Модель доставки сообщений в процессе управления выпасом животных на основе применения сети интернета вещей и беспилотного летательного аппарата
DOI:
https://doi.org/10.52575/2687-0932-2025-52-1-227-238Ключевые слова:
управление выпасом животных, геопозиционирование, трекер, беспилотный летательный аппарат, мультикоптер, интернет вещей, протокол LoRaWANАннотация
В статье предлагается в процессе выпаса животных передавать данные о местоположении контролируемых особей на панель оператора-пастуха с применением беспроводной сети интернета вещей. В случаях опасного приближения животного к границе пастбища оператор имеет возможность воспользоваться беспилотным летательным аппаратом, чтобы с его помощью направить это животное в область безопасного местоположения. Исследование посвящено разработке математической модели доставки сообщений, отправляемых геопозиционными трекерами по сети для контроля местоположения выпасаемых животных. Проведены вычислительные эксперименты, иллюстрирующие возможность применения предлагаемой модели для обоснования значений периода отправки сообщений трекерами, при которых обеспечивается своевременное использование беспилотного аппарата с учетом классов местоположения животных.
Скачивания
Библиографические ссылки
Список литературы
Балакшин М.С., Польщиков К.А. 2024. Оценивание характеристик доставки данных в системе промышленного Интернета вещей. Современные наукоемкие технологии, 8: 35–40. DOI 10.17513/snt.40109.
Башилов А.М., Королев В.А. 2023. Аэромобильные устройства в технологиях пастбищного животноводства. Вестник аграрной науки Дона, 16(1): 54–65. DOI: 10.55618/20756704_2023_16_1_54-65.
Джамил К.Дж.К., Лихошерстов Р.В., Польщиков К.А. 2022. Модель передачи видеопотоков в летающей беспроводной самоорганизующейся сети. Экономика. Информатика, 49(2): 403–415. DOI 10.52575/2687-0932-2022-49-2-403-415.
Константинов И.С., Пилипенко О.В., Польщиков К.А., Иващук О.Д. 2016. К вопросу обеспечения связи в процессе предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций на объектах строительства. Строительство и реконструкция, 1(63): 40–46.
Константинов И.С., Польщиков К.А., Лазарев С.А. 2015. Имитационная модель передачи информационных потоков в мобильной радиосети специального назначения. Научные ведомости Белгородского государственного университета. Серия: Экономика. Информатика, 13 (210): 156–163.
Кузьмина Т.Н., Кузьмин В.Н. 2021. Технические разработки для механизации овцеводства. Техника и технологии в животноводстве, 2(42): 53–58. DOI 10.51794/27132064-2021-2-53.
Польщиков К.А. 2015. Оценка вероятностно-временных характеристик доставки данных в беспроводной самоорганизующейся сети. Научные ведомости Белгородского государственного университета. Серия: Экономика. Информатика, 7(204): 183–187.
Шигимага В.А., Файзуллин Р.А., Осокина А.С. 2023. Обоснование параметров беспилотной системы для автоматизированного мониторинга животных на пастбище. Аграрная наука Евро-Северо-Востока, 24(1): 132–140. DOI 10.30766/2072-9081.2023.24.1.132-140.
Ясир М.Д.Я., Польщиков К.А., Федоров В.И. 2023. Модель доставки сообщения в сенсорной сети с низким энергопотреблением. Экономика. Информатика, 50(2): 439–447. DOI: 10.52575/2687-0932-2023-50-2-439-447.
Afrianto I., Wahjuni S., Djatna T. 2020. Model of Ubiquitous Precision Livestock System 4.0: A Technological Review. Proceedings of the 2nd Faculty of Industrial Technology International Congress International Conference. Bandung: 156-162.
Alipio M., Chaguile C.C., Bures M. 2024. A review of LoRaWAN performance optimization through cross-layer-based approach for Internet of Things. Internet of Things, 28: 101378. DOI: 10.1016/j.iot.2024.101378.
Alipio M., Bures M. 2024. Current testing and performance evaluation methodologies of LoRa and LoRaWAN in IoT applications: Classification, issues, and future directives. Internet of Things, 25: 101053. DOI: 10.1016/j.iot.2023.101053.
El-Fiqi H., Kasmarik K., Abbass H.A. 2021. Logical Shepherd Assisting Air Traffic Controllers for Swarm UAV Traffic Control Systems. Unmanned System Technologies. DOI: 10.1007/978-3-030-60898-9_1.
Hamandi M., Usai F., Sablé Q., Staub N., Tognon M., Franchi A. 2021. Design of multirotor aerial vehicles: A taxonomy based on input allocation. The International Journal of Robotics Research, 40(8-9): 1015–1044. DOI: 10.1177/02783649211025998.
