Сучасний стан та тенденції розвитку бездротових сенсорних мереж
Loading...
Date
2026
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Інститут кібернетики імені В.М. Глушкова НАН України
Abstract
Вступ. Бездротові сенсорні мережі (БСМ) або Wireless Sensor Networks (WSN) є однією з базових технологій цифрової трансформації, що забезпечує збір, передавання та оброблення даних у режимі реального часу. Їх застосування охоплюють широкий спектр сфер це екологічний моніторинг та прецизійне землеробство, промислову автоматизацію, медицину. В сучасних умовах розвитку Інтернету речей (IoT) БСМ виступають фундаментом кіберфізичних систем, інтегруючи фізичні процеси з інформаційними потоками.
Наукова новизна роботи полягає в системному аналізі сучасних стандартів, архітектурних рішень і комерційних реалізацій БСМ, що дало змогу сформувати узагальнену методологію побудови бездротових сенсорних розподілених інтелектуальних систем (БСРІС). Під БСРІС у роботі розуміються БСМ які:
– інтегрують сенсорні вузли з алгоритмами штучного інтелекту;
– підтримають розподілене оброблення даних на рівні вузлів (edge computing);
– забезпечують інтелектуальну взаємодію між сенсорами, координаторами та користувацькими системами;
– орієнтовані на сценарії прийняття рішень у режимі реального часу (екологія, агросектор, медицина).
Мета і завдання роботи. Метою роботи є дослідження сучасного стану та тенденції розвитку БСМ, визначення ключових викликів і принципів побудови архітектури БСРІС, а також аналіз практичних прикладів комерційних сенсорних мереж у різних сферах застосування.
Для досягнення поставленої мети в роботі вирішено такі завдання:
– проаналізовано еволюцію стандартів БСМ та їх інтеграцію у глобальні IoT-екосистеми;
– визначено глобальні тенденції розвитку та ключові виклики сучасного етапу;
– розглянуто принципи побудови архітектури БСРІС та основні архітектурні рішення;
– оцінено сучасні комерційні реалізації БСМ у сферах екології, аграрного сектору, промисловості та медицини.
Результати. У статті розглянуто сучасний стан ті тенденції розвитку бездротових сенсорних мереж (БСМ). Проаналізовано еволюцію стандартів (IEEE 802.15.4, ZigBee, BLE, LoRaWAN, NB-IoT), а також розвитку БСМ, зокрема глобальні тенденції масштабованості, енергоефективності та інтелектуалізації сенсорних вузлів. Визначено ключові виклики сучасного етапу розвитку БСМ, зокрема енергетичні обмеження, кібербезпеки, стандартизації та інтероперабельності. Окрему увагу приділено принципам побудови архітектури БСМ (модульність, адаптивність, масштабованість, інтероперабельність, безпека) та архітектурним рішенням (централізованим, децентралізованим, гібридним). Наведено огляд сучасних комерційних БСМ у сферах для екології, агросектору, промисловості та медицини (Bosch, Libelium, John Deere, Siemens, Philips тощо). Зосереджено роль БСМ як фундаменту цифрової трансформації та їх інтеграції у глобальні IoT-екосистеми.
Висновок. Розвиток БСМ пройшов шлях від локальних енергоефективних протоколів (IEEE 802.15.4, ZigBee, BLE) до інтеграції у глобальні цифрові екосистеми (LoRaWAN, NB-IoT, ISO/IEC 30141, IIRA). Еволюція стандартів засвідчує поступове розширення функціональності, масштабованості та інтероперабельності, що створює підґрунтя для універсальних архітектур БСРІС. Глобальні тенденції розвитку БСМ визначаються впровадженням енергоефективних технологій, інтеграцією алгоритмів штучного інтелекту та edge computing, а також підвищенням вимог до кібербезпеки. Виклики сучасного етапу – енергетичні обмеження, кіберзагрози, проблеми стандартизації та потреба у гнучких архітектурах – стимулюють пошук нових рішень, що поєднують модульність, адаптивність і надійність.
Принципи побудови архітектури БСРІС – модульність, масштабованість, адаптивність, інтероперабельність і безпека – формують методологічну основу для створення універсальних сенсорних систем. Архітектурні рішення еволюціонують від централізованих до гібридних моделей, які інтегрують edge computing та хмарні сервіси, забезпечуючи баланс між ефективністю та стійкістю.
Description
Keywords
SOCIAL SCIENCES::Statistics, computer and systems science::Informatics, computer and systems science, SOCIAL SCIENCES::Statistics, computer and systems science::Informatics, computer and systems science::Information technology
Citation
Вороненко О.В. Сучасний стан та тенденції розвитку бездротових сенсорних мереж. Cybernetics and Computer Technologies. 2026. 1. С. 108–119. https://doi.org/10.34229/2707-451X.26.1.9