CC BY
22
УДК 621.396
В.А. РОМАНЮК*, О.1. ЛИСЕНКО**, 1.В. АЛеКСееВА**, А.В. РОМАНЮК**, В.1. НОВ1КОВ*
П1ДХОДИ ДО РОЗРОБКИ HOBOÏ АРХ1ТЕКТУРИ СИСТЕМИ УПРАВЛ1ННЯ НЕОДНОР1ДНИМИ БЕЗПРОВОДОВИМИ СЕНСОРНИМИ МЕРЕЖАМИ
Вшськовий iнститут телекомушкацш та iнформатизацiï, Кшв, Украна
Нацюнальний технiчний унiверситет Украши «Кшвський полггехшчний iнститут ÍMeHÍ 1горя Окорського», Кшв, Украша
Анотаця. Стаття присвячена розробц новог арх1тектури побудови системи управлтня безпро-водовою сенсорною мережею з р1знор1дними сенсорами, здатними до сомооргамзацИ' тформацт-ного обм1ну, а також адаптивными до умов функщонування, яю неможливо передбачити у процес проектування.
Ключов1 слова: безпроводова сенсорна мережа, сенсорний вузол, функщональна модель системи управлтня мережею.
Аннотация. Статья посвящена разработке новой архитектуры построения системы управления беспроводной сенсорной сетью с разнородными сенсорами, способными к самоорганизации информационного обмена, а также адаптивными к условиям функционирования, которые невозможно предусмотреть в процессе проектирования.
Ключевые слова: беспроводная сенсорная сеть, сенсорный узел, функциональная модель системы управления сетью.
Abstract. The purpose of this research is to develop a new architecture of building management system of wireless sensor network with heterogeneous sensors that are able to self-organize information exchange as well as are adaptive to conditions of functioning that are impossible to predict in design process. Keywords: wireless sensor network, sensor node, functional model of the network management system.
1. Вступ
Безпроводов1 сенсорш мереж (БСМ) визначеш як одна з найважливших технологий XXI стор1ччя. БСМ - це сукупшсть розподшених на територп мш1атюрних безпроводових сен-сорних вузл1в (стацюнарних i мобшьних, призначених для збору шформацп про параметри оточуючого середовища i передачi ща шформацп на спещальш шформацшш центри). Одержана безпроводовим сенсорним вузлом шформащя передаеться на один або декшька шлюзiв безпосередньо або шляхом ретрансляци через промiжнi сенсорш вузли. У випадку, коли територп для мошторингу дуже велию, як шлюзи можуть використовуватися сенсор-ш вузли на базi безпшотних лгтальних апара^в (БЛА) або мобшьних роботсв.
Простота установлення, вщносна дешевизна та висока ефектившсть БСМ сприяли широкому застосуванню в рiзноманiтних галузях: сшьському господарствi, промисловостi, охоронi навколишнього середовища тощо [1]. Проте наведен приклади застосування БСМ передбачають ïx попередню iнсталяцiю i налаштування, що часто неможливо в умовах мошторингу об'ектив критично'1' iнфраструктури, територш у зонах стиxiйного лиха (техно-генних аварiй), а також при веденш активних бойових дiй у тактичнш ланцi управлiння вiйськами. В таких умовах можливим виходом iз ситуацп е використання БСМ, побудова-них за принципом MANET (Mobile Ad-Hoc Networks), що дозволяе створювати радюмере-жу, здатну до самооргашзацп i адаптацп вузлiв до умов функцюнування, якi неможливо передбачити у процес проектування.
Такi БСМ будуть функцюнувати в автоматичному або натвавтоматичному режимi, тому сенсорнi вузли повинш мати можливiсть приймати рiшення щодо управлiння вузло-вими i мережевими ресурсами без участ людини.
