Програмний засіб для збирання та зберігання даних з розподілених сенсорних модулів

Abstract

Актуальність теми. Актуальність обраної теми, а саме "Програмний засіб для збирання та зберігання даних з розподілених сенсорних модулів", визначається комплексом факторів, які виокремлюють її як науково та технічно важливу проблему. Ці фактори, що визначають ключові аспекти обраної теми дослідження для магістерської роботи, включають: Зростаюча важливість сенсорних технологій. Зараз наш світ стає все більше залежним від сенсорних модулів, які забезпечують надходження важливих даних. Ця залежність охоплює не лише науково-дослідний сектор, а й промисловість, медицину, сільське господарство, транспорт і інші галузі. Потреба у розподіленому зборі даних. Оскільки сенсорні модулі можуть бути розташовані в різних місцях, їх взаємодія та об'єднання в одну систему вимагає спеціалізованого програмного інструменту для збору та аналізу даних. Важливість зберігання та аналізу даних. Зібрані сенсорні дані мають значний потенціал для отримання цінної інформації та виявлення паттернів. Відтак, існує потреба у створенні програмного засобу, який забезпечує надійне зберігання та аналіз цих важливих даних. Практичний внесок. Результатом вивчення цієї теми є розробка функціонального програмного засобу, який може здійснювати корисні функції для різних галузей або вирішувати конкретні завдання, що може визначити новий етап впровадження та розвитку технологій. Спрощення процесу збирання даних. Розробка системи для збору даних з розподілених сенсорних модулів прискорює процес розробки програмного продукту, що призводить до економії ресурсів і часу розробників, сприяючи впровадженню системи збору даних. Отже, обрана тема визначається необхідністю вирішення актуальних завдань, пов'язаних із зростаючою важливістю сенсорних технологій та необхідністю у розподіленому зборі та аналізі даних з метою розробки практично застосовних програмних засобів. Головною метою даної кваліфікаційної роботи є розробка програмного засобу, спрямованого на збір та зберігання даних з розподіленої сенсорної системи. Призначення цього програмного продукту полягає в тому, щоб спростити процес створення таких сенсорних систем, а також надати користувачам зручні інструменти для роботи з ними. Один із визначальних викликів у розробці розподілених сенсорних систем - це інтеграція нових пристроїв. Цей процес вимагає значних зусиль і часу, оскільки потрібно забезпечити взаємодію між різними пристроями кожного разу при додаванні нових елементів у систему. План роботи передбачає ретельне розглядання різних аспектів, починаючи від теоретичних основ і закінчуючи конкретною реалізацією програмного засобу. Особливий акцент буде зроблено на визначенні структури розподіленої системи, оскільки це визначальний фактор для забезпечення її надійності та легкості управління. Структура системи гратиме ключову роль у забезпеченні працездатності та сприятиме зручній взаємодії з нею. Об’єкт дослідження – процес збирання та зберігання даних із розподілених сенсорних модулів. Предмет дослідження – програмний засіб для збирання та зберігання даних із розподілених сенсорних модулів. Мета кваліфікаційної роботи – розробка програмного засобу для збирання та зберігання даних із розподілених сенсорних модулів. З метою досягнення визначеної цілі, передбачається вирішення низки завдань, спрямованих на дослідження та оптимізацію функціонування розподілених сенсорних систем та процесу збирання та зберігання даних у них. Необхідно вирішити наступні задачі: Провести детальний аналіз теоретичних аспектів розподілених сенсорних систем, а також процесу збирання та зберігання даних в таких системах. Визначити основні тенденції та визначити ключові питання, пов'язані з цими аспектами. Провести аналіз і вибір інструментів для реалізації визначених завдань, зокрема для збору та зберігання даних у розподілених сенсорних системах. Створити структуру розподіленої сенсорної системи, враховуючи взаємодію між її складовими частинами та забезпечуючи оптимальну функціональність. Розробити структуру програмного засобу для вузла системи, забезпечуючи збір та передачу даних. Розробити структуру програмного засобу для центрального блоку системи, що керує та координує