О среде имитационного моделирования компонентов и приложений в Интернете вещей на основе инструментов визуального потокового программирования и облачных сервисов

Цели. Целью проведенной аналитической и исследовательской работы являлись разработка и первоначальная оценка возможностей новой среды имитационного моделирования компонентов и приложений в Интернете вещей. Актуальность задачи связана с необходимостью упрощения исследования и тестирования таких приложений в связи с активным развитием и расширением Интернета вещей. При разработке среды имитационного моделирования преследовались следующие основные цели: построение математической модели, реализация программного обеспечения, в рамках которого могут быть проведены эксперименты с данной моделью, обеспечение возможности анализировать результаты и корректировать модель.

Методы. Использовались методы имитационного моделирования.

Результаты. Анализ актуальности и востребованности результатов исследований показал, что в качестве примера для демонстрации методов и средств решения задачи имитационного моделирования компонентов и приложений в Интернете вещей может быть выбрана реализация части модели приложения «умный дом», управляющей энергоэффективностью жилых помещений. Была разработана математическая модель дома, а также среда для моделирования на основе инструмента визуального потокового программирования Node-RED и облачного сервиса Yandex Cloud / Yandex IoT Core.

Заключение. Разработана имитационная модель системы управления энергопотреблением «умного дома», включающая моделирование времени, условий внешней среды, теплопотерь, режимов работы отопительного оборудования и поведения жителей такого дома. На основе реализованной модели проведена первоначальная серия имитационных экспериментов, направленных на проверку базовой функциональности подготовленной среды имитационного моделирования и выбранного примера моделирования системы управления энергопотреблением жилых помещений.

1. Сурков, A. Знакомство с Node-RED и потоковое программирование в Yandex IoT Core [Электронный ресурс] / A. Сурков. - Режим доступа: https://habr.com/ru/company/yandex/blog/519600. - Дата доступа: 05.11.2021.

2. Акопов, А. С. Имитационное моделирование / А. С. Акопов. - М. : Юрайт, 2016. - 389 с.

3. Stojkoska, B. L. R. A review of Internet of Things for smart home: Challenges and solutions / B. L. R. Stojkoska, K. V. Trivodaliev // J. of Cleaner Production. - 2017. - Vol. 140. - P. 1454-1464.

4. Энергетический баланс Республики Беларусь : стат. сборник / Нац. Стат. Комитет Респ. Беларусь ; редкол. : И. В. Медведева (председатель) [и др.]. - Минск, 2020. - 152 с.

5. Energy efficiency and the misuse of programmable thermostats: The effectiveness of crowdsourcing for understanding household behavior / M. Pritoni [et al.] // Energy Research & Social Science. - 2015. - Vol. 58. - P. 190-197.

6. An Internet of Things Framework for Smart Energy in Buildings: Designs, Prototype, and Experiments / J. Pan [et al.] // IEEE Internet of Things J. - 2015. - Vol. 2. - P. 527-537.

7. Okamoto-Mizuno, K. Effects of thermal environment on sleep and circadian rhythm / K. OkamotoMizuno, K. Mizuno // J. of Physiological Anthropology. - 2012. - Vol. 31. - P. 105-114.