Int ern at i onal  Journ al of Ele ctrical  an d  Co mput er  En gin eeri ng   (IJ E C E)   Vo l.   10 ,  No.   5 ,  Octo be r   2020 ,  pp.  4863 ~ 4871   IS S N: 20 88 - 8708 ,  DOI: 10 .11 591/ ijece . v10 i 5 . pp 4863 - 48 71          4863       Journ al h om e page :  http: // ij ece.i aesc or e.c om/i nd ex .ph p/IJ ECE   Energy - a war e  s t rateg y for  d ata   f orw ar din g in IoT  e cos yste m       K. Nag arath n a   El e ct roni cs  and   Com m unic at ion D epa rtment,  Bas ave shvara   Eng in ee ring   Coll ege ,   I ndia       Art ic le  In f o     ABSTR A CT   Art ic le  history:   Re cei ved   Oct   3 , 2 019   Re vised  Ma r   1 2 ,   2020   Accepte d  Ma r   30 , 202 0       The   Inte rn et   of   Thi ngs  (IoT )  is  looming  te c hnolog y   r api dl y  at tracti n g     m an y   industries  and  dra wing  rese arc h  at t ent i on.   Although  t he  sca l e  of     IoT - applications   is  ver y   l arg e ,   th e  ca p abi l it i es  of  the   IoT - dev ices  are   li m ited,   espe cially   in  te r m s  of  ene rg y .   How eve r,   var io us  rese arc h  works   have   been   done  to  al l evia te   th ese   shortc om ings,  but  th e  sche m es  int r oduce d  i n     the   li t erature   ar e   complex  and  di ffic ul t  to  imple m ent   in  pra ct i c a l  sce nar ios.   The ref or e,   consi der ing  th e  en er g y   consum pti on  of  heteroge n eo us  nodes  in  IoT  ec o - s y st em,  a  sim ple   ene r g y - e fficie nt   rout ing  technique  i s  proposed.    The   proposed  s y stem  has  al so   emplo y ed   an   SD N  cont roll er   tha t   acts  as   a  c ent ra li z ed  m ana ger   to  co ntr ol  and  m onit or   net work  servi c es,   th ere   b y   restr icting  th e  a cc ess  of  selfi sh  nodes  to  the   n etw ork.   The   prop osed  s y stem   construc ts  an  a naly tica l  al gori t hm   tha t  provide s  rel ia ble   da ta   t ran sm ission   oper ations  and  cont rols  ene rg y  consum pti on  u sing  a  str at eg i c   m ec hani sm   where   th e  p at h   select ion   proc ess  is  per form ed  b ase d  on  the  remai n ing  en e r g y   of  adjac en t  no des  locate d   in   the   d irecti on   of  the  desti n at ion  nod e .     The   proposed   en erg y - eff i cient  d a ta   forward ing  m ec han ism   is  compare d  wi th   the   ex isti ng  AO DV   routi ng  tec hnique .   The   si m ula ti on  resul t  demons tra te s   tha t  the   proto co l  is  superior   to  AO D V  in  te r m s   of  pac ket   del iv er y   r at e ,   throughput ,   and   end - to - end   de lay.   Ke yw or d s :   Energy  c onsum pt ion   Energy - e ff ic ie ncy    IoT   Rou ti ng  p r oto c ol   SDN  c on tr oller   Copyright   ©   202 0   Instit ut e  o f Ad vanc ed   Engi n ee r ing  and  S cienc e .    Al l   rights re serv ed .   Corres pond in g  Aut h or :   K.   Na gar at hn a ,   Ele ct ro nics  and   C omm un ic ation   De par tm ent,    Ba saves hv a ra  En gin eeri ng C ollege,    Ba galk ot,  I ndi a .   Em a il :  nag arat hn a vtu@ gm ail .co m       1.   INTROD U CTION   The  i nter net  of   thin gs - (IoT )  is   a  gr oup  of  str uctu res  th at   en able  ne w   f or m s  of  netw orkin g  to   pr ov i de   cost - e ff ect ive ,   fast  data  sh a rin g  an d  c omm un ic at ion   se rv ic es  i n  var i ou s   a ppli cat io n  area s.  It  re pr ese nts   a  netw ork  co nt ai nin g  hete rog eneous  de vices - (T hings )  to  se rv e  i ntell igent  serv ic es   to  us e rs.   A  l ot  of  res earch  and   de velo pm e nt  w ork  has  be en  do ne  in  t he  fiel d  of  I nter ne t  of   T hings  [1 ] .   W it h  this  de ve lop m ent,  the  I oT   is  at tract ing   m assive  at te ntio n  f r om   m any  app li cat ion   a reas  li ke  sm art  ho m e,  sm art  secur it y  syst e m ,  s m art  ro a d  traff ic   m on it ori ng ,  healt hca re   syst e m s,  and   m any  m or e  [2 ,  3].   The  I oT  ne twork  is  m assive  an d  com plex  an d  con ta in s  thin gs  li ke  RFID   ta gs,  sm artph ones ,  and   wireless  sens or s  for  cap turing  data  f rom   the  su rroun dings.   Since  I oT   co nsi sts  of   heter ogene ous  netw orks  a nd  m os t  de vices  in  IoT  ty pical ly   hav e  lo wer  com pu ti ng   capaci ty , lower  pro ces sin g power , a nd lim it e d batt ery p owe r  [ 4].    Power  c on s um pt ion   is  on e   of   the  crit ic al   con cer ns   f or  the  sea m le ss   data  transm is sion   proces s .   Inform at ion   re la y  fr om   the  s ource  point  to   the  ta r get  poin t  is  one  of   t he  vita l  operati on s  to  be  perf orm ed  in   a  la rg e - scal e dy nam ic   Io T  e nvir on m ent.  D ue   to  the   li m it ed  transm issi on  ra ng e   of  se nsor s,  the   sens or  f orwa rd s   the  colle ct ed  da ta   throu gh   t he   interm ediat e  no de .  A n  in te rm ediat e  node  th en  util iz es  unintenti onal   pow er  f or   the  data  t ran s m issi on   f ro m   the  s ource  node ,  w hich   le ads   to  higher  e ne r gy  de pleti on  a nd  ther eby  acc el erates  factor  to  ca us e   netw ork  li feti m e  sh ort er.  Th eref or e ,  ef fici ent  po wer   util iz at ion   by  node s   is  a  sig nifican t  factor  aff ect in g  pe rfo rm ances  of   the   network   in  th e  Io T  ecosyst e m   [5 ] .  Hen ce,  an  optim al   ap proac h  an d  effi ci ent  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol.  10 , No .  5 ,  Oct ob e r 2 020  :    48 63   -   48 71   4864   routin g  strat eg ie s  are  requir ed  to  assist s  long - te rm   inter - c omm un ic at i on   am on g  the   diff e ren t  de vi ces.    Also ,  t he  data  or   pa cket  tran s m issi on   shou l d  be  execu te d  in  su c h  a  way  that  it   reaches  it s  destinat ion   us in g    the  m os t  su it a ble  or   s hortest   path.Vari ou s  researc h  w orks and   e ffor ts  are   m ade  in  past  few   ye ars  to  a ddres s   energy  prob le m   in sm art senso r  n et wor ks   [6 - 8].    Existi ng  wireless  se ns or  r outi ng  protoc ols  are   in her e nt ly   com plex,   r equ i rin g  e xten sive  us e  of   processi ng   power   a nd   m e m or y,  wh ic h  is  natu rall y  a  limit ed  resour ce  i n  d e vices  invo lved  in  I oT  ne twork .   