Internati o nal  Journal of Ele c trical   and Computer  Engineering  (IJE CE)  V o l.  6, N o . 5 ,  O c tob e 201 6, p p . 2 134 ~213 I S SN : 208 8-8 7 0 8 D O I :  10.115 91 /ij ece.v6 i 5.1 097         2 134     Jo urn a l  h o me pa ge : h ttp ://iaesjo u r na l.com/ o n lin e/ind e x.ph p / IJECE  Bangladesh Perspective: Vehi cl e Speed P r op ositi o n System  Using Localized Wireless Identification        Mehdi Hasan Ch owdhur y,  Md.   Mam u n o or  Isl am   Department o f  Electrical and  Electroni c Eng i neer ing, Ch ittagong  University  of  En gineer ing & Technolog y ,  B a ngladesh      Article Info    A B STRAC T Article histo r y:  Received Apr 22, 2016  Rev i sed  Ju l 14 20 16  Accepte d Aug 2, 2016      Even in  the  era  of advanc ed en gineer ing, ro ad  acc ident h a s  be en a r e gula r   phenomenon causing death of  man y   people  in Banglad esh due to over   s p eeding a c tion  of reck les s  dri v ers .  Th ere  are  s e veral k e y pl ac es  (s uch as   schools, colleges, hospitals, hig h way s   and cons truction a l ar eas  etc.) where  the speed of  the  vehicle should  b e  lesse ned to  av oid accid e nts. The roads  and   highway author ity  may  place th e speed   limiter  signboards in th ese areas to   avoid thes e accidents, but th ese  are fre qu ently  o v erlooked b y  th e drivers. So   this paper dem onstrates a wire less fo rewarnin g sy st em  which will aid to  control th e s p ee d of the vehicl es  at s p eed res t ric t ed areas . The whole s y s t em   is established on  the basis of radio  frequency  (RF) communication .  There are  two parts of  this  s y stem  nam e d  a s  transm itting u n it and  re ceiv i n g  unit.  E ach   RF transm itter p o sitioned on  the  roadside wil l  be  transm itting th code signa l   continuously . Whenever  the veh i cle enters  th e range of  transmission,  the RF   rece iver which i s  attache d  in the vehicl e, wil l  rece ive the s i gna l and will   displa y th e infor m ation in a  LC D m onitor b y  n o tif ying th e driv er to r e duc e   the speed while  going through  th at  area. Keyword:  Road Acci dent    Sp eed  Lim it    RF Co mm u n i catio RF Tran sm it ter  RF Receiver   Copyright ©  201 6 Institut e  o f   Ad vanced  Engin eer ing and S c i e nce.  All rights re se rve d Co rresp ond i ng  Autho r Md . Mam u n oor  I s lam ,   Depa rtm e nt of  Electrical an d Electronic   Engineering,  Ch ittag o n g  Univ ersity of En gin eering   & Tech no log y Ch ittag o n g -434 9, Ban g l ad esh .   Em a il: mc m . mith u @ g m ail.co m       1.   INTRODUCTION  It is appa rent t h at roa d  accident s have   turned out  t o  be  a  topm os t m e na ce in t h is em e r gi ng worl d.  W i t h  t h ra pi d  gr o w t h   of t e c h n o l o gy  a nd i n f r ast r uct u re,  hum an l i f e ha s bec o m e  easier. B u t  t h e ad vent   o f   technology has  also increa sed the  traffic haz a rds a n d the  road acci dent   whic h causes  huge loss of life and  property [1]. E v ery year th e lives of alm o st  1.24 m illion pe ople are c u t short as a res u lt of roa d  accide nts [2] .   Abou t 20  to   50  m i l lio n  m o re p e o p l e su ffer  n onfatal in ju ri es, with m a n y   in curring  a  d i sab ility as a resu lt of  t h ei r i n j u ry W i t hout  act i o n,  r o ad  t r af fi c cra s hes a r pre d i c t e d t o   res u l t  i n  t h e  deat hs  o f  ar o u n d   1. m i ll i o n   p e op le an nu all y  b y  202 0.    