Бортовий інформаційно-комунікаційний комплекс розміщується в салоні автомобілю та забезпечує у русі оперативну оцінку прискорень у повздовжньому та поперечному профілях дороги, місця розташування автомобілю, просторово-часову прив’язку результатів оцінки, формування електронного архіву даних для їх подальшого застосування учасниками дорожнього руху.
Дослідний зразок бортового інформаційно-комунікаційного комплексу складається з головної плати на базі мікроконтролеру типу Arduino Uno, пристрою реєстрації GPS даних: EB-240TD, а також датчиків (в залежності від комплектації): L3G4200D, що дозволяє виміряти рух в трьох діапазонах ±250, ±500, ±2000 град/с та LSM303DLM (ультракомпактний високоефективний електронний компас для портативних пристроїв навігації). Здатність компасу точно визначати напрямок руху автомобіля дозволяє використовувати його в багатьох додатках, пов’язаних з визначенням курсу, орієнтації відносно сторін світу і визначенням азимута. Покращена модель LSM303D забезпечує найвищу точність вимірювання як лінійних прискорень у всьому діапазоні ± 16g, так і магнітних полів в діапазоні ± 12 Гс. Для кращого розпізнавання руху і інтелектуального управління живленням пристрій містить датчик температури і програмований блок пам’яті. У базовому варіанті дослідний зразок у якості давачів прискорень комплектується датчиком типу МMA7341LC або МMA7361LC із аналоговим виходом. МMA7341L це ємнісний акселерометр низької потужності з чутливістю ± 3 g та ± 11 g. Пристрій МMA7361L відрізняється від МMA7341L більшою чутливістю, але малим діапазоном вимірювань: ±1.5g та ±6g. Діапазон параметрів, що реєструються, обирається підключенням певного виводу до потенціалу землі або живлення.
У базовому варіанті бортовий інформаційно-комунікаційний комплекс підключається за інтерфейсом USB до портативного комп’ютеру, що розташовується у салоні транспортного засобу. Дані передаються до портативного комп’ютеру у форматі ASCII-строки та можуть зберігатися у внутрішню пам’ять комп’ютеру за допомогою стандартної термінальної програми. Бортовий інформаційно-комунікаційний комплекс має можливість взаємодії із транспортним порталом за технологією мереж третього покоління 3G, які працюють на частотах дециметрового діапазону (близько 2 ГГц) та швидкість передачі даних становить понад 2 Мбіт/с. Для залучення цього режиму роботи рекомендується застосовувати обладнання зв’язку – 3G модем та Wi-Fi маршрутизатор, які можуть експлуатуватися на борту транспортного засобу. Взаємодія бортового інформаційно-комунікаційного комплексу із мережею Інтернет забезпечується комунікаційною платою Ethernet Shield на базі контролеру WIZnet W5100.
Бортовий інформаційно-комунікаційний комплекс має можливість взаємодії із транспортним порталом за технологією мереж третього покоління 3G, які працюють на частотах дециметрового діапазону (близько 2 ГГц) та швидкість передачі даних становить понад 2 Мбіт/с. Такі мережі надають можливість організувати відеозв’язок, дивитись на мобільному телефоні фільми й телепрограмми та ін. У світі існує два стандарти 3G: UMTS (W-CDMA) та CDMA-2000.
В Україні підприємство Укртелеком експлуатує мережу мобільного зв’язку 3G під брендом «ТриМоб». Мережа «ТриМоб» працює в стандарті UMTS 2100 з надбудовою HSDPA (3,5G). Якщо в базовій версії UMTS забезпечує пікові швидкості від 2-х мегабіт за секунду для статичних об’єктів поблизу соти, та 384 Кб/с для мобільних абонентів, то для пристроїв, що підтримують HSDPA швидкості в теорії можуть досягати 14,4 Мбіт/с. На практиці реальні швидкості рідко перевищують 1 мегабіт, а в умовах високих, щільних забудов та завантаженості мережі, ще менше. Для зв’язку з обладнанням інформаційно-комунікаційного комплексу застосовується компактний Wi-Fi маршрутизатор WL-330N3G стандарту «N» з підтримкою режиму 3G-модема.
Апаратна платформа бортового інформаційно-комунікаційного комплексу є гнучкою та може трансформуватися відповідно до компонентів, що мають сумісність із платформою Arduino. Базова плата Arduino складається з мікроконтролера Atmel ATmega328, а також елементів обв’язки для програмування та інтеграції з іншими пристроями. На платі присутній лінійний стабілізатор напруги +5В та +3,3В. Тактування здійснюється на частоті 16 МГц та підтримується кварцовим резонатором. У мікроконтролер записаний завантажувач (bootloader), тому зовнішній програматор не потрібен.
