К вопросу повышения отказоустойчивости технологии Smart Dust для экологического мониторинга в распределённых киберфизических системах : доклад, тезисы доклада
доклад, тезисы доклада, статья из сборника материалов конференций
Библиографическое описание:К вопросу повышения отказоустойчивости технологии Smart Dust для экологического мониторинга в распределённых киберфизических системах : доклад, тезисы доклада / П. К. Зайцев, Е. В. Туева, П. В. Ендуткин. - [Б. м. : б. и.], 2025. - Текст : непосредственный // Наука, технологии, общество: Экологический инжиниринг в интересах устойчивого развития территорий (НТО-VI-2025) : сборник научных статей по материалам VI Всероссийской (национальной) научной конференции / Наука, технологии, общество: Экологический инжиниринг в интересах устойчивого развития территорий (НТО-VI-2025) (2025 ; 06.11 - 07.11 ; Красноярск). - Красноярск, 2025. - С. 194-200. - Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 25-11-20040, https://rscf.ru/project/25-11-20040/», гранта Красноярского краевого фонда науки. - ISBN 9785605323532.
Аннотация:В работе рассмотрены подходы к повышению отказоустойчивости распределённых сенсорных сетей на базе технологии Smart Dust для экологического мониторинга. Особое внимание уделено анализу уязвимостей беспроводных сенсорных сетей, влиянию внешних факторов среды и вопросам резервирования узлов для обеспечения стабильной передачи данных при масштабных внедрениях. Даны рекомендации по использованию методов математического моделирования (деревья отказов, цепи Маркова) и имитационных экспериментов для оценки эффективности различных архитектур и алгоритмов восстановления работоспособности сети. Показано, что интеграция активного и пассивного резервирования, а также применение интеллектуальных протоколов маршрутизации и самоорганизации значительно увеличивают среднее время безотказной работы системы и процент функционирующих узлов после серии отказов. Разработанные рекомендации по архитектуре, протоколам и метрологическому обеспечению Smart Dust позволяют реализовать отказоустойчивые и масштабируемые системы мониторинга для промышленных и природных объектов, а также повысить качество и надёжность долгосрочного сбора экологических данных
The paper explores approaches to improving the fault tolerance of distributed sensor networks based on Smart Dust technology for environmental monitoring. Special attention is paid to the analysis of vulnerabilities of wireless sensor networks, the influence of external environmental factors, and node redundancy strategies to ensure stable data transmission during large-scale deployments. Recommendations are given for the use of mathematical modeling methods (fault trees, Markov chains) and simulation experiments to evaluate the effectiveness of different network architectures and recovery algorithms. It is shown that the integration of active and passive redundancy, as well as the use of intelligent routing and self-organizing protocols, significantly increases the mean time between failures and the percentage of operational nodes after a series of failures. The developed guidelines for architecture, protocols, and metrological support of Smart Dust enable the implementation of resilient and scalable monitoring systems for industrial and natural sites, while also improving the quality and reliability of long-term environmental data collection.
