Дослідження методу контролю сумісності пристроїв Інтернету речей на основі протоколу прикладного рівня MQTT

Анотація

На тлі стрімкого розвитку Інтернету речей та його впливу на різноманітні сфери життя, забезпечення сумісності між різними компонентами систем стає актуальним завданням. Особливо важливим це стає у контексті розробки та інтеграції систем Інтернету речей з високим рівнем різноманіття та динамічності. У цій статті ми розглядаємо проблему сумісності компонентів Інтернету речей, акцентуючи увагу на протоколах прикладного рівня, які є ключовими у забезпеченні міжкомпонентної взаємодії. Основна мета статті полягає у розробці та валідації моделі, яка дозволить оптимізувати процеси взаємодії між компонентами систем з урахуванням специфіки протоколів. Запропоновано модель, яка базується на використанні темпоральної логіки дій, що забезпечує формальну верифікацію взаємодій між компонентами та дозволяє виявляти потенційні проблеми сумісності на різних етапах розробки. На базі цієї моделі розроблено метод автоматизованого контролю сумісності компонентів системи. Метод базується на перевірці відповідності реалізації протоколу його специфікації за допомогою методу перевірки на моделі. Компоненти системи Інтернет речей розглядаються попарно. Для кожної пари компонентів формується загальна множина змінних стану на основі типів підтримуваних повідомлень. Для кожного компонента синтезується формальна специфікація протоколу взаємодії на базі сформованої множини змінних стану. Ці формальні специфікації перевіряються методом перевірки на моделі в автоматизованому режимі. Результати перевірки на моделі для обох специфікацій співставляються за параметрами кількості станів і глибини обходу. Якщо ці параметри співпадають, компоненти вважаються сумісними на рівні протоколів взаємодії.. Розроблена модель була перевірена за допомогою програмного симулятора, який дозволяє моделювати різноманітні сценарії взаємодії в мережі Інтернету речей. Результати експериментів демонструють ефективність запропонованої методології у підвищенні рівня сумісності між компонентами системи, що в свою чергу знижує ризики втрати даних та забезпечує стабільність роботи систем Інтернету речей. Завдяки глибокому аналізу та розробці спеціалізованих методів та інструментів, це дослідження вносить значний вклад у розвиток теоретичних та практичних аспектів забезпечення сумісності. Однак, для подальшого підвищення точності та універсальності моделі, рекомендується проведення додаткових емпіричних досліджень з більшим набором даних.