T E L KO M NIK A In d o n e s i a n  J o u r n a l o f   E le c t r ic a E n g in e e r in g V o l . 1 5 , No .  3 S e p te m b e r  2 0 1 5 , p p . 5 7 6 ~ 5 8 3 DO I: 1 0 . 1 1 5 9 1 /t e l k o m n i k a .v 1 5 i 3 . 8 2 9 5 5 7 6 Re c e i v e d M a y   7 , 2 0 1 4 ;  Re v i s e d J u l y  2 7 , 2 0 1 5 ; A c c e p t e d A u g u s 1 2 2 0 1 5 P er f o r m a n ce  A n al y sis  o f   Z ig B e e M esh  W S N i n   Car b o n M o n o xid G as  M o n it o r in g  S y st em M u h a m m a d  F u a d * 1 , M u h a m m a d  Iq b a l 2 ,  M a m a t  Ra h m a t 3 , He r u  S u k o c o 4 , Hu s i n   A l a t a s 5 1 , 2 , 4 D e p a rt m e n t   o f   C o m p u t e Sc i e n c e ,   F a c u l t y   o f   N a t u ra l   Sc i e n c e   a n d   M a t h e m a t i c s , Bo g o Ag r i c u l t u ra l   U n i v e r s i t y ,   Bo g o 1 6 6 8 0 ,   I n d o n e s i a 1 , 2 D e p a rt m e n t   o f   P h y s i c s ,   F a c u l t y   o f   N a t u ra l   S c i e n c e   a n d   M a t h e m a t i c s , Sri w i j a y a   U n i v e rs i t y ,   I n d ra l a y a   3 0 6 6 2 ,   I n d o n e s i a 5 D e p a rt m e n t   o f   Ph y s i c s ,   F a c u l t y   o f   N a t u ra l   Sc i e n c e   a n d   M a t h e m a t i c s , Bo g o Ag r i c u l t u ra l   U n i v e r s i t y ,   Bo g o 1 6 6 8 0 ,   I n d o n e s i a * C o rre s p o n d i n g   a u t h o r,   e - m a i l :   f u a d p h y s i c s @ g m a i l . c o m 1 ,   h s r k o m @ i p b . a c . i d 2 Ab s t r a c t T h e   n e e d   f o a i r p o l l u t a n t   m o n i t o r i n g   s y s t e m   i s   v e ry   s u b s t a n t i a l   e s p e c i a l l y   i n   t h e   d e v e l o p i n g c o u n t ri e s   s u c h   a s   I n d o n e s i a .   I n   t h i s   re s e a rc h ,   w e   h a v e   p e rf o rm e d   a   t e s t   o f   s u c h   s y s t e m   f o c a rb o n m o n o x i d e   g a s   b a s e d   o n   w i re l e s s   s e n s o n e t w o r k   ( W SN )   u s i n g   Z i g Be e .   T h i s   s y s t e m   i s w o rk i n g   w i t h   a   m e s h t o p o l o g y   w h e r e   e a c h   s e n s o n o d e   c a n   c o m m u n i c a t e   w i t h   o n e   a n o t h e r.   T h e re   a re   s e v e n   n o d e s   t h a t   s e rv e a s   s e n s o n o d e s   a n d   o n e   n o d e   s e rv i n g   a s   C o o r d i n a t o r.   Ea c h   s e n s o r   n o d e   h a s   f i v e   c o m p o n e n t s   t h a t re p re s e n t   o f   g a s   s e n s o r s .   W e   m e a s u re   t h r e e   p e rf o rm a n c e   m e t ri c s   d u r i n g   t h e   t e s t ,   i . e .   t h r o u g h p u t ,   d e l a y , a n d   p a c k e t   l o s s .   T h e   s y s t e m   h a s   b e e n   s u c c e s s f u l l y   i m p l e m e n t e d   w h i c h   i s   c a p a b l e   o f   d i s p l a y i n g i n f o rm a t i o n   i n   r e a l   t i m e .   T h e   e x p e ri m e n t   re s u l t e d   i n   a n   a v e r a g e   c a rb o n   m o n o x i d e   v a l u e   o f   2 5 . 1   p p m   a n d s h o w e d   a   g o o d   p e rf o rm a n c e .   I t   s h o w e d   a   t h ro u g h p u t   m o re   t h a n   1 . 0 1 7   k b p s ,   d e l a y   a n d   p a c k e t   l o s s   ra t i o l e s s   t h a n   4 0 9   m s   a n d   5   % ,   r e s p e c t i v e l y . K e y w o r d s :   W SN , a i p o l l u t a n t ,   C O , p e rf o rm a n c e   m e t r i c s ,   Z i g Be e C o p y r i g h t © 2 0 1 5 I n s ti tu t e   o f   A d v a n c e d En g i n e e r i n g   a n d   Sc i e n c e .   A l l   r i g h t s   r e s e r v e d . 1 . In t r o d u c t io n A i r   p o l l u t i o n i s   o n e   o f   t h e m a i n   f a c to r s   th a a f f e c ti n g t h e   q u a l i t y   o f h u m a n   l i f e i n   t h e b i g c i ti e s e s p e c i a l l y i n d u s tr i a l c i ti e s , wh e r e p o l l u t i o n i s o n e   o f   th e   c a u s e s t h a a f f e c t h u m a n   h e a l th a n d e c o l o g i c a l b a l a n c e s [1 - 3 ]. B a s e d   o n   r e p o r ts f r o m t h e   W o r l d   He a l t h   O r g a n i z a ti o n ( W HO ) , a i r p o l l u t i o n m a y   c a u s e   d i s e a s e s s u c h   a s   s k i n   a n d   n o s e i r r i t a ti o n s . It  c a n   a l s o l e a d   to s e r i o u s p r o b l e m   l i k e h e a r t d i s o r d e r s , l u n g   c a n c e r , p n e u m o n i a , b r o n c h i t i s , a n d a s th m a [4 ].   It  i s   w e l l k n o w n   th a o n e   o f   th e   m o s d a n g e r o u s   g a s e s   i n   a i r   p o l l u t i o n   i s   c a r b o n   m o n o x i d e   ( CO )   w h e r e s m a l l  a m o u n t o f  th i s   g a s  c a n  l e a d  t o  d e a th . In   p r i n c i p l e m o n i to r i n g o f   a i r p o l l u ti o n c a n   b e c a r r i e d   o u d i r e c t l y b y   i n s ta l l i n g g a s s e n s o r s i n v a r i o u s u r b a n   a r e a s . T h e s y s t e m   o f w i r e l e s s s e n s o r n e tw o r k ( W S N )   i s   o n e   o f   th e te c h n o l o g i e s t h a t c a n b e   u s e d f o r   m o n i to r i n g   a i r   p o l l u ti o n . W S N i s   a n e t w o r k   te c h n o l o g y wh i c h i n te g r a te s s e n s o r n o d e s to   f o r m a w i r e l e s s   n e t wo r k f o r o b s e r v a ti o n s i n a r e g i o n [ 5 6 ]. W S N i s o n e   o f   th e r a p i d l y   e v o l v i n g   te c h n o l o g i e s l a te l y [ 7 8 ]. T h e   a d v a n t a g e o f th i s s y s te m   i s   i ts s i m p l i c i t y   to b e a p p l i e d i n   v a r i o u s   f i e l d s o f   s c i e n c e s . F o r   e x a m p l e i n   th e f i e l d   o f p h y s i c s , W S N c a n b e   i m p l e m e n te d   to o b s e r v e v a r i o u s p h y s i c a l   p a r a m e te r   r e m o te l y s u c h   a s te m p e r a tu r e , h u m i d i t y , v i b r a t i o n , s e i s m i c e v e n ts , g a s c o n c e n tr a ti o n  i n  th e  a i r a n d  s o  o n [5 9 ]. O n e   o f   th e m a i n   c o m p o n e n ts th a c a n   b e   u s e d   i n W S N te c h n o l o g y i s Z i g B e e w h i c h   i s a c o m m u n i c a ti o n s ta n d a r d p r o to c o l   o f r a d i o f r e q u e n c y ( RF ) b a s e d o n I E E E 8 0 2 .1 5 .4 [ 1 0 - 1 2 ]. T h i s p r o to c o l i s   w i d e l y   u s e d f o r a u to m a ti o n s a n d wi r e l e s s   n e t w o r k s s y s te m a p p l i c a t i o n s . Z i