Please use this identifier to cite or link to this item: http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/1850

Title: Методи та апаратно-програмні засоби моделювання відбору інформації в безпровідних мережах давачів систем електропостачання
Other Titles: Методы и аппаратно–программные средства моделирования отбора информации в беспроводных сетях датчиков систем электроснабжения
Methods and hardware-software means of selection information modeling in wireless sensor networks of electric power supply systems
Authors: Карпінський, Володимир Миколайович
Карпинский, Владимир Николаевич
Karpinskyi, V. M.
Bibliographic description (Ukraine): Карпінський В. М. Методи та апаратно-програмні засоби моделювання відбору інформації в безпровідних мережах давачів систем електропостачання. Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук: 01.05.02 – математичне моделювання та обчислювальні методи / В. М.Карпінський — Тернопіль, 2012. — 24 с.
Issue Date: 27-Aug-2012
Publisher: Тернопільський національний технічний університет ім. Івана Пулюя
Science degree: кандидат технічних наук
Level thesis: кандидатська дисертація
Code and name of the specialty: 01.05.02 – математичне моделювання та обчислювальні методи
Defense council: спеціалізована вчена рада К 58.052.01
Institution defense: Тернопільський національний технічний університет імені Івана Пулюя
Supervisor: Євтух, Петро Сильвестрович
Куритнік, Ігор Петрович
Committee members: Широчин, Валерій Павлович
Лупенко, Сергій Анатолійович
UDC: 004.94
621.39
Keywords: модель мережі
модель атаки
візуальне моделювання
безпровідна сенсорна мережа
зважений граф
система електропостачання
модель сети
модель атаки
визуальное моделирование
беспроводная сенсорная сеть
взвешенный граф
система электроснабжения
network model
attack model
visual modeling
wireless sensor network
weighted graph
power supply system
Abstract: Дисертацію присвячено побудові удосконалених методів та засобів моделювання відбору інформації в безпровідних мережах давачів систем електропостачання на підставі способів візуалізації та зважених графів для прогнозування небезпечних станів та прийняття адекватних рішень при збільшенні точності визначення місць розташування джерел інформації чи збурень, зменшення часових та вартісних витрат на проведення модельних експериментів, а також підвищення ефективності функціонування мереж та їх стійкості до зловмисних атак. Розроблено та запатентовано метод моделювання візуального виявлення потенційно небезпечних атак маршрутизації в безпровідних сенсорних мережах, який дає змогу частково автоматизувати та зменшити час на проведення аналізу і прийняття рішення по виявленню з підвищеною точністю та локалізації атак. Cтворено апаратно-програмні засоби моделювання режимів відбору інформації та безпечного доступу в безпровідних сенсорних мережах систем електропостачання.
Диссертация посвящена построению усовершенствованных методов и средств моделирования отбора информации в беспроводных сетях датчиков систем электроснабжения на основании способов визуализации и взвешенных графов для прогнозирования опасных состояний и принятия адекватных решений при увеличении точности определения мест расположения источников информации или возмущений, уменьшения временных и стоимостных затрат на проведение модельных экспериментов, а также повышения эффективности функционирования сетей и их устойчивости к злонамеренным атакам. Разработано и запатентовано метод моделирования визуального обнаружения потенциально опасных атак маршрутизации в беспроводных сенсорных сетях, который позволяет частично автоматизировать и сократить время на проведение анализа и принятие решения по выявлению с повышенной точностью и локализации атак. Создано аппаратно-программные средства моделирования режимов отбора информации и безопасного доступа в беспроводных сенсорных сетях систем электроснабжения.
Thesis is dedicated to the improved modeling tools and methods construction of information removal in wireless sensor networks of power supply systems based on methods of visualisation and weighted graphs to predict dangerous conditions and opportunity of making appropriate decisions while increasing the accuracy of information sources or disturbances location definition, reducing time and cost values of the model experiments, and also enhance efficiency of the networks functioning and persistence to malicious attacks. Relevant scientific and technical task for mathematical modeling of information selection in the "intelligent" power networks was formulated, were demonstrated a close relations with wireless networks that includes the class of homo- and wireless heterogeneous sensor networks. Latest supports, together with the conversion to a high-grade new locally-optimal parametric level of information selection in the power-supply system, noticeable energy savings, increased reliability of electricity supply and reduce environmental loads. Was proved the expediency using of graph model information selection in a distributed wireless sensor networks of "intelligent" power supply systems for the controllability evaluation of sensor nodes on the stages of their design and exploitation. An improved mathematical model of wireless sensor network was developed based on process-event approach using weighted graphs to estimate topology reconstruction and observability. A modified models threats, that cause abnormal modes of wireless sensor network functioning, and resistance modes model against malicious attacks on these networks which differ using the method of weighted graphs to improve the structural and algorithmic system organization of information selection according with the proposed attacks classification by criteria of communications on different levels of the OSI model and the nature of the impact (active and passive) were developed and investigated. Were substantiated structural and algorithmic organization of systems and modeling methods of wireless sensor networks in terms condition of existing threats to the functioning of the network, that allows to increase speed, reliability, resistance against to attacks and to improve other technical and economic parameters of the network functioning. Was developed a convenient tool of modeling for detection routing attack in networks according with integrated security models and methods of visualization. Identifying feature of malicious sensor node was formulated based on collected information about network topology, taking into account the similarity relations between two suspicious neighbor nodes, that clearly identifies and provides an analytical formula component by which attack can be detected automatically. Adequacy of the improved method was confirmed by computer modeling, carried out in two stages. The application of information technologies of visual modeling for monitoring, detection and localization of attacks in wireless sensor networks was substantiated. Modeling method of visual detection of potentially dangerous routing attacks in wireless sensor networks was developed, which includes the executing of such steps and mathematical calculations: measuring the distance between sensors based on the power level of the received signal; reconstructing topological network surface by multidimensional scaling and calculation virtual position of each sensor; smoothing the reconstructed topological network surface using triangulation and kriging-interpolation, visualization of smoothed reconstructed topological network surface and its analysis using attack binary detection of malicious node identifying by the proposed feature. This allows partially automate and reduce time for analysis and making decision for attack identifying with high accuracy and attacks localization. The method is patented. Developed and implemented an effective system for secure communication modeling in wireless sensor networks based on the prototype board, constructed on the basis of the 16-bit microcontroller type PIC24FJ128, encoder and decoder HCS410 HCS500. A computer program for simulation was created in C# language. Carried out a computer modeling experiment on visual detection of worm attacks in designed wireless sensor network based on the patented method. Sensor network formed by the XBee modules by programming the XBee stack at the program level. Foreseen sensors functioning within the ZigBee protocol in accordance with the standard IEEE 802.15.4. Thus used a built-in program ZB20 type, based on the ZigBee PRO Feature Set specification.
Description: Робота виконана у Тернопільському національному технічному університеті імені Івана Пулюя Міністерства освіти і науки, молоді та спорту України. Захист відбувся “_28_” вересня 2012 р. о “_1100_” год. на засіданні спеціалізованої вченої ради К 58.052.01 у Тернопільському національному технічному університеті імені Івана Пулюя за адресою: 46001, м. Тернопіль, вул. Руська, 56, ауд.79. З дисертацією можна ознайомитися в науково-технічній бібліотеці Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя за адресою: 46001, м. Тернопіль, вул. Руська, 56.
URI: http://elartu.tntu.edu.ua/handle/123456789/1850
Content type: Thesis
Appears in Collections:01.05.02 – математичне моделювання та обчислювальні методи



Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.