کد مقاله | کد نشریه | سال انتشار | مقاله انگلیسی | نسخه تمام متن |
---|---|---|---|---|
4929189 | 1432275 | 2018 | 9 صفحه PDF | دانلود رایگان |
کلمات کلیدی
1. مقدمه
شکل 1. توپولوژی معماری شبکه زیگ بی
2. کارهای مرتبط
شکل 2. رویه سازماندهی گره های زیگ بی در معادن زیر زمینی
3. معیارهای عملکرد شبکه زیگ بی
جدول 1. پارامترهای شبیه سازی و پیکره بندی گره ها
4. تنظیم و طراحی شبیه سازی شبکه زیرزمینی زیگ بی
جدول 2. مشخصات مدل انرژی میکا Z
جدول 3. سناریو های شبیه سازی توپولوژی زیگ بی با شبکه های مختلف
5. نتایج و تجزیه و تحلیل
5.1 توان بازدهی
5.2. نرخ تحویل بسته
5.3. تأخیر پایان تا پایان
5.4. مصرف انرژی
شکل 3. نمایی از سازماندهی گره های زیگ بی در یک معدن زیرزمینی (الف) توپولوژی مش (ب) توپولوژی خوشه درختی
شکل 4. میزان بازدهی به ازای سناریو 12 گره ای توپولوژی مش و خوشه درختی
شکل 5. میزان بازدهی متوسط به ازای تعداد گره های مختلف توپولوژی مش و خوشه درختی
شکل 6. نرخ تحویل بسته به ازای تعداد گره های مختلف توپولوژی مش و خوشه درختی
شکل 7. تأخیر پایان تا پایان متوسط در هر گره مقصد برای توپولوژی مش و خوشه درختی
شکل 8. تأخیر پایان تا پایان به ازای تعداد گره های مختلف برای توپولوژی مش و خوشه درختی
شکل 9. مصرف انرژی به ازای تعداد گره های مختلف برای توپولوژی مش و خوشه درختی
5.5 امنیت تحویل بسته
6. بحث
جدول 4. قابلیت اطمینان توپولوژی ZigBee در فضاهای زیرزمینی
7. نتیجه
- ZigBee was evaluated for underground space monitoring and communication systems.
- Mesh and cluster-tree arrangements were investigated for a reliable transmission.
- The network performance were analysed based on metrics.
- Mesh topology shows a higher network performance for underground mines.
The advancement in tunnelling and underground space technologies and the need for large scale monitoring and communication systems for safe and efficient operations has triggered the era of wireless sensor networks (WSNs). The progress of WSNs have been associated with the innovation of sensor nodes with the more significant features of smaller size, more cost-effectiveness, lower latency and powerful antenna coverage. The sensor nodes arrangement in dense industrial WSNs is one of the crucial issues for a better quality of service and a reliable message transmission through the network. In this study, we investigate various sensor node arrangements of ZigBee networks for underground space monitoring and communication systems. The performance of ZigBee topologies are analysed in 12, 20, 30, 40 and 50-node scenarios for stationary node deployment in underground environments. The metrics used for the performance evaluation include throughput, packet delivery ratio (PDR), end-to-end delay, energy consumption and packet delivery security. The results evaluation confirms the mesh topology is prioritised in WSNs design considering higher throughput, packet delivery ratio and network security, while the cluster-tree topology is preferred in case of lower end-to-end delay and lower energy consumption. The analyses show that the mesh topology creates a more reliable monitoring and communication network with an adequate quality of service in underground spaces and tunnels. Therefore, greater end-to-end delay and energy consumption could not be major concerns for the mesh topology in underground mine applications based on the acceptable data latency and using mine power.
102
Journal: Tunnelling and Underground Space Technology - Volume 71, January 2018, Pages 201-209