If   a  la r ge  num ber  of  route  di sco ver ie s  a re  i niti at ed,   the   e ne rg y  of  nodes   in  the   net wor k  quic kly  dr ai ns  out   because   it   requ ires  an  unnece s saril y  forw a rd i ng  of  a  la r ge  num ber   of  r ou te - re qu e sts.  It h a s  al so  b een see n  that  m os t  of   the   ex ist ing   routin g  t echn i qu e s  us e  hop  c ount   to  de te rm ine  the  s hortest   r oute   be tween   sou rce   an d  destinat io n  no des.   F or   dyna m ic   top ol ogie s  in  the  Io T ,  it   is  no t  feasibl e  to  us e  hop  c ounts  only   as  routin g  m et rics  becau s e  it   does  no t   consi der  m any  sensiti ve   fact or s   s uch  as  pa cket  los s,  li nk  qu al it y,  data  rate,   channel  div e rs it y,  et c   [ 9 ,  10 ] .  Ther ef ore,  there  is  a  need  fo r  a  cost - ef f ect ive  and   str ai gh tf orwa rd   r ou ti ng   m echan ism  that can e ff ect ivel y save  IoT  devi ces energy.    This  pap e r  int rod uces  a  sim ple  an d  e nerg y - eff ic ie nt  rou ti ng   protoc ol  with  a n  S DN   con t ro ll er  i n    the  net work  th at   ac ts  as  a  uni fied  le a der   pro vid in g  sec uri ty   an d  po wer - aw are  ser vices  by   rej ect i ng   ac ce ss  to  sel fish  no des  in  the  net wor k.   Her e,  t he  SDN  co ntr oller  knows  t he  topolo gy  in  th e  entire  net work   a nd   identifie s  the  be st  ro ute  to  tra ns fe r  data  fro m   so ur ce  to  de sti nat ion   no de.  The  pro po se d  pap e r  is  orga nized  as   fo ll ows:  Sect io n  1  pr ese nts  rel at ed  w orks  to w ard s  op ti m iz in g  ene rg y  co nsu m pt ion   al so   de scribes  the  pro ble m   sta tem ent  fo r  the  pro posed  st ud y.  Sect io n  2  pr ese nts  the  de sign   of   the  pr opos e d  syst em .  Sect ion   2  pr e sen ts     the  al gorithm   desc riptio n.   Re su lt s  an d  di scussions  a re   pr e sente d  Se ct ion   3.   Fi nally ,  the  co nclu sion   is   pr ese nted  in Se ct ion   4.   The  Ba c kgr ound.  Se ve ral  stud ie s   ha ve  be en  done  f or   a ddressi ng  the  routin g  iss ues  in  I oT  bas e d  app li cat io ns .  T he  w ork  done  by   Tse ng   [11]   has  de sig ned   a   m ulti path  load   norm alizi ng   r ou ti ng  m echani s m   to   address  bott le neck   pr ob le m   c ause d  by  heavy   data  transm i ssion,  in  se nso r  net works.  Howev e r,   t his  w ork  ha s   no t  ta ke n  int o  account  t he  lo ad  balanci ng  f act or   f or  the  bursty  tra ff ic .   Al - J ana bi  et   al .   [12]   ha ve   intr oduc e d  So ft war e  Def i ne  Netw ork - ( SDN) - sup porte d  scal able  an d  optim al   ro uting   protoc ol - ori ented  BS   path  su pe r visio n  m echan ism   fo r  a   la rg e  I oT  eco syst e m .  In   this,  the  auth ors  use d  a  com bin e d  ap proac h  of  gen et ic   al gorithm s  (G A)   an d  P arti cl e  Sw arm   Op ti m iz at ion - (P S O )  te chn i qu es  t o  est ablish  su i ta ble  paths  f or  data   forw a r ding  a nd  node  c omm u nicat ion .   I n  t he   stud y  of   Oh  a nd  Lim   [1 3],   a   cost - e ff ect iv e  routin g  protoc ol  was   desig ne d  us i ng  Bl oo m   filt e rs  an d  ra nk   pr i nciples  to  boos t  the  r ob us tn ess  a nd  energy  eff ic ie nc y  in    the n et wor k.     The  st ud y   do ne  by   Bo uaziz   et   al .  [ 14]   co ns ide rs  t he  c ha ll eng es  pose d  by  dev ic e   m ob il it y  an d    energy - a war e  routin g  pr oto c ol  is  desi gn e d  to  m ini m iz e  the  ne gative  i m pact  caused   by  interm ittent  node   connecti ons  a nd  l ink  inter r up ti on  facto r.  This  a ppr oac h  al s o  inc orp or at es  a   m ob il it y  reco gnit ion   a nd   rep la cem ent  po li cy   that  is  awar e  of   res our ce  const raints  t o  en ha nce  net work   pe rfor m ance  co nce rn i ng  energy  eff ic ie ncy  an d  li nk   reli abili ty .   S. Vasil ie v  et   al .  [15]   ha ve  stu di ed  ab out  the  thr oughput  cap abili ti es  of   relay ing   m et ho ds   with  ARQ  syst em   i n  Fly ing   A d  hoc  Netw orks - ( FANET) .  The  auth or s  her e  present  Ma rko v  m od el s   of   m ulti ple  relay ing   al go rith m s  and   pe rform ed  a  com par a ti ve  assessm ent  of   t he  th r oughput  ef fici ency   of  su c h  r el yi ng   te ch ni qu e s.  I n  the  st ud y  of   Xian g  et   al .  [1 6],   a  powe r - a wa re  r outi ng   al gorith m   fo r  S DN - W SN   is   inv est igate d  by   choosin g  c ontr ol  node s.  T hese  c on t ro l  node s  dy nam icall y  assign  dif fer e nt  jo bs   to   oth e rs  base d  on  their  resid ual  energ y.  Howev e r,   it   is  chal le ng in g  to  identify   the   pr eci se  num ber   of   nodes  re qu i red  and the  num ber   of   node s  unde r  the  d ire ct ion o f  a c ontrol  no de.     The  work   done   by  Ga nte  et   al .  [17]   to ward s  netw ork  m anag em ent,  introdu ce d  a  sm art  m anag em ent  schem e  by  adopting  the O pe nFl ow  prot oco l a nd  m od ifie d  f orwardin g  ru le   to  pe rfo rm   op tim al   co m m un i cat io n  betwee n  al l  nodes  t hroug hout   the  netw ork.   Lu o  et   al .   [ 18 ]   desi gn e d  a n  S DN  ori ente d  WSN  a rch it ect ur e   to   address  iss ues   of   poli cy   inflexibili ty   and   i ts  m anag em ent  by  i m pr ovin g  Se nsor  Ope nF lo w.   Jac o bs s on   a nd   Orfan i dis  [ 19]   us e d  lo w - c os t   hard war e  des ign   a nd  an   ef f ic ie nt  placem e nt  te ch nique  t o  rec onfi gure  WSN  arch it ect ure  an d  it s  functi ona li ty .  The  wor k  of   Hasee b  et   al .  [20]   co ns tr ucted  a  powe r - ef fici ent  an d  rob us t  m ul ti - hop  r out ing   m echan is m   based   on  se cret - key  al loca ti on   strat e gy  t o  boos t  t he  pe rfor m ance  of  netw ork  against  m al ic i ou s   be ha vior.  The  st ud y  outc om e  de m on st rates  the  e ff ec ti ven ess  of  th e  pr e sente d  r outi ng   m echan ism  f rom   the p e rsp ect i ve of  n et work li fe - s pan an d  t hro ughp ut.    The  w ork  of   Kh a n  e t   al .  [ 21 ] ,   co ns ide rs   issues   relat e d  to   e nergy  eff ic ie ncy  e nh ancem ent  in   unde rw at er  se nsor  netw orks.   I n  orde r  to  so l ve   su ch  pro blem s,  the  author s  prov i de  a  du al - ti re  cl us te r  ori ented   efficient  r ou ti ng  protoc ol  that   is  m ai nly  design e d  t o  deal  w it h  a  high  er r or  rate,  high  c on su m ption   of  en erg y,   and  en d - to - e nd  delay .  