Моделювання конвеєрно-модульного перенесення мультимедійних даних у сенсорній мережі транспортної системи
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.162305Ключові слова:
сенсорна мережа, Інтернет речей, взаємодія реального часу, контроль затримок, конвеєрно-модульний переносАнотація
В роботі досліджені питання побудови і взаємодії розподілених сенсорних мереж в архітектурі Інтернету речей і системах автоматизованого управління динамічними інфраструктурними об'єктами. Проаналізовано особливості та структура мультимедійних потоків цифрової телеметрії і пакетних даних між контроллерами сенсорних мереж міського транспорту. Запропоновано спосіб модифікації стандартного мережевого інтерфейсу Ethernet на підрівні управління логічним з'єднанням (LLC) за технологією "сирих сокетів" (Raw Socket) для спільної передачі багатоканальної телеметрії і пакетних даних. Розроблено програмний симулятор конвеєрно-модульного перенесення на мові Python в операційній системі Linux Ubuntu, в якому використано метод динамічного структурування даних тегами розмітки.
Актуальність даної роботи обумовлена необхідністю подальшого підвищення міжмережевої інтероперабельності при побудові гетерогенних систем Інтернету речей.
В результаті проведених досліджень обгрунтовано застосування конвеєрно-модульного перенесення (КМП) для обміну даними телеметрії з обмеженням затримок в системах контролю безпеки міського транспорту. Проведені випробування симулятора конвеєрно-модульного перенесення підтвердили релевантність і логічну несуперечливість основних принципів кодування, передачі і декодування мультимедійних даних в каналі зв'язку КМП.
Отримані результати створюють науково-методичні передумови для поповнення існуючого стека TCP / IP новим протоколом міжмережевого взаємодії з обмеженням затримок, який може використовуватися спільно з протоколом IP в додатках реального часу Інтернету речей, і перш за все, в системах управління безпекою міського транспорту
Посилання
Porkodi, R., Bhuvaneswari, V. (2014). The Internet of Things (IoT) Applications and Communication Enabling Technology Standards: An Overview. 2014 International Conference on Intelligent Computing Applications. doi: https://doi.org/10.1109/icica.2014.73
Miraz, M., Ali, M., Excell, P., Picking, R. (2018). Internet of Nano-Things, Things and Everything: Future Growth Trends. Future Internet, 10 (8), 68. doi: https://doi.org/10.3390/fi10080068
Verma, P. K., Verma, R., Prakash, A., Agrawal, A., Naik, K., Tripathi, R. et. al. (2016). Machine-to-Machine (M2M) communications: A survey. Journal of Network and Computer Applications, 66, 83–105. doi: https://doi.org/10.1016/j.jnca.2016.02.016
Boubaker, O., Balas, V. E., Benzaouia, A., Chaabane, M., Mahmoud, M. S., Zhu, Q. (2017). Time-Delay Systems: Modeling, Analysis, Estimation, Control, and Synchronization. Mathematical Problems in Engineering, 2017, 1–3. doi: https://doi.org/10.1155/2017/1398904
Yu, W., Cao, J., Chen, G. (2008). Stability and Hopf Bifurcation of a General Delayed Recurrent Neural Network. IEEE Transactions on Neural Networks, 19 (5), 845–854. doi: https://doi.org/10.1109/tnn.2007.912589
Bharathidasan, A., Sai Ponduru, V. A. Sensor Networks: An Overview. Available at: http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.84.5089&rep=rep1&type=pdf
Zheng, J., Jamalipour, A. (2008). Introduction to Wireless Sensor Networks. Wireless Sensor Networks, 1–18. doi: https://doi.org/10.1002/9780470443521.ch1
Doyle, P. (2004). Introduction to Real-Time Ethernet I. The Extension. A Technical Supplement to Control Network, 5 (3). Available at: http://www.ccontrols.com.cn/pdf/Extv5n3.pdf
Lammermann, S. (2008). Ethernet as a Real-Time Technology. Leipzig, 21. Available at: http://www.lammermann.eu/wb/media/documents/real-time_ethernet.pdf
EtherNet/IP Programmer’s Guide (2009). Parker Hannifin Corporation. Available at: https://www.naic.edu/~phil/hardware/byuPhasedAr/floor/Parker_EthernetIP_UG.pdf
Cao, J. PROFINET. Available at: http://www.cs.wayne.edu/~hzhang/courses/8260/Lectures/Chapter%2012%20-%20PROFINET.pdf
The Ethernet Fieldbus (2009). EtherCAT Technology Group. Available at: https://www.ethercat.org/pdf/english/EtherCAT_Introduction_0905.pdf
EPSG Draft Standard 301. Ethernet POWERLINK Communication Profile Specification. Version 1.3.0 (2016). Ethernet POWERLINK Standardisation Group. Available at: https://www.ethernet-powerlink.org/fileadmin/user_upload/Dokumente/Downloads/TECHNICAL_DOCUMENTS/EPSG_DS_301_V-1-3-0__4_.pdf
Sercos III Communication Development Platform (2015). Texas Instruments. Available at: http://www.ti.com/lit/ug/tidu534a/tidu534a.pdf
