نظام منع حوادث السيارات المعتمد على إنترنت الأشياء IOT BASED CAR ACCIDENT PREVENTION SYSTEM

المجلة: International Journal of Progressive Research in Engineering Management and Science
DOI: https://doi.org/10.58257/ijprems40411
تاريخ النشر: 2025-04-25

نظام منع حوادث السيارات المعتمد على إنترنت الأشياء

سايناث مانيك آشاننا , بيبين فيريش غوبتا , بهفيش سونيل شيلار , فايبهاف ساخارام شيندي , البروفيسور أنصاري محمد مبشر . كلية إنديرا غاندي للهندسة، نافى مومباي، الهند.

الملخص

يقدم هذا المشروع نظام كشف وتنبيه لحوادث السيارات في الوقت الحقيقي، باستخدام ESP32 كجهاز تحكم مركزي. يدمج النظام مستشعر اهتزاز/صدمة (SW-420 أو MPU6050) لاكتشاف الصدمات المفاجئة، مثل تلك التي تحدث في حادث سيارة أو دراجة. عند اكتشاف صدمة، يقوم النظام بتفعيل وحدة NEO-6MGPS لالتقاط إحداثيات الموقع الدقيقة. ثم يتم إرسال هذه الإحداثيات عبر الرسائل القصيرة باستخدام وحدة SIM800L GSM إلى جهات الاتصال الطارئة. يعمل هذا الحل بشكل مستقل عن الإنترنت، مما يجعله مثاليًا للمناطق ذات الاتصال الضعيف. النظام فعال من حيث التكلفة، موفر للطاقة، وقابل للتوسع بشكل كبير، مما يضمن تفعيل التنبيهات الطارئة بسرعة، مما يحسن من فرص الإنقاذ والمساعدة السريعة.

الكلمات المفتاحية: إنترنت الأشياء (IOT)، منع الحوادث، نظام السيارة الذكي، سلامة المركبات، المراقبة في الوقت الحقيقي، شبكة المستشعرات، كشف التصادم، سلامة الطرق.

1. المقدمة

الحوادث على الطرق هي واقع مؤسف، ويمكن أن يؤثر الاستجابة السريعة لخدمات الطوارئ بشكل كبير على معدلات البقاء والشفاء لضحايا الحوادث. واحدة من التحديات في معالجة هذه المشكلة هي الإخطار المتأخر لجهات الاتصال الطارئة والمستجيبين. تعتمد الأنظمة التقليدية على المكالمات اليدوية أو التطبيقات المعتمدة على الإنترنت، والتي قد لا تكون متاحة دائمًا أو موثوقة في المناطق النائية.
يركز هذا المشروع على تقديم حل فعال لهذه المشكلة من خلال نظام كشف حوادث تلقائي في الوقت الحقيقي. الفكرة الأساسية هي الاستفادة من متحكم ESP32 مع مجموعة متنوعة من المستشعرات والوحدات لاكتشاف حادث وإخطار جهات الاتصال الطارئة على الفور عبر الرسائل القصيرة. تم تصميم هذا النظام ليكون قويًا ومستقلاً عن الإنترنت، مما يجعله مثاليًا للاستخدام في المناطق النائية أو الريفية حيث قد يكون تغطية الشبكة الخلوية هي الخيار الوحيد للتواصل.
يعتمد النظام على مستشعر اهتزاز/صدمة لاكتشاف الصدمات المفاجئة التي تحدث أثناء الحادث. عند استشعار صدمة، يقوم النظام بتفعيل وحدة NEO-6MGPS للحصول على الموقع الدقيق للمركبة أو الدراجة. ثم يتم نقل بيانات الموقع عبر الرسائل القصيرة إلى جهات الاتصال الطارئة المسبقة التكوين باستخدام وحدة SIM800L GSM. تحدث هذه العملية على الفور، مما يضمن إمكانية إرسال المساعدة دون تأخير غير ضروري.
بالإضافة إلى معالجة المخاوف الأمنية الفورية، تم تصميم النظام ليكون منخفض التكلفة وموفر للطاقة، مما يجعله متاحًا لمجموعة واسعة من المستخدمين. تعزز قابلية توسيع النظام سهولة تطبيقه العملي، سواء للمركبات الفردية أو لإدارة الأسطول. الحل ذو قيمة خاصة في البلدان التي تتكرر فيها حوادث الطرق، حيث يمكن أن يحسن الوصول السريع إلى المساعدة الطارئة النتائج بشكل كبير. يهدف هذا النظام إلى سد الفجوة بين وقوع الحوادث والاستجابة الطارئة، مما يحسن السلامة على الطرق.

