Projekt i implementacja cyfrowej czarnej skrzynki rowerowej

Praca dotyczy projektu i implementacji cyfrowej czarnej skrzynki rowerowej - autonomicznego urządzenia wbudowanego, łączącego funkcje detekcji upadku, telematyki nawigacyjnej oraz alarmowania ratunkowego przez sieć GSM. Wzrastająca liczba użytkowników rowerów w przestrzeni miejskiej i pozamiejskiej generuje zapotrzebowanie na rozwiązania zwiększające bezpieczeństwo użytkownika poprzez automatyczne powiadamianie osób trzecich w sytuacjach krytycznych. Dostępne na rynku rozwiązania komercyjne, oparte głównie o aplikacje mobilne zależne od smartfona, wykazują ograniczenia w zakresie autonomii energetycznej, niezawodności wykrywania zdarzeń oraz pracy w warunkach braku dostępności sieci komórkowej telefonu. W ramach pracy zaprojektowano i wykonano kompletne urządzenie montowane bezpośrednio w ramie roweru, oparte na mikrokontrolerze ESP32-C6 oraz zestawie czujników obejmującym jednostkę inercyjną MPU-6500, czujnik środowiskowy BME280, odbiornik GPS Air530Z oraz modem GSM SIM800L. Opracowano autorską czterowarstwową płytkę drukowaną oraz obudowę wytwarzaną metodą druku 3D, dostosowaną do mocowania w głównym trójkącie ramy rowerowej. Oprogramowanie urządzenia, napisane w języku C++ z wykorzystaniem frameworka Arduino oraz środowiska PlatformIO, podzielono na dziesięć modułów funkcjonalnych realizujących akwizycję danych z czujników, trójfazowy algorytm detekcji upadku, niezależny rejestrator pików akceleracji o częstotliwości próbkowania 200 Hz, rejestrację telemetrii w formacie CSV na karcie microSD, procedurę alarmową z wysyłką wiadomości SMS oraz konfigurowalny serwer WWW dostępny w trybie serwisowym. Funkcjonalność urządzenia zweryfikowano w warunkach laboratoryjnych oraz w testach terenowych obejmujących akwizycję danych z czujników, rejestrację telemetrii, detekcję zdarzeń wstrząsowych oraz komunikację GSM. Przeprowadzone testy potwierdziły poprawność działania zaimplementowanych mechanizmów oraz wskazały kierunki dalszego rozwoju w zakresie optymalizacji algorytmu detekcji upadku oraz autonomii energetycznej urządzenia.