Розвиток програмного забезпечення для роботи з Bluetooth-пристроями із застосуванням мови програмування Python та бібліотеки Bleak
Вантажиться...
Дата
2025
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
КПІ ім. Ігоря Сікорського
Анотація
Магістерська дисертація викладена на 102 сторінках та включає 19 ілюстрацій, 6 таблиць та 23 джерела за переліком посилань.
Актуальність теми: На сучасному етапі розвитку інформаційних технологій бездротові мережі, зокрема Bluetooth Low Energy (BLE), відіграють ключову роль у створенні мобільних, енергоефективних та інтелектуальних систем. Зростання кількості пристроїв Інтернету речей (IoT) потребує універсальних та кросплатформенних засобів для виявлення, підключення та обміну даними з BLE-сенсорами. Незважаючи на розвиток апаратної частини, створення ефективного програмного забезпечення для роботи з BLE залишається складним завданням, що потребує високого рівня абстракції та контролю за протоколами зв’язку. Це зумовлює актуальність розроблення універсального ПЗ на Python із застосуванням сучасних інструментів, таких як бібліотека Bleak. Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами: Тематика дисертації відповідає напряму науково-дослідних робіт кафедри телекомунікацій, які присвячені розробці інтелектуальних систем зв’язку, методів обробки сигналів та програмних рішень для безпроводових сенсорних мереж. Робота узгоджується з державною стратегією розвитку цифровізації, впровадження IoT-систем та технологій Industry 4.0. Результати дослідження логічно інтегруються у загальний науковоприкладний напрям кафедри, пов’язаний із розробкою систем моніторингу, телеметрії та програмних засобів для бездротових технологій. Мета і завдання дослідження: Метою роботи є створення універсального програмного рішення на основі Python та бібліотеки Bleak для виявлення BLE-пристроїв, встановлення з ними стійкого підключення, обміну даними та аналізу отриманої інформації. Для досягнення мети поставлено такі завдання:
– провести аналіз Bluetooth/BLE-протоколів та програмних інструментів для їх реалізації;
– дослідити архітектуру бібліотеки Bleak та її можливості для реалізації асинхронних BLE-операцій;
– розробити архітектуру застосунку для роботи з BLE-пристроями;
– реалізувати програмні модулі для пошуку, підключення, читання та запису характеристик BLE;
– виконати тестування програмного забезпечення та аналіз його продуктивності;
– сформувати рекомендації щодо застосування отриманого рішення у сенсорних IoT-системах.
Об’єкт дослідження: Програмно-апаратна взаємодія між Bluetooth Low Energy пристроями та програмним забезпеченням. Предмет дослідження: Методи та технології організації програмної взаємодії з BLE-пристроями, включно з виявленням, підключенням, обміном даними та обробкою телеметричної інформації. Методи дослідження: У роботі застосовано методи аналізу протоколів бездротового зв’язку, асинхронного програмування, математичного моделювання процесів передачі даних, інструменти збору та обробки даних (Pandas, Matplotlib), а також експериментальні дослідження продуктивності програмних модулів. Наукова новизна: Вперше розроблено універсальний кросплатформений програмний модуль на Python, що забезпечує повний цикл взаємодії з BLE-сенсорами на основі асинхронної архітектури. Уточнено та систематизовано підходи до реалізації стійкого BLEпідключення, управління характеристиками та обробки телеметричних сигналів. Практичне значення одержаних результатів: Створене програмне забезпечення може бути використане для побудови систем моніторингу, IoT-проектів, промислових сенсорних мереж, наукових досліджень та навчальних цілей. Рішення є кросплатформним, масштабованим, сумісним із широким спектром BLE-пристроїв і може бути інтегроване у реальні системи збору даних.
Опис
Ключові слова
Bluetooth, BLE, Python, Bleak, IoT, сенсори, асинхронна взаємодія, RSSI, GATT, UUID
Бібліографічний опис
Довгалюк, Д. В. Розвиток програмного забезпечення для роботи з Bluetooth-пристроями із застосуванням мови програмування Python та бібліотеки Bleak : магістерська дис. : 172 Електронні комунікації та радіотехніка / Довгалюк Данило Володимирович. – Київ, 2025. – 102 с.