Th e Worl d  Health   Org a n i zatio n  (WHO)  also  p r o j ects  that ro ad  crash   in ju ries  will be th e t h ird  h i gh est threat to  pub lic h ealth b y  202 0   [2 ].  As a  d e velo p i ng  co un tr y in  t h e w o r l d,  the  i n crease of roa d  deaths   has bee n  an a l arm i ng co nce r n o f  B a n g l a d e sh. Acc o rdi n g t o  p o l i ce repo rt  t o t a l  nu m b er of roa d  t r affi accidents was 40,927  in  Ba ngladesh during  peri od of 20 01-2010, a n d num ber of kille d person  was 32,261. In  2010; 3,300 pe ople we re killed in roa d  accidents, which rose to 5928 in 20 11, a rise of 80%. More ove r , the   estim a ted cost  of these  roa d  a ccident s is appr ox im ate l y 7 500  Cr Bang lad e sh i tak a  (1 U S D = 80  B D T)   p e r  year.  Th is is sai d  to  b e   1 . 5 %   o f  GDP wh ich d i rectly effects i n  th e n a tion a l eco nomy [3 ].  Accord ing  to   th e ro ad  safet y  statu s  repo rts b y   W H O sh own  in  Fi g u re 1, it is cle a r th at the  pede strians  (41%) a r e m o stly  affected  in t r affic spee d lim it  and ha sty acti ons of  drive r s. Recent  studies show  that one third  of the  num ber  of fatal or seri ous acci dent s a r e associated  with excessi ve  or ina p propriate speed  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J ECE   I S SN 208 8-8 7 0 8       Ban g l a d e sh   Persp ective: Veh i cle S p e ed   Propo sitio n S y stem   U s ing  Lo ca lized  .... (Mehd i  Ha san  C h o w dhury)  2 135 in the  s p eed  restricted  area s [4].  S o  re d u ct i o n   of  t h e  n u m b er  of  a cci dent s a n al l e vi at i on  of  t h ei r   con s eq ue nces  are an e n o r m ous co nce r fo roa d s a nd  hi g h w ay s de part m e nt  [5] .  F o r t h rem e dy i ng, det e rre nt   spee d restrai n t signboa rds are placed  in dic e y area whe r e the probability of  accide nt incidence is enorm ous.  Howe ver, m o st of the tim es th ese si gnboards go unnoticed  by  th e drive r s because it’s no t easy to keep a n  ey e   out   w h i l e  d r i v i n g .  S o  m a ny  i n n o ce nt  pe dest ri ans e x pe rie n ce  deaths beca use of  th ov er  sp eed i n g actio n of   dri v ers .  B e i n g  a de vel o pi n g  co unt y ,   di f f e r ent  l a t e st  t e ch no log i e s  su ch  a s   Go og le   maps etc. are  not so  available for  drivers i n  Ba ngla d es h.          Fi gu re  1.  Deat hs  by  r o a d   user s’ cat eg o r y  i n   B a ngl a d esh  [ 6 ]        Di ffe re nt  dri v i ng assi st a n ce sy st em s have been  devel o ped t o  av oi t h ese r o ad ac ci dent s.  A n   in tellig en t v e h i cle co n t ro l syst e m  b a sed   on  iden tificatio n   o f   ro ad  an d traffic sig n a h a b e en   d e v e l o p e d   by A.  K .  Th ir ukk ovulu r  et al. [ 7 ] to aler t th e d r iv er s wh ich  is Oper ated  b y  RFID  tr an spo n d e r s . Bu t th e system h a the  lim ita tion of ra nge bet w een  tra n sm itte and receive r which is t h dra w back  for high  s p eedy vehicle.  