T E L KO M N I KA  T e lec om m u n icat ion ,   Com p u t i n g,   E lec t r on ics   an d   Cont r ol   Vol.   18 ,   No.   1 F e br ua r y   2020 pp.   282 ~ 288   I S S N:  1693 - 6930,   a c c r e dit e F ir s G r a de   by  Ke me nr is tekdikti ,   De c r e e   No:   21/E /KP T /2018   DO I 10. 12928/ T E L KO M NI KA . v18i1. 12784     282       Jou r n al  h omepage ht tp: // jour nal. uad . ac . id/ index . php/T E L K OM N I K A   L ow   c ost   sm ar t   w e a t h e r   st a t i on   u si n g   A r d u in o   a n d   Z ig B e e       Z aid   Kh u d h u r   Hu s s e in 1 ,   Had i   Jam e e l   Had i 2 ,   M ou s a   Riyad h   Abd u l - M u t a leb 3 ,   Yaqee n   S ab ah   M e z aal 4   1, 3, 4 Al - E s raa   U n i v ers i t y   Co l l e g e ,   Iraq     2 Al - M u s t afa   U n i v er s i t y   C o l l eg e ,   Iraq       Ar t icle   I n f o     AB S T RA CT   A r t icle   h is tor y :   R e c e ived   M a r   30 ,   2019   R e vis e d   De c   17 ,   20 19   Ac c e pted   De c   30 ,   20 19       T h i s   p a p er   p re s en t s   l o w   co s t - effec t i v e   w ea t h er   s t a t i o n   w i t h   mo n i t o r i n g   s y s t em   by   u s i n g   Z i g Bee   co mm u n i cat i o n   t ec h n i q u e   t h at   s erv e s   as     a   co mmu n i cat i o n   ch an n el   by   u s i n g   h ar d w are   an d   s en s o rs   to   t ra n s m i t   an d   recei v e   d at a   in   the   w ea t h er   s t a t i o n   s y s t em.   U s i n g   Z i g B ee   o v er   the   B l u e t o o t h   fo r   the   s h o r t   co v era g e   d i s t an ce   ab o u t   (1 - 10   m)   an d   o v er   the   (W L A N )   (w i re l es s   l o ca l   area   n e t w o rk )   or   W i - Fi ,   a   W L A N   h a s   l i mi t a t i o n   l i k e   d el a y ,   l ack i n g   BW   of   the   h an d o v er   of   a   l arg e   amo u n t   of   d at a,   an d   s o me   a reas   h a v e   no   i n t er n et   c o v er ag e.   T h e   s y s t em   i n cl u d e s   i m p l eme n t at i o n   an d   d e s i g n   f o r     the   w ea t h er   s t a t i o n   u s i n g   A r d u i n o   U n o   b o ar d   an d   fi v e   s en s o r s   g i v es   s i x t h   read i n g   d a t a   (rai n   s t at e,   w i n d   l ev el ,   ai r   p re s s u re,   d u s t   d en s i t y ,   t emp era t u re   an d   h u m i d i t y ).   The   d at a   can   be   s t o r ed   in   SD   card   on   recei v i n g   (cl o u d i n g   an d   mai n   p ro ce s s i n g   s i d e)   fro m   mo re   t h a n   one   t ran s mi t t er   n o d e   (Z i g Bee   N et w o r k ).   It   ca n   be   ret r i ev e d   the   d at a   in   an y   t i me   a n d   d at e.   Re s u l t s   s h o w ed   the   sy s t em   h a s   no   d e l ay   a n d   the   d at a   re p u t ed l y   c h an g i n g   ev er   s ec o n d   w i t h     the   n e w   read i n g .   K e y w o r d s :   Ar duino   C loudi ng   W ir e les s   s e n s or   ne twor ks   Z igB e e   Th i s   is   an   o p en   a c ces s   a r t i c l e   u n d e r   the   CC   BY - SA   l i ce n s e .     C or r e s pon din g   A u th or :   Z a id   Khudhur   Hus s e in ,     Al - Es r a a   Unive r s it y   C oll e ge ,   B a ghda d,   I r a q .   E mail:   z a id. khudhe r @e s r a a . e du. iq       1.   I NT RODU C T I ON   Ge ne r a ll y,   in   the   wo r ldwide,   the   we a ther   is   ve r y   i mpor tant   f or   pe ople   li f e   in   numer ous   s it ua ti ons   of   r a iny,   ho t,   dr y ,   dus ty,   a nd   windy   we a ther   s tate .   We   mus t   know   thes e   s tate s   be f or e   going   to   a nywhe r e   to   take   pr e c a uti ons   [1 - 3] .   T he s e   pr e c a uti ons   can   be   im ple mente d   by   moder n   e lec tr onic   a nd   mon it or ing   tec hnologi e s .   Ar dui no   is   an   ope n - s our c e   boa r d   that   c ontains   indi vidually   a   phys ica l   pr ogr a mm a ble   c ir c uit   boa r ding   ( mi c r oc ontr oll e r )   with   a   pa r t   s of twa r e ,   or   I D E   w hich   wor ks   in   a   P C ,   a nd   w r it e s   with   upload   PC   c ode   in     the   boa r d   ( A r duino   boa r d )   [4 - 6] .   T he   Z igB e e   tec hnique   is   int e r ope r a ble   a mongs t   co ns tr uc ter s   with   maintena nc e s   ha ving   main   number   of   node s .   S ys tem   de li ve r s   c ontac ti ng   be twe e n   s e ve r a l   e lec tr onic   pr oc e dur es   as   a   c oope r a ti ve   a nd   gr a phica l   int e r f a c e   to   c ont r ol   thes e   de vice s   [7 - 9] .   