Jameel J.Q., Mahdi T.N., Polshchykov K.A., Lazarev S.А., Likhosherstov R.V., Kiselev V.E. 2022. Development of a mathematical model of video monitoring based on a self-organizing network of unmanned aerial vehicles. Periodicals of Engineering and Natural Sciences, 10(6): 84–95.
Mahdi T.N., Jameel J.Q., Polshchykov K.A., Lazarev S.А., Polshchykov I.K., Kiselev V.E. 2021. Clusters partition algorithm for a self-organizing map for detecting resource-intensive database inquiries in a geo-ecological monitoring system/ Periodicals of Engineering and Natural Sciences, 9(4): 1138–1145. DOI 10.21533/pen.v10i1.2584.
Montalván S., Arcos P., Sarzosa P., Rocha R.A., Yoo S.G., Kim Y. 2024. Technologies and Solutions for Cattle Tracking: A Review of the State of the Art. Sensors, 24(19): 6486. DOI 10.3390/s24196486.
Lee C., Kim S., Chu B. 2021. A Survey: Flight Mechanism and Mechanical Structure of the UAV. International Journal of Precision Engineering and Manufacturing, 22: 719–743. DOI 10.1007/s12541-021-00489-y.
Li X., Huang H., Savkin A.V., Zhang J. 2022. Robotic Herding of Farm Animals Using a Network of Barking Aerial Drones. Drones, 6(2): 29. DOI: 10.3390/drones6020029.
Peksa J., Mamchur D. 2024. A Review on the State of the Art in Copter Drones and Flight Control Systems. Sensors, 24(11): 3349. DOI: 10.3390/s24113349.
Priyadharshini S.P., Balamurugan P. 2022. Unmanned Aerial Vehicle in the Smart Farming Systems: Types, Applications. IEEE Xplore. DOI: 10.1109/ICSES55317.2022.9914070.
Subramaniam K., Salim W.S.-I.W. 2024. A Review of Experimental Approaches for Investigating the Aerodynamic Performance of Drones and Multicopters. Journal of Advanced Research in Experimental Fluid Mechanics and Heat Transfer, 14(1): 1–24. DOI 10.37934/arefmht.14.1.124.
Yaxley K.J., Joiner K.F., Abbass H. 2021. Drone approach parameters leading to lower stress sheep flocking and movement: sky shepherding. Scientific Reports, 11: 7803. DOI 10.1038/s41598-021-87453-y.
Yaxley K.J., Reid A., Kenworthy C., Hossny M., Baxter D.P., Allworth M.B., McGrath S.R., Joiner K.F., Abbass H. 2023. Building a Sky Shepherd for the future of agriculture. Smart Agricultural Technology, 3: 100137.
Yaser M.J., Polshchykov K.A., Polshchikov I.K. 2023. Algorithm for ensuring the minimum power consumption of the end node in the LoRaWAN network. Periodicals of Engineering and Natural Sciences, 11(4): 168–174. DOI 10.21533/pen.v11i4.3779.
References
Balakshin M.S., Polschykov K.A. 2024. Assessing data delivery characteristics in industrial internet of things system. Modern High Technologies, 8: 35–40 (in Russian). DOI: 10.17513/snt.40109.
Bashilov A.M., Korolev V.A. 2023. Airmobile devices in technologies for pasture animal farming. Don agrarian science bulletin, 16(1): 54–65 (in Russian). DOI: 10.55618/20756704_2023_16_1_54-65.
Jameel K.J.Q., Likhosherstov R.V., Polshchikov K.A. 2022. Model of Video Streams Transmission in a Flying Ad Hoc Network. Economics. Information technologies, 49(2): 403–415 (in Russian). DOI: 10.52575/2687-0932-2022-49-2-403-415.
Konstantinov I., Pilipenko O., Polshchykov K., Ivaschuk O. The issue of communication in the process of prevention and liquidation of emergency situations at construction sites. Construction and re-construction, 1(63): 40–46 (in Russian).
Konstantinov I.S., Polshсhikov K.A., Lazarev S.A. 2015. Simulation model of information flows transmission in mobile ad-hoc network for special purpose. Belgorod State University Scientific Bulletin. Economics. Information technologies, 13 (210): 156–163. (in Russian).
Kuzmina T.N., Kuzmin V.N. 2021. Technical developments for sheep farming mechanization. Machinery and technologies in livestock, 2 (42): 53–58. (in Russian). DOI 10.51794/27132064-2021-2-53.
Polshсhikov K.A. 2015. Probability-time characteristics estimates of data delivery in the wireless ad hoc network. Belgorod State University Scientific Bulletin. Economics. Information technologies, 7 (204): 183–187. (in Russian).
Shigimaga V.A., Fayzullin R.A., Osokina A.S. 2023. The substantiation of the parameters of an unmanned system for automated monitoring of animals on pasture. Agricultural Science Euro-North-East, 24 (1): 132–140. ((in Russian). DOI: 10.30766/2072-9081.2023.24.1.132-140.