© Романюк В.А., Лисенко О.1., Алексеева 1.В., Романюк А.В., Новжов В.1., 2017 ISSN 1028-9763. Математичш машини i системи, 2017, № 2
БСМ критичного застосування будуть неоднорщними i можуть складатися з сукуп-ност сенсорiв (i, вiдповiдно, мереж) рiзних типiв: стацiонарних, мобiльних, повiтряних, тдводних тощо, що дозволяють монiторити значну кшьюсть фiзичних параметрiв на знач-них територiях (просторах).
Особливiстю сенсорних мереж е обмеженiсть ресурсiв (енергетичних, обчислюва-льних, пам'ятi, радiо). Цш управлiння БСМ значно вiдрiзняються вщ цiлей управлiння традицiйними мережами. Сенсорш вузли повиннi здiйснювати:
- тривалий монiторинг заданих параметрiв середовища i передачу одержано! шфо-рмаци мошторингу до споживачiв;
- забезпечити розподшене кооперативне функцiонування в умовах обмежених ре-
сурсiв;
- пiдтримувати задану продуктившсть мережi;
- мiнiмiзувати витрати енергл тощо.
Для реалiзащi даних функцiй у склад БСМ повинна входити система управлшня (СУ), яка мае забезпечувати мошторинг i передачу трафша монiторингу з заданою яюстю в умовах несприятливих зовнiшнiх впливiв. Тобто ефективнiсть функцiонування БСМ бага-то в чому залежить вщ ефективност процесiв управлiння даною мережею i, вщповщно, варiантiв (способiв) побудови системи управлшня.
2. Анал1з останшх публжацш
Класичнi пiдходи, пов'язанi з побудовою систем управлiння мережами, орiентованi на ста-тичнi умови !х функцiонування i передбачають наявнiсть видшено! мереж обмiну службо-вою шформащею [2].
Пiдходи до побудови СУ мережами MANET [3] не враховують значну обмежешсть ресурсiв вузлiв БСМ, хоча можуть слугувати основою при створенш СУ БСМ.
Запропоноваш пщходи [4-9] до побудови СУ БСМ розглядають рiзнi аспекти управлiння даними мережами. В [4] наводиться класифшащя i розглядаються рiзноманiтнi варiанти побудови СУ БСМ.
Так, системи управлшня MANNA (Management Architecture for Wireless Sensor Networks) i BOSS (Bridge Ofthe SensorS) представляють традицшш тдходи управлшня мережею, основаш на мошторингу стану мережi i управлшш нею. Також аналiзуються СУ БСМ, орiентованi на управлiння ресурсами потужносп: Agent-BasedPowerManagement, SenOS, AppSleep, Node-EnergyLevelManagement або якi реалiзують функцп управлшня трафком: Siphon, DSN RM, WinMS та iншi.
У роботi [5] запропоновано функщональний пiдхiд до управлшня БСМ. Розглядаються пщсистеми управлшня маршрутизащею, трафiком, витратами енергп i виявленням вщмов.
У роботi [6] запропонована центральна система управлшня, побудована на SNMP-прототш (Simple Network Management Protocol) i яка дозволяе управляти роботою невелико! сенсорно! мережь
У [7] акцентовано увагу на необхщшсть координацп цшьових функцш управлiння топологiею i маршрутизацiею при !х реалiзацii в системi управлшня.
У [8] розглянут питания усунення вщмов у мережа
У [9] багатоагентний пщхщ, при якому кожний агент СУ виконуе певну функщю управлшня.
У [10] пропонуеться здшснювати багатокритерiальну оптимiзацiю ряду задач управлшня (максимiзувати покриття, мiнiмiзувати потужнiсть передач^ мiнiмiзувати кшь-кiсть активних вузлiв з одержанням зв'язково! топологи) з використанням генетичних ал-горитмiв.
Метою статп е розробка ново'1 арх^ектури побудови системи управлiння БСМ з pi-зноpiдними сенсорами критично'1 шфраструктури.
3. Основна частина
Пiдходи до побудови СУ БСМ базуються на досягненнях сучасно'1 теори упpавлiння мережами i теорп pозподiлених систем.