T he   m ode l   ha s   a   pa r a ll e l   p r oc e s s ing   li ke   joi ning   one   or   e xtr a   mi c r oc ontr oll e r   ( buil t   in   pr ojec ted   s ys tem)   a nd   the   int e r f a c e   a mong   mi c r oc ontr o ll e r s   is   c ompos e d   to   c ons tr uc t   mas ter /s lave   pr oc e dur e   that   e mpl oys   one   main   ( ma s ter )   with   one   or   e xt r a   ( s lave )   mi c r oc ontr oll e r s   [ 10 ] .   R e late d   w or ks   in   thi s   s e c ti on   dis c u s s ed   v a r ious   a ppr oa c he s   by   u s ing   Ar duino   a nd   Z igB e e   tec hnology   S ys tems   with   their   f e a tur e s .   S hih - P a ng   T s e ng   et   a l .   [ 11 ]   pr e s e n ted   s mar t   hous e   mo nit or   &   s upe r vis o r   ( S HM S ) ,   us ing   Z igB e e   tec hniques   ba s e d   on   the   s e ns or s   with   a c tuator s   that   a tt a c he d   via   Z igB e e   tec hnique   s ys tem.   T he   de s ign   is   s mar t   s oc ke t   that   wor ks   by   r e mot e   c ontr o l   by   Z igbee .   T he   c omput e r   hos t   a c ts   as   an   inf or mation   da ta   with   mot ion   s e ns ing   a nd   t he   inf or mation   is   t r a ns por ted   to   VM   on   the   c loud .   Na ya n   a nd   I khs a n   [9 ]   de s igned   a nd   e nha nc e d   Z igB e e   tec hnique   that   f unc ti ons   as   a   c om muni c a ti on   c h a nne l   in     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l         L ow   c os s mar w e ather   s tat ion  us ing  A r duino  and  Z igB e e   ( Z aid   K hudhur   Hus s e in )   283   the   ha r dwa r e   with   s e ns or s   ba s e d   on   a   hou s e   a ut omation   method   in   s mar t   hous e s .   L C D   ha s   us e d   to   give   de tails   a bout   s ys tem   r e c e iver .   Z igB e e   ne twor k   ha s   be e n   us e d   f or   the   de s ign   a nd   im pleme ntation   e f f e c ti ve ly   on   pr otot ype   to   im p r ove   the   hous e   a utom a ti on   s ys tem.   B a ba r a o   a nd   R a mes h   [ 12 ]   inves ti ga ted   a   s ys tem   identif ied   as   HE M S   to   de c r e a s e   the   powe r   c on s umpt ion   in   home   e ne r gy.   T he y   c onduc ted   dif f e r e nt   home   a ppli a nc e s   c onne c ted   ove r   Z igB e e   c omm unica t ion   to   tur n   on   or   o f f   the   home   a ppli a nc e .   P r opos e d   a r c hit e c tur e   gives   powe r   s a ving   a nd   e ne r gy   or g a niza ti on,   a nd   a f f or ds   a   s e c ur it y   to   th e   home   by   us ing   dif f e r e nt   s e ns or s   a nd   GSM   c ir c uit s .   J a bba r   a nd   Ka witkar   [ 13] ,   ha s   int r oduc e d   c he a p   c omm e r c ial     a nd   powe r f ul   hous e   c ontr ol   with   moni tor ing   s ys t e m.   S mar t   home   ha s   int e r f a c e s   a nd   pr a c ti c a l   de s c r ipt ions     to   c onf i r m   int e r ope r a bil i ty   a mongs t   Z igB ee   s ys tems   f or   di f f e r e nt   e lec tr ica l   de vice s ,   mete r s   a n d   s mar t     e ne r gy   e na bler s .    Ha di   [ 14 ]   ha s   p r e s e nted   s ys te m   de s ign   us ing   XB e e   wi r e les s   tec hnique   c omm u nica ti ons ,   whic h   is   a ble   to   s e nd   a nd   r e c e ive   a   tr a ns mi s s ion   inf or mation   a mong   c e ntr a l   c ontr oll e r   un it   a nd   va r io us   hous e   s e ns or   node s   f or   r e a ding   a nd   s e nding   tempe r a tur e ,   ga s   s e n s ing   a nd   IR   s e c ur it y   inf or mation.   T he   tes ted   r e s ult s   a r e   in   the   wi r e les s   us a ge   moni tor ing   a nd   a r e   r e c og nize d.   In   I r a q,   the   we a ther   s tate s   a r e   a lwa y s   c ha nging.   T e mper a tur e   de gr e e   is   ve r y   hot   in   s umm e r ,   a nd   humi dit y   is   ve r y   h igh   in   s outh   of   I r a q   as   we ll   as   r a iny   we a ther   in   no r th   of   I r a q.   To   mea s ur e   a ll   thes e   s tate s   of   da ta,   we   ne e d   de vice s   to   mea s ur e   the   we a ther   s tate s   in   a ll   a r e a s   to   know   their   s tate s   a nd   we   us e d   the   wir e les s   we a ther   s tation   de vice   without   I nter ne t   by   us ing   Z igB e e   Ne twor k   with   Ar duino   mi c r oc ontr o ll e r   a nd     the   s e ns or s   to   mea s ur e   thes e   we a ther   s tate s .   