Yaser M.J.Y., Polshchikov K.A., Fedorov V.I. 2023. Message Delivery Model in a LowPower Sensor Network. Economics. Information technologies, 50(2): 439–447 (in Russian). DOI: 10.52575/2687-0932-2023-50-2-439-447.
Afrianto I., Wahjuni S., Djatna T. 2020. Model of Ubiquitous Precision Livestock System 4.0: A Technological Review. Proceedings of the 2nd Faculty of Industrial Technology International Congress International Conference. Bandung: 156-162.
Alipio M., Chaguile C.C., Bures M. 2024. A review of LoRaWAN performance optimization through cross-layer-based approach for Internet of Things. Internet of Things, 28: 101378. DOI: 10.1016/j.iot.2024.101378.
Alipio M., Bures M. 2024. Current testing and performance evaluation methodologies of LoRa and LoRaWAN in IoT applications: Classification, issues, and future directives. Internet of Things, 25: 101053. DOI: 10.1016/j.iot.2023.101053.
El-Fiqi H., Kasmarik K., Abbass H.A. 2021. Logical Shepherd Assisting Air Traffic Controllers for Swarm UAV Traffic Control Systems. Unmanned System Technologies. DOI: 10.1007/978-3-030-60898-9_1.
Hamandi M., Usai F., Sablé Q., Staub N., Tognon M., Franchi A. 2021. Design of multirotor aerial vehicles: A taxonomy based on input allocation. The International Journal of Robotics Research, 40(8-9): 1015–1044. DOI: 10.1177/02783649211025998.
Jameel J.Q., Mahdi T.N., Polshchykov K.A., Lazarev S.А., Likhosherstov R.V., Kiselev V.E. 2022. Development of a mathematical model of video monitoring based on a self-organizing network of unmanned aerial vehicles. Periodicals of Engineering and Natural Sciences, 10(6): 84–95.
Mahdi T.N., Jameel J.Q., Polshchykov K.A., Lazarev S.А., Polshchykov I.K., Kiselev V.E. 2021. Clusters partition algorithm for a self-organizing map for detecting resource-intensive database inquiries in a geo-ecological monitoring system/ Periodicals of Engineering and Natural Sciences, 9(4): 1138–1145. DOI 10.21533/pen.v10i1.2584.
Montalván S., Arcos P., Sarzosa P., Rocha R.A., Yoo S.G., Kim Y. 2024. Technologies and Solutions for Cattle Tracking: A Review of the State of the Art. Sensors, 24(19): 6486. DOI 10.3390/s24196486.
Lee C., Kim S., Chu B. 2021. A Survey: Flight Mechanism and Mechanical Structure of the UAV. International Journal of Precision Engineering and Manufacturing, 22: 719–743. DOI 10.1007/s12541-021-00489-y.
Li X., Huang H., Savkin A.V., Zhang J. 2022. Robotic Herding of Farm Animals Using a Network of Barking Aerial Drones. Drones, 6(2): 29. DOI: 10.3390/drones6020029.
Peksa J., Mamchur D. 2024. A Review on the State of the Art in Copter Drones and Flight Control Systems. Sensors, 24(11): 3349. DOI: 10.3390/s24113349.
Priyadharshini S.P., Balamurugan P. 2022. Unmanned Aerial Vehicle in the Smart Farming Systems: Types, Applications. IEEE Xplore. DOI: 10.1109/ICSES55317.2022.9914070.
Subramaniam K., Salim W.S.-I.W. 2024. A Review of Experimental Approaches for Investigating the Aerodynamic Performance of Drones and Multicopters. Journal of Advanced Research in Experimental Fluid Mechanics and Heat Transfer, 14(1): 1–24. DOI 10.37934/arefmht.14.1.124.
Yaxley K.J., Joiner K.F., Abbass H. 2021. Drone approach parameters leading to lower stress sheep flocking and movement: sky shepherding. Scientific Reports, 11: 7803. DOI 10.1038/s41598-021-87453-y.
Yaxley K.J., Reid A., Kenworthy C., Hossny M., Baxter D.P., Allworth M.B., McGrath S.R., Joiner K.F., Abbass H. 2023. Building a Sky Shepherd for the future of agriculture. Smart Agricultural Technology, 3: 100137.
Yaser M.J., Polshchykov K.A., Polshchikov I.K. 2023. Algorithm for ensuring the minimum power consumption of the end node in the LoRaWAN network. Periodicals of Engineering and Natural Sciences, 11(4): 168–174. DOI 10.21533/pen.v11i4.3779.
Просмотров аннотации: 57
Поделиться
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Copyright (c) 2025 Экономика. Информатика
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
