Добірка наукової літератури з теми "Сенсоні мережі"

Метою даної роботи є проведення аналізу технологій які зможуть забезпечити підвищення ефективності Тактильного Інтернету (ТІ) у комп'ютерних мережах. Концепція ТІ набула свого розвитку завдяки появі та розвитку технологій, що вимагають досить малої затримки при доставці даних. Це насамперед послуги з певними вимогами до інтерактивності. Зокрема, це можуть бути різноманітні системи управління, пов'язані з передачею тактильних відчуттів від виконавчих механізмів і сенсорів на органи управління. Для підвищення ефективності ТІ сьогодні розглядається низка перспективних технологій, наприклад, технологія взаємодії пристрій-пристрій, D2D (Device-to-Device), без використання базової станції, що дозволяє ефективно побудувати надщільні комп'ютерні мережі. Для побудови мереж з малими затримками великого значення набувають технології типу MEC (Mobile Edge Computing), програмно-конфігурованих мережах SDN (Software Defined Networks) та віртуалізації мережних функцій NFV (Network Functions Virtualization). Комп’ютерні мережі з низькими затримками, в основі яких лежить концепція Тактильного Інтернету, мають велике значення при виборі методу побудови комп’ютерних мереж. В даній статті розглянуто різні технології та проаналізовані основні переваги та проблеми означених технологій, які вимагають подальшого їх дослідження.

Визначені проблеми синтезу і вибору рішень щодо управління маршрутизацією потоків даних в конфліктуючих сенсорних мережах варіативної топології за умов обмежень і невизначеностей. Розглянуто підхід до створення розподіленої системи інтелектуального управління маршрутизацією в самоорганізованих сенсорних мережах на основі використання багаторівневої теоретико-множинної і математичної моделей, що визначають сутність системи інтелектуального управління об’єктом. В якості базової моделі опису маршруту передачі даних в самоорганізованій сенсорній мережі запропоновано семіотичну модель, що грунтується на формальній моделі процесів інформаційної взаємодії елементів мережі. На відміну від формальних моделей використання семіотичної моделі дозволяє в процесі ситуаційного управління змінювати усі елементи формальної моделі і формувати моделі, які відображають поточний стан мережі. При створенні розподілених самоорганізованих систем управління маршрутизацією потоків даних в сенсорних мережах варіативної топології запропоновано застосування технологій, що використовують методи логіко-лінгвістичного (семантичного) моделювання, що дозволяє якісно описувати і вивчати слабко структуровані процеси, явища і системи. Вирішення задачі синтезу і вибору рішень щодо синтезу і вибору рішень щодо стратегії управління маршрутизацією потоків даних в сенсорних мережах варіативної топології запропоновано розглядати на основі моделі конфлікту взаємодії вузлів мережі, як вирішення задачі дискретної динамічної оптимізації. Синтез і вибір рішень щодо стратегій управління маршрутизацією і вибору маршруту передачі потоку даних в мережі здійснюється у відповідності до значення функції ціни для кожного елемента мережі, що є гегелівським об’єктом, відповідно метрики мережі. Незалежно від обраної метрики мережі метою управління маршрутизацією в СМ є визначення оптимального шляху на графі, який відображає топологію сенсорної мережі. При вирішенні задачі дискретної динамічної оптимізації запропоновано в якості обмеженого ресурсу, що визначає функцію ціни, застосувати параметри, які визначають пропускну спроможність каналів зв’язку при взаємодії вузлів мереж. Канали зв’язку визначають характеристики ребер (дуг) граф-моделі сенсорної мережі варіативної топології, а вузли є елементами розподіленої системи інтелектуального управління маршрутизацією потоків даних в мережі.

У статті запропоновано методику діагностики електронних систем керування, якими оснащені сучасні посівні комплекси. Використання електронних систем дозволяє в автоматичному режимі контролювати якість посіву, адаптувати роботу сівалки до зміни параметрів руху, відображати основні параметри системи під час роботи, сигналізувати про несправності чи недотримання агротехнічних вимог. Для вивчення будови, принципу роботи, налаштувань й технічного обслуговування сівалки зручно використовувати навчальні стенди, перевагою яких є компактність та зручність розташування основних елементів електронної системи керування, а його використання не потребує значних затрат часу й ресурсів, застосування додаткового обладнання й техніки. Визначено характеристики та параметри вихідних сигналів сенсорів за різних режимів роботи. З’ясовано принципи роботи бортової мережі та технології передачі даних основних елементів електронної системи керування сівалкою. За характером та закономірностями зміни отриманих осцилограм інформаційних сигналів встановлено нормативні діагностичні параметри сенсорів сівалки, що в подальшому забезпечить швидку та ефективну діагностику. Встановлено, що оптичні сенсори використовують UART протокол передачі даних. Один із контактів роз’єму сенсора контролю висіву є приймачем (RX), а другий – є передавачем (TX) цифрового сигналу, відповідно, це дозволяє розташувати велику кількість сенсорів на одній лінії передачі даних. Результати досліджень забезпечать швидку діагностику техніки.

