I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m pu t er   E ng ineering   ( I J E CE )   Vo l.   14 ,  No .   6 ,  Dec em b er   20 24 ,   p p .   7 1 7 8 ~ 7 1 8 5   I SS N:  2088 - 8 7 0 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijece. v 14 i 6 . pp 7 1 7 8 - 7 1 8 5           7178       J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ij ec e. ia esco r e. co m   A per forma nce ev a lua tion o f  the  int ernet  o f  thi ng s - m ess a g e  queue  teleme try t ra nspo rt  pro toco l  bas ed water  level  warning   sy stem       K a cha ne  So nk lin ,   Cha nip a   So nk lin   F a c u l t y   o f   S c i e n c e   a n d   Te c h n o l o g y ,   U t t a r a d i t   R a j a b h a t   U n i v e r si t y ,   U t t a r a d i t ,   T h a i l a n d       Art icle  I nfo     AB S T RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Ma r   2 4 ,   2 0 2 4   R ev is ed   Au g   8 ,   2 0 2 4   Acc ep ted   Au g   1 4 ,   2 0 2 4       Th e   i n tern e t   o f   th in g s  (I o T)   a n d   m e ss a g e   q u e u e   tele m e try   tran sp o rt  (M QTT)   p lay   c ru c ial  ro les   in   c o n n e c ti n g   se n so r  n e two rk s,  d a ta  e x c h a n g e   a m o n g   d iv e rse   d e v ice s,  a n d   e n a b li n g   v a rio u s  sm a rt  sy ste m s.  S e v e ra l  stu d ies   h a v e   b e e n   c o n d u c ted   o n   Io T - M QTT - b a se d   a p p li c a ti o n s  b e c a u se   o f  t h e i r  e a se   o f   imp lem e n tatio n   a n d   d e p lo y m e n t.   It   a lso   o ffe rs  re a l - ti m e   a n d   re li a b le  c o m m u n ica ti o n   b e twe e n   a   p u b li s h e r  a n d   a   su b sc rib e r.   Ho we v e r,   th e re   is  a   lac k   o f  c o m p re h e n si v e   stu d ies   c o v e rin g   o v e ra ll   p e rfo rm a n c e   m e tri c s.  Th e re fo re ,   th is  p a p e r  a ims   to   d e v e lo p   a   wa ter  lev e l  wa rn in g   sy ste m   p ro t o ty p e   a n d   e v a lu a te  it s  p e rfo rm a n c e   th ro u g h   sim u lati o n   e x p e rime n ts,   fo c u sin g   o n   c rit ica l  m e tri c s,  su c h   a s  late n c y ,   th r o u g h p u t,   p a c k e t   lo ss   ra te  (P LR),   p a c k e t  d e li v e ry   ra ti o   ( P DR),  a n d   a v a i lab il it y   a t   v a ri o u s  d a ta   tran sm issio n   ra tes .   Th e   re su lt s   d e m o n stra te   th a t   t h e   p r o p o se d   sy ste m   a c h iev e s  sig n ifi c a n tl y   l o we r  lat e n c y ,   c o m p a re d   t o   e x isti n g   so l u ti o n s  a n d   a c h iev e s  u p   t o   9 8 %   a v a il a b il it y   a n d   re li a b i li ty   with   m i n ima l  p a c k e t  lo ss .   Th e   e x p e rime n tal  fin d in g s  a lso   re v e a l  th a t  h ig h e r  d a ta  tran sm issio n   ra tes   lea d   to   h ig h e r  t h ro u g h p u t  a n d   late n c y   p e r fo rm a n c e   with   lo we r  p e rfo r m a n c e   in   term s   o f  a v a il a b i li ty ,   P DR,  a n d   se n s o r  a c c u ra c y .   K ey w o r d s :   I n ter n et  o f   th in g s     M e ss a g e   q u e u e   tele m e try   tra n sp o rt   No d eM C U   Ultr aso n ic  s en s o r   W ater   lev el  war n in g   s y s tem   T h is i s  a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   C h an ip a  So n k lin   Facu lty   o f   Scien ce   an d   T ec h n o lo g y ,   Uttar a d it  R ajab h at  Un iv er s ity   2 7   I n jaim ee   R o a d ,   Mu an g   Dis tr ict,   Uttar ad it 5 3 0 0 0 ,   T h aila n d   E m ail:  c h a n i p a . s o n @ u r u . a c . t h       1.   I NT RO D UCT I O N   T h e  i n t er n e t  o f   t h i n g s   ( I o T )   p l ay s   a  v it al  r o le   i n   t h e  c o n n e cti v it y   o f   s e n s o r   n etw o r k s   b ec au s e  t h e  I o T   all o ws   s e n s o r s ,   s u c h   as   a ct u at o r s ,   u lt r as o n ic   s en s o r s ,   an d   h u m i d it y   s e n s o r s   t o   c o m m u n ic at e  an d   e x ch a n g e   d ata   wit h   e ac h   o t h e r   [ 1 ] ,   [ 2 ] .   T h is   l ea d s   t o   v a r i o u s   s m ar t  s y s te m s ,   in cl u d in g   s m a r t h o m es ,   s m ar t v e h i cles ,   a n d   s m a r t   f a r m s .   W it h   t h e   r a p i d   m o v em en t   o f   th is   d ev ice ’ s   c o m m u n ic ati o n ,   s m ar t   s y s te m s   r e q u i r e   p r o to c o ls   t o   s u p p o r t   th e m   in   te r m s   o f   av ail a b ili ty ,   r elia b i lit y ,   l o w  l at en c y ,   a n d   h i g h   t h r o u g h p u t .   Me s s a g e  q u eu e  tele m e tr y   tr an s p o r t   ( MQ T T )   is   o n e   o f   t h e   m o s t   p o p u la r   p r o t o c o ls   i n   I o T - MQ T T - b as ed   ap p l ica ti o n s .   MQ T T   is   t h e   p r o t o co l   i n   I o T   b as ed   o n   th e  p u b lis h - s u b s c r i b e  c o m m u n ic ati o n   t o   s e n d   d ata   f r o m   a  p u b lis h e r   t o   a  s u b s c r i b e r   t h r o u g h   a  b r o k e r   ( s e r v e r ) .   I t   als o   p r o v i d es   l i g h t wei g h t   I o T   m ess a g i n g ,   s i m p le   i m p le m e n t ati o n ,   o p e n   s ta n d a r d s ,   r e lia b i lit y ,   a n d   s y s te m   e f f i cie n c y ,   i n cl u d i n g   m e m o r y ,   ce n t r a l   p r o c ess i n g   u n it   ( C PU ) ,   a n d   n etw o r k   r es o u r c es   [ 3 ] .   MQ T T   h as   b e en   d es ig n e d   t o   s u p p o r t  v a r i o u s   c o m m u n i ca ti o n   p a tt er n s ,   s u c h   as   o n e - to - o n e   a n d   m a n y - to - m a n y   co m m u n i ca ti o n   [ 4 ] .   T h is   c o m m u n i ca t io n   en ab les   d i v e r s e   I o T   a p p lic ati o n s   a n d   all o ws   s m a r t   d e v ic es   t o   c o n n ec t   an d   e x c h an g e  in f o r m ati o n .   M o r e o v er ,   t h is   p r o to co l   h as   a   s m al l  o v e r h e ad ,   w h i ch   in cl u d es   a   f i x e d   h e ad e r   ( o n l y   2   B y t es)   an d   a   s m al l  m ess a g e   p a y l o a d   ( 2 5 6   MB) .   T h is   m ea n s   it   c a n   tr a n s m i t  d ata   e f f ic ie n tl y   i n   en v i r o n m en ts   ch ar ac t er iz ed   b y   l im i te d   b an d wid th ,   lo w  p o we r   c o n s u m p ti o n ,   a n d   u n r el ia b ili ty   n e two r k s   [ 5 ] .    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         A   p erfo r ma n ce   ev a lu a tio n   o f  th e  in tern et  o f th in g s - mess a g e  q u eu e   …   ( K a c h a n e  S o n klin )   7179   T h e  wo r k   o f   [ 6 ]   ev alu ated   t h e  p er f o r m an ce   o f   an   MQ T T   b r o k e r   n am ed   M o s q u itto .   