IMPLEMENTASI PROTOKOL AD-HOC PADA WSN MODULE UNTUK SHMS PADA JEMBATAN BENTANG PANJANG

TUGAS AKHIR - TE 091399 IMPLEMENTASI PROTOKOL AD-HOC PADA WSN MODULE UNTUK SHMS PADA JEMBATAN BENTANG PANJANG Moh Zainal Arifin NRP 2210100098 Dosen Pembimbing Eko Setijadi, ST. MT. Ph.D. Ir. Gatot Kusrahardjo, MT. JURUSAN TEKNIK ELEKTRO Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2014

FINAL PROJECT - TE 091399 AD-HOC NETWORK PROTOKOL IMPLEMENTATION ON WSN MODULE DOR SHMS ON LONG SPANS BRIDGE Moh Zainal Arifin NRP 2210100098 Dosen Pembimbing Eko Setijadi, ST. MT. Ph.D. Ir. Gatot Kusrahardjo, MT. DEPARTMENT OF ELECTRICAL ENGINERING Fakulty of Industrial Technology Sepuluh Nopember Institute of Technology Surabaya 2014

IMPLEMENTASI PROTOKOL AD-HOC PADA WSN MODULE UNTUK SHMS PADA JEMBATAN BENTANG PANJANG Moh Zainal Arifin 2210 100 098 Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II

: Eko Setijadi, ST. MT. Ph.D. : Ir. Gatot Kusrahardjo, MT.

Abstrak : Wireless sensor network dengan menggunakan protokol ad-hoc untuk aplikasi SHMS pada jembatan bentang panjang telah dirancang, dan diintegrasikan antar node sensornya. Node sensor digolongkan menjadi tiga kategori yaitu end device, router, dan coordinator. End device memiliki tugas untuk memaket data dari pembacaan sensor dan mengirimnya ke node router. Node router memiliki dua tugas memaket data dari hasil pembacaan sensor dan melakukan forwarding untuk paket yang diterima dari node lain. Node coordinator bertugas untuk menerima paket-paket dari router yang kemudian dikumpulkan pada komputer yang terhubung dengan coordinator. Implementasi protokol ad-hoc pada modul WSN dapat diimplementasikan dengan menentukan node-node router yang akan dituju kedalam program yang akan dimuatkan pada perangkat mikrokontroler. Unjuk kerja dari perangkat yang telah diintegrasikan menunjukkan troughtput 1612,796 bps, paket loss 62,083%, dan delay ent-to-end 1,556701 detik. Kata kunci : ad-hoc, coordinator, end device, mikrokontroler, router SHMS, wireless sensor network.

AD-HOC NETWORK PROTOKOL IMPLEMENTATION ON WSN MODULE DOR SHMS ON LONG SPANS BRIDGE Moh Zainal Arifin 2210 100 098 Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II

: Eko Setijadi, ST. MT. Ph.D. : Ir. Gatot Kusrahardjo, MT.

Abstract : Wireless sensor networks using ad-hoc protocols for SHMS applications on long-span bridge has been designed, and integrated between the sensor nodes. Sensor nodes are classified into three categories, namely end devices, routers, and coordinator. End devices have a duty to paketing data from the sensor and sends it to the router nodes. Node router has two tasks, it is paketing data from the sensor and forward packets received from other nodes. Coordinator node in charge of receiving packets from router which is then collected on a computer connected to the coordinator. Implementation of the protocol on ad-hoc WSN modules can be implemented by specifying the router nodes that will be addressed will be loaded into the program on a microcontroller device. Performance of devices that have integrated show troughtput 1612,796 bps, 62.083% packet loss, delay and ent-to-end 1.556701 second. Keyword : ad-hoc, coordinator, end device, mikrokontroler, router SHMS, wireless sensor network.

KATA PENGANTAR Segala puji bagi Allah SWT tuhan semesta alam dan atas segala rahmat dan hidayah-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir dengan judul : IMPLEMENTASI PROTOKOL AD-HOC PADA WSN MODULE UNTUK SHMS PADA JEMBATAN BENTANG PANJANG Tugas akhir ini merupakan salah satu persyaratan yang harus dipenuhi dalam menyelesaikan pendidikan di Jurusan Teknik Elektro ITS. Terimakasih juga penulis ucapkan kepada : 1.

2.

3. 4.

Kedua orang tua dari penulis bapak Samsi dan ibu Alimah sebagai orang terdekat dari penulis, dan sebagai orang yang selalu memberi dukungan pada penulis dalam pengerjaan tugas akhir. Kedua dosen pembimbing bapak Eko Setijadi, ST. MT. Ph.D dan bapak Ir. Gatot Kusrahardjo, MT. yang telah telaten selama satu semester membimbing dan mengarahkan penulis dalam pengerjaan tugas akhir ini. Ketua Jurusan Teknik Elektro bapak Dr. Tri Arief Sardjono, ST. MT. dan segenap jajaran dosen yang telah memberikan bekal ilmu dalam perkuliahan. Kepala Laboratorium Jaringan Telekomunikasi bapak Dr. Istas Pratomo, ST. MT. dan teman-teman bidang studi Telekomunikasi Multimedia, Adi Pandu, Syaldy K. A, mas Sirojudin, mas Alvin, mas In’am, M Nur Farchani, Nasrul, Della, Anisa dan teman-teman lainnya yang memberikan dukungan kepada penulis untuk menyelesaikan tugas akhir.

Sehingga tugas akhir ini dapat diselesaikan. Meskipun masih jauh dari kata sempurna dan masih banyak hal yang perlu diperbaiki. Surabaya, Juli 2014 Penulis

DAFTAR ISI Halaman Judul ......................................................................... Pernyataan Keaslian Tugas Akhir .......................................... Halaman Pengesahan ............................................................... Abstrak ...................................................................................... Abstack ...................................................................................... Kata Pengantar......................................................................... Daftar Isi ................................................................................... Daftar Gambar ......................................................................... Daftar Tabel ..............................................................................

i iii v vii ix xi xiii xv xvii

Bab I PENDAHULUAN .......................................................... 1.1 Latar Belakang ...................................................................... 1.2 Perumusan Masalah .............................................................. 1.3 Batasan Masalah ................................................................... 1.4 Tujuan ................................................................................... 1.5 Metodologi Penelitian ........................................................... 1.6 Sistematika Penulisan ........................................................... 1.7 Relevansi ..............................................................................

1 1 2 2 3 3 4 4

Bab II TINJAUAN PUSTAKA ............................................... 2.1 Wireless Sensor Network (WSN) ......................................... 2.2 Structural Health Monitoring System (SHMS) .................... 2.3 Wireless Sensor Network untuk SHMS pada Jembatan ....... 2.4 Ad- Hoc ................................................................................ 2.4.1 Ad-hoc On-Demand Distance Vector (AODV) ............ 2.5 Bagian Sensing ..................................................................... 2.5.1 Arduino......................................................................... 2.5.1.1 Arduino Due...................................................... 2.6 Perangkat Wireless ............................................................... 2.6.1 X-CTU ......................................................................... 2.6.2 Xbee.............................................................................. 2.7 Teori Pengukuran Unjuk Kerja Jaringan ..............................

5 5 6 7 8 9 10 10 10 11 12 14 15

Bab III METODE PENELITIAN ........................................... 17 3.1 Wireless Sensor Network untuk Aplikasi SHMS ................. 18

3.2 Pembuatan Perangkat Keras .................................................. 21 3.3 Integrasi Perangkat Node ...................................................... 23 3.4 Perancangan dan Pembuatan Node Penerima ....................... 25 3.5 Integrasi antar Node .............................................................. 26 3.6 Pengukuran Kerja Sistem ...................................................... 29 3.7 Peformansi dan Analisa Wireless Sensor Network................ 30 Bab IV PENGUJIAN DAN ANALISA ................................... 33 4.1 Implementasi Sensor Node.................................................... 33 4.2 Pengujuian Sistem ................................................................. 35 4.2.1 Penampil Keluaran Informasi Node .............................. 35 4.2.2 Pengujian Jangkauan Xbee ............................................ 37 4.2.3 Pengujian Keluaran Node Router .................................. 38 4.2.3.1 Pengujian Keluaran Node Router R .................. 40 4.2.3.2 Pengujian Keluaran Node Router P .................. 48 4.2.4 Pengujian Keluaran Node Coordinator......................... 56 4.2.5 Pengujian Delay Sistem ................................................ 61 4.3 Analisa Hasil Pengukuran ..................................................... 64 Bab V PENUTUP ...................................................................... 67 5.1 Kesimpulan ........................................................................... 67 5.2 Saran ..................................................................................... 68 Daftar Pustaka .......................................................................... 69 Lampiran ................................................................................... 71 Riwayat Penulis ......................................................................... 95

DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Arsitektur wireless sensor network ................................ 5 Gambar 2.2 Arsitektur wireless sensor network ................................ 7 Gambar 2.3 Multi-hop ad-hoc network dengan pilihan koneksi melalui jaringan fix .......................................................................................... 8 Gambar 2.4 Jaringan multi-hop ad-hoc skala besar ........................... 9 Gambar 2.5 Komunikasi unicast ....................................................... 9 Gambar 2.6 Ardino Due .................................................................... 11 Gambar 2.7 Arsiterktur ZigbeeTM ...................................................... 12 Gambar 2.8 Tampilan dari program X-CTU ..................................... 13 Gambar 2.9 Modul Xbee Pro Series 1 ............................................... 15 Gambar 3.1 Diagram alir pengerjaan tugas akhir (a) start hingga integrasi penyusun node (b) integrasi antar node ................................ 18 Gambar 3.2 Bagian tugas akhir yang dikerjakan pada aplikasi structural health montoring system pada jembatan ............................ 19 Gambar 3.3 Arsitektur akuisisi data Wireless Sensor Network untuk monitoring kesehatan jembatan........................................................... 20 Gambar 3.4 Accelerometer tipe MMA 7361 ..................................... 21 Gambar 3.5 Arduino Due .................................................................. 22 Gambar 3.6 Format paket yang keluar dari node............................... 22 Gambar 3.7 Aliran data dari sensor hingga Xbee .............................. 23 Gambar 3.8 Skenario kerja perangkat pada node router ................... 24 Gambar 3.9 Proses akuisisi data dari node coordinator .................... 25 Gambar 3.10 Topologi jaringan WSN untuk ad-hoc ......................... 26 Gambar 3.11 Diagram alir kerja end device ...................................... 27 Gambar 3.12 Diagram alir kerja router node(a) start sampai paketing data dari sensor (b) paketing data hingga selesai ............................... 29 Gambar 3.13 Topologi pengukuran ................................................... 30 Gambar 4.1 Bentuk fisik sensor node ................................................ 33 Gambar 4.2 Susunan sensor node ...................................................... 34 Gambar 4.3 Susunan coordinator node ............................................. 34 Gambar 4.4 Kotak node dengan antena ............................................ 35 Gambar 4.5 Penampil keluaran node (a) tampilan aplikasi arduino (b) window serial monitoring ................................................................... 36 Gambar 4.6 Window MySQL ............................................................ 37 Gambar 4.7 Posisi peletakan node pengujian jangkauan ................... 38 Gambar 4.8 Penyusunan posisi node di lapangan futsal indoor Pertamina ............................................................................................ 39

Gambar 4.9 Skema pengambilan data pada node router .................... 40 Ganbar 4.10 Screen shot deretan paket .............................................. 40 Gambar 4.11 Grafik Pengukuran pada node router R ........................ 47 Gambar 4.12 Grafik Pengukuran pada node router P ........................ 55 Gambar 4.13 Penyusunan posisi node pada pengukuran coordinator 57 Gambar 4.14 Komputer yang terhubung langsung dengan node end device (a) dan node coordinator (b)..................................................... 62 Gambar 4.15 Grafik delay paket masuk ............................................. 63 Gambar 4.16 Screen shoot database pada saat diterima paket dengan delay 10 detik....................................................................................... 66

DAFTAR TABEL Tabel 3.1 Perlakuan mikrokontroler ................................................... 25 Tabel 4.1 Pengukuran pertama node router R .................................... 41 Tabel 4.2 Pengukuran kedua node router R ....................................... 42 Tabel 4.3 Pengukuran ketiga node router R ....................................... 44 Tabel 4.4 Pengukuran keempat node router R ................................... 45 Tabel 4.5 Paket loss node router R .................................................... 47 Tabel 4.6 Pengukuran pertama node router P .................................... 48 Tabel 4.7 Pengukuran kedua node router P........................................ 49 Tabel 4.8 Pengukuran ketiga node router P ....................................... 51 Tabel 4.9 Pengukuran keempat node router P.................................... 52 Tabel 4.10 Pengukuran kelima node router P .................................... 53 Tabel 4.11 Lanjutan tabel 4.10 ........................................................... 54 Tabel 4.12 Paket loss node router P ................................................... 56 Tabel 4.13 Jumlah paket yang akan diterima node coordinator dalam kondisi tanpa loss ................................................................................ 57 Tabel 4.14 Rekapitulasi pengumpulan data node coordinator ........... 58 Tabel 4.15 Hasil perbandingan data pecobaan dan desain ................. 59 Tabel 4.16 Troughtput berdasarkan jenis paket (a) Percobaan 1, (b) Percobaan 2, (c) Percobaan 3, (d) Percobaan 4 ................................... 10 Tabel 4.17 Perbandingan hasil pengukuran dan desain ...................... 64 Tabel 4.18 Perbandingan hasil pengukuran dan desain ...................... 65

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Jembatan merupakan salah satu infrastruktur yang vital bagi perkembagan kegiatan sosial dan ekonomi suatu daerah. Dalam segi sosial dan ekonomi jembatan berperan dalam pengembangan suatu daerah yang sedikit tertinggal dengan menghubugkan dengan daerah lain yang lebih modern dari segi sosial maupun ekonomi. Karena jembatan dapat mempermudah akses trasportasi antara dua daerah tersebut, dan juga mengurangi biaya transportasinya. Dan kita ketahui bersama, seiring berjalannya waktu jembatan akan bertambah usianya. Dan hal tersebut menyebabkan jembatan semakin membutuhan pemeliharaa yang rutin, rehabilitas dan perbaikan agar tidak terjadi kerusakan yang berdampak buruk. Kerusakan infrastruktur pada jembatan pada umumnya terjadi dengan frekuensi dan waktu yang tidak dapat dikendalikan meski jembatan tersebut didesain dapat beroprasi dengan life time yang telah ditentukan. Kerusakan infrastruktur pada jembatan yang tertimbun akibat tidak ada perawatan yang terjadwal akan memerlukan biaya yang tinggi. Hal tersebut akan berpengaruh terhadap kemampuan fisik dari jembatan, untuk memperhitungkan kemampuan fisik tersebut diperlukan penialaian terhadap kondisi dari jembatan. Penilaaian tersebut perlu dilakukan secara terus menerus agar dapat ditentukan suatu tindakan rasional dari hasil penilaian tersebut. Hal inilah yang merupakan tantangan bagi para ahli kontruksi. Peristiwa runtuhnya jembatan Kutai Kertanegara pada 26 November 2011 merupakan kejadian yang menunjukkan betapa pentingnya akan pemantauan dan pemeliharaan yang terjadwal pada suatu jembatan. Peristiwa pada jembatan Kutai Kertanegara tersebut disebabkan oleh adanya beban yang melebihi batas yanng melewati jembatan tersebut[1]. Peristiwa tersebut mungkin dapat dihindarai apabila pihak yang bersangkutan menerapkan suatu sistem dengan teknologi yang mampu memantau kondisi jembatan seperti yang telah diterapkan dinegara-negara maju. Teknologi tersebut adalah Bridges Structural Health Monitoring System. Degan menggunakan sistem ini jembatan dapat dipantau dari ruang monitorig yang menerima data secara aktual dan real time yang di ambil oleh sensor-sensor yang 1

terpasang pada jembatan. Kemudian dari data yang didapat tersebut dapat digunakan oleh para ahli kotruksi unntuk megambil kesimpulan untuk mencegah terjadinya hal yang berakibat fatal[2]. Dalam implementasi Bridges Structural Health Monitoring memerlukan banyak kabel yang menghubungkan sensor-sensor yang terpasang pada titik-titik tertetu di jembatan. Hal ini tentu saja memiliki tingkat kesulitan dan dibutuhkan ketelitian yang tingggi dalam instalasi perangkat dan pemeliharaannya[3]. Berdasarkan studi instalasi kabel tersebut memerlukan 25% dari anggaran implementasi seluruh sistem Bridges Structural Health Monitoring, dan memerlukan 75% dari waktu total instalasi keseluruhan sistem[4]. Sehingga salah satu solusi yang menawarkan solusi dari masalah tersebut adalah dengan menggunakan jaringan sensor nirkabel pada node-node sensornya, sehingga tidak terlalu disibukkan oleh terlalu banyak kabel. Dalam tugas akhir ini jarigan sensor nirkabel yang terpasang melakukan transmisi data yang terbaca oleh sensor dengan mennggunakan protokol ad-hoc. Sehinga data-data yang dikirim dari node sebelumnya sudah dikemas dalam paket-paket data yang didalamnya terdapat informasi alamat node pengirim agar ketika digabung dengan paket data dari node lain saat transmisi data dapat diketahui asal paket data yang di terima oleh server. 1.2 Perumusan Masalah Masalah yang dibahas dalam Tugas Ahir ini adalah : 1. Bagaimana mengimplementasikan protokol ad-hoc pada modul Wireless Sensor Network (WSN). 2. Bagaimana memodifikasi protokol pengiriman data ketika ada node yang berstatus tidak aktif pada aplikasi SHMS. 1.3 Batasan Masalah Agar diperoleh hasil yang baik dan sesuai yang diharapkan serta tidak menyimpang dari permasalahan, maka penulis membatasi masalah sebagai berikuta: 1. Menggunakan sensor berupa accelerometer sebagai sensor pengambil data yang kemudian dikirimkan melalui protokol adhoc. 2. Routing dari protokol ad-hoc yang digunakan merupakan dynamic routing dengan node-node yang fix. 3. Transceiver yang digunakan adalah modul X-Bee Pro Series 1. 2

4.

Pada penelitian ini tidak membahas adanya rugi-rugi propagasi kanal yang berpengaruh pada komunikasi data yang terjadi pada perangkat.

