IoT ЖҮИЕЛЕРІНЩ ЖЕЛІГЕ БЕИІМДЕЛГЕН ӨНІМДІЛІГІН БАҒАЛАУҒА АРНАЛҒАН МОДЕЛЬДЕУГЕ НЕГІЗДЕЛГЕН ҚҰРЫЛЫМ

IoT жүйесін жобалауда тиісті сымсыз сенсорлық желіні (WSN) таңдау және оны орналастыру маңызды мәселелердің бірі болып табылады. Әртүрлі WSN конфигурацияларын физикалық түрде орналастыру арқылы бағалау көп уақыт пен шығынды қажет етуі мүмкін. Осы зерттеуде физикалық орналастыруға дейін желіге бейімделген өнімділікті бағалауға мүмкіндік беретін, модельдеу негізіндегі құрылым ұсынылады. Ұсынылған құрылым модельденген WSN-ді MQTT негізіндегі IoT коммуникациялық инфрақұрылымымен біріктіреді. SDN-WISE негізіндегі WSN Cooja симуляторы арқылы іске асырылып, қалыптастырылған сенсорлық трафик сокет арқылы біріктіру механизмі көмегімен Mosquitto негізіндегі MQTT кластеріне жіберілді. Тәуелсіз трафик генераторларын пайдаланатын дәстүрлі тәсілдерден айырмашылығы, ұсынылған құрылымдағы MQTT жүктемесі тікелей модельденген WSN арқылы қалыптастырылады. 24, 36 және 48 түйіннен тұратын сценарийлерде жүргізілген эксперименттер нәтижесінде орташа соңғы нүктелер арасындағы кідіріс 37,51 мс-тен 138,01 мс-ке дейін артқаны, ал қолданбалық деңгейдегі жалпы өткізу қабілеті 142,51 бит/с-тен 281,12 бит/с-ке дейін өскені анықталды. Барлық сценарийлерде пакеттерді жеткізу деңгейі 100%-ға жуық сақталды. Ұсынылған тәсіл әртүрлі WSN конфигурацияларын бағалау үшін басқарылатын және қайталанатын ортаны қамтамасыз етеді және IoT жүйесін жобалаудың бастапқы кезеңдерінде бірнеше физикалық орналастыру қажеттілігін азайтуға мүмкіндік береді.

1. Gallegos Ramonet, A., Pecorella, T., Picano, B., Kinoshita, K. “Perspectives on IoT-oriented Network Simulation Systems”, Computer Networks. 2024, Vol. 253. Art. No. 110749. DOI: https://doi.org/10.1016/i.comnet.2024.110749.

2. Idris, S., Karunathilake, T., Forster, A. “Survey and Comparative Study of LoRa-Enabled Simulators for Internet of Things and Wireless Sensor Networks”, Sensors. 2022, Vol. 22, No. 15. Art. No. 5546. DOI: https://doi.org/10.3390/s22155546.

3. Oikonomou, G., Duquennoy, S., Elsts, A., Eriksson, J., Tanaka, Y., Tsiftes, N. “The Contiki-NG Open Source Operating System for Next Generation IoT Devices”, SoftwareX. 2022, Vol. 18. Art. No. 101089. DOI: https://doi.org/10.1016/i.softx.2022.101089.

4. Ogur, N.B., Al-Hubaishi, M., Qeken, C. “IoT Data Analytics Architecture for Smart Healthcare Using RFID and WSN”, ETRI Journal. 2022, Vol. 44, No. 1, P. 135-146. DOI: 10.4218/etrij.2020-0036.

5. Prajapati, A., Banerjee, B. “Simulating Distributed Wireless Sensor Networks for Edge-AI”, 2022 5th Conference on Cloud and Internet of Things (CIoT). 2022. P. 75-82. DOI: https://doi.org/10.1109/CIoT53061.2022.9766520.

6. Bekele, B.E., Tokarz, K., Gebeyehu, N.Y., Pochopien, B., Mrozek, D. “Performance Evaluation of UDP- Based Data Transmission with Acknowledgment for Various Network Topologies in IoT Environments”, Electronics. 2024, Vol. 13, No. 18. Art. No. 3697. DOI: https://doi.org/10.3390/electronics13183697.

7. Tanganelli, G., Vallati, C., Mingozzi, E. “SDN-WISE: A Software-Defined Network for the Internet of Things”, IEEE Internet of Things Journal. 2016, Vol. 3, No. 5, P. 771-784. DOI: https://doi.org/10.1109/JIOT.2016.2515573.

8. Galluccio, L., Milardo, S., Morabito, G., Palazzo, S. “SDN-WISE: Design, Prototyping and Experimentation of a Stateful SDN Solution for Wireless Sensor Networks”, Proceedings of IEEE INFOCOM. 2015, Vol. 26. P. 513-521. DOI: https://doi.org/10.1109/INFOCOM.2015.7218418.

9. Anadiotis, A.-C.G., Galluccio, L., Milardo, S., Morabito, G., Palazzo, S. “SD-WISE: A Software-Defined WIreless SEnsor Network”, Computer Networks. 2019, Vol. 159. P. 84-95. DOI: https://doi.org/10.1016/i.comnet.2019.04.029.

10. Tcherak, A., Khaoua, M.O., Loucif, S. “Performance Evaluation of SDN-WISE in Mobile Wireless Sensors Networks”, 2023 International Conference on Advances in Electronics, Control and Communication Systems (ICAECCS). 2023, P. 1-6. DOI: https://doi.org/10.1109/ICAECCS56710.2023.10104806

11. Banks, A., Gupta, R. “MQTT Version 3.1.1”, OASIS Standard. 2014. P. 1-6.

12. Naik, N. “Choice of Effective Messaging Protocols for IoT Systems: MQTT, CoAP, AMQP and HTTP”, 2017 IEEE International Systems Engineering Symposium (ISSE). 2017. P. 1-7. DOI: https://doi.org/10.1109/SysEng.2017.8088251

13. Seoane, V., Garria-Rubio, C., Almenares, F., Campo, C. “Performance Evaluation of CoAP and MQTT with Security Support for IoT Environments”, Computer Networks. 2021, Vol. 197. Art. No. 108338. DOI: https://doi.org/10.1016/i.comnet.2021.108338.

14. Putra, F.P.E., Ubaidi, Holipah, Mahmud, M.A., Paradina, R. “Comparing the Performance of LoRaWAN and MQTT Protocols for IoT Sensor Networks”, Jurnal Informasi dan Teknologi. 2024, Vol. 6, No. 2, P. 221-228. DOI: https://doi.org/10.60083/iidt.v6i2.565.

15. Timalsina, A., Khatiwoda, N.R., Dawadi, B.R., Bohara, A., Joshi, S.R., Calafate, C.T., Manzoni, P. “Assessing the Adequacy of MQTT and ZeroMQ for 5G-Enabled V2X Networks”, Electronics. 2025, Vol. 14, No. 22. Art. No. 4509. DOI: https://doi.org/10.3390/electronics14224509.