Видшимо основнi особливостi системи управлшня БСМ:
- багатовимipнiсть, що обумовлена великою кшьюстю пiдсистем, елементiв i зв'язюв мiж ними;
- багатопараметричшсть, що визначаеться piзноманiтнiстю цiлей окремих тдсис-тем, piзноманiтнiсть ïx характеристик, вимог i показниюв ефективностi;
- багатофункщональшсть та iеpаpxiчнiсть, що випливае з необхщносп розв'язання piзниx задач управлшня на piзниx piвняx i етапах функщонування системи;
- сильна залежшсть характеру функцiонування вiд паpаметpiв БСМ i зовнiшнix впливiв.
У той же час до системи управлшня БСМ висуваються таю основш вимоги:
- забезпечення мошторингу заданих об'ектсв (зон) у заданий час;
- передача piзниx титв трафша (данi, вiдео, голосовi повiдомлення) мошторингу з заданою якiстю;
- забезпечення адаптивного i розподшеного функцiонування меpежi з можливiстю ïï самооргашзацп;
- прийняття piшень у реальному або близькому до реального масштабу чаа;
- оптимiзацiя характеристик меpежi (в першу чергу максимiзацiя часу ïï життя, мь нiмальне завантаження меpежi службовою iнфоpмацiею, максимiзацiя площi покриття, баланс витрати енергл вузлiв, мiнiмiзацiя потужностi пеpедачi вузлiв, мiнiмiзацiя кшькосп активних вузлiв, оптимiзацiя топологи i зв'язносп активних вузлiв тощо);
- максимальна автоматизащя пpоцесiв упpавлiння мережею.
Арх^ектура СУ БСМ може бути pеалiзована центpалiзованим, децентpалiзованим та iеpаpxiчним способами.
У центpалiзованiй СУ провщну роль вiдiгpае базова станцiя. Вона збирае шформа-цiю про вс вузли i керуе всiею мережею. Переваги дано'1' аpxiтектуpи - це необмежешсть pесуpсiв базово'1' станцп, що дозволяе проводити аналiз стану мереж1, виpiшувати задачi упpавлiння значно'1' обчислювально'1' складностi i розраховувати необxiднi параметри для вае'1' меpежi, зменшуючи тим самим витрати енергоресурсу самих сенсорних вузлiв. Недо-лiками можна вважати низьку живучють дано'1' системи i концентращю тpафiка навколо базово'1' станцп.
Децентpалiзованi системи упpавлiння, що pеалiзованi на кожному сенсорному вузлi, мають високу живучiсть, але потребують мiжвузловоï координацп i значного службового трафша при змiнi умов функцiонування мережа До того ж необxiдна розробка ефективних децентpалiзованиx алгоpитмiв функцiонування i витрат обчислювальних i зв'язкових ресу-рав на ïx виконання, що, у свою чергу, призводить до додатково! витрати енергоресурав вузлiв.
Iеpаpxiчна аpxiтектуpа передбачае введення в мереж множини головних вузлiв, якi з'еднаш з певними групами сенсорних вузлiв i вiдповiдають за ïx функщонування, i засто-совуеться при значнш pозмipностi мережъ Всi головнi вузли тдключено до базовоï станцп.
Виходячи з особливостей СУ i вимог, що пред'являються до нй, можна визначити основнi принципи ïï функщонування: адаптившсть, функцiональнiсть, iеpаpxiчнiсть, роз-подiленiсть i кооpдинацiя взаемодп, оптимальшсть.
1. Принцип адаптивного управлшня. Внаслщок значноï початковоï невизначеностi
мережу що обумовлена терцтшстю системи контролю й стану 1 11 щентифшацп, а також невизначешстю стану зовшшнього середовища, оперативне управлтня повинно бути ада-птивним.
