BAB 2 LANDASAN TEORI
Mencari posisi, khususnya di tengah keramaian, tidaklah mudah terlebihlebih pada taman-taman hiburan atau tempat rekreasi. Beberapa aplikasi pencarian posisi terus dikembangkan dan diteliti lebih lanjut, dari aplikasi tracking objek menggunakan sistem sensor, Global System for Mobile Communication (GSM), hingga Global Posittioning System (GPS) yang dikenal saat ini. Munculnya aplikasiaplikasi tracking pada smartphone yang berbasis Operating System (OS) Android, OS Windows, dan OS BlackBerry, membuat kebutuhan pencarian posisi cukup menarik untuk diteliti lebih lanjut.
2.1. Sistem Tracking yang menggunakan GPS
Pada penelitian “GPS-GSM Based Tracking System” dijelaskan bahwa proses untuk menetukan lokasi yang tepat dari sebuah objek, orang atau aset lainnya dibutuhkan sebuah perangkat GPS yang terpasang pada objek tersebut dan sebuah modem GSM untuk mengirimkan informasi kepada user. Sistem ini berisi single-board system tertanam yang dilengkapi dengan GPS dan modem GSM bersama dengan prosesor Advanced RISC Machine (ARM) yang dipasang pada objek. Selama objek bergerak, lokasinya dapat dilaporkan melalui Short Message Service (SMS). Sebuah perangkat lunak yang dikembangkan untuk membaca, mengolah, menganalisis dan menyimpan pesan yang masuk (Abid Khan, Ravi Mishra, 2011).
8
Gambar 2.1 Blok Diagram GPS-GSM Based Tracking System (Abid Khan, 2012)
Sistem mengandung ARM controller, GPS, modem GSM secara keseluruhan berada dalam satu objek. Sistem pelacakan akan menginformasikan dimana objek berada. Unit mikrokontroler membentuk jantung unit pelacakan, yang mengakuisisi dan memproses data posisi dari modul GPS. GPS akan menerima dan menyelesaikan pesan navigasi yang disiarkan oleh satelit GPS, menghitung bujur dan lintang koordinat objek berubah menjadi bentuk pesan GSM dan kemudian GSM memegang pengendali komunikasi. Pada penelitian ini, pemantau akan mengetahui posisi objek apabila melakukan request atau memasukan password ke modul GSM melalu pengiriman pesan ke modul GSM tersebut. Selanjutnya, penelitian dikembangkan menggunakan media SMS lebih lanjut mengingat media SMS yang dianggap sangat efficient dalam proses pemberitahuan posisi dari sebuah objek yang ingin di-tracking. Pada penelitian “Mobile Tracking GPS Melalui Media SMS” dikatakan bahwa proses untuk mencari posisi dari objek digunakan layanan aplikasi berbasis SMS yang umumnya aplikasi ini dipunyai oleh mobilephone biasa. Jika pengguna menginginkan informasi letak posisi dari objek, perintah diberikan dengan SMS. Isi SMS dibuat dengan kode-kode sehingga pengguna ilegal dapat dibatasi (Tiyo, 2012).
9
Gambar 2.2 Blok Diagram Sistem Mobile Tracking GPS Melalui Media SMS (Budiawan, Santoso, Zahra)
Secara garis besar, perancangan perangkat keras dari “Mobile Tracking GPS Melalui Media SMS” yang akan dibangun meliputi sistem minimum mikrokontroler ATmega162, Modul GPS, LCD, dan Base Terminal. Tiap-tiap bagian dari diagram blok sistem di atas memiliki fungsinya dan tugasnya sendiri-sendiri. Dijelaskan bahwa pusat pada sistem mobile tracking terletak pada mikrokontroler ATmega162 yang telah diprogram menggunakan bahasa C. Kemudian serial interface yang rangkaian interface-nya yang menghubungkan antara mikrokontroler dengan mobilephone dan modul GPS. LCD berfungsi sebagai media tampilan. Sedangkan GPS module berupa GPS received card yang berfungsi menerima data GPS. Fungsi Base Terminal, adalah peralatan Mobile Station yang berupa telepon seluler yang mampu melakukan fungsi pengiriman dan penerimaan pesan-pesan pendek melewati gerbang kabel data serial dengan menggunakan PDU mode (Protokol Data Unit) PDU mode adalah format message dalam hexadesimal octet dan semi–desimal octet dengan panjang mencapai 160 (7 bit default alphabet) atau 140 (8 bit) karakter). Kemudian Power Supply, merupakan perangkat yang memberikan sumber tegangan catu daya terhadap mikrokontroler dan beberapa komponen yang ada. Dalam penelitian ini juga dijelaskan bahwa, akurasi dalam pemberian data koordinat sejauh 16,25 meter, tergantung cuaca dan waktu.