Уперше запропонована концепція інтеграції інформаційної та сенсорної підсистем мережецентричного ведення бойових дій у єдину інформаційно-сенсорну підсистему з перетворенням інформаційної компоненти на інформаційно-сенсорну решітку. Створення радарно-телекомунікаційної мережі інформаційно-сенсорної решітки має стати початком подальшої інтеграції інформаційної підсистеми із системою систем різнотипних сенсорів, які функціонують за різноманітними фізичними принципами. Це дасть можливість охопити розгалуженим інформаційно-сенсорним контролем весь космічний, повітряний, наземний, надводний та підводний простір у відведеній операційній зоні.На початковому етапі синтезу радарно-телекомунікаційної мережі запропоновано створення багатопозиційної інтегрованої системи зв’язку та радіолокації із застосуванням у кожній позиції мобільної станції зв’язку та радіолокації, оснащеної цифровою антенною решіткою з режимом роботи МІМО та використанням сигналів неортогональної частотної дискретної модуляції.

Актуальність теми дослідження. Нині безпровідні сенсорні мережі є важливим інструментом для дослідження фізичного світу. Їхня важливість пов’язана з новими можливостями використання, завдяки таким характеристикам, як відсутність необхідності в кабельній інфраструктурі, мініатюрних вузлах, низькому енергоспоживанні, вбудованому радіоінтерфейсі, досить високій потужності передачі, відносно низькій вартості. Тому існує проблема створення нових засобів, що покращили б ефективність їх використання, що б дало змогу розширити сфери застосування. Постановка проблеми. У процесі розроблення таких систем розробникам доводиться вирішувати суперечність між зниження точності вимірювання відстані, зі зростанням дальності розташування об’єктів, обмеженою потужністю передавачів і дорогою вартістю спеціальних вузлів, що отримують точні координати із супутника. Наявність цих обмежень підвищує імовірність похибок при локалізації об’єктів у безпровідних сенсорних мережах. Аналіз останніх досліджень і публікацій. Були розглянуті останні публікації у відкритому доступі, включаючи існуючі алгоритми вимірювання відстані та задачі енергоефективності передавачів. Виділення недосліджених раніше частин загальної проблеми. Підвищення точності вимірювання відстані заобів, що використовують існуючі алгоритми вимірювання відстані. Постановка завдання. Удосконалення методу вимірювання відстані пристроями безпровідних сенсорних мереж, шляхом застосування мікропроцесорних фазометрів. Виклад основного матеріалу. Локалізація об’єктів відбувається за допомогою методу TDOA (Time Difference of Arrival). Дані, що були одержані після використання цього методу, надсилаються до мікропроцесорного фазометра, який визначає період між фазами радіо- та ультразвукового сигналу, що є пропорційною величиною до відстані між об’єктами. Висновки відповідно до статті. Запропонований метод дозволяє покращити точність процесу локалізації об’єктів у безпровідних сенсорних мережах.

Дана стаття присвячена збору даних та аналізу мережі з метою розуміння принципів їх використання та запобігання хакерських зловмисних дій. Особлива увага приділяється аналізу – процес збору даних про безпеку та вжиття рішучих заходів на їх основі. В даній статті було сконцентровано увагу на механізмах виявлення вторгнень за рахунок використання мережних сенсорів та детекторів. У результаті були сформовані рекомендації щодо забезпечення ефективної інформаційної безпеки сучасної комп’ютерної мережі на основі застосування мережних сенсорів та детекторів. Також розглядалися заходи інформаційної безпеки для запобігання подальшим зловмисним діям.