An ot he ove spee d vi ol at i o n m a nagem e nt sy st em  of a  v e hi cl e t h r o ug h  ZI GB EE c o m m uni cat i on ha s bee n   est a bl i s hed i n   20 1 3  (R ubi ni  et  al .) whi c h i s  not  c o st  effe ctive [8]. An  architect ural design  of the  vehicle  t r acki n g sy st em  based on R F ID  has bee n  pr o pose d  by  Ji anxi n De ng i n   20 1 3  [9]  an d an ap pr oach f o r  t e st i ng  of  ra di fre q u e n cy  i d e n t i f i cat i o n  an pa ram e t e r anal y s i s   has  bee n   pr o pose d  by  Li do n g   Wa ng  i n   2 0 1 4   [ 1 0 ] Hence  t h i s  pa p e rep r ese n t s  a n  assi st a n ce sy st em  based  o n  ra di o  f r eq ue n c y  com m uni cat i on  fo r t h dri v ers  whic will notify the m  about th e s p eed rest riction  in the haza rdous  areas  wirele ssly. So they  will be  cautious in advance  while crossi ng t h at area whic h res u l t s in decline of accide nts. T h is syste m  has bee n   im pl em ent e d pract i cal l y  bot h  for sl ow a n d  hi g h  spee d v e hi cl es and i t  has n o  si g n i f i cant  ran g e l i m i t a t i on  (app rox i m a tely  20 0 m e ters tran sm issio n  ran g e)   wi t h   pr ovi si on  o f  c o st  e ffe ct i v eness.       2.   R E SEARC H M ETHOD  The p r o p o sed  sy st em   i s  est a bl i s he d on R a di o f r eq ue ncy  com m uni cat i on. A ra di o f r e que ncy  (R F)   sig n a l refers t o  a wireless electro m a g n e tic sig n a l wh ic h  is form ed fr om  electrom a gnetic ra diation with  i d ent i f i e radi o f r eq ue nci e s [1 1] . I n  t h i s   wo rk , an  ISM  ban d  f r eq ue n c y  (43 4  M H z )  has  been  us ed as   t r ansm i t t i ng f r e que ncy .   In R F  com m uni cat i on, t h ere m u st  be t w o u n i t s  suc h  as R F  t r ansm i t t e r and R F   receiver. In the  risky area speed s h ould  be  less than  othe r zone s for  a v oiding the acci dents. For e x ample, i n   f r o n t   of  sch o o l s and   ho sp itals  th e sp eed of  the v e h i cles should  no t cr o s 3 0   k m /h .   So  i n  th is assistan ce system , RF transm i tters ar p l aced  in th e sp eed   restrain t signbo ards wh ich w ill  transm it the inform ation  of s p eed lim it continually, as s h own i n  Fi gure  2. The  RF recei ver is e q uippe d  in t h e   vehicle,  which receives   the signal whe n   the  vehicle  e n ters   into t h e transm ission re gion . T h en it aids  the  dri v e r   by apprising hi m  about the s p eed bounds  of that  particular area.  In this tim e, the driv e r  will lower the  spee of  hi ve hi cl e c o n f er ri n g  t o  t h at  i n f o rm at i on.   As ea rlier  dec r ibe d , t h ere  are two  parts s u ch as  tra n sm itting a n receiving  units in the projecte d   syste m . In  th tran sm it tin g  circu it, RF en cod e IC (HT12E)  h a b een u s ed  for co nv erti n g  th e i n pu t parallel  data to serial data. There are  8 address  pins  in the enco de r IC  whi c h can b e  used t o  set  a part i c ul a r  add r ess fo r   the recei ver to  whic h the  data   have  bee n  t r ansmitted.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                        I S SN 2 088 -87 08  I J ECE   Vo l. 6 ,  N o . 5 ,  O c tob e 20 16   :   213 –  21 39  2 136     Fi gu re  2.  Tra f f i c Si gn b o ar ds  equi ppe wi t h   R F  t r an sm it t e r (l eft  si de Vehi cl e equi pp ed  w i t h  t h e R F  rece i v er  (rig h t si de)  [ 1 2 ]       There a r e also four input pins  (Q 1,  Q 2 , Q 3,  Q 4 ) in RF enco de r IC by  whic h (2 4  =16)  co m b in atio ns o f   bi t s  bi nary  dat a  can be sent as sho w n i n  Tabl e 1 an d Fi g u re  3. The s e i n p u t  bi t s  are t r ansm i t t e d by  the R F   tran sm it ter which  tran sm its  t h e sign al at th e frequ en cy  of  43 4 M H Z.  