1.4 Tujuan Tujuan dari tugas akhir ini adalah untuk mengimplementasikan sistem monitoring kesehatan jembatan dengan menggunakan wireless sensor network. Dimana wireless sensor network tersebut melakukan komunikasi dengan menggunakan protokol ad-hoc. 1.5 Metodologi Penelitian Metode penelitian yang digunakan untuk menyelesaikan tugas akhir ini adalah sebagai berikut : 1. Studi literatur Studi literatur merupakan tahap persiapan dari pengerjaan tugas akhir. Pada tahap ini dilakukan penggalian informasi dari berbagai sumber, seperti dari jurnal-jurnal terkait, internet, tugas akhir sebelumnya, dan dari buku. 2. Perancangan sistem Pada tahap ini dirancang skenario dari sistem yang dibangun secara umum yang menunjukkan alur kerja dari masing-masing komponen sistem. 3. Perancang perangkat keras Pada tahap ini dilakukan lakukan pemilihan perangkat keras dan perakitan perangkat keras agar perangkat keras dapat mendukung skenario kerja yang telah ditentukan. 4. Pembuatan program perangkat Tahap ini melakukan coding untuk perangkat keras yang digunakan agar dapat melakukan perintah-perintah yang sesuai dengan yang diinginkan oleh sistem. 5. Pengujian Pada tahap ini dilakukan uji kerja dari perangkat yang telah terintegrasi untuk mencoba mengambil data dari keadaan nyata yang diamati. 6. Analisa data Pada analisa data ini dilakukan pengamatan dan analisa dari data yang diperoleh saat pengujian yang bertujuan untuk memudahkan menarik kesimpulan. 7. Penarikan kesimpulan 3

Menarik suatu kesimpulan setelah melakukan analisa data. Dan hasil dari kesimpulan tersebut dapat dijadikan referensi untuk melakukan penelitian selanjutnya. 1.6 Sistematika Penulisan Laporan tugas akhir ini disusun dengan sistematika penulisan sebagai berikut. BAB I PEDAHULUAN Pada bab ini menguraikan tentang latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan, metodologi penelitian, relevansi, dan tujuan dari Tugas Akhir. BAB II TINJAUAN PUSTAKA Pada bab ini diterangkan tentang teori-teori dasar yang mendukung pengimplementasian dari sistem yang sedang dibangun. BAB III PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI SISTEM Pada bab ini diterangkan tentang perancangann dan implementasi dari sistem. Mulai dari langkah perancangan perangkat keras, coding untuk perangkat kerana, sampai dengan integrasi antar perangkat keras. BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA DATA Pada bab ini dilakukan pengambilan data dari sistem yang telah dibuat, kemudian dilakukan analisa dari data yang telah diperoleh sehingga dapat memudahkan melakukan penarikan kesimpulan. BAB V PENUTUP Pada bab ini berisi tentang kesimpulan, dan saran berdasarkan yang telah dilakukan dalam pengerjaan tugas akhir ini. 1.7 Relevansi Hasil yang didapat dari tugas akhir ini diharapkan dapat memberi mafaat sebagai berikut : 1. Menjadi solusi dalam implementasi Structural Health Monitoring System pada jembtan bentang panjang yang menggunakan modul WSN dengan protokol ad-hoc. 2. Menjadi referensi dalam pengembangan teknologi terkait. 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Wireless Sensor Network (WSN) Jaringan sensor network (Wireless Sensor Network, WSN) merupakan salah satu teknologi yang sedang berkembang. Dalam teknologi ini sistem pada jaringan terdiri dari beberapa bagian yang mengkonsumsi daya rendah dan memiliki CPU atau prosesor kecil dan memory pada tiap nodenya. Wireless sensor network tersusun dari sekelompok sensor cerdas yang dapat merasakan (sensing), memproses dan berkomunikasi. Jika jumlahnya dikembangkan akan menjadi sebuah jaringan yang dapat dimanfaatkan untuk aplikasi monitoring terhadap suatu keadaan fisik pada permukaan bumi secara kolektif.

Gambar 2.1 Arsitektur wireless sensor network Sensor network juga merupakan multi disiplin bidang ilmu, yang di dalamnya terdapat radio, jeringan, pemrosesan sinyal, database management, arsitektur sistem untuk operasi administrasi, optimalisasi daya, dan multi platform teknologi. Wireless sensor network pertama kali dikembangkan untuk keperluan militer sebagai sistem kontrol, komunikasi, intelejen, pengawasan, pengintaian, dan sistem pentargetan di medan perang. Kemudian seiring dengan berkembangnya teknologi elektronik dan telekomunikasi, wireless sensor network berkembang juga ke aplikasi-

5

aplikasi yang lebih luas seperti aplikasi pada bidang lingkungan, perumahan, kesehatan, dan industri. Aplikasi dan protokol untuk sistem ini akan sangat didukung dengan adanya internet, kemajuan teknologi komunikasi wireless dan wireline, perkembangan dalam bidang IT seperti prosesor berdaya rendah, digital signal processing, dan grid computing. Wireless sensor network memiliki karakteristik yang unik, keterbatasan daya akibat daya yang bersumber dari baterai terbatas, akuisisi data yang berlebihan, dan aliran dari banyak node ke satu titik. Konsekuensinya adalah memerlukan metode baru untuk mendesain jaringan untuk memenuhi kebutuhan tersebut, akan tetapi tetap tidak membatasi untuk transport informasi, operasional dan managemen jaringan, dan integritasnya. Pada intinya wireless sensor network adalah jaringan yang bertugas untuk mengirim informasi dari node-nodenya untuk dikumpulkan pada satu titik. 2.2 Structural Health Monitoring System (SHMS) Pemantauan kesehatan bangunan merupakan teknologi yang dibutuhkan untuk mengetahui kondisi fisik dari sebuah bangunan. Sehingga dapat menyimpulkan kondisi fisik dari suatu bangunan dalam hal ini jembatan diperlukan penilaian yang obyektif dan terus menerus terhadap bangunan tersebut. SHMS ini sendiri merupakan bidang baru yang mendeteksi kerusakan dengan metode pengujian yang tidak merusak. Teknologi ini dapat dapat menambah umur dari layanan bangunan karena penurunan kemampuan dan kerusakan yang telah teridentifikasi lebih awal sebelum terjadinya kerusakan yang lebih parah. Selain itu, manfaat dari hasil identifikasi yang awal tersebut adalah penekanan pada biyaya perbaikan. Oleh karena itu, perbaikan dilakukan lebih dini sehingga biaya perbaikanpun dapat ditekan. Tujuan utama dari SHMS sendiri adalah 1. Menjamin kemanan dari struktur yang diamati. 2. Meperoleh perancangan pemeliharaan struktur yang lebih dini dan ekonomis. 3. Mencapai pekerjaan yang pemeliharaan yang aman dan ekonomis. 4. Mengidentifikasi penyebab respon yang tidak dapat diterima.

6

2.3 Wireless Sensor Network untuk SHMS pada Jembatan Aplikasi wireless sensor network untuk structural health monitoring system pada jembatan digunakan untuk melakukan penilaian terhadap kondisi jembatan. Node sensor untuk aplikasi ini biasanya dilengkapi dengan sensor-sensor yang digunakan untuk melakukan pengindraan berupa getaran, ketegangan (strain), kelembaban, korosi, dan beberapa kondisi lain yang berpengaruh terhadap kondisi jembatan. Topologi dari wireless sensor network dapat dilihat pada Gambar 2.2. Pada gambar tersebut terlihat jaringan terbentuk dari dua kelompok jaringan. Yang pertama merupakan jaringan sensor yang terpasang pada jembatan, dan bagian base station sebagai tempat terminasi akhir dari data. Jaringan pada jembatan bertugas melakukan sensing dan mengirim hasil sensing.

Gambar 2.2 Topologi wireless sensor network pada jembatan 7

2.4 Ad-hoc Jaringan ad-hoc terbentuk saat perangkat computing bergerak membutuhkan networking sedangkan infrastruktur dari jaringan fix tidak tersedia. Ad-hoc dapat terbentuk dari beberapa perangkat yang saling berkomunikasi yang tujuannya adalah untuk memperluas jangkauan dari perangkat wireless. Seperti pada jaringan wireless multi-hop ad-hoc yang terbentuk dari kelompok mobile user yang tersebar pada daerah tertentu. Perangakat tersebut biasa disebut dengan node, tiap node tersebut dilengkapi dengan radio transceiver sehingga dapat berkomunikasi dengan node lain.

Gambar 2.3 Multy-hop ad-hoc network dengan pilihan koneksi melalui jaringan fix Komunikasi pada tidak membutuhkan central base station. Karena setiap node saling berkerja sama untuk membantu node yang mengirim informasi dengan tujuan tertentu agar dapat sampai ke tujuan dengan cara saling meneruskan informasinya kepada tetangga-tetangganya begitu juga dengan tetangganya hingga sampai pada tujuan.

8

Gambar 2.4 Jaringan multi-hop ad-hoc skala besar 2.4.1 Ad-hoc On-Demand Distance Vector (AODV) Ad-hoc on-demand distance vector adalah salah satu protokol routing pada jaringan ad-hoc. Pada protokol ini menawarkan adaptasi yang cepat terhadap dynamic link, pemrosesan memori yang ringan, penggunaan jaringan rendah, dan dapat mengirim data secara unicast kepada node-node yang bisa dijangkau pada jaringan ad-hoc

.

Gambar 2.5 Komunikasi unicast Protokol Ad-hoc on-demand distance vector menyimpan informasi route table dari next-hop untuk node tujuannya. Dari informasi ini dapat digunakan untuk komunikasi selanjutnya dengan kondisi link yang tersedia sama. Tabel routing akan diperbarui ketika ada perubahan jalur dalam komunikasinya karena kondisi dari node yang tersedia.

