Система управління ройовим комплексом. Розробка протоколів обміну даними та їх реалізація на основі мікросервісної архітектури
Альтернативна назва
Swarm complex control system. Data exchange protocols development and their implementation based on microservice architecture
Вантажиться...
Дата
2025
Автори
Науковий керівник
Укладач
Редактор
Назва журналу
ISSN
E-ISSN
Назва тому
Видавець
Одеський національний університет імені І. І. Мечникова
Анотація
Метою даної кваліфікаційної роботи є розробка та реалізація протоколів обміну даними між дронами та дронами і мікросервісами у роєвому комплексі, що забезпечить гарантовану злагоджену роботу рою, оперативне реагування на зміни умов та динамічну адаптацію його складу.
У роботі використано апаратне забезпечення Raspberry Pi Zero 2 W з камерою OV5647, що забезпечує компактність, енергоефективність та достатню обчислювальну потужність для обробки даних у реальному часі. Програмне забезпечення базується на операційній системі Raspberry Pi OS, фреймворку GStreamer для передачі відеопотоків, технології Fast DDS для обміну телеметричними даними та IDL для серіалізації даних.
Результати роботи демонструють, що розроблена комунікаційна підсистема забезпечує стабільний та ефективний обмін даними між дронами, що є критичним для функціонування роєвих систем БПЛА. Система відповідає вимогам до надійності, швидкості та безпеки передачі даних, а також демонструє стійкість до перебоїв у зв'язку та динамічних змін у складі рою. Практична цінність роботи полягає у можливості застосування розробленої системи у різних сферах, таких як моніторинг великих територій, екологічні дослідження, точне землеробство та швидке реагування у військових і рятувальних операціях.
Подальші дослідження можуть бути спрямовані оптимізацію протоколів для підвищення ефективності, впровадження додаткових механізмів безпеки та розширення функціональності системи для підтримки більш складних сценаріїв використання.
Таким чином, розроблена у цій роботі комунікаційна підсистема є актуальним і перспективним рішенням для розвитку автономних технологій у сфері БПЛА, що має значне наукове і практичне значення.
The purpose of this qualification work is to develop and implement protocols for data exchange between drones and drones in a swarm complex, which will ensure guaranteed coordinated operation of the swarm, rapid response to changing conditions, and dynamic adaptation of its composition. The work uses Raspberry Pi Zero 2 W hardware with an OV5647 camera, which provides compactness, energy efficiency, and sufficient computing power for real-time data processing. The software is based on the Raspberry Pi OS operating system, the GStreamer framework for video streaming, Fast DDS technology for telemetry data exchange, and IDL for data serialization. The results demonstrate that the developed communication subsystem provides stable and efficient data exchange between drones, which is critical for the functioning of UAV swarm systems. The system meets the requirements for reliability, speed, and security of data transmission, and demonstrates resistance to communication interruptions and dynamic changes in the composition of the swarm. The practical value of the work lies in the possibility of applying the developed system in various fields, such as monitoring large territories, environmental research, precision farming, and rapid response in military and rescue operations. Further research may focus on protocol optimization for efficiency, implementation of additional security mechanisms, and expansion of system functionality to support more complex usage scenarios. Thus, the communication subsystem developed in this work is a relevant and promising solution for the development of autonomous technologies in the field of UAVs, which has significant scientific and practical significance.
The purpose of this qualification work is to develop and implement protocols for data exchange between drones and drones in a swarm complex, which will ensure guaranteed coordinated operation of the swarm, rapid response to changing conditions, and dynamic adaptation of its composition. The work uses Raspberry Pi Zero 2 W hardware with an OV5647 camera, which provides compactness, energy efficiency, and sufficient computing power for real-time data processing. The software is based on the Raspberry Pi OS operating system, the GStreamer framework for video streaming, Fast DDS technology for telemetry data exchange, and IDL for data serialization. The results demonstrate that the developed communication subsystem provides stable and efficient data exchange between drones, which is critical for the functioning of UAV swarm systems. The system meets the requirements for reliability, speed, and security of data transmission, and demonstrates resistance to communication interruptions and dynamic changes in the composition of the swarm. The practical value of the work lies in the possibility of applying the developed system in various fields, such as monitoring large territories, environmental research, precision farming, and rapid response in military and rescue operations. Further research may focus on protocol optimization for efficiency, implementation of additional security mechanisms, and expansion of system functionality to support more complex usage scenarios. Thus, the communication subsystem developed in this work is a relevant and promising solution for the development of autonomous technologies in the field of UAVs, which has significant scientific and practical significance.
Опис
Ключові слова
123 комп’ютерна інженерія, бакалавр, ройовий комплекс, мікросервісна архітектура, апаратне забезпечення Raspberry Pi Zero 2 W
Бібліографічний опис
Ісаєв, М. А. Система управління ройовим комплексом. Розробка протоколів обміну даними та їх реалізація на основі мікросервісної архітектури = Swarm complex control system. Data exchange protocols development and their implementation based on microservice architecture : кваліфікаційна робота бакалавра / М. А. Ісаєв. – Одеса, 2025. – 65 с.