دانلود رایگان ترجمه مقاله اتوماسیون مدیریت زنجیره تامین با شبکه های سنسور بیسیم – IEEE 2007

مقالات انگلیسی و ترجمه های فارسی رایگان با فرمت PDF آماده دانلود رایگان میباشند

همچنین ترجمه مقاله با فرمت ورد نیز قابل خریداری و دانلود میباشد

مقاله انگلیسی رایگان (PDF)

ترجمه فارسی رایگان (PDF)

خرید ترجمه با فرمت ورد

فهرست مقاله:

خلاصه
1-مقدمه
2 سناریو
2.1 برنامه نویسی ATTDs
3. الزامات برنامه و جدیدترین تکنولوژی
4. SensorScheme
4.1 حافظه
4.2 نمایش برنامه و معنا شناسی اجرا
4.3. برنامه ریزی کار
4.4 ارتباطات
5. بحث
6. ارزیابی
6.1 پیاده سازی
6.2 اندازه کد و استفاده از حافظه
6.3 عملکرد زمان اجرا و استفاده از انرژی
7. نتیجه گیری و جهت آینده

بخشی از ترجمه فارسی مقاله:

1-مقدمه
مدیریت زنجیره تامین یک تجارت پیچیده است که شامل بسیاری از احزاب و حجم زیادی از کالاها می شود. جای تعجب نیست که بررسی دستی کالا ها منجر به خطای انسانی می شود که باعث کاهش قابل توجه درآمد می شود. اتوماسیون می تواند باعث بهبود زنجیره تامین، کارایی و حجم معاملات بالاتر می شود. براساس یک مطالعه اخیر [13]، کاربرد اخیر فناوری RFID در حال حاضر تاثیر زیادی بر زنجیره تامین خرده فروشی دارد.
دیگر تحولات اخیر در ارتباطات بی سیم کم قدرت، تکنولوژی جدیدی را بوجود آورده است: شبکه های حسگر بی سیم، شامل دستگاه های محاسباتی کوچک مجهز به سنسورهای کوچک و قابلیت های ارتباطات بی سیم. متفاوت از RFID، این دستگاه ها با باتری عمل می کنند و می تواند با هر وسیله دیگری در نزدیکی ارتباط برقرار کند، محیط خود را حس می کند و به طور مداوم به وضعیت درک شده جهان اطرافشان پی ببرند.
شبکه های حسگر بی سیم یک امید بزرگ برای تجارت مدیریت زنجیره تامین است. گره های WSN را می توان به جعبه ها، کانتینر رول، پالت ها و کانتینر های حمل متصل کرد تا به عنوان دستگاه های ردیابی حمل و نقل فعال عمل کنند. این دستگاه ها می توانند به طور فعال فرایند حمل و نقل را کنترل کنند و به شرایط بررسی مناسب کالاها مانند درجه حرارت برای غذاهای تازه رسیدگی کنند. علاوه بر این، این دستگاه ها می توانند آسیب ناشی از شوک های ناگهانی، یا باز شدن کانتینر ها و دیگر اشکال نقض قرارداد را تشخیص دهند. این باعث بهبود کیفیت خدمات و کارایی بیشتر می شود که به نوبه خود منجر به کاهش هزینه حمل و نقل می شود.
اگرچه سیستم عامل های سخت افزاری شبکه بیسیم در حال حاضر برای دستگاه های ردیابی حمل و نقل فعال مناسب هستند، تکنولوژِ جدید نرم افزار سیستم WSN فاقد مجموعه ای از ویژگی های مناسب است. در این مقاله ما یک پلت فرم به نام SensorScheme ارائه می کنیم که می تواند نیازهای ارائه شده توسط سناریوهای لجستیک پیگیری فعال را برطرف کند. SensorScheme یک مترجم برای اجرای کد برنامهdynamically loaded برای سیستم عامل WSN بر اساس زبان برنامه نویسی Scheme است. این محیط اجرایی امن را ارائه می دهد که در آن برنامه های بدعمل نمی توانند دستگاه را خراب کنند و با امکانات برنامه نویسی سطح بالا مثل جمع آوری زباله، ارتباط با مرتب کردن خودکار آیتم های داده مجهز شده و برای اجرای چندین کنترل از راه دور و فعال سازی مسدود کردن تماس های I / O همکاری می کند. علاوه بر ردیابی فرآیندهای لجستیکی، SensorScheme می تواند در بسیاری از برنامه های کاربردی WSN “سنتی” استفاده کند.
