Спосіб передачі даних у пристроях моніторингу навколишнього середовища для розумного дому

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.advisorБоярінова, Юлія Євгенівна
dc.contributor.authorВіннікова, Уляна Вікторівна
dc.date.accessioned2026-01-19T12:30:11Z
dc.date.available2026-01-19T12:30:11Z
dc.date.issued2025
dc.description.abstractАктуальність 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.
dc.description.abstractotherRelevance of the topic. The continuous development of IoT technologies and their wide adoption in smart home systems create a need for highly efficient solutions for environmental monitoring. Modern data transmission methods in IoT devices often face limitations related to energy consumption, signal stability, and data transfer speed. With the growing number of sensor nodes and increasing requirements for accuracy and timely measurements, the optimization of data transmission becomes an important task for both industrial and household applications. Developing a new data transmission method that ensures a balance between energy efficiency, speed, and reliability is therefore a significant scientific and practical challenge. Object of the research. The object of the research is smart home systems that use sensor devices to monitor environmental parameters such as temperature, humidity, and air pressure. Subject of the research. The subject of the research includes methods and algorithms for data transmission between sensor nodes and a central system in an IoT environment, as well as their efficiency, energy consumption, and possibilities for optimization. Purpose of the work. The purpose of the thesis is to develop an improved data transmission method for environmental monitoring devices. Scientific novelty. The scientific novelty of this work lies in the creation of an optimized data transmission approach for IoT-based environmental monitoring systems. The proposed method reduces the amount of transmitted data and energy consumption while preserving measurement accuracy. Practical significance. The proposed method can be implemented in smart home systems and commercial IoT solutions for environmental monitoring. It improves energy efficiency, communication stability, and overall system performance. The results of the research can be used in the design of new sensor networks, the development of industrial and household monitoring devices, as well as in further scientific studies in the field of IoT. Personal contribution. The personal contribution includes the analysis of existing data transmission protocols, the development of an original optimization method, the creation of an experimental prototype based on ESP32 and sensors, system testing, and processing of experimental results. Approval of the results. The main findings and results were presented in the article “Data transmission methods in environmental monitoring devices” and reported at the 18th Scientific and Practical Conference of Master's Students “Applied Mathematics and Computing” (AMC-2025), held on November 19–21, 2025. Publications. Based on the results of the research, the following works were published: – Boyarinova Y., Vinnikova U., Methods of data transmission in environmental monitoring devices, XVIII Scientific and Practical Conference "Applied Mathematics and Computing" (KPI, Kyiv, 2025). – Uliana Vinnikova, Yuliia Boiarinova, Olena Mukhanova, Data transmission methods in environmental monitoring devices for smart home systems, Advances in Science and Technology, II International Research Competition, Kyiv, 2025, pp. 148–150. Structure and scope of the work. The master's thesis consists of four chapters, conclusions for each chapter, a general conclusion, a list of references, and appendices. The first chapter provides a theoretical overview of the subject area, including an analysis of IoT technologies, IoT system architecture, air quality monitoring parameters, and data collection and transmission methods. The second chapter justifies the selection of hardware components, development environments, and server infrastructure required for building the monitoring system. The third chapter describes the development of the hardware and software parts, the implementation of communication protocols, the deployment of sensor nodes and the gateway, as well as the implementation of existing methods and the creation of the proposed data transmission method. The fourth chapter presents the research methodology, experimental results, and a comparative analysis of the efficiency of the examined data transmission methods. The total volume of the thesis is 103 pages, of which 94 pages constitute the main text. The work includes 29 figures and 3 tables. The list of references contains 29 sources. The appendices include presentation materials, program listings, and documents confirming the approval of the obtained results.
dc.format.extent105 с.
dc.identifier.citationВіннікова, 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
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/78225
dc.language.isouk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорського
dc.publisher.placeКиїв
dc.subjectІнтернет речей (IoT)
dc.subjectрозумний дім
dc.subjectсенсорні системи
dc.subjectмоніторинг навколишнього середовища
dc.subjectпротоколи передачі даних
dc.subjectоптимізація
dc.subjectенергоефективність.
dc.subjectInternet of Things (IoT)
dc.subjectsmart home
dc.subjectsensor systems
dc.subjectenvironmental monitoring
dc.subjectdata transmission protocols
dc.subjectoptimization
dc.subjectenergy efficiency
dc.subject.udc004.7
dc.titleСпосіб передачі даних у пристроях моніторингу навколишнього середовища для розумного дому
dc.typeMaster Thesis

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Vinnikova_UV_KV42mp_magistr_2025.pdf
Розмір:
2.68 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

Магістерські роботи (СПСКС)
Магістерські роботи