10
Selanjutnya ada penelitian tracking lebih dikembangkan lagi terutama menggunakan GPS pada aplikasi Android. Ini dikarenakan Android mempunyai prospek tingkat penetrasi pasar yang sangat menjanjikan dan diperkirakan terdapat lebih dari 1 milliar handset Android di seluruh dunia (Business Insider, 2015). Menurut BBC, dari 220 juta ponsel di Indonesia, 44,6 juta adalah pengguna smartphone. Sebanyak 52.2% adalah menggunakan Android sebagai sistem operasinya (BBC, Januari 2014). Dengan kata lain, sebagian besar masyarakat yang ada di Indonesia telah banyak menggunakan smartphone berbasis OS Android. Melihat data diatas bisa diperkirakan perkembangan aplikasi Android akan berkembang cepat di Indonesia. Begitu juga perkembangan sistem tracking yang mulai menggunakan Android sebagai basisnya. Seperti penelitian berikut “Human Tracking Menggunakan GPS Pada Area Tertentu” (Vincent, Osmond, Yohanes, 2013), penelitian ini menggunakan aplikasi Android yang bisa menTracking posisi user pada area terbuka dengan menggunakan GPS. Posisi user ditampilkan dalam bentuk peta yang sudah diberi tanda dimana user sedang berada. Tampilan peta dimasukkan ke dalam aplikasi Android sehingga user dapat melihat posisi objek yang sedang di-track pada smartphone user. Perhitungan posisi user yang sedang di tracking pada aplikasi ini menggunakan perhitungan pixel. Sedangkan posisi user didapatkan melalui data dari Google Maps. Sistem tracking ini bisa men-tracking user secara akurat namun akan menjadi masalah apabila user masuk ke dalam area yang tertutup seperti gedung kampus atau tempat hiburan seperti mall. Ketika user memasuki area yang tertutup, GPS akan kesulitan menentukan posisi user. Ini dikarenakan sinyal yang dikirim oleh satelit tidak dapat menembus benda tebal seperti gedung dan gunung.
2.2. Sistem Tracking yang menggunakan RFID
Penggunaan GPS pada sistem tracking bisa membantu memberikan posisi objek yang akan di-track. Namun seperti disebutkan sebelumnya, GPS mempunyai keterbatasan sinyal dimana sinyal dari satelit tidak bisa melewati gedung dan gunung. Untuk menjawab permasalahan diatas, bisa digunakan
11
Radio Frequency Identifier (RFID) untuk membantu Tracking pada area-area yang tertutup dimana sinyal GPS tidak bisa terjangkau. Ada beberapa contoh aplikasi RFID pada tracking, yang pertama adalah penelitian dari “Tracking School Children With RFID Tags”. Disini RFID ditanam pada ID card pada para siswa, yang kemudian dapat berinteraksi dengan RFID reader yang telah dipasang disetiap ruang yang ada dalam sekolah tersebut dan informasi yang diperoleh akan dikirimkan ke kepala sekolah atau orang tua siswa agar hadir atau tidaknya siswa tersebut dapat diketahui oleh pihak tersebut. Drawback daripada penelitian ini adalah metode pengiriman informasi yang digunakan masih berupa SMS, dan masih dalam kategori delayed tracking dan bukan real time tracking. (Kravets, 2012) Tracking dengan RFID ini juga telah diimplementasikan pada bidang security, seperti contoh dari implementasi RFID pada penjara, dimana setiap inmate atau orang yang dipenjara diberikan sebuah RFID tag, yang dapat mempermudah petugas penjaga untuk mengawasi tahanan. RFID reader dipasang pada seluruh ruangan dan cell yang berada di penjara, dan apabila