Year 2019, Volume 19, Issue 1, Pages 114 - 120 2019-05-28

Aloha based Cost Effective Medium Access Protocol in Underwater Wireless Sensor Networks
Sualtı Kablosuz Algılayıcı Ağlarda Aloha Tabanlı Maliyet Etkin Ortam Erişim Protokolü

Muhammed Enes BAYRAKDAR [1]

9 15

Underwater sensor networks; it is a rapidly developing area of ​​research with a wide range of applications such as data collection in ocean, pollution monitoring and ocean sampling. One of the most researched areas is the coverage of underwater sensor networks, which are the basis of many applications. The coverage is usually related to how effectively a network is monitored by the sensor. There are major problems in the ocean or marine region, especially in water pollution. Underwater pollution generally causes acidification, plastic residues and toxins. Today, the determination of this pollution is carried out through a human surveillance monitoring process. Therefore, there is a need for an automatic and intelligent monitoring system to identify the formation of pollution. The proposed simulation model defines the intelligent sensor-based monitoring system that identifies and alarms the formation of underwater pollution. Aloha was chosen as the medium access protocol for the cost-effective system in which we designed the simulation model. The efficiency of the system has been shown to be more stable, cost-effective and manageable than the monitoring process involving the existing human surveillance by testing with the simulation model. When the sensor network load increases from 0 to 6, the highest performance ratio is obtained as 0.36 when the network load is 1. The delay value changes between 0.14 ms and 0.16 ms, while the lowest delay is acquired as 0.15 ms in the middle of simulation duration.

