moitvivt Моделирование, оптимизация и информационные технологии Modeling, Optimization and Information Technology 2310-6018 Издательство 10.26102/2310-6018/2019.27.4.025 680 РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ РАСЧЕТА ПАРАМЕТРОВ БЕСПРОВОДНОЙ СЕТИ СЕНСОРНЫХ КОМПЛЕКСОВ DEVELOPMENT OF A RECOMMENDER SYSTEM FOR PARAMETER CALCULATION IN WIRELESS NETWORK OF SENSOR DEVICES 0000-0002-8155-2573 Денисов Александр Вадимович Denisov Aleksandr Vadimovich sdenisov93@mail.ru aff-1 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Санкт-Петербургский институт информатики и автоматизации Российской академии наук (СПИИРАН) St. Petersburg Institute for Informatics and Automation of the Russian Academy of Sciences (SPIIRAS) 01 01 2026 1 1 10.26102/2310-6018/2019.27.4.025 Copyright © Авторы, 2026 2026 This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License

В данной работе предложено решение актуальной научно-технической задачи сокращения временных ресурсов на проектирование сетей беспроводной передачи данных на основе программных средств расчета расположения гетерогенных сенсорных элементов и мобильных роботизированных устройств, имеющей существенное значение для развития цифровых технологий в области сельского хозяйства. Разработана рекомендательная программная система AgroWiNet для организации беспроводного информационного взаимодействия в сенсорной сети с применением дополнительных радиомодулей, учитывающая при работе заданные требования по скорости передачи данных между узлами сети и обеспечивающая развертывание сети гетерогенных сенсорных элементов и мобильных роботизированных устройств на обслуживаемой территории. Сформулированы рекомендации по применению разработанной программной системы в сельскохозяйственных робототехнических системах, специализирующихся на аграрных задачах открытого грунта. На сегодняшний день сети ретрансляторов проектируются вручную, а иногда устанавливаются без предварительного расчета, что влечет за собой как излишние трудозатраты на проектирование, так и неоптимальные, с точки зрения энергоэффективности, решения. Разработанное программное обеспечение рекомендательной системы позволяет сократить проектирование таких сетей до нескольких часов и предлагает оптимальное расположение меньшего количества ретрансляторов, а также отличается масштабируемостью и энергоэффективностью.

This paper proposes a solution for a relevant scientific and engineering problem of time saving in wireless data transfer network design, based on software units for position calculation of heterogeneous sensor units and mobile robotic devices, sufficiently significant for digital technology advance in agriculture. A recommender software engine AgroWiNet is developed, including additional radio units, enabling deployment of heterogeneous sensor devices and mobile robotic devices network in the work area. Suggestions are given on practical use of the developed software system in agricultural robotic systems, specifically in open ground settings. Today modern repeater networks are designed manually, and sometimes installed in ad-hoc manner, without prior calculations, what entails excessive labor costs on design stage, as well leads to solutions with suboptimal energy-efficiency parameters. The developed recommender system software allows to cut design time of such networks down to a few hours, provides for the most favorable distribution of sparsely installed repeaters few in numbers, as well has superior scalability and energy efficiency.