На концептуальному рівні усі плати програмуються через RS-232 (послідовне з’єднання), але реалізація даного способу виконана через залучення апаратного інтерфейсу USB. У версії платформи Arduino Uno в якості конвертера використовується контроллер Atmega8 у SMD-корпусі. Таке рішення дозволяє програмувати конвертер таким чином, щоб платформа відразу розпізнавалася як пристрій за вибором розробника зі всіма необхідними додатковими сигналами керування. Для проекту Arduino, кожен елемент платформи – апаратні засоби, програмне забезпечення та документація – знаходиться у вільному доступі і з відкритим вихідним кодом.
Плати Arduino дозволяють використовувати значну кількість I/O виводів мікроконтролера у зовнішніх схемах. Наприклад, у стандартній платі доступно 14 цифрових входів/виходів, 6 із яких можуть видавати ШІМ сигнал, і 6 аналогових входів. Ці сигнали доступні на платі через контактні площадки або штирьові розніми. Також існує декілька видів зовнішніх плат розширення, які називаються “shields” (“щити”), які під’єднуються до плати Arduino через штирьові розніми.
Для взаємодії бортового інформаційно-комунікаційного комплексу з транспортним порталом залучено плату Arduino Ethernet Shield. Модуль дозволяє підключити бортовий комплекс до мережі RJ45 за допомогою стандартного кабелю. Робоча напруга Ethernet Shield складає 5В (надається базовою платою Arduino Uno). Апаратна реалізація на базі Ethernet конт-ролеру WIZnet W5100 з внутрішньої пам’яттю 16K, швидкістю підключення 10/100Mb та зв’язок з Arduino за допомогою інтерфейсу SPI.
Wiznet W5100 забезпечує на апаратному рівні роботу зі стеком TCP/IP та дозволяє організувати TCP і UDP зв’язок. На платі присутній бортовий мікро-SD слот для карти, яка може бути використана для зберігання файлів для обслуговування взаємодії контролера із Інтернет-порталом. Ethernet Shield сумісний з Arduino Uno та Mega (з використанням бібліотеки Ethernet). Бортовий MicroSD кард-рідер доступний через бібліотеку SD.
Ethernet Shield містить ряд інформаційних світлодіодів: PWR – вказує, що плата працює, LINK – вказує на наявність мережевого з’єднання і блимає, коли плата передає або приймає дані, FULLD – вказує, що підключення до мережі має повний дуплекс, 100M – вказує на наявність 100 Мб/с для мережевого підключення (в порівнянні до 10 Мбіт/с), RX – блимає коли плата отримує дані з мережі, TX – блимає коли плата відправляє дані, COLL – блимає у разі наявності зіткнення (колізій) у мережі.
Для передачі даних до системи реєстрації місця розташування транспортних засобів OpenGTS потрібно застосування протоколу DHCP – для взаємодії із маршрутизатором та TCP – для передачі даних до серверу.
Головна перевага у застосуванні веб-сервісів в тому, що з ними може працювати будь-яка система, сайт, чи застосунок. Архітектура REST дозволяє значно спростити задачу взаємодії компонентів. Звичайно цього замало для організації транспортного Інтернет-порталу тому, що будь-хто не повинен змінювати інформацію, тобто потрібна ще авторизація та аутентифікація. Тому центральним місцем такої складної установи, як портал, повинна занімати система авторизації користувачів. Для рішення цієї задачі оптимальним є вибір протоколу LDAP. Це відносно простий протокол, що використовує TCP/IP і дозволяє проводити операції авторизації (bind), пошуку (search) та порівняння (compare), а також операції додавання, зміни або видалення записів. Зазвичай LDAP-сервер приймає вхідні з’єднання на порт 389 по протоколах TCP або UDP (за матеріалами http://wikipedia.org/). Найбільш цікавою для розгортання у складі транспортного порталу (рис.2.19) є реалізація серверу OpenLDAP. Це відкрита реалізація LDAP, яка ро-зроблена проектом OpenLDAP Project.
Організаційно транспортний Інтернет-портал може поєднувати соціальну мережу користувачів із системою управління навчанням (англ. Learning management system) та внутрішню мережу підприємства. Всі компоненти порталу – можна реалізувати у вигляді віртуальних машин. Такий підхід повністю задовольняє агрегації знань і даних на однієї обчислювальній платформі та найкраще сприяє взаємодії програмних компонентів порталу.