BAB I PENDAHULUAN 1.
1.1. Latar Belakang Pertanian merupakan salah satu bidang yang sangat penting untuk memenuhi kebutuhan pokok manusia. Ketika kebutuhan pokok tersebut tidak mencukupi maka akan menjadi ancama bagi kelangsungan hidup manusia. Kebutuhan pokok yang tidak tercukupi dalam suatu masyarakat juga akan menyebabkan permasalahan sosial dan ekonomi yang signifikan. Hal ini juga berlaku dalam lingkup hidup yang lebih besar, seperti sebuah negara agraris atau negara yang mengandalkan hasil pertanian. Jika hasil pertanian pada negara tersebut rendah dan tidak mampu mencukupi kebutuhan pokok warganegaranya maka akan berdampak kepada kesejahteraan warga negara tersebut. Salah satu permasalahan yang sangat besar dalam bidang pertanian adalah kurangnya air dan tidak tentunya sistem irigasi. Air merupakan unsur dasar tumbuhan untuk berfotosintesis sehingga dapat bertahan hidup dan tumbuh subur. Kekurangan air akan menyebabkan pertumbuhan tumbuhan sangat terganggu dan bahkan dapat menyebabkan kematian. Air yang berlebihan juga menyebabkan tanaman tidak dapat tumbuh karena terjadi pembusukan pada akar tanaman. Ketersediaan air yang cukup akan sangat membantu pertumbuhan tumbuhan sehingga dapat tumbuh dengan baik dan berujung pada peningkatan hasil pertanian [1][2]. Beberapa fungsi air bagi tanaman adalah sebagai berikut. 1
2
1. Sebagai senyawa pembentuk protoplasma. 2. Sebagai senyawa pelarut mineral 3. Sebagai media terjadinya reaksi-reaksi metabolik 4. Sebagai penghasil hidrogen dalam proses fotosintesis 5. Untuk memelihara tekanan turgor sehingga tanaman tidak layu 6. Air sebagai pendorong proses respirasi, sehingga stomata dapat terbuka dan proses fotosintesis dapat berlangsung 7. Untuk memelihara pertumbuhan sel dan secara tidak langsung menjaga suhu tanaman. Kondisi alam akibat pemanasan global menyebabkan musim di Indonesia menjadi tidak menentu dibeberapa daerah dan dapat berubah secara mendadak. Gejala ini menyebabkan curah hujan dalam suatu daerah dapat berubah-ubah. Hal ini dalam bidang pertanian menyebabkan ancaman menurunnya produksi akibat kekeringan dan bahkan gagal panen[3]. Salah satu cara untuk menangani permasalahan air adalah sebuah sistem yang cerdas dan menggunakan sensor agar dapat memonitor kondisi lahan pertanian. Beberapa alasan mengapa penggunaan sensor pada bidang pertanian sangatlah perlu sebagai berikut: 1. Mendapatkan data kondisi tanah 2. Memonitor distribusi lahan 3. Jenis tanaman yang berbeda membutuhkan jumlah air yang berbeda 4. Menolong petani untuk mencari solusi yang akurat dari masalah yangditemukan.