2. Принцип функщональност1 управлтня. Об'еднання функцт системи управлтня у вщносно незалежш групи дозволяе здтснити декомпозищю управлтня мережею на дв1 основш тдсистеми (що значно спрощуе задачу розробки математичного забезпечення управлтня): управлтня процесом мошторингу 1 управлтня процесом передавання ще'1 тформацп. У свою чергу щ тдсистеми управлтня мережею будуть включати таю функций контроль елемент1в мереж1 1 якост обслуговування потоюв даних; збирання службово'1 тформацп про стан мережу управлтня побудовою 1 тдтримкою маршрут1в; управлтня тополопею мережу управлтня безпекою; управлтня радюресурсами; управлтня наван-таженням; планування, коригування 1 навчання тощо.
3. Принцип координаци та взаемоди. Внаслщок децентрал1зованого управлтня рь шення задач управлтня передбачае взаемод1ю м1ж вузлами за цшями, функщями управлтня, розподшом ресурав тощо.
4. Принцип оптимальностг управлтня. Оптимальне управлтня е компромюом м1ж оператившстю та обгрунтовашстю керуючих вплив1в, що е одшею з найскладшших задач, яю належить розв'язати при побудов1 системи управлтня БСМ.
5. Принцип автоматизаци та ттелектуал1заци процеЫв управлтня. Його реал1за-щя повинна мш1м1зувати участь людини у процес управлтня тактичними мережами.
6. Принцип ¡ерархгчностг управлтня. Функщональну структуру системи управлтня можна представити 1ерарх1чною структурою з вертикальними зв'язками, яю визначають тдпорядковашсть задач, що виконуються: на нижньому р1вш вир1шуються задач1 управлтня сенсорним вузлом мережу на верхньому - задач1 управлтня вс1ею БСМ.
Пропонуеться нова функцюнальна модель системи управлтня мережею, яка врахо-вуе цикл управлтня (рис. 1):
1. Зб1р тформацп про стан мереж1 (при цьому систем! управлтня необхщно прий-мати р1шення за обсягом, типом, способом, р1внями, функщями збору службово'1 тформацп).
Цикл управлшня БСМ
Зб1р шформацп про стан БСМ Анатз Прийняття ршення Реатзащя ршення
^^—1--х
За обсягом За типом За способом За р!внями 081 За функцшми За способом За цшями
-глобальний; -локальний (зоновий)
-адаптивний; -фжсований
-в мфу необх1дностц -перюдичний;
-за под1ями; безперервний
пасивний; активний
хвильовий; -напр. хвиля; -тдмережа -"джерел"
ф1зичний; -канальний; мережевий; -транспортний -прикладний окремими поввдомленнями; ■супроввдно! шформацп
■управлшня тополопею; -маршрутизацш; ■управлшня радюресурсом;
■управлшня безпекою; -управлшня навантаженням; -управлшня передачею пакета за маршрутами
Рис. 1. Класифшащя задач оперативного управлiння в цикл управлiння БСМ
Передача Мошторинг
-утримання параметра; -оптим1зац1я БСМ; -оптим1защя зони БСМ; -оптим1защя напряму
- кооперовано; 1зольовано
2. Анал1з дано!' тформацп - щентиф1куеться ситуащя в мережу визначаються рь вень виконання мережею сво'1х функцт, необхщшсть керуючого впливу, цш1 управлтня з подальшою детал1защею !х на тдцш.
3. Прийняття р1шення (виб1р способу мошторингу, обчислення маршруту, виб1р методу передач!, способу розсилання службово'1 шформацп тощо).
4. Реалiзацiя ршення (розсилання службово'1 шформацп, резервування ресурсу, установлення потужностi передачi тощо).
Функцiональна модель складаеться з таких основних пщсистем (рис. 2):
- збiр та зберiгання шформацп про стан мережу
- аналiз i прийняття рiшень: окремо по мошторингу i процесу передавання даних;
- iнтелектуалiзацiя та координацiя;
- управлшня витратами енергоресурсу вузлiв;
- реалiзацiя рiшень щодо управлiння мережею.
