Моніторингова IoT-мережа на базі LORAWAN та MQTT

Abstract

Кваліфікаційна робота спрямована на дослідження концептуальної моделі системи моніторингу географічних даних скупчень людей та загальних параметрів їх здоров'я. Практичне значення результатів роботи полягає у впровадженні в систему розумного міста технології виявлення та попередження осередків виникнення хвороб, з метою зменшення випадків захворюваності та виникнення епідемій, покращення якості охорони здоров'я та життя суспільства. Пояснювальна записка кваліфікаційної роботи складається зі вступу, трьох розділів, висновків та п’яти додатків. У вступі визначається актуальність теми, сформульовані мета, об’єкт, предмет та завдання дослідження та розроблення кваліфікаційної роботи. У першому розділі досліджуються теоретичні відомості стосовно цифрового відстеження контактів, аналогічні рішення моніторингових мереж та формування вимог до них. У другому розділі міститься проєктування концептуальної схеми роботи моніторингової мережі, алгоритму роботи системи, апаратної частини, програмного компоненту, хмарної архітектури проєкту, огляд математичних моделей роботи с даними та алгоритмів згладжування і кластеризації даних. В третьому розділі проводиться аналіз компонентів необхідних для реалізації системи, огляд програмних та апаратних елементів, серверних компонентів хмарної архітектури, кошторис реалізації та розгортання моніторингової мережі. У висновках наведено аналіз виконаної роботи та отриманих результатів дослідження. У додатку А наведено блок-схема роботи моніторингової мережі. У додатку Б наведено діаграма програмного комплексу у вигляді схеми. У додатку В наведено лістинг алгоритму фільтру Калмана. У додатку Г наведено лістинг алгоритму експоненційного згладжування. У додатку Ґ наведено лістинг алгоритму DBSCAN. В цілому, кваліфікаційна робота без додатків містить 75 сторінок, 26 рисунків, 2 таблиць, 41 джерело посилання. Qualification work is aimed to research the conceptual model of the system for monitoring geographical data of crowds of people and general parameters of their health. The practical significance of the results of the work is the introduction of technology for detecting and preventing disease centers in the smart city system in order to reduce the incidence of morbidity and epidemics, improve the quality of health care and society. The explanatory note of the qualification work consists of an introduction, three sections, conclusions and five appendices. The introduction determines the relevance of the topic, formulates the purpose, object, subject and objectives of research and development of qualifying work. The first section examines theoretical information on digital contact tracking, similar solutions of monitoring networks, and the development of requirements for them. The second section contains the design of the conceptual scheme of the monitoring network, the algorithm of the system, hardware, software component, cloud architecture of the project, an overview of mathematical models of data processing and algorithms for smoothing and clustering data The third section analyzes the components necessary for the implementation of the system, an overview of software and hardware elements, server components of the cloud architecture, and estimates for the implementation and deployment of the monitoring network. The conclusions provide an analysis of the work performed and the results of research and development. Appendix A provides the block diagram of the monitoring network. Appendix B provides contains the diagram of the software package in the form of a scheme. Appendix C provides the listing of the Kalman filter algorithm. Appendix D contains the listing of the exponential smoothing algorithm. Appendix E provides the listing of the DBSCAN algorithm. In total, the qualifying work without appendices contains 75 pages, 26 figures, 2 tables, 41 references.