9

Konsep routing pada protokol ad-hoc ini adalah setiap node tidak memiliki kemampuan untuk mengetahui routing dari paket yang dikirimkan. Setiap node pada jaringan ad-hoc dengan protokol routing ini hanya mengetahaui route tabel untuk next hop atau node tetangganya saja. Sehingga dia hanya menjamin kesuksesan komunikasi untuk next hop. 2.5 Bagian Sensing Sensing merupakan satu titik yang berperan untuk mengumpulkan data hasil pengindraan dari sensor. Data-data yang di dapat dari sensor tersebut kemudian diolah oleh mikrokontroler untuk dapat di komunikasikan pada jaringan. Pada bagian sensing terdapat beberapa perangat utama yang menyusunnya. Seperti mikrokontroler sebagai ADC dari hasil pembacaan sensor. Selain itu mikrokontroler juga berperan untuk packeting dari data yang akan di kirimkan. Perangkat mikrokontroler yang digunakan adalah arduino due. 2.5.1 Arduino Arduino merupakan mikrokontroler dari platform prototype elektronik open-source. Arduino dapat mengetahui keadaan lingkungan dari input yang diterima baik berupa data dari sensor dan dapat memberikan controling pada actuators. Mikrokontroler pada arduino dapat diprogram dengan menggunakan bahasa pemrogaman Arduino yang berbasis pada wiring. Dan untuk pengembangan dari environment yang berbasis dari pemrogaman terhadap arduino sendiri. Untuk dapat memprogram arduino diperlukan sebuah software yang khusus yang dapat diunduh secara gratis dari internet. Software tersebut merupakan software untuk pemrogaman arduino yang bertujuan untuk memberi kemudahan dalam pemrogaman dari mikrokontroler dalam arduino. Software tersebut sudah dalam bentuk grapical user interface (GUI) sehingga kita bisa menuliskan secara langsung program dan langsung me-load program ke dalam arduino. 2.5.1.1 Arduino Due Arduino Due adalah board mikrokontroler yang berbasis pada Atmel SAM3X8E ARM Cortex-M3 CPU. Arduino Due merupakan board pertama yang berbasis 32-bit ARM core mikrokontroler. Arduino Due 10

juga memiliki 52 pin input atau output digital, dengan 12 diantaranya dapat digunakan untuk output PWM, 12 input analog, 4 UARTs, dengan clock 84 MHz, apu berkoneksi menggunaka USB OTG, memiliki 2 DAC (digital to analog), 2 TWI, sebuah jek power, sebuah SPI, sebuah JTAG, sebuah tombo reset dan tombol erase.

Gambar 2.6 Arduino Due 2.6 Perangkat Wireless Perangkat wireless adalah bagian yang berfungsi untuk berkomunikasi antar node dari sensor. Perangkat wireless menggunakan protokol ZigbeeTM. ZigbeeTM merupakan salah satu protokol jaringan wireless yang didesain oleh zigbee Aliance. Pada ptotokol ini memiliki empat layer yaitu layer fisik, layer network, layer aplikasi, dan layer keamanan yang berdasar pada standart IEEE 802.15.4. Keunggulan dari ZigbeeTM adalah dari bentuk fisiknya yang minimalis dan propagasinya yang mudah. ZigbeeTM sendiri merupakan produk yang didesain untuk melakukan komunikasi jarak dekat, yaitu hanya dengan jarak komunikasi sekitar 50 meter sampai 100 meter dengan kecepatan 250 kbps. Dengan jarak komunikasi yang pendek dan kecepatan yang rendah, zigbee memang sengaja dirancang untuk melakukan komunikasi yang tidak membutuhkan kecepatan tinggi, misalnya untuk pengiriman informasi dari sensor. Hal ini juga mendukung untuk komunikasi dari jaringan yang meiliki banyak node. Seperti yang telah diuraikan diatas, ZigbeeTM dirancang sesuai dengan standart IEEE 802.15.4 yang memiliki empat layer seperti pada 11

Gambar 2.6 yang menunjukkan arsitektur dari ZigbeeTM. Keunggulan lain dari ZigbeeTM adalah membutuhkan daya komunikasi yang sangat rendah, dan kompleksitas yang rendah juga.

Gambar 2.7 Arsiterktur ZigbeeTM ZigbeeTM sendiri dapat diseting untuk pengalamatan untuk dirinya sendiri dengan menggunakan software dari Digi X-CTU. Beberapa keuntungan yang bisa diperoleh dari penggunaan ZigbeeTM adalah sebagai berikut : 1. Low duty cycle – sehingga lebih hemat penggunaan baterai. 2. Low latency. 3. Mendukung untuk topologi multiple network : static, dynamic, star, dan mesh. 4. Dapat menangani jaringan dengan jumlah node banyak, hingga 64.000 node. 5. Dapat mengindikasikan kualitas link. 2.6.1 X-CTU X-CTU adalah aplikasi berbasis pada windows yang disediakan oleh DigiTM. Program ini didesain untuk berinteraksi dengan file firmware yang terdapat pada produk RF DigiTM dan juga mempermudah penggunaan dengan grapical user interface (GUI). X-CTU didesain didesain dapat dioperasikan dengan segala jenis komputer yang berbasis windows. X-CTU sendri dapat didownload dari website DigiTM atau dari CD intsalernya. 12

Fasilitas yang terdapat pada X-CTU selain memudahkan untuk setting modul Xbee juga dapat menampilkan data yang dikirim dan diterima dari komunikasi Xbee. Pada X-CTU terdapat kolom untuk mengirim data, dan kolom dari data yang diterima dan dikirim. Pada X-CTU untuk setting modul Xbee dapat dilakukan dengan mudah. Karena kita dapatmemasukkan secara langsung parameterparameter yang akan kita gunakan. Ada beberapa parameter yang perlu kita atur untuk Xbee yang akan di gunakan agar dapat berkomunikasi sesuai dengan yang di inginkan. Paramaeter tersebut adalah :  MY, merupakan parameter yang menunjukkan alamat dari modul RF.  DL (destinatio address low), merupakan alamat tujuan dari modul RF tersebut.  CH (chanel), merupakan pemilihan chanel dimana komunikasi dilakukan oleh modul RF.  ID (PAN ID), merupakan alamat dari Personal Area Network (PAN) ID dari modul RF.

Gambar 2.8 Tampilan dari program X-CTU 13

2.6.2 Xbee Xbee adalah wireless transceiver yang menggunakan protokol IEEE 802.15.4, yang dikenal sebagai Low-Rate, Wireless Personal Area Network (LRWPAN). Untuk komunikasi dan kontrol pada wireless sensor network hal yang perlu diperhatikan adalah : ∙ Clear Chanel Assesment (CCA) : sebelum mengirim, Xbee mengidentifikasi jika frequency yang dipilih sedang sibuk. ∙ Addressing : Xbee memiliki 2 pilihan addressing yaitu, 64-bit serial number (MAC address) yang tidak dapat diubah, dan 16-bit pemberian address yang akan kita gunakan yang menyediakan lebih dari 64000 address pada jaringan ∙ Error Checking and Acknowledgements : Xbee digunakan untuk mengecek kesalahan Transceiver Xbee/Xbee-Pro adalah transceiver yang dapat mendukung standart ZigbeeTM dalam penggunaannya. Xbee sendiri memiliki dua mode operasi : 1. Transparent serial port mode, yaitu pengiriman data dari sensor ke modul Xbee melalui port serial, kemudian Xbee mengirimkan data tresebut ke modul Xbee lainnya secara wireless. 2. Packet mode, yaitu pengiriman pesan ke modul Xbee itu sendiri. Terdapat dua macam mode paket, yaitu paket IO dan paket comand. Komunikasi Xbee/Xbee-Pro ke host device melalui sebuah logiclevel asynchronous serial port. Melalui serial port ini, modul dapat berkomunikasi dengan beberapa logic, atau melalui sebuah level translator ke beberapa perangkat serial. Networking pada Xbee memiliki kemampuan untuk mengirim data pada alamat-alamat yang telah ditentukan. Karena pada Xbee dapat diatur dengan alamat-alamat yang berbeda pada tiap-tiap modul Xbee. Dari pengalamatan tersebut memungkinkan data dikirim hanya kesebuah modul, atau ke kelompok modul.

14

Gambar 2.9 Modul Xbee Pro Series 1 Xbee sendiri memiliki beberapa jenis. Pada penelitian kali ini yang diginakan adalah Xbee Pro Series 1. Xbee tipe ini mampu berkomunikasi memenuhi untuk komunikasi dengan mode point-topoint, dan point-to-multy point. 2.7 Teori Pengukuran Unjuk Kerja Jaringan Pengukuran unjuk kerja jaringan dapat dilakukan dengan menghitung nilai dari beberapa parameter. Parameter tersebut diantaranya adalah troughput, packet loss, dan delay end-to-end. Troughput adalah jumlah data per unit waktu yang dikirimkan ke terminal tertentu dalam suatu jaringan, dari node jaringan, atau dari satu node ke node lain melalui node komunikasi. Troughput biasanya diukur dalam satuan bit per detik atau bps. Sistem troughtput atau agregate troughput adalah jumlah dari kecepatan data yang dikirim kesemua terminal dalam sebuah jaringan. Troughput maksimum sebuah node atau link komunikasi didefinisikan sebagai troughput asimtotik ketika beban sangat besar. Troughput maksimum juga didefinisikan sebagai beban dalam satuan bps pada kondisi pengiriman asimtotik mencapai nilai tak hingga. Troughput juga didefinisikan sebagai bandwidth aktual yang terukur pada unit waktu tertentu. Selain troughput, bandwidth juga memiliki satuan yang sama (bps). Yang membedakan dari troughput yaitu lebih kearah menggambarkan bandwidth yang sebenarnya pada waktu tertentu dalam jaringan. Beberapa faktor yang dapat mempengaruhi troughput adalah : a) Perangkat pada jaringan b) Tipe data yang ditransfer c) Topologi jaringan d) Jumlah pengguna jaringan 15

Umunnya transmisi data pada jaringan tidak ditransmisikan sekaligus. Data-data yang akan ditransmisikan dipecah-pecah menjadi beberapa paket data. Paket data tersebut akan disatukan kembali saat sampai di penerima. Pada saat transmisi, ada kemungkinan paket tersebut hilang, dan hal inilah yang disebut packet loss. Packet loss didefinisikan sebagai kegagalan transmisi pada paet untuk mencapai tujuannya. Kegagalan terebut dapat disebabkan oleh beberapa kemungkinan seperti terjadinya overload trafik dalam jaringan, error pada media fisik, kegagalan pada sisi penerima yang disebabkan overflow pada buffer. Secara matematis packet loss dapat dituliskan dengan persamaan : Packet loss node =

x 100%

(2.1)

End-to-end delay adalah selang waktu yang diperlukan dari data yang dikirim dari end device hingga mencapai coordinator. Faktorfaktor yang mempengaruhi end-to-end delay adalah waktu untuk menemukan route pada jaringan, adanya delay pada eksekusi dari data yang masuk ke router, dan kondisi dari media tranmisi data. End-to-end delay di dapat nilainya dengan cara menghitung selisih waktu pengiriman data dan waktu saat data diterima di tujuan.