I.
I
Вузол
Система управлшня мережею
Пщсистеми аналЬу та прийняття ршень
Управлшня мошторингом
Пщсистема управлiння розгортанням
Пiдсистема управлiння покриттям
Пщсистема Пщсистема
управлшня щентифкацп
якютю мониторингу об'eктiв (цiлей)
Управлшня мережею за передачею даних
Пщсистема управлшня радюресурсом
Пщсистема управлшня навантаженням
Пiдсистема Пiдсистема
управлшня управлiння
маршрутиза^ею топологiею
Пщсистема забезпечення безпекою
Пщсистема управл1ння як1стю обслуговування при передач! Ыформацп
о
ж
Пщсистема управлшня витратами енергоресурсу вузлш
Пщсистема координацм I ¡нтелектуалЬацп
База знань по реалiзацN методiв управлшня
База методiв управлiння по передачi даних по ОБ!: - прикладного рiвня; - мережевого рiвня; - транспортного рiвня; - канального рiвня; - фiзичного рiвня База методiв управлшня по функ^ях управлшня: - управлшня розгортанням; - управлння топологею; - управлння монторингом; - управлiння маршрутизаи/ею; - управлння якютю передачi та н.
ту
П1дсистема
збору I збер1гання Чнформацп про стан мереж1
База даних I
-гГГ
П1дсистема реал1зацм ршень
Неоднор1дн1 сенсорн1 мереж1
Рис. 2. Функцюнальна модель системи оперативного управлшня БСМ
1. Пщсистема збору i збер^ання шформацп про стан мереж повинна здiйснювати збiр шформацп про стан мереж та п збереження в базi даних.
Методи збирання шформацп можна класифшувати (рис. 1):
- за обсягом - глобальний та локальний (зоновий);
- за типом - фасований i адаптивний;
- за регуляршстю - перюдичний, за подiями (у мiру необхiдностi) i неперервний;
- за аналiзом транзитного трафiка - пасивний (не передбачае розсилання службово! шформацп) i активний;
- за способом передавання службово! шформацп - «хвильовий» ( напрямлена «хви-ля», за видшеною пiд мережею) i «джерельний» (передача шформацп за завчасно визначе-ним маршрутом).
Рiзнi функцп (рiвнi) управлiння вимагають рiзного обсягу (кiлькостi параметрiв) i глибини збору шформацп про стан мережа Глибина збору г-м вузлом мережi зазвичай ви-значаеться вщстанню (площею при наявностi системи позицюнування), вираженою кшькь стю ретрансляцiйних дшьниць вiд даного вузла. Звiсно, знання повно! шформацп про мережу дозволяе приймати бшьш обгрунтованi ршення, проте призводить до значного росту службового трафша в умовах динамши топологп i вхiдного трафiка. Тому класичш ршен-ня оптимального розподшу потокiв у мереж не прийнятш в БСМ, оскiльки потребують знання глобального контролю мереж^ що неможливо в БСМ. Отже, необхiдний пошук
рiшeнь користувальницько1 оптимiзацiï при мiнiмiзацiï рeсyрсiв мeрeжi та ïx одeржання в yмоваx ^повно! шформацп про ïï стан.
2. Пiдсистeма аналiзy i прийняття рiшeнь по процeсаx мошторингу та пeрeдачi да-
них.
Управлiння мошторингом включае такi функцп:
- управлшня розгортанням - збiр шформацп про об'екти спостeрeжeння, визначeн-ня мeтодiв (способiв) розмiщeння вyзлiв, вибiр типу i кшькосп сeнсорниx вyзлiв з ураху-ванням парамeтрiв i сeрeдовища монiторингy, типу оргашзацп сeнсорноï мeрeжi, одeржан-ня зв'язно1 мeрeжi тощо;
- yправлiння покриттям - визначeння типу покриття об'екта (цiлi, площ^ зони, тек-тора, вибiр модeлi покриття в залeжностi вiд стутеня i коeфiцiента покриття);
- управлшня спостeрeжeнням - розрахунок активних тенсорних вyзлiв, сeсiй спо-стeрeжeння сeнсорiв i мeрeжeвоï зв'язностi тощо;
- управлшня якютю монiторингy.