g B e e h a s s e v e r a l a d v a n t a g e s s u c h   a s l o p o w e r   c o n s u m p ti o n [1 3 ]. In   a d d i t i o n , Z i g B e e c a n   a l s o   b e c o n s i d e r e d   to m i n i m i z e c o s a n d l o w - p o w e r c o n n e c ti v i t y o f e q u i p m e n ts   th a t r e q u i r e   b a tte r i e s t o l i v e   f o r m o n th s   m o r e y e a r s   [1 4 ] , b u t d o e s   n o t r e q u i r e h i g h s p e e d d a ta   tr a n s f e r s u c h   a s b l u e to o th T h e r e f o r e , t h e   i m p l e m e n ta ti o n o f Z i g B e e i n   a m e s h   n e t wo r k i s m o r e   u s e f u l th a n b l u e to o th . Z i g B e e s u p p o r ts   th r e e k i n d s   o f n e two r k   to p o l o g i e s n a m e l y   s ta r c l u s te r t r e e a n d m e s h n e t w o r k  to p o l o g y A  s ta r   n e two r k  i s a c e n tr a l i z e d n e t wo r k  w h i c h  f o r m s  a d i r e c t c o m m u n i c a ti o n t o Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NIK A IS S N: 2 3 0 2 - 4 0 4 6 P e r fo r m a n c e   A n a l y s i s  o f Z i g B e e   M e s h  W S N i n   Ca r b o n   M o n o x i d e  G a s ( M u h a m m a d  F u a d ) 5 7 7 th e C o o r d i n a t o r . In c l u s te r t r e e a n d m e s h n e t w o r k , e v e r y Z i g B e e d e v i c e c a n c o m m u n i c a te   w i th e a c h o t h e r b o th d i r e c tl y o r th r o u g h i ts   n e i g h b o r s . T h i s   n e two r k i s   f o r m e d b y o n e Z i g B e e Co o r d i n a t o r a n d m u l ti Z i g B e e Ro u te r s In   th e   m e a n   ti m e , f o r a   c l u s t e r   tr e e   n e t wo r k th e Co o r d i n a t o r   a n d   Ro u te r s   s e r v e   a s   b e a c o n s Ho w e v e r i n   a   m e s h   n e two r k r e g u l a r   b e a c o n s   a r e n o a l l o w s . A m e s h n e two r k i s f o r m e d b y   i ts e l f o n l y wh e n   n e e d e d   [1 5 ] B e a c o n s   a r e   a n i m p o r ta n m e c h a n i s m   to   s u p p o r t   p o we r   m a n a g e m e n t.  T h e r e f o r e th e   c l u s te r   tr e e   n e t wo r k   i s p r e f e r r e d e s p e c i a l l y   wh e n   e n e r g y   s a v i n g   i s   a   d e s i r a b l e   f e a tu r e   [1 6 ]. B u t, f o r d e l i v e r i n g c o n ti n u o u s   d a ta th e m e s h   n e t w o r k i s   m u c h   b e tte r   [1 7 ] . B y t e s ti n g th e a p p l i c a ti o n   o f   th e m e s h to p o l o g y i n a f i e l d a p p l i c a t i o n , i i s   e x p e c te d to o b t a i n i n f o r m a ti o n a b o u th e   a d v a n ta g e s a n d d i s a d v a n ta g e s  o f m e s h  n e two r k s w h i c h m o s tl y  c a n o n l y b e  te s te d th r o u g h s i m u l a ti o n . T h i s   s tu d y i s   a i m e d   to e x a m i n e th e   q u a l i t y   s e r v i c e   p e r f o r m a n c e   o f   Z i g B e e   o n   a   m e s h n e t w o r k   to p o l o g y   o f   a   W S CO g a s   m o n i to r i n g   s y s te m . T h e   r e s u l ts   o f   th i s   s tu d y   a r e   i m p o r ta n t b e c a u s e   i t p r o v i d e s i n f o r m a ti o n  o n   h o w   we l l t h e  c o r r e s p o n d i n g  s y s te m  w o r k s . 2 . Re s e a r c h  M e t h o d 2 .1 S t u d y   A r e a T h e   r e s e a r c h   wa s   c o n d u c t e d i n B o g o r A g r i c u l tu r a l   U n i v e r s i t y c a m p u s s i tu a te d   i n th e we s p a r o f   B o g o r   c i t y . S e n s o r   n o d e s w e r e i n s ta l l e d a p o i n ts a s   s h o w n i n   F i g u r e 1 T h e y m o u n te d o n   th e s i d e   o f   th e   r o a d w h e r e   th e m a i n c a m p u s v e h i c l e tr a f f i c   l e v e l s a r e   h i g h It  i s e x p e c te d th a t th e   m e a s u r e m e n r e s u l ts c a n   b e   a t   a   m a x i m u m l e v e l   o f a i r   p o l l u ti o n c a u s e d m a i n l y  b y g a s  f r o m v e h i c l e s . F i g u r e   1 S e n s o r   n o d e s  l o c a ti o n T h e r e   a r e   e i g h t n o d e s wh i c h c a n   b e   s e e n   i n F i g u r e   1 . T h e   n o d e s c o n s i s t o f 1 Co o r d i n a t o r , 4 Ro u te r s a n d 3 E n d   De v i c e s T h e   Co o r d i n a t o r s e r v e s   a s   a   n e t w o r k - f o r m i n g s y s t e m th a o r g a n i z e d   c o m m u n i c a ti o n i n   th e   n e t wo r k , a n d i i s   a l s o a c t a s   a   s i n k . W h i l e Ro u te r s a n d E n d   D e v i c e s a c t a s a   f u n c ti o n i n g u n i t th a t t a k e th e m e a s u r e m e n d a ta . T h e   d i s ta n c e   o f n o d e s i s   i n   a r a n g e 1 0 0   m to 1 2 0   m . T h i s   i s   i n   a c c o r d a n c e wi th   th e d e v i c e s p e c i f i c a ti o n s . T h e d i s ta n c e b e t we e n  n o d e s  t o   th e C o o r d i n a t o r c a n  b e  s e e n i n  T a b l e 1 . T a b l e  1 S e n s o r  n o d e s  d i s ta n c e d N o d e   1 N o d e   2 N o d e   3 N o d e   4 N o d e   5 N o d e   6 N o d e   7 F u n c t i o n R o u t e r R o u t e r R o u t e r R o u t e r E n d   D e v i c e E n d   D e v i c e E n d   D e v i c e D i s t a n c e f r o m   C o o r d i n a t o r 1 2 0   m 1 0 0   m 1 2 0   m 2 1 0   m 2 3 0   m 2 2 0   m 3 2 0   m E a c h n o d e s c o n s i s ts o f   a   L e o n a r d o A r d u i n o a n X B e e S e r i e s 2 th r e e   d u m m i e s   s e n s o r s o f a i r   p o l l u t i o n a   CO   g a s   s e n s o r   ( M Q - 7   s e r i e s ) a n d a   9   v o l t a l k a l i n e   b a tt e r y a s   s h o w n i n   F i g u r e 2 W h i l e th e Co o r d i n a to r c o n s i s ts o f   a US B a d a p t e r a US B c a b l e a n d a X B e e S e r i e s 2 ( s e e F i g u r e 3 ) . F i g u r e 4  s h o w s  t h e  c o n n e c ti o n  o f  Co o r d i n a t o r  to  c o m p u te r s e r v e r . Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IS S N: 2 3 0 2 - 4 0 4 6 T E L KO M NIK A V o l 1 5 , No . 