In  t h e expe ri m e nt al  sy st em  vari o u s   co m b in atio n s   of inpu t b its are  tested  fo r so m e  areas.      Tabl e 1.  T e st  C o m b i n at i ons   Area  Q 1 Q 2 Q 3 Q School Ar ea  Hospital Ar ea  Constr uctional Ar ea  Hill Area             Fi gu re  3.  R eal  l i f e net w or k m odel       As Figu re  3 ,   th e in pu t b its are tran sm it t e d  b y  th e RF tran sm it ter th roug h  its an ten n a . As th t r ansm i t t i ng fr eque ncy  i s  hi gh , t h e ant e n n a  l e ngt h i s  a n  im port a nt  fac t or f o r e ffect i v e t r an sm i ssi o n . T h length  of the  antenna s h oul d  be  17.25cm  bot h in tr a n s m itting and receiving  side   as the transm ission  fre que ncy is 434 M H Z. The   receiving si de   m u st have the  sam e  address s e t by  the tra n s m itting side. So in t h is  syste m m u ltiple vehicles can receive the same inform a tion at a time but there m u st be  the sa m e  address in  every receivi ng device.  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J ECE   I S SN 208 8-8 7 0 8       Ban g l a d e sh   Persp ective: Veh i cle S p e ed   Propo sitio n S y stem   U s ing  Lo ca lized  .... (Mehd i  Ha san  C h o w dhury)  2 137     Fig u re  4 .  Basic op eration a l meth od      The input bits  are recei ved  by  RF  receive r module (R XB6). These s e rial  data are conveyed to t h e R F   d ecod e r IC (HT12 D ) to  co nv ert th ese i n to p a rallel d a ta.  Th e ou tpu t o f  d ecod e IC is d i rectly sen t  to  th micro c on tro ller. Th en  m i cro c o n t ro ller will disp lay th e in fo rmatio n  to  th e LCD m o n ito r,  as sh own  in  Fig u re 4.  Fi gu re  5 s h o w s t h e di a g ram  of  necessa ry  c i rcui t  use d  i n   t r ansm i t t i ng d e vi ce an d Fi g u re  dem onst r at i ons   circuits of  rece iving de vices.          Fi gu re  5.  C i rcu i t  di agram  of  t r ansm i t t i ng de v i ce          Figure  6. Circuit diagra m  of receiving devic e     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                        I S SN 2 088 -87 08  I J ECE   Vo l. 6 ,  N o . 5 ,  O c tob e 20 16   :   213 –  21 39  2 138 3.   R E SU LTS AN D ANA LY SIS  The system  has been  practically im p l e m ente d in s o m e  of t h e vehi cl es f o r t e st i ng t h res p ons e o f  t h sy st em . R e l e vant  dat a   have  been c o l l ect ed  fr om  pract i cal set up t o  fi nd  out  s p ee d vs . t r ansm i ssi on di st ance   relatio n s h i p wh ich  is illu strated  in Figure  7 .           Fi gu re 7.   S p ee d vs. Tra n sm i s si on   ra nge   g r a p h       It is ev i d en fro m  th e Fig u re 7  th at t h e tran sm issi on ra ng e of  t h e sy st e m   i s  hardl y  a f fect ed  by  t h e   spee d factor  of the  ve hicle. T h ough th e r e is  a slight  dec r ea se in t h range  when the  ve hi cle is at hi gh s p eed.  Bu t th is  d e crease is  p r etty neg lig ib le. So  i t  can   b e   said th at th e system p e rfo r m s  wel l  bo th   fo slow an spee dy  ve hi cl es w h i c h  sh o u l d  be a n  i m pe rative c r iteria for  practical application.  