ada tahanan yang memasuki ruangan yang terdapat RFID reader, system daripada penjara tersebut akan member informasi secara real time kepada computer dan system pada penjara tersebut. (Casciato, 2008) Salah satu impelementasi RFID untuk tracking yang telah mencapai suskes adalah pada penelitian “World Wildlife Fund Uses RFID to Foil Poachers”. Dimana World Wild Life (WWF) telah memberikan dana untuk penanaman chip RFID di hewan yang dilindungi, dalam kasus ini adalah badak hitam yang polulasinya semakin langka. Chip RFID ditanamkan di tanduk daripada badak-badak yang berada di seluruh Namibia yang hendak dilindungi tersebut. Dan yang uniknya, RFID reader tersebut berada pada Unmanned Aerial Vehicle (pesawat tanpa awak) yang memantau lokasi selama 24/7. Proyek ini menggunakan real-time surveillance atau pemantauan real-time, dan sejak pengimplementasiannya sejak tahun 2012, kasus-kasus poaching atau perburuan liar terhadap badak hitam dari Namibia telah menurun drastis. (Edwards, 2014) Sistem Tracking yang serupa juga diimplementaskan pada sebuah project yang sekarang sudah menjadi publik, yaitu project HayTag. Project ini mengembangkan RFID sebagai sistem pelacak, namun RFID ditaruh pada collar daripada hewan peliharaaan, tidak di-implant ke tubuh si hewan tersebut.
12
Pembaca daripada RFID tersebut dapat dipasang pada iPhone, iPad dan iPod touch, dan secara otomatis akan melacak tag RFID tersebut. RFID pada alat ini bersifat passive battery assisted, dan pada RFID yang dipasangkan pada hewan terdapat beberapa solar panel yang dapat menjadi sumber baterai apabila sistem Tracking dinyalakan (Swedberg, 2012). Selain itu ada “World’s Largest Cruise Ship Launches RFID-based Passenger-Tracking System” pada kapal Royal Carribean’s Oasis. Tracking penumpang pada kapal pesiar ini menggunakan Ekahau’s Real-Time Locating System (RTLS) yang terdiri dari tag RFID Wi-Fi based pada gelang atau pin penumpang dan juga smartphone Apple untuk menampilkan lokasi tag yang akan di-tracking. Software tracking yang dibuat oleh DeFi ini menyediakan tracking berbasiskan Wi-Fi, dimana RFID tag akan mengirimkan unique id ke titik-titik Wi-Fi pada kapal pesiar. Software Ekahau ini akan menentukan posisi tag berdasarkan seberapa kuat sinyal Wi-Fi yang diterima oleh smartphone Apple (Swedberg 2010). Penggunaan kartu sebagai tag juga banyak digunakan. Selain mudah untuk dibawa, kartu juga mudah untuk disimpan dan juga bisa dijadikan sebagai kartu identitas seperti pada penelitian “Sistem Absensi Berbasis RFID”. Sistem absensi yang diterapkan pada Universitas Bina Nusantara ini dibuat untuk menggantikan sistem absensi lama yang menggunakan kertas. Dengan menggabungkan kartu mahasiswa sebagai tag, mahasiswa bisa melakukan tapping ketika memasuki ruang kelas pada mesin tapping yang sudah disediakan. Mesin tapping tersebut bisa membaca sampai 45 kartu, dapat beroperasi kurang lebih 10 jam, dengan jarak pembacaan kartu sejauh 6.5 cm dan dapat memberikan toleransi tapping lebih dari 30 menit. Penggunaan sistem ini diharapkan bisa mengurangi penggunaan kertas absensi dalam proses belajarmengajar mahasiswa.
13
Gambar 2.3 Blok Diagram Sistem Absensi Berbasis RFID (Rudy Susanto, Adrianus Ananta, Arie Santoso, Mesakh Trianto, 2009).
