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.