Пошук академічних текстів

Інформація × Реєстраційний номер 2125U001708, Матеріали видань та локальних репозитаріїв Категорія Бакалаврська робота Назва роботи Оптимізація енергоефективності у безпроводових сенсорних мережах Автор Дата публікації 01-01-2025 Постачальник інформації Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського» Першоджерело https://ela.kpi.ua/handle/123456789/74979 Видання Київ Опис Актуальність роботи. У сучасному світі безпроводові сенсорні мережі відіграють важливу роль у широкому спектрі галузей - від моніторингу навколишнього середовища та інфраструктури до охорони здоров’я, сільського господарства, розумного дому, військових застосувань та промислових систем Інтернету речей . Ключовою перевагою таких мереж є їх здатність забезпечувати автономне функціонування великої кількості сенсорних вузлів, які можуть бути розміщені у важкодоступних або енергетично обмежених умовах. Проте автономність таких систем тісно пов’язана з обмеженими енергетичними ресурсами, зокрема живленням від акумуляторів, які часто неможливо замінити або підзарядити після встановлення. Мета роботи полягає у проведенні комплексного аналізу методів оптимізації енергоспоживання в безпроводових сенсорних мережах (WSN) з урахуванням особливостей їхньої архітектури, функціонального призначення та обмежень енергоресурсів. Це включає дослідження принципів побудови WSN, виявлення основних джерел енергоспоживання в таких мережах, а також систематизацію сучасних підходів до енергозбереження на різних рівнях – фізичного, канального прикладного. У межах поставленої мети розглядаються технічні та алгоритмічні рішення, які дозволяють мінімізувати витрати енергії за рахунок ефективного управління режимами роботи вузлів, оптимізації обміну даними, маршрутизації, а також використання інтелектуальних методів контролю активності мережі. Особлива увага приділяється практичній реалізації вибраних підходів у експериментальній моделі сенсорної мережі з подальшим аналізом досягнутого рівня енергоефективності. Об’єкт дослідження - Оптимізація енергоефективності у безпроводових сенсорних мережах. Предмет досліджень - Безпроводові сенсорні мережі. Методи дослідження. В роботі використовуються підходи практичного, критичного та порівняльного aнaлізу, протягом дослідження теорії тa облaднaння безпроводових сенсорних мереж. Отримaні результaти. У результаті виконаної дипломної роботи було здійснено комплексний аналіз архітектур, компонентів і методів оптимізації енергоспоживання у WSN. Проведено класифікацію джерел енерговитрат у WSN та проаналізовано фактори, що впливають на тривалість автономної роботи вузлів. Систематизовано сучасні методи оптимізації, серед яких: управління режимами сну, подієва активація, агрегація та фільтрація даних, data throttling, адаптивне управління потужністю передавача та застосування поновлюваних джерел живлення. Розроблено експериментальну модель сенсорного вузла на базі ESP32-CAM та HC-SR501, яка дозволила перевірити ефективність окремих методів оптимізації у практичних сценаріях. Проведено енергетичні розрахунки для різних режимів роботи, що продемонстрували значну різницю у тривалості автономної роботи залежно від обраної стратегії. Отримані результати підтверджують доцільність індивідуального підбору або поєднання енергоефективних рішень відповідно до конкретних умов експлуатації WSN. Гaлузь зaстосувaння. Результати дослідження можуть бути використані в проєктуванні та експлуатації безпроводових сенсорних мереж у різних сферах, де енергоефективність є критичним фактором стабільної роботи системи. Усі сфери мають спільну потребу у зниженні енергоспоживання, що дозволяє зменшити експлуатаційні витрати, подовжити термін служби мереж та забезпечити їхню ефективність у довготривалих розгортаннях. Тому результати цієї роботи можуть бути безпосередньо впроваджені в реальні проєкти та використані в подальших наукових і прикладних дослідженнях. Додано в НРАТ 2025-08-25 Закрити