sapiСистемный анализ и прикладная информатика«System analysis and applied information science»2309-49232414-0481Belarusian National Technical University10.21122/2309-4923-2021-1-39-44sapi-501Research ArticleОбработка информации и принятие решенийData processing and decision–makingМодель и структура сети интернет вещей для мониторинга качества молокаModel and structure of the network internet of things for monitoring milk qualityВишняковВ. А.VishniakouU. A.

Вишняков Владимир Анатольевич – доктор технических, профессор БГУИР, Кафедра инфокоммуникационных технологий

Минск

Vishniakou Uladzimir. – Full professor PhD, Department of infocommunication technologies

Minsk

vish2002@list.ruАль-МасриА. Х.Al-MasriA. H.

Магистр технических наук, аспирант кафедры инфокоммуникационных технологий

Минск

Master of technical science, PhD-student, Department of infocommunication technologies 

Minsk

Аль-ХаджиС. К.Al-HajiS. K.

Магистр технических наук, аспирант кафедры инфокоммуникационных технологий

Минск

Master of technical science, PhD-student, Department of infocommunication technologies 

Minsk

Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроникиБеларусьBelarusian State University of Informatics and RadioelectronicsBelarus202126042021013944Copyright © Вишняков В.А., Аль-Масри А.Х., Аль-Хаджи С.К., 20212021Вишняков В.А., Аль-Масри А.Х., Аль-Хаджи С.К.Vishniakou U.A., Al-Masri A.H., Al-Haji S.K.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://sapi.bntu.by/jour/article/view/501

Качество молока оценивается рядом контрольных точек, в качестве которых приведены ряд показателей, таких как жирность, белок, лактоза, плотность и т. д. Для контроля качества молока распределенных молочных хозяйств предложено использовать технологию интернет вещей (ИВ). Представлена многоагентная модель сети ИВ и структура такой сети ИВ для контроля качества молока от различных хозяйств. Модель представлена множеством агентов: анализаторов молока, преобразователей, хранения показателей качества молока, их обработки, принятия решений, мониторинга показателей качества молока.

Структура сети ИВ включает анализаторы молока, шлюзы-преобразователи, облачную платформу, мобильные устройства. В облачной платформе арендуется сервер, на котором расположены базы знаний и данных, специальное ПО (решатель) по обработке и принятию решений по качеству молока, сайт ферм. В базе данных сервера облачной структуры хранятся характеристики качества молока, в базе знаний – правила их обработки. Решатель выдает отклонения по текущим показателям качества молока от стандартов. Сайт служит для связи специалистов по контролю качества молока. Мониторинг характеристик качества молока реализуется с мобильных устройств специалистов, доступом к компонентам сайта.

В качестве сети передачи информации с молочных ферм в облачную среду выбрана сеть 4-го поколения LTE с использованием технологии NB-IoT. Проведен обзор анализаторов молока как отечественных, так и зарубежных компаний. Представлен вариант решения по шлюзу для опроса анализаторов молока и передачи параметров в облачную инфраструктуру. Представлены облачные популярные платформы для построения сети ИВ.

Belarusian state University of Informatics and Radioelectronics, Minsk, Republic of Belarus

The quality of milk is evaluated by a number of control points, which include a number of indicators, such as fat content, protein, lactose, density, etc. It is proposed to use the Internet of things (IoT) technology to control the quality of milk from distributed dairy farms. A multi-agent model of IoT network and the structure of such an IoT network for monitoring the quality of milk from different farms is presented. The model is represented by a variety of agents: milk analyzers, converter, storage of quality indicators, their processing, decision-making, monitoring of milk quality indicators.

The structure of the IoT network includes milk analyzers, gateways-converters, a cloud platform, and mobile devices. The cloud platform rents a server that hosts knowledge and data bases, special software (solver) for processing and making decisions on milk quality, and a farm website. The database of the cloud structure server stores milk quality characteristics, and the knowledge base stores the rules for processing them. The solver outputs deviations from the current milk quality indicators from the standards. The site is used for communication of specialists in milk quality control. Monitoring of milk quality characteristics is implemented from mobile devices of specialists with access to the site components.

The 4th generation LTE network using NB-IoT technology was chosen as the network for transmitting information from dairy farms to the cloud. The review of milk analyzers of both domestic and foreign companies is carried out. A gateway solution for querying milk analyzers and transmitting parameters to the cloud infrastructure is presented. Popular cloud platforms for building a network of IoT are presented.