T h e  r esu lts   illu s tr ated   th at  Mo s q u itto   b r o k er   o u tp e r f o r m ed   th e  o th e r   b r o k er s ,   in clu d in g   B ev y wis e,   Activ eM Q,   Hiv eM Q,   an d   E MQ X  in   ter m s   o f   laten cy   an d   C PU  u s ag e.   Similar ly ,   B er tr an d ‐ Ma r tin ez   et  a l.   [ 7 ]   p r o p o s ed   a   m eth o d o l o g y   to   class if y   an d   ev alu ate  I o T   b r o k er s   with   th r ee   m ain   co n tr ib u tio n s ,   in cl u d in g ,   f r am ewo r k ,   m id d lewa r e  f o r   s m ar t  e n v ir o n m en ts ,   an d   p r ac tical  im p lem en tatio n .   T h e  au th o r s   also   s u g g ested   ex p lo r in g   tech n iq u es  to   o p tim ize   th e  p e r f o r m a n ce   o f   I o T   b r o k er s   an d   d e v elo p ed   s tan d ar d s   o r   p r o to co ls   th at  p r o m o te   in ter o p er a b ilit y   am o n g   d if f er e n t  I o T   b r o k er s .   Azz ed in   an d   Alh az m i   [ 8 ]   p r o p o s ed   a   s ec u r e  d ata  d is tr ib u tio n   ar ch itectu r e  u s in g   MQ T T   b r o k er s .   T h is   wo r k   aim e d   to   im p r o v e  th e   ar ch itectu r e ’ s   p er f o r m an ce ,   s u ch   as  d ela y   an d   s ec u r ity ,   a n d   also   e n ab le d   b r o k er s   to   c o llab o r ate  a n d   ex ch an g e   d ata  with   o t h er   b r o k er s   b ased   o n   th e   s u b s cr ib er s ’   in ter ests .   So n k lin   et  a l.   [ 9 ]   p r o p o s ed   a  f r am e wo r k   b ased   o n   p u b lis h - s u b s cr ib e  co m m u n icatio n   u s in g   th e   MQ T T   p r o to c o l.  T o   ev al u ate  th e   f r am ew o r k ’ s   p er f o r m an ce ,   s u ch   as  late n cy   a n d   r eliab ilit y ,   ex ten s iv e  ex p er im en ts   wer e  co n d u cte d .   T h ey   claim ed   th at  t h e  r eliab ilit y   o f   th eir   s y s tem   was  m o r e  th an   9 6 %  wh ile  th e  laten c y   was  less   th an   3 0 0   m s .   T h e   f u n d am e n tals   o f   MQ T T   an d   c o n s tr ain ed   a p p licatio n   p r o to c o l  ( C o AP)   p r o to co ls   wer e  p r o p o s ed   in   [ 1 0 ]   to   e x am in e  th e  c o m m u n icatio n   d elay .   T h e  a u th o r s   also   em p h asized   th at  MQ T T   was  p ar ticu lar ly   well - s u ited   f o r   s itu atio n s   in   w h ich   th er e  was  co m m u n icatio n   am o n g   n u m er o u s   d ev ices  in   a   m an y - to - m a n y   c o n f ig u r atio n .   W an   et  a l.   [ 1 1 ]   p r esen ted   a   b lo c k ch ain - b ased   MQ T T   I o T   s en s o r   f o r en s ic  s y s tem   an d   th e  aim   was  to   p r o tect  th e  s y s tem   f r o m   d ig ital  cr im e  attac k s .   Yeh   e t  a l.   [ 1 2 ]   p r o p o s ed   a   s m ar t  f ac to r y   n etwo r k   ar c h itectu r e  b ased   o n   I o T   co m m u n i ca tio n   p r o to c o l.  MQ T T   was  u s ed   in   th is   wo r k   to   s o lv e  th e  u s e  o f   d if f er en t  in d u s tr ial  n etwo r k   p r o to co ls   f o r   d if f er en t  e q u ip m e n t  in   f ac to r i es.  T h e  m ain   k ey   p er f o r m an ce   o f   MQ T T   p r o to c o l  was  p r o p o s ed   in   [ 1 3 ] ,   in clu d in g   d elay   a n d   en er g y   c o n s u m p tio n .   T h e  r esu lts   o f   th is   wo r k   also   illu s tr ated   th at  MQ T T   o u tp er f o r m s   th e   QUI C   p r o to co l  i n   ter m s   o f   d elay .   T h e   two   wo r k s   [ 1 4 ] ,   [ 1 5 ]   wo r k e d   o n   ex p l o r in g   th e   I o T   p r o to c o l  th at   co u ld   tr an s m it  d ata  b etwe en   I o T   d e v ices  in   r ea l   tim e.   T h e  au th o r s   ev alu ated   th e  p e r f o r m a n ce   o f   th e  d if f er e n t  ty p es  o f   I o T   p r o to c o ls ,   s u ch   as  MQ T T ,   r ea l - tim e  p u b lis h - s u b s cr ib e   ( R T PS ) ,   h y p er tex t   tr an s f er   p r o to co l  ( H T T P)  an d   ad v an ce d   m ess ag e   q u e u in g   p r o to co l  ( AM QP) .   T h e  r esu lts   s h o wed   th at  MQ T T   was  s u itab le  f o r   tr an s p o r tin g   s h o r t   m ess ag es  wh en   co m p ar ed   to   th e   o th er   p r o to co ls .   An   im p lem e n tatio n   o f   MQ T T   lo ad   test   to o ls   was  p r esen ted   in   s tu d y   [ 1 6 ]   to   ev al u ate  th e  p er f o r m an ce   o f   th ei r   s y s tem   u s in g   MQ T T   p r o to co l  wh ile  tr a n s m itti n g   lar g e  am o u n ts   o f   I o T   d ata.   T h e  au th o r s   claim ed   th at  th eir   n ew  s y s tem   was  ex ec u tab le  o n   v ar io u s   p latf o r m s ,   in clu d in g   g r a p h ical  u s er   in ter f ac e  ( GUI )   an d   a  tex t - b ased   co n s o le  v er s io n .   Sev er al  s tu d ies  h av e  b ee n   d o n e  o n   th e  MQ T T   p r o to c o l  b ec a u s e  it  is   ea s y   to   im p lem en t  an d   d ep lo y .   T h e  MQ T T   p r o to co l  also   p r o v id es  r ea l - tim e  an d   r eliab le  co m m u n icatio n   b etwe en   a  p u b lis h er   an d   a   s u b s cr ib er .   Ho wev er ,   f ew  s tu d ies  h av e  b ee n   co n d u cted   to   co v er   th e  o v er all  p er f o r m an ce   m etr ics.  T h er ef o r e,   th is   p ap er   aim s   t o   d e v elo p   t h e  wate r   lev el   war n in g   s y s tem   p r o t o ty p e   u s in g   t h e  MQ T T   p r o t o co l  a n d   th e n   ev alu ate  th e  p er f o r m a n ce   o f   t h e  p r o p o s ed   s y s tem   with   d if f er en t m etr ics,  in clu d in g   laten cy ,   th r o u g h p u t,  p ac k et   lo s s   r ate  ( PLR),   p ac k et  d eliv er y   r atio   ( PDR ) ,   av ailab ilit y ,   an d   ac cu r ac y   b y   s im u latio n   ex p er im en ts .   T h e   an aly s is   is   p er f o r m ed   to   d is cu s s   th e  ex p er im en tal  r esu lt.  T h e  m ain   co n tr i b u tio n   o f   th is   p a p er   is   a  p er f o r m an ce   ev alu atio n   o f   th e  p r o p o s ed   s y s tem   th r o u g h   s im u latio n   ex p er im en ts   an d   th eir   an aly s is   to   in v esti g ate  th e   o p tim al  p ar am eter   v alu es  a n d   th eir   co r r elatio n   with   d if f er en t  d ata  tr an s m is s io n   r ates  to   s u p p o r t  I o T   ap p licatio n s .   T h is   is   ess en tial t o   p r o v id e  p r ac tical  g u id a n ce   f o r   th e  f u tu r e  d esig n   o f   I o T   a p p licatio n s .   T h e  p a p er   is   o r g a n ized   as   f o llo ws.  Sectio n   2   illu s tr ates  th e  p r o p o s ed   s y s tem   d esig n .   Sectio n   3   p r esen ts   th e  ex p er im en tal  r esu lts   an d   d is cu s s io n .   