Synthesis of data collection methods by telecommunication airplatforms in wireless sensors networks

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorRomaniuk, Anton V.
dc.contributor.authorRomaniuk, Valery A.
dc.contributor.authorSparavalo, Myroslav K.
dc.contributor.authorLysenko, Olexandr I.
dc.contributor.authorZhuk, Olexandr V.
dc.date.accessioned2021-04-15T17:09:30Z
dc.date.available2021-04-15T17:09:30Z
dc.date.issued2020
dc.description.abstractenBackground. Wireless sensor networks using telecommunication airplatforms for monitoring data collection belong to the class of complex, multifunctional, dynamic systems. To increase the efficiency of functioning of this class of networks, it is necessary to develop methods that allow achieving various target functions of network management: increase the time of network functioning, reduce the time of data collection, minimize the resources consumed. An integral part of the wireless sensor network management system is the subsystem of control over data collection from nodes using telecommunication airplatforms. When managing the process of data collection there are scientific tasks: finding the minimum number of points (nodes) of data collection, building the shortest flight routes of these points, defining flight strategies, ensuring the quality of data exchange, increasing the time of network operation. At present, there are no effective methods and algorithms to solve these scientific problems. This article is dedicated to the synthesis of methods that solve these problems. Objective. The purpose of the paper is development and improvement of monitoring data collection methods from wireless sensor network nodes on the basis of motion and positioning control of telecommunication air platforms. Methods. The analysis of initial data was performed and the main stages for synthesis of monitoring data collection methods by telecommunication airplatforms in wireless sensory networks were considered. The following mathematical models are proposed: clustering of wireless sensors networks; estimation of network nodes power consumption; time of data collection; quality of monitoring data collection and transmission. The algorithms of search of position and movement of telecommunication airplatforms for achievement of the given control objectives at monitoring data collection are improved. The effectiveness of the proposed methods of monitoring data collection has been assessed. Results. The results of simulation modeling showed that using the proposed models and algorithms in the implementation of monitoring data collection methods from nodes using telecommunication airplatforms allows: reducing data collection time by 15-20%; increasing network operation time by 10-15%; reducing the required number of telecommunications airplatforms to 15%. Conclusions. The synthesized methods make it possible to: determine the position and trajectory of telecommunication airplatforms when optimizing various target functions; perform real-time control; plan the trajectory of telecommunication airplatforms; improve the efficiency of algorithmic and mathematical support of network control system.uk
dc.description.abstractruПроблематика. Беспроводные сенсорные сети с использованием телекоммуникационных аэроплатформ, относятся к классу сложных, многофункциональных, динамических систем. Для повышения технической эффективности этих беспроводных сетей необходимо разработать методы увеличения времени функционирования сетей, уменьшения времени сбора данных, минимизации расходуемых ресурсов. Составной частью беспроводной сенсорной сети является подсистема управления сбором данных с узлов с использованием телекоммуникационных аэроплатформ. При управлении процессом сбора данных возникают научные задачи: нахождения минимального количества точек (узлов) сбора данных, построения кратчайших маршрутов облета этих точек, определений стратегий облета, обеспечения качества обмена данными, увеличения времени функционирования сети. В настоящее время отсутствуют эффективные методы и алгоритмы для решения этих научных задач. Синтезу методов, которые решают данные задачи посвящена данная статья. Цель исследований. Разработка и совершенствование методов сбора данных с узлов беспроводных сенсорных сетей с управлением перемещением и позиционированием телекоммуникационных аэроплатформ. Методика реализации. Проанализированы задачи управления беспроводными сенсорными сетями с телекоммуникационными аероплатформами. Синтезированы методы и алгоритмы сбора данных мониторинга телекоммуникационными аероплатформами. Предложены математические модели: кластеризации беспроводных сенсорных сетей; оценки энергозатрат затрат узлов; времени сбора данных; качества сбора и передачи данных мониторинга. Усовершенствованы алгоритмы поиска положения и перемещения телекоммуникационных аэроплатформ для достижения заданных