мультиагентная модельконтроль молокаструктура сети ИВтехнология NB-IoTоблачные платформыmulti-agent modelmilk controlIоT network structureNB-IoT technologycloud IoT platformsReferencesТихомиров, И. А. Современные технологии управления процессами обеспечения качества молока / И. А. Тихомиров, В. П. Аксенова, О. Л. Андрюхина // Вестник ВНИИМЖ. – 2018. – № 3(31). – С. 163–168.Tikhomirov, I.A. Modern technologies for managing milk quality assurance processes / I.A. Tikhomirov, V. P. Aksenova, O. L. Andriukhina // Vniimzh Bulletin. – 2018. – № 3(31). – Pp. 163–168.Росляков, А. В. Интернет вещей: учеб.пособие / А. В. Росляков, С. В. Ваняшин, А. Ю. Гребешков. – Самара: ПГУТИ, 2015. – 200 с.Roslyakov, A. V. Internet of things: manual /A.V. Roslyakov, S. V. Vanyashin, A. Yu. Grebeshkov. – Samara: PSUTI, 2015. – 200 p.Определение Интернета вещей [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.hpe.com/us/en/what-is/internet-of-things.html. – Дата доступа: 4.04.2020.Internet of things definition [Electronic resource]. – Access regime: https://www.hpe.com/us/en/what-is/internet-of-things.html. – Access data: 4.04.2020.Интернет вещей: сегодня и завтра [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://chiefit.me/wp-content/uploads/2017/03/HPE-Aruba_IoT_Research_Report.pdf. – Дата доступа: 4.04.2020.The Internet of Things: Today and Tomorrow [Electronic resource]. – Access regime: http://chiefit.me/wp-content/uploads/2017/03/HPE-Aruba_IoT_Research_Report.pdf. – Access data: 4.04.2020.Интернет вещей (ИВ) [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.dbbest.com/blog/the-internet-of-things/. – Дата доступа: 4.04.2020.The Internet of Things (IoT) explained [Electronic resource]. – Access regime: https://www.dbbest.com/blog/the-internet-of-things/. – Access data: 4.04.2020.Вишняков, В. А. Организация управления и структуры локальной сети Интернета вещей / В. А. Вишняков, А. Х. Аль-Масри, С. К. Аль-Хаджи. – Системный анализ и прикладная информатика, 2020, № 2. – С. 11–16.Vishniakou U.A. Organization of management and structure in local networks internet of things / U.A. Vishniakou, A. H. Al-Masri, S. K. Al-Haji – System analysis and applied information science, 2020, № 2. – Pp. 11–16.Лейтон-Браун, К. Мультиагентные системы: алгоритмические, теоретико-игровые и логические основы / К. Лейтон-Браун, Ю. Шохам. – Лондон: Из-во Кембриджского Университета. – 2009. – 513 p.Leyton-Brown, K. Multiagent Systems: Algorithmic, Game-Theoretic and Logical Foundations / K. Leyton-Brown, Y Shoham. – London: Cambridge University Press. 2009. – 513 p.Рекомендация ITU-T T. 181203: архитектура для обеспечения интероперабельности Интернета вещей. – Женева: МСЭ-Т 2018. 25 с.Recommendation ITU–T T. 181203: An architecture for IoT interoperability. – Geneva: ITU–T 2018. – 25 p.Анализаторы качества молока [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.csm.brest.by/analizatorykachestva-moloka. – Дата доступа: 4.08.2020Analysers of milk quality [Electronic resource]. – Access mode: https://www.csm.brest.by/analizator-kachestva-moloka. – access date: 4.05.2020Милкотроник Ltd – Болгария – высокое качество тестирования молока [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://lactoscan.com/?p=20&c=3&l=5. – Дата доступа: 4.08.2020Milkotronic ltd-Bulgaria-high quality milk testing [Electronic resource]. – Access mode: https://lactoscan.com/?p=20&c=3&l=5. – access date: 4.05.2020Подключаем СОМ порт напрямую в Облако [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://moxa.pro/news/new/podklyuchaem-som-port-napryamuyu-v-oblako/. – Дата доступа: 4.08.2020.Connect the COM port directly to the Cloud [Electronic resource]. – Access mode: https://moxa.pro/news/new/podklyuchaem-som-port-napryamuyu-v-oblako/. – access date: 4.05.2020Обзор лучших IoT платформ в 2019 году. Советы по выбору облачного решения [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.edsson.com/ru/blog/article?id=iot-platforms. – Дата доступа: 4.08.2020.Overview of the best IoT platforms in 2019. Tips for choosing a cloud solution [Electronic resource]. – Mode of access: https://www.edsson.com/ru/blog/article?id=iot-platforms. – Access date: 4.05.2020.Вишняков, В. А. Технологии интеллектуальной многоагентной обработки информации с блокчейн для систем управления / В. А. Вишняков, Б. Х. Сайя, А. Х. Аль-Масри, С. К. Аль-Хаджи // Сборник научных трудов ОСТИС-2019. – Минск: БГУИР, 2019. – С. 311–314.Vishnyakou, U.A. Technologies of intellectual multi-agent processing of information with blockchain for management systems / U.A. Vishnyakou, B. H. Sayya, A. H. Al-Masri, S. K. Al-Haji // Materials of scientific conf. OSTIS-2019. – Minsk: BSUIR, 2019. – P. 311–314.Рентюк, В. Краткий путеводитель по беспроводным технологиям «Интернета вещей». Часть 1. Сети, шлюзы, облака и протоколы // Control Engineering Россия. 2017. № 6. – С. 61–65.Rentiuk, V. Brief guide to wireless technologies “Internet of things”. Part 1. Networks, gateways, clouds, and protocols // Control Engineering Russia. 2017. № 6 (72). – P. 61–65.Рентюк, В. Краткий путеводитель по беспроводным технологиям «Интернета вещей». Часть 4. Дальний радиус действия // Control Engineering Россия. 2018. № 3(75). – С. 82–87.Rentiuk, V. Brief guide to wireless technologies “Internet of things”. Part 4. Long-range // Control Engineering Россия. 2018. № 3(75) – P. 82–87.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.