Fin ally ,   th is   p ap er   is   co n clu d ed   an d   f u tu r e  wo r k   is   d is cu s s ed   in   s ec tio n   4 .       2.   M E T H O D   2 . 1 .   Wa t er   lev el  wa rning   s y s t em   des ig n   T h e  p er f o r m an ce   o f   th e  p r o p o s ed   wate r   lev el  war n in g   s y s t em   is   ev alu ated   th r o u g h   s im u latio n   an d   ex p er im en tal  an al y s es.  Sev er al  h ar d war e  an d   s o f twar e  to o ls   ar e  u s ed   to   d ev el o p   an d   e v al u ate  th e  p r o p o s ed   s y s tem .   Fig u r e  1   s h o ws  th e   p r o p o s ed   wate r   lev el  war n in g   s y s tem   p r o to ty p e.   I t  is   im p lem en ted   u s in g     No d e - R E D  as  a  s u b s cr ib er ,   No d e  Mic r o C o n t r o ller   u n it  ( No d eM C U)   b ased   o n   E SP - W R O OM - 3 2   m o d u le  ( E SP 3 2   No d eM C U)   as a   p u b li s h er ,   th e  MQ T T   b r o k er   as a   b r o k er ,   a n d   an   u ltra s o n ic  s en s o r   to   s en d   d ata.   Acc o r d in g   to   s tu d y   [ 1 7 ] ,   th e  u ltra s o n ic  s en s o r   is   a   lo w - c o s t  s en s o r   an d   ca n   b e   p er f o r m e d   well  u n d er   ex ten s iv e  co n d itio n s ,   s u ch   as  tem p er atu r e   an d   p r ess u r e.   I n   t h is   s tu d y ,   we  u s e  a n   u ltra s o n ic   s en s o r   to   m ea s u r e   th e  wate r   lev el  an d   s en d   d ata  to   E SP 3 2   No d eM C U,   wh ich   is   a  s y s tem - on - ch ip   ( SOC )   m icr o co n tr o ller   with   in teg r ated   W i - Fi  an d   B lu eto o t h - en ab led   d e v elo p m e n t  b o ar d   b ased   o n   t h e  E SP 3 2   m icr o c o n tr o ller   [ 1 8 ] .   I t   h as  b ee n   wid ely   u s ed   in   I o T   s y s tem s   d u e  to   its   af f o r d ab ilit y ,   en er g y   ef f icien c y ,   an d   p o wer f u l  co m p u tin g   ca p ab ilit ies  [ 1 9 ] .   Fig u r e  2   s h o ws h ar d war e  s ch em atic  d esig n   f o r   th e   u ltra s o n ic  s en s o r   a n d   No d eM C U.   T h en ,   No d eM C U  n ee d s   to   b e  co n n ec ted   to   a  W i - Fi  m o d e m .   On ce   co n n ec ted ,   No d eM C U   c o u ld   s en d   th e  s en s o r - g en er ate d   d ata  to   t h e  MQ T T   b r o k e r   ( o r   s er v er )   o v er   th e  in ter n et.   Af ter   th e  s e r v er   p r o ce s s es  th e   d ata,   s u b s cr ib er s   ca n   ac ce s s   it  th r o u g h   a  cr ea ted   ap p licatio n .   Ou r   s y s tem   u s es  N o d e - R E D,   a  v is u al   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   14 ,   No .   6 ,  Dec em b e r   20 24 :   7 1 7 8 - 7 1 8 5   7180   p r o g r a m m in g   to o l,   as  a   s u b s cr ib er   an d   cr ea tes  a n   a p p licatio n .   T h is   is   b ec a u s e  No d e - R E D  allo ws  u s er s   to   wir e   to g eth er   d ev ices,  ap p licatio n   p r o g r a m m in g   in ter f ac e s   ( API s ) ,   an d   o n lin e  s er v ices  to   d ev el o p   ap p licatio n s   an d   au to m ate  wo r k f l o ws  [ 2 0 ] – [ 2 2 ] .   Par ticu lar ly ,   th is   to o l  is   p o p u lar   in   I o T   im p lem en tatio n s ,   wh er e  it  is   u s ed   to   co n n ec t a n d   co n tr o l I o T   d ev ic es,  co llect  an d   an aly ze   s en s o r   d ata,   an d   c r ea te  I o T   ap p licatio n s .   Acc o r d in g   to   Fig u r e   3 ,   th e  b l o ck   d iag r am   illu s tr ates  th e  co m p lete  p r o ce s s   o f   th e  p r o p o s ed   s y s tem   p er f o r m an ce   an aly s is .   I n   th e  p r o ce s s   o f   co llectin g   d ata,   u lt r aso n ic  s en s o r   is   u s ed   to   co llect  wate r   lev el  d ata   f r o m   wate r   tan k .   Af ter   th at,   d ata  is   tr a n s f er r ed   f r o m   No d eM C U  v ia  th e   MQ T T   b r o k er   t o   a n aly ze   t h e   p er f o r m an ce   m etr ics  o f   th e  p r o p o s ed   s y s tem   p r o to ty p e .   T h e  d etails  o f   th e  p er f o r m a n ce   p ar a m eter s   ar e   d escr ib ed   in   th e   n ex t sectio n .           Fig u r e  1 .   Sy s tem   p r o to ty p e  d e s ig n             Fig u r e   2.   Har d wa r e   d e s i g n     Fig u r e   3.   B lo ck   d iag r am   of   th e   p r o p o s ed   s y s tem   p r o t o t y p e       2 . 2 .     P er f o r m a nce  t est  pa ra m et er s   Var io u s   p ar am eter s   ar e  u s ed   to   ev alu ate  th e  p er f o r m an ce   o f   th e  p r o p o s ed   s y s tem   p r o to ty p e.   T h ese   p ar am eter s   ar e   laten cy ,   th r o u g h p u t,   p ac k et  lo s s   r ate  ( PLR),   p ac k et  d eliv e r y   r atio   ( PDR ) ,   av ailab ilit y ,   an d   s en s o r   ac cu r ac y .   T h e  f o llo win g   ar e  th e  d etails o f   ea ch   p ar am eter .     2 . 2 . 1 .   L a t ency   Per f o r m an ce   test in g   is   co n d u cted   to   ass ess   a  s y s tem ’ s   r es p o n s iv en ess ,   with   laten cy   b ei n g   a  k e y   m etr ic  in   th is   ev alu atio n .   T h e  p r im ar y   f o cu s   o f   laten cy   p er f o r m an ce   test in g   is   to   q u an tify   th e   d u r atio n   r eq u ir ed   f o r   d ata  tr a n s m is s io n   f r o m   th e  p u b lis h er   to   th e  s u b s cr ib er .   T o   ca lcu late  th e  laten c y   o f   o u r   s y s tem ,   th e   f o r m u la  is   ex p r ess ed   as  in   ( 1 )   [ 2 3 ] .       = ℎ         ( )    ℎ      ( / )        ( 1 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         A   p erfo r ma n ce   ev a lu a tio n   o f  th e  in tern et  o f th in g s - mess a g e  q u eu e   …   ( K a c h a n e  S o n klin )   7181   2 . 2 . 2 .   T hro ug hp ut   I t  is   es s en tial  to   en s u r e  th at  a  s y s tem   ca n   m an ag e  th e  ex p ec t ed   wo r k lo ad   ef f ec tiv ely   with   h ig h - lev el   p er f o r m an ce   a n d   a  p r o m p t  r e s p o n s e  f o r   t h e  en d - u s er s .   T h r o u g h p u t  is   an   ess en tial  f ac to r   to   co n s id er   as  it  in v o lv es  ass ess in g   th e  ca p ac ity   an d   ef f icien cy   o f   a  s y s tem   to   h an d le  a  s u b s tan tial  v o lu m e  o f   d ata  o r   tr an s ac tio n s .   I t m ea s u r es th e  am o u n t o f   d ata  p r o ce s s ed   p er   u n it o f   tim e  an d   th en   ev alu ates  th e  s y s tem ’ s   ab ilit y   to   s ca le  with   in cr ea s in g   w o r k lo ad s .   T h r o u g h p u t  is   u s u a lly   m ea s u r ed   i n   b y tes  p er   s ec o n d   a n d   ca n   b e   ca lcu lated   u s in g   f o r m u la   ( 2 )   [ 2 3 ] ,   [ 2 4 ] .     