Процeс прийняття рiшeнь по yправлiнню монiторингом включае таку послiдовнiсть дiй: аналiз об'екта мошторингу (кшькють, площа, час, кшьюсть парамeтрiв монiторингy тощо) - вибiр мeрeжi (способу) монiторингy - визначeння функцп yправлiння - визначeн-ня рiвня рeалiзацiï OSI для пропсу пeрeдачi.
Управлiння процeсом пeрeдачi мютить такi eтапи (рис. 3):
1. Збiр шформацп про стан мeрeжi (СУ приймае рiшeння про обсяг, частоту, глиби-ну способу збору шформацп).
Iнформацiя про стан сснсора
Система управшмя (вузла, бaзoвoï станцй*>)
База даних стану ме-реж1
Mнoжинa мережевих цiльoвих функцм
Идентифiкaцiя стану мереж _(тони)_
Mнoжинa цiльoвих функцш мoнiтoрингv
-л—у
Mнoжинa цiльoвих функцш для кoристувaчa
Kooрдинaцiя цiльoвих функцш
^бдЖрШстЬ^по
^адльо"Ъо1 фуЛкШ Cенсoр \ v ч
Brawora дo якoстi oбслугoвувaння
Ж
Визначення параметр!в oптимiзaцiï
-— -------
V \
'V \
Рiшeння
Визначення oб'eктa впливу
Узгoдження roto^O!'
i li.ihoitoï функци з iiiinim^ сенсoрaми
Визначення пoтoчнoï цiльoвoï функци
ВИ61Р керуючoгo впливу
Рис. 3. Провдс прийняття рiшeння систeмою управлшня
2. Aналiз шформацп про стан мeрeжi. СУ iдeнтифiкyе ситyацiю в мeрeжi (зонi i самому вузл^, пeрeвiряе виконання мeрeжeю сво"1х функцш i визначае нeобxiднiсть кeрyючоï Д11.
3. Виявлeння цiлi yправлiння з наступною дeталiзацiею ïx на тдцш i прийняття рь
шeння.
Систeма yправлiння БСМ:
- визначае поточну множину парамeтрiв оптимiзацiï - мeрeжeвиx i користувальни-
цьких;
- визначае об'екти управлшня (вузол, зона, напрямок);
- визначае поточну щльову функцiю (функцп) управлiння (маршрутизацiя, енерго-забезпечення тощо);
- узгоджуе (координуе) ii з сусщшми сенсорними вузлами (якщо вузли одного рангу) або призначае ii пщпорядкованим сенсорним вузлам (якщо це центр управлшня БСМ або головний вузол зони БСМ);
- вибирае керуючу д^ по етапах.
3. Пщсистема реалiзащi рiшення здшснюе установлення певних параметрiв мереж1: потужност передавання вузлiв, способу монiторингу, резервування ресурсу, розсилання службових повiдомлень тощо.
4. Пщсистема координацп iнтелектуалiзащi. Iснуючi пiдходи до проектування теле-комушкацшних мереж зв'язку передбачають незалежнiсть функцш управлiння за рiвнями OSI. Так, стек протоколiв кожного рiвня працюе незалежно. Проте даний пiдхiд не врахо-вуе особливостi БСМ i не дозволяе забезпечити оптимiзацiю показниюв ефективностi на кожному рiвнi OSI (або в щлому) при рiзних умовах функцiонування мережi i вимогах пе-вного типу трафiка (шформацп монiторингу).