3 S e p t e m b e r  2 0 1 5 : 5 7 6 5 8 3 5 7 8 F i g u r e   2 . N o d e  s e n s o r  u n i t F i g u r e   3 . C o o r d i n a t o r  u n i t F i g u r e   4 . C o n n e c ti o n  o f Co o r d i n a t o r  to s e r v e r 2 .2 S y s t e m  De s ig n M e s h t o p o l o g y u s e d   i n t h i s   s tu d y c a n   b e s e e n   i n   F i g u r e 5 . T h r e e n o d e s th a t i n te r c o n n e c te d d i r e c tl y a r e n o d e s 1 , 3 a n d 4 . T h e s e   r e l a t i o n s h i p s p r o v i d e a l t e r n a ti v e r o u te s f o r s e n d i n g  d a ta to  t h e C o o r d i n a to r  f o r  i ts  c h i l d n o d e s . F i g u r e   5 . T o p o l o g y  d e s i g n 2 .3 . D a t a   A c q u i s it io n Da ta a c q u i s i ti o n s   w e r e   c o n d u c te d f o r   4 d a y s wi th   a r a n g e   t i m e b e t w e e n 0 9 : 0 0 a m u n ti l 1 7 :0 0 p m . A l l o f Z i g B e e d e v i c e w e r e   r e c o r d e d . T h e   n u m b e r s o f   d a ta r e c o r d i n g a r e a p p r o x i m a te l y 3 0 0 d a ta . E v e r y   Z i g B e e d e v i c e w i l l s e n d   d a ta to   th e Co o r d i n a t o r a t e a c h   s e c o n d T h e m e a s u r e m e n d a ta a r e r e c o r d e d o n   a   c o m p u te r s e r v e r th a t c o n n e c te d to   th e Co o r d i n a t o r v i a th e US B c a b l e   d i r e c tl y T h e   d a ta   a r e   g e n e r a te d i n te x t f i l e s th e n   p r o c e s s e d b y   e x c e l a n d g n u p l o t p r o g r a m . 2 .4 . Q u a l it y  o f  S e r v ic e   ( Q o S ) In   W S s y s te m   th e Q o S i s   a   s e o f p a r a m e te r s th a t i n d i c a t e th e   q u a l i t y   o f s e r v i c e o f   a n e t w o r k a n d th e n e t wo r k ' s   a b i l i t i e s to   r u n   a p p l i c a ti o n s a t d e s i r e d p e r f o r m a n c e B y k n o w i n g Q o S we c a n d e te r m i n e   th e   c o n d i t i o n   o f a n e t wo r k a n d a r r a n g e t h e   n e t w o r k w h i c h th e   u s i n g a p p l i c a t i o n . S o m e d e f i n i t i o n  o f Q o S p a r a m e te r s a r e  g i v e n  i n  th e  f o l l o w i n g . 2 .4 .1 . T h r o u g h p u t T h i s   p a r a m e te r   i n d i c a te s t h e   a m o u n o f d a ta   p a c k e ts th a t r e c e i v e d a t t h e   d e s t i n a t i o n n o d e th a n  th e tr a v e l  t i m e i s w r i tte n i n  u n i ts  o f b i ts p e r  s e c o n d ( b p s ) [ 1 8 a s  g i v e n  b e l o w: time start - time end bits recieved total throughput 2 .4 .2 . De la y T h i s   p a r a m e te r   r e p r e s e n ts   th e t i m e   i n te r v a l b e t w e e n   th e s ta r t o f   d a ta p a c k e ts s e n t t o d a ta p a c k e ts r e c e i v e d  i n th e  d e s t i n a t i o n n o d e [ 1 6 wh i c h  i s  d e f i n e d  a s  f o l l o w s : packets received time start - time received delay Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NIK A IS S N: 2 3 0 2 - 4 0 4 6 P e r fo r m a n c e   A n a l y s i s  o f Z i g B e e   M e s h  W S N i n   Ca r b o n   M o n o x i d e  G a s ( M u h a m m a d  F u a d ) 5 7 9 2 .4 .3 . P a c k e t  L o s s  Ra t io T h i s   p a r a m e te r   c a l c u l a t e s   t h e   n u m b e r   o f m i s s i n g   d a ta o n t h e j o u r n e y to   t h e d e s ti n a ti o n n o d e [ 1 9 w h i c h  i s   d e f i n e d   a s  f o l l o w s : % 100 packets total packet arrival - packet sent ration loss packet 2 .5 . A i r   P o llu t a n t  S t a n d a r d  In d e x   ( IS P U ) A i r   p o l l u t a n s ta n d a r d   i n d e x   a r e   c a te g o r i z e d   i n   f i v e   c o n d i t i o n s I c a n   b e   s e e n   i n   T a b l e   2 . T h e  IS P i n d e x  c a n   b e  c o u n ti n g  b y  t h e  f o r m u l a   ( 1 ) . T a b l e  2 . C a te g o r i e s  o f  A i r   P o l l u t a n S t a n d a r d  In d e x I n d e x C a t e g o r i e s 0 - 5 0 F i n e 5 0 - 1 0 0 M o d e r a t e 1 0 1 - 1 9 9 B a d   f o r   h e a l t h y 2 0 0 - 2 9 9 V e r y   b a d   f o r   h e a l t h y 3 0 0 - m o r e D a n g e r o u s Ia I b I = - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - ( X x X b )  +  Ib X a X b I    =   Co u n te d  I S P U Ia   =   Up p e r  l i m i t IS P U Ib   =   L o we r l i m i t IS P U X a  =   U p p e r   l i m i t a m b i e n t X b  =   L o w e r   l i m i t a m b i e n t X x  =   M e a s u r e m e n t a m b i e n t 3 . Re s u lt s a n d D is c u s s io n F r o m th e   m e a s u r e d   d a ta , we   o b s e r v e th e   s p e c i f i c b e h a v i o r   e x h i b i ts b y   th e R o u t e r s a n d E n d   D e v i c e s wh e n s e n d i n g d a ta   t o   th e C o o r d i n a t o r . T h e r e a r e   th r e e p a r a m e te r s th a t i n d i c a te th e p e r f o r m a n c e   o f Z i g B e e m e s h   n e two r k s , n a m e l y t h r o u g h p u t , d e l a y a n d p a c k e t   l o s s . E a c h   o f th e s e p a r a m e te r s w i l l b e   d i s c u s s e d  i n th i s s e c ti o n . 3 .1 . Ro u t e r T h e r e   a r e   4 n o d e s w o r k i n g a s   Ro u t e r s i .e . n o d e 1 , 2 , 3 a n d 4 . E a c h Ro u te r wi l l ta k e d a ta a n d a l s o f o r wa r d   d a ta   p a c k e ts f r o m th e i r   c h i l d   n o d e s . Ro u te r 1 wi l l ta k e d a ta a n d f o r w a r d d a ta   p a c k e ts f r o m n o d e s 5 a n d 4 wh i l e R o u te r 2 wi l l ta k e d a ta a n d f o r w a r d   d a ta   p a c k e ts f r o m n o d e s 6 a n d 3 . In   t h e   m e a n - ti m e , Ro u te r s 3 a c t a s   a   d a ta   t a k e r a n d   Ro u t e r   4 w i l l ta k e d a ta a n d f o r w a r d d a ta   p a c k e t f r o m n o d e s 7 .  T h e n e t wo r k s  c o n f i g u r a ti o n i s s h o wn  i n  F i g u r e 6 . T h e   c o n f i g u r a ti o n   i s d e te r m i n e d   b y o b s e r v i n g   d a ta p a c k e ts r u n   to C o o r d i n a t o r wh i l e f a i l u r e tr e a te d o n R o u t e r 1 o r Ro u t e r 2 . F a i l u r e i s c o n d u c te d b y m o m e n ta r i l y tu r n   o f f th e   Ro u te r 1 w h e n   th e s y s te m i s r u n n i n g a n d o b s e r v e   th e c u r r e n o f d a ta p a c k e ts to Co o r d i n a to r . It  i s s h o w n   th a t d a ta p a c k e ts f r o m Ro u te r 1 , n o d e 5 , n o d e 4 a n d   n o d e 7 s u f f e r l o s s . S i m i l a r Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IS S N: 2 3 0 2 - 4 0 4 6 T E L KO M NIK A V o l 1 5 , No . 3 S e p t e m b e r  2 0 1 5 : 5 7 6 5 8 3 5 8 0 tr e a tm e n w a s   a l s o c o n d u c t e d o n   R o u te r 2 It  i s   f o u n d   t h a d a ta p a c k e ts f r o m   Ro u te r 2 n o d e s 6 a n d n o d e 3 a l s o  s u f f e r l o s s  to o . F i g u r e   6 . F o r m e d  m e s h  c o n f i g u r a ti o n T h r o u g h p u t o n   R o u te r 2   h a s   th e   h i g h e s v a l u e s   f o l l o w e d   b y   Ro u te r   1 3   a n d   4 , r e s p e c ti v e l y ,   a s   s h o wn   i n   F i g u r e   7 .   