Sualtı algılayıcı ağlar; okyanusta veri toplama, kirlilik izleme, okyanus örneklemesi gibi çok çeşitli uygulamalarla hızla gelişen bir araştırma alanıdır. En çok araştırılan alanlardan biri, birçok uygulamanın temelini oluşturan sualtı algılayıcı ağların kapsama alanıdır. Kapsama alanı genellikle bir ağın algılayıcı tarafından ne kadar etkin izlendiği ile ilgilidir. Su kirliliği başta olmak üzere, okyanus veya deniz bölgesinde ortaya çıkan başlıca problemler vardır. Sualtı kirliliği genel olarak asitleşmeye, plastik kalıntılara ve toksinlere sebep olmaktadır. Günümüzde bu kirliliğin belirlenmesi, insan gözetimli izleme süreci ile gerçekleştirilmektedir. Bu sebeple, kirliliğin oluşumunu tanımlamak için otomatik ve akıllı izleme sistemine ihtiyaç duyulmaktadır. Önerdiğimiz benzetim modeli, su altındaki kirliliğin oluşumunu tanımlayan ve alarm veren akıllı algılayıcı tabanlı izleme sistemini tanımlamaktadır. Benzetim modelini tasarladığımız sistemin, maliyet açısından verimli olması için ortam erişim protokolü olarak Aloha seçilmiştir. Sistemin verimliliği benzetim modeli ile test edilerek mevcut insan gözetimi içeren izleme sürecinden daha kararlı, düşük maliyetli ve yönetilebilir olduğu gösterilmiştir. Algılayıcı ağ yükü 0 ile 6 arasında değiştiğinde, en yüksek başarım oranı 0,36 olarak ağ yükü 1 olduğunda elde edilmektedir. Gecikme değeri 0,14ms ile 0,16ms arasına yakın değerlerde değişirken, en düşük gecikme 0,15ms olarak benzetim süresinin ortalarında elde edilmektedir.
  • A. Akhter, M. A. Uddin, M. A. I. Abir and M. M. Islam, Noise aware level based routing protocol for underwater sensor networks, 2016 International Workshop on Computational Intelligence (IWCI), Dhaka, 2016, pp. 169-174.
  • A. Katti and D. K. Lobiyal, Sensor node deployment and coverage prediction for underwater sensor networks, 2016 3rd International Conference on Computing for Sustainable Global Development (INDIACom), New Delhi, 2016, pp. 3018-3022.
  • A. Wahid and D. Kim, Connectivity-based routing protocol for underwater wireless sensor networks, 2012 International Conference on ICT Convergence (ICTC), Jeju Island, 2012, pp. 589-590.
  • A. Zhan, G. Chen and W. Wang, Utilizing Automatic Underwater Vehicles to Prolong the Lifetime of Underwater Sensor Networks, 2009 Proceedings of 18th International Conference on Computer Communications and Networks, San Francisco, CA, 2009, pp. 1-6.
  • C. H. Yu, K. H. Lee, Hyun Pil Moon, J. W. Choi and Y. B. Seo, Sensor localization algorithms in underwater wireless sensor networks, 2009 ICCAS-SICE, Fukuoka, 2009, pp. 1760-1764.
  • F. Fauziya, M. Agrawal and B. Lall, Channel capacity of a Vector Sensor based underwater communications system, OCEANS 2016 MTS/IEEE Monterey, Monterey, CA, 2016, pp. 1-5.
  • H. E. Erdem and V. C. Gungor, Lifetime analysis of energy harvesting underwater wireless sensor nodes, 2017 25th Signal Processing and Communications Applications Conference (SIU), Antalya, 2017, pp. 1-4.
  • H. F. Rezaei, A. Kruger and C. Just, An energy harvesting scheme for underwater sensor applications, 2012 IEEE International Conference on Electro/Information Technology, Indianapolis, IN, 2012, pp. 1-4.
  • I. Lazar, A. Ghilezan and M. Hnatiuc, Development of underwater sensor unit for studying marine life, 2016 IEEE 22nd International Symposium for Design and Technology in Electronic Packaging (SIITME), Oradea, 2016, pp. 82-85.
  • Liu Guangzhong and Li Zhibin, Depth-Based Multi-hop Routing protocol for Underwater Sensor Network, 2010 The 2nd International Conference on Industrial Mechatronics and Automation, Wuhan, 2010, pp. 268-270.
  • M. Byeon, B. Kim, J. Jeon and S. Park, Design and implementation of high-speed communication modem using ultrasonic sensors for underwater sensor networks, OCEANS 2008, Quebec City, QC, 2008, pp. 1-4.
  • M. Erol and S. Oktug, A localization and routing framework for mobile underwater sensor networks, IEEE INFOCOM Workshops 2008, Phoenix, AZ, 2008, pp. 1-3.N. Goyal, M. Dave and A. K. Verma, Congestion control and load balancing for cluster based underwater wireless sensor networks, 2016 Fourth International Conference on Parallel, Distributed and Grid Computing (PDGC), Waknaghat, 2016, pp. 462-467.
  • N. Yashwanth and B. R. Sujatha, Wireless sensor node localization in underwater environment, 2016 International Conference on Electrical, Electronics, Communication, Computer and Optimization Techniques (ICEECCOT), Mysuru, 2016, pp. 339-344.
  • R. Rachman, E. P. Laksana, D. S. Putra and R. F. Sari, Energy Consumption at the Node in Underwater Wireless Sensor Network (UWSNs), 2012 Sixth UKSim/AMSS European Symposium on Computer Modeling and Simulation, Valetta, 2012, pp. 418-423.
  • S. Basagni, L. Bölöni, P. Gjanci, C. Petrioli, C. A. Phillips and D. Turgut, Maximizing the value of sensed information in underwater wireless sensor networks via an autonomous underwater vehicle, IEEE INFOCOM 2014 - IEEE Conference on Computer Communications, Toronto, ON, 2014, pp. 988-996.
  • S. Li, W. Wang and J. Zhang, Efficient deployment surface area for underwater wireless sensor networks, 2012 IEEE 2nd International Conference on Cloud Computing and Intelligence Systems, Hangzhou, 2012, pp. 1083-1086.
  • S. Park, An efficient transmission scheme for underwater sensor networks, OCEANS 2009-EUROPE, Bremen, 2009, pp. 1-3.
  • S. Park, B. Jo and D. Han, An efficient mac protocol for data collection in underwater wireless sensor networks, MILCOM 2009 - 2009 IEEE Military Communications Conference, Boston, MA, 2009, pp. 1-5.
  • T. Lee et al., A Study on the Low Power Communication for Underwater Sensor Network, 2011 IFIP 9th International Conference on Embedded and Ubiquitous Computing, Melbourne, VIC, 2011, pp. 420-423.
  • Y. Chao, Autonomous underwater vehicles and sensors powered by ocean thermal energy, OCEANS 2016 - Shanghai, Shanghai, 2016, pp. 1-4.
  • Yu Yang, Zhang Xiaomin, P. Bo and Fu Yujing, Design of sensor nodes in underwater sensor networks, 2009 4th IEEE Conference on Industrial Electronics and Applications, Xi'an, 2009, pp. 3978-3982.
Primary Language tr
Subjects Engineering
Journal Section Articles
Authors