У зв’язку із загальною інформатизацією освіти і швидким розвитком цифрових засобів обробки інформації назріла необхідність впровадження в лабораторні практикуми вищих та середніх навчальних закладів цифрових засобів збору, обробки та оформлення експериментальних результатів, в тому числі під час виконання лабораторних робот з основ електротехнічних пристроїв та систем. При цьому надмірне захоплення віртуальними лабораторними роботами на основі комп’ютерного моделювання в порівнянні з реальним (натурним) експериментом може призводити до втрати особової орієнтації в технології освіти і відсутності надалі у випускників навчальних закладів ряду практичних навичок.У той же час світові компанії, що спеціалізуються в учбово-технічних засобах, переходять на випуск учбового устаткування, що узгоджується з комп’ютерною технікою: аналого-цифрових перетворювачів і датчиків фізико-хімічних величин, учбових приладів керованих цифро-аналоговими пристроями, автоматизованих учбово-експеримен­тальних комплексів, учбових експериментальних установок дистанційного доступу.У зв’язку із цим в області реального експерименту відбувається поступовий розвиток інформаційних джерел складної структури, до яких, у тому числі, відносяться комп’ютерні лабораторії, що останнім часом оформлюються у новий засіб реалізації учбового натурного експерименту – цифрові електронні лабораторії (ЦЕЛ).Відомі цифрові лабораторії для шкільних курсів фізики, хімії та біології (найбільш розповсюджені компаній Vernier Software & Technology, USA та Fourier Systems Inc., Israel) можуть бути використані у ВНЗ України, але вони мають обмежений набір датчиків, необхідність періодичного ручного калібрування, використовують застарілий та чутливий до електромагнітних завад аналоговий інтерфейс та спрощене програмне забезпечення, що не дозволяє проводити статистичну обробку результатів експерименту та з урахуванням низької розрядності аналого-цифрових перетворювачів не може використовуватись для проведення науково-дослідних робіт у вищих навчальних закладах, що є однією із складових підготовки висококваліфікованих спеціалістів, особливо в університетах, які мають статус дослідницьких.Із вітчизняних аналогів відомі окремі компоненти цифрових лабораторій, що випускаються ТОВ «фірма «ІТМ» м. Харків. Вони поступаються продукції компаній Vernier Software & Technology, USA та Fourier Systems Inc. та мають близькі цінові характеристики на окремі компоненти. Тому необхідність розробки вітчизняної цифрової навчальної лабораторії є нагальною, проблематика досліджень та предмет розробки актуальні.Метою проекту є створення сучасної вітчизняної цифрової електронної лабораторії та відпрацювання рекомендацій по використанню у викладанні на її основі базового переліку науково-природничих та біомедичних дисциплін у ВНЗ I-IV рівнів акредитації при значному зменшенні витрат на закупку приладів, комп’ютерної техніки та навчального-методичного забезпечення. В роботі використані попередні дослідження НДІ Прикладної електроніки НТУУ «КПІ» в галузі МЕМС-технологій (micro-electro-mechanical) при створенні датчиків фізичних величин, виконано огляд технічних та методичних рішень, на яких базуються існуючі навчальні цифрові лабораторії та датчики, розроблені схемотехнічні рішення датчиків фізичних величин, проведено конструювання МЕМС – первинних перетворювачів, та пристроїв реєстрації інформації. Розроблені прикладні програми інтерфейсу пристроїв збору інформації та вбудованих мікроконтролерів датчиків. Сформульовані вихідні дані для розробки бездротового інтерфейсу датчиків та програмного забезпечення цифрової лабораторії.Таким чином, у даній роботі пропонується нова вітчизняна цифрова електронна лабораторія, що складається з конструкторської документації та дослідних зразків обладнання, програмного забезпечення та розробленого єдиного підходу до складання навчальних методик для цифрових лабораторій, проведення лабораторних практикумів з метою економії коштів під час створення нових лабораторних робіт із реєстрацією даних, обробки результатів вимірювань та оформленням результатів експерименту за допомогою комп’ютерної техніки.Цифрова електронна лабораторія складається із таких складових частин: набірного поля (НП); комплектів модулів (М) із стандартизованим вихідним інтерфейсом, з яких складається лабораторний макет для досліджування об’єкту (це – набір електронних елементів: резисторів, ємностей, котушок індуктивності, цифро-аналогових та аналого-цифрових перетворювачів (ЦАП та АЦП відповідно)) та різноманітних датчиків фізичних величин; комп’ютерів студента (планшетного комп’ютера або спеціалізованого комп’ютера) з інтерфейсами для датчиків; багатовходових пристроїв збору даних та їх перетворення у вигляд, узгоджений з інтерфейсом комп’ютера (реєстратор інформації або Data Logger); комп’ютер викладача (або серверний комп’ютер із спеціалізованим програмним забезпеченням); пристрої зворотного зв’язку (актюатори), що керуються комп’ютером; трансивери для бездротового прийому та передачі інформації з НП.