Ro u te r s   1   a n d   2   h a v e   o n e   h o p   to   th e   c o o r d i n a to r S i n c e   t h e c h i l d r e n   o f   Ro u te r   2   i s   f e we r   th a n   Ro u te r   1   th e n   i i s   r e a s o n a b l e   th a i ts   th r o u g h p u w a s   h i g h e r th a n   Ro u te r   1 M o r e   c o m m u n i c a t i o n   tr a f f i c   w i l l   ta k e   m o r e   ti m e F u r th e r m o r e th r o u g h p u v a l u e s o f   Ro u te r   1   a n d   2   a r e   h i g h e r   th a n   R o u t e r   3   a n d   4   b e c a u s e   th e y   h a v e   t wo   h o p s   to   th e Co o r d i n a t o r . T h e  a v e r a g e   v a l u e  o f  th r o u g h p u t c a n  b e  s e e n   i n  T a b l e  3 . T a b l e  3 . T h r o u g h p u t v a l u e   o n  Ro u te r s R o u t e r T h r o u g h p u t   ( k b p s ) M i n i m u m M a x i m u m A v e r a g e 1 5 . 8 5 9 8 . 1 5 7 6 . 7 9 4 2 6 . 0 2 9 1 1 . 5 5 6 9 . 0 8 1 3 2 . 5 5 2 3 . 1 5 2 2 . 9 0 7 4 1 . 5 5 8 2 . 3 3 7 2 . 1 1 0 F i g u r e   7 . T h r o u g h p u t o n  R o u te r s De l a y   t h a o c c u r r e d   i n th e   Ro u te r c a n b e   s e e n i n   F i g u r e 8 . R o u t e r   4   h a s   th e   h i g h e s t d e l a y v a l u e s   f o l l o w e d   b y R o u te r 3 , 1 a n d   2 r e s p e c t i v e l y .   T h i s   d e l a y   o c c u r r e d   w h e n   d a ta   i s   s e n d to   Co o r d i n a t o r   i n   t h e   m e a n   ti m e   b e t w e e n s e n d i n g   a n d r e c e i v i n g   d a ta .   Ro u te r s   3   a n d   4   h a v e   t h e s a m e   n u m b e r   o f   h o p i .e .   2   h o p s In   th e   m e a n   t i m e Ro u te r   1   a n d   2   h a v e   a l s o   th e   s a m e   n u m b e r o f   h o p   n a m e l y   1   h o p H e r e b e c a u s e   t h e   n u m b e r   o f   h o p   d e te r m i n e d   a r r i v a l   ti m e   to   th e Co o r d i n a t o r th e r e f o r e R o u te r   4   h a s   d e l a y   v a l u e s   m o r e   th a n   th e   o t h e r s   a n d   i n   a d d i t i o n   i ts th r o u g h  d a ta   p a c k e t f r o m  n o d e   7 . T a b l e   4  s h o wn  t h e  a v e r a g e  o f  d e l a y   v a l u e . IS S N: 2 3 0 2 - 4 0 4 6 T E L KO M NIK A V o l 1 5 , No . 3 S e p t e m b e r  2 0 1 5 : 5 7 6 5 8 3 5 8 0 tr e a tm e n w a s   a l s o c o n d u c t e d o n   R o u te r 2 It  i s   f o u n d   t h a d a ta p a c k e ts f r o m   Ro u te r 2 n o d e s 6 a n d n o d e 3 a l s o  s u f f e r l o s s  to o . F i g u r e   6 . F o r m e d  m e s h  c o n f i g u r a ti o n T h r o u g h p u t o n   R o u te r 2   h a s   th e   h i g h e s v a l u e s   f o l l o w e d   b y   Ro u te r   1 3   a n d   4 , r e s p e c ti v e l y ,   a s   s h o wn   i n   F i g u r e   7 .   Ro u te r s   1   a n d   2   h a v e   o n e   h o p   to   th e   c o o r d i n a to r S i n c e   t h e c h i l d r e n   o f   Ro u te r   2   i s   f e we r   th a n   Ro u te r   1   th e n   i i s   r e a s o n a b l e   th a i ts   th r o u g h p u w a s   h i g h e r th a n   Ro u te r   1 M o r e   c o m m u n i c a t i o n   tr a f f i c   w i l l   ta k e   m o r e   ti m e F u r th e r m o r e th r o u g h p u v a l u e s o f   Ro u te r   1   a n d   2   a r e   h i g h e r   th a n   R o u t e r   3   a n d   4   b e c a u s e   th e y   h a v e   t wo   h o p s   to   th e Co o r d i n a t o r . T h e  a v e r a g e   v a l u e  o f  th r o u g h p u t c a n  b e  s e e n   i n  T a b l e  3 . T a b l e  3 . T h r o u g h p u t v a l u e   o n  Ro u te r s R o u t e r T h r o u g h p u t   ( k b p s ) M i n i m u m M a x i m u m A v e r a g e 1 5 . 8 5 9 8 . 1 5 7 6 . 7 9 4 2 6 . 0 2 9 1 1 . 5 5 6 9 . 0 8 1 3 2 . 5 5 2 3 . 1 5 2 2 . 9 0 7 4 1 . 5 5 8 2 . 3 3 7 2 . 1 1 0 F i g u r e   7 . T h r o u g h p u t o n  R o u te r s De l a y   t h a o c c u r r e d   i n th e   Ro u te r c a n b e   s e e n i n   F i g u r e 8 . R o u t e r   4   h a s   th e   h i g h e s t d e l a y v a l u e s   f o l l o w e d   b y R o u te r 3 , 1 a n d   2 r e s p e c t i v e l y .   T h i s   d e l a y   o c c u r r e d   w h e n   d a ta   i s   s e n d to   Co o r d i n a t o r   i n   t h e   m e a n   ti m e   b e t w e e n s e n d i n g   a n d r e c e i v i n g   d a ta .   Ro u te r s   3   a n d   4   h a v e   t h e s a m e   n u m b e r   o f   h o p i .e .   2   h o p s In   th e   m e a n   t i m e Ro u te r   1   a n d   2   h a v e   a l s o   th e   s a m e   n u m b e r o f   h o p   n a m e l y   1   h o p H e r e b e c a u s e   t h e   n u m b e r   o f   h o p   d e te r m i n e d   a r r i v a l   ti m e   to   th e Co o r d i n a t o r th e r e f o r e R o u te r   4   h a s   d e l a y   v a l u e s   m o r e   th a n   th e   o t h e r s   a n d   i n   a d d i t i o n   i ts th r o u g h  d a ta   p a c k e t f r o m  n o d e   7 . T a b l e   4  s h o wn  t h e  a v e r a g e  o f  d e l a y   v a l u e . IS S N: 2 3 0 2 - 4 0 4 6 T E L KO M NIK A V o l 1 5 , No . 3 S e p t e m b e r  2 0 1 5 : 5 7 6 5 8 3 5 8 0 tr e a tm e n w a s   a l s o c o n d u c t e d o n   R o u te r 2 It  i s   f o u n d   t h a d a ta p a c k e ts f r o m   Ro u te r 2 n o d e s 6 a n d n o d e 3 a l s o  s u f f e r l o s s  to o . F i g u r e   6 . F o r m e d  m e s h  c o n f i g u r a ti o n T h r o u g h p u t o n   R o u te r 2   h a s   th e   h i g h e s v a l u e s   f o l l o w e d   b y   Ro u te r   1 3   a n d   4 , r e s p e c ti v e l y ,   a s   s h o wn   i n   F i g u r e   7 .   Ro u te r s   1   a n d   2   h a v e   o n e   h o p   to   th e   c o o r d i n a to r S i n c e   t h e c h i l d r e n   o f   Ro u te r   2   i s   f e we r   th a n   Ro u te r   1   th e n   i i s   r e a s o n a b l e   th a i ts   th r o u g h p u w a s   h i g h e r th a n   Ro u te r   1 M o r e   c o m m u n i c a t i o n   tr a f f i c   w i l l   ta k e   m o r e   ti m e F u r th e r m o r e th r o u g h p u v a l u e s o f   Ro u te r   1   a n d   2   a r e   h i g h e r   th a n   R o u t e r   3   a n d   4   b e c a u s e   th e y   h a v e   t wo   h o p s   to   th e Co o r d i n a t o r . T h e  a v e r a g e   v a l u e  o f  th r o u g h p u t c a n  b e  s e e n   i n  T a b l e  3 . T a b l e  3 . T h r o u g h p u t v a l u e   o n  Ro u te r s R o u t e r T h r o u g h p u t   ( k b p s ) M i n i m u m M a x i m u m A v e r a g e 1 5 . 