز چشمگیری کاهش خواهد داد.

مشخصات DVR مجتمع شده

با استفاده از میان‌افزار توسعه داده شده پیشنهادی انتظار می‌رود دستگاه مودم قادر به جمع‌آوری و تحلیل داده‌های دریافتی از دوربین نیز باشد و نیازی به استفاده از DVR در کنار دوربین نداشته باشد. ویژگی‌های مورد نیاز از DVR به صورت داخلی در دستگاه تعبیه شده است. این ویژگی‌ها عبارتند از:

• درگاه Ethernet یا Wi-Fi برای اتصال دوربین
• درگاه HDMI برای اتصال به نمایشگر
• درگاه SD card برای ذخیره داده‌های دوربین
• درگاه SPDIF و VA برای خروجی ویدئو و صوت 

  امنیت محصول

  جهت ارسال داده‌ها به صورت امن، رمزنگاری‌های مرسوم موجود در پروتکل‌های مخابراتی ممکن است در سطح ماژول‌های low-end موجود در بستر اینترنت اشیا بنا به محدودیت‌های پردازشی و حافظه مورد استفاده قرار نگیرد. در این شرایط، نیاز به سازوکارهایی سبک‌ متناسب با محدودیت‌های ذاتی ماژول‌های اینترنت اشیاست تا مخابره داده‌های محلی میان ماژول‌ها تا دروازه (به طور کلی شبکه بی‌سیم درون[1]) امن گردد. در این راستا روش‌هایی مورد توجه است که بتواند روی ماژول‌های مورد استفاده به راحتی قابل پیاده‌سازی باشد و نیز تضمین‌هایی برای امنیت داده‌ها و سازوکارهای پیشنهادی بر مبنای استانداردها ارائه دهد.

  همچنین نیاز است تا با بهره‌گیری از الگوریتم‌های اختصاصی رمزنگاری و پنهان‌نگاری داده‌های تبادل شده سطح امنیت ارتباط تا حد قابل قبولی بهبود یافته و در صورتی که کاربر غیر مجاز یا مهاجم اقدام به شنود ترافیک تبادل شده نماید، کدگشایی و دسترسی به محتوای داده‌های ارسالی تقریبا غیرممکن گردد. 

  محصول نهایی دارای یک مودم داخلی برای ارتباط با شبکه موبایل است. این مودم امکان پشتیبانی از شبکه­های 2G/3G/4G را دارد و قابل ارتقا به شبکه 5G می‌باشد. استفاده از دو سیم کارت مختلف و ارتباط بر بستر دو اپراتور مختلف یا یک اپراتور سبب ایجاد redundancy و اطمینان بالا می­شود و بدین صورت با قطع شبکه در یک مسیر، راه دیگری برای ارتباط وجود خواهد داشت.  همچنین این روش باعث افزایش سرعت انتقال داده به خصوص در شرایط نیاز به تبادل ویدئو آنلاین می­شود. همچنین قابلیت­های یک روتر برای پشتیبانی از کاربران مختلف با دسترسی­ها و سطح سرویس­های متفاوت (QoS) به محصول اضافه شده است. همچنین دستگاه دارای GPS داخلی برای دریافت اطلاعات مکانی است. این اطلاعات بر بستر امن به مرکز کنترل و مدیریت ارسال می­شود.

  در بخش کنترل و فرماندهی، مجموعه اطلاعات جمع­آوری شده از دستگاه­های نصب شده بر روی خودروها به صورت مجتمع در یک پایگاه داده ذخیره شده، داده‌ها مورد تحلیل قرار می­گیرند و نتایج به صورت داشبوردهای تحت وب در اختیار مدیر سیستم قرار خواهد گرفت. به طور خلاصه ویژگی­های سامانه کنترل و مدیریت شامل موارد زیر خواهد بود:

  • مشاهده مشخصات دستگاه­ها شامل نام، مکان، سرعت، وضعیت اتصال و غیره
  • امکان گروه بندی دستگاه­ها و مشاهده گزارش یا اعمال تنظیمات به صورت گروهی
  • دریافت تصویر دوربین همه خودروها و نمایش ویدئو خودرو انتخابی در بازه زمانی مورد انتظار
  • نمایش مکان و مسیر خودروها برروی نقشه
  • نمایش نوار قلب ضبط شده از اشخاص مستقر در خودروی انتخابی در بازه زمانی مورد انتظار
  • آنالیز بیماری بر اساس نوار قلب ارسالی و ارجاع به پزشک مرتبط
  • امکان برقراری تماس صوتی با نفرات حاضر در یگانهای در حال ماموریت از طریق سرویس