МЕТОД КОМПЛЕКСНОЇ ОПТИМІЗАЦІЇ ЕНЕРГОЗБЕРЕЖЕННЯ ТА БЕЗПЕКИ ДЛЯ ТЕХНОЛОГІЙ ІОТ

Анотація

У статті представлено новий метод комплексної адаптивної оптимізації енергоспоживання та кібербезпеки в системах Інтернету речей (IoT), розроблений з урахуванням обмежених ресурсів вбудованих пристроїв і необхідності підтримки високого рівня захисту даних у реальному часі. Метод базується на принципах динамічного управління режимами роботи IoT-пристроїв із використанням алгоритмів, які враховують поточний заряд акумулятора, рівень критичності оброблюваних даних, частоту подій та ризики мережевих загроз. Його реалізація дозволяє автоматично змінювати частоту передачі даних і режими енергоспоживання, забезпечуючи збалансовану взаємодію між автономністю пристрою та безпекою інформації.

У межах дослідження було здійснено глибокий аналіз сучасних викликів у сфері IoT, класифіковано існуючі підходи до енергозбереження та розглянуто актуальні криптографічні протоколи, зокрема IPSec, TLS, AES, RSA та ECC. На основі отриманих висновків запропоновано оригінальний алгоритм адаптивного керування енергоспоживанням і захистом передачі даних. Для оцінки його ефективності було розроблено та реалізовано експериментальний прототип IoT-пристрою на базі мікроконтролера ESP32, сенсора DHT22, MQTT-протоколу з TLS-захистом, а також створено програмну візуалізацію на базі Node-RED. Проведені 108-годинні випробування з моделюванням загроз (сканування портів, підміна IP, flood-атаки) показали зменшення енергоспоживання на понад 40% у порівнянні з фіксованим режимом, без втрати точності або стабільності системи. Отримані результати підтверджують високу ефективність розробленого методу та його придатність до впровадження в побутові, інфраструктурні й промислові IoT-системи, де критично важливими є автономність, надійність і безпека даних.