Fo r t h e wi d e -sp r ead  im p l e m e n tatio n   o f  th is  syste m , let’s ta k e  Dh ak a city  as an  ex am p l e. Fro m  th data table  (Ta b le 2 a n d Ta ble  3), it is noticed that  the powe consum ption of bo th transmitting and  receiving  device is quite low. He nce large scale im ple m entation of  th is  syste m  is feasib le.  If  th ere is 1 0 0  tran smit tin devices  placed in differe n t zones a nd  for e x a m ple, 10000  vehicles will be  equi ppe d with the  receivi ng device   t h en t o t a l  p o w er c ons um pt i on  of  b o t h  de vi c e s f o r  o n day   i s  sh ow n i n  Ta bl e 3  an Tabl e 4.       Tab l e 2 .  Power  Con s u m p tio n  for  Transm i ttin g  Dev i ce  Para m e ters  Trans m itting  D e vice Supply  voltage ( V olt)   5V  Power  per device (W att)  0. 03 W   Power  For 100 T r ans m itter ( W att)  3W  E l ectr i city units fo r  one day   ( K w- h)  (  Unit=  W * t hour  /1000)   0. 072       Table 3. Power  Consum pti on for  Receivi ng Device   Para m e ters  Receiving  Device Supply  voltage ( V olt)   4. 85V  Power  per device (W att)  0. 193 W   Power For 10000  Receiviers (W at t)  1930W       In a com p arative study bet w e e n the propose d  assist an ce syste m  an d  ex istin g  system s (Ta b le 4 ) , it is   ap p a ren t  th at t h e p r op osed  syste m  h a s th e least co st o f  all. Th ou gh  th tran sm issio n  ran g e  is less th an  th ZIGBE E  base system the range of  th pr opo sed system  is p r acticall y  eno ugh   f o r   a dr iv er  to con t ro l th spee d of hi s ve hi cl e.      Table  4. C o m p arative St udy   Na m e  of  the Syste m   Ef f ective Range  (Mete r s) Cost (Approxi m a t e ) per  receive r In  BDT  T a ka ( 1$= 80 taka)  T h e pr oposed sy stem   210   600   RFI D  based s y stem  [7 50   1000   Z i gbee based sy stem  [8 1000   3000   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J ECE   I S SN 208 8-8 7 0 8       Ban g l a d e sh   Persp ective: Veh i cle S p e ed   Propo sitio n S y stem   U s ing  Lo ca lized  .... (Mehd i  Ha san  C h o w dhury)  2 139 4.   CO NCL USI O N   In  fut u re , v o i c e war n i n g a n d  GSM  m odul e   m a y  be add e d t o  t h i s  sy st em  by  whi c h d r i v er s can  be   alerted with  voice warning a nd if a n y dri v er doesn’t re duce the s p eed  acco rding to t h e spee d rest riction, a  messag e  will b e  sen t  to  th e au tho r ity an d   p r o p e r step s can  b e  tak e n  ag ainst th e d r iv er for v i o l ating  th sp eed  limit. This research  has bee n  desi gned to decline the number of accide nt s and to alert the dri v ers about the   spee d l i m i t s  for safe  d r i v i n at  t h e hi g h  acc i d ent  z one . T h e ove ral l  cost   and  p o we r c o n s um pt i on ha ve  bee n   q u ite low of th is system so  th at it’s v e ry  easy to  i m p l emen t in  th e real life b y  wh i c h  th d r i v er  will g e necessa ry inform ation about  th e ro ad   withou t an d i stractio n   wh ich  results in  scalin g   do wn  th e nu m b er of  hazardous  roa d  accidents .       REFERE NC ES   [1]   V. Goud and V. Padmaja, “Vehic le Accid e nt  Automatic Detecti on and R e mote Control Dev i ce,”  Internat ion a l   Journal of Reco nfigurable  and Embedded System s ( I JRES) , vol/is sue: 1(2), pp . 49 -54, 2012 [2]   Road Traffic I n juries: Fact sheet N°358, w ww.who.in t/med iacentre/factsheets/fs 358/en/Road t raffic injuries.  Retrieved on  Ap ril 2016 [3]   S .  