T E L KO M NIK A , V ol . 1 7 ,  No. 6 ,  Dec em be r   201 9 , p p. 2 77 2 ~ 2 78 1   IS S N: 1 69 3 - 6 93 0 ,  accr ed ited   F irst  Gr ad e b y K em en r istekdikti,  Decr ee  No: 2 1/E/ K P T /20 18   DOI:   10.12928/TE LK OM N IK A .v 1 7 i 6 . 12971   ◼    27 72       Rec ei v ed   A pril   20 ,  20 1 9 ; R ev i s ed   J un e 3 0 , 2 01 9 ;  A c c ep te d  J ul y  1 8 , 2 01 9   Modelli ng   of   w ir eless se nso r  ne t w o rks    fo r de tec tio n  la nd  a nd  f ores t f ir e ho tsp ot       E v iz al  A b d u l Kadi r * 1 ,  Hit o shi Ir i e 2 ,  S r i Li stia Ro sa 3 ,  M ahm o d  O t h man 4   1 ,3 Dep a rt m e n t  o f  In fo r m a t i c s   E n g i n e e ri n g ,  Fa c u l ty  o f  En g i n e e ri n g ,   Uni v e rs i t a s  I s l a m   Ri a u ,  Pe k a n b a ru ,  2 8 2 8 4  I n d o n e s i a   2 Cen te r f o r En v i ro n m e n ta l  Re m o te  S e n s i n g  (CEReS)   Chi b a   Uni v e rs i ty ,  Ch i b a ,  J a p a n   4 Dep a rt m e n t  o f  F u n d a m e n ta l   a n d  Ap p l i e d  Sc i e n c e ,  U n i v e rs i t i  T e k n o l o g i  P e tro n a s   Se ri  I s k a n d a r,  P e ra k ,  3 2 6 1 0 ,   M a l a y s i a   *C o rre s p o n d i n g  a u th o r,   e - ma il :  e v i z a l @en g . u i r.a c .i d 1 ,  h i to s h i .i ri e @c h i b a - u .j p 2 ,    s ri l i s t i a ro s a @en g .u i r .a c .i d 3 ,  m a h m o d .o t h m a n @ut p . e d u . m y 4       Ab strac t     In d o n e s i a   l o c a te d   i n   So u th   E a s t  As i a   c o u n tri e s   wit h   tro p i c a l   re g i o n ,  f o re s t  fi r e s   i n   In d o n e s i a   i s   o n e  o f  b i g  i s s u e  a n d   d i s a s t e r b e c a u s e  i t  h a p p e n s  i n  a l m o s t  o f  e v e ry   y e a r ,  th i s  i s   b e c a u s e  o f  s o m e  o f  re g i o n   c o n s i s t  o f  p e a t  l a n d   th a t  h i g h   ri s k   f o r  fi re   e s p e c i a l l y   i n   d r y   s e a s o n .  Ria u   Pro v i n c e   i s   o n e   o f  re g i o n   th a t   re g u l a rl y   i n c i d e n t  o f  fo r e s t  f i re   wit h   a ff e c te d   th e   l e n g t h   a n d   b re a d t h   o f  In d o n e s i a .  Pro p o s e   d e v e l o p m e n t  o f   Wi re l e s s   Se n s o r  Net wor k s   ( W SNs )  fo r  d e te c ti o n   o f  l a n d   a n d   fo re s t   fi re   h o t s p o t  i n   I n d o n e s i a   a s   we l l   a s   o n e   o f  th e   m a i n   c o n s e n t s   i n   th i s   r e s e a r c h ,  c a s e   l o c a t i o n   i n   Ri a u   p ro v i n c e   i s   a t  o n e   o f  th e   re g i o n s   th a t  h i g h   r i s k   fo re s t  f i re   i n   d r y   s e a s o n .  W SN s   te c h n o l o g y   u s e d   fo r  g ro u n d   s e n s o r  s y s t e m   to   c o l l e c t  e n v i r o n m e n ta l   d a ta .   Dat a   tr a i n i n g   fo r   fi r e  h o t s p o t   d e te c t i o n   i s  d o n e   i n  d a ta   c e n te r   to   d e t e rm i n e   a n d  c o n c l u d e   o f  f i re  h o t s p o t   th e n   p o te n t i a l   to   b e c o m e   b i g   fi re .   T h e   d e p l o y m e n t   o f   s e n s o rs   l o c a te d   a t   s e v e r a l   l o c a ti o n s   t h a t   h a s   p o t e n ti a l   fo r   fi re   i n c i d e n t ,  e s p e c i a l l y   a s   d a t a   s h o wn  i n   p re v i o u s   c a s e   a n d   fo re c a s t  l o c a t i o n   w i th   p o te n ti a l   f i re   h a p p e n .   M a th e m a ti c a l  a n a l y s i s   i s   u s e d  i n   th i s   c a s e  f o r  m o d e l l i n g  n u m b e r  o f   s e n s o rs   r e q u i re d  t o  d e p l o y   a n d   t h e  s i z e   o f  fo re s t  a re a .  Th e   d e s i g n   a n d   d e v e l o p m e n t  o f  W SNs   g i v e   h i g h   i m p a c t  a n d   f e a s i b i l i t y   to   o v e rc o m e   c u rre n t   i s s u e s   o f  fo re s t  f i re   a n d   f i re   h o ts p o t  d e te c ti o n   i n   In d o n e s i a .   Th e   d e v e l o p m e n t  o f  th i s   s y s t e m   u s e d   W SNs   h i g h l y  a p p l i c a b l e  f o r e a rl y  wa r n i n g   a n d   a l e rt  s y s t e m  f o r f i r e  h o ts p o t  d e te c ti o n .       Key w ords :  d e te c ti o n ,  fo r e s t  f i r e  h o t s p o t ,  s e n s o rs ,  WSNs       Copy righ t  ©  2 0 1 9   Uni v e rsi t a s  Ahm a d  D a hl a n.  All  rig ht s  r e s e rve d .       1.  Int r o d u ctio n   F ores t  f i r e  i n  In do n es i a  i s   a  di s as ter  th at  i nc i d en t   an nu al l y   ha pp e n,  es pe c i al l y   i n  s u m m er  s ea s on .  Da ta  s h o w s   tha t   to tal   l os s   be c a us e  of   thi s   f i r e   i n   1 99 7   i s   US D 2.4 5   b i l l i o n  [ 1 ] ,  bu t  th i s   l os s   s ti l l   s m al l er  c o m pa r e  to  19 95 ,  th e  l os s   i s   US D1 9.1   b i l l i on .  R i au   prov i nc e  i s   on e  of   the   s tat e  t ha t  h i gh   r i s k   to   thi s   di s as ter  b ec au s e  of   t y pe   of   l a nd   w h i c h  i s   pe at  l a nd .  T ota l   ec on om i c   l os s   f or  Ri au   prov i nc e  i n  y e ar  20 15   be c a us e  o f   f i r e  up   to  US D1 .65   bi l l i on .  B es i d e   ec on om i c   l os s ,  m os t  of   ac ti v i t i es   s top   be c au s e  of   ba dl y   en v i r on m en tal   ( ha z e)  a n d  al l   of   s c ho ol ,  go v ernm en t  of f i c e  an d   oth e r   i ns ti tut i on   no   ac t i v i ti es .  T he   i m pa c t  of   th i s   l an d   f ores t  f i r e  i s   n ot  o nl y   i n  I nd on es i a  or  Ri au   P r o v i nc e  bu t   to   the   ot he r s   c o un tr y   s uc h  as   Ma l a y s i a  a nd   S i ng a po r e,   be c au s e  of   Ri au   i s   d i r ec tl y   bo r de r   t o  th at  c ou ntri es .  Cu r r en t  proc ed ure  i s   us i n g  s at el l i te   to  de t ec t  ho ts po t  t he n  i nf orm s   to  the   au tho r i t y   an d  t ea m   w i l l   g o   to  the   s i t e  f or  ac ti on   to  s to p  f i r e,  the r e  i s   no   pre v en ti o n  ac ti on   a l th ou gh   the r e  i s   s om e  s oc i al i z ati on   an d  c am pa i gn   to  c om m un i t i es   to  s to p  f i r i ng  l an d  an d f ores t b ut  i n  s o m e a r ea  b ec au s e o f  p ea t  l an d i ts  c an  b e f i r e b y  i ts el f   [ 2 ] .   T he r ef ore,  i n  thi s   r es ea r c h  f oc us   on   de v e l op i ng   ground   l e v el   of   s en s i ng   an d   s m art   m on i tori ng   s y s t em   to  de tec t  an d  m on i tor  f i r e  i n  th e  f ores t.  