Иванов Илья Александрович

Ситуационно-ориентированный метод размещения точек доступа и шлюзов внутри помещений при организации систем Интернета вещей

2025 · ARTICLE · ru

Обсуждается разработка метода оптимального размещения точек доступа и шлюзов внутри помещений с учетом мобильности конечных устройств. Предлагается метод, основанный на генетическом недоминируемом алгоритме сортировки II (NSGA-II) и методике определения порядка предпочтения по сходству с идеальным решением, а также приводится пример успешного использования метода в реальной ситуации.

Разработка и апробация портативной системы с биологической обратной связью по данным кожно-гальванической реакции для управления психоэмоциональным состоянием

2025 · ARTICLE · ru

Актуальность. В условиях высоких темпов жизни и стрессов оценка психоэмо ционального состояния и управление им становится важной задачей. Традици онные методы, такие как опросники, обладают ограниченной точностью из-за субъективности данных, тогда как физиологические подходы, включая измере ние кожно-гальванической реакции (КГР), обеспечивают объективную оценку. При этом, существующие устройства для регистрации КГР громоздки и дороги, что ограничивает их применение. В статье проведено исследование возможно сти использования портативной системы биологической обратной связи (БОС) на основе КГР. Цель. Разработка и апробация портативной системы БОС на основе КГР, кото рая сочетает в себе достаточную точность измерений, удобство использования и возможность интеграции в повседневную жизнь. Выборка. Всего в двух исследованиях приняло участие 43 человека. Методы. Проведены сравнительный и корреляционный анализы значений, полученных с портативного датчика КГР и лабораторным энцефалографом NVX36. Сбор данных проводился в условиях психоэмоциональной задачи. Про ведено исследование по определению оптимального места размещения датчика с применением описательного и сравнительного методов. Для настройки алго ритма мобильного приложения выполнен регрессионный анализ. Для оценки психоэмоционального состояния пользователем была разработана визуализа ция в приложении. На всех этапах использовались визуализация данных и ана лиз графиков. бораторным оборудованием, несмотря на небольшое запаздывание в реакции. Оптимальным местом для крепления датчика признаны пальцы, так как сигнал с них более четкий и устойчивый. Алгоритм мобильного приложения эффек тивно помогает тренировать эмоциональную саморегуляцию. Выводы. Портативная система БОС на основе КГР демонстрирует достаточную точность и удобство, что делает ее перспективной для повседневного исполь зования. Результаты работы могут быть применены для дальнейших исследо ваний в области портативных устройств, применяемых для развития навыков саморегуляции состояний.

Проектирование сети Интернета вещей на основе многокритериальной оптимизации и информационного моделирования здания

2025 · ARTICLE · ru

В статье предложен метод планирования расположения точек доступа и шлюзов внутри зданий для построения сетей Интернета вещей. Основа метода — использование информации из информационой модели здания, что даёт возможность легко учитывать как геометрию, так и физико-технические характеристики строительных элементов при расчёте распространения радиосигнала. В данной работе для решения задач оптимизации применяется генетический алгоритм U-NSGA-III. Расчёты затухания сигнала выполняются с применением модели Мотли–Кинана. Экспериментальная проверка на реальном объекте показала положительные результаты и подтвердила прикладной потенциал разработанного решения

BIM-Based IoT Indoor Planning Method

2024 · CHAPTER · en

OptIoT: A Domain-Specific Language for Optimizing IoT and IIoT Infrastructure

2024 · CHAPTER · en

Designing reliable Internet of Things systems requires careful planning and consideration of different factors. Incorporating multi-objective optimization methods may help achieve this goal. In this article, a domain-specific language is proposed to aid in describing the structure of the Internet of Things and formulating the requirements and objectives in a simple context. The code is then converted to a Python code that uses computational optimization to provide suggestions on what resources to choose and how to distribute them. The solution generated by the domain-specific language for an industrial environment was implemented and tested. The domain-specific language itself was evaluated by a set of experts, and the results were collected using a survey. The designed language turned out to be effective, convenient to use, and positively contribute to the development of the Internet of Things and industrial Internet of Things.

