Разработка беспроводной системы управления на основе концепции «интернет вещей»

В статье рассмотрены актуальные вопросы и проблемы разработки беспроводных систем управления на основе концепции «Интернет вещей» («Internet of Things» – IoT). В качестве важных проблем выделены недостаточная гибкость и оперативность выбора каналов связи для передачи данных, недостаточная защищенность каналов связи и предложены способы решения данных проблем. Научная новизна заключается в разработке адаптивного алгоритма выбора канала для передачи данных, отличающегося от известных алгоритмов более высокой гибкостью и надежностью. Гибкость (адаптивность) алгоритма заключается в автоматическом выявлении доступных каналов, а надежность – в обеспечении гарантированной передачи команд управления. Также предложен модифицированный алгоритм шифрования, основанный на комбинированном использовании симметричного алгоритма шифрования ГОСТ 34.12-2015 и ассиметричного алгоритма шифрования на эллиптических кривых, позволяющий повысить уровень надежности защищенного взаимодействия между компонентами системы управления при обеспечении достаточной скорости передачи сообщений. Проведено проектирование беспроводной системы управления с применением, в том числе, онтологического и визуального моделирования. Полученные в ходе проведенного исследования результаты использованы в качестве основы при создании аппаратного и программного обеспечения автоматизированной системы управления IoT-устройствами для частного жилого дома.

1. Программа «Цифровая экономика Российской Федерации». Утверждена распоряжением Правительства Российской Федерации от 28 июля 2017 г. № 1632-р. [Электронный ресурс]. – URL: http://static.government.ru/media/files/9gFM4FHj4PsB79I5v7yLVuPgu4bvR7M0.pdf (дата обращения: 16.04.2019).

2. Распоряжение Президента Российской Федерации от 9 мая 2017 г. № 203 «Стратегия развития информационного общества в Российской Федерации на 2017 − 2030 годы» [Электронный ресурс]. – URL: http://zmedu.hostedu.ru/files/ykaz_7668.pdf (дата обращения: 16.04.2019).

3. Афанасьев А.И., Князев В.Н. Программные средства АСУ с применением IoTтехнологий. Сборник научных статей V Всероссийской межвузовской научнопрактической конференции: Информационные технологии в науке и образовании. Проблемы и перспективы. Под ред. Л.Р. Фионовой. Пенза, Изд-во ПГУ. 2018:133- 135.

4. Кранц М. Интернет вещей. Новая технологическая революция. М., Изд-во БОМБОРА. 2018:336.

5. Дементьев А.И. «Умный дом» XXI века. М., Изд-во Ridero. 2016:142.

6. Петин В.А. Создание умного дома на базе ARDUINO. М., Изд-во ДМК-Пресс, 2018:180.

7. Росс Д. Беспроводная компьютерная сеть Wi-Fi своими руками. М.: Наука и техника. 2015:384.

8. Руденков Н.А., Долинер Л.И. Основы сетевых технологий. Екатеринбург, Изд-во УФУ. 2011:377.

9. Информационная технология. Криптографическая защита информации. Блочные шифры. - ГОСТ Р 34.12 – 2015. [Электронный ресурс]. – URL: https://files.stroyinf.ru/Data/603/60339.pdf (дата обращения: 16.04.2019).

10. Пастухов Д.Ф., Пастухов Ю.Ф., Синица П.Р. Шифрование данных на базе эллиптических кривых. Новополоцк, Изд-во ПГУ. 2016:72.

11. Палагин А.В., Крывый С.Л., Петренко Н.Г. Онтологические методы и средства обработки предметных знаний: монография. Луганск: Изд-во ВНУ. 2012:324.

12. Муромцев Д.И. Онтологический инжиниринг знаний в системе Protégé. СПб ГУ ИТМО. 2007:62.

13. Ларман К. Применение UML 2.0 и шаблонов проектирования. Введение в объектно-ориентированный анализ, проектирование и итеративную разработку. М.: Издательство «Вильямс». 2013:736.

14. Негус К., Каэн Ф. Ubuntu и Debian Linux для продвинутых: более 1000 незаменимых команд. СПб, Питер. 2014. 384 с.

15. Шварц М. Электроника. Интернет вещей с ESP8266. М.: BHV. 2018:192.