S om e  pa r am ete r s   i nd i c ate   s uc h  as   tem pe r atu r e,  hu m i di t y   an d   ga s s es   as   r ep r es en t  f i r e   ho ts po t  pa r am ete r s .  T he   i nte g r ati on   of  W S Ns   s en s ors   w o ul d   h a v e  an   ef f ec t  to  l oc a l   c o m m un i t y   an d   l oc al   au t ho r i t y   to  ac c es s     the   i nf orm ati on   throu gh   d e v e l op ed   r e al - ti m e  da t ab as e .  It  i s   a nti c i pa t ed   t o  b e  f as ter  an d  c h ea p er  s ol ut i on   t ha n  t o  s ate l l i te  da ta  ac qu i s i t i on   a nd   t hi s   w o ul d  de f i ni t e l y   b e  be ne f i c i a l   to   s oc i al   w e l f are  an d  ec o no m y   d ev el op m en t.  In  ad di t i o n,  th e  de v e l op m en t  of   r ea l - ti m e  da tab as e  wou l d  a l s o   r eq ui r e   s om e  s up po r t  f r o m   the m   as   a  po l i c y   m ak er  t o  un de r s tan d  ho w  th e  s y s t em   w ork s   an d  al s o u nd ers ta nd  t he   pa tt ern  of  th e res ul ts  s o   tha t a n  ap propr i a te  ac t i on  c an  b e t ak en   [ 3 , 4 ] .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NIK A     IS S N: 1 69 3 - 6 93 0   ◼     Mo de l l i n g o f  wi r e l es s  s en s o r  ne twork s  fo r  d ete c ti on   l a n d a n d f ores t…  ( E v i z a l  A bd u l  K ad i r )   2773   2.  Rel ated   W o r k   E n v i r o nm en tal   m on i tori ng   c au s ed   b y   f ores t  f i r e  c a n  be   d on e   i n  m an y   wa y s ,   m os t  of  tec hn o l og y   c urr en t l y   us e   i s   s ate l l i te   i m ag es ,  b y   c ap ture   e arth  i m ag e  t o  f i nd   ho ts p ot  f or   en v i r on m en tal   d ete c ti on .   I n  In do n es i a,   s ate l l i te   us e d  as   wel l   f or  de t ec ti o n  f ores t  f i r e  b y   go v ernm en t  to   m on i tor  s ta tus   of   f i r e  h ots po t.   A   n e w  tec hn ol og y   us e   f or  ho ts p ot  d ete c t i on   i s   wi r el es s   s en s or  an d  r em ote   s en s i ng ,  t hi s   t ec hn o l o g y   ab i l i t y   t o  d ete c t  po t en t i al   of   f i r e  b y   an al y z e   en v i r on m en tal   c ha ng i ng .  P r op os es   n e w  m eth od   f or  f o r es t  f i r e  d ete c t i on   a nd   m on i tori ng   s y s te m   be   ab l e  to  g i v e  e arl y   w ar ni n g  s y s tem   be f ore  f i r e  di s as ter  i s   ha p pe n ,  b y   an al y z e   i nd i c ato r   of   en v i r on m en tal   c ha n gi ng   wi th  v ario us   s en s ors   an d  d e tec ti o n  m eth od   th i s   s y s te m   ab l e  to  g i v e  ac c urate  i nf orm ati on   of   l oc ati o n  as   w e l l   e arl y   war ni ng   f or  f i r e  prev en t i on   ac t i on .  F i gu r e   1   s ho w s   a s ate l l i te   i m ag e f or Indo ne s i a f i r e  ho ts p ot  s ta tus   b y  m i d o f   y ea r  20 17 ,  m os t o f  ho t s po t  l oc ate d  i n  c en tr al   of  S um ate r a a nd   w e s t o f  K al i m an tan  Is l a nd .           F i gu r e  1 .  F i r e h o ts po t  i n I nd on es i a b as e d o n s ate l l i te  i m ag e  [ 5 ]       W i r el es s   S en s or  Net w ork s   ( W S Ns )   c an   be   ap pl y   i n   m an y   a pp l i c at i o ns ,  s uc h  as   i n  r em ote   en v i r on m en ta l   m o ni tor i ng ,  i nd us tr i a l   au t om a ti c   c on tr ol ,  r em ote   s en s i n g  an d  targ et   tr ac k i ng .  T he   s i m i l ar  ap pl i c ati o n  s y s t em   i s   i n   en v i r on m en tal   m on i tori n g  s y s t em   whi c h   i s   f or  f i r e  ho ts po t  de t ec ti o n  th at  c an   m a k e  a  r ea l - ti m e m on i tori n g  an d   de t ec ti o n.  W S Ns   c on s i s ts   nu m erous   nu m be r s   of   s m al l   no de s   i n  m os t  s i tua t i on s ,   w h i c h  s m al l   no d es   are   d ep l o y e d   i n  r em ote   an d  i na c c es s i b l e  h os ti l e  e nv i r on m en ts   or  ov er  l arg e  g eo gra ph i c a l   are as .  T he   l arg e  nu m be r   o f   s en s or  wi th  s m al l   no de s   s en s e  e n v i r o nm en tal   c ha n ge s   an d  r ep ort  th em   to  c l us ter  he ad   no de   or  s en s or  ba s e  s tat i o n,  t he n   thr ou g h  a  ga te  wa y   t o  tr a ns f er  da ta   to  the   s erv ers   whi c h   th e  d ep l o y m en t  a nd   m ai nte na nc e s h ou l d b e e as y   a nd  s c al ab l e  [ 6 ] .    A   s y s tem   de v e l op   as   a  s i m ul ato r   f or  ap prox i m ate s   be ha v i or  of   a  wi r el es s   ne t wor k   o f  tem pe r atu r e  s en s ors   de p l o y e d  i n  th e  are a  af f ec ted   b y   a  w i l df i r e.  B as e d  on   a  ne w  s i gn al   proc es s i ng   to  a pp r o ac h  i n  whi c h  th e  tem pe r atu r e  ex p erie nc e d  at  a  s en s or  d ue   to   a  s preadi ng   of   f i r e  f r on t  i s   m od el l e d  as   the   m i x ture  of   t wo - di m en s i on a l   G a us s i an   d i s tr i bu ti on s   as     di s c us s ed   [ 7 ,  8 ] .  W S Ns   ba s ed   W i l df i r e  Ha z ard  P r e di c ti on   ( W F HP )   s y s tem   i s   a  s y s t em ati c   de s c r i pti on   of   arc hi t ec tura l   de ta i l s   a nd   r eq ui r em en ts   of   W S N  f or W F HP   ap pl i c at i o ns .  T he   m od el   m ea s ure  i n  term s   o f   ne tw o r k   l ate nc y ,  en erg y   c on s um pti o n,  a nd   s c al ab i l i t y   i s   an al y z e d  thr ou g h   s i m ul ati on .  V erif i c at i on   of   m od el   s an i t y   an d  p erf or m an c e  are  c arr i ed   ou t  tak i n g  r ea l   w e ath er  da tas ets   an d  the i r   c o r r es po nd i ng   w i l df i r e   ha z ard   ou tpu ts   as   be nc hm ar k s   an d     el a bo r at e  i n  [ 9,  10 ] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