8 5 9 8 . 1 5 7 6 . 7 9 4 2 6 . 0 2 9 1 1 . 5 5 6 9 . 0 8 1 3 2 . 5 5 2 3 . 1 5 2 2 . 9 0 7 4 1 . 5 5 8 2 . 3 3 7 2 . 1 1 0 F i g u r e   7 . T h r o u g h p u t o n  R o u te r s De l a y   t h a o c c u r r e d   i n th e   Ro u te r c a n b e   s e e n i n   F i g u r e 8 . R o u t e r   4   h a s   th e   h i g h e s t d e l a y v a l u e s   f o l l o w e d   b y R o u te r 3 , 1 a n d   2 r e s p e c t i v e l y .   T h i s   d e l a y   o c c u r r e d   w h e n   d a ta   i s   s e n d to   Co o r d i n a t o r   i n   t h e   m e a n   ti m e   b e t w e e n s e n d i n g   a n d r e c e i v i n g   d a ta .   Ro u te r s   3   a n d   4   h a v e   t h e s a m e   n u m b e r   o f   h o p i .e .   2   h o p s In   th e   m e a n   t i m e Ro u te r   1   a n d   2   h a v e   a l s o   th e   s a m e   n u m b e r o f   h o p   n a m e l y   1   h o p H e r e b e c a u s e   t h e   n u m b e r   o f   h o p   d e te r m i n e d   a r r i v a l   ti m e   to   th e Co o r d i n a t o r th e r e f o r e R o u te r   4   h a s   d e l a y   v a l u e s   m o r e   th a n   th e   o t h e r s   a n d   i n   a d d i t i o n   i ts th r o u g h  d a ta   p a c k e t f r o m  n o d e   7 . T a b l e   4  s h o wn  t h e  a v e r a g e  o f  d e l a y   v a l u e . Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NIK A IS S N: 2 3 0 2 - 4 0 4 6 P e r fo r m a n c e   A n a l y s i s  o f Z i g B e e   M e s h  W S N i n   Ca r b o n   M o n o x i d e  G a s ( M u h a m m a d  F u a d ) 5 8 1 T a b l e  4 . D e l a y   v a l u e o n  Ro u te r s R o u t e r D e l a y   ( m s ) M i n i m u m M a x i m u m A v e r a g e 1 5 1 7 1 6 2 2 3 6 6 9 4 7 3 1 3 2 1 6 3 1 4 3 4 1 7 8 2 6 2 1 9 8 F i g u r e   8 . G r a p h  d e l a y   o n R o u te r s W e   o b s e r v e d th a t h e r e   a r e   n o   m i s s i n g   d a ta   p a c k e ts   i n Ro u te r 1 a n d 2   d u r i n g d a t a tr a n s m i s s i o n O n   th e   o th e r   h a n d t h e r e   a r e 5 d a ta   p a c k e ts   l o s s   i n   ti m e o f 1 3 3 , 1 3 4 , 1 3 5 , 2 0 2 a n d 2 7 5   o n   Ro u te r   3 , wh i l e   f o r Ro u te r 4 th e r e i s   o n l y   o n e d a t a   p a c k e t l o s s i n ti m e o f 2 9 2 . T h e m i s s i n g   p a c k e ts d a ta o c c u r r e d d u e   t o q u e u e i n Co o r d i n a to r w h i l e th e n e w   d a ta p a c k e t a r r i v e d a t th e   q u e u e wa s a l r e a d y f u l l ,   th e d a t a   p a c k e w i l l   b e w a s te d , w h i c h   s a w a   s u r g e   i n th e   d e l a y th a t o c c u r r e d a th a t i m e W e   c a n   c o u n th e   v a l u e   o f   p a c k e l o s s r a ti o   ( P L R )   i n   a l l   R o u te r s   b y   t h e i r d e l a y   v a l u e s   ( s e e  T a b l e   5 ) . T a b l e  5 P a c k e t L o s s  Ra t i o   ( P L R ) o n  Ro u te r s R o u t e r S e n t - p a c k e t A r r i v a l - p a c k e t T o t a l - p a c k e t P a c k e t   l o s s   r a t i o   ( % ) 1 3 0 0 3 0 0 3 0 0 0 2 3 0 0 2 9 6 3 0 0 1 . 3 3 3 3 0 0 2 9 2 3 0 0 2 . 6 7 4 3 0 0 2 8 7 3 0 0 4 . 3 3 3 .2 . E n d  De v ic e In th i s   s e c ti o n we   d i s c u s s th e   th r o u g h p u t , d e l a y a n d p a c k e l o s s th a o c c u r s a t   th e E n d De v i c e . T h e r e   a r e   3 n o d e s   th a t wo r k i n g a s E n d   D e v i c e s n a m e l y n o d e 5 a s E n d   D e v i c e 1 , n o d e 6 a s E n d   De v i c e 2 a n d n o d e 7 a s   E n d   De v i c e 3 . T h e fu n c ti o n   o f E n d   De v i c e a r e   t o   r e tr i e v e   d a t a m e a s u r e d  b y  s e n s o r s  a n d   s e n d i n g  t h e m  Co o r d i n a to r v i a Ro u te r s . F i g u r e   1 0 . G r a p h  t h r o u g h p u t o n  E n d  De v i c e s T E L KO M NIK A IS S N: 2 3 0 2 - 4 0 4 6 P e r fo r m a n c e   A n a l y s i s  o f Z i g B e e   M e s h  W S N i n   Ca r b o n   M o n o x i d e  G a s ( M u h a m m a d  F u a d ) 5 8 1 T a b l e  4 . D e l a y   v a l u e o n  Ro u te r s R o u t e r D e l a y   ( m s ) M i n i m u m M a x i m u m A v e r a g e 1 5 1 7 1 6 2 2 3 6 6 9 4 7 3 1 3 2 1 6 3 1 4 3 4 1 7 8 2 6 2 1 9 8 F i g u r e   8 . G r a p h  d e l a y   o n R o u te r s W e   o b s e r v e d th a t h e r e   a r e   n o   m i s s i n g   d a ta   p a c k e ts   i n Ro u te r 1 a n d 2   d u r i n g d a t a tr a n s m i s s i o n O n   th e   o th e r   h a n d t h e r e   a r e 5 d a ta   p a c k e ts   l o s s   i n   ti m e o f 1 3 3 , 1 3 4 , 1 3 5 , 2 0 2 a n d 2 7 5   o n   Ro u te r   3 , wh i l e   f o r Ro u te r 4 th e r e i s   o n l y   o n e d a t a   p a c k e t l o s s i n ti m e o f 2 9 2 . T h e m i s s i n g   p a c k e ts d a ta o c c u r r e d d u e   t o q u e u e i n Co o r d i n a to r w h i l e th e n e w   d a ta p a c k e t a r r i v e d a t th e   q u e u e wa s a l r e a d y f u l l ,   th e d a t a   p a c k e w i l l   b e w a s te d , w h i c h   s a w a   s u r g e   i n th e   d e l a y th a t o c c u r r e d a th a t i m e W e   c a n   c o u n th e   v a l u e   o f   p a c k e l o s s r a ti o   ( P L R )   i n   a l l   R o u te r s   b y   t h e i r d e l a y   v a l u e s   ( s e e  T a b l e   5 ) . T a b l e  5 P a c k e t L o s s  Ra t i o   ( P L R ) o n  Ro u te r s R o u t e r S e n t - p a c k e t A r r i v a l - p a c k e t T o t a l - p a c k e t P a c k e t   l o s s   r a t i o   ( % ) 1 3 0 0 3 0 0 3 0 0 0 2 3 0 0 2 9 6 3 0 0 1 . 3 3 3 3 0 0 2 9 2 3 0 0 2 . 6 7 4 3 0 0 2 8 7 3 0 0 4 . 