2.3. Radio Frequency Identification Device (RFID)
RFID adalah istilah umum untuk teknologi yang menggunakan gelombang radio untuk secara otomatis mengidentifikasi orang atau suatu objek. Ada beberapa metode identifikasi, tetapi yang paling umum adalah untuk menyimpan nomor seri yang mengidentifikasi orang atau benda, dan mungkin informasi lainnya, pada microchip yang terpasang pada antena (chip dan antena bersama-sama
disebut
transponder
RFID
atau
tag
RFID).
Antena
memungkinkan chip untuk mengirimkan informasi identifikasi untuk pembaca. Pembaca mengubah gelombang radio dipantulkan kembali dari tag RFID menjadi informasi digital yang kemudian dapat diteruskan ke komputer yang dapat memanfaatkannya, dalam hal ini informasi tersebut diteruskan dari RFID reader sampai kepada GPS (Rosesana, 2012). Agar suatu sistem RFID dapat berkomunikasi, digunakan gelombang radio dalam bentuk frekuensi. Sistem RFID beroperasi pada low frequency (LF), high frequency (HF) dan ultra-high frequency (UHF). Semakin kecil rentang frekuensi yang digunakan RFID maka semakin kecil jarak baca dan semakin pelan pembacaan data, namun bisa membaca data pada benda berbahan metal atau liquid. Sedangkan apabila rentang frekuensi yang digunakan semakin besar, maka jarak baca lebih jauh dan lebih cepat dalam pengiriman data tetapi lebih
14
sensitif terhadap intervensi gelombang radio yang disebabkan oleh benda berbahan metal atau liquid. Sistem RFID LF menggunakan frekuensi dari 30 KHz sampai 300 KHz. Biasanya sistem RFID LF beroperasi pada frekuensi 125 KHz, namun ada beberapa yang beroperasi pada 134 KHz. Rentang frekuensi ini menyediakan jarak baca 10cm dan pembacaan data yang pelan tetapi lebih tahan terhadap intervesi gelombang radio. Untuk frekuensi HF menggunakan frekuensi dari 3 MHz sampai 30 MHz. Kebanyakan sistem RFID HF beroperasi pada frekuensi 13.56 MHz dengan jarak baca 10 cm sampai 1 m. Lalu yang terakhir adalah sistem RFID UHF menggunakan frekuensi dari 300 MHz sampai 3 GHz. Ada beberapa sistem RFID UHF yang menggunakan antara 860 sampai 960 MHz, ada juga yang menggunakan 900 sampai 915 MHz. Jarak baca pada sistem RFID UHF bisa mencapai 12 m, selain itu RFID UHF mempunyai pengiriman data lebih cepat dibandingkan dengan LF atau HF. RFID UHF sangat sensitif dengan intervesi gelombang radio, namun saat ini banyak produsen menemukan cara untuk mengatasi masalah tersebut untuk membuat performa dari sistem RFID tetap baik walaupun pada kondisi lingkungan yang sulit. Sebuah RFID menggunakan sistem identifikasi menggunakan tags, atau labels yang terhubung kepada objek yang hendak diidentifikasi. RFID tag biasanya terdiri dari 2 bagian, yaitu sebuah Integrated Circuit untuk menyimpan dan memproses informasi, modulasi, demodulasi sebuah signal Radio Frequency (RF), mengumpulkan daya Direct Current (DC) dari signal pembaca insiden, dan fungsi spesifik lainnya, dan antena untuk pengriman dan penerimaan signal. Informasi dari tag disimpan dalam sebuah memory non volatile. Pada RFID tag juga terdapat chip-wired logic atau sebuah programmable data processor yang telah terprogram untuk pemprosesan transmisi dan data sensor. RFID sendiri memerlukan komponen lain untuk berfungsi maksimal yaitu RFID reader. RFID reader seperti namanya, adalah suatu device yang dapat membaca atau meng-acknowledge sebuah RFID. RFID reader sendiri terbagi menjadi 2 jenis yaitu tipe TAG dan tipe READ. PRAT atau Passive Reader Active Tag adalah sebuah sistem pembaca RFID yang hanya menerima signal radio dari tag aktif (Battery operated atau hanya mentransmit). Jarak resepsi dari sistem pembaca PRAT ini dapat diatur dari 0 cm sampai 609.6m, yang membolehkan fleksibilitas seperti perlindungan asset
15
dan pengawasan. Sebuah Active Reader Passive Tag atau APRT adalah sebuah sistem yang memiliki active reader atau pembaca aktif yang mengirimkan signal interrogator dan juga menerima autentikasi balasan dari passive tag. Active Reader Active Tag atau ARAT adalah sebuah sistem yang menggunakan tag aktif yang dibangunkan menggunakan signal interrogator dari active Reader(pembaca aktif). Variasi dari sistem ini juga dapat menggunakan BatteryAssiste Passive (BAP) tag yang berperan seperti passive tag namun memiliki baterai kecil yang dapat memberikan daya kepada tag untuk mengirim kembali signal laporan. Pembaca yang fixed biasanya dibuat untuk membuat interrogation zone spesifik yang dapat dikendalikan secara ketat. Metode ini memperbolehkan adanya area baca yang ditentukan secara pasti untuk dimana tag masuk dan keluar dari zona interogasi. Mobile Readers dapat berupa handheld ataupun dipasang pada troli atau kendaraan (Bonsor & Fenlon, 2007).