IEEE 1588-2008 – IEEE Standard for a Precision Clock Synchronization Protocol for Networked Measurement and Control Systems (2008). IEEE Standard Association. Available at: https://standards.ieee.org/standard/1588-2008.html
Hibbard, J. (2016). 5 Real-Time, Ethernet-Based Fieldbuses Compared. Available at: https://www.manufacturingtomorrow.com/article/2016/05/5-real-time-ethernet-based-fieldbuses-compared/8044/
Gabbrielli, M., Giallorenzo, S., Lanese, I., Zingaro, S. P. (2018). A Language-based Approach for Interoperability of IoT Platforms. Proceedings of the 51st Hawaii International Conference on System Sciences. doi: https://doi.org/10.24251/hicss.2018.714
Integrated and Differentiated Services. Available at: https://users.ece.utexas.edu/~ryerraballi/MSB/pdfs/M5L4.pdf
Fortino, G., Savaglio, C., Palau, C. E., de Puga, J. S., Ganzha, M., Paprzycki, M. et. al. (2018). Towards Multi-layer Interoperability of Heterogeneous IoT Platforms: The INTER-IoT Approach. Internet of Things, 199–232. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-319-61300-0_10
Kazmi, A., Jan, Z., Zappa, A., Serrano, M. (2017). Overcoming the Heterogeneity in the Internet of Things for Smart Cities. Interoperability and Open-Source Solutions for the Internet of Things, 20–35. doi: https://doi.org/10.1007/978-3-319-56877-5_2
OpenFlow-enabled SDN and Network Functions Virtualization (2014). Open Networking Foundation. Available at: https://www.opennetworking.org/wp-content/uploads/2013/05/sb-sdn-nvf-solution.pdf
Keyzer, M., Loutas, N., Goedertier, S. (2014). Introduction to RDF & SPARQL. Open Data Support. Available at: https://joinup.ec.europa.eu/sites/default/files/document/2015-05/d2.1.2_training_module_1.3_introduction_to_rdf_sparql_v1.00_en.pdf
Introduction to Web Ontology Language (OWL). University of Dublin, Trinity College. Available at: https://www.scss.tcd.ie/Owen.Conlan/CS7063/06%20Introduction%20to%20OWL%20(1%20Lecture).ppt.pdf
Sousa, P. T., Stuckmann, P. Telecommunication network interoperability // Telecommunication Systems and Technologies. Vol. II. Available at: http://www.eolss.net/sample-chapters/c05/e6-108-22.pdf
Manyika, J., Chui, M., Bisson, P., Woetzel, J., Dobbs, R., Bughin, J., Aharon, D. (2015). The internet of things: mapping the value beyond the hype. McKinsey & Company. Available at: https://www.mckinsey.com/~/media/mckinsey/business%20functions/mckinsey%20digital/our%20insights/the%20internet%20of%20things%20the%20value%20of%20digitizing%20the%20physical%20world/the-internet-of-things-mapping-the-value-beyond-the-hype.ashx
Tikhonov, V. I., Taher, A., Tykhonova, O. (2016). Conveyor module resource scheduling in packet based communication channel. Bulletin of the National Technical University "KhPI". A series of "Information and Modeling", 21 (1193), 152–161. doi: https://doi.org/10.20998/2411-0558.2016.21.17
Tikhonov, V. I., Taher, A., Tykhonova, O. V. (2016). Simulation the algorithm of multimedia data integration in packet based digital channel. Measuring and Computing Devices in Technological Processes, 2, 151–155.
Tikhonov, V., Nesterenko, S., Babich, Y., Таher, A. Q., Berezovsky, V. (2017). Developing the architecture of integrated 5G mobile network based on the adaptation of LTE technology. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (2 (89)), 42–49. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2017.111900
Tykhonova, O. V. (2017). The Ethernet based method of interoperability scope extension in a converged network. Information and Telecommunication Sciences, 8 (2), 11–17.
Vorobiyenko, P. P., Tykhonova, O. V., Tikhonov, V. I. (2017). Interoperability Scope Extension in Converged Packet Based Network. The 2nd IEEE International Conference on Information and Telecommunication Technologies and Radio Electronics (UkrMiCo’2017), 497–500.
Elg, L. (2014). Innovations and new technology – what is the role of research? VINNOVA. Available at: https://www.vinnova.se/contentassets/e5fe05cb13604be7b221f3ddbecb41c3/va_14_05.pdf
Tikhonov, V. I., Vorobiyenko, P. P. (2013). Integrated telecommunication technology for the next generation networks. Proceedings of the ITU Kaleidoscope Academic Conference “Building Sustainable Communities”, 187–193.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2019 Victor Tikhonov, Olena Tykhonova, Oleksandra Tsyra, Olga Yavorska, Abdullah Таher, Oksana Kolyada, Svetlana Kotova, Oksana Semenchenko, Evgeniya Shapenko
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
