Аналіз операційних систем для засобів систем ІоТ

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.advisorОсипчук, Сергій Олександрович
dc.contributor.authorПукас, Максим Олегович
dc.date.accessioned2026-09-30T10:42:45Z
dc.date.available2026-09-30T10:42:45Z
dc.date.issued2026
dc.description.abstractМета 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.
dc.description.abstractotherThe purpose of the work is a comprehensive analysis of modern operating systems for Internet of Things devices, identification of key problems in their operation, and development of practical software optimization methods to improve the performance of the ESP32-CAM hardware platform. The object of research is the Internet of Things ecosystem and the software-hardware tools that ensure the operation of distributed sensor networks. The subject of research is methods of computational resource management, approaches to software code optimization, and mechanisms for ensuring reliable data transmission in IoT devices based on the ESP8266 and ESP32-CAM platforms. Summary The first chapter examines the theoretical foundations of the Internet of Things, the multi-tier IoT ecosystem architecture, and the IoT–Edge–Cloud computing continuum concept. The classification of devices according to RFC 7228 is defined, and it is established that most IoT nodes belong to the class with strict resource constraints, making the use of standard operating systems impossible. The second chapter analyzes the evolution of operating systems from batch processing systems of the 1950s to modern specialized IoT OS, examines the specifics of their architecture (the Hardware Abstraction Layer, task scheduling models, and energy-saving mechanisms on devices without a hardware Memory Management Unit), and systematizes and classifies 15 scientific and technical problems of IoT OS operation along with current methods for their resolution. The third chapter provides a comparative analysis of the hardware and software characteristics of the ESP8266 and ESP32-CAM platforms, establishing that the dual-core architecture of ESP32-CAM is the only platform suitable for practical OS optimization. The fourth chapter presents the development of an optimized FreeRTOS configuration architecture and its practical implementation. Testing results showed a 330% increase in free RAM, a 150% increase in frame rate at VGA resolution, and a 3.7-fold reduction in network jitter.
dc.format.extent94 с.
dc.identifier.citationПукас, М. О. Аналіз операційних систем для засобів систем ІоТ : дипломна робота ... бакалавра : 172 Телекомунікації та радіотехніка / Пукас Максим Олегович. – Київ, 2026. – 94 с.
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/83600
dc.language.isouk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорського
dc.publisher.placeКиїв
dc.subjectінтернет речей
dc.subjectопераційна система
dc.subjectоптимізація пам'яті
dc.subjectреальний час
dc.subjectвбудовані системи
dc.subjectбезпека
dc.subjectinternet of things
dc.subjectoperating system
dc.subjectfreertos
dc.subjectesp32-cam
dc.subjectiot
dc.subjectmemory optimization
dc.subjectreal-time
dc.subjectembedded systems
dc.subjectsecurity
dc.subjectesp-idf
dc.titleАналіз операційних систем для засобів систем ІоТ
dc.typeBachelor Thesis

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Pukas_bakalavr.pdf
Розмір:
2.06 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

Бакалаврські роботи (ЕКІР)
Бакалаврські роботи