2. مراجعة الأدبيات

لقد ظهر إنترنت الأشياء (IoT) كتقنية مغيرة للعبة عبر مختلف الصناعات، بما في ذلك سلامة السيارات. تعتمد أنظمة منع حوادث السيارات المعتمدة على إنترنت الأشياء على أجهزة مترابطة تمكن المركبات والبنية التحتية والكيانات الأخرى من نقل ومشاركة البيانات في الوقت الحقيقي، مما يعزز سلامة الطرق. جانب أساسي من هذه الأنظمة هو الاتصال بين المركبات (V2V)، حيث تشارك المركبات معلومات حول سرعتها وموقعها وحالة الفرامل، مما يساعد في منع الحوادث من خلال تنبيه السائقين حول المخاطر المحتملة في الأمام، مثل الفرملة المفاجئة أو العقبات على الطريق. في الوقت نفسه، يعزز الاتصال بين المركبة والبنية التحتية (V2I) السلامة من خلال تسهيل التفاعلات بين المركبات وإشارات المرور، وعلامات الطرق، والبنى التحتية الأخرى، مما يوفر تحديثات في الوقت الحقيقي حول حالات المرور أو مخاطر الطرق، مما يساعد في تقليل فرص الحوادث.
تعتمد هذه الأنظمة بشكل كبير على المستشعرات مثل الرادار، والألتراساوند، وLiDAR، بالإضافة إلى الكاميرات لتحديد وتتبع محيط المركبة. يتم تحليل هذه المعلومات في الوقت الحقيقي إما بواسطة أنظمة المركبة المدمجة أو خوادم السحابة لتمكين اتخاذ القرارات السريعة. على سبيل المثال، يمكن أن يقوم نظام الفرملة الطارئة التلقائية (AEB) بتفعيل الفرامل عند اكتشاف تصادم وشيك، بينما يمكن أن يقوم نظام التحكم التكيفي في السرعة (ACC) بتعديل سرعة المركبة تلقائيًا للحفاظ على مسافة آمنة من المركبات الأخرى. علاوة على ذلك، فإن الأنظمة مثل تحذير مغادرة المسار (LDW)، التي تستخدم الكاميرات لتتبع علامات المسار، تنبه السائقين عندما ينحرفون عن مسارهم عن غير قصد. تزداد شعبية دمج الاتصال بين المركبة وكل شيء (V2X)، مما يوسع السلامة