T he   stud y  outc om e  su ggest s  that  the  pr es ented  a ppr oac h  ac hieves   s up e rio r   perform ance  com par ed  to  ot her   sim i la r  existi ng   a ppr oa ches  re gardin g  net work   li f e - sp a n,   reli abl e  data   transm issi on .  Si m il arly ,  the  work  of   Nguye n  et   al .  [ 22 ]   st ud ie d  the  e nergy  an d  Q oS  issues  in  heter ogene ous   Io T  netw orks  and   de velo pe d  an  ene r gy  ha r vestin g  ori ente d  r outi ng   te c hniq ue  to  s olv e  the  issues  as soc ia te d  with  unpredict able  tra ff ic   l oa d  c ha ng es   a nd  th e  r em ai ni ng  en er gy  c onditi on s .  T he  outc om e  exh i bits  that    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g     IS S N: 20 88 - 8708       Ener gy - aware  strategy f or   da ta forw ardin g  i n Io T   ec os yst e m  ( K. Na gar ath na)   4865   the  intr oduce d  te ch nique  ca n  eff e ct ively   pr ov i de  a   pract ic al   m echan is m   to  im pr ov e   po wer  ef fici ency  w hile  m eet ing   QoS  r equ i rem ents.   I n  the  stu dy  of   Ku m ar  and  V i dyarthi  [ 23] ,   a g ree n  r outi ng  m echan ism   is  desig ne d   base d  o n  F ork   an d  P SO  to  e nh a nce  t he  l ongev it y  of  t he  s ens or   netw ork .   This  al gorith m   op tim iz es  con t ro l   nodes  a nd   it s  cl us te rin g.   T he   stud y  outc om e  illustrates  that  the  pr ese nted  m echan ism   is  bette r  th an  othe r   existi ng appr oa ches i n  te rm s of  prolo ng e d net work ser v ic e li fe - s pa n.     Din  et   al .  [24]   pr ese nted   a n  e nh a nce d  m echan ism   fo r   r ou t e  sel ect ion  to  cl us te r  hea d - ( CH)  ori ente d  on   m ulti - hop  r ou ti ng  in  m ulti - la ye r  W S N.   T his  m echan is m   identifie s  the  r ou te   on   the  bas is  of   m ini m u m  cos t   betwee n  m ultip le   co nn ect e d  routes.  T he  s tud y  outc om es  dem on strat e  the  ef fecti ve ne ss  of   t he  pr es ented   appr oach   reg a rd i ng   prolo ng   netw ork  ser vi ce  durati on.   Lin  et   al .  [25 ]   pr ese nted  a  fau lt - tole ran t  r ou ti ng   m echan ism   fo r  I oT  WSN.  The  a uthor  ha s  us e d  the  c oncept  of   virt ua l  CH  est ablishm ent  and   fl ow - gr a ph  arch it ect ure  f or  bear in g  C H  fail ur e  e ffec ti ve ly .  All  res our ces  f or  the  no n - fau lt y  CH   ar e  orde red  as  vi rtual    CHs  as  a   bac kup  f or   al l  fail ed  CH s.  T he n,   after  a  c oncept   of  fl ow - gra ph  arch it ect ure  is   m od el ed  to  obta in     fau lt   tolera nce   prop e rty   wh i l e  red uci ng   overall   powe r  consum ption   in  al l  no n - f aul ty   CHs.  The  stud y    ou tc om e  exh ibit s  the  po te ntial   of   the  pr ese nted  fau l t - tolerant  r outi ng   m echan ism   reg ard i ng   netw or k    li fe - sp a n  e nhan ce m ent.    An  ef fici ent  r outi ng  pr oto c ol  has  bee n  intr oduce d  i n  the   st ud y  of   Sele m   et   al .  [ 26 ]   for  t he  wireless  body  area   net work   ( WBA N )  in  IoT  s upporte d  healt h  a pp li cat io n.   T hi s  ap proac h  is  desig ne d  to  a ddress     the  pr ob le m   relat ed  to  t he  ne twork   pe rfor m ance  a nd  to   co ntr ol  the  dam a ging  e ff ect s  on   hum an  sk in   c ause d  du e  t o  el eva te d  bo dy  sen sor s  tem per at ur e .  The  e xp e rim ental   ou tc om e  exh ibit s  that  the  pr ese nted   te ch nique   m ai ntains  bette r  netw ork  perf or m ances  re ga rd i ng   node  li fe   and   pac ket  thr oughput.  T he  s tud y  of  Na ggar at hn a   and  Ma ll apur  [ 27 - 31 ]   hav e   a ddresse d  ti m e  synch ronizat io n  a nd  r ou ti ng  pro blem   and   presente d  delay - awa re  routin g  schem e  to  design   op t i m al  strat egy  t hat  com pen sat es  delay   factor  in  la rg e  scal e  WSN .   Ba se d  on  res ult   analy is  the  presented  st ud y   is  fo un d  to   be  ef fecti ve   for  re du ci ng  ov e rh ea d,  synch r on iz at io n  error s ,     a nd pr ocessin g t i m e w hen c om par ed  with  th e existi ng ti m e  synch ronizat io n  m et ho ds.    Be gam   and   Prem a  [32]   desi gned   e nergy - ha rv est in g - base d  r ou ti ng   te ch niq ue .  In  this,   a   co nce pt  of     t h e   a r t i f i c i a l   n e u r a l   n e t w o r k   i s   a d o p t e d   f o r   t h e   t r a i n i n g .   T h e   e x p e r i m e n t a l   r e s u l t   o f   t h i s   s t u d y   d e m o n s t r a t e s   t h a t   a n   i n t r o d u c e d   t e c h n i q u e   i m p r o v e s   n o d e   l i f e - s p a n ,   Q o S ,   a n d   e n t i r e   n e t w o r k   s e r v i c e   d u r a t i on   u n d e r   t h e   i n f l u e n c e   o f   d y n a m i c   f a c t o r s   s u c h   a s   u n c e r t a i n   t r a f f i c   l o a d   a n d   r e s i d u a l   e n e r g y   c o n d i t i o n s .   T i a n   e t   a l .   [ 3 3 ]   intr oduc ed   the  ene rg y - aw are  strat egy  for  in du st rial   IoT  ap plica ti on s,   wh ic h  com bin es  netw ork  c od i ng   te c hniq ue   an d  powe r  co ntr ol   schem es  to  m ini m iz e  energy  co nsum ption   by  reduci ng  bur den   i n  the   pac ket  trans m issi on  process   an d  at   the  sam e  tim e  al lowing  se nso r  nodes   to  sel ect   su it able  tra nsm it   ener gy.   T he  wor k  ca rr ie d  ou t   by   S obral  et   al.   [34]   s uggeste d  a  so luti on  to   i m pr ov e  the  pe rfor m ance  of   existi ng   L OADng  r outi ng   protoc ol   in  m ob il e  Io T.   The  stud y  pr e sented  a  m ech anism   that  allow s  sens or   node s  to  under sta nd   the  av a il abili ty  of   their  ad j ace nt  nodes  us in g  c on t ro l  m essages  so   t hat  these   sens or   node s  can  c hoos e  a  s hort  r ou te   a nd   avo i d  forw a r ding  data thr ough i nter rupted  p at hs   due to  no de  m ob il it y.   The  Pro blem   Descr i ption .  I oT  ap plica ti ons  hav e  pre dicte d  the  fu t ur e  wh e re   en d - us e rs,   wireles s   com m un ic at ion   te ch no l og ie s ,  an d  com pu ti ng   syst em s,  will   pr ovide  a  va riet y  of   capa bi li ti es  to  achieve  high   econom ic   eff ic ie ncy  an d  c onven ie nce.  