Аналіз побудови мереж Інтернету речей

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.advisorМаксимов, Володимир Васильович
dc.contributor.authorПіддубний, Артем Анатолійович
dc.date.accessioned2026-09-30T08:13:04Z
dc.date.available2026-09-30T08:13:04Z
dc.date.issued2026
dc.description.abstractАктуальність дослідження обумовлена стрімким збільшенням числа підключених пристроїв у різних сферах – від систем «розумного дому» до промислових застосувань і «розумних міст», що потребує детального вивчення сучасних технологій передачі даних, безпекових аспектів та ефективності роботи таких мереж. Метою роботи є розглянути ключові компоненти Інтернету речей (IoT), провести аналіз технологій обміну даних, таких як Wi-Fi, Bluetooth Low Energy, ZigBee, LoRaWAN, NB-IoT та інші, визначити особливості їх функціонування і виявити актуальні проблеми безпеки. Також передбачено практичне дослідження на прикладі системи «розумного будинку» і обґрунтування напрямків подальшого удосконалення IoT-мереж. У процесі дослідження розглянуто Інтернет речей як складну інформаційно-комунікаційну систему, що інтегрує фізичні пристрої, датчики, програмне забезпечення та мережеві рішення. Розкрито архітектуру IoT-систем і проаналізовано основні сфери їх застосування: промисловість (з урахуванням концепції «Індустрія 4.0»), «розумні міста», охорона здоров’я, сільське господарство, транспорт, енергетика та побут. Проведений порівняльний аналіз основних характеристик технологій з урахуванням дальності покриття, швидкості передачі даних, енергоспоживання і мережевої топології. Виявлено, що Wi-Fi забезпечує високу пропускну здатність, однак характеризується підвищеним споживанням енергії. Окрему увагу приділено проблемам безпеки: уразливості пристроїв, можливості перехоплення інформації в бездротових мережах, відсутності єдиних стандартів захисту, ризикам DDoS-атак за участю ботнетів на базі IoT-пристроїв, а також питанням конфіденційності персональних даних. Запропоновано комплекс заходів захисту, що включає використання шифрування, впровадження багатофакторної аутентифікації, регулярне оновлення програмного забезпечення і моніторинг активності мережі. Практична частина роботи присвячена дослідженню системи «розумного будинку», побудованої на поєднанні Wi-Fi та ZigBee. Розглянуто функціонування сенсорів визначення температури, вологості, руху, диму, витоку газу тощо. У роботі запропоновано шляхи покращення IoT-мереж, серед яких – підвищення кіберзахисту завдяки сучасним методам шифрування, багатофакторній аутентифікації, регулярним оновленням firmware та автоматичному моніторингу мережевої діяльності. Також рекомендовано впровадження концепції edge computing для зниження затримок, оптимізації навантаження на мережу й зменшення залежності від хмарних сервісів. Для підвищення енергоефективності і розширення радіусу дії доцільно використовувати новітні технології, зокрема 5G, Wi-Fi HaLow та LoRaWAN. Важливим також є уніфікація взаємодії пристроїв шляхом впровадження стандартів Matter і Thread, що забезпечує сумісність пристроїв різних виробників. Перспективним напрямом розвитку є інтеграція штучного інтелекту і машинного навчання для автоматичного налаштування системи відповідно до поведінки користувачів, прогнозування змін навколишнього середовища та оптимізації роботи IoT-пристроїв. Об’єктом дослідження є технології передачі даних, архітектура та аспекти безпеки мереж інтернету речей (IoT), а також їх практичне застосування в реальних умовах на прикладу «розумного дому» Предметом дослідження є особливості функціонування, проблеми безпеки та методи удосконалення IoT-мереж, а також застосування конкретних технологій передачі даних у системах «розумного дому».
dc.description.abstractotherThe relevance of this research is driven by the rapid increase in the number of connected devices across various fields – from smart home systems to industrial applications and smart cities – which necessitates a thorough examination of modern data transmission technologies, security aspects, and the operational efficiency of such networks. The aim of this work is to examine the key components of the Internet of Things (IoT), conduct an analysis of data exchange technologies such as Wi-Fi, Bluetooth Low Energy, ZigBee, LoRaWAN, NB-IoT, and others, identify the features of their operation, and reveal current security challenges. Additionally, a practical study is planned using the example of a smart home system and justification of directions for further improvement of IoT networks. The research considers the Internet of Things as a complex information and communication system that integrates physical devices, sensors, software, and networking solutions. The architecture of IoT systems is described, and their main application areas are analyzed: industry (including the Industry 4.0 concept), smart cities, healthcare, agriculture, transportation, energy, and domestic sectors. A comparative analysis of the main characteristics of the technologies was conducted, taking into account coverage range, data transmission speed, energy consumption, and network topology. It was found that Wi-Fi provides high data throughput but is characterized by increased energy consumption. Special attention is devoted to security issues: device vulnerabilities, the possibility of data interception in wireless networks, the lack of unified security standards, risks of DDoS attacks involving botnets based on IoT devices, as well as concerns about personal data privacy. A comprehensive set of protection measures is proposed, including the use of encryption, implementation of multi-factor authentication, regular software updates, and monitoring of network activity. The practical part of the work focuses on the study of a smart home system built on a combination of Wi-Fi and ZigBee technologies. The functioning of sensors measuring temperature, humidity, motion, smoke, gas leakage, and others is examined. The work proposes ways to improve IoT networks, including enhancing cybersecurity through modern encryption methods, multi-factor authentication, regular firmware updates, and automated monitoring of network activities. The introduction of edge computing is also recommended to reduce latency, optimize network load, and decrease reliance on cloud services. To increase energy efficiency and expand coverage range, the use of emerging technologies such as 5G, Wi-Fi HaLow, and LoRaWAN is advisable. Standardizing device interaction through the adoption of Matter and Thread standards, ensuring compatibility of devices from different manufacturers, is also important. A promising direction for development is the integration of artificial intelligence and machine learning for automatic system adaptation to user behavior, environmental change prediction, and optimization of IoT device operation. Object of the study: Systems and technologies of the Internet of Things (IoT), including networks and devices that enable data transmission and operation of IoT environments in various application areas, particularly in smart home systems. Subject of the study: Features of functioning, security issues, and improvement methods of IoT networks, as well as the application of specific data transmission technologies (Wi-Fi, ZigBee, Bluetooth Low Energy, LoRaWAN, etc.) in smart home systems.
dc.format.extent67 с.
dc.identifier.citationПіддубний, А. А. Аналіз побудови мереж Інтернету речей : дипломна робота ... бакалавра : 172 Телекомунікації та радіотехніка / Піддубний Артем Анатолійович. – Київ, 2026. – 67 с.
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/83579
dc.language.isouk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорського
dc.publisher.placeКиїв
dc.subjectархітектура iot
dc.subjectрозумний будинок
dc.subjectтехнології передачі даних
dc.subjectкібербезпека
dc.subjectмашинне навчання
dc.subjectiot architecture
dc.subjectsmart home
dc.subjectdata transmission technologies
dc.subjectlorawan
dc.subjectzigbee
dc.subjectwi-fi
dc.subjectnb-iot
dc.subjectcybersecurity
dc.subjectmachine learning
dc.subjectedge computing
dc.subject5g
dc.titleАналіз побудови мереж Інтернету речей
dc.typeBachelor Thesis

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Piddubnyi_bakalavr.pdf
Розмір:
1.89 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Бакалаврські роботи (ЕКІР)
Бакалаврські роботи