In   thi s   pa pe r ,   the   s ys tem   ha s   im pleme ntation   a nd   d e s ign   f or     the   we a ther   s tation   us ing   A r duino   Uno   boa r d   a nd   f ive   s e ns or s   with   s ixt h   r e a ding   da ta   ( r a in   s tate ,   wi nd   leve l,   a ir   pr e s s ur e ,   dus t,   tempe r a tu r e   a nd   humi dit y ).   T he   da ta   is   tr a ns mi tt e d   f r om   the   s tation   by   us ing   Z igbee   c omm unica ti on   tec hnique   ( Z igB e e   Ne twor k)   as   the   c omm unica ti on   c ha nne l   to   the   r e c e iver .   T he   we a ther   s tati on   doe s n’ t   ne e d   the   int e r ne t .   T he r e f or e ,   we   c a n   us e   it   in   a ny   loca ti on   s ince   we a ther   s tation   is   ba s e d   on   Z igB e e   c omm unica ti on   tec hnology   that   ha s   high   c ove r a ge   a r e a   f r om   120   m   to   64   k m.       2.   RE S E AR CH   M E T HO D   T he   main   wor k   in   th is   pa pe r   is   to   pr opos e   de s ign   a nd   im pleme ntation   a   we a ther   s tation   s ys tem.     T he   wor k   ha s   two   pa r ts   ( ha r dwa r e   a nd   s of twa r e )   i mpl e menta ti ons ,   a nd   block   diagr a m   f o r   the   we a ther   s tation   is   de picte d   in   F igu r e   1.           F igur e 1.   B lock   diagr a m   of   the   s tation :   ( a )   s e nde r   s e c ti on   ( T X) ,   a nd   ( b)   r e c e i ve r   s e c ti on   ( R X)       2. 1.   Hardwar e   im p lem e n t a t ion   Ha r dwa r e   i mpl e menta ti on   p r im a r il y   invol ve s   tw o   Ar duino   Uno   pa r ts ,   tempe r a tur e   a nd   humi dit y   ( DH T 11) ,   two   Z igB e e   c ir c uit s ,   w ind   s pe e d   s e ns or   ( T ype   (0 - 9V)   S KU :   S E N0170) ,   B M P 180   digi tal   ba r ometr ic   s e ns or   modul e     mode l   GY - 68,   r a in   s e ns or ,   d us t   s e ns or   ( GP2Y1010AU 0F ) ,   SD   memor y,   r e a l   time   c lock   ( DS1307)   s e ns or ,   GL C D   a nd   n e xti o n   dis play   whic h   a r e   be ing   dis c us s e d   with   their   s pe c if ic   f unc ti ons .   a.   Ar duino   Uno   Ar duino   is   mi c r oc ontr oll e r   boa r ding   buil t   on   AT m e ga 328P .   T he   Ar duino   ha s   14   digi tal   input /out put   pins   (6   pins   whic h   us e s   as   P W M   output s ) ,   6   a na log   input s   with   16   M Hz   qua r tz   c r ys tal,   USB   c onne c ti on,   powe r   jac k   a nd   I C S P   he a de r   with   a   r e s e t   s witch   as   e xplaine d   by   F igur e   2   [ 15] .   Uno   boa r ding   ha s   a   s e r ies   f or   USB   Ar duino   boa r ds ,   with   r e f e r e nc e   typi c a l   to   Ar duino   boa r ds .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   1693 - 6930   TEL KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l Vol.   18 ,   No .   1 F e br ua r 2020 :    282   -   288   284   b.   Z igB e e   t e c hnology     Z igB e e   tec hnology   wor ks   on   ope n   global   s tanda r d   ba s e d   on   I E E E   802. 15 . 4   M AC /P HY .   It   de f ines   ne twor k   laye r   ove r   802. 15 . 4   laye r s   that   a r e   s uppor ti ng   a dva nc e d   mes h   r outi ng   c a pa bil it ies   [ 5] .   T he   xB e e   s ignal   us e s   AE S   e nc r ypti on   method.   T h is   method   is   a   s ymm e tr ic - ke y   s e c r e t   mes s a ge   that   is   in   c oo pe r a ti on   with   the   tr a ns mi tt e r   node   a nd   the   r e c e iver   to   e mpl oy   a   s oli tar y   ke y   f or   e nc r ypti ng   a nd   de c r ypti ng .   E nc r ypti on   ha s   pr oc e dur e s   of   tr a ns f o r mi ng   the   text   wo r ds   in to   a   layout   that   is   une a s il y   de c ipher a ble   whic h   is   known     as   c ipher .   T he   c ipher   is   a c quir e d   by   pe r f o r mi n g   a   s e que nti a l   a r it hmetica l   ope r a ti on   ba s e d   on   it e r a ti on     leve ls   [ 16] .   Z igB e e   ne twor king   e leme nt   c ir c uit   with   s e ns or s   s t a nd   f or   moder n   c a tegor ie s   f or   wir e les s ,   s hor t,   low   powe r   ne twor k   c omm unica ti on   tec hniques   with   s e ve r a l   tec hnologi c a l   a dva ntage s ,   s uc h   as   a   low   c o mpl e xit y,   low   powe r   c ons umpt ion,   high   c os t,   high   e f f icie nc y,   high   r e li a bil it y   a nd   wide   ne twor k   c ove r a ge   a r e a   [ 13 ] .   