H oweve r,   su c h  di ver se   ap plica ti on s   face   va rio us   diff ic ulti es  du e   to   const raint  nat ure  of   de v ic es  in  I oT - ec os yst e m .   The  m ajo r  chall enge  asso ci at ed  with  I oT   is  the  op ti m a l  energy  util iz at ion   in  t he  com m un ic at ion   process  t hat  involves  he te rogen e ous  dev ic es  co nne ct ed  via  the  In te r net.   Also ,   these   de vices  a re  ty pic al ly   distribu te d  in  a reas  with  diff e r e nt  le vels   of  heter og e nei ty .  The  e ne rg y   us e d  to  transm it   dat a  dep e nds  on  sever al   at trib utes,  su c h  as  the  distance  f ro m   t he  node  to  t he  ta rg et   point,  th e  siz e   of  the  data  pa cket  to  be   tra ns m itted,  the  energy  am plific at ion   c os t  be fore  tra ns m iss ion   a nd  the   e n er gy  consum ed  in  the  proc ess  of   even t  se ns in g,  data  capt ur i ng  an d  node  c omm un ic at ion s.  H ow e ve r,   va rio us   routin g  pr oto c ols  ha ve  bee n  introd uced  so  far,  f or   e nha ncin g  netw ork   perf or m ance  and  re du ci ng  energy  consum ption .   But there  is  no t  a sin gle  protoc ol tha t i s acce pt ed  gl ob al   sta ndar d for  IoT.    The  s olu ti ons   pr ese nted  i n  the  li te ratur e   are  com plex   and   dif ficult   to  i m ple m ent  in  real - ti m e   sit uations .   Als o,   s om e  of   t he   existi ng  te c hn i qu e s  to wards  e nergy  m ini m iz ation   are   desig ne d  c on si der i ng  par ti cula r  issue s  t hey  do   ha ve  no t  co ns i der e d  oth e r  facto rs  li ke  ene rg y  hole   issue  in  the  ne twork  wh ic h  is  al so   a  crit ic al   factor   that  can  a ff e ct   ov e rall   netw ork  perform ance.  The refo re,  pr ese r ving  no de   powe r  is  a  crit ic al   requirem ent  con si der i ng   m ulti ple  factor s  f or   the  lo ng er  netw ork  li feti m e.  The  pro ble m   sta teme nt  for  this   stud y  ca n  be  e xpresse d  as   " de sign i ng  a  ver y  sim ple  an d  op ti m al  te c hn i qu e   is  a  c ha ll eng i ng  task   th at  ca n  enable  ener gy - ef fi ci ent  da ta   tran sfe r  and  rel iab le   communicati on  be tw een  hetero ge neous  device s  and  m ai nta in s lo ng  n et work  servic e ti me ".   The  pro po se d  syst e m .  The  ke y  obj ect ive  of  the  pro po se d  stud y  is  to  pr esent  a  ne w  powe r  sa vings   m echan ism   wh il e  ex hib it in g  r ou ti ng  a nd  pack et   tran sm i ssion  ope rati ons  i n  Io T   a ppli cat ion s.  T herefo re,     the  stu dy  introdu ce s  an  S D N   assist ed  eff ic i ent  r ou ti ng  str at egy  that  al lows   I oT  nodes   with  dif fe ren t   an d  lim it ed  energy  to  be  i nterc onne ct ed.   T he  a doption  of  S DN   c on ce pt  offer s  a   secur e   an d  e ne rg y - a wa re  net work  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol.  10 , No .  5 ,  Oct ob e r 2 020  :    48 63   -   48 71   4866   by  de nyin g  ins ensiti ve  to   be   pa rtic ipati ng   i n   the  com m un ic at ion   op e rati on   of  the  netw ork .  A   schem at ic desig n  of the  pro pose d  syst em  is sh own  in Fi gure  1.   The  pro posed   stud y  has  ad op te d  an  anal yt ic al  m e tho dolo gy  to  i m pl e m ent  SD N - ba sed  co ntr ol   syst e m s  that  can  perform   secur e   an d  e ne rgy - eff ic ie nt  r outi ng .  The   de ve lop m ent  of  the   pro posed   syst e m   is   carried  ou t  with  so m e  con sid erati on s  t hat  in  I oT  ecosyst e m   no des  ar e  he te rogen e ous  with  dif fer e nt  energy  values ,  an d  each  node  is  synch r on iz e d  with  the  SDN  co ntr ol  syst e m .  The  S DN   c on t ro ll er  syst em   i s  al s o  respo n sible  f or   execu ti ng   othe r  va riet ie s  an d  esse ntial   ser vices  that  m ake  netw ork  perf or m ance  bette r   and   flexible.     T he r efore,   I oT  node s  in   the  netw ork  directl y  do   not  perform   any  c omm un ic a ti on   process ,  but  via   the  S DN  co nt ro ll er,   the  no des  ca n  est a blish  a  c onn ect i on  am on g  t he m se lves  base d  on  the   f orwa rd i ng   decisi ons. Fo r  t his,  e ver y ac ti ve  nod e  in  t he n et work is assi gned  w it h a  un i qu e  ide ntit y.    An   O pen   Flo w   protoc ol  is  ad op te d  that  set   up   t he  c omm u nicat ion   betwe en  an  SDN  c ontr oller  an d  the  no des  in   the  netw ork .  T he  c on tr oller  ha s  the  rig ht  to   perf or m   m ultip le   adm inist rati ve  jo bs   li ke  i t  can  perform   eli m i nation  a nd  up date  of   tra ff ic   flo w  acco rd i ng  to  f orwardi ng  r ules.  A par t  from   this,  it  per f or m s   so m e  add it iona l  network   se rv ic es  li ke  to po l og y  disco ve ry,  r ou ti ng,   t raffic   co ntro l,   po li cy   m ana gem ent,    and   acce s s  co ntr ol  and   e nergy  m anag em e nt.  H ow e ve r,   it   is  po ssible  that  so m e  no de s  la cks  a  su f fici ent   a m ou nt  of  e ne rg y  a nd  bec om e  ver y  we ak  or  inse ns it ive.  T he  SDN  c on t ro ll er   can  easi ly   re cognize     the  inse ns it ive   nodes   beca use   it   has  al l  de ta il s  about  the  netw ork  a nd  co ns ta ntly   m on it or s  the   nodes .     If   the  node  is   found  to  be  belo w  a  certai n  cut - off  or   t hr es hold  value ,   the  node  is  then  c on si der e d  as   an  inse ns it ive  node  a nd  is  bl ackli ste d  in  t he  ta ble  m ai nt ai ned   by  the  SDN   co ntr oller.  On ce  t he  node  i s   blackli ste d,   th en  it   will  no t  be  able  to  par ti ci pate  in  t he  com m un ic at ion   process  and   will   no t  acce ss     the n et wor k  se rv ic es.  If a ny nod e  tries to  acc ess the  netw or k,  t he  c on t ro ll e r  c heck s  it s Id i n  the  b la c klist .    F or   pac ket  f or wardin g  ope rati on ,  t he  source   node  first  discov e rs  in form ation   a bout  neig hbour  node s .   The  s ource  no de  will   br oad c ast   path  reque st  m essage  PR EQ  in   eve ry  di recti on   t o  det erm ine  it s  adjace nt  nodes .  All  ot he r  node s  locat ed   near   t he  sou rc e  node  will   receive  P REQ  a nd  sen ds   a p at h  rep ly   m essage  PREP   to  for ward  the   pack et   from   s ource  to  t he  tr aget  node .  