IoT-модуль для підрахування людей у бомбосховищі

Abstract

У межах цієї роботи пропонується розробка апаратно-програмного модуля для автоматичного підрахунку людей у приміщеннях захисного типу (бомбосховищах) з використанням Raspberry Pi. Такий модуль має на меті забезпечити оперативний та конфіденційний моніторинг присутності людей під час надзвичайних ситуацій, коли важливо знати точну кількість осіб в укритті для ефективної організації допомоги, логістики або евакуації. Система базується на аналізі бездротових сигналів від мобільних пристроїв (Bluetooth), що дозволяє уникнути використання камер відеоспостереження та зберігати приватність користувачів. Об’єктом дослідження є технології моніторингу присутності людей у закритих приміщеннях. Предметом дослідження виступає апаратно-програмний ІоТ-модуль підрахунку кількості людей на базі одноплатного комп’ютера Raspberry Pi Zero 2 W з використанням бездротових інтерфейсів. Мета роботи – розробка ІоТ-модуля на базі Raspberry Pi для автоматичного підрахунку людей у бомбосховищі на основі аналізу бездротових сигналів (Bluetooth/Wi-Fi). Практична значимість роботи полягає в тому, що розроблений комплекс може бути застосований у будь-якому укритті, де є потреба в автоматизованому обліку людей без додаткової інфраструктури. Рішення не потребує використання відеоспостереження або біометрії, що важливо з міркувань етики та приватності. Крім того, система легко масштабується, є недорогою у виробництві та обслуговуванні, і може бути адаптована до різних умов використання. У процесі виконання дипломної роботи було здійснено аналітичний огляд сучасних методів підрахунку людей: відеоаналітика, інфрачервоні сенсори, BLE/Wi-Fi-аналіз. Визначено переваги та недоліки кожного підходу в умовах бомбосховищ. Розроблено апаратну частину комплексу на основі Raspberry Pi Zero 2 W з використанням внутрішнього Bluetooth-модуля, що дозволяє ідентифікувати пристрої поблизу за їх MAC-адресами. Створено програмне забезпечення, що виконує сканування, обробку, підрахунок пристроїв та збереження даних. Для зручного відображення інформації реалізовано вебінтерфейс, доступний через локальну Wi-Fi-мережу. Було також змодельовано корпус пристрою у програмі 3D-моделювання та надруковано на 3D-принтері. Для стабільної роботи додано систему охолодження. Завантаження прошивки реалізовано так, щоб пристрій запускався автоматично після увімкнення живлення. Within the framework of this work, the development of a hardware and software module for automatic counting of people in protective-type premises (bomb shelters) using Raspberry Pi is proposed. Such a module is intended to provide operational and confidential monitoring of the presence of people during emergency situations, when it is important to know the exact number of people in the shelter for the effective organization of assistance, logistics or evacuation. The system is based on the analysis of wireless signals from mobile devices (Bluetooth), which allows avoiding the use of video surveillance cameras and preserving the privacy of users. The object of the study is the technology of monitoring the presence of people in closed rooms. The subject of the study is a hardware and software ІоТ-module for counting the number of people based on the Raspberry Pi Zero 2 W single-board computer using wireless interfaces. The purpose of the work is the development of an IoT module based on Raspberry Pi for automatic counting of people in a bomb shelter based on analysis of wireless signals (Bluetooth/Wi-Fi). The practical significance of the work lies in the fact that the developed complex can be used in any shelter where there is a need for automated counting of people without additional infrastructure. The solution does not require the use of video surveillance or biometrics, which is important for ethical and privacy reasons. In addition, the system is easily scalable, inexpensive to manufacture and maintain, and can be adapted to various conditions of use. In the process of completing the thesis, an analytical review of modern methods of counting people was carried out: video analytics, infrared sensors, BLE/Wi-Fi analysis. The advantages and disadvantages of each approach in bomb shelter conditions were determined. The hardware part of the complex was developed based on the Raspberry Pi Zero 2 W using an internal Bluetooth module, which allows identifying nearby devices by their MAC addresses. Software was created that performs scanning, processing, counting devices, and saving data. For convenient display of information, a web interface was implemented, accessible via a local Wi-Fi network. The device body was also modeled in a 3D modeling program and printed on a 3D printer. A cooling system was added for stable operation. The firmware download was implemented so that the device started automatically after powering on.