16

BAB III METODE PENELITIAN Bab ini merupakan bagian yang menjelaskan tentang bagaimana pengimplementasian protokol ad-hoc pada sensor node, bagaimana mikrokontroler mengolah data yang didapat dari sensor yang terhubung dengannya, serta integrasi dari beberapa bagian pada sensor node sehingga dapat bekerja sama menjadi satu kesatuan. Belum sampai di situ, pada bab ini juga membahas sekenario komunikasi antar node dengan kemampuan dari perangkat-perangkat yang digunaka pada masing-masing node. Berikut ini adalah gambar yang menunjukkan alur pengerjaan dari tugas akhir yang kami kerjakan.

(a)

17

(b) Gambar 3.1 Diagram alir pengerjaan tugas akhir (a) start hingga integrasi penyusun node (b) integrasi antar node Dalam sistem yang dirancang juga satu node yang berfungsi hanya untuk menerima data (coordinator node) dari node sensor secara wireless, kemudian meneruskan ke komputer melalui kabel serial. 3.1 Wireless Sensor Network untuk Aplikasi SHMS Wireless sensor network untuk aplikasi monitoring jembatan bentang panjang dikelompokkan menjadi dua bagian. Yang pertama bagian base station yang merupakan tempat terminasi akhir dari data-data hasil pembacaan sensor dari node penyusun wireless sensor network. Pada bagian base station memungkinkan dijadikan balai monitoring dari jembatan. Karena pada base station dapat ditampilkan hasil pembacaan dari sensor node yang ter-instal di jembatan. Bagian yang kedua adalah sensor node yang terpasang pada jembatan. Implementasi wireless sensor network dari keseluruhan sistem adalah pada bagian ini. Sensor node yang terpasang pada bagian-bagian 18

jembatan melakukan sensing dan kemudian mengirimkan hasilnya ke coordinator yang menjadi tempat terminasi pertama dari data-data hasil sensing. Kemudian dari coordinator data-data akan dikumpulkan pada satu gateway pusat dari jembatan yang kemudian diteruskan ke base station. Komunikasi dari pada bagian wireless sensor network yang ter-intal pada jembatan menggunakan komunikasi yang mengkonsumsi daya rendah. Protokol yang dipilih untuk komunikasi berdaya rendah ini adalah potokol ZigbeeTM. Kemudian komunikasi dari coordinator ke gateway pusat pada jembatan tidak harus menggunakan komunikasi yang mengkonsumsi daya rendah. Karena coordinator dapat diletakkan pada lokasi yang mudah dijangkau.

Gambar 3.2 Bagian tugas akhir yang dikerjakan pada aplikasi structural health montoring system pada jembatan 19

Susunan dari sistem WSN untuk aplikasi SHMS pada jembatan dapat dilihat pada Gambar 3.2. dan pada gambar tersebut juga ditunjukkan bagian yang akan dikerjakan pada tugas akhir ini. Pada tugas akhir ini akan melakukan implementasi satu kelompok sensor node yang didalamnya terdiri atas tiga jenis node penyusun yaitu end device, router , dan coordinator. Peancangan node sensor pada monitoring jembatan bentag panjang ini meliputi beberapa pekerjaan utama, meliputi perancangan dan implementasi perangkat keras yang didalamnya berupa integrasi antar perangkat keras penyusun tiap node, integrasi antar node, hingga data dari hasil pembacaan dari sensor dapat dikomunikasikan ke pengelola data berupa komputer. Secara umum kerja dari jaringan sensor ini adalah dengan pengumpulan data-data hasil pembacaan dari sensor pada tiap node yang kemudian dikomunikasikan secara ad-hoc dengan node lain hingga data tersebut sampai kebagian pengelola data.

Gambar 3.3 Arsitektur akuisisi data Wireless Sensor Network untuk monitoring kesehatan jembatan Dari Gambar 3.2 digambarkan bahwa aliran data dari pembacaan sensor mengalir dari sisi kanan ke sisi kiri hingga sampai pada titik merah yang terhubung secara serial dengan komputer. Data dari node yang paling kanan diharapkan dapat dikomunikasikan secara ad-hoc melalui node-node disampingnya hingga sampai pada coordinator node. Untuk efisiensi sistem, satu paket data dari tiap node hanya akan ditranmisikan satu kali pada jaringan sensor tersebut. Sehinnga tidak ada paket ganda yang diterima oleh tiap router dan coordinator.

20

3.2 Pembuatan Perangkat Keras Perangkat keras yang disusun pada tiap node merupakan beberapa produk jadi. Pada tiap node terdapat tiga perangkat utama berupa sensor, mikrokontroler, dan modul RF. Sensor bertugas untuk pembacaan getaran dari jembatan. Pada penelitian kali ini sensor bertugas untuk merespon getaran dari jembatan. Sensor yang digunakan berupa sebuah accelerometer. Accelerometer yang digunakan adalah tipe MMA 7361. Accelerometer ini mampu mempresentasikan tiga sumbu gerakan pada sumbu X, Y, dan Z yang telah disesuikan dengan titik grafitasi bumi. Sensor ini memiliki switch range getaran yaitu ±2 g dan ±6 g, dimana g adalah satuan untuk percepatan grafitasi m/s2. Untuk penelitian ini kami gunakan range terbesar yaitu ±6 g. Pada Gambar 3.3 berikut ini menunjukan bentuk dari acceleometer. Accelerometer dapat bekerja dengan dengan mikrokontroler perlu menghubungkan sembilan pin dari accelerometer ke mikrokontroler. Sembilan pin tersebut yaitu pin X, dilengkapi Vcc dan ground, Y dilengkapi Vcc dan ground, Z dilengkapi Vcc, dan ground

Gambar 3.4 Accelerometer tipe MMA 7361 Mikrokontroler yang digunakan adalah arduino due. Mikrokontroler disini berperan sebagai bagian pengolah data dari sensor sebelum ditransmisikan. Mikrokontroler berperan juga sebagai ADC (analog digital converter) dari data sensor. Arduino memiliki dua resolusi ADC yaitu 8 bit dengan range nilai digital 0 – 255, dan 16 bit dengan range nilai 0 – 65535. Untuk accelerometer sendiri kami menggunakan resolusi 16 bit sehingga didapat persamaan sebagai berikut. 21

(3.1)

Gambar 3.5 Arduino Due Mikrokontroler disini juga berperan untuk memberikan catatan waktu dari hasil pembacaan sensor untuk informasi waktu pengambilan data sensor. Mikro kontroler juga bertugas untuk addresing untuk memberi informasi dari mana data berasal dan ditujukan kemana data tersebut. Agar dapat dikirim dengan format yang mudah mikrokontroler juga memberi start dan stop bit sebagai tanda awal dan akhir dari paket yang dikirim. Format paket yang dikirim dapat dilihat pada gambar Gambar 3.5.

Gambar 3.6 Format paket yang keluar dari node Bagian ketiga adalah berupa modul RF untuk wireless komunikasinya. Modul RF yang diguanakan adalah Xbee Pro Series 1. 22

Modul ini adalah perangkat dengan protokol standart IEEE 802.15.4. Xbee Pro Series 1 memiliki kemampuan berkomunikasi secara point-topoint, dan point-to-multy point. Untuk mendukung komunikasi secara ad-hoc, modul ini diatur untuk melakukan komunikasi point-to-multy point. Dan untuk implementasi ad-hoc pada komunikasi antar node-nya memerlukan Xbee Pro Series 1 dibantu oleh miktokontroler untuk menentukan routing-nya. Pada dasarnya Xbee Pro Series 1 tidak dapat berkomunikasi secara ad-hoc langsung, karena tidak memiliki kemampuan untuk routing. Sehingga mikro kontroler kembali berperan untuk menentukan routing dari Xbee Pro Series 1. 3.3 Integrasi Perangkat Node Perangkat-perangkat penyusun sensor mode terdiri dari tiga perangkat seperti yang telah disebutkan diatas. Perangkat-perangkat tersebut setelah diatur untuk menjalankan tugasnya masing-masing digabungkan menjadi satu sistem agar dapat bekerja sama untuk satu kesatuan rangkaian kerja. Bagian yang paling berperan untuk sekenario dari kerja node adalah pada bagian mikrokontroler. Pada Gambar 3.6 digambarkan aliran data dari sensor sampai ke Xbee. Bagian sensor hanya meneruskan hasil pengindraannya ke mikrokontroler, tidak ada feed back dari mikrokontroler untuk sensor. Data yang diterima dari sensor tersebut langsung diolah oleh mikrokontroler. Diolah hingga menjadi informasi digital yang merepresentasikan hasil pembacaan sensor.