В умовах змiшаного управлшня (частка функцш виконуеться централiзовано центрами управлшня БСМ, а друга децентралiзовано - вузлами) можна визначити двi вза-емозалежнi групи цiлей:
мережевi (зоновi) - оптимiзацiя мережевих або зонових показниюв ефективностi;
користувальницькi - досягнення задано! якост передачi мiж сенсорними вузлами та шлюзами, тобто оптимiзацiя за напрямком передачi.
До мережевих (зонових) цшей управлшня можна вщнести оптимум таких парамет-
piB Сг ={С1,С2,...,С„}:
C - стутнь покриття територп монiторингу сенсорними вузлами (рухомими чи стащонарними);
C2 - час функщонування БСМ (ii зони) у разi ii автономно! роботи;
C3 - продуктивнiсть всiеi БСМ чи ii зони;
C4 - структурна надшшсть (зв'язнiсть) мереж1, ii зон;
C5 - кiлькiсть ресурсiв (стацiонарних та мобiльних сенсорiв, аероплатформ тощо), яю необхiдно задiяти для досягнення певноИ мети;
C - потужшсть передач вузлiв мереж чи ii зони;
C - обсяг службового трафша, який генеруеться для збору шформацп про стан БСМ; 7
C - час планування, розгортання, вщновлення БСМ;
C - параметри безпеки i т.д.
Для координацп управлшня по мошторингу i передавання (за рiвнями OSI) пропо-нуеться введення надбудови координацп (cross-level).
Пропонуеться введення в тдсистему координацп i iнтелектуалiзацii бази методiв управлiння, кожен з яких ефективний при рiзних ситуащях на мережi. Методи управлiння розбит на двi пiдгрупи: за рiвнями OSI i функцiями управлiння.
На етат оперативного управлiння за прийнятими критерiями ефективностi СУ пос-тшно оцiнюе стан сенсорнох' мережi i вживае заходiв (у вiдповiдностi з планом i реальною ситуацiею) щодо утримання ii показникiв ефективностi функщонування в заданих межах або здшснюеться 1'х оптимiзацiя.
В умовах обмеженост шформацп про стан мереж1, ii неповноти для щентифшацп ситуацл i прийняття рiшень по вибору методiв управлiння пропонуеться використовувати методи штучного штелекту.
Ид час прийняття рiшень система управлшня повинна iдентифiкувати ситуацiю -стан мережi (зони, напрямку), визначити цiльовi функцп управлiння i вибрати Í3 множини можливих методiв управлiння оптимальний (рацюнальний) для дано! ситуацп i задано! цш управлiння з урахуванням можливих обмежень ресурав сенсорних вузлiв.
Кiлькiсть i конкретнi задачi оперативного управлшня визначаються характеристиками i умовами функцюнування мереж1, а також прийнятими технолопчними рiшеннями на етат !! проектування.
Пропонуеться нова архь тектура побудови системи управлiння неоднорiдними
БСМ, яка передбачае: для неод-норщно! мережi - координащю i iнтелектуалiзацiю процесiв прийняття ршень для кожного кла-су БСМ; для кожно! мережi БСМ - координацiю i штегра-цiю, рiвну OSI по цшях i функ-цiях управлiння (рис. 4). 5. Пщсистема управлiння витратами енергоресурсу вузлiв реалiзуе одну з основних задач управлшня БСМ, яка повинна бути реалiзована при мошторингу i передачi даних iз координащею по всiх моделях OSI.
4. Висновки
Для ршення задач управлшня рiзнорiдними сенсорними мережами критично! шфраструк-тури пропонуються принципово новi тдходи до побудови системи управлiння даними мережами. Запропонована нова арх^ектура побудови системи управлшня даними мережами. I! особливостями е розбиття задач управлшня на функцюнальш пiдзадачi (збору шформа-цп, монiторингу, передачi даних, управлшня енергоспоживанням, реалiзацiею рiшень). Для тдвищення якостi рiшень, що приймаються, i, вiдповiдно, ефективностi функцiонування даних мереж запропоновано здшснювати координацiю цшьових функцiй управлiння i ш-телектуалiзувати процес прийняття рiшень по вибору методiв управлiння в залежностi вщ ситуацп на мережъ
СПИСОК Л1ТЕРАТУРИ
1. Achatterjee A. Practical Applications Of Wireless Sensor Network Based On Military / A. Achatterjee, M. Pandey // Environmental, Health And Home Applications: A SurveyInternational Journal of Scientific & Engineering Research. - 2014. - Vol. 5, Issue 1. - Р. 1043 - 1050.