Dif f e r e nc e s   a mong   Bl ue toot h,   W L AN   a nd   Z igB e e   a r e   c lar if ied   in   T a ble   1.   T he   XB e e   modul e   us e s   me dium   to   be   as   int e r a c ti on   with   the   c omm unica ti on   modul e   a mong   mi c r oc ontr oll e r s   a nd   s e r ve s   li ke   wir e les s   ne twor k   f or   in f or mation   tr a ns f e r .   T he r e   a r e   two   kinds   of   X B e e   de vice s   us e d   f or   hous e   a utom a ti on:   XB e e   S1   a nd   XB e e   S2   as   de picte d   in   F igur e   3   [ 13] .   T he   c ha r a c ter is ti c s   of   the   XB e e   S1   a nd   S2   modul e s   a r e   s hown   in   T a bl e   2.       T a ble   1.   C ompar is on   of   c ha r a c ter is ti c s   of   B luetoot h,   W L AN   a nd  Z igB e e   [ 9]   C ha r a c te r is ti c s   B lu e to ot h   W L A N   Z ig B e e   P r ot oc ol   ( I E E E )   802.15.1   802.11   b/ g   802.15.4   R a nge   ( me te r s   10   50 - 100   10 - 100   D a ta   r a te   ( bi t/ s )   1   M   11   &   54   M   20,   40   &   250   k   B a tt e r y   li f e ti me   ( da ys )   7   0.5 - 5   > 100   O pe r a ti ng   f r e que nc y   ( H z )   2.4   G   2.4   G   &   5   G   868   M,   902 - 926   M   &   2.4   G   C ompl e xi ty   H ig h   H ig h   L ow   P ow e r   c ons umpt io n   ( mW )   198   1050   72   S e c ur it y   64   &   128   kbi ts   I E E E   802.11i   ( W P A 2)   128 - bi t   A E S   &   a ppl ic a ti on   la ye r   s e c ur it y   A ppl ic a ti on   W ir e le s s   c omm uni c a ti on   I nt e r ne t,   w e bs it e ,   &   e - ma il   C ont r ol   &   moni to r in g       T a ble   2.   T he   c ha r a c ter is ti c s   of   S e r ies   1   a nd   S e r ies   2   Xbe e   modul e s   [ 13 ]     S e r ie s   1   S e r ie s   2   D is ta nc e  ( m)   30   40   O pt im a r a nge  ( m)   100   120   T r a ns mi tt e r /r e c e iv e r  c ur r e nt  ( mA)   45/ 50   40/ 40   F ir mwa r e   802.15.4   Z ig B e e   D ig it a in put   8   11   A na lo g i nput   7   4   P W M   2   No   P oi nt - to poi nt  & poi nt - to - poi nt   to pol ogy   Y es   Y e s   M e s h & t r e e  t opol ogi e s   No   Y e s       c.   W ind   s pe e d   s e ns or     T he   th r e e - type   wind   s pe e d   s e ns or   is   a   de vice   that   de ter mi ne   wind   s pe e d   by   us ing   9   V   DC   volt a ge .     I ts   f e a tur e s   a r e   high   ha r dne s s ,   c or r os ion   pr otec ti on ,   wa ter pr oo f ne s s   a nd   high   pr e c is ion   [ 17] .   d.   B a r om e tr ic   p r e s s ur e   s e ns or     T he   s e ns or   is   highl y   low - c os t   c ir c uit   to   mea s ur e   ba r ometr ic   pr e s s ur e ,   tempe r a tur e ,   a nd   a lt it ude .     T he   s e ns or   is   we lded   on   P C B   of   a   3 . 3V   r e gulator ,   with   pull   up   r e s is tor s   of   I2   pins   [ 18] .   e.   R a in   s e ns or       T he   r a in   s e ns or   a r e   tool s   to   de t ect   r a in   that   can   be   wor ke d   li ke   s witch   whe n   r a in   d r op   f a ll s   ove r   r a iny   boa r d   wi th   the   a bil it y   to   mea s ur e   the   r a in   f a ll   int e ns it y   [ 19] .   f.   Dus t   s e ns or     An   inf r a r e d   e mi tt ing   diode   with   li ght   de pe nding   r e s is tor   ( L DR )   pho tot r a ns is tor   wa s   or ga nize d   on     the   ha r dwa r e .   It   can   be   us e d   to   f ind   out   the   r e f lec ted   li ght   f r om   dus t   in   a i r   [ 20] .   g.   T e mper a tur e   a nd   h u mi dit y   s e ns or   ( DH T 11)   T he   boa r d   is   s e ns or   with   the   a bil it y   f or   mea s ur ing   tempe r a tur e   with   humi dit y.   It   ha s   high   r e li a bil it y ,   e xc e ll e nt   long - ter m   s tabili ty   with   ve r y   f a s t   r e s pons e   time   [ 21 ] .   h.   R e a l   time   c lock   ( DS1307 )      R e a l   time   c lock   ( R T C )   is   s im il a r   to   the   c lock ,   wor ks   on   the   ba tt e r y   with   r e tain   time   e ve n   if     the   powe r   is   of f   [ 22] .   i.   SD   m e mor y   T he   SD   M e mor y   is   us e d   to   s tor e   the   da ta   f r om   s e ns or s   im media tely.   T h is   da ta   can   be   dis playe d   on   nixt ion   touchs c r e e n   a nd   old   da ta   can   be   s e a r c he d   at   a ny   da te   a nd   ti me.