بقیه مقاله به شرح زیر است: بخش 2 یک سناریوی کاربردی را ارائه می دهد، که پس از آن جدیدترین تکنولوژی برای تحقق این برنامه در بخش 3 بررسی می شود.سپس، بخش 4 طراحی SensorScheme را شرح می دهد و به دنبالدر بخش 5 درباره تکنیک های پیاده سازی برای سناریو بحث می شود. سپس عملکرد SensorScheme را در بخش 6 ارزیابی می کنیم و نتیجه گیری می کنیم (بخش 7).
2 سناریو
فن آوری شبکه های حسگر بی سیم می تواند در صنعت مدیریت زنجیره تامین، زمانی که به عنوان دستگاه های ردیابی حمل و نقل فعال (ATTDs) متصل به اقلام حمل و نقل مجدد (RTI) مانند جعبه، کانتینر های rolling ، پالت و کانتینر های حمل و نقل، سودمند باشد. برای نشان دادن استفاده از چگونگی ATTD ما در حال حاضر در مورد یک سناریوی حمل و نقل کوچک بحث می کنیم. یک محموله ی موز را در نظر بگیرید که از مزرعه در نزدیکی ریودوژانیرو، برزیل به یک مرکز توزیع سوپرمارکت در روتردام منتقل می شود. موز در جعبه های بسته بندی شده روی پالت قرار گرفته می شوند، و هر کدام با یک دستگاه ردیابی مجهز شده اند. در اوایل صبح، این پالت ها در کامیون ها (متعلق به شرکت حمل و نقل موز یا BTC) از مزرعه به بندر بارگیری در بندر حمل می شوند، جایی که آنها را به کانتینر های حمل و نقل حمل می کنند که آنها را تا رسیدن به مرکز توزیع زنجیره ای سوپرمارکت حمل می کند. در طی کل سفر موز باید در هوای خنکک بین 10 تا 15 درجه سانتیگراد و از منابع گاز اتیلن مانند دانه های قهوه ای تازه نگهداری شود که بر روند رسیدن تأثیر می گذارد.
در طی فرآیند حمل و نقل از مزرعه به مرکز توزیع – که ما به آن یک سفر می گوییم – تعدادی از موارد نظارت می شوند:
1. سنسورهای دما بر روی ATTD ها دمای محیط را در فواصل 1 دقیقه اندازه گیری می کنند و دمای اندازه گیری شده را در پرونده ورودی دستگاه ذخیره می کنند. اگر دمای بیش از محدوده مجاز باشد، دستگاه هشدار را سیگنال می کند، بنابراین می توان اندازه گیری ها را بلافاصله انجام داد.
2. هر دستگاه ردیابی پالت با دستگاه های اطراف آن ارتباط برقرار می کند تا اطمینان حاصل شود که آیا هر یک از آنها دانه های قهوه یا سایر محصولات مضر را حمل می کنند. هنگامی که یک پالت به یک کانتینر بارگیری می شود، دستگاه همچنین درخواست می کند که آیا کانتینر می تواند کانتینر دیگری حمل کالاهای مضر را در یک فاصله معین (از 10 متر) پیدا کند. اگر دانه های قهوه در نزدیکی یافت می شوند، دستگاه ردیابی این را در فایل ورودی آن ذخیره می کند و هشدار را نشان می دهد.
3. در طی کل سفر، ATTD در هر پالت پیروی از طرح حمل و نقل را بررسی می شود. در هر مرحله از سفر، تایید می کند که آیا به کامیون صحیح بارگذاری شده است، و در انبار صحیح تخلیه شده است، که در شکل 1 نشان داده شده است. هر انتقال به یک مرحله جدید از سفر تسطیح شده و هر زمانی که حمل و نقل به درستی انجام نمی شود ، و یا در زمان محدودیت دارد، دستگاه ها یک هشدار را به سیگنال در می آورند.
موز های ما از تعدادی مرحله در حین حمل از مزرعه به مرکز توزیع عبور می کند، همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است. در هر مرحله، بسته به شرایط محلی، روش متفاوتی برای تأیید باید انجام شود.