             ◼                IS S N: 16 93 - 6 93 0   T E L KO M NIK A     V ol .   1 7 ,  No .  6 ,  D ec em be r   2019 :   27 7 2 - 2781   2774   Mo de l i ng   f ores t  f i r es   ac c ordi n g  to  t he   F i r e  W ea the r   Ind ex   ( F W I)   s y s tem   w h i c h  i s   on e  of   the   m os t  c o m prehen s i v e  f ores t  f i r e  da ng er  r ati ng   s y s t em s .  T he n,  a  m od el   the   f ores t  f i r e   de tec t i on   pro bl em   as   a  no de   k - c ov erage  prob l em   ( k ≥ 1)  i n  W S Ns .  A pp r ox i m ati on   al go r i thm s   f o r  the   n od e  k - c ov erage  pro bl em   w h i c h  i s   s ho wn  to   be   N P - ha r d.   T he   s i m ul ati on   s ho w s   tha t  al g orit hm s :  ac ti v ate   ne ar - op ti m al   n um be r   of   s en s ors ,  c on v erge  m uc h  f as ter  tha n  ot he r   al g orit hm s ,  s i gn i f i c an tl y   pro l on g  ( a l m os t  do ub l e)   th e  n et w ork   l i f eti m e,  a nd   c an   ac hi e v e   u ne q ua l   m on i tori ng   of   di f f erent  z on es   i n  th e  f ores t  [ 11 ] .  De v el op m en t  of   W S Ns   ba s ed   on   m ul ti - s en s or  s y s t em   an d  art i f i c i al   ne ura l   n et w ork   ( A NN) .  S en s ors   ( CO ,  CO 2 ,  s m o k e,  ai r   t e m pe r atu r e  an d  r el at i v e  h um i di t y )   wer e   i nte grated   i n to  o ne   no d e  of   W S Ns .  A n  ex p erim en t  w as   c on du c t ed   us i ng   bu r ni ng   m ate r i al s   f r om   r es i du al   of   f ores t  to   t es t  r es po ns es   of   e ac h  no de   un d er  n o,     s m ol de r i n g - do m i na te d  an d   f l a m i ng - do m i na ted   c om bu s ti on   c o nd i ti on s .  F or  ac hi e v i ng   h i g he r   i de nti f i c at i on   r a t e,  an   A N N  m od el   w as   bu i l t  an d  tr ai n ed   w i th  i np uts   of   f ou r   s en s or  groups :  s m o k e;  s m o k e  an d  CO 2 ;  s m o k e  an d  tem pe r atu r e;  s m o k e,  CO 2   an d  te m pe r atu r e  as     di s c us s ed   i n  [ 1 2,  1 3 ] .   S e v era l   r es ea r c h  on   W i r el es s   S en s or  Net wor k   ( W S N)   as   di s c us s   i n  [ 14 ] ,  th e   W S N   Sim ul ato r   i s   d ev el op e d  b as ed   o n  pr op os e d  S en s or  m od el   an d W S N m od el .  T he   W S N  S i m ul ato r   ad dres s   i m po r tan t  de s i gn   i s s ue s   as :  c ov erag e  of   the   area  un de r   s urv ei l l a nc e  i n  r el at i o n  to  i ni t i a l   s en s or  de p l o y m en t,  n um be r   of   s en s ors   ne ed ed   f or  targete d  de pl o y m en t,  an d  c o v erage  c ha ng e   as   f un c ti on   of   ti m e.  A   ne w   a pp r oa c h  f or  f ores t  f i r e   m on i tori ng   an d  de t ec ti o n   as   di s c us s ed     i n  [ 1 5,  16 ]   whi c h  us i ng   da t a  ag gre ga t i o n  i n  W S N.  T he   propos e d  ap proac h  c an   prov i de   f as ter  an d  ef f i c i en t l y   r ea c ti on   t o  f ores t  f i r es   w h i l e  c on s um i ng   ec on om i c al l y   W S N’ s   en e r g y ,  whi c h  h as   be en   v al i d ate d  a nd   e v a l ua t ed   i n   ex ten s i v e  s i m ul at i on   ex pe r i m en ts .  W i r el es s   s en s or  ne t wor k   be   ab l e  to   pro v i de   b e tt er  s o l ut i on   f or  d i s as ter  m an ag em en t  an d  r es c ue   op erat i on s   s uc h  as   ea r thq ua k e  de tec ti on   a nd   a l ert  s y s tem ,  f l oo d  de tec t i on ,   l an ds l i d e  de t ec ti on ,  f ores t  f i r e  de tec ti o n,   wate r   l ev el   m on i tor i ng   of   Hi m al a y a n  Ri v ers ,  m on i tori ng   of   gl ac i ers ,  pi l grim ag e  an d  to uri s t  m an ag em en t  are  v ario us   ex am pl es   w he r e  W S N  c an   be   us ed .  S en s ors   are   de p l o y ed   f or  m ea s urin g v ar i ou s  p aram ete r s  an d  o n  [ 17 - 19 ] .   W S N  al go r i thm   to  i de nt i f y   m al i c i ou s   da ta  i nj ec ti o ns   an d  bu i l d  m ea s urem en t  es ti m ate s   tha t  are  r es i s t an t  t o  s ev er al   c om pro m i s ed   s en s ors   an d  e v en   when   t he y   c ol l ud e  i n  th e  att ac k .   T he   m eth od o l o g y   to   ap pl y   t hi s   a l g orit hm   i s   i n  d i f f erent  c on tex ts   a nd   ev al ua te   i ts   r es ul ts   o n  t hree   di f f erent  da tas e ts   dra w n  f r om   di s ti nc t W S N  de pl o y m en ts   [ 20 ,  2 1 ] .  T he   oth ers   r es ea r c h  ha s   be en   do ne   i s   ap p l i c a ti o n  of   W S N  i n  pre di c ti ng   n atu r a l   d i s as ters   l i k e  ha i l s t orm ,  f i r e,  r ai nf al l   etc .  b y   W S N  are  i nf r eq ue nt  a nd   a n d  s toc ha s ti c   [ 16 ] .  A s   w e l l   a s   i n  de s i g n   an d  i m pl em en tat i on   of   a  s m art   f i r e  de tec t i on   s y s tem   us i n g  a  W S N  an d  G l o ba l   S y s tem   f or  Mo b i l e   ( G S M)   c o m m un i c ati on   to  de tec t  f i r es   ef f ec ti v e l y   a nd   r ed uc e  f al s e   po s i ti v es ,  th e  s y s tem   us es   s m o k e  an d  tem pe r atu r e  s en s ors   [ 22 ] .   A pp l i c at i on   of   W S N  i n  en erg y   c on s er v at i on ,  r e du c i ng   da t a  tr a ns m i s s i on   de l a y   a nd   i m prov i ng   th e  n et w ork   l i f et i m e.  Us ed   of   c l us ter - c ha i n   m ob i l e  ag e nt  r o uti ng   ( C C MA R)   f or  l o w   en erg y   ad a pti v e  c l us teri n g  h i erar c h y   ( L E A CH)   an d  p o w er - ef f i c i en t   ga t he r i n g  i n  s e ns or  i nf orm ati on  s y s tem s  ( P E G A S I S )  [ 23 ] .       3.  T h e  P r o p o se d   S ch eme   No w ad a y s ,   m an y   k i nd   of   m on i tori ng   s y s tem   ba s ed   on   a i m   an d  ob j ec ti v e   as   wel l   as   pa r am ete r s   to  be   m on i tor.  E n v i r o nm en tal   m on i tori n g  f or  f i r e  ho ts po t  de t ec ti o n  i s   i m pl e m en ted   i n  s o m e  of   i ns ti tut i on   or  ag en c y   to  m on i tor  l ate s t  s ta tus   of   en v i r on m en tal .  Cur r en t  tec hn o l og y   us i ng   i s   m os tl y   f r om   s ate l l i te  da ta   to  de t ec t  ho ts p ot  of   f ores t  f i r e,  thi s   tec hn ol og y   ha s   s o m e  w ea k ne s s   an d  l i m i tat i on   s uc h  as   on l y   de tec t  w h en   f i r e  h ap p en   an d  i n  s om e  c as e  f or  ex am pl e  i n  b ad   weat h er  or  c l ou d y   th en   s ate l l i te  un a bl e  t o  p en e tr ati o n  of   c l ou d   an d  i m ag e  w i l l   no t   up da t e.   G r ou nd   s en s i ng   tec hn ol o g y   whi c h  i s  W S Ns   en ab l e  t o  pe ne tr ate   s m o k e  en v i r on m en ta l   as   w e l l   to  de tec t  f i r e  ho ts p ot.  W S Ns   s en s or  wi l l   d ep l o y   i n  th e  are a  wi th  hi g h  r i s k   o f   f i r e  to  c ol l ec t  da t a  s uc h  s m o k e  de tec ti o n,  tem pe r atu r e,  pa r t i c l e  c ha ng i ng ,  etc .   A l l   t he   i nf orm ati on   c ol l ec ted   b y   s e ns ors   wi l l   s en d  t o  s en s or  ba s e  s t ati o n  as   ga t e w a y   to  tr an s f er  da ta  to  m on i tor i ng   s y s t e m   ( da ta  c en ter)   be c au s e  th e  di s ta nc e  be t w ee n  s en s or  ba s e  s tat i o n  to  m on i tori ng   s y s tem   v er y   f ar  awa y   m ore   th an   10 0  k m   i n  s om e  area   to  m on i tor   da t a  t o  a na l y z e  an y   c ha n gi n g  of   en v i r on m en tal   i m ag e.  