3 3 3 .2 . E n d  De v ic e In th i s   s e c ti o n we   d i s c u s s th e   th r o u g h p u t , d e l a y a n d p a c k e l o s s th a o c c u r s a t   th e E n d De v i c e . T h e r e   a r e   3 n o d e s   th a t wo r k i n g a s E n d   D e v i c e s n a m e l y n o d e 5 a s E n d   D e v i c e 1 , n o d e 6 a s E n d   De v i c e 2 a n d n o d e 7 a s   E n d   De v i c e 3 . T h e fu n c ti o n   o f E n d   De v i c e a r e   t o   r e tr i e v e   d a t a m e a s u r e d  b y  s e n s o r s  a n d   s e n d i n g  t h e m  Co o r d i n a to r v i a Ro u te r s . F i g u r e   1 0 . G r a p h  t h r o u g h p u t o n  E n d  De v i c e s T E L KO M NIK A IS S N: 2 3 0 2 - 4 0 4 6 P e r fo r m a n c e   A n a l y s i s  o f Z i g B e e   M e s h  W S N i n   Ca r b o n   M o n o x i d e  G a s ( M u h a m m a d  F u a d ) 5 8 1 T a b l e  4 . D e l a y   v a l u e o n  Ro u te r s R o u t e r D e l a y   ( m s ) M i n i m u m M a x i m u m A v e r a g e 1 5 1 7 1 6 2 2 3 6 6 9 4 7 3 1 3 2 1 6 3 1 4 3 4 1 7 8 2 6 2 1 9 8 F i g u r e   8 . G r a p h  d e l a y   o n R o u te r s W e   o b s e r v e d th a t h e r e   a r e   n o   m i s s i n g   d a ta   p a c k e ts   i n Ro u te r 1 a n d 2   d u r i n g d a t a tr a n s m i s s i o n O n   th e   o th e r   h a n d t h e r e   a r e 5 d a ta   p a c k e ts   l o s s   i n   ti m e o f 1 3 3 , 1 3 4 , 1 3 5 , 2 0 2 a n d 2 7 5   o n   Ro u te r   3 , wh i l e   f o r Ro u te r 4 th e r e i s   o n l y   o n e d a t a   p a c k e t l o s s i n ti m e o f 2 9 2 . T h e m i s s i n g   p a c k e ts d a ta o c c u r r e d d u e   t o q u e u e i n Co o r d i n a to r w h i l e th e n e w   d a ta p a c k e t a r r i v e d a t th e   q u e u e wa s a l r e a d y f u l l ,   th e d a t a   p a c k e w i l l   b e w a s te d , w h i c h   s a w a   s u r g e   i n th e   d e l a y th a t o c c u r r e d a th a t i m e W e   c a n   c o u n th e   v a l u e   o f   p a c k e l o s s r a ti o   ( P L R )   i n   a l l   R o u te r s   b y   t h e i r d e l a y   v a l u e s   ( s e e  T a b l e   5 ) . T a b l e  5 P a c k e t L o s s  Ra t i o   ( P L R ) o n  Ro u te r s R o u t e r S e n t - p a c k e t A r r i v a l - p a c k e t T o t a l - p a c k e t P a c k e t   l o s s   r a t i o   ( % ) 1 3 0 0 3 0 0 3 0 0 0 2 3 0 0 2 9 6 3 0 0 1 . 3 3 3 3 0 0 2 9 2 3 0 0 2 . 6 7 4 3 0 0 2 8 7 3 0 0 4 . 3 3 3 .2 . E n d  De v ic e In th i s   s e c ti o n we   d i s c u s s th e   th r o u g h p u t , d e l a y a n d p a c k e l o s s th a o c c u r s a t   th e E n d De v i c e . T h e r e   a r e   3 n o d e s   th a t wo r k i n g a s E n d   D e v i c e s n a m e l y n o d e 5 a s E n d   D e v i c e 1 , n o d e 6 a s E n d   De v i c e 2 a n d n o d e 7 a s   E n d   De v i c e 3 . T h e fu n c ti o n   o f E n d   De v i c e a r e   t o   r e tr i e v e   d a t a m e a s u r e d  b y  s e n s o r s  a n d   s e n d i n g  t h e m  Co o r d i n a to r v i a Ro u te r s . F i g u r e   1 0 . G r a p h  t h r o u g h p u t o n  E n d  De v i c e s Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IS S N: 2 3 0 2 - 4 0 4 6 T E L KO M NIK A V o l 1 5 , No . 3 S e p t e m b e r  2 0 1 5 : 5 7 6 5 8 3 5 8 2 F i g u r e   1 0 s h o w s   th e   g r a p h   o f   th r o u g h p u t v a l u e s o n E n d   D e v i c e s B o th   E n d   D e v i c e   1 a n d   2   h a v e   a l m o s t s a m e   v a l u e s   b e c a u s e   o f   th e i r   h o p   n u m b e r   a r e   th e   s a m e E n d   De v i c e   3   h a s th e   l o we s th r o u g h p u v a l u e s   b e c a u s e d   o f   i ts   h o p   n u m b e r   i s   m o r e   th a n   th e   o th e r s . T a b l e   6 s h o w n  t h e  a v e r a g e   o f  th r o u g h p u t v a l u e . T a b l e  6 . T h r o u g h p u t v a l u e o n  E n d  D e v i c e s E n d   D e v i c e T h r o u g h p u t   ( k b p s ) M i n i m u m M a x i m u m A v e r a g e 1 1 . 6 5 1 2 . 4 0 5 2 . 1 3 6 2 1 . 0 1 7 2 . 4 3 3 2 . 2 6 6 3 1 . 6 1 2 1 . 7 7 0 1 . 6 9 0 De l a y   o n   E n d   De v i c e s   o c c u r r e d   b e t w e e n   1 3 0   to   2 6 0   m i l i s e c o n d F i g u r e   1 1   d e p i c ts   th e g r a p h   o f   d e l a y   v a l u e .   T h e   h i g h e s v a l u e   o c c u r r e d   a E n d   De v i c e s   3   b e c a u s e   o f   i ts   h o p   n u m b e r m o r e   th a n   th e   o th e r   e n d s B o th   E n d   D e v i c e   1   a n d   E n d   De v i c e   2   h a v e   a l m o s th e   s a m e v a l u e . T a b l e  7  s h o wn  t h e   a v e r a g e  o f  d e l a y   v a l u e . F i g u r e   1 1 . G r a p h   o f  d e l a y o n  E n d  De v i c e s T a b e l  7 . D e l a y   v a l u e o n  E n d  De v i c e s E n d   D e v i c e D e l a y   ( m s ) M i n i m u m M a x i m u m A v e r a g e 1 1 7 3 2 5 2 1 9 5 2 1 7 1 4 0 9 1 8 5 3 2 3 5 2 5 8 2 4 6 T h e   d a ta   p a c k e ts   l o s s   o n l y   o c c u r r e d   o n   E n d   De v i c e   2   w h i c h   1 5   d a t a   p a c k e ts . T h e p a c k e t l o s s  r a ti o  c a n  b e  s e e n  i n  T a b l e   8 . T a b l e  8 P a c k e t L o s s  Ra t i o   ( P L R ) o n  E n d  D e v i c e E n d   D e v i c e S e n t - p a c k e t A r r i v a l - p a c k e t T o t a l - p a c k e t P a c k e t   L o s s   R a t i o   ( % ) 1 3 0 0 3 0 0 3 0 0 0 2 3 0 0 2 8 5 3 0 0 5 3 3 0 0 3 0 0 3 0 0 0 3 .3 . P o llu t a n t L e v e l M e a s u r e m e n t Da t a B a s e d   o n   th e   a b o v e   p e r f o r m a n c e w e   h a v e   c o n d u c t e d   th e   m e a s u r e m e n o f   C O   g a s c o n c e n tr a t i o n   u s i n g   c o m m e r c i a l   s e n s o r   d e v i c e T h e   r e s u l ts   f r o m   th e   m e a s u r e m e n t o f   th e c o r r e s p o n d i n g c o n c e n tr a ti o n   d a t a   i s g i v e n i n   T a b l e 9 It  i s   d e m o n s tr a te d   th a th e   c o n c e n tr a t i o n c a te g o r y   i s   f a l l   i n to   f i n e   c a te g o r y   wh i c h   m e a n s   th a t h e   e n v i r o n m e n i s   n o b e i n g   e n d a n g e r e d b y  t h e   p r e s e n o f  CO  g a s . IS S N: 2 3 0 2 - 4 0 4 6 T E L KO M NIK A V o l 1 5 , No . 3 S e p t e m b e r  2 0 1 5 : 5 7 6 5 8 3 5 8 2 F i g u r e   1 0 s h o w s   th e   g r a p h   o f   th r o u g h p u t v a l u e s o n E n d   D e v i c e s B o th   E n d   D e v i c e   1 a n d   2   h a v e   a l m o s t s a m e   v a l u e s   b e c a u s e   o f   th e i r   h o p   n u m b e r   a r e   th e   s a m e E n d   De v i c e   3   h a s th e   l o we s th r o u g h p u v a l u e s   b e c a u s e d   o f   i ts   h o p   n u m b e r   i s   m o r e   th a n   th e   o th e r s . T a b l e   6 s h o w n  t h e  a v e r a g e   o f  th r o u g h p u t v a l u e . T a b l e  6 . T h r o u g h p u t v a l u e o n  E n d  D e v i c e s E n d   D e v i c e T h r o u g h p u t   ( k b p s ) M i n i m u m M a x i m u m A v e r a g e 1 1 . 