www.ijprems.com
editor@ijprems.com

(مجلة محكمة دوليًا)
المجلد 05، العدد 04، أبريل 2025، الصفحات: 2338-2341
العامل:
7.001
وظائف لتشمل المشاة، وراكبي الدراجات، وغيرهم من مستخدمي الطرق.
ومع ذلك، فإن التحديات المختلفة تعيق التنفيذ الواسع النطاق لأنظمة منع الحوادث المعتمدة على إنترنت الأشياء. تثير المخاوف المتعلقة بالخصوصية المتعلقة بكميات كبيرة من البيانات الشخصية، بما في ذلك موقع المركبة وعادات القيادة، قضية ملحوظة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تحدد الاتصال الموثوق، خاصة في المناطق الأقل كثافة سكانية أو المناطق ذات الوصول المحدود إلى الشبكة، فعالية هذه الأنظمة. الاعتماد على شبكات الاتصال السريعة مثل 5G أو غيرها من الشبكات عالية السرعة أمر ضروري لتبادل البيانات الفوري. علاوة على ذلك، فإن ضمان موثوقية أنظمة إنترنت الأشياء في الظروف الحرجة، مثل فشل النظام أو التنبيهات الكاذبة، لا يزال مصدر قلق رئيسي.
نتطلع إلى الأمام، من المتوقع أن تعزز التطورات في الذكاء الاصطناعي (AI) وتعلم الآلة (ML) دقة وقدرات اتخاذ القرار لهذه الأنظمة. يمكن أن يمكّن الذكاء الاصطناعي المركبات من تحليل وفهم البيانات المعقدة بشكل أكثر فعالية، مما يحسن قدرتها على توقع وتجنب الحوادث. من المحتمل أيضًا أن تسرع تقدم المركبات المستقلة من دمج إنترنت الأشياء في النقل، حيث تعتمد السيارات ذاتية القيادة بشكل كبير على تقنيات إنترنت الأشياء للتنقل والسلامة. على الرغم من العقبات، تقدم أنظمة منع حوادث السيارات المعتمدة على إنترنت الأشياء إمكانيات كبيرة لزيادة سلامة الطرق، على الرغم من أنه يجب معالجة التحديات التقنية والتنظيمية والخصوصية من أجل نشرها على نطاق واسع.

3. المنهجية

اختيار الأجهزة: اختر متحكم ESP32 للمعالجة، مع مستشعر اهتزاز (SW-420 أو MPU6050) لاكتشاف الصدمات، وSIM800L لوظيفة الرسائل القصيرة. تم اختيار وحدة GPS NEO-6M لتتبع الموقع بدقة.
تصميم الدائرة: تصميم الاتصالات بين ESP32، مستشعر الاهتزاز، وحدة GPS، ووحدة GSM، مع ضمان توجيه الطاقة والإشارات بشكل صحيح.
تطوير البرمجيات: كتابة برنامج في بيئة Arduino IDE لاكتشاف الاهتزازات، وجلب إحداثيات GPS، وإرسال تنبيهات الرسائل القصيرة عبر وحدة GSM عند اكتشاف صدمة.
الاختبار: إجراء اختبارات في ظروف العالم الحقيقي لضمان قدرة النظام على اكتشاف الصدمات بشكل موثوق، والحصول على بيانات GPS دقيقة وإرسال تنبيهات الرسائل القصيرة دون تأخير.
تحسين: ضبط النظام لتحسين كفاءة الطاقة، وتقليل التنبيهات الكاذبة من مستشعر الاهتزاز، وتحسين موثوقية تسليم الرسائل القصيرة.

معامل المكونات

  • وحدة GSM (SIM800L) (5V): لإرسال تنبيهات الرسائل القصيرة.
  • متحكم ESP32 (5V): وحدة المعالجة الرئيسية.
  • وحدة GPS (NEO-6M) (5V): لتتبع الموقع في الوقت الحقيقي.
  • مستشعر الألتراساوند (HC-SR04) (5V): لقياس المسافة.
  • مستشعر MPU6050 (3.3V): لاكتشاف التصادمات والميل.
  • شاشة OLED (3.3V): لعرض البيانات في الوقت الحقيقي.
  • صفارة (5V): لتوليد تنبيهات صوتية.
  • المقاومات والمكثفات (5V): لتثبيت الإشارة وتحديد التيار.
  • دايود (1N4007) (5V): لحماية التيار العكسي.
جمع البيانات في الوقت الحقيقي
جمع البيانات في الوقت الحقيقي

www.ijprems.com
editor@ijprems.com

(مجلة محكمة دوليًا)
العامل :
(مجلة محكمة من قبل الأقران)
المجلد 05، العدد 04، أبريل 2025، الصفحات : 2338-234
7.001


عرض واجهة الويب

4. الاستنتاج

يظهر هذا المشروع نظام كشف حوادث فعال ومنخفض التكلفة وموثوق يرسل تنبيهات SMS قائمة على الموقع في الوقت الفعلي. إنه يحسن سلامة الطرق من خلال ضمان أوقات استجابة سريعة لخدمات الطوارئ. النظام قابل للتوسع، موفر للطاقة، وقابل للتكيف مع حالات الاستخدام المختلفة، مما يجعله أداة قيمة للسلامة الشخصية والعامة.

