Розробка мережевого інтерфейсу передачі даних IoT-пристроїв на Cloud платформи

Abstract

Бакалаврська робота присвячена розробці та дослідженню мережевого інтерфейсу передачі телеметричних даних IoT-пристроїв із застосуванням протоколу MQTT та порівняльному аналізу його ефективності відносно протоколу HTTP. У роботі проведено аналіз існуючих архітектур IoT-систем, протоколів передачі даних (MQTT, HTTP, CoAP, AMQP) та хмарних IoT-платформ. Обґрунтовано вибір протоколу MQTT як основного транспортного протоколу для масштабованих IoT-систем моніторингу. Розроблено повнофункціональну IoT-систему, що включає: симулятор IoT-пристрою ESP32 (Python, paho-mqtt), MQTT-колектор даних (SQLAlchemy, SQLite), REST API (FastAPI, Uvicorn), веб-дашборд реального часу (HTML, Chart.js) та модуль порівняльного аналізу результатів. Для проведення навантажувального тестування розроблено скрипти автоматизованого запуску від 10 до 100 симульованих пристроїв. Проведено порівняльний аналіз протоколів MQTT та HTTP при навантаженні 10, 50 та 100 одночасно підключених пристроїв. Результати підтвердили суттєву перевагу MQTT: при 100 пристроях надійність доставки MQTT становить 92,6% проти 45,3% для HTTP, пропускна здатність — 88,82 проти 43,42 повідомлень/сек. Ефективність масштабування MQTT (92,4%) вдвічі перевищує HTTP (49,1%). Сформульовано практичні рекомендації щодо вибору протоколу та масштабування IoT-систем передачі телеметричних даних.