Порівняльний аналіз методів стиску даних в безпроводових сенсорних мережах
Вантажиться...
Дата
2024
Автори
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
КПІ ім. Ігоря Сікорського
Анотація
Актуальність: Сучасні технології безпроводових сенсорних мереж (БСМ) стали невід'ємною частиною численних сфер діяльності, включаючи промисловість, охорону здоров'я, екологічний моніторинг, військові системи, розумні міста та інші. Основною метою таких мереж є збір, передача та обробка великого обсягу даних, що отримуються від численних сенсорів, розташованих в різних точках простору. Проте, одним із найбільших проблем, з якими стикаються ці мережі, є обмеження в обсязі пам'яті, енергії та пропускної здатності каналу зв'язку, що може суттєво впливати на ефективність і стабільність їх роботи. Одним із способів подолання цих обмежень є застосування методів стиснення даних. Стиснення даних дозволяє значно зменшити обсяг переданих даних, знижуючи навантаження на канал зв'язку та енергетичні витрати на передачу інформації. В умовах БСМ, де енергоефективність є критично важливою, стиснення даних дозволяє продовжити термін служби мережі, зменшуючи необхідність у частому обслуговуванні або заміні батарей сенсорів.
Мета роботи: провести порівняльний аналіз найбільш ефективних методів стиснення даних для забезпечення передачі даних в БСМ з максимальним збереженням якості та мінімальним енергоспоживанням.
Задачі дослідження: методи стиснення даних для безпроводових сенсорних мереж (БСМ) суттєво залежать від умов функціонування та обмежень енергоспоживання. Дивлячись на це, в роботі:
1. Проведено аналіз сучасних методів стиснення даних, включаючи алгоритми без втрат та з втратами.
2. Виконано теоретичний та практичний аналіз методів стиснення на основі зображень, таких як DIMENSIONS та MRCQ
3. Проведено експериментальне дослідження ефективності обраних методів, оцінили їх продуктивність за критеріями коефіцієнт стиснення, використання пам’яті, кількість операцій та середньоквадратичної помилки, якщо присутня з використанням ПЗ Matlab2024b.
Об'єктом дослідження -процес стиснення даних у безпроводових сенсорних мережах.
Предметом дослідження - методи стиснення даних та їх ефективність у різних умовах функціонування безпроводових сенсорних мереж.
Наукова новизна одержаних результатів:
1. Розглянута на практичному застосуванні ідея застосування методів MRCQ, DIMENSIONS для сенсорів з камерами.
2. Код практичних реалізацій написаний в ПЗ Matlab 2024b під кожний метод з поясненням для симуляції певних параметрів перед експлуатацією БСМ.
Практичне значення одержаних результатів: результати дослідження мають важливе практичне значення для покращення енергоспоживання у БСМ шляхом впровадження ефективних методів стиснення даних, зниження навантаження на канали зв'язку завдяки застосуванню алгоритмів S-LZW-MC, MRCQ,DIMENSIONS,DISCUS.
Підвищення стабільності та продуктивності БСМ у реальних умовах завдяки дослідженню адаптивних методів стиснення. Використання результатів дослідження у проєктах моніторингу довкілля, розумних міст та системах IoT, де критично важлива енергоефективність та довготривала автономна робота сенсорів.
Опис
Ключові слова
безроводова сенсорна мережа, стиснення даних, MRCQ, DIMENSIONS, DISCUS, S-LZW-MC, wireless sensor network, data compression
Бібліографічний опис
Третяк, А. В. Порівняльний аналіз методів стиску даних в безпроводових сенсорних мережах : магістерська дис. : 172 Електронні комунікації та радіотехніка / Третяк Артем Вікторович. – Київ, 2024. – 143 с.