5. المراجع


Journal: International Journal of Progressive Research in Engineering Management and Science
DOI: https://doi.org/10.58257/ijprems40411
Publication Date: 2025-04-25

IOT BASED CAR ACCIDENT PREVENTION SYSTEM

Sainath Manik Aashanna , Bipin Viresh Gupta , Bhavesh Sunil Shelar , Vaibhav Sakharam Shinde , Prof. Ansari Mohd. Mubashshir . Indira Gandhi College Of Engineering, Navi Mumbai, India.

Abstract

This project presents a real-time accident detection and alert system, utilizing an ESP32 as the central controller. The system integrates a vibration/impact sensor (SW-420 or MPU6050) to detect sudden shocks, such as those experienced in a vehicle or bike accident. Upon detecting an impact, the system activates the NEO-6MGPS module to capture the exact location coordinates. These coordinates are then sent via SMS using the SIM800L GSM module to emergency contacts. This solution operates independently of the internet, making it ideal for areas with poor connectivity. The system is cost-effective, power-efficient, and highly scalable, ensuring that emergency alerts are triggered quickly, improving the chances of prompt rescue and assistance.

Keywords: Internet of things(IOT), Accident Prevention, Smart Vehicle System, vehicle Safety, Real Time Monitoring, Sensor Network, Collision Detection, Road Safety.

1. INTRODUCTION

Accidents on the road are an unfortunate reality, and the timely response of emergency services can significantly impact the survival and recovery rates of accident victims. One of the challenges in addressing this issue is the delayed notification of emergency contacts and responders. Traditional systems rely on manual calls or internet-based applications, which may not always be available or reliable in remote areas.
This project focuses on providing an efficient solution to this problem through an automatic, real-time accident detection system. The core idea is to leverage an ESP32 microcontroller along with various sensors and modules to detect an accident and immediately notify emergency contacts via SMS. This system is designed to be robust and independent of the internet, making it ideal for use in remote or rural areas where cellular network coverage may be the only option for communication.
The system relies on a vibration/impact sensor to detect sudden shocks that occur during an accident. Upon sensing an impact, the system activates the NEO-6MGPS module to obtain the exact location of the vehicle or bike.The location data is then transmitted via SMS to pre-configured emergency contacts using the SIM800L GSM module. This process happens instantly, ensuring that help can be dispatched without unnecessary delays.
In addition to addressing the immediate safety concerns, the system is designed to be low-cost and power-efficient, making it accessible for a wide range of users. The easy scalability of the system further enhances its practical application, whether for individual vehicles or for fleet management.The solution is particularly valuable in countries where road accidents are frequent, and quick access to emergency help can drastically improve outcomes.This system aims to bridge the gap between accident occurrence and emergency response, improving safety on the roads.

2. LITERATURE REVIEW

The Internet of Things (IoT) has emerged as a game-changing technology across various industries, including automotive safety. Car accident prevention systems based on IoT employ interconnected devices that enable vehicles, infrastructure, and other entities to transmit and share real-time data, thereby enhancing road safety. A fundamental aspect of these systems is Vehicle-to-Vehicle (V2V) communication, wherein vehicles share information regarding their speed, location, and braking status, aiding in accident prevention by alerting drivers about potential dangers ahead, such as abrupt braking or obstacles on the roadway. Meanwhile, Vehicle-to-Infrastructure (V2I) communication amplifies safety by facilitating interactions between vehicles and traffic signals, road signs, and other infrastructures, providing real-time updates on traffic situations or road dangers, which helps in minimizing the chances of accidents.
These systems are heavily dependent on sensors like radar, ultrasonic, and LiDAR, along with cameras to identify and track the surroundings of the vehicle. This information is analyzed in real time either by the vehicle’s onboard systems or cloud servers to enable swift decision-making. For instance, Automatic Emergency Braking (AEB) can engage the brakes upon detecting an impending collision, while Adaptive Cruise Control (ACC) can automatically modify the vehicle’s speed to keep a safe distance from other vehicles. Moreover, systems such as Lane Departure Warning (LDW), which utilize cameras to track lane markings, alert drivers when they accidentally drift out of their lane. The incorporation of Vehicle-to-Everything (V2X) communication is also growing in popularity, broadening safety