K. Bis w as R oad Traffi c Injur i es an Emerging  Problem in Ban g ladesh,”  Faridp ur Med. Coll. J. , vol/issue: 7(1),  pp. 05 , 2012 [4]   A.  Mishra ,   et a l , “Design of R F  based speed  control s y s t em f o r Vehicles,”  In ternational Jour nal of  Advan c ed   Research  in Co mputer and  Com m unication  Engineering , vol/issue: 1(8) , pp . 583- 586, 2012 [5]   K. Govindaraju et al , “Embedded Based  Vehicle Speed  Contro l S y stem Using  Wi reless Technolo g y ,”  International  Jo urnal of Innovative Research in  Electr ica l , Electronics, Instrument ation and Con t rol Engineering vol/issue: 2(8),  2 014.  [6]   Global status on   road saf e ty , 201 3.    Retrieved on  April 2016 www.who.int/ v i olence_injur y _ p r evention/road_s afety _ status/201 3/countr y _prof il es/bangladesh.p d f.   [7]   A. K. Thirukko vulur,  et  al , “I ntelligent Veh i cle Control B a sed on Id entifi cat ion of Road an d Traffi c S i gnal   Operated RFID transponders,”  Pr oceed ings  of   International Conference on  Advan ces  in Electrical and Electronics   Engineering  (IC AEE' 2012) , Pen a ng, Malay s ia, 2 012.  [8]   R. Rubini  and A .  U. Makeswar i,   “Over Speed vio l ation  managem e nt of  a veh i cle  through ZIGBEE,”  Internationa l   Journal of Engin eering and  Tech nology ( I JET) , v o l/issue: 5 ( 1), pp . 340-344 , 2013 [9]   J. Deng, “Architecture Design  of the Ve hicle  Track ing S y stem based on RFID,”  TELKOMNIKA, Indonesian  Journal of Electric al Engineerin g,  vol/issue: 11( 6), pp . 2997  -30 04, 2013 [10]   L. Wang , “Testing of Rad i o Fr equency   Identifi cation and Parameter An aly s is  Based on DOE,”  International  Journal of Electrical and  Co mputer  Eng i neer ing   ( I JECE) ,  vol/iss u e: 4(1) , pp . 145 -150, 2014 [11]   C. Coleman, “A n Introduction  to  Ra dio   Frequen c y  Engin eering , ” Cambri dge Univ ersity  Press, July 2011.  [12]   G. Sattib abu,  et al. , “ A utom ati c  Vehicl e S p eed C ontrol with W i re les s  in-Vehicl e   Road S i gn Deliv er y  S y s t em  Us ing  ARM 7, ”  International Journal  of Technology  Enhan cements an d Emerging Eng i neering Research , vol/issue: 2(8) pp. 32-34   BIOGRAP HI ES OF  AUTH ORS               M e hdi Hasan  Chow dhur y  received  his B . Sc. ( E ngineering)  d e gree in Ele c tri c a l   and   El ec tronic   Engineering fro m the Department  of Electrical and Electron ic  Engineering (EEE), Chittagong  university  of Engineer ing and  Techno log y  (C UET), Chittago ng, Bangladesh  in 2013. He is  currently  pursuing his M.Sc. (Engineer ing) degr ee  in  th e s a m e  f i eld  at  the s a m e   Univers i t y .  S i nc 2013, he has been with the Dep a rtment of EEE,  CUET, Bangladesh as a Lectur er. His research   inter e sts includ e Embedded S y stems, VLSI  Techno log y , W i reless Commu n ications and  Biom edica l  Eng i neering .       Md . Mamu n o o r  I s l am   is curr ently  pursuing his  B.Sc  ( E ngi n eering)  degr ee in Electr i cal  and  Electronic Engineering from th e Department o f   Elec tri cal  and  Elec troni c Eng i neer ing (EE E ),  Chittagong un iv ersit y  of Eng i neering and  Te ch nolog y  (CUE T), Chittagong , Bangladesh since  2013. His fields of interest in research  in clude Wireless Networ ks, Telecommunication  Engineering, Em bedded  S y stems and  Robotics.      Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.