Gambar 3.7 Aliran data dari sensor hingga Xbee

23

Xbee berperan sebagai transceiver dari node. Xbee berinteraksi dengan mikrokontroler dengan dua mode yaitu transmiting dan forwarding. Xbee pada mode tranmiting berperan untuk mengirim data dari sensor agar dapat diterima secara wireless oleh node lain. Pada mode forwarding Xbee berperean untuk menerima paket data dari node lain dan kemudian masuk ke mickrokontroler untuk dieksekusi tindakan yang akan di ambil terhadap paket tersebut. Ada 3 kemungkinan tindakan yang akan ditentukan oleh mikrokontroler, yaitu mengirim ACK melalui Xbee, forwarding paket tersebut, dan dibiyarkan saja paket yang diterima tersebut. Aliran masuk dan keluar data dapat dilihat pada Gambar 3.7.

Gambar 3.8 Skenario kerja perangkat pada node router Mikrokontroler berupa arduino due yang berperan sebagai eksekutor untuk kerja node. Interaksi dengan sensor dilakukan untuk mendapat data pembacaan sensor, yang kemudian di olah dijadikan paket dengan susunan paket seperti yang telah disebutkan diatas pada Gambar 3.5. Kemudian memerintahkan Xbee untuk transmit paket-paket yang telah diolah di arduino ke node lain. Untuk interaksi mikrokontroler dan Xbee dikelompokkan menjadi dua. Yaitu menyediakan paket untuk ditransmitkan oleh Xbee dan menerima paket dai Xbee untuk menentukan eksekusi dari paket yang di terima tersebut. Seperti yang telah dijelaskan diatas, mikrokontroler akan menyediakan paket ACK untuk dikirim oleh Xbee dengan destination adress sama dengan node addres dari paket yang diterima. Pengecekan ACK ini bertujuan untuk mendukung terjadinya komunikasi secara ad-hoc karena modul RF tidak dapat diatur untuk ad-hoc langsung. 24

Ketika paket data yang diterima adalah paket data dengan destination address sama dengan address node-nya sendiri, kemudian dilanjutkan dengan forwarding paket tersebut ke node lain. Dan paket yang diterima tidak direspon saat mikrokontroler membaca paket data yang diterima memiliki destination address yang berbeda dengan address nodenya sendiri. Dan pada Tabel 3.1 berikut ini akan dituliskan perlakuan mikrokontroler terhadap data dari sensor dan yang diterima dari node lain. Tabel 3.1 Perlakuan mikrokontroler Mikrokontroler menerima data dari

Perlakuan

Sensor

Paketing untuk dikirim oleh Xbee

Xbee

Cek destination address : = node address - Kirim ACK - Forwarding paket tersebut ≠ node address - Paketing data dari sensor untuk Xbee

3.4 Perancangan dan Pembuatan Node Penerima Node penerima merupakan node yang langsung terhubung dengan komputer. Pada node ini terdapat modul RF (Xbee Pro Series 1) dan arduino. Node penerima hanya bertugas untuk meneruskannya seluruh paket yang diterimanya ke komputer langsung secara serial melalui kabel. Pada node ini tidak terjadi paketing, dan cek destination address.

25

Gambar 3.9 Proses akuisisi data dari node coordinator Mikrokontroler pada node penerima hanya sebagai pengelola data yang terintegrasi dengan aplikasi rekapitulasi data yang ada pada komputer. Program yang terdapat pada mikrokontroler dapat berkerja sama dengan aplikasi arduino pada window seial monitoring sebagai aplikasi yang merekap paket data yang diterima. 3.5 Integrasi Antar Node Setelah node-node telah terintegrasi dengan perangkat-perangkat penyusunnya, langkah selanjutnya adalah mengintegrasikan node tersebut agar dapat berkomuikasi untuk untuk mengumpulkan data hasil pembacaan dari sensor agar dapat sampai pada komputer sebagai titik ahir data dari sensor. Tiap node pada wireless sensor network yang dibangun kali ini tujuannya adalah dapat berkounikasi secara ad-hoc. Untuk mewujudkan hal tersebut dimodelkan dengan topologi seperti Gambar 3.9.

Gambar 3.10 Topologi jaringan WSN untuk ad-hoc 26

Dari Gambar 3.9 dapat kita lihat bahwa secara umum node dibedakan menjadi tiga jenis yaitu sebagai end device, router, dan coordinator. Pada end device dan router dilengkapi dengan sensor accelerometer sebagai komponen yang bertugas melakukan sensing dari node. End Device End device merupakan node yang berada paling ujung dalam sistem. Node hanya memiliki satu tugas, yaitu meneruskan paket data dari pembacaan sensornya ke router. End device sendiri dapat memilih router untuk meneruskan paket datanya ke coordinator. End device mengirimkan paket datanya dengan destination address merupakan node address dari router. Jika diterima oleh router sesuai dengan destination address pada paket, router tersebut akan mengirim ACK kepada end device sebagai konfirmasi data telah diterima, dan end device akan mengirim melalui router untuk paket data selanjutnya. Jika end device tidak menerima ACK dari router, end device akan menigrim paket dengan destination address router lain. Jika router tersebut mengirimkan ACK end device melakukan seperti pada yang di urai diatas. ACK dari router ditunggu dalam kurun waktu 200ms sebelum end device melakukan pengiriman paket pada router lain.

27

Gambar 3.11 Diagram alir kerja end device Router Router merupakan node-node yang berkerja ganda. Router melakukan dua pekerjaa tersebut secara bergantian. Pekerjaan yang dilakukan router adalah memaket dan mengirim data dari hasil pembacaan sensor ke router lain atau ke coordinator. Pekerjaan yang harus di tangani oleh router yang lain adalah meneruskan paket yang diterima dari end device.

28

Seperti end device, router juga dapat menentukan hop yang akan dipilih selanjutnya. Dengan langkah yang sama seperti dilakukan end device, router juga menunggu ACK dari reouter yang dituju untuk menentukan routingnya. Jika tidak menerima ACK, router juga mengirimkan paketnya ke router lain hingga ada router lain yang memberi ACK. Jika router langsung dapat berkomunikasi dengan coordinator, router lansung meneruskan paketnya ke coordinator tanpa menunggu ACK untuk mengirim paket-paket selanjutnya karena diangga router yang dapat menjangkau coordinator, paket datanya sudah pasti di terima coordinator meski tanpa ACK dari coordinator.

(a)

29

(b) Gambar 3.12 Diagram alir kerja router node (a) start sampai paketing data dari sensor (b) paketing data hingga selesai Coordinotor Coordinator sebenarnya adalah node penerima. Sehingga coordinator hanya menerima data dari router yang berkomunikasi dengannya yang kemudian meneruskan data tersebut ke komputer. Coordinator seperti jembatan untuk data yang diterima dari router untuk masuk ke komputer. 3.6 Pengukuran Kerja Sistem Untuk menganalisa kinerja dari sistem sebelumnya dilakukan pengukuran pada kondisi yang merepresentasikan pengimplementasian dari sistem yang dibuat. Wireless sensor network yang dibangun kali ini adalah diaplikasikan untuk memantau kondisi kesehatan jembatan bentang panjang. Pengukuran akan dilakukan pada jembatan Merr II C

30

Surabaya. Pada pengukuran ini akan dilakukan dengan menggunakan satu end device node, dua router node, dan sebuah coordinator node.

R

P

Gambar 3.13 Topologi pengukuran Untuk dapat melakukan pengukuran tersebut sebelumnya perlu mengukur coverage area dari modul Xbee Pro Series 1. Untuk mengetahui coverage area dari modul RF dilakukan pengukuran di stadion ITS. Dari pengukuran ini diharap coordinator dapat menerima paket dari tiga node lain (satu end device, dan dua router). Data yang diterima oleh coordinator dapat dijadikan acuan untuk penentuan delay dan throughput dari sistem. Data yang diterima akan direkap pada Microsoft Excel, data di Microsoft Excel tersebut akan ditaruh pada kolom-kolom tertentu sesuai dengan katergorinya. Dari data pada kolom tersebut akan dapat dibuat grafik untuk pembacaan tiga axist dari sensor. Memuungkinkan di tampilkan tiga grafik X axis dan waktu, Y axis dan waktu, dan Z axis dan waktu. 3.7 Performansi dan Analisa Wireless Sensor Network Perhitungan unjuk kerja dan analisa dari sistem bertujuan untuk mengetahui kemampuan kerja dari sistem yang di bangun ini. Performansi yang dianalisa adalah delay dan throughput sistem. Delay yang di analisa adalah end-to-end delay. End-to-end delay adalah waktu yang diperlukan oleh sebuah paket data yang dikirim dari 31

node asal hingga paket tersebut sampai pada coordinator. Secara matematis dapat dituliskan dengan persamaan berikut. ∆t = tt – t0

(3.2)

Dengan : ∆t = end-to-end delay tt = waktu terima t0 = waktu kirim Througput (bit/detik) adalah jumlah total bit data yang diterima perdetik. Througput dapat dihitung dari hasil pembagian totol paket data yang diterima dan durasi pengirimannya. Secara matemasis dituliskan sebagai berikut.

(bps)

(3.3)

Dengan : η = Troughput N = Paket data 𝞃 = Total waktu untuk transmisi Packet loss merupakan parameter lain yang perlu untuk dihitung. Packet loss dapat mempresentasikan tingkat keandalan dari jaringan yang dibangun. Packet loss sendiri adalah persentase kegagalan transmisi paket untuk mencapai tujuannya. Kegagalan tersebut dapat disebabkan oleh beberapa hal misalnya tingginya trafik pada jaringan, kesalahan akibat media fisik (perangkat), dan kegagalan pada sisi penerima akibat banyaknya antrian data yang akan masuk.