B es i d e  ne w  tec hn ol og y   a n d  s m art  s en s ors   as   el a bo r ate d   i n   pre v i ou s ,   c om m on   en v i r on m en tal   pa r am ete r s   s uc h  as   tem p erature,  hu m i di t y ,  w i nd   s pe ed   an d  di r ec t i on   are  a pp l y i ng   i n  th i s   m on i tori ng  s y s t em  as  s up po r ti ng  da t a t o  an al y z e p ote nti a l  of  f i r e.    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NIK A     IS S N: 1 69 3 - 6 93 0   ◼     Mo de l l i n g o f  wi r e l es s  s en s o r  ne twork s  fo r  d ete c ti on   l a n d a n d f ores t…  ( E v i z a l  A bd u l  K ad i r )   2775   T he   us e  of   W S N s   s en s ors   an d  ba s e  s ta ti o ns   w i l l   s etu p  at  di f f erenc e  area   to   c ol l ec t  i nf orm ati on   f r o m   en v i r o n m en tal   an d   s en s ors   de pl o y   s urr ou nd i ng .   Inf orm ati on   c ol l ec te d  b y   s en s or  f or w ard  t o  b as e  s t ati o n  a nd   wi l l   k ee p  i n  i nt ernal   da t ab as e  the n  s en d   to  m on i tori ng   s y s t em   ( da ta  c en t er) ,  be c a us e  of   s en s or  ba s e  s t ati on   l oc at e  i n  r ural   area   th at  f ar  a w a y   up   to     20 0  k m   the n  s o l ar  pa n el   wi l l   us e  as   po wer   s up p l y   f or  s y s t em .  La tes t   tec hn ol o g y   of   c o m m un i c ati on   s y s tem   al s o  prop os es   s uc h  as   4G   tec hn o l og y   or  e v en   5G   t ec hn o l og y   f or  f utu r e  i n  order   t o  ac h i e v e  r ea l - t i m e  da ta  to  di s p l a y   t o  m on i tori ng   s y s t em .  In  the   en d  of   thi s   s y s tem   ex pe c ted   be   ab l e  t o  g i v es   ea r l y   w ar ni n g  b ef ore  f i r e  i s   ha pp en   to  au th ori t y   f or  pre v en ti o n  ac t i on .  F i g ure   2 s ho w s   a m ap  of  f i r e h ots p ot  d ete c te d i n R i au   P r ov i nc e  i n  Ind on es i a.           F i gu r e  2 .  F i r e h o ts po t  de tec ted  b y  s at el l i t e i m ag e  i n R i a u P r o v i nc e,  I nd o ne s i a       T he   i m pa c t  of   l an d  an d  f ores t  f i r e  to  the   l an d  as   s ho ws   i n  F i g ure   3,  t he r e  are  a  f e w   f i r e   ho ts po ts   i n  s m o k e  en v i r on m en tal .  T he   po i nt  an d   t y p i c al   of   ho ts p ot  i s   v er y   i m po r tan t  to   de s i gn   an d   m od el   of   s en s ors   i n  de tec ti n g  of   ho ts po t  on   the   f i e l d,   w he the r   f i r e  i s   s prea di n g  or   po i nt   to   a  c en tr al   of   ho ts po t .   A n oth er  m od el   of   f i r e  i n  a  f ores t  wi th  bi g  f i r e  i s   r eq ui r ed   to   de s i g n  W S Ns   s en s or to d ete c t h o w   bi g  th e f i r e s pread i ng  an d i m pa c t to  th e f ores t a s  s ho w s  i n Fi gu r e 4 .           F i gu r e  3 .  A  c as e o f   f i r e h ots po t d ete c te d i n a   l a nd  f i r e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
             ◼                IS S N: 16 93 - 6 93 0   T E L KO M NIK A     V ol .   1 7 ,  No .  6 ,  D ec em be r   2019 :   27 7 2 - 2781   2776   T he   area  of   f i r e  ho ts po t  m o de l i ng   c o v era ge   as s um es   a  s et  of  W S N s   s en s ors   di s tr i bu te d   ov er  a  ge og r ap hi c a l   r eg i o n  of   l an d  or  f ores t  area,  i n  thi s   c as e  R i au   P r o v i nc e   i n  In do n es i a  i s   m od el  to  m on i tor th at  c o v er ag e  area. C o v erag e f un c ti o n P   i s  gi v e n a s :                         ( 1)       where  ( x ,  y )   are  c o ordi na t e s   of   s en s or  w i t hi n  the   m on i tored  r eg i o n,  an d  t   i s   ti m e.  Mo de l   i s   us i ng   a  proj ec ti o n  i n  t he   2D  s p ac e  of   a  f i r e  s urv ei l l an c e  r e gi on ,  w h i c h  i s   a  3D  s p he r e.  I n  the   c as e  of   ne t w ork   i s   s tat i o na r y ,  wi t ho ut  m ob i l e  W S Ns   s en s ors ,  bu t  th e  s en s or  po s i t i on s   are  t i m e   de pe nd e nt,   s i nc e  s en s or  n od es   of   W S N s   are  ex pe c t e d  to  s to p  op erati ng   i n  t i m e.  In  th i s   c ea s e  op erat i o n  c an   h a v e  d i f f er en t  c au s es :  ha r d war e  f au l ts ,  ac c i de nt al ,   ba t ter y   de p l et i on ,   an d   i nte nti on a l  s en s or r em ov al ,  etc   [ 24 ,  25 ] .           F i gu r e  4 .  A  c as e o f  f i r e h ots po t d ete c te d i n a  f ores t f i r e       A s s um e  to  de f i ne   c o v era g e  i n de x   I P   as   a  s c al ar  v a l u e  r ep r es en ti n g  t he   p erc en t ag e  of  c ov erag e f or the  area  un d e r  th e  m on i tori ng   at  a s p ec i f i c  ti m e a s :             ( 2)     T he  ba s i c  m od el  c om po ne nt  i s  a   W S N s en s or nod e d ef i ne d  as  a  v ec tor:             ( 3)     where  d   i s   a  r an g e  of   s en s or  tr an s m i s s i on ,  or  r ad i us   of   tr an s m i s s i on   area,  th e  a r ea   c ov er ed   b y   r ad i o  s i gn a l   f or  da ta  ex c h an ge   wi th  a  ne i gh bo r i ng   n od e.  E ( t)   i s   en erg y   a v a i l a bl e  f or  s en s or  po w er  s up p l y .  A s s um e  a  ho m og en ou s   s en s or  ne t wor k   w i t h  n  un i f i ed   t y p e  s e ns ors   an d  on e     hub - s en s or  f or  c om m un i c ati on   wi t h  a  di s p atc he r   n od e.   Net wor k   pa r am ete r s   are   de s c r i be d   as     a v ec tor:             ( 4)     where  n   i s   the   n um be r   of  s en s ors ,  fo   i s   t he   f r eq u e nc y   of   r eg ul ar  tr an s m i s s i on s ,  an d  Δ E   i s   en erg y   c on s um pti on   pe r   tr an s m i s s i on .  A s s um e  tha t  s en s or  no de s   pe r i od i c a l l y   tr an s m i t  the   da t a  c ol l ec t ed   to  the   ne i gh b ori ng   no de s .  E ne r g y   c on s u m pti on   Δ E   i nc l ud es   a l s o  en erg y   s pe nt  i n   s en s i ng   an d  da t a p r oc es s i n g.  E ac h n o de   ha s  t wo rol es :    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NIK A     IS S N: 1 69 3 - 6 93 0   ◼     Mo de l l i n g o f  wi r e l es s  s en s o r  ne twork s  fo r  d ete c ti on   l a n d a n d f ores t…  ( E v i z a l  A bd u l  K ad i r )   2777   a.   s en s i ng   en v i r o nm en tal  d ata  an d  i ts  trans m i s s i on .   