2.3.1 RCR 100 High Frequency (HF) RFID Reader
Pada penelitian “Aplikasi Human Tracking Pada Area Tertentu Yang Tertutup Berbasis Android Dengan Sensor RFID” menggunakan perangkat RCR 100. RFID reader ini termasuk RFID HF menggunakan frekuensi 13.56 MHz dengan jarak baca 7 sampai 10 cm. RCR 100 merupakan RFID reader yang bisa menggunakan ethernet untuk komunikasi dengan perangkat lain. Untuk komunikasi ethernet, digunakan protokol TCP/IP dalam menghubungkan RCR 100 dengan jaringan komputer yang ada. Selain ethernet, RCR 100 mempunyai port untuk komunikasi RS 232 dan juga WIEGAND. Seri ini juga dilengkapi oleh tag RFID yang menyediakan pilihan lebih bagi konsumen. Selain itu RCR 100 dapat terhubung langsung dengan Server apabila dihubungkan dengan internet. Penggunaan RCR 100 cukup mudah karena didukung dengan tampilan yang mudah dimengerti, panduan penggunaan RCR 100 dapat dilihat pada lampiran ketiga.
16
2.3.2 RFID Tag
RFID tag yang digunakan untuk perangkat RCR 100 adalah passive tag dengan frekuensi 13.56 MHz. Tag ini hanya bisa dibaca oleh RFID reader dengan frekuensi yang sama, yaitu 13.56 MHz.
2.3.3 Attendance Management
Attendance Management merupakan software dari RCR 100. Software ini berfungsi sebagai RFID management yang mengatur bagaimana hubungan antara perangkat RFID dengan database server. Selain itu pada software ini bisa digunakan untuk melakukan penambahan perangkat RFID reader baru, mendaftarkan dan menghapus RFID tag, mengatur koneksi database yang akan digunakan. Database yang bisa digunakan adalah Microsoft Access dan Microsoft SQL Server. Software ini bisa di-install pada sistem operasi Windows XP, Windows 2000, Windows 2003, Windows Vista 32 bit, Windows Vista 64 bit, Windows 7 32 bit dan Windows 7 64 bit.
Gambar 2.4 Software Attendance Management
17
2.4. Android
Pada aplikasi Human Tracking ini berbasiskan Android, yang merupakan kombinasi dari tiga komponen yaitu sistem operasi untuk mobile phone yang open source, platform pengembangan yang open source untuk membuat aplikasi pada perangkat mobile, dan sistem operasi ini memang dibuat untuk mobile phone (Rendy Budi Mulia, Stanley King dan Yoko Hustadi, 2013). Saat ini sistem operasi Android yang terbaru adalah Lollipop yang diperkenalkan pada Juni 2014 dan diluncurkan secara resmi pada November 2014. Dalam hal ini, berarti untuk pengembangan sistem Human Tracking pada smartphone Android di Indonesia semakin menarik untuk dikembangkan lanjut mengingat pengguna dari smartphone Android yang semakin meningkat dan hampir secara massal, Android digunakan sebagai OS pada smartphone yang ada di Indonesia.
