Розробка системи моніторингу екологічних даних, яка базується на сучасних технологіях Інтернету речей (IoT) і децентралізованій архітектурі

Abstract

Сучасний розвиток інформаційних технологій і зростання інтересу до екологічного моніторингу сприяють появі нових інструментів для збору, аналізу та обробки екологічних даних. Одним із перспективних напрямів є використання розподілених мереж для забезпечення надійного, швидкого та масштабованого збору інформації про стан навколишнього середовища. Проте існуючі системи збору даних часто стикаються з проблемами, такими як недостатня ефективність, низький рівень безпеки передачі даних, складнощі з масштабуванням і інтеграцією нових джерел даних. Актуальність теми дослідження зумовлена необхідністю впровадження інноваційних підходів до побудови комунікаційних систем розподілених мереж, які забезпечують стабільність роботи систем екологічного моніторингу, враховують вимоги до конфіденційності та надійності переданих даних, а також підвищують загальну ефективність процесів обміну інформацією. Дослідження, спрямоване на розробку такої системи, сприятиме вдосконаленню інфраструктури моніторингу довкілля та покращенню якості екологічного управління. Об’єктом дослідження є процеси збору, передачі та обробки екологічних даних у розподілених мережах. Предметом дослідження є комунікаційна система розподіленої мережі для збору екологічних даних, яка забезпечує підвищений рівень ефективності, безпеки й масштабованості. Мета дослідження полягає у розробці комунікаційної системи розподіленої мережі зі збору екологічних даних, що дозволить підвищити ефективність збору інформації, забезпечити її захист та підтримувати надійну роботу системи в умовах масштабування. Для досягнення цієї мети у дослідженні поставлено такі завдання: ● провести аналіз існуючих рішень у сфері збору та обробки екологічних даних, виявити їхні недоліки та обмеження. ● розробити вимоги до комунікаційної системи розподіленої мережі, яка враховує специфіку екологічних даних. ● створити архітектуру системи з урахуванням високих вимог до безпеки, надійності та масштабованості. ● реалізувати прототип системи та протестувати його в умовах реального середовища. ● надати рекомендації щодо впровадження та подальшого вдосконалення системи. Методи дослідження включають аналіз літератури та існуючих рішень, моделювання системної архітектури, розробку програмного забезпечення за допомогою сучасних технологій для побудови розподілених мереж, а також тестування та оцінювання ефективності прототипу. Наукова новизна дослідження полягає в розробці нової комунікаційної системи для розподілених мереж збору екологічних даних, яка вперше об’єднує підходи до підвищення безпеки, ефективності та масштабованості в умовах динамічних середовищ. Розробка комунікаційної системи розподіленої мережі для збору екологічних даних має безпосередній зв’язок із реальними виробничими потребами в екологічному моніторингу та управлінні. У сучасних умовах підприємства, установи природоохоронної сфери та органи місцевого самоврядування потребують ефективних систем для оперативного збору, аналізу та обміну екологічною інформацією. Зокрема, вирішення таких виробничих задач, як моніторинг якості повітря, води та ґрунту, прогнозування екологічних ризиків, контроль за дотриманням екологічних норм і стандартів, залежить від точності та своєчасності отримання даних. Впровадження розподіленої мережі, що базується на запропонованій системі, дозволяє: ● автоматизувати процеси збору та передачі даних з використанням сенсорів і пристроїв Інтернету речей (IoT); ● забезпечити надійну обробку інформації в реальному часі для прийняття управлінських рішень; ● зменшити витрати на впровадження та обслуговування традиційних систем моніторингу завдяки децентралізованій архітектурі; ● підвищити рівень прозорості та доступності даних для широкого кола зацікавлених сторін, включаючи громадськість, державні органи та приватний сектор. Структура роботи складається з вступу, шести розділів, висновків, списку використаних джерел та додатків.