Спосіб передачі даних у пристроях моніторингу навколишнього середовища для розумного дому
Вантажиться...
Дата
2025
Автори
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
КПІ ім. Ігоря Сікорського
Анотація
Актуальність теми. Постійний розвиток IoT та його широке впровадження в розумних будинках створюють необхідність у високоефективних системах моніторингу навколишнього середовища. Сучасні методи передачі даних у пристроях часто мають обмеження щодо енергоспоживання, стабільності сигналу та швидкості обміну інформацією. В умовах зростання кількості сенсорних вузлів та підвищення вимог до точності та своєчасності вимірювань, оптимізація передачі даних стає актуальним завданням як для промислового, так і для побутового застосування. Розробка нового методу передачі даних, який забезпечує баланс між енергоефективністю, швидкістю та надійністю, є важливим науковим і практичним завданням.
Об’єкт дослідження. Об’єктом дослідження є системи розумного дому, які використовують сенсорні пристрої для моніторингу параметрів навколишнього середовища, таких як температура, вологість, тиск.
Предмет дослідження. Предметом дослідження є методи та алгоритми передачі даних між сенсорними вузлами та центральною системою в IoT середовищі, їх ефективність, енергоефективність та можливості оптимізації.
Мета роботи. Метою роботи є покращення способу передачі даних у пристроях моніторингу навколишнього середовища
Наукова новизна одержаних результатів. Наукова новизна роботи полягає у створенні способу передачі даних для IoT-систем моніторингу навколишнього середовища, який дозволяє зменшити обсяг переданих даних і енергоспоживання при збереженні точності вимірювань.
Практичне значення одержаних результатів. Запропонований метод може бути впроваджений у системи розумного дому та комерційні IoT-рішення для моніторингу навколишнього середовища, що дозволяє підвищити енергоефективність, стабільність зв’язку та продуктивність систем. Результати роботи можуть бути використані при проєктуванні нових сенсорних мереж, розробці промислових і побутових пристроїв моніторингу, а також для наукових досліджень у сфері IoT.
Особистий внесок. Особистий внесок при виконанні магістерської дисертації полягає у проведенні аналізу існуючих протоколів передачі даних, розробці власного методу оптимізації, створенні експериментального макету системи на базі ESP32 і сенсорів, проведенні тестування, обробці експериментальних даних.
Апробація результатів роботи.
Основні положення роботи та результати були описані у статті «Методи передачі даних у пристроях моніторингу навколишнього середовища» та представлені на XVІІІ науково-практичній конференції магістрантів та «Прикладна математика та комп’ютинг» ПМК-2025, 19-21 листопада 2025 р.
Публікації. За підсумками дослідження опубліковані такі роботи:
- Боярінова Ю.Є., Віннікова У.В., Методи передачі даних у пристроях навколишнього середовища // XVІІІ Науково-практична конференція магістрантів та аспірантів "Прикладна математика та комп’ютинг" (ПМК-2025) (м. Київ, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», 19-21 листопада 2025 р.).
- Uliana Vinnikova, Yuliia Boiarinova, Olena Mukhanova, Data transmission methods in environmental monitoring devices for smart home systems. Advances in Science and Technology: Proceedings of the II International Final R&D Online Conference of the II International Student Research Paper Competition, 2025. Kyiv, 2025. Page 148-150.
Структура та обсяг роботи. Магістерська дисертація складається з чотирьох розділів, висновків до кожного з них, загального висновку, списку використаних джерел та додатків.
Перший розділ присвячено теоретичному огляду предметної області, включаючи аналіз технологій Інтернету речей, архітектури IoT-систем, параметрів моніторингу якості повітря та методів збору й передачі даних.
Другий розділ містить обґрунтування вибору апаратних компонентів, середовищ розробки та серверної інфраструктури, необхідних для побудови системи моніторингу.
У третьому розділі подано опис побудови програмно-апаратної частини системи, реалізації комунікаційних протоколів, розгортання сенсорних вузлів і шлюзу, а також імплементацію існуючих і розробку запропонованого методу передачі даних.
Четвертий розділ містить методологію експериментального дослідження, результати випробувань різних методів передачі даних та порівняльний аналіз їхньої ефективності.
Повний обсяг дисертації становить 103 сторінки, з яких 94 сторінки — основний текст. У роботі наведено 29 рисунків та 3 таблиці. Список використаних літературних джерел складається з 29 позицій. До додатків включено презентаційні матеріали, програмний код та документи, що підтверджують апробацію отриманих результатів.
Опис
Ключові слова
Інтернет речей (IoT), розумний дім, сенсорні системи, моніторинг навколишнього середовища, протоколи передачі даних, оптимізація, енергоефективність., Internet of Things (IoT), smart home, sensor systems, environmental monitoring, data transmission protocols, optimization, energy efficiency
Бібліографічний опис
Віннікова, У. В. Спосіб передачі даних у пристроях моніторингу навколишнього середовища для розумного дому : магістерська дис. : 123 Комп'ютерна інженерія / Віннікова Уляна Вікторівна. – Київ, 2025. – 105 с