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l         L ow   c os s mar w e ather   s tat ion  us ing  A r duino  and  Z igB e e   ( Z aid   K hudhur   Hus s e in )   285         F igur e   2.   M icr oc ontr oll e r   boa r d   ( Ar duino   Uno)     F igur e   3.   XB e e   S1   a nd   S2       2. 2.   S of t war e   i m p lem e n t a t ion   T he   s of twa r e   p r ogr a m   f or   the   s tation   is   ba s e d   on   Ar duino   C   pr og r a m   langua ge .   At   wha t   time     the   pr ogr a m   ha s   c ompl e ted,   the   s ys tem   then   uploa ds   Ar duino   p r ogr a m   to   the   mi c r oc ont r oll e r ,   a nd   th e   de vice   will   tr a ns mi t   in f or mation   s e r ially   to   its   TX   thr oug h   Z igB e e .   In   thi s   pa pe r ,   the   s ys tem   is   ba s e d   on   th e   Z igB e e   tec hnology   t o   r e c e ive   a nd   tr a ns mi t   the   inf or mati on.   Z igB e e   wir e les s   li nk   is   c onf igur e d   a nd   c oul d   a c c e pt   inf or mation   f o r   other   Z igB e e   unit s   c onne c ted   to   ha r dwa r e .   A   f lowc ha r t   f o r   we a ther   s tation   is   de picte d     in   F igur e   4.               ( a )       ( b)     F igur e   4.   F lowc ha r t   of   we a t he r   s tation   Z igB e e   s ys tem :   ( a )   T x,   ( b )   Rx   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   1693 - 6930   TEL KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l Vol.   18 ,   No .   1 F e br ua r 2020 :    282   -   288   286   2. 3.   E xp e r im e n t al   e volu t io n     T he   we a ther   s tation   s ys tem   ha s   be e n   de s igned   by   us ing   Ar duino   Uno   a nd   Z igB e e   tec hnology   with   the   s e ns or s .   T he   we a ther   s tation   ha s   two   pa r ts ;   the   tr a ns mi tt e r   node   we a ther   s tation   ha s   an   A r dui no   Uno   a nd   Z igB e e   with   f ive   s e ns or s   ( wind   s pe e d   s e n s or ,   pr e s s ur e   s e n s or ,   r a in   s e ns or ,   dus t   s e ns or ,   tempe r a tur e   a nd   humi dit y   s e ns or )   as   we ll   as   GL C D   to   s how   the   da ta   c ons ider e d   f or   tr a ns mi tt e r   node .   T he   r e c e iver   pa r t   c ons is ts   of   an   Ar duino   Uno   a nd   Z igB e e   wi th   n e xti on   to   moni tor   the   r e c e ivi ng   da ta   ba s e d   on   the   pr opos e d   pr otot ype   as   s how n   in   F igur e 5   ( a a nd   5   ( b ) .   T he   r a nge   dis tanc e   f r om   Ar duino   ba s e d   s ys tem   s tation   ( tr a ns mi tt e r   node )   Z igB e e   is   1   mi le,   a nd   the   max im um   r a nge   of   Z igB e e   node   ( r e c e iver   s ides   or   tr a ns mi tt e r   s ides )   is   40   mi les .           ( a )       ( b)     F igur e   5.   ( a )   W e a ther   s tation   t r a n s mi tt e r   node ,   ( b )   R e c e iver   node       3.   RE S UL T S   A ND   AN AL YSI S   P r a c ti c a l   im p r ove d   r e s ult s   f r o m   da ta   va lues   a r e   de ter mi ne d   in   pr opos e d   we a ther   s ys tem.     T he   obtaine d   r e s ult s   whe n   s ta ti on   wor ke d   a long   o ne   we e k   in   B a ghda d   I r a q   f r om   8 - 12 - 2018   to   14   12 - 2018   f or   s ix   r e a ding   ( temp,   hum ,   r a in ,   wind ,   pr e s s ur e   a nd   dus t )   twice   pe r   da y   ( 7:00   AM   to   4:00   P M )   f r om     the   tr a ns mi tt e r   node   a r e   s hown   in   T a bles   3   a nd   4.   As   it   is   s hown   in   the   table s ,   the   dif f e r e nc e   be twe e n   r e a ding   f r om   T a ble   3   ( ww w. we a ther . c om )   a nd   the   r e a di ng   f r om   T a ble   4   ( pr opos e d   we a ther   s tation)   is   mi nim um.     T he   dif f e r e nc e   in   tempe r a tu r e   is   a bout   2 o C ,   the   dif f e r e nc e   in   hu mi dit y   is   a bout   3% ,   no   dif f e r e nc e   in   r a in   s tatus ,   the   dif f e r e nc e   in   wind   s pe e d   is   a bout   1   KM H ,   a nd   the   dif f e r e nc e   in   pr e s s ur e   is   a bout   1   MB .       T a ble   3.   