Таким чином, з’являється новий клас бездротових мереж малої дальності. Ці мережі мають ряд особливостей. Пристрої, що входять в ці мережі, мають невеликі розміри і живляться в основному від батарей. Ці мережі є Ad-Hoc мережами – високоспеціалізованими мережами з динамічною зміною кількісного складу мережі. У зв’язку з цим виникають завдання створення та функціонування даних мереж – організація додавання і видалення пристроїв, аутентифікація пристроїв, ефективна маршрутизація, безпека даних, що передаються, «живучість» мережі, продовження часу автономної роботи кінцевих пристроїв.Протокол ZigBee визначає характер роботи мережі датчиків. Пристрої утворюють ієрархічну мережу, яка може містити координатор, маршрутизатори і кінцеві пристрої. Коренем мережі являється координатор ZigBee. Маршрутизатори можуть враховувати ієрархію, можлива також оптимізація інформаційних потоків. Координатор ZigBee визначає мережу і встановлює для неї оптимальні параметри. Маршрутизатори ZigBee підключаються до мережі або через координатор ZigBee, або через інші маршрутизатори, які вже входять у мережу. Кінцеві пристрої можуть з’єднуватися з довільним маршрутизатором ZigBee або координатором ZigBee. По замовчуванню трафік повідомлень розповсюджується по вітках ієрархії. Якщо маршрутизатори мають відповідні можливості, вони можуть визначати оптимізовані маршрути до визначеної точки і зберігати їх для подальшого використання в таблицях маршрутизації.В основі будь-якого елементу для мережі ZigBee лежить трансивер. Активно розробляються різного роду трансивери та мікроконтролери, в які потім завантажується ряд керуючих програм (стек протоколів ZigBee). Так як розробки ведуться багатьма компаніями, то розглянемо та порівняємо новинки трансиверів тільки кількох виробників: СС2530 (Texas Instruments), AT86RF212 (Atmel), MRF24J40 (Microchip).Texas Instruments випускає широкий асортимент трансиверів. Основні з них: CC2480, СС2420, CC2430, CC2431, CC2520, CC2591. Всі вони відрізняються за характеристиками та якісними показниками. Новинка від TI – мікросхема СС2530, що підтримує стандарт IEEE 802.15.4, призначена для організації мереж стандарту ZigBee Pro, а також засобів дистанційного керування на базі ZigBee RF4CE і обладнання стандарту Smart Energy. ІС СС2530 об’єднує в одному кристалі РЧ-трансивер і мікроконтролер, ядро якого сумісне зі стандартним ядром 8051 і відрізняється від нього поліпшеною швидкодією. ІС випускається в чотирьох виконаннях CC2530F32/64/128/256, що розрізняються обсягом флеш-пам’яті – 32/64/128/256 Кбайт, відповідно. В усьому іншому всі ІС ідентичні: вони поставляються в мініатюрному RoHS-сумісному корпусі QFN40 розмірами 6×6 мм і мають однакові робочі характеристики. СС2530 являє собою істотно покращений варіант мікросхеми СС2430. З точки зору технічних параметрів і функціональних можливостей мікросхема СС2530 перевершує або не поступається CC2430. Однак через підвищену вихідну потужність (4,5 дБм) незначно виріс струм споживання (з 27 до 34 мА) при передачі. Крім того, ці мікросхеми мають різні корпуси і кількість виводів (рис. 1). Рис. 1. Трансивери СС2530, СС2430 та СС2520 фірми Texas Instruments AT86RF212 – малопотужний і низьковольтний РЧ-трансивер діапазону 800/900 МГц, який спеціально розроблений для недорогих IEEE 802.15.4 ZigBee-сумісних пристроїв, а також для ISM-пристроїв з підвищеними швидкостями передачі даних. Працюючи в діапазонах частот менше 1 ГГц, він підтримує передачу даних на малих швидкостях (20 і 40 Кбіт/с) за стандартом IEEE 802.15.4-2003, а також має опціональну можливість передачі на підвищених швидкостях (100 і 250 Кбіт/с) при використанні модуляції O-QPSK у відповідності зі стандартом IEEE 802.15.4-2006. Більше того, при використанні спеціальних високошвидкісних режимів, можлива передача на швидкості до 1000 Кбіт/с. AT86RF212 можна вважати функціональним блоком, який з’єднує антену з інтерфейсом SPI. Всі критичні для РЧ тракту компоненти, за винятком антени, кварцового резонатора і блокувальних конденсаторів, інтегровані в ІС. Для поліпшення загальносистемної енергоефективності та розвантаження керуючого мікроконтролера в ІС інтегровані прискорювачі мережевих протоколів (MAC) і AES- шифрування.Компанія Microchip Technology виробляє 8-, 16- і 32- розрядні мікроконтролери та цифрові сигнальні контролери, а також аналогові мікросхеми і мікросхеми Flash-пам’яті. На даний момент фірма випускає передавачі, приймачі та трансивери для реалізації рішень для IEEE 802.15.4/ZigBee, IEEE 802.11/Wi-Fi, а також субгігагерцового ISM-діапазону. Наявність у «портфелі» компанії PIC-мікроконтролерів, аналогових мікросхем і мікросхем пам’яті дозволяє їй запропонувати клієнтам комплексні рішення для бездротових рішень. MRF24J40 – однокристальний приймач, що відповідає стандарту IEEE 802.15.4 для бездротових рішень ISM-діапазону 2,405–2,48 ГГц. Цей трансивер містить фізичний (PHY) і MAC-функціонал. Разом з мікроспоживаючими PIC-мікроконтролерами і готовими стеками MiWi і ZigBee трансивер дозволяє реалізувати як прості (на базі стека MiWi), так і складніші (сертифіковані для роботи в мережах ZigBee) персональні бездротові мережі (Wireless Personal Area Network, WPAN) для портативних пристроїв з батарейним живленням. Наявність MAC-рівня допомагає зменшити навантаження на керуючий мікроконтролер і дозволяє використовувати недорогі 8-розрядні мікроконтролери для побудови радіомереж.