Комплексне впровадження та дослідження централізованої системи управління пристроями на базі мультипротокольної мережевої інфраструктури

Abstract

Робота досліджує сумісність та оптимізацію комунікаційних протоколів у локальних IoT-системах. Проаналізовано MQTT, HTTP, WebSocket, CoAP та UDP, визначено їхні обмеження для ресурсомістких пристроїв. Запропоновано легкий UDP-протокол µAction із механізмами підтвердження, контролем CRC та повторними передачами. Реалізовано сервер на Node.js та клієнтський стек для ESP32 на FreeRTOS. Експерименти показали, що µAction зменшує навантаження на процесор у 7–14 разів і скорочує затримку до 10–25 мс порівняно з MQTT/HTTP/WebSocket.

The study investigates compatibility and optimization of communication protocols in local IoT systems. MQTT, HTTP, WebSocket, CoAP, and UDP were analyzed, highlighting their limitations for resource-constrained devices. A lightweight UDP protocol, µAction, was proposed with acknowledgment, CRC checks, and retransmission mechanisms. A Node.js server and ESP32 client stack on FreeRTOS were implemented. Experiments showed that µAction reduces CPU load by 7–14 times and latency to 10–25 ms compared to MQTT/HTTP/WebSocket.