ℎ  ℎ   =             ( )        ( )        ( 2 )     2 . 2 . 3 .   P a c k et   lo s s   ra t e    Pack et  lo s s   r ate  ( PLR)  is   a   cr u cial  m etr ic   in   n etwo r k i n g   th at  q u an tifie s   th e   p e r ce n ta g e  o f   d ata   p ac k ets  th at  f ail  to   r ea c h   th e  d esti n atio n   with in   a  co m m u n i ca tio n   s y s tem .   PR L   in d icate s   th e  r eliab ilit y   an d   r o b u s tn ess   o f   th e  n etwo r k   as  a  lo wer   p ac k et  lo s s   r ate  im p li es  m o r e  s u cc ess f u l  d ata  tr a n s m is s io n .   T h e  PLR  f o r m u la  ca n   b e  ca lc u lated   u s in g   th e  f o r m u la   ( 3 )   [ 2 4 ] ,   [ 2 5 ] .      ( % ) =          −                    × 100         ( 3 )     2 . 2 . 4 .   P a c k et   deliv er y   r a t io     Pack et  d eliv er y   r atio   ( PDR )   i s   a  m etr ic  th at  m ea s u r es  t h e  r atio   o f   s u cc ess f u lly   d eliv er ed   p ac k ets  to   th e  to tal  n u m b e r   o f   p ac k ets tr a n s m itted .   A  h ig h   PDR   in d icate s   an   ef f icien t a n d   r eliab le  n et wo r k ,   r e f lectin g   th e   p er ce n tag e  o f   p ac k ets  th at  r ea ch   th e  d esti n atio n s   with o u t  er r o r s   o r   lo s s .   T h e  PDR   ca n   b e  ca lcu lated   as  in   ( 4 )   [ 2 5 ] ,   [ 2 6 ] .     ( % ) =                  × 100     ( 4 )     2 . 2 . 5 .   Av a ila bil it y   Sy s tem   av ailab ilit y   r ef e r s   to   a  s y s tem   th at   is   o p er atio n al  an d   ac ce s s ib le  wh en   n ee d ed   wh ile   o p tim izin g   its   f u n ctio n ality   f o r   en d - u s er s .   Av ailab ilit y   is   t y p ically   m en tio n e d   as  a  p er ce n tag e,   r ep r esen tin g   th e  p r o p o r tio n   o f   tim e  th e  s y s tem   is   f u n ctio n al  o v er   a  s p ec if i c  p er io d .   T h e  av ailab ilit y   ca n   b e  ca lcu lated   as  in   ( 5 )   [ 2 5 ] ,   [ 2 7 ] .        ( % ) =                   +              × 100        ( 5 )     2 . 2 . 6 .   Sens o r  a cc ura cy   Sen s o r   ac cu r ac y   is   th e  m etr ic  to   ass es s   th e  p er f o r m an ce   o f   th e  u ltra s o n ic  s en s o r   em p lo y ed   f o r   th e   p r o p o s ed   s y s tem   p r o to ty p e.   R o o t  m ea n   s q u ar e  er r o r   ( R MSE )   is   a  k ey   s tati s tical   m etr ic  th at  h as  b ee n   u s ed   to   ev alu ate  th e   ac cu r ac y   o f   a   m o d el  o r   s en s o r   b y   q u an tify in g   t h e  d if f er en ce   b etwe en   m ea s u r ed   v alu es   an d   tr u e   v alu es  [ 2 8 ] .   T h e  s en s o r   ac cu r a cy   ca n   b e   ca lcu lated   u s in g   ( 6 )   [ 2 8 ] .       = √ 1 ∑ ( = 1 − ̂ ) 2        ( 6 )     wh er e    is   th e  ac tu al  wate r   le v el  v alu e,   w h ich   is   m ea s u r e d   b y   a  m ea s u r in g   in s tr u m en t,   ̂   is   th e  m ea s u r ed   wate r   lev el  v alu e,   m ea s u r ed   b y   th e  u ltra s o n ic  s en s o r ,   an d     is   th e  n u m b er   o f   o b s er v atio n s .       3.   RE SU L T S AN D  D I SCU SS I O N   I n   th is   s ec tio n ,   th e  ex p er im e n ts   ar e  co n d u cted   to   illu s tr ate  th e  p er f o r m an ce   o f   th e  p r o p o s ed   wate r   lev el  war n in g   s y s tem   p r o to t y p e  u s in g   I o T   p r o to co l  with   v a r io u s   p ar am eter s   d escr ib ed   in   t h e  p r ev io u s   s ec tio n .   T h en ,   th e  r esu lts   ar e  an aly ze d   an d   d is cu s s ed   to   f i n d   th e  o p t im al  p ar am eter   v al u es  an d   th eir   co r r elatio n   with   d if f er en t  d ata  tr an s m is s io n   r a tes  to   s u p p o r t   I o T   ap p licatio n s .   T o   ev alu ate   th e  p e r f o r m an ce   o f   th e   p r o p o s e d   s y s tem   p r o to ty p e  in   ter m s   o f   laten cy ,   th r o u g h p u t,  p ac k et  lo s s   r ate,   p ac k et  d eliv er y   r atio ,   r eliab ilit y ,   an d   av ailab ilit y ,   f o u r   s ets  o f   ex p e r im en ts   ar e  d esig n ed .   T h e  M QT T   p r o to c o l  is   u s ed   to   d em o n s tr ate  a  m ess ag e  tr an s f er   with   d if f er e n t  d ata  tr an s m is s io n   r ates.  I n   th e  ex p er im en t,  No d e - R E D  as  a  s u b s cr ib er   is   s et  u p   o n   a   p er s o n al  c o m p u te r   with   a  wir ed   co n n ec tio n   ( L AN   ca b le) ,   wh ile  No d eM C U  as  a   p u b lis h er   a n d   th e  MQ T T   b r o k er   as  a  b r o k er   a r e  s et  u p   o n   th e  s am e  lap to p   with   a  Wi - Fi   co n n ec tio n .   T h e  MQ T T   b r o k er   is   in s talled   to   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   14 ,   No .   6 ,  Dec em b e r   20 24 :   7 1 7 8 - 7 1 8 5   7182   r u n   as  m id d lewa r e  o f   t h e  p u b lis h - s u b s cr ib e  co m m u n icatio n   with   q u ality   o f   s er v ice  ( Q o S)  lev el  0 .   Data   tr an s m is s io n   r ates  ar e  1 ,   2 ,   5 ,   an d   1 0   Hz.   I n   th is   s tu d y ,   ‘ Hz’   r ep r esen ts   th e  f r eq u e n cy   at  w h ich   m ess ag es  ar e  s en t  p er   s ec o n d .   Fo r   ex am p le,   th e  d ata  tr an s m is s io n   r ates  o f   5   an d   1 0   Hz  m ea n   5   an d   1 0   m ess ag es  ar e  s en t   ev er y   s ec o n d .   E v er y   ex p e r im en t  is   r u n   f o r   6 0   s ec o n d s   an d   r ep ea ted   3 0   ti m es.  T h e  W ir esh ar k   s o f twar e   is   u s ed   in   th e  ex p er im e n ts   to   m ea s u r e  th e  s y s tem ’ s   p er f o r m a n ce .   T h e   d etails  o f   ea ch   s et  o f   e x p er im en ts   an d   th e  r esu lts   ar e  d is cu s s ed   in   th e  f o llo win g   s u b s ec tio n s .     3 . 1 .     E x perim ent   1 :   la t ency   o f   m e s s a g e  ex cha ng e  o v er   M Q T T   T h e  m ea s u r ed   laten cy   i n clu d es  th e  laten cy   b etwe en   No d e MCU  an d   MQ T T   b r o k er ,   M QT T   b r o k er   an d   No d e - R E D,   a n d   No d eM C U  an d   No d e - R E D  ( o n e - wa y   laten cy ) .   Fig u r e   4   d em o n s tr ates  th e  av e r ag e   m ess ag e  tr an s m is s io n   f o r   th r e e  m ea s u r ed   laten cies  at  v ar io u s   d ata  tr an s m is s io n   r ates.  I t  ca n   b e  s ee n   f r o m   th e   f ig u r e  th at  th e  laten cy   in cr ea s es  wh en   th e  d ata  tr an s m is s io n   r ate  in cr ea s es  f r o m   1   to   1 0   Hz.   