b.   r ec ei v i n g d a ta  f r om  ne i gh b orin g  no de s  an d f orw ardi ng .   T he   s en s i ng   r ol e  i s   de f i n e d  i n  ac c ord an c e  w i th  th e  W S Ns   s en s or  ne tw ork   ap p l i c at i on ,   an d   c an   be   ea s i l y   i nf l u en c ed   wi th   s en s or   no de   t y p e   s el ec ti on .   E ne r g y   c o ns um p ti on   Δ E   i s   thu s   l i nk ed   to   th e  s en s or  no d e  t y p e  an d   i ts   v a l ue   i s   l i s te d  i n  th e  s en s or  no d e  da t a  s he et.     T he   f orw ardi n g  ne i gh bo r i ng   s en s or  no d e  da t a  r ol e  i s   prim a r y   de f i n ed   b y   c o m m un i c ati on   protoc ol .  W S Ns   s i m ul ato r   ha v i n g  k no wl e dg e   of   s en s or  no d es   po s i ti on s   a nd   de f i ne s   pa t hs   f or   da ta  f or w ard i n g  em pl o y i n g   op t i m i z ati on   a l g orit hm s .  A s s u m e  tha t  r ou ti n g  o pti m i z ati o n  w o ul d  b e   i m pl em en ted   i n  th e  r ea l   pr oto c ol   as   w el l .  I n  order   t o  s i m pl i f y   th e  m od el ,  ea c h  s en s or  no de   i s   a w are   of   i ts   G P S   c o - ord i n a tes ,  w h i c h   are   us ed   i n  c om m un i c ati on   as   an   i d en t i f i c at i on   c od e.  I t  i s   al s o  as s um ed   tha t   the   h u b  n od e   i ni t i a l l y   broadc as t e d  ac r os s   a l l   the   n od es .   B as ed   on   the s e  as s u m pti on s   i t  i s   po s s i b l e  to  i m pl em en t  op ti m i z e d   r ou ti ng   al g orit hm .  E ne r g y   c on s um pti on   ne ed ed   f or  r ec ei v i ng   an d  f orw ardi ng   ne i gh b or  da ta  i s   Δ E .   O bj ec t  un de r   s urv ei l l an c e  i s   m od el ed   as  f ou r - s i de  s tat i on ar y  p ol y go n  de f i ne d a s  a  s e t:             ( 5)     where  A ,  B , C  an d  D are  po l y g on   po i nts   wi th  c o - or di n at es  ( x ,  y ) .   T he   r ol e  of   W S Ns   hu b  s en s or  no de   i s   to  c o l l ec t  d ata   f r om   ea c h  s en s or  no d e  an d  f orw ard  t he   da ta   to   ba s e   s tat i o n  or  c o - or di n ati on   c e nt er.  Dat a  p ac k ag e  r ec ei v ed   an d  f or w ard ed   b y   t he   h ub   no d e  c on t ai ns   orig i na t or  s en s or  n o de   ad dres s   an d   m ea s ur em en t  v al ue s   ( tem pe r atu r e,  hu m i di t y   an d   CO 2 ) .  T he   W S N  hu b  n od e   ha s   un i nte r r up ted   po wer   s up p l y   an d  t ha t   c o m m un i c ati on   c ha nn el   be twee n   t he   hu b  n od e  a nd   c o - ordi n ati on   c en t er  i s   un r e m i tti ng .  H en c e,   s i m ul ati on   i s   tr ea t i n g  th e   hu b  s e ns or  a s   “ c on s ta ntl y   a v a i l ab l e”.  T he   m ai n  ob j ec ti v e  of    the   s i m ul at i on   i s   to  op t i m i z e  ne t w ork   r ou tes   f or  da t a  tr an s m i s s i on   f r o m   s en s or  no de s   to   the   h ub   no de   [ 14 ] .   In  ad di t i o n  of   the   us e  an d  m od el   of   f i r e  ho ts po t  s en s or  to  prev en t  i nc i de n t  of   f i r e,     the   en v i r on m en tal   s en s or  i n W S N s   s y s tem   to  de tec t  s ev era l   of   pa r am ete r s   tha t  no r m al l y   ap p ea r   be c au s e  of   l an d  an d  f ores t  f i r e  s uc h  as   Car bo ne   Di ox i de   ( Co 2 ) ,  Ha z e ,  A i r   T em pe r atu r e  an d  Hum i di t y .   F i gu r e   5   s ho w s   i m pa c t  f or  en v i r o nm en tal   be c au s e  of   l an d  or  f ores t  f i r e,   c as e  r ec orde d  f r o m  P e k a nb aru c i t y   i n R i a u P r o v i nc e o f  In d on es i a.           F i gu r e  5 .  T op o l og y  of   W S N  s en s or nod es  de pl o y   i n f or es t f or f i r e d ete c ti on       In  ac tu al   prac ti c a l   t he   s p e ed   of   wi nd   r el ate d   i nf or m ati on   c an   be   de t erm i ne   ei t h er  b y   de d i c ate d  di s tr i b ute d  w i n d  s en s ors   de pl o y e d  as   pa r t  of   f ores t  f i r e  s en s or  be s i de   tem pe r atu r e,   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
             ◼                IS S N: 16 93 - 6 93 0   T E L KO M NIK A     V ol .   1 7 ,  No .  6 ,  D ec em be r   2019 :   27 7 2 - 2781   2778   pH,  a nd   c arb on   s e ns or  to  the   ar ea   of   f ores t  to  b e  pr ote c ted ,  or  t he   d ata   c an   g et  to  the   l oc a l   m ete orol og i c a l   s t ati on s   i n   the   s am e  ge ne r a l   r eg i o n.  T he   f ores t  f i r e  s en s or   i n   th e  f r on t  c ha r ac teri s ti c s   ( i .e.   f ores t  c el l   s c a l e  c oo r d i n ate s ,  f l am e  s i z e)  are  es ti m ate d  pe r i od i c al l y   b y   a  f i r e   s pread  pred i c ti o n  progr am .  T he   f ores t  tem pe r atu r e   f i el d  m od el i ng   i n  t hi s   c as e   m i gh t  be   th ou g ht  as   an   op er ati on   ( a nd   s of t war e  c om po ne nt)  ev ok ed   at  the   en d   of   ea c h  i ter ati on   ( t i m e  s tep )   of   a   f i r e  s pread  s i m ul ati o n  c om p on en t  w h i c h  ge ne r at es   pre di c ti on s   f or  the   ne w   f ores t  f i r e  f r on t  to  en d   of   l oc ati o ns   an d  f l am e  c ha r ac teri s t i c s ,  us i ng   ar ea   s pe c i f i c   s tat i c   i nf orm ati on   an d  d y n am i c   i nf orm ati on  ( wi n d s pe e d a n d d i r ec t i o n).       4.  P er f o r m ance  E v aluat io n   F ores t  f i r es   are  a  na tura l   an d  r ec urr en t  ph e no m en o n  or  m an m ad e,  i n   m an y   c as es   of    the   w or l d.  B urni ng   ar ea s   a r e  m ai nl y   l oc ate d  i n  t em pe r atu r e  c l i m ate s   where  i ts   r ai nf al l   i s   h i gh   en ou gh   to  e na b l e  a  s i gn i f i c an t  l e v e l   of   v eg eta t i o n,  bu t  i n  s um m er s   s es s i on   are  v e r y   ho t  an d  dr y   en v i r on m en t,  be   ab l e  to  c r e ate   a  d an g erous   f ue l   l oa d.  G l ob a l   w arm i ng   w i l l   c o ntri b ute   to  i nc r ea s e  th e n um be r  an d  i m po r tan c e  of  th es e  di s as ters . I n e v er y  s ea s on ,  no t  on l y   are  tho us an ds  of  f ores t   he c tares   d es tr o y e d  b y   wi l d  l an d   f i r es ,  bu t  a l s o  prop erti es ,  as s ets   an d  p ub l i c   r es ou r c es   an d  f ac i l i ti es  are  de s tr o y e d  be c au s e o f  f i r e.   