W e a ther   da ta   f r om   ww w . W e a ther . c om     T im e   S a t   S un   M on   T us   Wed   T hu   F r i   T e mp   7: 00   AM   4: 00   PM   1 2oc   17oc   15oc   13oc   14oc   12oc   20oc   18oc   15oc   18oc   12oc   14oc   8oc   17oc   H um   7: 00   AM   4: 00   PM   91%   74%   82%   87%   82%   97%   96%   63%   91%   70%   94%   68%   91%   58%   R a in   7: 00   AM   4: 00   PM   L I G H T   R A I N   NO   R A I N   S unny   S unny   R A I N   S unny   S unny   S unny   S unny   S unny   S unny   S unny   S unny   S unny   W in d   7: 00   AM   4: 00   PM   18   K M H   10   K M H   10   K M H   10   K M H   18   K M H   11   K M H   5   K M H   3   K M H   8   K M H   11   K M H   11   K M H   5   K M H   8   K M H   3   K M H   P r e   7: 00   AM   4: 00   PM   1019   MB   1020   MB   1021   MB   1021   MB   1021   MB   1021   MB   1021   MB   1021   MB   1020   MB   1020   MB   1021   MB   1021   MB   1019   MB   1019   MB       F or   the   f ir s t   da y   (8   De c e m be r   2018 )   f r om   the   we e k   the   r e a ding   f or   both   in   ww w. we a ther   . c om   a nd   the   pr opos e d   we a ther   s tation   we r e   c a lcula ted.   T he   T e mper a tur e   r e a ding   wa s   ( 11oC )   de ter mi ne d   by   p r otot ype   we a ther   s tation   a nd   the   r e a ding   f r om   ww w . we a ther . c om   wa s   ( 12oC )   a nd   the   dif f e r e nc e   is   ( 1%   oC )   be twe e n   them.   F o r   the   Humidi ty   r e a ding,   it   wa s   ( 90% )   de t e r mi ne d   by   p r otot ype   we a ther   s tation   a nd   the   r e a d ing   f r om   ww w. we a ther . c om   wa s   ( 91% )   a nd   the   dif f e r e nc e   is   a bou t   ( 1%   oC )   be twe e n   them.   F or   the   P r e s s ur e   r e a ding,     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l         L ow   c os s mar w e ather   s tat ion  us ing  A r duino  and  Z igB e e   ( Z aid   K hudhur   Hus s e in )   287   it   wa s   ( 1018   M B )   wa s   de ter mi ne d   by   pr otot ype   we a ther   s tation   a nd   the   r e a ding   f r om   ww w. we a ther . c om   wa s   ( 1019   M B )   a nd   the   dif f e r e nc e   wa s   a bout   (1   M B )   be twe e n   them.   F o r   th e   R a in   s tatus   r e a ding,   it   w a s   ( r a in)   de ter mi ne d   by   pr oto type   we a ther   s tation,   a nd   th e   r e a ding   f r om   ww w. we a ther . c om   wa s   ( li ght   r a in) .   F or     the   wind   s pe e d   r e a ding,   it   wa s   ( 17   KM H)   de ter mi ne d   by   pr otot ype   we a ther   s tation   a nd   the   r e a ding   f r om   ww w. we a ther . c om   wa s   ( 18   KM H)   a nd   the   dif f e r e nc e   is   a bout   ( 1)   be twe e n   them.   T he   pe r f o r manc e   a nd   da ta   s tor a ge s   can   be   e nha n c e d   by   c loud   a nd   int e r ne t   of   thi ng   ( I oT )   tec hnologi e s   [ 23,   24] .   In   a ddit ion,     the   pr opos e d   we a ther   s tation   moni tor ing   r e s ult s   can   be   a djus ted   by   ge ne ti c   a lgor it hm   ( GA )   as   an   opti mi z a ti on   tool   to   en ha nc e   a ny   wa nted   r e a ding   [ 25 ] .       T a ble   4.   W e a ther   da t a   f r om   p r opos e d   we a ther   s tati on     T im e   S a t   S un   M on   T us   Wed   T hu   F r i   T e mp   7: 00   AM   4: 00   PM   11oc   16oc   16oc   12.5oc   13oc   11oc   21oc   18oc   13.5oc   17oc   12oc   13oc   8oc   16oc   H um   7: 00   AM   4: 00   PM   90%   73%   84%   88%   84%   94%   92%   60%   91%   73%   92%   70%   88%   58%   R a in   7: 00   AM   4: 00   PM   R A I N   NO   R A I N   S unny   S unny   R A I N   S unny   S unny   S unny   S unny   S unny   S unny   S unny   S unny   S unny   W in d   7: 00   AM   4: 00   PM   17   K M H   11   K M H   10   K M H   11   K M H   17   K M H   10   K M H   6   K M H   3   K M H   7   K M H   10   K M H   10   K M H   6   K M H   8   K M H   3   K M H   P r e   7: 00   AM   4: 00   PM   1018   MB   1019   MB   1022   MB   1021   MB   1021   MB   1021   MB   1021   MB   1020   MB   1020   MB   1021   MB   1022   MB   1020   MB   1020   MB   1019   MB   D us t   7: 00   AM   4: 00   PM   0.07   0.09   0.06   0.07   0.09   0.1   0.08   0.09   0.07   0.07   0.06   0.08   0.07   0.06       4.   CONC L USI ON   In   thi s   pa pe r ,   pr otot ype   s ys tem   f or   low   c os t - e f f e c ti ve   we a ther   s tation   with   moni to r ing   s ys tem   by   us ing   Ar duino   Uno   a nd   Z igB e e   c omm unica ti on   tec hnique,   to   tr a ns mi t   a nd   r e c e ive   the   we a ther   da ta   ha s   pr e s e nted.   It   ha s   f e a s ibi li ti e s   f or   s ix   r e a ding   da t a   ( r a in   s tate ,   wi nd   leve l,   a ir   pr e s s ur e ,   dus t   de ns it y,   a nd   tempe r a tur e   a nd   humi dit y ) .   