 сенсорные сети алгоритмы определения координат ретрансляторы роботизированные устройства картографирование распределенные системы sensor networks coordinate detection algorithms repeaters robotic devices mapping distributed systems Исследование выполнено без спонсорской поддержки. The study was performed without external funding. References Leon E. Flood Early Warning System by Twitter Using LoRa. Multidisciplinary Digital Publishing Institute Proceedings. 2018;2(19):1213. Cagatan G.K. B. et al. Connectivity analysis of wireless sensor network in two-dimensional plane using Castalia simulator. 2017 IEEE 9th International Conference on Humanoid, Nanotechnology, Information Technology, Communication and Control, Environment and Management (HNICEM). IEEE. 2017:1-8. Lavric A., Popa V. A LoRaWAN: Long range wide area networks study. 2017 International Conference on Electromechanical and Power Systems (SIELMEN). IEEE. 2017:417-420. Barriquello C. H. et al. Performance assessment of a low power wide area network in rural smart grids. 2017 52nd International Universities Power Engineering Conference (UPEC). IEEE, 2017:1-4. Addabbo T. et al. An iot framework for the pervasive monitoring of chemical emissions in industrial plants. 2018 Workshop on Metrology for Industry 4.0 and IoT. IEEE. 2018:269- 273. Hart J., Hartová V. Improvement of monitoring of cattle in outdoor enclosure using IQRF technology. 2018. Shuda J.E., Rix A.J., Booysen M.J. Towards Module-Level Performance and Health Monitoring of Solar PV Plants Using LoRa Wireless Sensor Networks. 2018 IEEE PES/IAS PowerAfrica. IEEE. 2018:172-177. Davcev D. et al. IoT agriculture system based on LoRaWAN. 2018 14th IEEE International Workshop on Factory Communication Systems (WFCS). IEEE. 2018:1-4. Rahim H., Ghazel C., Saidane L.A. An Alternative Data Gathering of the Air Pollutants In the Urban Environment using LoRa and LoRaWAN. 2018 14th International Wireless Communications & Mobile Computing Conference (IWCMC). IEEE. 2018:1237-1242. Swastika A.C., Pramudita R., Hakimi R. IoT-based smart grid system design for smart home. 2017 3rd International Conference on Wireless and Telematics (ICWT). IEEE. 2017:49-53. Hammi B. et al. IoT technologies for smart cities. IET Networks. 2017;7(1):1-13. Morin E. et al. Comparison of the device lifetime in wireless networks for the internet of things. IEEE Access. 2017;5:7097-7114. LoRa Alliance, «LoRa Specification V1.0.2,» Tech. Rep., July 2016. Киричек Р.В. и др. Модельные сети для Интернета Вещей и программируемых сетей. Информационные технологии и телекоммуникации. 2015;3: 17-26. Футахи А., Парамонов А.И. Беспроводные сенсорные сети с мобильными временными головными узлами. Электросвязь. 2016;9:48-54. Корнеева Т.В. Сенсорные сети для систем контроля и управления. Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2016;8:28-41. Кучерявый А.Е., Аль-Кадами Н.А. Адаптивный алгоритм кластеризации для беспроводных сенсорных сетей с мобильными узлами. Электросвязь. 2015;3:22-26. Андриянов Н.А. Построение сенсорных сетей на базе технологии Bluetooth. Радиоэлектронная техника. 2016;1:13. Жарков С.Н. Моделирование мобильной беспроводной сенсорной сети с одним узлом-стоком. Теория и техника радиосвязи. 2015;1:54. Wixted A.J. et al. Evaluation of LoRa and LoRaWAN for wireless sensor networks. 2016 IEEE SENSORS. IEEE. 2016:1-3. Ojha T., Misra S., Raghuwanshi N.S. Wireless sensor networks for agriculture: The stateof-the-art in practice and future challenges. Computers and Electronics in Agriculture. 2015;118:66-84. Zhang J. et al. Energy-efficient data-gathering rendezvous algorithms with mobile sinks for wireless sensor networks. International Journal of Sensor Networks. 2017;23(4):248-257. Zhang Y., He S., Chen J. Data gathering optimization by dynamic sensing and routing in rechargeable sensor networks. IEEE/ACM Transactions on Networking. 2015;24(3):1632- 1646. Qiu T. et al. ROSE: Robustness strategy for scale-free wireless sensor networks. IEEE/ACM Transactions on Networking (TON). 2017;25(5):2944-2959. Sheng Z. et al. Recent advances in industrial wireless sensor networks toward efficient management in IoT. IEEE access. 2015;3:622-637. Fu L. et al. Optimal charging in wireless rechargeable sensor networks. IEEE Transactions on Vehicular Technology. 2015;65(1):278-291. Pan G. et al. Performance analysis and optimization for SWIPT wireless sensor networks. IEEE Transactions on Communications. 2017;65(5):2291-2302. Denisov A., Iakovlev R., Lebedev I. Mathematical and Algorithmic Model for Local Navigation of Mobile Platform and UAV Using Radio Beacons. International Conference on Interactive Collaborative Robotics. Springer, Cham. 2019:53-62.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.