6 5 1 2 . 4 0 5 2 . 1 3 6 2 1 . 0 1 7 2 . 4 3 3 2 . 2 6 6 3 1 . 6 1 2 1 . 7 7 0 1 . 6 9 0 De l a y   o n   E n d   De v i c e s   o c c u r r e d   b e t w e e n   1 3 0   to   2 6 0   m i l i s e c o n d F i g u r e   1 1   d e p i c ts   th e g r a p h   o f   d e l a y   v a l u e .   T h e   h i g h e s v a l u e   o c c u r r e d   a E n d   De v i c e s   3   b e c a u s e   o f   i ts   h o p   n u m b e r m o r e   th a n   th e   o th e r   e n d s B o th   E n d   D e v i c e   1   a n d   E n d   De v i c e   2   h a v e   a l m o s th e   s a m e v a l u e . T a b l e  7  s h o wn  t h e   a v e r a g e  o f  d e l a y   v a l u e . F i g u r e   1 1 . G r a p h   o f  d e l a y o n  E n d  De v i c e s T a b e l  7 . D e l a y   v a l u e o n  E n d  De v i c e s E n d   D e v i c e D e l a y   ( m s ) M i n i m u m M a x i m u m A v e r a g e 1 1 7 3 2 5 2 1 9 5 2 1 7 1 4 0 9 1 8 5 3 2 3 5 2 5 8 2 4 6 T h e   d a ta   p a c k e ts   l o s s   o n l y   o c c u r r e d   o n   E n d   De v i c e   2   w h i c h   1 5   d a t a   p a c k e ts . T h e p a c k e t l o s s  r a ti o  c a n  b e  s e e n  i n  T a b l e   8 . T a b l e  8 P a c k e t L o s s  Ra t i o   ( P L R ) o n  E n d  D e v i c e E n d   D e v i c e S e n t - p a c k e t A r r i v a l - p a c k e t T o t a l - p a c k e t P a c k e t   L o s s   R a t i o   ( % ) 1 3 0 0 3 0 0 3 0 0 0 2 3 0 0 2 8 5 3 0 0 5 3 3 0 0 3 0 0 3 0 0 0 3 .3 . P o llu t a n t L e v e l M e a s u r e m e n t Da t a B a s e d   o n   th e   a b o v e   p e r f o r m a n c e w e   h a v e   c o n d u c t e d   th e   m e a s u r e m e n o f   C O   g a s c o n c e n tr a t i o n   u s i n g   c o m m e r c i a l   s e n s o r   d e v i c e T h e   r e s u l ts   f r o m   th e   m e a s u r e m e n t o f   th e c o r r e s p o n d i n g c o n c e n tr a ti o n   d a t a   i s g i v e n i n   T a b l e 9 It  i s   d e m o n s tr a te d   th a th e   c o n c e n tr a t i o n c a te g o r y   i s   f a l l   i n to   f i n e   c a te g o r y   wh i c h   m e a n s   th a t h e   e n v i r o n m e n i s   n o b e i n g   e n d a n g e r e d b y  t h e   p r e s e n o f  CO  g a s . IS S N: 2 3 0 2 - 4 0 4 6 T E L KO M NIK A V o l 1 5 , No . 3 S e p t e m b e r  2 0 1 5 : 5 7 6 5 8 3 5 8 2 F i g u r e   1 0 s h o w s   th e   g r a p h   o f   th r o u g h p u t v a l u e s o n E n d   D e v i c e s B o th   E n d   D e v i c e   1 a n d   2   h a v e   a l m o s t s a m e   v a l u e s   b e c a u s e   o f   th e i r   h o p   n u m b e r   a r e   th e   s a m e E n d   De v i c e   3   h a s th e   l o we s th r o u g h p u v a l u e s   b e c a u s e d   o f   i ts   h o p   n u m b e r   i s   m o r e   th a n   th e   o th e r s . T a b l e   6 s h o w n  t h e  a v e r a g e   o f  th r o u g h p u t v a l u e . T a b l e  6 . T h r o u g h p u t v a l u e o n  E n d  D e v i c e s E n d   D e v i c e T h r o u g h p u t   ( k b p s ) M i n i m u m M a x i m u m A v e r a g e 1 1 . 6 5 1 2 . 4 0 5 2 . 1 3 6 2 1 . 0 1 7 2 . 4 3 3 2 . 2 6 6 3 1 . 6 1 2 1 . 7 7 0 1 . 6 9 0 De l a y   o n   E n d   De v i c e s   o c c u r r e d   b e t w e e n   1 3 0   to   2 6 0   m i l i s e c o n d F i g u r e   1 1   d e p i c ts   th e g r a p h   o f   d e l a y   v a l u e .   T h e   h i g h e s v a l u e   o c c u r r e d   a E n d   De v i c e s   3   b e c a u s e   o f   i ts   h o p   n u m b e r m o r e   th a n   th e   o th e r   e n d s B o th   E n d   D e v i c e   1   a n d   E n d   De v i c e   2   h a v e   a l m o s th e   s a m e v a l u e . T a b l e  7  s h o wn  t h e   a v e r a g e  o f  d e l a y   v a l u e . F i g u r e   1 1 . G r a p h   o f  d e l a y o n  E n d  De v i c e s T a b e l  7 . D e l a y   v a l u e o n  E n d  De v i c e s E n d   D e v i c e D e l a y   ( m s ) M i n i m u m M a x i m u m A v e r a g e 1 1 7 3 2 5 2 1 9 5 2 1 7 1 4 0 9 1 8 5 3 2 3 5 2 5 8 2 4 6 T h e   d a ta   p a c k e ts   l o s s   o n l y   o c c u r r e d   o n   E n d   De v i c e   2   w h i c h   1 5   d a t a   p a c k e ts . T h e p a c k e t l o s s  r a ti o  c a n  b e  s e e n  i n  T a b l e   8 . T a b l e  8 P a c k e t L o s s  Ra t i o   ( P L R ) o n  E n d  D e v i c e E n d   D e v i c e S e n t - p a c k e t A r r i v a l - p a c k e t T o t a l - p a c k e t P a c k e t   L o s s   R a t i o   ( % ) 1 3 0 0 3 0 0 3 0 0 0 2 3 0 0 2 8 5 3 0 0 5 3 3 0 0 3 0 0 3 0 0 0 3 .3 . P o llu t a n t L e v e l M e a s u r e m e n t Da t a B a s e d   o n   th e   a b o v e   p e r f o r m a n c e w e   h a v e   c o n d u c t e d   th e   m e a s u r e m e n o f   C O   g a s c o n c e n tr a t i o n   u s i n g   c o m m e r c i a l   s e n s o r   d e v i c e T h e   r e s u l ts   f r o m   th e   m e a s u r e m e n t o f   th e c o r r e s p o n d i n g c o n c e n tr a ti o n   d a t a   i s g i v e n i n   T a b l e 9 It  i s   d e m o n s tr a te d   th a th e   c o n c e n tr a t i o n c a te g o r y   i s   f a l l   i n to   f i n e   c a te g o r y   wh i c h   m e a n s   th a t h e   e n v i r o n m e n i s   n o b e i n g   e n d a n g e r e d b y  t h e   p r e s e n o f  CO  g a s . Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NIK A IS S N: 2 3 0 2 - 4 0 4 6 P e r fo r m a n c e   A n a l y s i s  o f Z i g B e e   M e s h  W S N i n   Ca r b o n   M o n o x i d e  G a s ( M u h a m m a d  F u a d ) 5 8 3 T a b l e  9 S a m p l e  o f  CO  d a t a  m e a s u r e m e n t D a t a C O P o l l u t i o n   I n d e x p p m m g / m 3 c o u n t e d c a t e g o r i e s 1 2 3 0 . 0 2 3 0 . 2 3 F i n e 2 2 3 0 . 0 2 3 0 . 2 3 F i n e 3 2 4 0 . 0 2 4 0 . 2 4 F i n e 4 2 4 0 . 0 2 4 0 . 2 4 F i n e 5 2 5 0 . 0 2 5 0 . 2 5 F i n e 6 2 5 0 . 0 2 5 0 . 2 5 F i n e 7 2 6 0 . 0 2 6 0 . 2 6 F i n e 8 2 7 0 . 0 2 7 0 . 2 7 F i n e 9 2 6 0 . 0 2 6 0 . 2 6 F i n e 1 0 2 8 0 . 0 2 8 0 . 