T r an s m itti n g   d ata  at  a  h ig h   d ata   r ate  ( 1 0   Hz)   en ab les  d ata  to   b e  p u b lis h ed   q u i ck ly .   Similar ly ,   Z u lf ik r i   et  a l.   [ 2 3 ]   co n clu d ed   th at   an   in cr ea s e  in   d ata  tr an s m is s io n   r ate  r esu lted   in   a  g r ea ter   l aten cy .   Ho wev er ,   o u r   laten cy   r esu lts   o u tp er f o r m   th e  s y s tem   p r o to t y p e  [ 2 3 ]   in   th e  m ess ag e  tr an s m is s io n   r ate  at  1 ,   2 ,   an d   5   Hz.   T h is   clea r   v is u aliza tio n   illu s tr ates  th e  d ir ec t  im p ac t  o f   d ata  tr a n s m is s io n   r ates  o n   laten cy ,   em p h asizin g   t h e  n ee d   f o r   h ig h er   tr an s m is s io n   r ates f o r   en h a n ce d   ef f icien cy .           Fig u r e   4.   L aten c y   of   m ess ag e   ex ch an g e   o v er   MQ T T   c o m p a r i s o n s       3 . 2 .     E x perim ent   2 :   t hro ug hp ut  o f   m ess a g e  ex cha ng e  o v er   M Q T T   T h is   ex p er im en t   aim s   to   in v es tig ate  h o w  th r o u g h p u t  is   af f ec ted   b y   d ata  tr an s m is s io n   r ate.   Fig u r e s   5  an d   6   s h o w  t h at  th r o u g h p u t   p e r f o r m s   well  wh e n   tr a n s m itti n g   m ess ag es  f r o m   No d eM C U  to   th e  MQ T T   b r o k er   an d   f r o m   th e  MQ T T   b r o k er   to   th e  s u b s cr ib er   at  th e  1 0   Hz  d a ta  tr an s m is s io n   r ate.   T h e  r esu lts   also   d em o n s tr ate  th at  a  h ig h er   d ata  tr an s m is s io n   r ate  lead s   to   an   in c r ea s e  in   th r o u g h p u t.             Fig u r e   5.   T h r o u g h p u t   b etwe en   No d eM C U   an d   B r o k e r     Fig u r e   6.   T h r o u g h p u t   b etwe en   B r o k er   an d   S u b s c r i b e r   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         A   p erfo r ma n ce   ev a lu a tio n   o f  th e  in tern et  o f th in g s - mess a g e  q u eu e   …   ( K a c h a n e  S o n klin )   7183   As  m en tio n ed   p r e v io u s ly ,   d at a  tr an s m is s io n   r ate  r ef er s   to   th e  f r eq u en cy   o f   d ata  s en t  p er   s ec o n d .   Hig h er   d ata   r ates  in d icate   m o r e  d ata   b ein g   tr an s m itted .   Acc o r d in g   to   ( 2 ) ,   th e  th r o u g h p u t  d ep en d s   o n   th e   am o u n t  o f   d ata  tr an s f er r ed   a n d   th e  to tal   tim e  tak en .   Ho wev er ,   f o r   th is   ex p er im en t,   th e  to t al  tim e  tak en   d o es   n o t  af f ec t  t h e  th r o u g h p u t   b e ca u s e  th e  to tal  tim e  f o r   s en d in g   th e  c o m p lete  m ess ag e  ( f r o m   No d eM C U  to   s u b s cr ib er )   is   th e   s am e  ( 6 0   s ec o n d s )   f o r   all  ex p er im en ts .   T h er ef o r e,   th e  d ata  tr a n s m is s io n   r ate  p lay s   a   cr u cial   r o le  in   d eter m in in g   t h r o u g h p u t.     3 . 3 .     E x perim ent   3 :   a v a ila bil it y ,   P DR ,   a nd   P L R   T h is   ex p er im en t  in v esti g ates  h o w  d ata  tr an s m is s io n   r ate  af f ec ts   th e  av ailab ilit y ,   PDR ,   a n d   PLR  o f   m ess ag es  tr an s m itted   f r o m   th e  p u b lis h er   ( No d eM C U)   to   th e  s u b s cr ib er   ( No d e - R E D) .   T ab le  1   p r esen ts   th e  r esu lts   o f   th e   p r o p o s ed   s y s tem   p er f o r m a n ce ,   in cl u d in g   av ailab ilit y ,   PDR ,   an d   PLR   f o r   d if f e r en t  d ata  tr an s m is s io n   r ates.  I t  ca n   b e  s ee n   f r o m   th e  tab le  th at  wh en   th e  d ata  tr an s m is s io n   r ate  in cr ea s es  f r o m   1   Hz  to   1 0   Hz,   PLR  in cr ea s es  wh er ea s   av ailab ilit y ,   an d   PDR   d ec r ea s e.   As  th e  d ata  tr an s m is s io n   r ate  in cr ea s es,  th e   n u m b er   o f   p ac k ets  tr an s m itted   p er   s ec o n d   in cr ea s es,  lead in g   to   m o r e  p ac k et  lo s s   [ 2 3 ] .   Fu r th er m o r e ,   m o r e   p ac k ets  ar e  b ein g   d r o p p ed   b ec au s e  o f   th e  MQ T T   Qo S  L ev el   0   m ess ag e  tr an s m is s io n   m eth o d ,   wh ich   d o es  n o t   g u ar an tee  th at  th e  s u b s cr ib er   will  r ec eiv e  th e  m es s ag e  [ 2 9 ] .   C o n s eq u en tly ,   th is   ca n   lead   to   p ac k et  lo s s   an d   r ed u ce d   a v ailab ilit y ,   an d   PDR .   Ho wev er ,   th e  r esu lts   d em o n s tr ate  th at  av ailab ilit y   an d   PDR   h av e  a  v alu e  o f   u p   to   9 7 . 8 %,  with   o n ly   2 . 2 %  PL R   at  a  1   Hz   d ata   tr an s m is s io n   r ate.   T h e r ef o r e ,   th e   d ata   tr an s m is s io n   r ate  af f ec ts   th e  av ailab ilit y ,   PDR ,   an d   PL R .       T ab le   1.   Av ailab ilit y ,   PDR   an d   PLR   o b tain ed   with   d if f er en t   d ata   tr an s m is s io n   r a te s   R a t e   ( H z )   A v a i l a b i l i t y   ( % )   P D R   ( % )   P LR   ( % )   1   9 7 . 8 3   9 7 . 7 8   2 . 2 2   2   9 4 . 4 1   9 4 . 0 8   5 . 9 2   5   8 6 . 6 7   8 4 . 6 2   1 5 . 3 8   10   7 8 . 3 8   7 2 . 4 2   2 7 . 5 8       3 . 4 .     E x perim ent   4 :   s ens o r  a cc ura cy   T h is   ex p er im en t  in v esti g ates  h o w  ac cu r ate  th e  u ltra s o n ic  s e n s o r   is   wh en   tr an s m itti n g   m ess ag es  f r o m   No d eM C U  to   a  s u b s cr ib er   at  d if f er en t d ata  tr an s m is s io n   r ates.   Fig u r e  7   s h o ws th e  s en s o r   ac cu r ac y   f r o m   1   Hz,   2   Hz,   5   Hz,   a n d   1 0   Hz  d ata  tr an s m is s io n   r ates.  T h e  r esu lts   d em o n s tr ate  th at  R MSE   v alu e   in cr ea s es  wh en   th e   d ata  tr an s m is s io n   r ate  i n cr ea s es.  T h e  lo wer   R MSE   v alu e  i m p lies   th at  th e  s en s o r ’ s   r ea d i n g s   ar e  cl o s e  to   th e   tr u e  v alu es,  in d icatin g   m o r e  a cc u r ate  p er f o r m an ce   [ 3 0 ] .   T h e  s en s o r   tr an s m itti n g   m ess ag es  at  th e  1   Hz  d ata   tr an s m is s io n   r ate  h as   th e  b est  ac cu r ac y   with   an   R MSE   v a lu e  eq u al  to   0 . 7 1   an d   h as   a  h ig h er   ac cu r ac y   o f   8 2 . 7 7 % c o m p ar e d   to   th e   o th er s .   I t is co n clu d ed   t h at  d ata  tr an s m is s io n   r ate  af f ec ts   th e  s en s o r   ac cu r ac y .           Fig u r e   7.   R MSE   with   th e   d if f e r en t   d ata   tr an s m is s io n   r ates   c o m p a r i s o n s       4.   