در حالی که یک پالت در مزرعه منتظر بارگیری در کامیون است، تلاش می کند که تایید کند به درستی، در نزدیکی سایر پالت ها که باید به یک کامیون بارگیری شوند، بارگیری شود. این کار را با مقایسه مقصد و محتویات آن با (اکثریت) گره های همتا در سایر پالت های نزدیک انجام می دهد. هنگامی که یک پالت به طور صحیح قرار نگرفته باشد یا هیچ گره همتایی یافت نشود، باید هشدار را به صدا در آورد.
سپس ، پالت ها به کامیون حمل می شوند تا آنها را به بندر منتقل کنند. گره ها می توانند بارگیری را با ” شنیدن ” دستگاه دیگری را که در داخل کامیون قرار دارد، تشخیص دهد. در کامیون، هر دستگاه پالت از دستگاه کامیون شرکت ها و شناسه های کامیون ها درخواست می کند و آنها را در فایل ورود به سیستم (همراه با زمان فعلی) ثبت می کند. دستگاه های پالت با اطلاعاتی که قبل از 6 صبح به همراه کامیون های شرکت BTC حمل می شوند، برنامه ریزی می شوند و اگر هر یک از شرایط رخ ندهد، هشدار می دهند.
گرچه در کامیون، گره های پالت نباید هر چیزی را تأیید کنند، زیرا هیچ تغییری در حالت رخ نخواهد داد تا زمانی که آنها خارج شوند. آنها باید تشخیص دهند که از کامیون خارج می شوند، که می توانند به دلیل عدم وجود کامیون و حضور زیرساخت بی سیم (نقطه دسترسی) اسکله بارگیری بندرگاه نتیجه گیری شود. اگر بندر گاه صحیح شناسایی نشده باشد یا قبل از رسیدن پالت، مدت طولانی طول بکشد، باید هشدار داده شود.
هنگامی که در اسکله خالی می شوند، ATTD ها دوباره تأیید می کنند که آیا آنها به طور صحیح قرار گرفته اند تا دوباره به کانتینر های حمل و نقل بارگیری شوند. اسکله مجهز به زیرساخت های پیشرفته الکترونیکی است که می تواند موقعیت هر پالت را ردیابی کند و بر اساس این، هر پالت تأیید می کند که آیا در جای درست است. هنگامی که نادرست قرار می گیرد، می تواند به طور مستقیم یک پیام هشدار را به زیرساخت اسکله منتقل کند که به کارگران برای تصحیح آن اطلاع می دهد. بر خلاف کامیون ها، نقاط دسترسی می توانند از اتصال مستقیم رادیویی خارج باشند، فقط از طریق چند هاپ متصل می شوند و به چندین پروتکل ارتباطی چند هاپی متفاوت برای ارتباط برقرار کردن نیاز دارند.
برای آخرین مرحله حمل و نقل، پالت ها به کانتینر ها بارگذاری می شوند. این ها را می توان با یک شناسه حمل و نقل مطابق برنامه ریزی شده در هر کانتینر تشخیص داد. سرانجام، هنگامی که کانتینر به مرکز توزیع می رسد، ATTD های پالت نقطه دسترسی مرکز توزیع و تبدیل حالت را درک می کنند. به عنوان پایگاه اصلی برای این حمل و نقل، نقطه دسترسی مرکز توزیع روتردام با استفاده از پروتکل های اختصاصی بی سیم، فقط اجازه ی دسترسی به کالاهای متعلق به سوپرمارکت زنجیره ای را می دهد. باز هم این نیاز به پروتکل های ارتباطی مختلف برای انجام تایید سفر دارد.
هنگامی که خطاها در طول سفر تشخیص داده می شوند، ATTD ها هشدار را سیگنال می دهند. بسته به مرحله حمل و نقل، روش های مختلفی برای افزایش هشدار مورد نیاز است. در حالی که پالت ها در خارج از کامیون قرار دارند، منتظر هستند تا بارگیری شوند، صدای زنگ و چراغ های چشمک زدن، توجه کارگران را که می توانند مشکل را حل کنند، جلب می کنند. اما در داخل کامیون، هشدار باید به راننده در کابین کامیون اطلاع داده شود. در ابتدای هر مرحله جدید، روش هشدار مناسب انتخاب شده است که توسط هر یک از منابع خطا که می تواند در دستگاه رخ دهد، از جمله فرآیندهای دما و پروسه مجاورت قهوه، استفاده شود.