T he   da ta   can   be   s a ve d   in   SD   c a r d   on   r e c e ivi ng   ( c loudi ng   a nd   main   p r oc e s s ing   s ides )   f r om   mor e   than   one   t r a ns mi tt e r   node   ( Z ig B e e   Ne twor k) .   It   can   be   r e t r ieve d   the   da ta   in   a ny   time   a nd   da te.   T he   di f f e r e nc e   in   r e s ult s   f r om   pr opos e d   we a ther   s ys tem   c ompar e d   with   ( ww w. we a ther . c om )   is   ve r y   good   in   a ll   r e a dings   that   c a lcula ted   fo rm   the   pr op os e d   we a ther   s tation   that   gives   an   e videnc e   that   p r opos e d   model   ha s   tol e r a ble   pe r f o r manc e   to   be   a ppli e d   r e li a bly   without   int e r ne t   c onne c ti on   in   a ny   a r e a   of   I r a q.       RE F E RE NC E S   [1 ]   H.   Sai n i ,   A.   T h ak u r,   S.   A h u j a,   N.   Sab h arw al ,   N.   K u ma r,   A rd u i n o   ba s e d   au t o mat i c   w i rel e s s   w ea t h er   s t at i o n   w i t h   remo t e   g rap h i ca l   a p p l i ca t i o n   a n d   al er t s ,   2 0 1 6   3 rd   I n t e r n a t i o n a l   C o n f er e n ce   on   S i g n a l   P r o ces s i n g   a n d   I n t e g r a t ed   Net wo r ks   (S P IN) ,   N o i d a,   p p .   6 0 5 - 6 0 9 ,   2 0 1 6 .   [2 ]   M.   Ben i s t o n ,   Tu r b u l en ce   to   cl i m a t e:   n u m e r i c a l   i n ves t i g a t i o n s   of   t h e   a t m o s p h er e   wi t h   a   h i e r a r ch y   of   m o d el s .   Berl i n :   Sp ri n g er,   1 9 9 8 .   [3 ]   T.   A.   Bl ai r   an d   C.   F.   Ro b ert ,   W ea t h er   el em en t s ,”   E n g l e w o o d   Cl i ffs   N.   J . :   Pren t i ce - H al l ,   1 9 6 5 .   [4 ]   A .   D ’A u s i l i o ,   A rd u i n o :   A   l o w - c o s t   mu l t i p u r p o s e   l ab   eq u i p men t ,”   B eh a v i o r   re s e a r c h   m et h o d s ,   v o l .   44 ,   n o .   2,     p p .   3 0 5 - 3 1 3 ,   2 0 1 2 .   [5 ]   M.   Ban zi   an d   M .   Sh i l o h ,   G et t i n g   s t ar t ed   w i t h   A rd u i n o :   the   o p e n   s o u rce   el ect r o n i cs   p r o t o t y p i n g   p l a t fo rm ,”   Ma k er   Med i a,   In c. ,   2 0 1 4 .   [6 ]   A .   N ay y ar   a n d   V .   Pu r i ,   A   re v i e w   of   A rd u i n o   b o ar d 's ,   L i l y p a d 's   &   A rd u i n o   s h i e l d s ,   2 0 1 6   3 rd   I n t e r n a t i o n a l   Co n f er e n ce   on   C o m p u t i n g   f o r   S u s t a i n a b l e   G l o b a l   D eve l o p m en t   (IND IA C o m ) ,   2 0 1 6 .   [7 ]   W.   Li   an d   Q .   W an g ,   Z i g Bee   T ech n o l o g y   an d   It s   A p p l i cat i o n s ,”   M o d e r n   S ci e n ce   &   Tech n o l o g y   of   Tel eco m m u n i ca t i o n s ,   v o l .   1,   2 0 0 4 .   [8 ]   C.   W an g ,   T .   J i an g ,   an d   Q Z h an g ,   Z i g Bee   n e t w o rk   p ro t o co l s   an d   ap p l i cat i o n s ,”   A u erb ac h   Pu b l i ca t i o n s ,   2 0 1 6 .   [9 ]   N .   A .   N ay an ,   I .   A .   M.   Ik h s an ,   Y .   T ak a h as h i ,   U s i n g   Z i g Bee   Co mmu n i cat i o n   T ec h n o l o g y   in   a   Smart   H o me   W i re l es s   Sen s o r   N e t w o rk ,   P r o cee d i n g s   of   S eco n d   In t e r n a t i o n a l   Co n f er e n ce   on   M o d er n   Tr e n d s   in   S ci e n ce,   E n g i n eer i n g   a n d   Tech n o l o g y ,   pp .   19 - 25 ,   2 0 1 4 .   [1 0 ]   H .   J ameel   a n d   H .   K areem ,   Low - c o s t   E n er g y - E f fi ci e n t   Smar t   Mo n i t o r i n g   Sy s t em   U s i n g   O p en - s o u rce   Mi cro c o n t ro l l er s ,   In t e r n a t i o n a l   R evi ew   of   A u t o m a t i c   C o n t r o l   (I. R E . A . CO . ) ,   v o l .   9,   no .   6 ,   pp .   4 2 3 - 4 2 8 ,   2 0 1 6 .   [1 1 ]   S .   P .   T s en g ,   B .   R .   L i ,   J .   L .   Pan ,   an d   C .   J .   L i n ,   An   A p p l i cat i o n   of   I n t er n et   of   T h i n g s   w i t h   M o t i o n   Se n s i n g   on   S mart   H o u s e ,   in   2 0 1 4   I n t e r n a t i o n a l   Co n f er e n ce   on   O r a n g e   Te ch n o l o g i es ,   2 0 1 4 .     [1 2 ]   B .   Bab ara o   an d   S .   Rames h ,   H o me   E n er g y   Ma n ag em en t   Sy s t em   w i t h   Secu r i t y   U s i n g   Z i g Bee   Co mmu n i c at i o n ,”   In t e r n a t i o n a l   Jo u r n a l   of   In n o va t i v e   R es e a r c h   i n   A d va n ced   E n g i n ee r i n g   (IJIR A E ) ,   v ol .   