CO NCLU SI O N   I n   th is   p ap e r ,   we  h av e  d esig n ed   an d   ass ess ed   an   I o T - b ased   wate r   lev el  war n in g   s y s tem   em p lo y in g   th e  MQ T T   p r o to c o l,  d em o n s tr atin g   m a r k ed   en h an ce m e n ts   in   k ey   p e r f o r m an ce   m etr ics,  in clu d in g   laten cy ,   th r o u g h p u t,  p ac k et  lo s s   r ate,   p ac k et  d eliv er y   r atio ,   av ailab ili ty ,   an d   ac c u r ac y   with   d i f f er en t  d ata  tr an s m is s io n   r ates.  T h e  ex p e r im en tal  r esu lt s   h av e  s h o wn   t h at  th e  p r o p o s ed   p r o t o ty p e  ac h iev es  u p   to   9 8 %  av ailab ilit y ,   an d   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   14 ,   No .   6 ,  Dec em b e r   20 24 :   7 1 7 8 - 7 1 8 5   7184   PDR ,   with   m in im al  PLR.  T h e  ex p er im e n tal  f in d in g s   also   r ev ea l  th at  in cr ea s in g   d ata   tr an s m is s io n   r ates   en h an ce s   th r o u g h p u t   wh ile  d e cr ea s in g   laten cy ,   av ailab ilit y ,   PDR ,   an d   s en s o r   ac cu r ac y .   I n   o th er   wo r d s ,   h i g h e r   d ata  tr an s m is s io n   r ates  lead   t o   h ig h er   t h r o u g h p u t  an d   laten cy   p er f o r m a n ce   with   lo wer   p e r f o r m a n ce   in   ter m s   o f   av ailab ilit y ,   PDR ,   an d   s en s o r   ac cu r ac y .   T h is   h ig h lig h ts   th e  cr itical  im p o r tan ce   o f   o p tim izin g   th ese  p ar am eter s   f o r   t h e  ef f icac y   o f   I o T   im p lem en tatio n s ,   esp ec ially   s u b s tan tial  p o ten tial  s o lu tio n s   f o r   r ea l - tim e  f lo o d   m o n it o r in g   an d   r esp o n s e  ap p licatio n s .   T h er e f o r e,   th ese   o u tco m es  s ig n if ican tly   ad v a n ce   th e  f ield   o f   I o T - b ased   en v ir o n m en tal  m o n ito r i n g ,   p r o v id in g   v alu a b le  in s ig h t s   f o r   th e  d ev elo p m en t  o f   s m ar t  city   in f r astru ctu r e  an d   d is aster   m an ag em e n t stra teg ies.   I n   f u tu r e  wo r k s ,   we  will f o cu s   o n   in teg r atin g   ad d itio n al  s en s o r   ty p es a n d   ev alu atin g   th e  s ca lab ilit y   o f   th e  s y s tem   with   m o r e  ex ten s iv e  an d   co m p lex   en v ir o n m en ts .   Fu r th er m o r e ,   ass ess in g   th e  s y s tem ’ s   p er f o r m an ce   u n d er   d iv e r s e  en v ir o n m e n tal  co n d itio n s   a n d   v ar y i n g   d ata  l o ad s   will  b e  ess en tial  f o r   v alid atin g   its   r o b u s tn ess   an d   ap p licab ilit y   ac r o s s   d if f er en t scen ar io s .       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   K .   S o n k l i n ,   “ S t u d i e s   o f   c o mm u n i c a t i o n   a n d   p o s i t i o n i n g   p e r f o r ma n c e   o f   c o n n e c t e d   v e h i c l e s   f o r   saf e t y   a p p l i c a t i o n s, ”   Th e si s ,   Q u e e n s l a n d   U n i v e r si t y   o f   Te c h n o l o g y ,   2 0 2 0 .   [ 2 ]   Z.   K e g e n b e k o v   a n d   A .   S a p a r o v a ,   “ U si n g   t h e   M Q TT   p r o t o c o l   t o   t r a n s mi t   v e h i c l e   t e l e m e t r y   d a t a , ”   T r a n s p o rt a t i o n   Re s e a r c h   Pro c e d i a ,   v o l .   6 1 ,   p p .   4 1 0 – 4 1 7 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . t r p r o . 2 0 2 2 . 0 1 . 0 6 7 .   [ 3 ]   C. - R .   D o w ,   D . - B .   N g u y e n ,   S .   C h e n g ,   P . - Y .   La i ,   a n d   S . - F .   H w a n g ,   “ V I P ER :   a n   a d a p t i v e   g u i d a n c e   a n d   n o t i f i c a t i o n   serv i c e   sy s t e m   i n   i n t e r n e t   o f   v e h i c l e s,”   W o rl d   Wi d e   We b ,   v o l .   2 2 ,   n o .   4 ,   p p .   1 6 6 9 – 1 6 9 7 ,   J u l .   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s1 1 2 8 0 - 018 - 0 6 1 7 - 7.   [ 4 ]   D .   S i l v a ,   L.   I .   C a r v a l h o ,   J.  S o a r e s,  a n d   R .   C .   S o f i a ,   “ A   p e r f o r m a n c e   a n a l y si s o f   i n t e r n e t   o f   t h i n g s  n e t w o r k i n g   p r o t o c o l s :   e v a l u a t i n g   M Q TT,   C o A P ,   O P C   U A , ”   A p p l i e d   S c i e n c e s ,   v o l .   1 1 ,   n o .   1 1 ,   M a y   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / a p p 1 1 1 1 4 8 7 9 .   [ 5 ]   B .   M i s h r a   a n d   A .   K e r t e sz,   “ T h e   u s e   o f   M Q T T  i n   M 2 M   a n d   I o T  s y s t e ms :   a   su r v e y , ”   I EE E  Ac c e ss ,   v o l .   8 ,   p p .   2 0 1 0 7 1 – 2 0 1 0 8 6 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 0 . 3 0 3 5 8 4 9 .   [ 6 ]   B .   M i sh r a ,   B .   M i sh r a ,   a n d   A .   K e r t e s z ,   “ S t r e s s - t e s t i n g   M Q TT   b r o k e r s :   a   c o m p a r a t i v e   a n a l y si s   o f   p e r f o r ma n c e   me a su r e me n t s , ”   En e r g i e s ,   v o l .   1 4 ,   n o .   1 8 ,   S e p .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / e n 1 4 1 8 5 8 1 7 .   [ 7 ]   E.   B e r t r a n d ‐ M a r t i n e z ,   P .   D i a s   F e i o ,   V .   d e   B r i t o   N a sc i me n t o ,   F .   K o n ,   a n d   A .   A b e l é m ,   “ C l a s si f i c a t i o n   a n d   e v a l u a t i o n   o f   I o T   b r o k e r s :   a   me t h o d o l o g y , ”   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   N e t w o rk  Ma n a g e m e n t ,   v o l .   3 1 ,   n o .   3 ,   M a y   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 2 / n e m . 2 1 1 5 .   [ 8 ]   F .   A z z e d i n   a n d   T .   A l h a z m i ,   “ S e c u r e   d a t a   d i st r i b u t i o n   a r c h i t e c t u r e   i n   I o T  u si n g   M Q TT, ”   A p p l i e d   S c i e n c e s ,   v o l .   1 3 ,   n o .   4 ,   F e b .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / a p p 1 3 0 4 2 5 1 5 .   [ 9 ]   K .   S o n k l i n ,   C .   W a n g ,   D .   Ja y a l a t h ,   a n d   Y .   F e n g ,   “ C o n n e c t e d - v e h i c l e   d a t a   e x c h a n g e s   a n d   p o si t i o n i n g   c o m p u t i n g   b a se d   o n   t h e   p u b l i s h - su b scr i b e   p a r a d i g m , ”   J o u r n a l   o f   C o m p u t e r   a n d   C o m m u n i c a t i o n s ,   v o l .   0 7 ,   n o .   1 0 ,   p p .   8 2 – 9 3 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 4 2 3 6 / j c c . 2 0 1 9 . 7 1 0 0 0 8 .   [ 1 0 ]   S .   Q u i n c o z e s ,   T .   Em i l i o ,   a n d   J .   K a z i e n k o ,   “ M Q TT   p r o t o c o l :   f u n d a me n t a l s,  t o o l s  a n d   f u t u r e   d i r e c t i o n s , ”   I EE E  L a t i n   Am e ri c a   T ra n s a c t i o n s ,   v o l .   