H oweve r,   it   is  qu it e  li kely   that  the  sou rce  no de   m a y  receive  PREP   m essage  fr om   m ul ti ple  adj acent  no des  that  m ay   or   m ay   no t  locat ed   in  the  directi on   of    the  destin at io n  node.   This  c an  le ad  to  the  gen erati on  of   con tr ol  m essage  over head   pro blem .   Therefo re,    the  stu dy  a dopt s  the  ti m eou t  m echan ism   thro ug h  S D N  c ontr ol  to  av oid  th e  ov e rh ea d  issue  a nd  t o  ac hiev e   a  sin gle  res ponse   with  a ppr opriat e  in form ation   a bout   it s  ad j a cent   nodes   locat ed   in  t he  direct ion   of    the  desti nation  node .  A n  e ne rg y  a naly ser  m od ule  is  al so   im ple m ente d  by  SDN  c ontr oller  to  det erm ine    the  resid ual  e nergy  sta tus  of  each  a djace nt  node  i f  the   energy  of  th e  node  is  below   t he  cut - off - val ue,    the  pack et   is  sent,  an d  oth e r wise,  an oth e r  neig hbouri ng   node  is  sel ect ed  [35 - 39] .  T ab le   1  is  m ai ntain ed  by   a co ntr oller tha t con ta in s all  in form ation  a bout  the no des for  the p ac ket tra nsm issi on .       S D N C o n t r o l l e r T a b l e E n e r g y   A n a l y s e r I o T - N o d e s N e t w o r k   S e r v i c e s N o d e - I D B l a c k L i s t T o p o l o g y   E s t a b l i s h m e n t R o u t e   A n a l y s i s T r a f f i c   M o n i t o r i n g P o l i c y   M a n a g e m e n t A d j a c e n t   N o d e E s t a b l i s h   R o u t e M o n i t o r i n g P e r f o r m   d a t a   f o r w a r d i n g   p r o c e s s     Figure   1 .   Pro pose d  s yst em   a rc hitec ture       Table  1 .   Inf orm at ion  m ai ntain ed  b y  SDN  c ontr oller   Sn .  No   Details   No tatio n s   1   IoT - No d es - Id   N - Id   2   So u rce  No d e - Id   Ni - Id   3   Destin atio n  Nod e - Id   N D - Id   4   Res id u al energy   R - Id   5   Thresh o ld   TH   6   Black List Nod e - Id   BL - N   7   Ad jacent No d e - Id   Ad j - Id     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g     IS S N: 20 88 - 8708       Ener gy - aware  strategy f or   da ta forw ardin g  i n Io T   ec os yst e m  ( K. Na gar ath na)   4867   2.   ALGO RITH M DESC RIP TION   This  sect io n  pr esents  a n  al gor it h m   descr i ptio n  for  t he  im ple m entat ion   of  the  pro po se d  m et hodo l og y   for  achievi ng   energy - a war e  pack et   tra ns m i ssion   op e rati on.  The  si gn ifi cant  ste ps   in  i m ple m entat io n  are   m entioned as  f ollows:        Algorithm:   Energy efficient strategy for data transmission   Input:    (Number of nodes), Dep A - (Deployement area)   Output: Energy aware data forwarding   Start   1:  Init , Dep A,  T //  Initialization:   2: Reg: N S C     3:  For   each N   4:    S C   Id   5: N i   requests to Sc   to discover path to N d   6: S C   checks  status whether N d   exists there and allows N i   to broadcast PREQ   7: Ni finds information of Adj - N using PREP   8: N i   shorts Adj - NbyPREP Seq_no   9: Compute: Residual energy of sorted Adj - N   10:  if   Adj - N residual energy < TH  then   11: Adj - N is selected to forward the data to destination    12:  Otherwise : Compute: Residual energy of Adj - N from  Step7   13:  N i   forwards the packet based on selection of optimal Adj - N   14: Update   Table T   15:  Controller will Blacklist the slefishN   based on some threshold value     End     The  ab ove - de m on strat ed  co m pu ti ng   ste ps  are  res pons i ble  for  est abl ishin g  an  e ne rg y - e ff ic ie nt   strat egy  for  f orwa rd i ng   data   pack et s  from   so urce  no de - (N i)  t o  destin at ion   no de - (Nd).  The  first  s te p  of     the  al gorithm   i s  su bje ct ed  t o  init ia li zation   of  nodes - ( N )  an d  de plo ym ent  area - (D e pA)  ( Step - 1).  I n  the   nex t   ste p,   al l  nodes   in  the   de plo y m ent  area  a re  reg ist ere d  t o  S DN  co ntr oller - (S C)  (S te p2).  The  SC  the n  a ssigns   a  un iq ue  id  f or  each  node  in  the  netw ork  whic h  is  m ai ntain ed  by  t he  co ntr oller  in  the  ta bl e  T  (S te p - 3  an d  4) .   Fo r  the  data  fo r wardin g  pro cess,  the  Ni  m akes  a  req ue st  to  SC  fo r  init ia ti ng   path  disco ver y  proc ess  to   destinat io n  no de - (Nd ) - (S te p - 5).  The  SC  ch ecks  the  sta t us  of   t he  net wor k  an d  e nsures  wh et her   destin at ion  node   Nd   e xists   there  a nd   al lo ws  Ni  to  broa dc ast   path  re que st  m essage  PREQ  to  fin d  al l  po s sible  num ber   of   adj ace nt  nodes - ( Adj - N )  that c an parti ci pate i n packet t ran s m issi on  ope rati on ( Ste p - 6).    The  Ni  recei ve s  path   re ply  m essage  PREP  a nd  fin ds   i nform at ion   ab ou t   t heir  a djacent  node s - (Ad j - N)  (S te p - 7).  Als o,  it   is  po ssi ble  that  the  Ni  m ay  receive  i rr el e va nt  PREP  m essage  from   the  m ul ti ple  Adj - N  that   m ay   no t  be  locat ed  in  the  dire ct ion   of  Nd.  T her e fore,  the  ti m eou t  m echani s m   is   i m ple mented  by  SC  to   avo id   ov e r head  iss ue  cause d  by ir re le van t PREP m essages . In  ste p  8, a sim ple so rtin g  m echan ism   is app li ed  t o  s hort   the  PREP  base d  on  their  seq uen ce  nu m ber   to  ob ta in  the  m os t   su it able  nu m ber   of  Adj - N.   T his  proce ss  al so   pr ese r ves  ene r gy  by  avo i ding   the  m ulti ple  Adj - Ns  that  ar e  unnecessa ry  par ti ci patin g  in   the  data  trans m issi on   process .  Af te r  resid ual  energ y  of   sel ect ed  Adj - Ns  betwee n  Ni  an d  Nd   is   com pu te d - ( Step - 9)   a nd   is  ev al uated   with a t hr es hold  value  t o forw ard data  (S te p1 0).     If   the  rem ai nin g  e nergy  eva luati on   co ndit ion   is  m et ,  Ad j - N  is  sel ect ed  to  for ward  the  data  to    the  destinat io n  (step  11) ,  ot herwise  the  syst e m   pr ocee ds  to  ste p  7,   an d  com pu te s  re sidu al   ene r gy  of   al l  com pu te d  A dj - Nsa nd  ba sed   on   t heir  r esi du al   e nergy  le vel  i t  will   be  finall y  sel ect ed  to  pa rtic ip at e  in     the p ac ket tran sm issi on  pro ce ss f r om  N i t o  Nd - ( Step - 12 a nd   13) .   