2 8 F i n e 4 . Co n c lu s io n W e   h a v e   d e v e l o p e d   a n d   te s te d   th e   p e r f o r m a n c e   o f   a   CO   g a s   m o n i to r i n g   s y s te m   b a s e d o n   w i r e l e s s   m o n i to r i n g   n e two r k   w i th   m e s h   to p o l o g y   u s i n g   Z i g B e e   a s   i ts   m a i n   d a ta   tr a n s f e r p r o to c o l T h e   s y s t e m h a s   b e e n s u c c e s s f u l l y i m p l e m e n te d wi th   c a p a b i l i t y   o f   d i s p l a y i n g i n f o r m a ti o n i n   r e a l   ti m e . In   a d d i ti o n , th e   s y s te m i s   a b l e   to p r o v i d e i n f o r m a ti o n a n   a v e r a g e   v a l u e o f   2 5 .1   p p m   a n d   h a v e   a   g o o d p e r f o r m a n c e w i th   m o r e   th a n 1 .0 1 7 k b p s   o f th r o u g h p u t , n o m o r e th a n 4 0 9  m s d e l a y a n d   p a c k e t l o s s  r a ti o l e s s th a n 5 % . Re f e r e n c e s [ 1 ] Ka s a AR ,   Kh e m n a D S,   T e m b h u rn i k a N P.   W S N   b a s e d   a i p o l l u t i o n   m o n i t o ri n g   s y s t e m . I n t e rn a t i o n a l J o u rn a l   o f   Sc i e n c e   a n d   En g i n e e ri n g   A p p l i c a t i o n . 2 0 1 3 . 2 ( 4 ) :   5 5 - 9 3 . [ 2 ] M i s h ra   SA,   T i j a re   D S,   A s u t k a G M .   D e s i g n   o f   e n e rg y   a w a re   a i r   p o l l u t i o n   m o n i t o ri n g   s y s t e m   u s i n g W S N . I n t e r n a t i o n a l   J o u rn a l   o f   Ad v a n c e s   i n   En g i n e e r i n g   &   T e c h n o l o g y . 2 0 1 1 ;   1 ( 2 ) :   1 0 7 - 1 1 6 . [ 3 ] M u rt h y   Y N ,   Su k a n y a   V,   Sa ri t h a   C .   D e s i g n   a n d   d e v e l o p m e n t   o f   Z i g Be e   b a s e d   w i re l e s s   s e n s o r n e t w o rk   f o m o n i t o r i n g   a i p o l l u t a n t s . I n t e rn a t i o n a l   J o u rn a l   o f   Sc i e n t i f i c   En g i n e e ri n g   R e s e a r c h . 2 0 1 3 ;   4 ( 3 ) :   1 - 5 . [ 4 ] L a n j e w a U M ,   Sh a h   J J .   Ai p o l l u t i o n   m o n i t o r i n g   t ra c k i n g   s y s t e m   u s i n g   m o b i l e   s e n s o r s   a n d   a n a l y s i s o f   d a t a   u s i n g   d a t a   m i n i n g . I n t e rn a t i o n a l   J o u rn a l   o f   Ad v a n c e d   C o m p u t e R e s e a r c h . 2 0 1 2 ;   2 ( 6 ) : 1 9 - 2 3 . [ 5 ] G   An a s t a s i ,   M   C o n t i ,   M D i   F ra n c e s c o , A Pa s s a re l l a .   En e rg y   c o n s e rv a t i o n   i n   w i re l e s s   s e n s o r n e t w o rk s ;   s u rv e y . Ad   H o c   N e t w o rk s . 2 0 0 9 ;   7 :   5 3 7 - 5 6 8 . [ 6 ] VC   G u n g o r,   L u   B,   G H a n c k e .   O p p o rt u n i t i e s   a n d   c h a l l e n g e s   o f   w i re l e s s s e n s o n e t w o rk s   i n   s m a rt g ri d . I EEE  T ra n s a c t i o n s   o n   I n d u s t ri a l   El e c ro n i c . 2 0 1 0 ;   5 7 ( 1 0 ) . [ 7 ] L i   F ,   W a n g   Y ,   L i   X Y ,   N u s a i ra t   A,   W u   Y .   G a t e w a y   p l a c e m e n t   f o t h ro u g h p u t   o p t i m i z a t i o n   i n   w i re l e s s m e s h   n e t w o rk s . M o b i l e   N e t w   Ap p l .   2 0 0 8 ;   1 3 :   1 9 8 - 2 1 1 . [ 8 ] R a j u   PV,   Ara v i n d   R S,   Ku m a B S. P o l l u t i o n   m o n i t o r i n g   s y s t e m   u s i n g   w i re l e e s   s e n s o n e t w o rk   i n Vi s a k h a p a t n a m . I n t e r n a t i o n a l   J o u rn a l   o f   En g i n e e ri n g   T re n d s   a n d   T e c h n o l o g y . 2 0 1 3 ; 4 ( 4 ) : 5 9 1 - 5 9 5 . [ 9 ] I F   Ak y i l d i z ,   W Su ,   Y Sa n k a ra s u b ra m a n i a m ,   E C a y i r c i .   W i r e l e s s   s e n s o r s   n e t w o rk s ;   s u rv e y . C o m p u t e N e t w o r k s .   2 0 0 2 ;   3 8 ( 4 ) :   3 9 3 - 4 3 2 . [ 1 0 ] Al - M u k h t a M ,   H a d i   T H .   M o d e l i n g   t h e   p e rf o rm a n c e   o f   Z i g Be e   c l u s t e t re e   w i re l e s s   s e n s o n e t w o rk s   i n p re s e n c e   o f   f a i l u re s . J o u rn a l   o f   Ad v a n c e d   C o m p u t e Sc i e n c e   a n d   T e c h n o l o g y   R e s e a r c h . 2 0 1 3 ;   3 ( 3 ) : 1 1 6 - 1 2 6 . [ 1 1 ] D i g i .   Z i g Be e ®   W i re l e s s   St a n d a rd .   h t t p : / / w w w . d i g i . c o m / t e c h n o l o g y / a rt i c l e s /   W i re l e s s - Z i g Be e .   2 0 1 1 . [ 1 2 ] Erg e n   SC . Z i g Be e / I EEE  8 0 2 . 1 5 . 4 Su m m a ry . B e rk e l e y   ( BK ) :   U C   Be rk e l e y .   2 0 0 4 . [ 1 3 ] Az i z   M ,   Al a t a s   H ,   Se m i n a KB.   R a n c a n g   b a n g u n   s i s t e m   a k u i s i s i   d a t a   b e rb a s i s   w i re l e s s   s e n s o r n e t w o rk   ( W SN )   d a n   i n t e rn e t   a c c e s s   u n t u k   p e n g u k u ra n   i n d e k s   s t a n d a p e n c e m a u d a ra   ( I SPU ) . D i s e rt a s i .   Bo g o r :   I n s t i t u t   Pe rt a n i a n   B o g o r; 2 0 1 2 . [ 1 4 ] J i   Z .   D e s i g n   o f   a n   i n t e g ra t e d   c o n t r o l l e b a s e d   o n   Z i g B e e   w i re l e s s   s e n s o n e t w o rk . T E L KO M N I KA I n d o n e s i a n   J o u r n a l   o f El e c t r i c a l   En g i n e e ri n g . 2 0 1 3 ; 1 1 ( 8 ) :   4 4 1 4 - 4 4 2 1 . [ 1 5 ] Si n g h   S,   T ri p a t h i   R .   Pe rf o rm a n c e   a n a l y s i s   o f   e x t e n d e d   AO D w i t h   I EEE8 0 2 . 1 1 e   H C C t o   s u p p o r t Q o i n   h y b ri d   n e t w o rk . T E L KO M N I KA I n d o n e s i a n   J o u r n a l   o f   El e c t r i c a l   En g i n e e ri n g . 2 0 1 4 ; 1 2 ( 9 ) : 6 6 4 4 - 6 6 5 0 . [ 1 6 ] Sh i u a n   PM ,   Y u   C T .   Q u i c k   c o n v e rg e c a s t   i n   Z i g Be e   b e a c o n s - e n a b l e d   t re e - b a s e d   w i re l e s s   s e n s o r n e t w o rk . I n t e rn a t i o n a l   J o u rn a l   o f   C o m p u t e C o m m u n i c a t i o n . 2 0 0 8 ; 3 1 :   9 9 9 - 1 0 1 1 . [ 1 7 ] Sz i g e t i   T ,   H a t t i n g h   C .   En d   t o   e n d Q o n e t w o rk   d e s i g n :   Q u a l i t y   o f   Se rv i c e   i n   L AN s   W AN s   a n d   VPN . I n d i a n a p o l i s :   C i s c o   Pre s s . 2 0 0 4 [ 1 8 ] M i s ra   S,   W o u n g a n g   I ,   C h a n d r a   M S.   G u i d e   t o   w i re l e s s   a d   h o c   n e t w o rk s . T o ro n t o :   R y e rs o n   U n i v e rs i t y . 2 0 0 9 . [ 1 9 ] H a n z o   L ,   T a f a z o l l i   R .   s u rv e y   o f   Q o s   ro u t i n g   s o l u t i o n s   f o m o b i l e   a d   h o c   n e t w o rk s . I EEE C o m m u n i c a t i o n s   Su rv e y s   & T u t o ri a l s .   2 0 0 7 ;   9 ( 2 ) :   5 0 - 7 0 . Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.