1 7 ,   n o .   0 9 ,   p p .   1 4 3 9 – 1 4 4 8 ,   S e p .   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / T LA . 2 0 1 9 . 8 9 3 1 1 3 7 .   [ 1 1 ]   C .   W a n ,   A .   M e h m o o d ,   M .   C a r st e n ,   G .   E p i p h a n i o u ,   a n d   J .   L l o r e t ,   “ A   b l o c k c h a i n   b a s e d   f o r e n s i c   sy s t e m   f o r   I o T  se n s o r s  u si n g   M Q TT   p r o t o c o l , ”   i n   2 0 2 2   9 t h   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   I n t e rn e t   o f   T h i n g s:   S y st e m s ,   Ma n a g e m e n t   a n d   S e c u ri t y   ( I O T S M S ) ,  N o v .   2 0 2 2 ,   p p .   1 – 8 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I O TSM S 5 8 0 7 0 . 2 0 2 2 . 1 0 0 6 2 1 9 0 .   [ 1 2 ]   C .   S .   Y e h ,   S .   L.   C h e n ,   a n d   I .   C .   L i ,   “ I mp l e me n t a t i o n   o f   M Q TT   p r o t o c o l   b a se d   n e t w o r k   a r c h i t e c t u r e   f o r   s mart   f a c t o r y , ”   i n   Pro c e e d i n g s  o f   t h e   I n st i t u t i o n   o f   M e c h a n i c a l   E n g i n e e rs,  P a rt   B:   J o u r n a l   o f   En g i n e e ri n g   M a n u f a c t u re ,   N o v .   2 0 2 1 ,   v o l .   2 3 5 ,   n o .   1 3 ,   p p .   2 1 3 2 – 2 1 4 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 7 7 / 0 9 5 4 4 0 5 4 2 1 1 0 1 4 4 8 8 .   [ 1 3 ]   S .   Je d d o u ,   F .   F e r n á n d e z ,   L.   D i e z ,   A .   B a i n a ,   N .   A b d a l l a h ,   a n d   R .   A g ü e r o ,   “ D e l a y   a n d   e n e r g y   c o n s u m p t i o n   o f   M Q TT  o v e r   Q U I C :   a n   e m p i r i c a l   c h a r a c t e r i z a t i o n   u si n g   c o mm e r c i a l - o f f - t h e - s h e l f   d e v i c e s , ”   S e n s o rs ,   v o l .   2 2 ,   n o .   1 0 ,   M a y   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / s 2 2 1 0 3 6 9 4 .   [ 1 4 ]   A .   G a v r i l o v ,   M .   B e r g a l i y e v ,   S .   T i n y a k o v ,   K .   K r i n k i n ,   a n d   P .   P o p o v ,   “ U si n g   I o T  p r o t o c o l s  i n   r e a l - t i me  s y s t e ms :   p r o t o c o l   a n a l y si s   a n d   e v a l u a t i o n   o f   d a t a   t r a n sm i ssi o n   c h a r a c t e r i st i c s , ”   J o u rn a l   o f   C o m p u t e r  N e t w o rks   a n d   C o m m u n i c a t i o n s ,   v o l .   2 0 2 2 ,   p p .   1 – 1 8 ,   A u g .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 5 5 / 2 0 2 2 / 7 3 6 8 6 9 1 .   [ 1 5 ]   K .   T.   M .   Tr a n ,   A .   X .   P h a m,   N .   P .   N g u y e n ,   a n d   P .   T.   D a n g ,   “ A n a l y s i s  a n d   P e r f o r ma n c e   c o m p a r i s o n   o f   I o T   messa g e   t r a n sf e r   p r o t o c o l s  a p p l y i n g   i n   r e a l   p h o t o v o l t a i c   s y st e m,”   I n t e r n a t i o n a l   J o u rn a l   o f   N e t w o rke d   a n d   D i st r i b u t e d   C o m p u t i n g ,   v o l .   1 2 ,   n o .   1 ,   p p .   1 3 1 – 1 4 3 ,   J u n .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s4 4 2 2 7 - 0 2 4 - 0 0 0 2 1 - 4.   [ 1 6 ]   H .   Y .   C h i e n   e t   a l . ,   “ A   M Q TT - A P I - c o m p a t i b l e   I o T  se c u r i t y - e n h a n c e d   p l a t f o r m , ”   I n t e r n a t i o n a l   J o u rn a l   o f   S e n so r  N e t w o rks ,    v o l .   3 2 ,   n o .   1 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 5 0 4 / I JS N ET. 2 0 2 0 . 1 0 4 4 6 3 .   [ 1 7 ]   S .   L .   M o h a mm e d ,   A .   A l - N a j i ,   M .   M .   F a r j o ,   a n d   J.   C h a h l ,   “ H i g h l y   a c c u r a t e   w a t e r   l e v e l   m e a s u r e m e n t   sy s t e m   u s i n g   a   mi c r o c o n -   t r o l l e r   a n d   a n   u l t r a s o n i c   se n s o r , ”   I O P  C o n f e r e n c e   S e ri e s:   Ma t e r i a l s  S c i e n c e   a n d   En g i n e e ri n g ,   v o l .   5 1 8 ,   n o .   4 ,   M a y   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 0 8 8 / 1 7 5 7 - 8 9 9 X / 5 1 8 / 4 / 0 4 2 0 2 5 .   [ 1 8 ]   A .   A n g g r a w a n ,   S .   H a d i ,   a n d   C .   S a t r i a ,   “ I o T - b a s e d   g a r b a g e   c o n t a i n e r   sy s t e m u si n g   N o d e M C U   ESP 3 2   mi c r o c o n t r o l l e r , ”   J o u r n a l   o f   Ad v a n c e s i n   I n f o rm a t i o n   T e c h n o l o g y ,   v o l .   1 3 ,   n o .   6 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 2 7 2 0 / j a i t . 1 3 . 6 . 5 6 9 - 5 7 7 .   [ 1 9 ]   N .   K u r n i a w a n ,   “ El e c t r i c a l   e n e r g y   m o n i t o r i n g   sy s t e m   a n d   a u t o m a t i c   t r a n sf e r   sw i t c h   ( A TS)   c o n t r o l l e r   w i t h   t h e   i n t e r n e t   o f   t h i n g s   f o r   so l a r   p o w e r   p l a n t s , ”   J o u r n a l   o f   S o f t   C o m p u t i n g   Ex p l o r a t i o n ,   v o l .   1 ,   n o .   1 ,   S e p .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 5 2 4 6 5 / j o s c e x . v 1 i 1 . 2 .   [ 2 0 ]   R .   L a k s h ma n a n ,   M .   D j a m a ,   S .   P e r u ma l ,   a n d   R .   A b d u l l a ,   “ A u t o m a t e d   smar t   h y d r o p o n i c s  s y st e m  u si n g   i n t e r n e t   o f   t h i n g s,”   I n t e r n a t i o n a l   J o u rn a l   o f   El e c t ri c a l   a n d   C o m p u t e r   En g i n e e r i n g ,   v o l .   1 0 ,   n o .   6 ,   p p .   6 3 8 9 – 6 3 9 8 ,   D e c .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 5 9 1 / i j e c e . v 1 0 i 6 . p p 6 3 8 9 - 6 3 9 8 .   [ 2 1 ]   D .   To r r e s ,   J.  P .   D i a s ,   A .   R e st i v o ,   a n d   H .   S .   F e r r e i r a ,   “ R e a l - t i me   f e e d b a c k   i n   N o d e - R ED   f o r   I o T  d e v e l o p m e n t :   a n   e mp i r i c a l   s t u d y , ”   i n   2 0 2 0   I EEE / A C M  2 4 t h   I n t e r n a t i o n a l   S y m p o s i u m   o n   D i s t ri b u t e d   S i m u l a t i o n   a n d   Re a l   T i m e   A p p l i c a t i o n s  ( D S - RT) ,   S e p .   2 0 2 0 ,     p p .   1 – 8 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / D S - R T 5 0 4 6 9 . 2 0 2 0 . 9 2 1 3 5 4 4 .   [ 2 2 ]   A .   D .   S a l m a n ,   “ I o T  mo n i t o r i n g   s y st e m  b a s e d   o n   M Q T T  p u b l i s h e r / su b s c r i b e r   p r o t o c o l , ”   I r a q i   J o u r n a l   o f   C o m p u t e r ,   C o m m u n i c a t i o n ,   C o n t r o l   a n d   S y s t e m   En g i n e e ri n g ,   p p .   7 5 – 8 3 ,   J u l .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 3 3 1 0 3 / u o t . i j c c c e . 