роботу вузлів. Визначити послідовність дій у комунікації між центральним блоком та вузлами системи для забезпечення обміну інформацією. Використовуючи імперичний метод, отримати та оцінити сенсорні дані з розподіленої сенсорної системи, враховуючи практичні виміри та характеристики системи у реальних умовах. Наукова новизна отриманих результатів – визначено структуру розподіленої сенсорної системи для збирання та зберігання даних, що базується на протоколі ESP-WIFI-MESH. Цей підхід вирізняється від існуючих методів збору інформації із розподілених сенсорних модулів тим, що надає можливість динамічної побудови та самовідновлення мережі у випадку виникнення проблем у одному з вузлів системи. У порівнянні з існуючими підходами, дана структура забезпечує унікальну можливість вузлам системи змінювати своє місцеположення у просторі без втрати зв’язку з центральним модулем. Це розширює можливості системи, дозволяючи адаптуватися до змін у середовищі та оптимізувати роботу сенсорної системи в реальному часі. Такий інноваційний підхід сприяє вдосконаленню надійності та відмовостійкості розподіленої сенсорної системи, роблячи його значущим внеском у сучасні технології збирання та зберігання даних. Практичне значення отриманих результатів – отримані результати мають значуще практичне застосування та можуть знайти широке впровадження в різноманітних сферах. Від простих метеостанцій до збирання даних на заводах та фабриках, в медичній сфері та агрономії, ці результати відкривають можливості для покращення та оптимізації різноманітних систем. Завдяки розробленому програмному засобу, час, необхідний для створення подібних систем, значно зменшиться, що сприятиме простішому впровадженню технологій у відповідних галузях. Крім того, використання цього програмного інструменту дозволить економити фінансові ресурси, що є важливим фактором в сучасних умовах. Таким чином, практичне застосування отриманих результатів розширює можливості в сфері розробки та впровадження систем збирання та зберігання даних, забезпечуючи позитивний вплив на широкий спектр відомостей та галузей використання. Особистий внесок випускника. Всі результати, представлені у кваліфікаційній роботі, отримані випускником особисто. Апробація отриманих результатів. Практичні та теоретичні аспекти, результат яких отримано в кваліфікаційній роботі, проходили апробацію на міжнародній науково-технічній конференції «Інтелектуальні технології лінгвістичного аналізу», науковому круглому столі «Розвиток інформаційних технологій авіаційної галузі», науково-технічній конференції «Сучасні тенденції розвитку системного програмування». Публікації. Войтех М.Ю., Кравченко О.П. Програмний засіб для збирання та зберігання даних з розподілених сенсорних модулів: міжнар. науково-техн. конф. «Інтелектуальні технології лінгвістичного аналізу», 24-25 жовтня 2023р.:, С. 84. У ході виконання кваліфікаційної роботи був проведений аналіз теоретичних аспектів, пов'язаних із розподіленими сенсорними системами. Виявлено та розглянуто ключові аспекти цієї тематики, визначено необхідний інструментарій для розробки програмного засобу. Окреслено структуру розподіленої сенсорної системи та розроблено архітектуру програмного засобу для сервера та вузла системи. Додатково визначено алгоритм обміну інформацією в рамках даної системи. Окрім того, отримано емпіричні дані з сенсорної системи, використовуючи імперичний метод. Цей підхід дозволив отримати практичні результати та здійснити експериментальне вивчення роботи системи в реальних умовах. Такий комплексний підхід до дослідження та розробки дозволяє отримати вичерпні дані та глибше зрозуміти функціонування розподілених сенсорних систем. Розроблений програмний модуль відзначається надзвичайною легкістю впровадження. Для належної роботи системи потрібно лише визначити внутрішню реалізацію сенсорного модулю, тобто метод отримання даних з нього. Усі інші аспекти, включаючи збір, зберігання даних та управління пристроєм, автоматизовані та відбуваються автоматично. Цей простий у використанні модуль спрощує впровадження системи, дозволяючи зосередитися на налаштуванні сенсорного модулю та отриманні корисних даних, забезпечуючи високий рівень зручності та ефективності в процесі експлуатації.