3
Lahan pertanian yang relatif cukup luas membutuhkan banyak sensor untuk mendapatkan data yang valid dan akurat. Untuk itu tiap sensor harus saling terhubung agar dapat berkomunikasi. Komunikasi menggunakan kabel sangat tidak efisien sehingga dibutuhkan sebuah jaringan nirkabel [4]. Selain itu pengamatan data sensor jaringan nirkabel perlu dilanjutkan dengan sebuah sistem aktuator untuk melakukan tindakan pengairan itu sendiri. Pada pengembangannya sudah ada sistem pengairan otomatis yang menggunakan jaringan sensor nirkabel yang langsung terkoneksi dengan server melalui modul GPRS [5]. Jaringan sensor nirkabel terdiri atas banyak sensor node yang terhubung dengan gateway sebagai penghubung dengan server. Untuk meneruskan banyak data dari sensor node dibutuhkan gateway dengan spesifikasi komputer, namun penggunaan komputer untuk sistem jaringan sensor nirkabel pada bidang pertanian kurang cocok terkait masalah ukuran, daya, dan lokasi yang merupakan lahan yang terbuka. Untuk itu diperlukan sebuah minikomputer yang salah satunya adalah Raspberry pi. Gateway dapat dihubungkan dengan sistem pengairan otomatis dan melakukan proses pengolahan data [6]. Namun hal ini akan berpotensi memberatkan kinerja gateway karena banyaknya data yang harus diproses serta keterbatasan ruang penyimpanan. Penelitian ini dibuat dalam rangka mengambil bagian dalam menyelesaikan masalah kekurangan air pada pertanian dengan cara merancang gateway untuk pengairan yang berbasis sistem yang terkoneksi dengan internet atau yang dikenal dengan Internet of Things (IoT) dimana data diolah di server agar tidak menjadi
4
beban kerja gateway. Penelitian ini diharapkan dapat bekerja dengan baik sehingga mampu menyelesaikan permasalahan pada bidang pertanian yang menggunakan jaringan sensor nirkabel dan sistem pengairan otomatis. .
1.2. Rumusan Masalah Berdasarkan latar belakang masalah yang telah dijelaskan sebelumnya, disusun rumusan masalah sebagai berikut. a. Lahan pertanian yang cukup luas membutuhkan pengamatan yang valid dan akurat untuk melakukan pengairan. b. Diperlukan sebuah gateway untuk mengamati lahan menggunakan sensor dengan jaringan sensor nirkabel. c. Diperlukan gateway yang terhubung dengan sistem aktuator untuk melakukan pengairan untuk diterapkan di lahan pertanian.
1.3. Batasan Masalah Batasan masalah pada penelitian ini adalah: 1. Perancangan berfokus pada sebuah gateway dengan menggunakan raspberry pi yang akan diujikan di lingkungan FT UGM. 2. Sensor node dan web yang dirancang digunakan hanya untuk menguji kinerja gateway. 3. Data yang dikirimkan gateway ke server menggunakan jaringan internet.
5
4. Sistem aktuator yang diujikan hanya untuk menunjukkan tanggapan akibat data yang diolah di server. 5. Kebutuhan daya gateway tidak analisis dalam penelitian ini.
1.4. Tujuan Penelitian Tujuan yang ingin dicapai dari penelitian ini adalah sebagai berikut. 1. Merancang gateway jaringan sensor
nirkabel yang memanfaatkan
Raspberry Pi dan XBee. 2. Mengimplementasikan gateway pada sistem aktuator untuk pengairan. 3. Menguji keandalan gateway dalam mengirimkan data ke server melalui jaringan internet.
1.5. Manfaat Penelitian Manfaat yang diperoleh dari penelitian ini adalah sebagai berikut. 1. Mempermudah pengamatan kondisi kelembaban tanah lahan pertanian. 2. Mendapatkan sistem pengairan yang presisi untuk bidang pertanian. 3. Menyelesaikan masalah pertanian dalam hal kebutuhan air sehingga dapat meningkatkan hasil pertanian.
1.6. Sistematika Penulisan Sistematika penulisan pada penelitian ini dibagi menjadi lima bab dengan rincian sebagai berikut. 1. BAB I: PENDAHULUAN
6
Pada bab ini dijelaskan latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, dan sistematika penulisan. 2. BAB II: DASAR TEORI Pada bab ini dijelaskan tentang penelitian-penelitian dan teori-teori terkait yang digunakan sebagai acuan dan dasar dalam penelitian ini. 3. BAB III: METODE PENELITIAN Pada bab ini dijelaskan metode yang digunakan dan proses perancangan sistem dalam peneilitian ini. 4. BAB IV: HASIL DAN PEMBAHASAN Pada bab ini dijelaskan hasil penelitian serta pembahasannya. 5. BAB V: KESIMPULAN DAN SARAN Bab ini berisi kesimpulan akhir penelitian dan saran untuk pengembangan penelitian selanjutnya.