Ряд компаній випускає завершені модулі ZigBee (рис. 2). Це невеликі плати (2÷5 кв.см.), на яких встановлено чіп трансивера, керуючий мікроконтролер і необхідні дискретні елементи. У керуючий мікроконтролер, у залежності від бажання і можливості виробника закладається або повний стек протоколів ZigBee, або інша програма, що реалізує можливість простого зв’язку між однотипними модулями. В останньому випадку модулі іменуються ZigBee-готовими (ZigBee-ready) або ZigBee-сумісними (ZigBee compliant).Всі модулі дуже прості в застосуванні – вони містять широко поширені інтерфейси (UART, SPI) і управляються за допомогою невеликого набору нескладних команд. Застосовуючи такі модулі, розробник позбавлений від роботи з високочастотними компонентами, так як на платі присутній ВЧ трансивер, вся необхідна «обв’язка» і антена. Модулі містять цифрові й аналогові входи, інтерфейс RS-232 і, в деяких випадках, вільну пам’ять для прикладного програмного забезпечення. Рис. 2. Модуль ZigBee із трансивером MRF24J40 компанії Microchip Для прикладу, компанія Jennic випускає лінійку ZigBee-сумісних радіомодулів, побудованих на низькоспоживаючому бездротовому мікроконтролері JN5121. Застосування радіомодуля значно полегшує процес розробки ZigBee-мережі, звільняючи розробника від необхідності конструювання високочастотної частини виробу. Використовуючи готовий радіомодуль, розробник отримує доступ до всіх аналогових і цифрових портів вводу-виводу чіпу JN5121, таймерам, послідовного порту і інших послідовних інтерфейсів. У серію входять модулі з керамічної антеною або SMA-коннектором з дальністю зв’язку до 200 метрів. Розмір модуля 18×30 мм. Версія модуля з підсилювачем потужності і підсилювачем вхідного сигналу має розмір 18×40 мм і забезпечує дальність зв’язку більше 1 км. Кожен модуль поставляється з вбудованим стеком протоколу рівня 802.15.4 MAC або ZigBee-стеком.За висновками експертів з аналізу ринку сьогодні одним з найперспективніших є ринок мікросистемних технологій, що сягнув 40 млрд. доларів станом на 2006 рік зі значними показниками росту. Самі мікросистемні технології (МСТ) почали розвиватися ще з середини ХХ ст. і, отримуючи щоразу нові поштовхи з боку нових винаходів, чергових удосконалень технологій, нових галузей науки та техніки, динамічно розвиваються і дедалі ширше застосовуються у широкому спектрі промислової продукції у всьому світі.Прилад МЕМС є об’єднанням електричних та механічних елементів в одну систему дуже мініатюрних розмірів (значення розмірів механічних елементів найчастіше лежать у мікронному діапазоні), і достатньо часто такий прилад містить мікрокомп’ютерну схему керування для здійснення запрограмованих дій у системі та обміну інформацією з іншими приладами та системами.Навіть з побіжного аналізу структури МЕМС зрозуміло, що сумарний технологічний процес є дуже складним і тривалим. Так, залежно від складності пристрою технологічний процес його виготовлення, навіть із застосуванням сучасних технологій, може тривати від кількох днів до кількох десятків днів. Попри саме виготовлення, доволі тривалими є перевірка та відбраковування. Часто виготовляється відразу партія однотипних пристроїв, причому вихід якісної продукції часто не перевищує 2 %.Для виготовлення сучасних МЕМС використовується широка гама матеріалів: різноманітні метали у чистому вигляді та у сплавах, неметали, мінеральні сполуки та органічні матеріали. Звичайно, намагаються використовувати якомога меншу кількість різнорідних матеріалів, щоби покращити технологічність МЕМС та знизити собівартість продукції. Тому розширення спектра матеріалів прийнятне лише за наявності специфічних вимог до елементів пристрою.Спектр наявних типів сенсорів в арсеналі конструктора значно ширший та різноманітніший, що зумовлено багатоплановим застосуванням МЕМС. Переважно використовуються ємнісні, п’єзоелектричні, тензорезистивні, терморезистивні, фотоелектричні сенсори, сенсори на ефекті Холла тощо. Розроблені авторами в НДІ Прикладної електроніки МЕМС-датчики, їх характеристики, маса та розміри наведені у табл. 1.Таблиця 1 №з/пМЕМС-датчикиТипи датчиківДіапазони вимірюваньГабарити, маса1.Відносного тиску, тензорезистивніДВТ-060ДВТ-1160,01–300 МПа∅3,5–36 мм,5–130 г2.Абсолютного тиску,тензорезистивніДАТ-0220,01–60 МПа∅16 мм,20–50 г3.Абсолютного тиску, ємнісніДАТЄ-0090,05–1 МПа5×5 мм4.Лінійного прискорення,тензорезистивніДЛП-077±(500–100 000) м/с224×24×8 мм,100 г5.Лінійного прискорення,ємнісніАЛЄ-049АЛЄ-050±(5,6–1200) м/с235×35×22 мм, 75 г6.Кутової швидкості,ємнісніДКШ-011100–1000 °/с