целей управления при сборе данных мониторинга. Оценена эффективность предложенных методов сбора данных мониторинга. Результаты исследований. Результаты имитационного моделирования показали, что использование синтезированных методов позволяет: уменьшает время сбора данных на 15-20%; увеличить время функционирования сети на 10-15%; уменьшить на 15% необходимое количество телекоммуникационных аэроплатформ. Выводы. Синтезированные методы позволяют: определять положение и траекторию движения телекоммуникационных аэроплатформ при оптимизации различных целевых функций; осуществлять управление в режиме реального времени; оперативно планировать траекторию перемещения телекоммуникационных аэроплатформ; повысить эффективность алгоритмического и математического обеспечения системы управления сетью.uk
dc.description.abstractukПроблематика. Безпроводові сенсорні мережі із використанням телекомунікаційних аероплатформ відносяться до класу складних, багатофункціональних, динамічних систем. Для підвищення їх технічної ефективності необхідно розробити методи керування, які б дозволили збільшити час функціонування сенсорної мережі, зменшити час збору даних, зменшити витрати ресурсів. Важливою складовою частиною такої безпроводової сенсорної мережі є система керування збором даних моніторингу. Під час керування системою збору даних моніторингу із використанням телекомунікаційних аероплатформ виникають наукові задачі: відшукання мінімальної кількості вузлів збору даних; побудови оптимального маршруту збору даних із підтримкою необхідної якості їх передавання. Зараз відсутні ефективні методи розв’язання цих наукових задач. Тому саме синтезу методів розв’язання наукових задач керування збором даних і присвячена ця стаття. Мета досліджень. Розробка і вдосконалення методів збору даних з вузлів безпроводової сенсорної мережі із використанням телекомунікаційних аероплатформ. Методика реалізації. Проаналізовані задачі керування безповодовими сенсорними мережами із телекомунікаційними аероплатформами. Синтезовані методи та алгоритми моніторингу. Побудовані математичні моделі: кластерізації безпроводових сенсорних мереж; оцінки енерговитрат вузлів мережі; часу збору даних; якості збору і передачі даних моніторингу. Удосконалено методи пошуку положення та керування рухом телекомунікаційних аероплатформ. Виконана оцінка ефективності запропонованих методів. Результати досліджень. Результати імітаційного моделювання показали, що використання синтезованих методів дозволяє: зменшити час збору інформації на 15-20 %; збільшити час функціонування мережі на 10-15 %; зменшити необхідну кількість аероплатформ на 10%. Висновки. Синтезовані методи дозволяють: визначити положення та траєкторію руху телекомунікаційної аероплатформи при оптимізації різних цільових функцій; виконати керування системою збору даних у реальному часі; підвищити ефективність алгоритмічного забезпечення системи керування функціонуванням безпроводової сенсорної мережі.uk
dc.format.pagerangePp. 63-73uk
dc.identifier.citationSynthesis of data collection methods by telecommunication airplatforms in wireless sensors networks / Anton V. Romaniuk, Valery A. Romaniuk, Myroslav K. Sparavalo, Olexandr I. Lysenko, Olexandr V. Zhuk // Information and telecommunication sciences : international research journal. – 2020. – Vol. 11, N. 2(21). – Pp. 63–73. – Bibliogr.: 16 ref.uk
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.20535/2411-2976.22020.63-73
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/40633
dc.language.isoenuk
dc.publisherNational Technical University of Ukraine “Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute”uk
dc.publisher.placeKyivuk
dc.sourceInformation and telecommunication sciences : international research journal, 2020, Vol. 11, N. 2(22)uk
dc.subjectwireless sensor networksuk
dc.subjectclusteringuk
dc.subjecttelecommunication airplatformuk
dc.subjectmonitoring data collection from UAVsuk
dc.subjectбезпроводова сенсорна мережаuk
dc.subjectкластеризаціяuk
dc.subjectтелекомунікаційна аероплатформаuk
dc.subjectзбір даних моніторингуuk
dc.subjectбеспроводные сенсорные сетиuk
dc.subjectкластеризацияuk
dc.subjectсбор данных мониторинга с БпЛАuk
dc.subjectэффективностьuk
dc.subject.udc621.396.4uk
dc.titleSynthesis of data collection methods by telecommunication airplatforms in wireless sensors networksuk
dc.title.alternativeСинтез методів збору даних телекомунікаційними аероплатформами у безпроводових сенсорних мережахuk
dc.title.alternativeСинтез методов сбора данных телекоммуникационными аероплатформами в беспроводных сенсорных сетяхuk
dc.typeArticleuk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
ITS2020_11-2_p63-73.pdf
Розмір:
543.62 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
9.01 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Information and telecommunication sciences: international research journal, Vol. 11, N. 2(21)