Topological aspects of designing functionally robust wireless sensor networks

Abstract

To develop and analyze topological approaches for constructing functionally stable wireless sensor networks (WSNs) that ensure uninterrupted monitoring and control under the influence of destabilizing factors, particularly in critical infrastructure systems and the manufacturing sector. Research object: The operation and management processes of wireless sensor networks, as well as their resilience to external and internal disruptions. Research subject: The topological aspects of wireless sensor network design that impact their functional stability, including structural self-organization, connectivity metrics, and mechanisms for minimizing data transmission collisions. Research results. This article explores topological strategies for designing functionally robust WSNs in the context of monitoring and managing facilities, especially within critical infrastructure and industrial environments. Key challenges such as high energy consumption, latency, and vulnerability to interference are identified, necessitating thorough analysis at the design stage. Розробка та аналіз топологічних підходів до побудови функціонально стійких бездротових сенсорних мереж для забезпечення безперебійного моніторингу та управління в умовах впливу дестабілізуючих факторів для систем критичної інфраструктури та виробничого сектору. Об’єкт дослідження: Процеси функціонування та управління бездротовими сенсорними мережами, а також їхня стійкість до зовнішніх та внутрішніх впливів. Предмет дослідження: Топологічні аспекти побудови бездротових сенсорних мереж, що впливають на їхню функціональну стійкість, включаючи самоорганізацію структури, показники зв'язності та механізми мінімізації колізій передачі даних. Результати дослідження. У статті розглядаються топологічні аспекти побудови функціонально стійких бездротових сенсорних мереж (WSNs) в контексті управління та моніторингу об'єктів, зокрема критичної інфраструктури та виробничого сектору. Визначаються ключові виклики, пов'язані з високими енерговитратами, часовими затримками та вразливістю до перешкод, що вимагають детального аналізу на етапі проектування.