Комплексна цифровізація медицини, застосування Інтернету інтелектуальних речей, мережі медичних бездротових сенсорів відкриває широкі можливості для дистанційної підтримки відповідної якості життя хронічно хворих пацієнтів, людей похилого віку, а також спортсменів і фахівців, які мають великі фізичні чи психічні навантаження при виконанні службових обов'язків. Реалізація індивідуальних дистанційних засобів підтримки якості життя включає такі складові: створення нових і використання існуючих мініатюрних медичних сенсорів, що безпосередньо зчитують медичні параметри з організму пацієнта, мініатюрні інтерфейси для збору та первинного оброблення медичних параметрів, отриманих від медичних сенсорів, засоби приймання-передавання даних у віддалені медичні центри, автоматизовані засоби дистанційної діагностики, інжектори з дистанційним керуванням для вводу лікарських засобів у разі критичного стану пацієнта. Сучасний стан і перспективи розвитку цих засобів розглянуто у даній публікації.

Устатті представлено аналіз сучасних реалізацій алгоритмів систем виявлення вторгнень та їх перспективність використання у інформаційно телекомунікаційних мережах спеціального призначення.Необхідність в надійних системах виявлення вторгнення стоїть досить гостро. Особливо в сучасних тенденціях збільшення ролі інформаційних технологій в силових відомствах держави та на об’єктах критичної інфраструктури. Застарілі системи захисту дозволяють без особливих труднощів проводити кібератаки, що спонукає до необхідності тримати системи виявлення та захисту інформаційних систем в актуальному стані.В умовах постійної боротьби з вторгненнями у світі було запропоновано безліч методів та алгоритмів для виявлення атаки на інформаційно-телекомунікаційні системи. Так найбільшу розповсюдженість отримали методи виявлення аномалій в роботі системи. Передовими з таких методів є інтелектуальні. Нейронні мережі, нечітка логіка, імунні системи отримали велику кількість варіантів реалізації в таких системах виявлення вторгнень.Вдале поєднання переваг методів виявлення для конкретної інфраструктури може дозволити отримати значну перевагу над атакуючим, та зупинити проникнення. Проте на шляху всеохоплюючої реалізації подібних систем стоїть їх висока вартість у сенсі обчислювальної потужності. Питання застарілого парку комп’ютерної техніки і її повільна заміна ставлять в ситуацію постійного компромісу між передовими досягненнями в галузі захисту системи і можливостей самої системи щодо підтримки таких систем. Ключовіслова:інформаційно-телекомунікаційна система, інформаційна безпека, кібератака, система виявлення вторгнень, загроза інформаційним системам.