Author: Muhammed Enes BAYRAKDAR (Primary Author)
Institution: DÜZCE ÜNİVERSİTESİ
Country: Turkey


Bibtex @research article { akufemubid478095, journal = {Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Ve Mühendislik Bilimleri Dergisi}, issn = {}, eissn = {2149-3367}, address = {Afyon Kocatepe University}, year = {2019}, volume = {19}, pages = {114 - 120}, doi = {}, title = {Sualtı Kablosuz Algılayıcı Ağlarda Aloha Tabanlı Maliyet Etkin Ortam Erişim Protokolü}, key = {cite}, author = {BAYRAKDAR, Muhammed Enes} }
APA BAYRAKDAR, M . (2019). Sualtı Kablosuz Algılayıcı Ağlarda Aloha Tabanlı Maliyet Etkin Ortam Erişim Protokolü. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, 19 (1), 114-120. Retrieved from http://dergipark.org.tr/akufemubid/issue/45488/478095
MLA BAYRAKDAR, M . "Sualtı Kablosuz Algılayıcı Ağlarda Aloha Tabanlı Maliyet Etkin Ortam Erişim Protokolü". Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Ve Mühendislik Bilimleri Dergisi 19 (2019): 114-120 <http://dergipark.org.tr/akufemubid/issue/45488/478095>
Chicago BAYRAKDAR, M . "Sualtı Kablosuz Algılayıcı Ağlarda Aloha Tabanlı Maliyet Etkin Ortam Erişim Protokolü". Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Ve Mühendislik Bilimleri Dergisi 19 (2019): 114-120
RIS TY - JOUR T1 - Sualtı Kablosuz Algılayıcı Ağlarda Aloha Tabanlı Maliyet Etkin Ortam Erişim Protokolü AU - Muhammed Enes BAYRAKDAR Y1 - 2019 PY - 2019 N1 - DO - T2 - Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Ve Mühendislik Bilimleri Dergisi JF - Journal JO - JOR SP - 114 EP - 120 VL - 19 IS - 1 SN - -2149-3367 M3 - UR - Y2 - 2019 ER -
EndNote %0 Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Ve Mühendislik Bilimleri Dergisi Sualtı Kablosuz Algılayıcı Ağlarda Aloha Tabanlı Maliyet Etkin Ortam Erişim Protokolü %A Muhammed Enes BAYRAKDAR %T Sualtı Kablosuz Algılayıcı Ağlarda Aloha Tabanlı Maliyet Etkin Ortam Erişim Protokolü %D 2019 %J Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Ve Mühendislik Bilimleri Dergisi %P -2149-3367 %V 19 %N 1 %R %U
ISNAD BAYRAKDAR, Muhammed Enes . "Sualtı Kablosuz Algılayıcı Ağlarda Aloha Tabanlı Maliyet Etkin Ortam Erişim Protokolü". Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Ve Mühendislik Bilimleri Dergisi 19 / 1 (May 2019): 114-120.