Ушакова Маргарита Викторовна, ст. преподаватель кафедры геометрии и компьютерных наук
460005, Оренбург, ул. Томилинская, 222А
Ушаков Юрий Александрович, к.т.н., доцент кафедры геометрии и компьютерных наук
Коннов Андрей Леонидович, к.т.н, доцент кафедры математических и естественно-научных дисциплин
460000, Оренбург, ул. Пролетарская, 249
Горбачев Дмитрий Владимирович, к.т.н, доцент кафедры математических и естественно-научных дисциплин
Работа направлена на изучение особенностей упрощенной реализации стека протоколов, эффективности маршрутизации и производительности в режиме транзитной передачи данных устройств с приоритетом на максимально долгое время работы от батарей. Решение задачи управления сетевыми устройствами в сети с большим количеством сенсоров (например, сеть Интернета вещей) является актуальной и может быть решена путем создания ячеистой сети типа mesh. Но в таких сетях может возникнуть ситуация, когда из-за выхода из строя одного или нескольких устройств будет нарушена работоспособность всей сети. В связи с чем предлагается для соединений и передачи данных использовать самоорганизующуюся сеть на основе канального уровня Wi-Fi и протокола PainlessMesh. Для исследования возможности применения предлагаемого решения в работе разработана четырехмерная модель Маркова и получены аналитические выражения для оценки параметров функционирования сети. На основе полученных моделей построен вычислительный алгоритм, позволяющий имитировать сценарии работы сети. Адекватность моделей подтверждается путем эмуляции сценария работы кластера датчиков. Основными результатами работы являются: в научном аспекте – разработанные модели оценки параметров работы сети IoT; в практическом аспекте – полученные с помощью имитации графики зависимостей задержки при включении узла сети от количества узлов и скорости «пробуждения» узла. Кроме того, выявлено, что многопротокольные устройства могут работать более эффективно, при этом поддерживая необходимую производительность сети передачи данных.
The paper considers the features of the simplified implementation of the protocol stack, the efficiency of routing and performance in the transit mode of data transfer devices, with the longest battery life priority. The solution to the problem of network devices in a network with a large number of sensors (for example, network of the Internet of things) is relevant and can be solved by creation of cellular network like mesh. But in such networks, there can be a situation when because of failure of one or several devices the operability of all network is broken. In this connection, it is offered to use for connections and data transmission the self-organized network on the basis of the channel Wi-Fi level and the PainlessMesh protocol. The four-dimensional model of Markov is developed for the research of application possibility of the proposed solution and analytical expressions for parameters assessment of network operation are obtained. Based on the resulting models the computing algorithm allowing to imitate scenarios of network operation is constructed. The models’ adequacy is confirmed by scenario emulation of the sensors cluster operation. The main results of the paper are: in the scientific aspect – the developed models of network operation assessment parameters of IoT; in the practical aspect – received by means of simulation, dependences delay schedules including network nodes on the number of nodes and "awakening" nodes’ speed. Besides, it is revealed that multiprotocol devices can work more effectively, at the same time supporting the necessary productivity of a data transmission network.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.