The development of information and communication technologies (ICT) is underway at an increasing rate. This is due to the demand for services for the exchange and processing of various types information. A set of interrelated and interdependent processes of identification, selection, formation of a set of infor-mation, its input into the technical system, analysis, processing, storage and transmission are an integral part of networks built on the basis of integrated use of computer and communication equipment.

Кваліфікаційна робота присвячена проектуванню бездротової сенсорної мережі, яка є найбільш оптимальним рішенням для моніторингу і контролю виробничих приміщень, завдяки легкості монтажу, відсутності проводів і недорогій апаратній частині. Розглянуто поняття інтернету речей, продуктивності та надійності мережі. Здійснено огляд існуючих технологій, обґрунтовано її вибір, описано стандарт 802.15.4 та середовища моделювання бездротових сенсорних мереж. Форматом для здійснення зв'язку в бездротових сенсорних мережах є стандарт 802.15.4 (ZigBee). За допомогою програми імітаційного моделювання ОМNеТ++ було виконано моделювання сенсорної мережі, яка базується на протоколі 802.15.4, до і після використання процесу оптимізації. Для давачів була проведена порівняльна характеристика за таким параметром, як затримка. Виконано аналіз затримок мережі, зроблено висновок про ефективність використаного методу оптимізації протоколу 802.15.4.
The qualification work deals with the design of a wireless sensor network, which is the most optimal solution for monitoring and control of production facilities, due to the ease of installation, lack of wires and inexpensive hardware. The concepts of the Internet of Things, productivity and reliability of the network are considered. The review of existing technologies is carried out, its choice is substantiated, the standard 802.15.4 and modeling environments of wireless sensor networks are described. The format for communication in wireless sensor networks is the standard 802.15.4 (ZigBee). Using the simulation program OMNeT ++, simulation of the sensor network based on the 802.15.4 protocol was performed before and after using the optimization process. For sensors, a comparative characteristic was performed on such a parameter as delay. The analysis of network delays is performed, the conclusion about efficiency of the used method of optimization of the protocol 802.15.4 is made.
ВСТУП РОЗДІЛ 1 ТЕОРЕТИЧНА ЧАСТИНА 1.1 ІоТ. 1.2 Продуктивність мережі 1.3 Надійність мережі РОЗДІЛ 2 ПРОЕКТНА ЧАСТИНА 2.1 Огляд існуючих технологій 2.1.1 ZigBee (802.15.4) 2.1.2 Bluetooth LE 2.1.3 АNТ + 2.1.4 IЕЕЕ 802.11ah 2.2 Обгрунтування вибору технології 2.3 Опис стандарту 802.15.4 2.4 Середовища моделювання БСМ 2.4.1 NS-2 , 2.4.2 Симулятор Cooja 2.4.3 Симулятор TOSSIM 2.4.4 OMNet++ РОЗДІЛ 3 ПРАКТИЧНА ЧАСТИНА 3.1 Процес моделювання мережі з використанням стандартного протоколу 3.2 Процес моделювання мережі з використанням оптимізованого протоколу 3.3 Аналіз результатів моделювання ВИСНОВКИ БІБЛІОГРАФІЯ