32

BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISA DATA Setelah melakukan perancangan dan pengintegrasian perangkatperangkat untuk mendukung kerja sistem, yang selanjutnya dilakukan adalah pengujian kinerja dari keseluruhan perangkat tersebut. Metode pengujian yang dilakukan seperti yang telah dijelaskan pada bab tiga. Namun yang menjadi perbedaannya adalah pengujian dalam laporan ini tidak melakukan pengujian pada jembatan secara langsung. Pengujian dari perangkat dilakukan ditribun utara lapangan futsal indoor Pertamina ITS. Pengujian yang dilakukan di lapangan futsal indoor Pertamina ITS ini adalah merupakan pengujian awal dari perangkat. Dari pengujian ini diharapkan mendapatkan data yang dapat menunjukan unjuk kerja komunikasi dari alat yang telah dibuat. 4.1 Implementasi Sensor Node Sensor node secara fungsi dibagi menjadi dua jenis, dan sebuah coordinator sebagai terminasi awal kedua jenis sensor node tersebut. Secara bentuk kedua jenis sensor node memiliki bentuk dan perangkat penyusun yang sama. Keduanya hanya dibedakan berdasarkan fungsinya seperti yang telah dijelaskan pada bab tiga.

Gambar 4.1 Bentuk fisik sensor node

33

Kedua sensor node terdiri dari tiga perangkat utama yaitu arduino due, Accelerpmeter, Xbee Shield, dan modul Xbee Pro Series 1. Perangkat perangkat tersebut dapat dirangaki secara langsung dengan cara menancapkan pin male-female antar perangkat tersebut. Perangkatperangkat penyusun sensor node memang merupakan produk yang dapat digunakan dan disusun secara mudah.

Gambar 4.2 Susunan sensor node Satu bagian lain yang disebut dengan coordinator merupakan perangkat yang terusun dari dua perangkat utama saja. Perangkat penyusunnya adalah sebuah arduino due, Xbee shield, dan modul Xbee Pro Series 1. Karena node ini hanya bersifat menerima dan meneruskan ke komputer data yang diterima secara wireless dari sensor node.

Gambar 4.3 Susunan coordinator node

34

Kemudian susunan perangkat tersebut dimasukkan kedalam sebuah kotak yang telah dilengkapi dengan antena. Fungsi dari kotak tersebut untuk melindungi perangkat penyusun node. Dan antena dhubungkan dengan Xbee Pro Series 1 sebagai modul RF dari node.

Gambar 4.4 Kotak node dengan antena 4.2 Pengujuian Sistem Pengujian sistem adalah satu langkah untuk mengetahui kinerja dari sistem. Tentu saja pada pengujian sistem ini semua komponen sistem dapat melakukan perannya. Jika komponen-komponen telah melakukan perannya akan dilakukan pengambilan data dari masing-masing komponen untuk mengetahui kinerja dari masing kompone yang kemudian dapat dilakukan analisa keseluruhan terhadap kinerja sistem. 4.2.1 Penampil Keluaran Informasi Node Untuk melakukan penilaian terhadap sistem yang telah dibangun, dilakukan pengambilan data untuk dijadikan sumber informasi melakukan analisa. Data yang diambil adalah berupa paket stream dari tiap-tiap sensor node. Data-data yang dikomunikasikan secara wireless tersebut diterima dengan cara menghubungkan sensor node menggunakan micro USB cable ke komputer, yang kemudian data yang keluaran dari node tersebut akan dapat dilihat dari serial monitoring pada aplikasi arduino. Pada menu serial monitoring akan menunjukan keluaran dari node tersebut. Mulai dari paket data yang di olah dari sensor dan paket data 35

yang di-foward-kan dari node lain. Data yang tampil dari serial monitoring merupakan deretan paket yang belum terpisah-pisah berdasarkan jenis datanya. Untuk meisahkan data tersebut kedalam kolom berdasarkan jenis datanya dilakukan copy-paste secara manual dari serian monitoring ke Microsoft Excel yang kemudian dilakukan parsing berdasarkan simbol tertentu yang telah diatur saat paketing data pada sensor node.

(a)

(b) Gambar 4.5 Penampil keluaran node (a) tampilan aplikasi arduino (b) window serial monitoring

36

MySQL adalah applikasi database yang dugunakan untuk melakukan pengukuran. Pengukuran yang menggunakan MySQL hanya dilkaukan pada pengukuran delay end-to-end dari sistem yang dibangunu ini. Karena dalam pengukuran delay end-to-end membutuhkan sinkronisasi waktu antara node end device dan coordinator. MySQL akan diatur untuk dapat menerima inputan dari kabel serial yang menghubungkan langsung antara komputer dan modul Xbee Pro Series 1. Untuk dapat mengintegrasikan inputan MySQL dari serial perlu menyediakan program yang bisa menjembataninya. Program yang digunakan adalah program yang ditulis dan di-run pada aplikasi Python. Program python ini nanti akan menginisiasi port yang digunakan untuk masukan data ke MySQL.

Kolom data

Kolom kedatangan Paket

Gambar 4.6 Window MySQL Pada bagian aplikasi MySQL telah disiapkan dua kolom yang akan diisi data. Kolom pertama berisi deretan data yang diterima dari serial, dan yang lain adalah untuk memberi timestamp waktu data datang. 4.2.2 Pengujian Jangkauan Xbee Pengumpulan data ini dilakukan pengumpulan data secara langsung. Paket-paket data yang dikirim oleh masing-masing node adalah berupa paket data lengkap yang didalamnya terdapat start paket, time tamp, alamat node, data dari pembacaan sensor (X-axist, Y-axist,dan Z-axist), 37

dan stop paket. Untuk mengetahui jangkauan dari modul Xbee dilakukan secara langsung saat awal akan memulai pengumpulan data dengan cara menyalakan node sensor dan kemudian node tersebut dijauhkan dari coordinator node hingga tidak dapat saling berkomunikasi. Pengukuran jangkauan dilakukan di lapangan parkir mobil jurusan teknik elektro. Dari hasil pengukuran tersebut didapat jangkauan dari Xbee adalah ±50m. Posisi dari node terlihat seperti pada Gambar 4.7.

Node 1

Node 2

Gambar 4.7 Posisi peletakan node pengujian jangkauan 4.2.3 Pengujian Keluaran Node Router Dalam pengumpulan data dari sistem, dimulai dengan mengumpulkan informasi data yang keluar dari masing-masing node. pengumpulan data dimulai dari router. Pada router ini dilakukan beberapa kali pengulangan pengambilan data dengan durasi yang acak. Pada Ganbar 4.8 akan terlihat penyusunan node-node sensor agar dapat melakukan pengujian. Pada gambar tersebut komputer terhubung dengan coordinator untuk menentukan jangkauan antara end device dan coordinator.

38

Gambar 4.8 Penyusunan posisi node di lapangan futsal indoor Pertamina Dalam pengukuran ini node diletakkan dengan parameter utama adalah jarak antara end devide dan coordinator tidak dapat saling berkomunikasi atau saling tidak dapat menjangkau satu sama lain. Kemudia diantara keduanya diletakkan dua buah node router yang befungsi sebagai jembatan komunikasi antara end device dan coordinator. Sehingga router berada pada posisi yang dapat menjangkau end device dan coordinator. Untuk mendapat data dari router, node tersebut dihubungan dengan menggunakan kabel micro USB. Seperti terlihat pada Gambar 4.9. Dengan menyusun seperti kondisi tersebut akan dapat diamati paket yang keluar dari router.

39

Gambar 4.9 Skema pengambilan data pada node router Paket paket data yang terbaca pada komputer akan langsung tampil pada serial monitoring. Secara teori paket yang keluar ada tiga jenis data, yaitu paket data dari node sendiri, paket data dari node lain, dak ACK. Namun pada kenyataannya akan ada paket error seperti pada Gambar 4.10 berikut.

Ganbar 4.10 Screen shot deretan paket Gambar 4.10 menunjukan paket data yang ditampilkan pada serial monitoring aplikasi arduino. Dan pada gambar tersebut terlihat empat jenis paket yang keluar pada router. 4.2.3.1 Pengujian Keluaran Node Router R Pada pengukuran ini diatur sampling rate dari masing-masing node adalah lima paket per detik. Dari beberapa kali pengambilan data didapatkan data dengan hasil rekapitulasi pada Tabel 4.1.