بخشی از مقاله انگلیسی:

1. Introduction

Supply chain management is a complex business, involving many parties and high volumes of goods. Not surprisingly, manual handling of transported goods leads to human errors accounting for significant loss in revenue. Automation can improve supply chain visibility, efficiency and yield higher turnovers. The recent application of RFID technology is already making a great impact on the retail supply chain, according to a recent study ([13]). Other recent developments in low power wireless communication has spawned a new technology: Wireless Sensor Networks, consisting of small computing devices equipped with tiny sensors and wireless communication capabilities. Different from RFID, these devices are battery-operated, and can communicate with any other device nearby, sense their environment, and continuously reason upon the perceived state of the world around them. Wireless sensor networks hold a great promise for the supply chain management business. WSN nodes can be attached to crates, roll containers, pallets and shipping containers to function as Active Transport Tracking Devices as we call them. These devices can actively monitor the transportation process, and verify proper handling conditions of goods like temperature for fresh foods. Furthermore, these devices can detect damage due to sudden shocks, or opening of containers and other forms of contract breach. This results in significant quality of service improvements and greater efficiency which in turn lead to lower transport cost. Although current wireless sensor network hardware platforms are suitable as Active Transport Tracking Devices, the state of the art in WSN system software is lacking the right set of features.In this paper we present a platform called SensorScheme that is able to deliver on the requirements posed by active tracking logistics scenarios. SensorScheme is an interpreter to execute dynamically loaded application code for WSN platforms based on the Scheme programming language. It presents a safe execution environment, in which malfunctioning programs cannot crash the device, and is equipped with high-level programming facilities such as garbage collection, communication by automatic marshalling of data items, and co-routines to implement multiple threads of control and enable blocking I/O calls. Besides tracking logistical processes, SensorScheme can find good use in many other, more ‘traditional’ WSN applications. The rest of the paper is organized as follows: Section 2 presents an application scenario, followed by a review of the state of the art for realizing this application in section 3. Next, section 4 describes the design of SensorScheme, followed by a discussion of implementation techniques for the scenario in section 5. Then we evaluate SensorScheme’s performance in section 6, and conclude and give future directions (section 7).