2.4.1 Android Studio
Aplikasi Human Tracking sendiri dibuat menggunakan software Android Studio versi 1.0.2. Software Development Kit(SDK) Tools, Android Debug Bridge (ADB) integration dan Virtual Device Manager adalah beberapa fitur pada Android Studio yang digunakan untuk membuat aplikasi Human Tracking. SDK Tools merupakan salah satu komponen penting dalam Android Studio, dimana harus sesuai dengan sistem operasi smartphone Android yang akan digunakan, dalam hal ini adalah Android 5.0 Lollipop. Untuk melakukan debug aplikasi digunakan ADB, baik dengan emulator pada Android Studio atau langsung menggunakan smartphone Android. Setelah pemrograman aplikasi sudah selesai, aplikasi bisa disimulasikan secara langsung menggunakan Virtual Device Manager. Selain menggunakan Android Studio, bisa digunakan software lain seperti Eclipse. Namun saat ini Eclipse sudah tidak lagi didukung oleh Google untuk sistem operasi Android 5.0. Selain itu bundling Android Studio yang lengkap ketika mengunduh mempermudah developer. Keadaan ini berbeda pada
18
Eclipse dimana banyak add-ons yang harus diunduh satu-per-satu. Map yang digunakan pada aplikasi Human Tracking merupakan peta lantai dasar kampus Bina Nusantara Syahdan. Peta kampus Syahdan ini sudah mempunyai skala 1:150 sehingga bisa dikonversi menggunakan software Coreldraw X6 ke ukuran yang kecil agar bisa dimasukkan ke dalam aplikasi Human Tracking pada smartphone Android.
2.5. Database
Pada “Aplikasi Human Tracking Pada Area Tertentu Yang Tertutup Berbasis Android Dengan Sensor RFID”, aplikasi tracking berbasis Android akan terhubung dengan dua database yang terdapat pada server.
2.5.1 PHP MySQL
Database yang pertama adalah database server untuk menampung data-data user ketika melakukan registrasi, login, add friend dan juga tracking pada aplikasi. Menggunakan Windows, Apache, MYSQL, PHP, Phyton and PEARL server (WAMPserver) versi 5.5.12 32bit sebagai server. WAMPserver adalah sebuah aplikasi open source tergabung dalam Microsoft Windows yang biasanya digunakan untuk Web Server. WAMP menyediakan 4 elemen penting bagi web developer: operating system, database, Web Server dan Web scripting software. Pada WAMPserver, Microsoft Windows merupakan operating system, Apache adalah Web Server, MYSQL yang menangani database, PHP, Phyton atau PEARL merepresentasikan bahasa yang digunakan. Dengan WAMPserver bisa dengan mudah mengatur data-data user pada database seperti melakukan create, read, update dan delete (CRUD).
19
2.5.2 Microsoft SQL Server 2014
Untuk database kedua digunakan Microsoft SQL Server 2014 yang merupakan database untuk menampung data-data dari RFID seperti log, nomor tag dan juga waktu tapping. Microsoft SQL Server berfungsi untuk menyimpan dan menerima data yang di-request oleh software lain dimana software ini dijalankan oleh komputer yang sama atau komputer lain dengan jaringan internet. Pada penelitian ini, Microsoft SQL Server 2014 digunakan untuk menampung data-data dari RFID dengan cara menghubungkan secara langsung software perangkat RFID yang digunakan ke Microsoft SQL Server. Penggunaan Microsoft SQL Server dikarenakan compatible dengan software dari perangkat RFID yaitu Attendance Management.
2.6. Network
Pada penelitian ini, menggunakan dua buah wireless router yang menghubungkan antara database server dengan RFID reader. Baik database server dengan RFID reader terhubung dengan router menggunakan ethernet. Untuk koneksi yang menghubungkan antar router digunakan Wireless Distribution System (WDS) untuk menghubungkan kedua router dengan jaringan nirkabel (wireless). Sedangkan untuk mengakses database dari aplikasi Human Tracking pada smartphone Android menggunakan Wi-fi.
