Аналіз операційних систем для засобів систем ІоТ
Дата
2026
Автори
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
КПІ ім. Ігоря Сікорського
Анотація
Мета роботи – комплексний аналіз сучасних операційних систем для засобів Інтернету речей, виявлення ключових проблем їх функціонування та розроблення практичних методів оптимізації програмного забезпечення з метою підвищення ефективності роботи апаратної платформи ESP32-CAM. Об'єкт дослідження – екосистема Інтернету речей та програмно-апаратні засоби, що забезпечують функціонування розподілених сенсорних мереж. Предмет дослідження – методи керування обчислювальними ресурсами, підходи до оптимізації програмного коду та механізми забезпечення надійної передачі даних у IoT-пристроях на базі платформ ESP8266 та ESP32-CAM. Короткий зміст роботи У першому розділі досліджено теоретичні основи Інтернету речей, розглянуто багаторівневу архітектуру IoT-екосистеми та концепцію обчислювального континууму IoT–Edge–Cloud. Визначено класифікацію пристроїв за RFC 7228 та встановлено, що більшість IoT-вузлів належить до класу з жорсткими ресурсними обмеженнями, що унеможливлює застосування стандартних операційних систем. У другому розділі проаналізовано еволюцію операційних систем від пакетних систем 1950-х років до сучасних спеціалізованих IoT ОС, досліджено специфіку їх архітектури (рівень апаратних абстракцій HAL, моделі планування задач та механізми енергозбереження на пристроях без апаратного блоку управління пам'яттю), а також систематизовано та класифіковано 15 науково-технічних проблем функціонування IoT ОС із визначенням актуальних методів їх вирішення. У третьому розділі виконано порівняльний аналіз апаратних і програмних характеристик платформ ESP8266 та ESP32-CAM, встановлено, що двоядерна архітектура ESP32-CAM є єдиною платформою, придатною для практичної оптимізації ОС. У четвертому розділі розроблено архітектуру оптимізованої конфігурації FreeRTOS та виконано її практичну реалізацію. За результатами порівняльного тестування вільна оперативна пам'ять збільшилась на 330%, частота кадрів при роздільній здатності VGA зросла на 150%, а мережевий jitter знизився у 3,7 рази.
Опис
Ключові слова
інтернет речей, операційна система, оптимізація пам'яті, реальний час, вбудовані системи, безпека, internet of things, operating system, freertos, esp32-cam, iot, memory optimization, real-time, embedded systems, security, esp-idf
Бібліографічний опис
Пукас, М. О. Аналіз операційних систем для засобів систем ІоТ : дипломна робота ... бакалавра : 172 Телекомунікації та радіотехніка / Пукас Максим Олегович. – Київ, 2026. – 94 с.