2 Scenario

The technology of Wireless Sensor Networks can provide great benefit to the supply chain management industry, when used as active transport tracking devices (ATTDs) attached to returnable transport items (RTIs), such as crates, rolling containers, pallets and shipping containers. To illustrate the use of how ATTDs we will now discuss a small transportation scenario. Consider a shipment of bananas as it travels from the farm near Rio de Janeiro, Brazil to a supermarket distribution center in Rotterdam. The bananas are packed in boxes stacked onto pallets, each equipped with a tracking device. Early in the morning, these pallets travel in trucks (owned by the Banana Transportation Company, or BTC) from the farm to a loading dock at the harbor, where they are loaded into shipping containers that carry them all the way to the supermarket chain’s distribution center. During the whole trip, the bananas need to be kept cool, between 10 and 15 degrees Celsius, and away from sources of ethylene gas, such as fresh coffee beans, that adversely influence the ripening process. During the transportation process from the farm to the distribution center – which we’ll call a journey – a number of things are monitored: 1. Temperature sensors on the ATTDs measure the ambient temperature at 1 minute intervals, and store the measured temperature in the device’s log file. If the temperature exceeds the allowed range, the device will signal an alarm, so measures can be taken immediately. 2. Each pallet’s tracking device communicates with others around it to verify whether any of those is transporting coffee beans or other harmful products. When a pallet is loaded into a container, the device also requests whether the container can find other containers carrying harmful products within a certain distance (of say 10 meters). If coffee beans are found nearby, the tracking device stores this in its log file and signals an alarm. 3. During the entire journey, the ATTD on each pallet checks for adherence to the transportation plan. At every stage of the journey, it verifies whether it is loaded into the right truck, and unloaded at the correct warehouse, as is depicted in figure 1. Every transition into a new stage of the journey is logged, and the devices signal an alarm whenever the transport is not carried out correctly, or within the given time constraints. Our bananas pass through a number of stages during their transport from farm to distribution center, as figure 1 shows. At every stage, a different method of verification will have to be carried out, depending on the local circumstances. While a pallet is waiting at the farm to be loaded into the truck it tries to verify whether it is positioned correctly, near other pallets that are to be loaded into the same truck. It does this by comparing its destination and contents with (the majority of) peer nodes on other pallets nearby. When a pallet is not positioned correctly or no peer nodes are found, it should raise an alert. Next, the pallets are loaded into the truck transporting them to the harbor. Nodes can detect being loaded by ‘hearing’ another device, placed inside the truck. When in the truck, each pallet device requests from the truck device the company and truck IDs and records these into the log file (along with the current time). Pallet devices are programmed with the information that they will be transported with any of the trucks of the BTC company before 6 am, and will signal an alarm if either condition is not met. While in the truck, pallet nodes do not have to verify anything, since no change in state will take place until they are taken out. They do have to detect being taken out of the truck, however, which can be concluded from absence of the truck, and presence of the wireless infrastructure (access point) of the harbor loading dock. If the right dock is not detected, or it takes too long before the pallets arrive, an alarm needs to be signaled. When unloaded on the dock, the ATTDs again verify whether they are positioned correctly to be reloaded into shipping containers. The dock is equipped with advanced electronic infrastructure capable of tracking each pallet’s location, and based on this, each pallet verifies whether it is at the correct position. When placed incorrectly, it can directly send an alert message to the dock infrastructure that will inform workers to correct it. Unlike trucks, access points can be out of direct radio connectivity, only connected through multiple hops, and will need different, multi-hop communication protocols to communicate with. For the last stage of the transport, the pallets are loaded into containers. These can be recognized by a matching shipping ID programmed into each container. Finally, when the container arrives in the distribution center, pallet ATTDs sense the distribution center access point and make the state transition. Being the home base for this transport, the Rotterdam distribution center access point uses proprietary wireless protocols, to allow access only to the supermarket chain’s owned goods. Again this requires different communication protocols to perform the journey’s verification. When errors are detected during the journey, the ATTDs signal alarms. Different methods of raising the alert are required, depending on the transport stage. While pallets are outside the truck, waiting to be loaded, a beeping sound and blinking lights attract the attention of workers that can correct the problem. But when inside the truck, the alert should be notified to the driver in the truck cabin instead. At the start of each new stage, the proper alert procedure is selected to be used by any of the sources of error that can occur in the device, including the temperature and coffee proximity processes.