2. Subramanian M. Network Management: Principles and Practice (2nd Ed.) / Subramanian M. - Kindle Edition, 2012. - 726 p.
3. Minochkin A. Control System of Mobile Ad-hoc Networks / A. Minochkin, V. Romanyuk // Proc. of International Conference Modern Problems of Radio Engineering, Telecommunications and Computer Science (TCSET 2008). - Lviv, 2008. - P. 414 - 415.
4. Winnie L.L. Management in Wireless Sensor Networks / L.L. Winnie, A. Datta, R. Cardell-Oliver. -Режим доступу: https://pdfs.semanticscholar.org/587b/046f91dc60568045579ae39cbd1b23c7a713.pdf.
5. Georgoulas D. Sensor Network Management and Functionality: An Overview / D. Georgoulas, K. Blow // Wireless Sensor Network. - 2009. - Vol. 1. - doi:10.4236/wsn.2009.14032 (Published Online, November 2009). - P. 257 - 267.
6. An Efficient Management System for Wireless Sensor Networks / Y.-W. Ma, J.-L. Chen, Y.-M. Huang [et al.] // Sensors. - 2010. - Vol. 10, Issue 12. - P. 11400 - 11413.
Неоднорвдт сенсорт мереж1
ЦШ
U - управл1ння розгортанням
я Ujn - управлшня тополопею
•р UM - управлшня мотторингом
ня в я Uен-управлiння витратою енергоресурсу
•— е >у ;= ^р- управлшня маршрутизащею
Uqos - управлшня яюстю обсл.: - по передач! шформацп; - по мошторингу
/ е ^п-управл^на безпекою
Система управлшня БСМ
Ивт OSI
ажзацш
оординацш
Рис. 4. Рiвнi та функцп системи управлшня БСМ
7. Slama I. Topology Control and Routing in Large Scale Wireless Sensor Networks [Електронний ресурс] / I. Slama, B. Jouaber, D. Zeghlache // Wireless Sensor Network. - 2010. - Vol. 2. - P. 584 - 598. -Режим доступу: http: //www .SciRP.org/j ournal/wsn.
8. Paradis L., A Survey of Fault Management in Wireless Sensor NetworksJournal of Network and Systems Management / L. Paradis, Q. Han // Journal of Network and Systems Managemen. - 2007. - Vol. 15. - P. 171 - 190.
9. Multi-Agent Architecture for the Design of WSN Networks [Електронний ресурс] / A. Hamzi, M. Koudil, J.-P. Jamont [et al.] // Applications Wireless Sensor Network. - 2013. - Vol. 5, N 25. - 14 p. -Режим доступу: http://dx.doi.org/10.4236/wsn.2013.52003.
10. Jameii S.M. Multiobjective Optimization for Topology and Coverage Control in Wireless Sensor Networks [Електронний ресурс] / S.M. Jameii, K. Faez, M. Dehghan // International Journal of Distributed Sensor Networks. - 2015. - Vol. 11, Issue 2. - Режим доступу: http://dx.doi.org/10.1155/2015/363815.
11. Lisenko A. Objective control functions of mobile ad-hoc networks using unmanned aerial vehicles. Actual problems of unmanned aerial vehicles developments / A. Lisenko, S. Danylyuk, V. Romanyuk // IEEE 3rd international Conference. - 2015. - P. 243 - 246.
Стаття над1йшла до редакцп 15.05.2017