All t he  n odes t hat are se le ct ed  to p a rt ic ipate   in  pack et   tra nsm issi on   proc ess  and   their  resid ual  energ y  value  is  stored   in  the  ta bl e  T.  Ap a rt  fro m   thi s     the  con t ro ll er  al so   saves  id  of  sel fish  no de  (i.e.,   that  ha ve  low  ene r gy  an d  are  vulne ra ble  to  secur it y  at ta cks)   into  the  blackl ist   based   on   s om e  cut - of f  va lue  and   al so   it   can  no t  be  ab le   to  acce ss  th e  network   op e rati on   furthe r.   This  proces s  helps  in   m ai ntaining   sea m le ss  serv ic es  acro ss  the  ne twork  f or  pac ket  transm issi on   an d  node  c omm un ic at ion   with ou t  any  dis ruption.  T he  flo w  diag ram   of   th e  entire  m et hodo l og y  for  obta ining  energy - a war e   pack et  t ran sm issi on strategy i n Io T  ope rati on is  dem on strat ed  a s  Fig ur e  2.   Energy  is  con s um ed  in  bo th  the  transm issi on   an d  receptio n  of   the  data .  The  f ollow i ng   var ia bles  are   us e d  to  d e rive  t he  e nergy e qu a ti on   for  the  e ne rg y m od el :   Transm i tt ing  en er gy - (T E )     =     ∗  +  ∗     ( 1)     w he re,   =   2      ℎ      q   =   4           w     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol.  10 , No .  5 ,  Oct ob e r 2 020  :    48 63   -   48 71   4868   Re cei vin g E ne rg y - (R E )     =     ∗      ( 2)     Current le vel of Ee nergy - (E curnt )       = +     (3)     Re sidu al  E ne rgy - (E res )      =   −    (4 )       S t a r t I n i t     N ,   D e p A E a c h   N o d e s   N   r e g i s t e r e d   w i t h   C o n t r o l l e r C o n t r o l l e r   a s s i g n   u n i q u e   i d   t o   e a c h   n o d e s   i n   t h e   n e t w o r k C o n t r o l l e r   s t a r t s   m o n i t o r i n g   e n t i r e   n e t w o r k   S o u r c e   n o d e   r e q u e s t s   c o n t r o l l e r   t o   i n i t i a t e   p a t h   d i s c o v e r y   p r o c e s s C o n t r o l l e r   c h e c k s   s t a t u s   o f   n o d e s   a n d   a l l o w s   t o   i n i t i a t e   p a t h   d i s c o v e r y   S o u r c e   N o d e s   r e c e i v e s   P R E P   a n d   f i n d s   i n f o r m a t i o n   a b o u t   i t s   a l l   a d j a c e n t   n o d e s   S o r t   A d j a c e n t   n o d e s   o n   t h e   b a s i s   o f   P R E P   s e q u e n c e s   S o u r c e   N o d e s   s e n d s   p a c k e t   t o   d e s t i n a t i o n   n o d e   b a s e d   o n   t h e   e n e r g y   v a l u e C o m p u t e :   R e s i d u a l   e n e r g y   C h e c k :   E n e r g y   l e v e l   o f   A d j - N   <   T H T r a n s m i t   p a c k e t   t o   d e s t i n a t i o n   n o d e N o Y e s A d d   S e l f i s h   N o d e   t o   B l a c k l i s t U p d a t e :   T a b l e   à   T E n d     Figure  2 .   Flo w  d ia gram  o f  e ne rg y a war e  p ac ket tra ns m issi o n op e rati on       3.   RESU LT S   A ND AN ALYSIS     This  sect ion   pr ese nts  the  ou tc om e  anal ysi s  of   the  pro po se d  m eth od ology  for   il lustrati ng    the  ef fecti ve ne ss  of  t he  pro pose d  syst em .  The  im ple m enta ti on   of  pr opose d  e nergy - e ff i ci ent  data  f orwardin g  m et ho dolo gy  is  carried  on  th e  nu m erical   com pu ti ng   platf orm .  The  per f or m ance  evaluati on   of   t he  pro pose d  energy - e ff ic ie nt   m et ho d  is  e valuated   in   te rm s  o f  pack et   delive ry  rate - (PDR) ,  T hro ughput,   a nd  Me an     end - to - en d  delay - (MEE D) .  T he  supe rio rity   of   pro po se d  m et ho ds   is  a na ly sed  base d  on   t he  com par at ive  analy sis  with   existi ng   A O DV   prot oco l.   The  sim ulatio n  par am et ers  that  are  use d  f or  pe rfo rm ing     the expe rim e nt al  task is  dem on strat ed  in Ta bl e 2 .   The  c om par at ive  a naly sis  de m on strat es  the   eff ect i ven es s  of  the  pro pose d  syst em .  The  perform ance  of   t he  pro pose d  syst em   in  te rm   of   PD R  is  s how n  in  Fi gur e  3.   P DR  is  f ound  to  be  bette r  w hen   com par ed  t o    the  existi ng  A ODV  pr oto c ol.   In   init ia l  ste ps,  the  existi ng  AOD V  sho ws  bette r  pe rfor m ance  but  f ur t he r  with   an  inc rease  of   nodes   the  pro po s ed  syst em   perform s  bette r  tha n  th e  A O DV.  T he  th r oughput  com par i so n  is  dem on strat ed  i n  the  F ig ur e  4.   T hroug hput   is  al so   fo un d  to  be  i m pr ov ed  w hen   c ompare d  to  the  e xisti ng  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g     IS S N: 20 88 - 8708       Ener gy - aware  strategy f or   da ta forw ardin g  i n Io T   ec os yst e m  ( K. Na gar ath na)   4869   te chn iq ues .  T he   en d - to - e nd  de la y  per f orm ance  analy sis  de m on strat ed  in   F igure   5.  I n  fir st  20s  AOD V  sh ows  sli gh tl y  bette r  perform ance  t han   the  pro pos ed  syst e m ,  bu t   the  ov e rall   de la y  is  fo und  be   decr ease d  co m par ed  to the e xist in g t echn iq ues  syst e m .       Table  2 .   Sim ul at ion   p aram et e rs   Sn .  No   Para m eters   Valu es   1   Too l   MatL ab   2   Sy ste m   W in d o ws 1 0   3   Nu m b e r  o f  Nod es   70   4   Si m u latio n  r o u n d   300   5   Dep lo y m en t  area   5 0 0 m  x 5 0 0 m   6   Co m m u n icatio n  r a n g e   5 0 m   7   MAC P roto co l   8 0 2 .11   8   Energy  Mod el   Rad io   9   Pack et size   1 0 0 0  bytes   10   E in i t   1 0  J   11   Ini T r u s t   5         F i g u r e   4   T h r o u g h p u t   A n a l y s i s F i g u r e   5   E n d - t o - E n d   D e l a y   A n a l y s i s     Figure  3 .   P ac ke t  d el ivery  r at io  a naly sis     Figure  4. Th r ough pu t a naly sis       F i g u r e   4   T h r o u g h p u t   A n a l y s i s F i g u r e   5   E n d - t o - E n d   D e l a y   A n a l y s i s     Figure  5. En d - to - e nd  delay  ana ly sis       4.   CONCL US I O N     In   t his  pa per,  an  ene r gy - ef fici ent  routin g  s trat egy  is  pro pose d  f or   Io T  eco - syst em ,  wh ic h  a dopts   SDN  Co ntr oller  with  optim al  route  sel ect io n  m echan ism   f or   t he  data  tra ns m issi on .  