2 ,   n o .   3,   pp.   2 3 4 9 - 2 1 6 3 ,   2 0 1 5 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   1693 - 6930   TEL KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l Vol.   18 ,   No .   1 F e br ua r 2020 :    282   -   288   288   [1 3 ]   Z .   A .   J ab b ar   a n d   R. S.   K aw i t k ar ,   Imp l eme n t at i on   of   S mart   H o me   Co n t r o l   by   U s i n g   L o w   Co s t   A rd u i n o   &   A n d ro i d   D es i g n ,”   In t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   of   A d v a n ce d   R es e a r c h   in   Co m p u t er   a n d   Co m m u n i ca t i o n   E n g i n ee r i n g ,   v ol .    5,   n o .   2,   pp .   1 5 6 - 1 6 3 ,   2 0 1 6 .   [1 4 ]   H .   J .   H ad i ,   Z .   K .   H u s s e i n ,   a n d   W .   M .   L aft a ,   D es i g n   an d   Imp l eme n t a t i o n   Smar t   H o me   A l arm   S y s t em   w i t h   Z i g b ee   t ran s cei v er ,”   In t e r n a t i o n a l   Jo u r n a l   of   E n g i n ee r i n g   &   Te ch n o l o g y ,   v ol .   7 ,   n o .   4 ,   pp.   3 9 1 4 - 3 9 1 7 ,   2 0 1 8 .     [1 5 ]   P .   B.   Pat i l ,   R .   R.   Pat i l ,   an d   S .   V.   Pat i l ,   H o me   A u t o m at i o n   Sy s t em   U s i n g   A n d r o i d   an d   A rd u i n o   Bo ar d ,”   I n t e r n a t i o n a l   Jo u r n a l   of   In n o va t i ve   R es e a r c h   in   S c i en ce,   E n g i n ee r i n g   a n d   Tech n o l o g y ,   v ol .   5,   no.   4 ,   pp .   5 0 7 6 - 5 0 8 2 ,   2 0 1 6 .   [1 6 ]   E .   Abd   K ad h i m,   Z .   K .   H u s s e i n ,   an d   H .   J.   H ad i ,   AES   Cry p t o g rap h y   A l g o ri t h m   Bas ed   on   In t e l l i g en t     Bl u m - Bl u m - Sh u b   PR N G s ,”   Jo u r n a l   of   E n g i n ee r i n g   a n d   A p p l i e d   S c i en ce s ,   v ol .   12 ,   n o .   10   SI ,   pp.   9 0 3 5 - 9 0 4 0 ,   2 0 1 7 .   [1 7 ]   D FRo b o t ,   [ O n l i n e],   A v ai l ab l at :   h t t p s : / / w w w . d fro b o t . co m / w i k i / i n d ex . p h p / W i n d _ Sp ee d _ Se n s o r_ V o l t a g e_ T y p e     (0   9 V ) _ SK U : S E N 0 1 7 0 .   [1 8 ]   Sp ark f u n ,   [O n l i n e],   A v ai l ab l e:   h t t p s : / / l ear n . s p a rk f u n . c o m/ t u t o ri a l s / b m p 1 8 0 - b aro me t ri c - p res s u re - s en s o r - h o o k u p -   [1 9 ]   O p e n h ac k s . co m,   [O n l i n e],   A v ai l ab l e:   h t t p s : / / w w w . o p e n h ack s . co m/ u p l o a d s p ro d u c t o s / ra i n _ s e n s o r_ m o d u l e. p d f .   [2 0 ]   SH A RP   Co r p o ra t i o n   G P2 Y 1 0 1 0 A U 0 F   d a t as h eet   Sh eet   N o . :   E4 - A 0 1 5 0 1 E N ,   D ec   1   2 0 0 6 .   [2 1 ]   Mi cro b o t , “ D H T 1 1   H u m i d i t y   an d   T emp era t u re   Se n s o r ,   [O n l i n e],   A v ai l ab l e:   h t t p : / / w w w . mi cr o b o t . i t   [2 2 ]   A d afr u i t ,   “R eal - t i me   C l o ck   B reak o u t   B o ar d   K it , ”  [O n l i n e],   A v ai l ab l e:   h t t p s : / / l ear n . ad afru i t . c o m/ d s 1 3 0 7 - rea l - t i me - cl o c k - b rea k o u t - b o ar d - k i t .   [2 3 ]   Y .   S .   Mezaa l,   H .   H .   Mad h i ,   T .   Abd,   S .   K .   K h al eel ,   Cl o u d   co m p u t i n g   i n v e s t i g a t i o n   fo r   cl o u d   co m p u t er   n et w o rk s   u s i n g   c l o u d a n al y s t ,   Jo u r n a l   of   Th e o r e t i c a l   a n d   A p p l i ed   In f o r m a t i o n   Tech n o l o g y ,   v o l .   96,   no .   20,   2 0 1 8 .   [2 4 ]   Y .   S .   Mezaal ,   L .   N.   Y o u s i f,   Z .   J.   A b d u l k areem,   H .   A.   Hus s e i n ,   S .   K.   K h a l eel ,   Re v i e w   ab o u t   effec t s   of   IO T   an d   N an o - t ec h n o l o g y   t ec h n i q u es   in   t h e   d e v el o p me n t   of   IO N T   in   w i re l es s   s y s t ems ,   In t er n a t i o n a l   J o u r n a l   of   E n g i n eer i n g   a n d   Tech n o l o g y   (U A E ) ,   v o l .   7 ,   no.   4,   2 0 1 8 .   [2 5 ]   Y .   S .   Mezaal ,   S .   F.   K areem ,   A ffi n e   C i p h e r   Cry p t a n a l y s i s   U s i n g   G en et i c   A l g o ri t h m s ,   JP   J o u r n a l   of   A l g e b r a ,   Nu m b er   Th e o r y   a n d   A p p l i ca t i o n s ,   v o l .   39 ,   n o .   5,   pp.   7 8 5 - 8 0 2 ,   2 0 1 7 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.