Battery Lifetime and Power Consumption in 5G Systems with Intra- and Inter-RAT Dual-Connectivity

2024 · ARTICLE · en

The 5G millimeter wave (mmWave) New Radio (NR) systems are prone to blockage and micromobility effects. To improve service reliability, 3GPP proposed a dual-connectivity allowing UE to maintain links to two base stations (BS). However, this functionality is power-hungry resulting in a trade-off between performance and power efficiency. In this paper, we compare user equipment (UE) power efficiency, consumption, and battery lifetime for different intra- and inter-radio access technologies single- and dual-connectivity under different UE usage scenarios, micromobility, and blockage impairments. We evaluate five schemes: (i) BSs in FR1 and FR2 bands (NR-DC FR1/FR2), (ii) BSs in FR2 band (NR-DC FR2/FR2), and (iii) LTE BS and NR BS in FR2 band (EN-DC LTE/FR2), (iv) NR FR1, and (iv) LTE. Our results show that the LTE-only scheme provides three times longer battery lifetime as compared to its nearest rival – NR FR1 single-connectivity option. For dual-connectivity options, the best lifetime is observed for EN-DC FR2/LTE, and the worst – for NR-DC FR2/FR1. The difference between NR-DC FR2/FR1 and NR-DC FR2/FR2 schemes is negligible. Densification negatively affects all the dual-connectivity schemes as it forces UEs to switch between master and backup technologies more often. We recommend EN-DC FR2/LTE for low-traffic outage-sensitive applications, while NR-DC FR2/FR2 – for heavy-traffic outage non-sensitive applications

Towards Automated And Optimal Iiot Design

2024 · ARTICLE · en

lopers and system architects to plan and implement systems of the Internet of Things and Industrial Internet of Things effectively. The primary objective of this work is to automate the design process of Industrial Internet of Things systems while optimizing the quality of service parameters, battery life, and cost. To achieve this goal, a general four-layer fog-computing model based on mathematical sets, constraints, and objective functions is introduced. This model takes into consideration the various parameters that affect the performance of the system, such as network latency, bandwidth, and power consumption. The Non-dominated Sorting Genetic Algorithm II is employed to find Pareto optimal solutions, while the Technique for Order of Preference by Similarity to Ideal Solution is used to identify compromise solutions on the Pareto front. The optimal solutions generated by this approach represent servers, communication links, and gateways whose information is stored in a database. These resources are chosen based on their ability to enhance the overall performance of the system. The proposed strategy follows a three-stage approach to minimize the dimensionality and reduce dependencies while exploring the search space. Additionally, the convergence of optimization algorithms is improved by using a biased initial population that exploits existing knowledge about how the solution should look. The algorithms used to generate this initial biased population are described in detail. To illustrate the effectiveness of this automated design strategy, an example of its application is presented.

Разработка макромодели надежности импульсного источника вторичного электропитания

2023 · ARTICLE · ru

Предложена методика формирования достоверных макромоделей импульсных источников вторичного электропитания (ИВЭП) для прогнозирования единичного показателя надежности, как интенсивность отказов. Проведен натурный эксперимент функционирования импульсного ИВЭП при различных электрических нагрузках и температуре, по результатам которого выявлен фактор, критично влияющий на надежность импульсных ИВЭП. Этим фактором является температура. Также, разработана макромодель надежности импульсного источника вторичного электропитания, подтвержденная как натурными испытаниями, так и виртуальным экспериментом. Задача построения макромодели решается при помощи метода аппроксимации - полиномиальной регрессии n-ой степени. Адекватность разработанной макромодели подтверждена коэффициентом детерминации и относительной погрешностью, не превышающей 3%. Полученные результаты анализа подтвердили высокую точность макромодели относительно полной модели надежности ИВЭП. Приведены зависимости, которые подтверждают тот факт, что наибольшее влияние на эксплуатационную интенсивность отказов оказывают внешние воздействующие факторы, а именно, температура. Предложенная методика также может применяться и для прогнозирования целевых показателей надежности других электронных средств, тем самым повысить эффективность проектирования систем.

Метод Для Максимального Покрытия Беспроводной Сетью Внутри Помещений

2023 · CHAPTER · ru

Статья посвящена разработке метода оптимального размещения точек доступа и шлюзов внутри помещений. В работе предлагается математическая модель оптимизации, основанная на генетическом недоминируемом алгоритме сортировки II, а также проводится сравнение полученных результатов работой профессионального программного обеспечения.

The Influence of Negative Temperatures on the Reliability Indicators of Precision Resistors

2022 · CHAPTER · en