A   f ores t  f i r e  i n   g en era l   a  d y n am i c   ph en om en on   t ha t   m a y   c ha n ge s   i ts   pr op ert i es   an d  be ha v i or  b y   t he   t i m e  f r o m   on e  pl ac e  to   an oth er  an d  wi th  the   pa s s ag e  of   ti m e.  I n  the   f ac t  tha t    the   f ores t  f ue l   av ai l ab l e  i n   a  gi v en   l oc at i on   i s   l i m i ted ,  f or  a  f i r e  to  c on ti nu e  i t  m u s t  s pread  to  ne i gh b orin g  f ue l .  T hi s   i s   pe r f or m ed   throug h  the   c om pl ex   he at  s pread  to  n ei gh bo r i n g  f ue l   an d   pe r f or m ed   throu gh   the   c o m pl ex   f i r e  be ha v i or.  A n oth er  ap proac h   i s   al s o   ba s e d   on   th e  W S N s   pa r ad i gm   ha s   b ee n   de s i gn ed   an d   d ev el o pe d   i n  the   c on tex t   of   a  r es ea r c h  proj ec t  th at  i nc l ud e d   al l   t he   k e y   ac tors   i n  f ore s t  as   w e l l   as   f i r e  f i gh ti ng   f or  op erati on s .  T hi s   un i qu e  pro po s ed   ec os y s tem   ha s   prov i de d  the   s ol u ti on   w i t h  a  ho l i s t i c   pe r s pe c ti v e  tha t  r es u l ts   i n  a  s et  o f  di s ti ng u i s hi ng   f ea tures ,  whi c h  al l   no de   t y pe s   c an   i nc l ud e  en v i r o nm en t  an d  m ete orol og i c a l   s en s ors . Fi gu r e  6 s ho w s   a  W S Ns  propo s ed  n od e s c e n ario  f or l a nd   an d f ores t f i r e  de tec t i on .           F i gu r e  6 .  A   W S N s en s or nod es  prop os e u s e Z i g B ee  s tan da r d     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NIK A     IS S N: 1 69 3 - 6 93 0   ◼     Mo de l l i n g o f  wi r e l es s  s en s o r  ne twork s  fo r  d ete c ti on   l a n d a n d f ores t…  ( E v i z a l  A bd u l  K ad i r )   2779   S c en ar i o  as   i n  f i gu r e  6  s h o w s   a  s c he m ati c al l y   s tr uc t ure  propos e d  of   the   d ev el op m en t   Z i gB ee - W S Ns - ba s ed   s y s te m   f or  l an d  an d  f ores t  f i r e  de tec ti on   a nd   prot ec ti o n  m an ag em en t ,   c on s i s ti n g  of   m ul ti - s en s or  no de s ,  c o ordi na t ors ,  c l us ter  he a ds ,  r ou t ers   an d  r e m ote   de c i s i on   s erv er.  T hi s   c l us ter - tr ee   n et w ork   top ol o g y   s tr uc t ure  propos es   de s i g n  t o  r ed uc e  the   l os s   of  en erg y   an d  da ta  p ac k ag e  whi l e  tr an s f err i ng .  Z i g B e e  tec hn i qu e  i s   a  g l ob al   s ta n da r d  ba s e d  on   IE E E   8 02 . 15 .4   ap pl i c ab l e  f or  l o w - r at e  w i r el es s   P ers on al   A r ea   N et w ork s   ( P A N) .  Z i gB e e  i s   o ne   of  the   wi r el es s   ne t wor k   s tan da r ds   targ ete d   at  l o w  p o w er  s en s or  tha t  a pp l y   i n  m ul t i   f r eq ue nc i es     86 8  M H z   or  9 15   M H z   an d  2.4   G H z .  T he   tec hn i c a l   ad v an tag e  prop os es   of   Z i gB e e  i s   to  of f er  a  s y s t em   w i th  l on g  b att er y   l i f e,  s m al l   s i z e,  l o w - c os t,  hi gh   r e l i a bi l i t y   an d   au tom ati c   or    s e m i - au tom ati c   i ns t al l at i on .   T he r ef o r e,  i n   th i s   de v el op m en t  de s i gn   W S Ns   no de   t o  ac h i e v e   an   op ti m al   c ho i c e  f or  f ores t  f i r e  de tec ti on   a nd   m on i tori n g  [ 26 ] .  F i gu r e  7  s ho w s   ac t ua l   f ab r i c at ed   s en s or  r ea d y   to   d ep l o y ,  b ef ore  s en s or  no d e  de p l o y   i n  t he   f i el d  t he   s en s or  n od es   ha v e   to  c on f i gu r e b as ed   on  d es i g n  a nd  r e qu i r em en t.               F i gu r e  7 .  A   W S N s en s or nod es  prop os e u s e Z i g B ee  s tan da r d       A c tua l   ha r d war e  o n  W S Ns   no de   f or  f i r e  ho ts p ot  de tec t i on   an d  m on i tor i ng   c a n  be   f ou nd   i n  m an y   t y p es   i n  the   m ar k e t.  W he r e  te m pe r atu r e,  hu m i di t y ,  s m o k e  an d  c arbon  s en s or  i ns tal l e d   i n  the   n od e  to  de t ec t  al l   the   pa r am ete r   tha t  hi g h  r el at i o n  to  the   f ores t  f i r e.  A l l   th e  n od es   w i l l   s en d  a  da ta  or  m es s ag e  to  the   W S Ns   c oo r di n ato r   tha t  ha s   f un c ti on   to  r ec ei v e  al l   i nf orm ati on   f r o m   no de   s c att ered.  P r op os e d  m on i tori ng   s y s tem   e x pe c ted   t o  de tec t  an y   a bn orm al i t y   i n   en v i r on m en tal   f or  l a nd   a nd   f ores t  f i r e,  m on i tori ng   s y s tem   no r m al l y   us ed   b y   g ov ernm en t  i ns ti t uti on   or  a ge nc y   as s i g n  to  do   a  m on i tor i ng .  W i th   a  ne w   tec h no l og y   pro po s ed   w i t h  s m ar t   s en s ors ,  the   s y s t em   m a y   ad op t  b y   m an y   c om p an y   to  de tec t  a nd   m on i tor i ng   en v i r on m en tal   ba s ed   on   th e y   ar e  pu r po s e.  F or   ex am pl e,  a  pa p er  a nd   pu b   c om pa n y   m a y   us e   thi s   m on i tor i ng   s y s t em   f or  de tec ti on   f i r e  or  ho ts po t  at  t he y   are  f arm i ng   area.  F urtherm ore,  t he   m on i tori n g  s y s t em   c an   be   us ed   f or  c om m un i t y   f or  th e y   are  t o  k no w   en v i r on m en tal   s ta tu s   s uc h  as   ai r   qu a l i t y ,  t em pe r atu r e,  hu m i di t y ,  etc .  A   m ob i l e  a pp l i c at i on   c a n  be   do n e  ba s e d  of   da ta  c o l l ec ted   the n  c om m un i t y   be   ab l e  t o   c he c k   en v i r on m en ta l   b y   r em ote   i n  m ob i l e   ph on e   or  oth ers   m ob i l e  de v i c e.  T he   ap pl i c at i on   a nd   prod uc t  po t en t i a l   f or  m ar k et  an d  ne w   no v e l t y   ba s ed   o n  s m ar t   s en s or  de v e l op ed ,  a  de c i s i on   e as i er  t o  d o  be c a us e  ha v e  s om e  ba c k ground   an d  r e al   da t a.  Dur i n g  r es ea r c h  an d  de v e l op m en t  of   s m a r t  m on i tori n g  s y s t em ,  go v ernm en t  an d   s o m e  priv at e  i ns ti t uti on   s u c h   as   i nd us tr i a l   an d  c om m un i t y   ha v e  t o  i nv o l v e  i n  t hi s   proj ec t.  Inf orm ati on   of   area   wi th  hi g h  r i s k   an d  pl ac em en t  of   s en s or  ba s e  s tat i o n   i n  c orr ec t  l oc a ti o n  i s   v er y   i m po r tan t  t o   ac hi e v e  f as ter  an d  ac c urat e  da t a  to  s en d  to  m on i tor i ng   s y s tem .  T hu s ,  s o m e  i nfo r m ati on   f r o m   l oc al   c om m un i t y   i s   r ea l l y   h el p i ng   to   de term i ne   s en s or   l oc at i o n.  G o v ernm en t  i ns ti tut i on   as   w e l l   be c au s e  t o  ge t  l i c en s e  t o  en ter  i n  s om e  of   area  tha t  un de r   c o ntrol   of   go v ernm en t  f or  ex am pl e   protec ted  f ores t a r ea   an d s pe c i a l  l an d  f or i nd us tr i a l  et c.         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