www.ijprems.com
editor@ijprems.com

(Int Peer Reviewed Journal)
Vol. 05, Issue 04, April 2025, pp : 2338-2341
Factor :
7.001
functionalities to include pedestrians, cyclists, and other road users.
Nonetheless, various challenges hinder the widespread implementation of IoT-based accident prevention systems. Concerns surrounding privacy related to the vast amounts of personal data, including vehicle location and driving habits, present a notable issue. Additionally, dependable connectivity, particularly in less populated areas or regions with limited network access, can restrict the effectiveness of these systems. The reliance on strong 5G or other high-speed communication networks is essential for the immediate exchange of data. Furthermore, guaranteeing the dependability of IoT systems in critical circumstances, such as system failures or false alerts, remains a primary concern.
Looking forward, advancements in Artificial Intelligence (AI) and Machine Learning (ML) are anticipated to enhance the accuracy and decision-making abilities of these systems. AI could empower vehicles to analyze and understand complex data more effectively, improving their capacity to foresee and avert accidents. The advancement of autonomous vehicles is also likely to hasten the integration of IoT in transportation, as self-driving cars rely significantly on IoT technologies for navigation and safety. Despite the obstacles, IoT-based car accident prevention systems offer considerable potential for increasing road safety, although technical, regulatory, and privacy challenges must be addressed for their broad deployment.

3. METHODOLOGY

Hardware Selection: Choose the ESP32 microcontroller for processing, along with a vibration sensor (SW-420 or MPU6050) for impact detection ,and the SIM800L for SMS functionality. The NEO-6M GPS module is selected for accurate location tracking.
Circuit Design: Design the connections between the ESP32, vibration sensor, GPS module, and GSM module, ensuring proper power and signal routing.
Software Development: Write a program in the Arduino IDE to detect vibrations, fetch GPS coordinates, and send SMS alerts via the GSM module when an impact is detected.
Testing: Perform tests in real-world conditions to ensure the system can detect impacts reliably , acquire accurate GPS data and send SMS alerts without delays.
Optimization: Fine-tune the system for better power efficiency ,reduce false triggers from the vibration sensor, and improve the reliability of SMS delivery.

COMPONENT PARAMETER

  • GSM Module (SIM800L) (5V) : For sending SMS alerts.
  • ESP32 Microcontroller (5V) : Main processing unit.
  • GPS Module (NEO-6M) (5V) : For real-time location tracking
  • Ultrasonic Sensor (HC-SR04) (5V) : For distance measurement.
  • MPU6050 Accelerometer (3.3V) : For detecting collisions and tilts.
  • OLED Display (3.3V) : For displaying real-time data
  • Buzzer (5V) : For generating audible alerts.
  • Resistors and Capacitors (5V) : For signal stabilization and current limiting.
  • Diode (1N4007) (5V) : For reverse current protection.
REAL TIME DATA ACQUISITION
REAL TIME DATA ACQUISITION

www.ijprems.com
editor@ijprems.com

(Int Peer Reviewed Journal)
Factor :
(Int Peer Reviewed Journal)
Vol. 05, Issue 04, April 2025, pp : 2338-234
7.001


WEB INTERFACE DEMONSTRATION

4. CONCLUSION

This project demonstrates an efficient, low-cost, and reliable accident detection system that sends real-time locationbased SMS alerts. It improves road safety by ensuring quick response times for emergency services. The system is scalable, power-efficient, and adaptable for various use cases, making it a valuable tool for personal and public safety.

5. REFRENCES