Останні досягнення в галузі технологій мікроелектромеханічних систем (МЕМС) бездротового зв'язку і цифрової електроніки дали змогу створювати недорогі, малопотужні, багатофункціональні вузли. Вони малогабаритні і «спілкуються» безпосередньо один з одним. Сенсорні мережі засновані на спільній роботі великої кількості крихітних вузлів, які складаються з модулів збору та обробки даних і передавача або трансивера. Такі мережі мають значні переваги перед набором традиційних сенсорів. Ось дві ключові особливості традиційних інформаційних вузлів (ІВ): - ІВ можуть бути розташовані далеко від спостережуваного явища. При такому підході потрібно багато сенсорів, в яких застосовано деякі складні методи для виділення корисного сигналу з шуму. - Можна встановити кілька ІВ, які виконують тільки збір даних, потрібно ретельно продумувати розміщення сенсорів і топологію мережі, згідно з якою вони будуть працювати. Вони передаватимуть дані спостереження до центральних вузлів, де і буде виконуватися збір, нагромадження та обробка даних.
Recent advances in the micro electromechanical systems technology (MEMS), wireless communications and digital electronics allowed to create inexpensive, low-powered, multi-functional nodes. They are small and "talk" directly with each other. Sensor networks are based on the joint work of a large number of tiny nodes that consist of data collection and processing modules and a transmitter or a transceiver. Such networks have significant advantages over the set of traditional sensors. The main two features of traditional information node are as follows:  Nodes can be located far from the observed phenomena. Such approach causes the great need in sensors that use some complex methods to identify the useful signal from the noise.  Some nodes can be set that only collect data, carefully design the position of sensors and network topology according to which they will work. They will transmit the observation data to the central nodes where data collection, storing, and processing will be performed.

Актуальність теми. Акустичні сенсорні мережі все частіше використовуються в багатьох прикладних областях людської діяльності. Також продуктивнішою стає апаратна складова обчислювального ресурсу таких мереж. Разом з цим збільшуються вимоги щодо швидкодії та граничної кількості об’єктів, які мають бути одночасно локалізовані у таких мережах, тому питання застосування нових алгоритмів для забезпечення розподілених обчислень на вузлах мережі є актуальним. Об’єктом дослідження є методи проектування системи розподілених обчислень у сенсорних мережах при локалізації джерел акустичного сигналу. Предметом дослідження є реалізація системи розподілених обчислень у сенсорних мережах при локалізації джерел акустичного сигналу. Мета роботи: розробка моделі, що імітує локалізацію джерел акустичних сигналів в сенсорній мережі та складається з мережі сенсорів та серверів, що утворюють кластер, а також розробка алгоритму, що дозволить реалізувати метод TDOA (Time Difference of Arrival) для локалізації сигналів та розподілити обчислення між серверами кластера використовуючи платформу Apache Spark.
Topicality. Acoustic sensory networks are increasingly used in many applications of human activity. Also, the hardware component of the computing resource of such networks becomes more productive. At the same time, requirements for the speed and the maximum number of objects that must be simultaneously localized in such networks increase, therefore the question of applying new algorithms for providing distributed computing on the network nodes is relevant. The object of study are methods of designing distributed computing systems in sensory networks when locating sources of acoustic signal. The study examines the implementation of the distributed computing system in sensory networks in the localization of sources of acoustic signal. Objective: to develop a model simulating the localization of acoustic signal sources in the sensor network and consists of a network of sensors and servers forming a cluster, as well as the development of an algorithm that will allow the time difference of the Arrival (TDOA) to implement the signal localization and distribute computations between cluster servers using Apache Spark platform.
Актуальность темы. Акустические сенсорные сети все чаще используются во многих прикладных областях человеческой деятельности. Также более продуктивной становится аппаратная составляющая вычислительного ресурса таких сетей. Вместе с этим увеличиваются требования по быстродействию и предельному количеству объектов, которые должны быть одновременно локализованы в таких сетях, поэтому вопрос применения новых алгоритмов для обеспечения распределенных вычислений на узлах сети является актуальным. Объектом работы являются методы проектирования системы распределенных вычислений в сенсорных сетях при локализации источников акустического сигнала. Предметом работы является реализация системы распределенных вычислений в сенсорных сетях при локализации источников акустического сигнала. Цель работы: разработка модели, имитирующей локализацию источников акустических сигналов в сенсорной сети и состоит из сети сенсоров и серверов, образующих кластер, а также разработка алгоритма, который позволит реализовать метод TDOA (Time Difference of Arrival) для локализации сигналов и распределить вычисления между серверами кластера используя платформу Apache Spark.

Визначили головні поняття дослідження: «бездротова сенсорна мережа» «датчики» «топологія сенсорних мереж» «синхронізація». Проаналізували особливості бездротових сенсорних мереж. Зробили огляд радіоінтерфейсів у бездротових сенсорних мережах. Провели загальну характеристику поширення радіосигналу. Розробили програму.

Проведено аналіз протоколів маршрутизації, що використовуються у бездротових сенсорно-актуаторних мережах (БСАМ). Розглянуто процес вибору ефективного протоколу маршрутизації для застосування в польових сенсорних мережах з локалізацією елементів методом аналізу ієрархій. Виявлено енергоефективний протокол маршрутизації на основі місця розташування вузлів БСАМ.