             ◼                IS S N: 16 93 - 6 93 0   T E L KO M NIK A     V ol .   1 7 ,  No .  6 ,  D ec em be r   2019 :   27 7 2 - 2781   2780   5 . Con clus ion   Dev el o pm en t  of   W S N s   no de s   f or  l an d  a nd   f ores t  f i r e  de tec ti o n,  f urtherm o r e  f or   m on i tori ng   h av e  be en   m od e l l e d.  In  t hi s   c as e  the   de s i gn   an d  an a l y s i s   us e  m ath e m ati c al   ap pro ac h a c c ordi ng   to  t he   area h av e t o c ov er  w h i c h  i n  th e  who l e  Ri a u  P r ov i nc e  i n  In do ne s i a.  A i r   tem pe r atu r e  an d   hu m i di t y ,   ha z e  a nd   C o2   s en s or  are   hi g h  l i gh t  i n  th i s   c as e  be c au s e  of   tho s e  pa r am ete r s   are  ba s i c   p ar am ete r s   to  the   f i r e  h ots po t  c as e  ei the r   i n  t he   l a nd   or  f ores t  area.  P r op os e d  d es i g n  s en s ors   no de   us e  Z i g B ee   m od el ,  wi t h  l o w  po wer   th en   s e ns or  no de s   c a n  us e  i n  l o ng   l i f e  as   no de   po wer e d  b y   ba t ter y .   I n  order   to   c o v er  the   w h ol e  of   Ri a u  pro v i nc e,  m i ni m u m   ha v e  to  c r ea te  ne t wor k   c o ordi n ato r   i n  ea c h  of   area  a nd   a  ga te w a y   to  ac c es s   i n  s erv er  ( c l ou d   da ta ba s e)  as   wel l   m on i tori ng   c o m pu ter.  T he oreti c al   p r op os ed   c on c e pt  of   W S Ns   v er y   a pp l i c a bl e   to  us e   f or  d ete c ti on   f ores t  f i r e,  es pe c i al l y   i n  Ri a u  P r o v i nc e  i n   Ind on es i a.   E s t i m ati on   of   n um be r   s en s or  no de s   to   c ov er  a n  area  di s c us s ed   to   de term i ne   h o w   bi g  t he   W S N  s y s tem   an d  ac c urac y   f or dete c ti o n f ores t f i r e.       A c kno w ledg ement     A uth ors   w o ul d  l i k e  to   s a y   tha nk   y ou   to   M i n i s tr y   of   Res ea r c h  an d   H i gh er  E du c ati on   ( RIS T E K DI K T I)   of   Ind o ne s i a  an d   Un i v ers i t i   T ek no l og i   P etron as ,  Ma l a y s i a   f or  f un di n g  thi s   r es ea r c h  as   wel l   as   Un i v ers i tas   Is l am   Ri au   to  s u p po r t  t he   f ac i l i t i es   and   th e   l a bo r at or y   f or  s i m ul ati on   an d  te s t i ng .       Ref er en ce s   [1 ]   Y u l i a n ti   N,  Hay a s a k a   H,  Us u   A.  Rec e n t  Fo re s t  a n d   Pe a t  F i r e   T re n d s   i n   In d o n e s i a   T h e   L a t e s t  De c a d e   b y   M O DIS Ho ts p o t  Dat a .  G l o b a l  En v i ro n m e n ta l  R e s e a rc h .  2 0 1 2 ;   1 6 (2 2 ) :   1 0 5 - 1 1 6.   [2 ]   M   Bu c e   S,  I  Nen g a h   Su ra ti   J ,  Nit y a   Ad e   S,  Dew a y a n y   S,  It a  C,  Zh a n g   Y ,  e t  a l .  A l g o r i th m   fo r  d e te c ti n g   d e fo re s ta t i o n   a n d   fo re s t  d e g r a d a ti o n   u s i n g   v e g e t a ti o n   i n d i c e s .   TEL KO M NIKA   Te l e c o m m u n i c a t i o n ,   Com p u ti n g ,  El e c tro n i c s  a n d  C o n tro l .  2 0 1 9 ;   1 7 (5 ):   2 3 3 5 - 45.   [3 ]   K i m   S,   L e e   W ,   Pa r k   Y s ,  L e e   H W ,   L e e   Y T ,  e d i to r s .  Fo re s t   fi re   m o n i to r i n g   s y s t e m   b a s e d   o n   a e r i a l   i m a g e .  2 0 1 6   3 rd   In te rn a ti o n a l   Con f e re n c e   o n   In f o rm a ti o n   a n d   C o m m u n i c a t i o n   T e c h n o l o g i e s   fo r   Dis a s te r M a n a g e m e n t  ( ICT - D M ).   13 - 1 5  De c .  2 0 1 6 .   [4 ]   L e i   Z,   L u   J ,  e d i to r s .   Dis tr i b u t e d   c o v e ra g e   o f  fo re s t  fi r e   b o rd e r  b a s e d   o n   W SN .  2 0 1 0   2 n d   I n te rn a t i o n a l   Con fe re n c e   o n  I n d u s tri a l  a n d  I n fo rm a ti o n  Sy s te m s .   10 - 1 1  J u l y  2 0 1 0 .   [5 ]   G o o g l e .  G o o g l e  Ea rth :  G o o g l e .I n c ;  2 0 1 8 .    [6 ]   M o h a p a tra   S,  Kh i l a r  PM ,  e d i t o rs .   F o re s t  fi r e   m o n i t o ri n g   a n d   d e t e c t i o n   o f  fa u l t y   n o d e s   u s i n g   wir e l e s s   s e n s o r n e two rk .  2 0 1 6  I EEE   R e g i o n  1 0  Co n fe r e n c e  (T ENC O N).  22 - 2 5  No v .  2 0 1 6 .   [7 ]   M a n o l a k o s   ES,  M a n a ta k i s   D V,  X a n th o p o u l o s   G .   Te m p e r a tu re   Fi e l d   M o d e l i n g   a n d   Si m u l a ti o n   o f   Wi re l e s s   Se n s o r  Net wor k   Be h a v i o u r  Duri n g   A  Sp r e a d i n g   Wi l d fi re .  1 6 t h   Eu ro p e a n   Si g n a l   P ro c e s s i n g   Con fe re n c e  (EUSIPCO  2 0 0 8 );  Au g u s t  2 5 - 2 9 ,  2 0 0 8 ;   L a u s a n n e ,  Sw i tz e rl a n d :  EUR ASIP.   2 0 0 8 .   [8 ]   Ka d i r   EA,  Ef e n d i   A,  Ro s a   SL ,   e d i to rs .  A p p l i c a t i o n   o f  L o Ra  W AN  Se n s o r   a n d   Io T  fo r  En v i ro n m e n ta l   M o n i to ri n g   i n   Ria u   Pro v i n c e   In d o n e s i a .   5 th   In te r n a ti o n a l   Con fe re n c e   o n   El e c tri c a l   E n g i n e e ri n g ,   Com p u t e r Sc i e n c e  a n d  I n fo r m a ti c s  (EECSI  2 0 1 8 ) .  M a l a n g :   2 0 1 8 .     [9 ]   Sa b i t  H,  Al   An b u k y a   A,  G h o l a m   Ho s s e i n i b   H.  W i re l e s s   S e n s o r  Ne two rk   Ba s e d   Wi l d fi r e   Ha z a rd   Pre d i c ti o n   S y s t e m   M o d e l i n g .   T h e   2 n d   In te rn a ti o n a l   Con fe re n c e   o n   A m b i e n t  Sy s te m s ,  Net w o rk s   a n d   T e c h n o l o g i e s :  Pro c e d i a  Co m p u te r Sc i e n c e .   2 0 1 1 ;  5 :   106 - 1 1 4 .   [1 0 ]   Ka d i r;  EA,  Ro s a ;  SL ,  Y u l i a n ti   A.  Dev e l o p m e n t  o f  WSN  fo r   Det e c t i o n   Fo re s t  Fi re   i n   Ria u   Pro v i n c e   In d o n e s i a .  2 nd   In t e rn a t i o n a l   Con fe re n c e   O n   El e c tri c a l   En g i n e e ri n g   An d   Co m p u te r   S c i e n c e ;  Ba n g k a ,   In d o n e s i a :  IEEE.   2 0 1 8 .   [1 1 ]   Hef e e d a   M ,  Ba g h e ri   M .  Fo re s t  Fi re   M o d e l i n g   a n d   Ea r l y   Det e c ti o n   u s i n g   W i r e l e s s   S e n s o r  Net w o rk s .   