International Science and Technology Journal
Published by
Under supervision of
Open Access Journal
ISSN: 2519-9854 (Online)
ISSN: 2519-9846 (Print)
A peer-reviewed and open access journal concerned with publishing researches and studies in the field of applied sciences and engineering
تقييم أداء شبكات إنترنت الأشياء في المباني الذكية باستخدام قائمة الطوابير لـلحوسبة السحابية
| Researcher(s): | - مواهب عمر أمحمد
- غزلان مسكين
|
|---|
| Institution: | قسم الهندسة الكهربائية والإلكترونية (شعبة الاتصالات)، كلية الهندسة، جامعة وادي الشاطئ
قسم الهندسة الطبية، كلية الهندسة، جامعة وادي الشاطئ |
|---|
| Field: | علوم الحاسوب و النظم الخبيرة وتقنية المعلومات |
|---|
| Published in: | 33rd volume - October 2023 |
|---|
الملخص
يتم تجهيز أنظمة المباني الذكية في المدن الكبرى بـأجهزة إنترنت الأشياء لمراقبة بعض المؤشرات المختلفة بهذه المباني، ولغرض تجنب انخفاض جودة الخدمة لهذه الأنظمة يجب تحديد مؤشرات الأداء المتعلقة بأدائها قبل تنفيذ المبنى وبواسطة هذه المؤشرات يمكن فهم سلوك النظام وتحليله لتقدير أداءه بشكل كمي، في هذه الدراسة تم استخدام نموذج شبكة الطوابير لنمذجة ومحاكاة مبنى ذكي مكون من طابقين وخمس غرف، حيث إن الغرفة الرئيسية مجهزة بخمس حساسات (Sensors) ، تم محاكاة النظام باستخدام برنامج Java modeling Tool الذي يتيح محاكاة نموذج الطوابير وبواسطته يمكن تقدير مؤشرات الأداء ودراسة عدة سيناريوهات من خلال التقدير الدقيق لبارامترات كل سيناريو بناء على دراسات سابقة و من هذه السيناريوهات تغيير عدد الخوادم، تم تبني المؤشرات التالية في هذه الدراسة لدراسة سلوك النظام كمتوسط وقت الاستجابة، عدد الرسائل النظام، نسبة استخدام الموارد، معدل التدفق، معدل فقد الرسائل، أظهرت نتائج المحاكاة انه باستخدام 8 Cores فأن سرعة التنفيذ والتكلفة والطاقة عالية جدا ومؤشرات الأداء تكون أفضل كمتوسط وقت الاستجابة الذي يكون منخفض بمقدار 73 ms لعدد الخوادم، وأشارت التحليلات التي أجريت على ثلاثة مستويات أن عنق الزجاجة يحدث في مستوى حوسبة الحافة، حيث تكون نسبة الاستخدام 100%، وأظهرت النتائج أيضاً أن نموذج شبكة الطوابير المقترح هو أداة جيدة لدارسة متطلبات جودة الخدمة لنظام انترنت الأشياء، كما يمكن أن تساعد التحليلات الناتجة من المحاكاة مصممي نظم المباني الذكية على تحسين أداء هذه الأنظمة قبل تنفيذها.
الكلمات المفتاحية: إنترنت الأشياء، مبني ذكي، مؤشرات الأداء، نموذج الطوابير.
Abstract
Smart building systems in major cities are equipped with Internet of Things (IoTs) devices to monitor various indicators within these buildings. To avoid service quality degradation, performance indicators related to these systems must be identified before building implementation. Through these indicators, the system's behavior can be understood and analyzed quantitatively performance estimation. In this study, a queue network model was used to model and simulate a smart building consisting of two floors and five rooms. The main room is equipped with five sensors. The system was simulated using the Java Modeling Tool, enabling the estimation of performance indicators and the examination of various scenarios. These scenarios involved the precise estimation of parameters for each scenario based on previous studies, including scenarios that explored changes in the number of servers.The following indicators were adopted in this study to analyze the system's behavior such as average response time, system message count, resource utilization ratio, flow rate, and message loss rate. Simulation results indicated that using 8 cores resulted in very high execution speed, cost, and energy, with optimal performance indicators such as a significantly reduced average response time by 73 ms for the number of servers.Analyses conducted at three levels revealed that the bottleneck occurs at the edge computing level, where the utilization rate is 100%. The results also demonstrated that the proposed queue network model is a valuable tool for studying quality of service requirements for Internet of Things systems. Additionally, the analyses derived from the simulation can assist designers of smart building systems in enhancing the performance of these systems before implementation.
Keywords: Internet of Things, smart building, performance indicators, queuing model.