Магістерські роботи
Permanent URI for this collectionhttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/62310
Browse
1 results
Search Results
Item Дослідження функціонування безпровідної сенсорної мережі при використанні методів інтелектуального аналізу даних(Національний університет "Львівська політехніка", 2024) Клиновський, Олег Ігорович; Klynovskyi, Oleh Ihorovych; Пиріг, Юлія Володимирівна; Національний університет "Львівська політехніка"Нині розробка і впровадження нових систем і пристроїв, що містять елементи штучного інтелекту, в усі галузі народного господарства є пріоритетним науковим напрямом. XXI століття - це століття Інтернету речей (ІР), як промислового, так і соціально-побутового, з повсюдним застосуванням лінійки методів і технологій інтелектуального аналізу даних. В архітектурі ІР виділяють чотири рівні: рівень сенсорів і сенсорних мереж, рівень шлюзів і мереж, сервісний рівень і рівень додатків [1-3]. Базовим рівнем є низькошвидкісні бездротові сенсорні мережі (БСМ), засновані на кількох стандартах. На сьогодні бездротові сенсорні мережі (БСМ) дають змогу збирати й передавати дані в Інтернеті речей (IoT - Internet Of Things) і широко використовуються в різних галузях, як-от військова, промислова, сільськогосподарська, екологічна, транспортна, соціальна та медична. БСМ належать до типу повсюдних мереж, що забезпечують безперервний зв'язок і доступ до інформації в будь-який час і в будь-якому місці. Технологічний прогрес, пов'язаний, зокрема, і з застосуванням методів інтелектуального аналізу даних, призвів до появи нових типів БСМ, таких як літаючі мережі, ройова робототехніка, тактильний інтернет, інтелектуальні телекомунікаційні послуги. У зв'язку з цим перспективним є застосування гетерогенних мереж, що інтегрують сегменти наземної мережі зі стаціонарними сенсорними вузлами з бездротовими датчиками з повітряною мережею безпілотних літальних апаратів малої вартості для передавання даних на великі відстані для обробки на базову станцію. У зв'язку з обмеженістю ресурсів БСМ, важливим питання постає вибір способу організації передавання інформації. Актуальним постають дослідження, пов'язані із застосуванням методів інтелектуального аналізу даних з метою поліпшення характеристик передавання даних і показників якості в гетерогенній бездротовій сенсорній мережі, яка містить наземний сегмент зі стаціонарними сенсорними вузлами та літаючу мережу, що є вкрай актуальним завданням під час моніторингу й контролю зон покриття з використанням Інтернету речей у важкодоступній місцевості [4,5]. Об'єктом досліджень є гетерогенні безпровідні сенсорні мережі та показники якості їхнього функціонування. Предметом досліджень є методи та алгоритми кластеризації та маршрутизації даних у гетерогенній бездротовій мережі з використанням інтелектуального аналізу даних. Метою магістерської кваліфікаційної роботи є підвищення ефективності БСМ завдяки застосуванню методів і алгоритмів інтелектуального аналізу під час збирання та маршрутизації даних у гетерогенній БСМ, яка об'єднує наземну мережу зі стаціонарними сенсорними вузлами та літаючу сенсорну мережу. У першому розділі проаналізовано показники якості обслуговування (QoS) для безпровідних мереж, на основі чого визначено, що найбільш важливими із них є час життя мережі та енергоспоживання. Розглянуто різні підходи до класифікації протоколів маршрутизації в безпровідних сенсорних мережах, що ґрунтуються на різних параметрах і критеріях. У другому розділі розглянуто алгоритми маршрутизації в БСМ на основі машинного навчання. Здійснено аналіз найбільш поширених методів ІАД, що придатні для використання в БСМ. Наведено параметри, що впливають на вибір оптимальної кількості кластерів на різних рівнях у БСМ. У третьому розділі розглянуто гетерогенну модель безпровідної сенсорної мережі, що містить дві частини: наземну і літаючу. Розроблено метод ефективної кластеризації наземної бездротової сенсорної мережі з використанням модифікованого алгоритму K-середніх, що використовує аналітичний метод для знаходження оптимальної кількості кластерів, для заданої кількості вузлів, розподілених в області зондування. У четвертому розділі представлено програмний комплекс із віддаленим доступом для моделювання передачі даних у гетерогенній БСМ та дослідження ефективності застосування алгоритмів інтелектуального аналізу даних. Здійснено імітаційне моделювання передачі даних у гетерогенній БСМ для різних сегментів мережі, топологій та з різною кількістю вузлів, продемонстровано працездатність пропонованих рішень на основі інтелектуальних методів. Показано можливість використання для рою БПЛА алгоритму K-середніх для кластеризації і знаходження найкоротшого шляху із застосуванням алгоритму Дейкстри. У п’ятому розділі здійснено техніко-економічне обгрунтування створення проєкту для використання розподілених інтрнет -ресурсів у сучасних мережах зв’язку. На основі здійснених обчислень підтверджено доцільність реалізації розглянутого проєкту.