Ad  Ho c  &  S e n s o r  W i r e l e s s  N e t work s .  2 0 0 8 ;   7:   169 - 224.   [1 2 ]   Y a n   X ,  Che n g   H,  Y u   Y Z W ,  H u a n g   H,  Zh e n g   X .  Rea l - T i m e   Id e n t i fi c a ti o n   o f  Sm o l d e ri n g   a n d   Fl a m i n g   Com b u s ti o n   P h a s e s   i n   Fo r e s t  Us i n g   a   W i re l e s s   S e n s o r  N e tw o rk - Ba s e d   M u l ti - Se n s o r  S y s te m   a n d   Arti fi c i a l  Ne u ra l  Ne tw o rk .  Se n s o rs .  2 0 1 6 ;   1 6 (1 2 2 8 ) :   1 - 1 0 .   [1 3 ]   Ka d i r  EA,   Ro s   SL ,   Y u l i a n ti   A .  Ap p l i c a ti o n   o f  W SN s   fo r   Det e c t i o n   L a n d   a n d   Fo re s t  F i re   i n   Ri a u   Pro v i n c e   I n d o n e s i a .  I n te rn a ti o n a l   Co n fe re n c e   O n   El e c tri c a l   En g i n e e r i n g   A n d   Co m p u t e r  Sc i e n c e   (ICECO S);  2 0 1 8 ;  B a n g k a  Be l i t u n g :  IEEE .  2 0 1 8 .   [1 4 ]   Ak s a m o v i c   A,  Heb i b o v i c   M ,  Bo s k o v i c   D .   F o re s t  fi r e   e a rl y   d e te c ti o n   s y s te m   d e s i g n   u t i l i s i n g   th e   W S N   s i m u l a t o r .  2 0 1 7   X X VI  In te rn a ti o n a l   Con fe r e n c e   o n   In fo r m a ti o n ,   Com m u n i c a ti o n   a n d   Au to m a t i o n   T e c h n o l o g i e s  (I CAT ) .  26 - 2 8  O c t.  2 0 1 7 .   [1 5 ]   Li u  Y ,  L i u  Y ,  X u  H,  T e o  KL .  Fo re s t  fi r e  m o n i t o ri n g ,  d e t e c t i o n   a n d  d e c i s i o n  m a k i n g  s y s t e m s   b y  wi re l e s s   s e n s o r n e two rk .   2 0 1 8  Ch i n e s e  Co n tro l   An d  De c i s i o n  Co n f e re n c e  (CCD C).   9 - 1 1  J u n e   2 0 1 8 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NIK A     IS S N: 1 69 3 - 6 93 0   ◼     Mo de l l i n g o f  wi r e l es s  s en s o r  ne twork s  fo r  d ete c ti on   l a n d a n d f ores t…  ( E v i z a l  A bd u l  K ad i r )   2781   [1 6 ]   Ka n s a l   A,   Si n g h   Y ,  Ku m a r   N,   M o h i n d ru   V ,  e d i t o rs .   Det e c ti o n   o f   fo r e s t   fi r e s   u s i n g   m a c h i n e   l e a rn i n g   te c h n i q u e :  A  p e r s p e c ti v e .  2 0 1 5   T h i rd   In te r n a ti o n a l   Con fe r e n c e   o n   Im a g e   I n fo r m a ti o n   Pro c e s s i n g   (ICII P).   21 - 2 4  De c .  2 0 1 5 .   [1 7 ]   Pa n t  D,  V e rm a   S,  Dhu l i y a   P.  A  s t u d y   o n   d i s a s te r  d e te c ti o n   a n d   m a n a g e m e n t  u s i n g   W SN  i n   Him a l a y a n   re g i o n   o f   Utta r a k h a n d .   2 0 1 7   3 r d   In te rn a ti o n a l   Con fe re n c e   o n   Ad v a n c e s   i n   Com p u t i n g ,C o m m u n i c a t i o n  &  Au to m a ti o n  (I CAC CA) (Fa l l ) .   15 - 1 6  Se p t.  2 0 1 7 .   [ 18 ]   Ara n z a z u - Su e s c u n   C,   Card e i   M .  Dis tri b u te d   a l g o ri t h m s   fo r  e v e n t  re p o rti n g   i n   m o b i l e - s i n k   W SN s   f o r   In te rn e t  o f  T h i n g s .   Ts i n g h u a  S c i e n c e   a n d   Te c h n o l o g y .  2 0 1 7 ;   22 (4 ):   413 - 2 6 .   [ 19 ]   Sa b ri   Y ,  Ka m o u n   NE,  e d i to r s .  A  p ro to ty p e   fo r   wir e l e s s   s e n s o r  n e two r k s   to   th e   d e t e c t i o n   o f  f o re s t   fi r e s   i n  l a r g e - s c a l e .  2 0 1 2  Ne x t  G e n e ra ti o n  Ne tw o rk s   a n d  S e rv i c e s  (NG NS) .  2 - 4  De c .  2 0 1 2 .   [ 20 ]   Il l i a n o   VP,  L u p u   EC.  Det e c t i n g   M a l i c i o u s   Dat a   I n j e c ti o n s   i n   Ev e n t  Det e c ti o n   W i re l e s s   Se n s o r   Net w o rk s .  IEEE  Tra n s a c t i o n s   o n  Ne two r k  a n d  Se r v i c e  M a n a g e m e n t.   2 0 1 5 ;   1 2 (3 ):   4 9 6 - 5 1 0 .   [2 1 ]   Ka d i r  EA,   Ros a   SL ,  G u n a w a n   H.  Ap p l i c a ti o n   o f  RFID  t e c h n o l o g y   a n d   e - s e a l   i n   c o n ta i n e r  te rm i n a l   p ro c e s s .  2 0 1 6   4 th  I n t e rn a t i o n a l  Co n fe re n c e  o n  I n fo r m a t i o n  a n d  Co m m u n i c a t i o n  T e c h n o l o g y  (I CoI CT ).  25 - 2 7  M a y  2 0 1 6 .   [2 2 ]   Sa o u d i   M ,  Bo u n c e u r  A,   Eu l e r  R,  Ke c h a d i   T ,  Cuz z o c re a   A .  En e rg y - E ff i c i e n t  Dat a   M i n i n g   Te c h n i q u e s   fo r  Em e rg e n c y   Det e c t i o n   i n   Wi re l e s s   Se n s o r   Net wor k s .   2 0 1 6   I n tl   IEEE  Co n fe re n c e s   o n   Ubi q u i t o u s   In te l l i g e n c e   &  Com p u ti n g ,   Ad v a n c e d   a n d   T ru s te d   Com p u t i n g ,   Sc a l a b l e   Co m p u ti n g   a n d   Com m u n i c a ti o n s ,  Clo u d   a n d   Bi g   Dat a   Com p u t i n g ,   In t e rn e t   o f  Pe o p l e ,  a n d   S m a rt   W o rl d   Con g re s s   (UIC/AT C/Sc a l Com /CBDC o m / Io P/Sm a r t W o rl d ) .   18 - 2 1   J u l y  2 0 1 6 .   [2 3 ]   Sa s i re k h a   S,  Sw a m y n a th a n   S.  Clu s te r - c h a i n   m o b i l e   a g e n t  ro u ti n g   a l g o ri t h m   fo r  e f f i c i e n t  d a ta   a g g re g a ti o n   i n   w i re l e s s   s e n s o r  n e tw o rk .   J o u rn a l   o f   Com m u n i c a t i o n s   a n d   N e two rk s .  2 0 1 7 ;   1 9 (4 ) :     392 - 4 0 1 .   [2 4 ]   Ka d i r  EA,   Iri e   H,  Ro s a   S L .   M o d e l i n g   o f  W i re l e s s   Se n s o r   N e t work s   fo r  De te c ti o n   L a n d   a n d   Fo re s t   Fi r e   Hot s p o t.   T h e   1 8 t h   In te rn a ti o n a l   Co n fe re n c e   o n   El e c tr o n i c s ,   In fo r m a t i o n ,   a n d   C o m m u n i c a ti o n   (ICEI C   2019) ;  A u c k l a n d ,  New  Z e a l a n d  I EE E.   22 - 2 5   J a n u a ry   2 0 1 9   [2 5 ]   Ka n g   J - G ,  L i m   D - W ,   J u n g   J - W .   E n e rg y - Eff i c i e n t  F o re s t  Fi r e   Pre d i c ti o n   M o d e l   Ba s e d   o n   Tw o - Sta g e   Ad a p ti v e  Du ty - Cy c l e d  Hy b ri d   X - M AC Pro to c o l .   Se n s o rs .  2 0 1 8 ;   1 8 (9 ):   2 9 6 0 - 7 1 .   [2 6 ]   Ka d i r  EA,  e d i t o r  A  re c o n fi g u r a b l e   M IM O   a n te n n a   s y s te m   fo r  wir e l e s s   c o m m u n i c a ti o n s .   2 0 1 7   4 t h   In te rn a ti o n a l   Con fe r e n c e   o n   El e c tr i c a l   En g i n e e ri n g ,  Co m p u te r  S c i e n c e   a n d   In f o rm a ti c s   (EECSI) .     19 - 2 1  S e p t.   2 0 1 7 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.