Th e  pro po se d  a na ly ti cal  al gorithm   pr ovides  reli a ble  data  transm iss ion   ope rati ons   and   co ntr ols  the  energy  co ns um ption   by  us ing   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          IS S N :   2088 - 8708   In t J  Elec  &  C om p  En g,   V ol.  10 , No .  5 ,  Oct ob e r 2 020  :    48 63   -   48 71   4870   an  op ti m al   m e chan ism   for  r outi ng  sel ect ion  an d  a naly sing  the  rem ai nin g  energy  of   t he   ad j acent  node   f or     the  pac ket  tra ns m issi on .  T he   res ults  ex hib it   that  the  pro posed  ene rgy - awar e   data  forw a r ding  str at egy  ou t perform s  the  existi ng  AODV  r ou ti ng  te chn i qu e   an d  im pr ov es  t he  overall   perform ance  of  the  net work  i n  te rm s o f  pac ke t - delivery  rate,  e nd - to - en d del ay , and  th r oughput .       REFERE NCE S     [1]   P.  V.  Dudhe,   e t  al . ,   “ Int ern et   of  Thi ngs  (IOT):   A n  over vie w  and  it s  appl i cations ,”   2017  Inte rnat io nal  Confe ren ce  on  Ene rgy ,   Com municat ion ,   Dat a  Analytics and Soft  Computing   ( ICECDS ) ,  pp.   2 650 - 2653,   2017 .   [2]   P.  Sethi   and  S .   R.   Sara ngi ,   “ Internet   of  thi ngs:  ar chi t ec tur es,   prot ocol s,  and  applic at ions ,”   Journal  of  El e ct rica l  and  Computer  Engi n ee ring ,   vol .   201 7,   no .   1 ,   pp .   1 - 2 5,   2017 .   [3]   A.  Bhushan   and  P.  Garg ,  “ Inte rne t  of  Thi ngs:  A  Revi ew  on  it s  Future  Scope  &  Chal le ng es ,”   Na ti onal  Confe ren c e  on  Rece nt   Ad van ce ment   in   Engi n ee ring  &   Sci ence ,   2015 .   [4]   D.  H.  Mun,  et   al .,   “ An  assessme nt   of  int ern et   of  thi ngs  protoc ols  for  resourc e - con strai ned  app li c ati ons ,”   IEEE  40t h  Annual   Comput e r Sof tware  and   A ppli cations Conf ere nce ( COMPSAC) , v ol. 1 ,  pp.   555 - 560,   2016 .   [5]   F.  Jammes,   “ Int ern et   of   Thi ngs   in   Ene rg y   Eff i cienc y :   Th e   Inte r net   of   Thi ngs   (Ubiquity   s y m po sium ) ,”  Ubiquity ,    vol.   2016 ,   no .   2 ,   Feb  2016.   [6]   I.   Ud  Din,   et   al . ,   “ The   Inte rne t  o f  Thi ngs:  A  rev i ew  of  ena bl ed  tec hnologies  and  future   ch al l enge s ,”   I EEE  Acce ss ,  vol.   7 ,   pp .   7606 - 7640 ,  201 9 .   [7]   J.  Cabra ,   et   al . ,   “ An  IoT   appr oac h  for  wire le ss   sensor  net works   appl ie d  to  e - h ealt h  envi ronm ent a l   m onit oring ,”   20 17  IEE E  Inte rna ti onal  Confe ren c e  on  Inte rnet  of  Things   ( iThings )  and  IEE E  Gr een  Computing  and   Comm unic ati ons  ( G ree nCom)   an d  IEE E  Cyb er,   Phy sica l  and  Soci al  Computing  ( C PSCom )   and  I EE E  Smar t  Dat a  ( Sma rtData) ,  pp.   578 - 583,   2017.   [8]   O.  El ijah,   et   al . ,   “ An  over view   of  Inte rne t  o f  Thi ngs  (IoT )  and  dat a  ana l y t ic s  in  agr i cu lt u re:   Bene f it s  an d  cha l le nges ,”   I EEE  Int erne t   of  Thi ngs J ournal ,   vol.   5 ,   no.   5 ,   pp.   375 8 - 3773 ,  2018 .   [9]   M.  Pati l  and  S .   Gundaga t ti ,   “ A  Brie f  Surve y   on  QoS   base d   Routi ng  Protocol s  for  Rea l  Ti m e  Multi m ed ia   Tra nsm ission  in  W ire le ss   Sy st ems , ”  Adv anc es  in  Wirel ess  and  Mobil e  Comm unications ,   v ol .   11,   no.   1 ,   pp.   31 - 41 ,  2018 .   [10]   H.  P.  Al aha ri   and  S.   B.   Yala var thi ,   “ A  surv e y   on   n et work  rout ing   protoc o ls  in  int ern et   of   th i ngs   (IOT) ,”   Inte rnat i onal  Journal   of   Computer  Appli cat ions ,   vol .   160 ,   no .   2 ,  pp .   18 - 2 2,   2017 .   [11]   C .   H .   Tseng ,   “ Multi pat h   loa d   bal an ci ng  rou ti n g  for  Inte rn et   of   Thi ngs, ”   J ourn al  of   Sensors ,  v ol.   2016 ,   pp.   1 - 8 ,  2016 .   [12]   T.   A .   Al - Jan abi   and  H .   S.  Al - R a weshid y ,   “ A  ce n tra lized   rout ing  protoc ol   with  a  sche dule d   m obile  sink - base d   AI   for  la rg e  sc ale  I - IoT ,”   IE EE Se ns ors   Journal ,   vol .   18,   no.   24 ,   pp.   1 0248 - 10261 ,  20 18 .   [13]   H.   Oh  and   S .   Lim ,   “ Li ght - w e ight   Rout ing  Pr otoc ol   in  Io T - b ase d  Int er - Devi ce   Te l ec om m unic a ti on  W ir el ess  Envi ronm ent ,”   I nte rnational   Jou rnal  of El e ct ri ca l  and  Comput er  Engi ne ering ,   vol .   6 ,   no .   5 ,  p p.   23 52 - 2361,   2016 .   [14]   M .  Bouaziz ,   et  al .,   “ EC - MRP L:   An  ene rg y   eff i c ie nt  and  m obil i t y   support  routi n g  protoc ol   for  I n te rne t  of  Mobil e  Thi ngs, ”   in   The  14th  Annua l  IE E E  Consum er  Co mm unic ati ons a nd  Net work ing Confe renc e ,   pp.   1 9 - 24,   201 7 .   [15]   D .  S.  Vasili ev   a nd   A .   Abilov,   “ Rel a y ing  al gor ithm s  with  ARQ   i n  fl y ing  Ad  hoc   net works , ”   in  2 015  Inte rnationa l  Sibe rian Con fe r enc e   on  Con trol and Communica ti ons,  SI BCON ,   pp. 1 - 5 ,  2015 .   [16]   W.   Xiang,   et   a l . ,   “ An  ene rg y - e fficie nt  rout ing  al gorit hm   for  software - defined  wire le ss   sensor  net works ,”   IE E E  Sen sor s   J ournal ,   vol.   16,   no.   20,   pp.   7393 - 7400 ,  2016 .    [17]   A.  DeGant e ,   et  al .,   “ Sm art   wire l ess  sensor   net work  m ana g ement  base d   o n  software - def i ned  net work ing ,”     i n  Proc ee dings   o f  th e  2014   the 27 th   Biennia l  Symp osium Comm unic ati ons,   Kingsto n,   ON,   Canada ,  pp.   71 - 75 ,   2014 .   [18]   T.  Luo,   e t  al .,   “ Sensor  open  fl ow:  Ena bli ng  software - defined  wire le ss   sensor  net works ,”   IEEE  Comm un ic ation   Lett ers ,   vo l.   16,   no.   11 ,   pp .   1896 - 1899 ,  2012 .   [19]   M.  Jac obss on   and  C.   Orfani dis,  “ Us ing  software - defined  net w orking  princ ipl e s  for  wire le ss   s ensor  net works ,”     i n  Proc ee dings   o f  th e  11 th   Swed ish Nat ional Com pute r Ne tworki n g  Workshop ( SNCNW) ,   Karls tad,   Swede n ,   2015 .   [20]   K.  Hasee b ,   et   al .,   “ Secr et  Sharing - Based   En erg y - Aw are   an d  Multi - Hop  R out ing  Proto col  for  IoT   Base d   W SNs ,”   IE EE   A cc ess ,   vol.  7 ,   pp.   79980 - 79988 ,  2 019 .   [21]   W.   Khan,   e t  al .,   “ A  Multi - Lay e r  Cluste r  B ase d   Ene rg y   Eff i c ient  Routi ng  Sch e m e  for  UW SNs ,”   IE EE   Acce ss ,     vol.   7 ,   pp .   