https://libeldoc.bsuir.by/handle/123456789/66097| Title: | Design of a resource-constrained IoT sensor node architecture with fault-tolerant telemetry for environmental monitoring systems |
| Other Titles: | Проектирование архитектуры IoT-сенсорного узла с ограниченными ресурсами и отказоустойчивой телеметрией для систем экологического мониторинга |
| Authors: | Pulatov, Sh. Abdualimov, F. |
| Keywords: | материалы конференций;еnvironmental sensor networks;embedded system design;IoT sensor node |
| Issue Date: | 2026 |
| Publisher: | БГУИР |
| Citation: | Pulatov, Sh. Design of a resource-constrained IoT sensor node architecture with fault-tolerant telemetry for environmental monitoring systems = Проектирование архитектуры IoT-сенсорного узла с ограниченными ресурсами и отказоустойчивой телеметрией для систем экологического мониторинга / Sh. Pulatov, F. Abdualimov // Компьютерное проектирование в электронике = Electronic Design Automation : сборник научных трудов Международной научно-практической конференции, Минск, 23 октября 2026 г. / Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники ; редкол.: В. Р. Стемпицкий [и др.]. – Минск, 2026. – С. 285–287. |
| Abstract: | Environmental sensor networks deployed in remote, power- and connectivity-constrained locations require careful co-design of the sensing, communication, and power subsystems. This paper addresses the design and optimization of a low-power IoT sensor node architecture with fault-tolerant telemetry, using continuous water-resource monitoring in an arid region as a representative deployment case. A four-layer system architecture is proposed, and the connectivity layer is optimized using store-and-forward buffering and dynamic channel allocation adapted from SDN-enabled LEO satellite networks, reducing the design cost of achieving reliable data delivery over intermittent GSM/LoRa links. Analytical models of link availability, buffer occupancy, and solar energy budget are derived to guide design trade-offs. Simulation results show that the optimized connectivity design raises packet delivery success rate from 61.2% to 92.8% at 60% link availability, demonstrating an effective low-cost design strategy for resource-constrained edge sensing systems. |
| Alternative abstract: | Экологические сенсорные сети, развёрнутые в удалённых местах с ограниченным энергоснабжением и связностью, требуют тщательного совместного проектирования подсистем сбора данных, связи и питания. В данной работе рассматриваются проектирование и оптимизация архитектуры маломощного IoT-сенсорного узла с отказоустойчивой телеметрией на примере непрерывного мониторинга водных ресурсов в засушливом регионе как репрезентативного случая развёртывания. Предлагается четырёхуровневая системная архитектура, а уровень связности оптимизируется с помощью буферизации с накоплением и пересылкой и динамического распределения каналов, адаптированных из SDN-совместимых спутниковых сетей LEO, что снижает стоимость проектирования для достижения надёжной доставки данных по прерывистым каналам GSM/LoRa. Выводятся аналитические модели доступности канала, заполненности буфера и солнечно энергетического бюджета для обоснования проектных компромиссов. Результаты моделирования показывают, что оптимизированное проектирование связности повышает вероятность успешной доставки пакетов с 61,2% до 92,8% при доступности канала 60%, демонстрируя эффективную низкозатратную стратегию проектирования для периферийных сенсорных систем с ограниченными ресурсами. |
| URI: | https://libeldoc.bsuir.by/handle/123456789/66097 |
| Appears in Collections: | Компьютерное проектирование в электронике (2026) |
| File | Description | Size | Format | |
|---|---|---|---|---|
| Pulatov_Design1.pdf | 235.6 kB | Adobe PDF | View/Open |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.