2 0 . 3 . 7 .   [ 2 3 ]   A .   A .   Z u l f i k r i ,   D .   P e r d a n a ,   a n d   G .   B i so n o ,   “ D e s i g n   a n d   a n a l y si s  o f   t r a s h   m o n i t o r i n g   sy st e m  p r o t o t y p e   b a se d   o n   i n t e r n e t   o f   t h i n g s   ( I o T)   u si n g   M Q T T  p r o t o c o l , ”   J u r n a l   I n f o t e l ,   v o l .   1 0 ,   n o .   3 ,   A u g .   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 2 0 8 9 5 / i n f o t e l . v 1 0 i 3 . 3 8 1 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         A   p erfo r ma n ce   ev a lu a tio n   o f  th e  in tern et  o f th in g s - mess a g e  q u eu e   …   ( K a c h a n e  S o n klin )   7185   [ 2 4 ]   A .   M a ma n e ,   M .   F a t t a h ,   M .   E l   G h a z i ,   M .   E l   B e k k a l i ,   Y .   B a l b o u l ,   a n d   S .   M a z e r ,   “ S c h e d u l i n g   a l g o r i t h ms  f o r   5 G   n e t w o r k s  a n d   b e y o n d :   c l a ssi f i c a t i o n   a n d   s u r v e y , ”   I E EE  A c c e ss ,   v o l .   1 0 ,   p p .   5 1 6 4 3 – 5 1 6 6 1 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 2 . 3 1 7 4 5 7 9 .   [ 2 5 ]   B .   M b a r e k ,   M .   G e ,   a n d   T .   P i t n e r ,   “ A n   e f f i c i e n t   m u t u a l   a u t h e n t i c a t i o n   sc h e me   f o r   i n t e r n e t   o f   t h i n g s , ”   I n t e r n e t   o f   T h i n g s ,   v o l .   9 ,   M a r .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . i o t . 2 0 2 0 . 1 0 0 1 6 0 .   [ 2 6 ]   R .   R a t n a si h ,   D .   P e r d a n a ,   a n d   Y .   G .   B i so n o ,   “ P e r f o r ma n c e   a n a l y si s  a n d   a u t o ma t i c   p r o t o t y p e   a q u a p o n i c   o f   s y s t e m  d e s i g n   b a se d   o n   i n t e r n e t   o f   t h i n g s   ( I o T)   u s i n g   M Q TT   p r o t o c o l , ”   J u r n a l   I n f o t e l ,   v o l .   1 0 ,   n o .   3 ,   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 2 0 8 9 5 / i n f o t e l . v 1 0 i 3 . 3 8 8 .   [ 2 7 ]   M .   F .   K h a n ,   E.   A .   F e l e m b a n ,   S .   Q a i sar,   a n d   S .   A l i ,   “ P e r f o r m a n c e   a n a l y si s  o n   p a c k e t   d e l i v e r y   r a t i o   a n d   e n d - to - e n d   d e l a y   o f   d i f f e r e n t   n e t w o r k   t o p o l o g i e s i n   w i r e l e ss  sen s o r   n e t w o r k s   ( W S N s) , ”   i n   2 0 1 3   I EEE  9 t h   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   M o b i l e   A d - h o c   a n d   S e n s o r  N e t w o rks ,   D e c .   2 0 1 3 ,   p p .   3 2 4 – 3 2 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / M S N . 2 0 1 3 . 7 4 .   [ 2 8 ]   A .   R .   A b d e l l a h   a n d   A .   K o u c h e r y a v y ,   “ D e e p   l e a r n i n g   w i t h   l o n g   sh o r t - t e r m   mem o r y   f o r   I o T   t r a f f i c   p r e d i c t i o n , ”   L e c t u re   N o t e s  i n   C o m p u t e r   S c i e n c e   ( i n c l u d i n g   s u b seri e s  L e c t u r e   N o t e s  i n   Art i f i c i a l   I n t e l l i g e n c e   a n d   L e c t u r e   N o t e s   i n   Bi o i n f o rm a t i c s) ,   v o l .   1 2 5 2 5   LN C S ,   p p .   2 6 7 – 2 8 0 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / 9 7 8 - 3 - 0 3 0 - 6 5 7 2 6 - 0 _ 2 4 .   [ 2 9 ]   H .   H .   A l s h a mm a r i ,   “ Th e   i n t e r n e t   o f   t h i n g s  h e a l t h c a r e   m o n i t o r i n g   s y st e m  b a se d   o n   M Q T T  p r o t o c o l , ”   Al e x a n d r i a   E n g i n e e ri n g   J o u rn a l ,   v o l .   6 9 ,   p p .   2 7 5 – 2 8 7 ,   A p r .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . a e j . 2 0 2 3 . 0 1 . 0 6 5 .   [ 3 0 ]   A .   B a r t h w a l   a n d   D .   A c h a r y a ,   “ A n   I o T  b a s e d   s e n s i n g   s y st e m  f o r   mo d e l i n g   a n d   f o r e c a st i n g   u r b a n   a i r   q u a l i t y , ”   Wi re l e ss   P e rs o n a l   C o m m u n i c a t i o n s ,   v o l .   1 1 6 ,   n o .   4 ,   p p .   3 5 0 3 – 3 5 2 6 ,   F e b .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 1 1 2 7 7 - 0 2 0 - 0 7 8 6 2 - 6.       B I O G RAP H I E S O F   AUTH O RS         K a c h a n e   S o n k l in           re c e iv e d   t h e   B. S c .   d e g re e   in   c o m p u ter  sc ien c e   a n d   th e   M . S c .   d e g re e   in   i n fo rm a ti o n   tec h n o l o g y   fro m   Na re su a n   Un iv e rsit y ,   T h a il a n d ,   a n d   t h e   P h . D.  d e g re e   i n   c o m p u ter  sc ien c e   fro m   Qu e e n sla n d   Un i v e rsity   o f  Tec h n o l o g y ,   Bri sb a n e   QLD,  Au stra li a .   He   is   c u rre n tl y   a   lec t u re r  a t  F a c u lt y   o f  S c ie n c e   a n d   Tec h n o l o g y ,   Utt a ra d it   Ra jab h a t   Un i v e rsity ,   Th a il a n d .   His  c u rre n t  re se a rc h   in tere sts  in c lu d e   d e v ice - to - d e v ice   (D2 D)  c o m m u n ica ti o n s ,   v e h icle   n e two r k s  a n d   sa fe ty ,   c o n n e c ted   v e h icle s,  g lo b a l  n a v ig a ti o n   sa telli te  sy ste m s  (G NSS )  a lg o rit h m s,  i n tern e t  o f   th i n g s   (I o T),   p u b li s h - su b sc ri b e   c o m m u n i c a ti o n   p a ra d ig m ,   a rti ficia l   in telli g e n c e ,   a n d   m a c h in e   lea rn i n g .   He   c a n   b e   c o n tac ted   a t  e m a il :  k a c h a n e . so n @u r u . a c . th .           Cha n ip a   S o n k li n           re c e iv e d   th e   B. S c .   d e g re e   in   c o m p u ter  sc ien c e   a n d   th e   M . S c .   d e g re e   in   i n fo rm a ti o n   tec h n o l o g y   fro m   Na re su a n   Un iv e rsit y ,   T h a il a n d ,   a n d   t h e   P h . D.  d e g re e   i n   c o m p u ter  sc ien c e   fr o m   Qu e e n sla n d   U n iv e rsit y   o f  Tec h n o lo g y ,   Br isb a n e   QLD,  A u stra li a .   S h e   is  c u rre n tl y   a   lec tu re r  a t  F a c u lt y   o f  S c ien c e   a n d   Tec h n o l o g y ,   Utt a ra d it   Ra jab h a t  Un iv e rsit y ,   Th a il a n d .   He r  c u rre n t  re se a rc h   i n tere sts  in c lu d e   e v o lu t io n a ry   c o m p u tatio n ,   a rti ficia l   in telli g e n c e ,   m a c h in e   lea rn in g ,   o p ti m iza ti o n   a lg o rit h m s,  c l o u d   c o m p u ti n g ,   i n tern e t   o f   th in g s   (Io T)  a n d   th e ir  a p p li c a ti o n s  o n   re a l - wo rl d   p ro b lem s.  S h e   c a n   b e   c o n tac ted   a t  e m a il :   c h a n ip a . so n @u r u . a c . th .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.