77398 - 77410 ,  2019 .   [22]   T.   D.  Ngu y en ,   et   al .,   “ A  distri bute d  ene rg y - ha rve sting - awa re  routi ng  a lg orit hm   for  het ero gene ous  IoT   net works ,”   IEEE   Tr ansacti ons on   Gr ee n  Comm unic ati ons   and  Ne t working ,   vo l.  2,   no.   4 ,   pp .   1115 - 1127 ,  2018 .   [23]   N.   Kum ar  and  D .  P .  Vid y ar thi ,   “ A  gre en  routi ng  al gorit hm   for  IoT - ena b le d  software   def ine d   wire le ss   sensor  net work ,”   IE EE  Sensors   Journal ,   vol.  18,   no.   22 ,   pp.   9449 - 9460 ,  2018 .   [24]   W .   I.   S.  W.   Din ,   e t  al .,   “ An  enh anc ement   of  pa t h  sele c ti on  to  c l uster  he ad  base d   on  m ult i - hop  ro uti ng  in  two - tier   wire le ss   sensor  net work ,”   Int ernati onal  Journal   of  El ec tri cal   &   C omputer  En gine ering  ( IJE C E) ,   vol.   9 ,  no .   6,     pp.   5360 - 5367 ,   2019 .   [25]   J.  Li n ,   et  al .,   “ E ffic i ent   Faul t - To le ran t  Routi ng   i n  IoT  W ire l ess  Sensor  Networks  Based  on   Bipartit e - Flow  Graph   Modeli ng ,”   I EEE  A ccess ,   vol .   7 ,   pp.   14022 - 1403 4 ,  2019 .   [26]   E.  Se le m ,   et   al .,   “ THE  (T e m per at ure   H et e roge neit y   En er g y )  Aw ar e  Ro uti ng  Proto co l   for  IoT   Hea l th   Applic a ti on ,”   I E EE   Ac c ess ,   vo l.  7 ,   pp .   108957 - 1 08968 ,  2019 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In t J  Elec  &  C om p  En g     IS S N: 20 88 - 8708       Ener gy - aware  strategy f or   da ta forw ardin g  i n Io T   ec os yst e m  ( K. Na gar ath na)   4871   [27]   K.  Naga rat hn a   a nd  J.  D.  Mall ap ur,   “ OTSA :  Opt imize d  Ti m e  S y nchr onizati on  A pproa ch  for  Del a y - b ase d  En erg y  Eff icient  Routi n g  in  W SN ,”   In ter nati onal  Journ al  of  Adv an ce d  Computer  Scien ce   and   Applicati ons ,   vol.  8 ,   no.   4,   pp.   331 - 341 ,  20 17 .   [28]   K.  Naga ra thna,  et   al .,   “ Trust  b ase d  sec ur ed  ro uti ng  in  wi rel ess  m ult imedia   se nsor  net works ,”   i n  2012  Fourt h  Inte rnational   Co nfe renc e  on   Co mputati onal   Intelli gen ce,  Comm u nic ati on   Syst ems and  Ne tworks ,   p p.   53 - 5 8 ,   2012 .   [29]   K.  Naga ra thna   a nd  J .   D.  Mallap ur ,   “ An  inve stig at ion al   an aly sis  of  diffe ren t  appr oac hes  and  tech nique s  for  ti m e  s y nchr oni zation   in  wire le ss   sensor  net work ,”   I nte rnational   Jo urnal  of  Compu te r  Appl i cat ions ,   vol.   103,   no .   5 ,    pp.   18 - 28 ,  2014 .   [30]   K.  Naga ra thna   a nd  J .   D.  Ma ll ap ur ,   “ TFTS:  A  Novel  Tr iple  Fac t or  Ti m e  S y nchr oniz a ti on  for   Eff ec t ive   Rou ti ng  i n   La rge   Sca le   W SN ,”   Wir el ess P ersonal  Comm unications ,   vo l.   87,   n o.   4 ,   pp .   1157 - 1 173 ,  2016 .   [31]   K.  Naga rat hn a  a nd  J .   D.  Mall apu r ,   “ LNLCS:  Le v era ging  Network   Li fetim e  using  cl ock  s y nchr oni z a ti on  in  wir el ess  sensor  net work ,”   i n  2016  Inte r nati onal  Con fe r enc e   on  Elec tri cal ,   Elec troni cs,   and  Optimization  Techni ques  ( ICEE OT) ,   pp.   2 119 - 2124,   2016 .   [32]   A.   A .  Bega m   an d  A.   Prem a ,   “ Optimiza t ion  of  E h  Aw are   Routi n g  Protocol   f or  W SN   Based  Iot  Networks , ”  SSR G   Inte rnational   Jo urnal  of El e ct ro nic s and  Comm u nic ati on   Eng ine e ring ( SSRG  –   IJ EC E ) ,   pp.   30 - 35,   2019.   [33]   X.  Ti an,   et   al .,   “ Rel ia ble   and  ene rg y - eff icient  dat a  forwardi n g  in  indus tri al   wire le ss   sensor  net works ,”   I EEE  Syste ms   Journal ,   vol.  11,   no.   3 ,   p p.   1424 - 1434 ,  2 01 5 .   [34]   J.  V.  V.  Sobral,   et   al .,   “ Im proving  the   Perform an ce   of  LOAD ng  Routi ng  Pr otoc o l  in  Mobile   Io T  Scena rios ,”   I EEE   Ac c ess ,   vol .   7 ,   p p.   107032 - 1070 46 ,  2019 .   [35]   B.   Manic k ava sa gam,  et   al .,   “ Opt imal  pac k et   rout i ng  for  wire le ss   bod y   ar ea   n et wor k  using softwa re  def ine d  ne twork  to  handl e  m edi c al   emerge nc y ,”   I nte rnational   Jou rnal  of  El ec tri c al  and  Computer  Engi nee ring  ( I JE CE) ,   vo l.   10,     no.   1 ,   pp .   427 - 4 37 ,  2020 .   [36]   V.  D.  Chakra v ar th y   and  B.   Am utha ,   “ Path  base d  l oad  balanc ing  fo r  dat a ce nt er  netw orks using  S D N ,”   Int ernati on a l   Journal  of   Elec t rical   &   Compute r E ngineering  ( IJE CE) ,   vo l.  9 ,   n o.   4 ,   pp .   327 9 - 3 285,   2019 .   [37]   H.  T.   Zaw   and   A .   H .   Maw ,   “ Tra ffi c  m ana ge m ent   with  el ep hant   flow  det e c ti on  in  s oftwa re   def ine d  net wor ks  (SD N) ,”   Inte rna ti onal Journal  o f   Elec tri cal  &   Co mputer  Engi n ee r ing  ( IJE CE) ,   vol .   9 ,   no .   4 ,   pp .   32 03 - 3211,   2019 .   [38]   S.  N.  Hert ia na ,   e t  al .,   “ Eff ec t ive   Route r  As sis te d  Congesti on  Cont rol  for  SD N ,”   Inte rnational   Journal  of  El e ct rica l   &   C o mputer  En gine ering .   ( IJE C E) ,   vol.  8 ,  no.   6,   pp.   4467 - 4476 ,   2018.   [39]   T.   E .   Ali,   et   al .,   “ Loa d  bal an ce   in  dat a  ce n te r  S DN   net works ,”   I nte rnational   Jou rnal  of  El e ct rica l  and  Computer  Engi ne ering   ( IJ ECE ) ,   vol .   8 ,   no .   5 ,   p.   308 4 - 30 9 1 ,  2018 .       BIOGR AP H Y  O F  AU TH OR       Dr.   K.   Nagarat hn a ,   I  am  cur ren tly   working  in   Basave shw ar  E ngine er ing  Coll ege ,   B aga lko t,  Karna ta k a,   Indi a,   as  As socia te  Profess or.   I  h ave   completed   m y   B. E  from   Vijay ana g ara  Engi ne eri ng  Col le ge ,   Bellar y   Gu lba rga   Univ ersity .   I  h ave   complet ed  m y   M . Tech   from   Po ojy a  Doddappa   Col l ege   of   Engi n eering  Gulbar g a,  from   Visvesvara y a  Te c hnological  Univer sit y ,   Bel gaum.  I  have  complet ed  Ph. D.  (El e ct roni cs  and  Com m unic at ion  Engi n ee ring . )  Basave shw ar   Engi ne eri ngCol l ege ,   B agalkot,  Karna ta k a,  In dia ,   Visvesva ra y a   Technol ogi c al   U nive rsi t y ,   Bel gaum, India .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.