Разработка и внедрение масштабируемой системы мониторинга окружающей среды и сигнализации в реальном времени на основе интернета вещей: экспериментальное исследование

Цифровая трансформация имеет решающее значение для выживания, конкурентоспособности и роста организаций в современную эпоху. IoT является ключом к обеспечению этой трансформации путем подключения устройств и оптимизации процессов. В этой статье представлены проектирование и реализация универсальной системы мониторинга окружающей среды и сигнализации в реальном времени на основе IoT. Платформа проверена путем ее применения к сценарию производственного предприятия, где различные датчики имитируют промышленные условия. Масштабируемые системы распределения сообщений, такие как MQTT и Apache Kafka, обеспечивают надежную передачу данных. Для внутренних служб создается микросервисная архитектура, обеспечивающая бесперебойные и высокопроизводительные услуги в прикладной области. Вместо развертывания реальной WSN были выбраны службы генерации трафика для минимизации затрат, обеспечения большего контроля и гибкости, а также упрощения более быстрого масштабируемого тестирования в контролируемой среде. Платформа также имеет интегрированную систему сигнализации с модулем определения событий, который позволяет определять пользовательские правила действий. Эта гибкая, масштабируемая и устойчивая архитектура может использоваться в широком спектре прикладных областей, требующих цифровой трансформации. Экспериментальное исследование демонстрирует возможности платформы и большой потенциал для более широких приложений IoT.

1. Harini Shree Bhaskaran, Miriam Gordon, Suresh Neethirajan, “Development of a cloud-based IoT system for livestock health monitoring using AWS and python”, Smart Agricultural Technology, Volume 9, 2024, 100524, ISSN 2772-3755.

2. Ambarish Gajendra Mohapatra, Anita Mohanty, Nihar Ranjan Pradhan, Sachi Nandan Mohanty, Deepak Gupta, Meshal Alharbi, Ahmed Alkhayyat, Ashish Khanna, An Industry 4.0 implementation of a condition monitoring system and IoT-enabled predictive maintenance scheme for diesel generators, Alexandria Engineering Journal, Volume 76, 2023, Pages 525-541, ISSN 1110-0168.

3. Yongchao Song, Jiping Bi, Xuan Wang, Design and implementation of intelligent monitoring system for agricultural environment in IoT, Internet of Things, Volume 25, 2024, 101029, ISSN 2542-6605.

4. Muhammad Izzat Zakaria, Waheb A. Jabbar, Noorazliza Sulaiman, Development of a smart sensing unit for LoRaWAN-based IoT flood monitoring and warning system in catchment areas, Internet of Things and Cyber-Physical Systems, Volume 3, 2023, Pages 249-261, ISSN 2667-3452.

5. Alessandro Zivelonghi, Alessandro Giuseppi, Smart Healthy Schools: An IoT-enabled concept for multi-room dynamic air quality control, Internet of Things and Cyber-Physical Systems, Volume 4, 2024, Pages 24-31, ISSN 2667-3452.

6. Sangeethalakshmi K., Preethi Angel S., Preethi U., Pavithra S., Shanmuga Priya V., Patient health monitoring system using IoT, Materials Today: Proceedings, Volume 80, Part 3, 2023, Pages 2228-2231, ISSN 2214-7853.

7. Celal Ceken, Mohammed Al-Hubaishi "Integrating SDN-Enabled Wireless Sensor Networks Into the Internet", The 10th IEEE International Conference on Intelligent Data Acquisition and Advanced Computing Systems: Technology and Applications, Metz, France, 2019, pp. 1090-1094.

8. R. Coppen, A. Banks, E. Briggs, K. Borgendale, R. Gupta,” MQTT Version 5.0” Standards Track Work Product, 2019.

9. R. Light,” Mosquitto man page.” [Online]. Available: https://mosquitto.org/man/mosquitto-8.html

10. Apache Software Foundation: A distributed streaming platform. [Online]. Available: http://kafka.apache.org