40

Tabel 4.1 Pengukuran pertama node router R Paket

Panjang Paket

Durasi pengambilan data (s)

Jumlah Byte

36

Paket dari pembacaan sensor Node

132

36

4752

Paket Ack dikirim Node Paket di Forward Node Benar

7

1

7

2

36

72

Rusak

7

36

252

Total paket

141

-

-

-

-

5083

Total byte Keluaran Paket Node (paket/detik)

3,916666667

Keluaran Byte Node (byte/detik)

141,1944444

Paket difoward (paket/detik) Paket Benar di Forward (paket/detik)

0,25 0,194444444

Dari rekap data Tabel 4.1 tersebut jika dibandingkan dengan sampling rate dan hasil pengukuran di node didapat penguraian sebagai berikut. Pengaturan node : Sampling rate : 5 paket/detik Paket dari sensor : 5 paket/detik Paket di-forward : 5 paket/detik Total keluaran paket dari node : Paket dari sensor + Paket di-forward =10 paket/detik Hasil rekap data : Keluaran paket dari node : 3,916666667 paket/detik Paket berhasil di-forward : 0,25 paket/detik Paket berhasil di-forward dan tidak rusak : 0,194444444 paket/detik Troughput = 141,1944444 x 8 = 1129,55555 bps Dari kondisi ideal dan dari uji kerja alat didapat persentasi paket yang hilang dari alat adalah sebagai berikut :

41

Packet loss node =

x 100% x 100% = 60,83333%

= Loss di-forward =

x 100% x 100% = 95%

= Paket di-forward tidak rusak =

x 100% x100% = 96,12%

=

Selanjutnya dilakukan pengumpulan data dari router R kembali. Dari pengambilan data pada langkah kedua ini didapat hasil rekapitulasi data dari node tersebut seperti yang ditampilkan pada Tabel 4.2. Tabel 4.2 Pengukuran kedua node router R Paket

Panjang Paket


Jumlah Byte

19


47

36

1692


7

1

7

2

36

72

5

36

180

Rusak Total paket Total byte

61

-

-

-

-

1951

Keluaran Paket Node (paket/detik)

3,210526316


102,6842105

Paket difoward (paket/detik)

0,368421053

Paket Benar di Forward (paket/detik)

0,263157895

42

Dari rekap data Tabel 4.2 tersebut jika dibandingkan dengan sampling rate dan hasil pengukuran di node didapat penguraian sebagai berikut. Pengaturan node : Sampling rate : 5 paket/detik Paket dari sensor : 5 paket/detik Paket di-forward : 5 paket/detik Total keluaran paket dari node : Paket dari sensor + Paket di-forward =10 paket/detik Hasil rekap data : Keluaran paket dari node : 3,210526316 paket/detik Paket berhasil di-forward : 0,368421053 paket/detik Paket berhasil di-forward dan tidak rusak : 0,263157895 paket/detik Troughput = 102,6842105 x 8 = 821, 473684 bps Dari kondisi ideal dan dari uji kerja alat didapat persentasi paket yang hilang dari alat adalah sebagai berikut : Packet loss node = =

x 100% x 100% = 67,8947%

Loss di-forward =

x 100%

=

x 100% = 92,6315%

Paket di-forward tidak rusak =

x 100% x 100% = 94,73%

=

Kemudian dilanjutkan pengupulan data dari router R kembali. Dari pengambilan data pada langkah ketiga ini didapat hasil rekapitulasi data dari node tersebut seperti yang ditampilkan pada Tabel 4.3.

43

Tabel 4.3 Pengukuran ketiga node router R Paket

Panjang Paket


Jumlah Byte

14


51

36

1836

Paket Ack dikirim Node Paket di Forward Benar Node Rusak

3

1

3

2

36

72

1

36

36

Total paket

57

-

-

-

-

1947


4,071428571


139,0714286


0,214285714


0,071428571

Dari rekap data Tabel 4.3 tersebut jika dibandingkan dengan sampling rate dan hasil pengukuran di node didapat penguraian sebagai berikut. Pengaturan node : Sampling rate : 5 paket/detik Paket dari sensor : 5 paket/detik Paket di-forward : 5 paket/detik Total keluaran paket dari node : Paket dari sensor + Paket di-forward =10 paket/detik Hasil rekap data : Keluaran paket dari node : 4,0714 paket/detik Paket berhasil di-forward : 0,2142 paket/detik Paket berhasil di-forward dan tidak rusak : 0,0714 paket/detik Troughput = 139,0714286 x 8 = 1112,571429 bps Dari kondisi ideal dan dari uji kerja alat didapat persentasi paket yang hilang dari alat adalah sebagai berikut : 44

Packet loss node = =

x 100% x 100% = 59,9286%

Loss di-forward =

x 100%

=

x 100% = 95,716%


x 100% x 100% = 98,572%

=

Kemudian dilanjutkan dengan pengupulan data dari router R kembali. Dari pengambilan data pada langkah keempat ini didapat hasil rekapitulasi data dari node tersebut seperti yang ditampilkan Tabel 4.4. Tabel 4.4 Pengukuran keempat node router R Paket

Panjang Paket


Jumlah Byte

14


52

36

1872


2

1

2

0

36

0

2

36

72

Rusak Total paket Total byte Keluaran Paket Node (paket/detik) Keluaran Byte Node (byte/detik)

56

-

-

-

-

1946 4

139


0,142857143


0,142857143

45

Dari rekap data Tabel 4.4 tersebut jika dibandingkan dengan sampling rate dan hasil pengukuran di node didapat penguraian sebagai berikut. Pengaturan node : Sampling rate : 5 paket/detik Paket dari sensor : 5 paket/detik Paket di-forward : 5 paket/detik Total keluaran paket dari node : Paket dari sensor + Paket di-forward =10 paket/detik Hasil rekap data : Keluaran paket dari node : 4 paket/detik Paket berhasil di-forward : 0,1428 paket/detik Paket berhasil di-forward dan tidak rusak : 0,1428 paket/detik Troughput = 139 x 8 = 1112 bps Dari kondisi ideal dan dari uji kerja alat didapat persentasi paket yang hilang dari alat adalah sebagai berikut : Packet loss node = =

x 100% x 100% = 60%

Loss di-forward = =

x 100% x 100% = 97,144%


x 100% x 100% = 97,144%

=

Perhitungan dari data yang diperoleh akan mendapat suatu nilai rataan dari nilai-nilai yang telah dihitung diatas sebagai berikut. Datadata hasil percobaan dapat diringkas untuk memudahkan melihat nilainilainya pada Gambar 4.11 dibawah. Dari grafik pada gambar diperlihatkan nilai dari paket keluaran dari router R. Paket yang paling mendominasi adalah paket dari hasil

46

pembacaan sensor yang kemudian dikemas dalam paket untuk dikirimkan ke node lain.

Gambar 4.11 Grafik Pengukuran pada node router R Rata-rata keluaran paket node R 3,799655 paket/detik. Rata-rata paket di-forward 0,2438 paket/detik, dan. Rata-rata paket difirward dan tidak rusak 0,1679 paket/detik. Rata-rata troughput router R 1118,042 bps. Dari perhitungan packet loss dari masing-masing percobaan didapatkan hasil sebagai berikut. Tabel 4.5 Packet loss node router R

Loss Paket di forward

Paket Node

Paket di forward tidak rusak

Percobaan Ke 1

60,83%

95%

96,12%

Percobaan Ke 2

67,89%

92,63%

94,73%

Percobaan Ke 3

59,93%

95,72%

98,57%

60%

97,14%

97,14%

62,16%

95%

97%

Percobaan Ke 4 Rata-rata

47

4.2.3.2 Pengujian Keluaran Node Router P Setelah pengumpulan data pada router R, kemudian dilanjutkan dengan pengumpulan data pada router P. Dari pengumpulan data yang keluar dari node P didapatkan deretan informasi data dengan reapitulasi seperti pada tabel berikut ini. Tabel 4.6 Pengukuran pertama node router P Paket

Panjang Paket


Jumlah Byte

28


109

36

3924


8

1

8

3

36

108

4

36

144

Rusak Total paket

124

-

-

Total byte

-

-

4184


4,428571429


149,4285714

Paket difoward (paket/detik) Paket Benar di Forward (benar/detik)

0,25 0,142857143

Dari rekap data Tabel 4.6 tersebut jika dibandingkan dengan sampling rate dan hasil pengukuran di node didapat penguraian sebagai berikut. Pengaturan node : Sampling rate : 5 paket/detik Paket dari sensor : 5 paket/detik Paket di-forward : 5 paket/detik Total keluaran paket dari node : Paket dari sensor + Paket di-forward =10 paket/detik Hasil rekap data : Keluaran paket dari node : 4,4285 paket/detik Paket berhasil di-forward : 0,25 paket/detik Paket berhasil di-forward dan tidak rusak : 0,1428 paket/detik Troughput = 149,4285 x 8 = 1195,428 bps 48

Dari kondisi ideal dan dari uji kerja alat didapat persentasi paket yang hilang dari alat adalah sebagai berikut : Packet loss node = =

x 100% x 100% = 55,71%

Loss di-forward = =

x 100% x 100% = 95% x 100%


x 100% = 97,144%

= Tabel 4.7 Pengukuran kedua node router P

Paket

Panjang Paket


Jumlah Byte

10


37

36

1332

Paket Ack dikirim Node Paket di Forward Benar Node Rusak

14

1

14

12

36

432

2

36

72

Total paket

65

-

-

-

-

1850


6,5


185


1,4

Paket Benar di Forward (benar/detik)

0,2

Dari rekap data Tabel 4.7 tersebut jika dibandingkan dengan sampling rate dan hasil pengukuran di node didapat penguraian sebagai berikut. 49

Pengaturan node : Sampling rate : 5 paket/detik Paket dari sensor : 5 paket/detik Paket di-forward : 5 paket/detik Total keluaran paket dari node : Paket dari sensor + Paket di-forward =10 paket/detik Hasil rekap data : Keluaran paket dari node : 6,5 paket/detik Paket berhasil di-forward : 1,4 paket/detik Paket berhasil di-forward dan tidak rusak : 0,2 paket/detik Troughput = 185 x 8 = 1480 bps Dari kondisi ideal dan dari uji kerja alat didapat persentasi paket yang hilang dari alat adalah sebagai berikut : Packet loss node = =

x 100% x 100% = 35%

Loss di-forward = =

x 100% x 100% = 72%


x 100% x 100% = 96%

=

Hasil rekapitulasi data dari hasil pengukuran ketiga pada router P ditampilkan pada Tabel 4.8 berikut ini. Seperti pada tabel rekapitulasi sebelumnya, pada tabel tersebut akan ditampilakan beberapa nilai yang menjadi parameterparameter pengukuran untuk mengetahui unjuk kerja dari jaringan. Percobaan ketiga ini dilakukan dengan durasi pengukuran 14 detik. Dan dengan durasi tersebut mendapat hasil rekao data dengan detail seperti pada Tabel 4.8.

50

Tabel 4.8 Pengukuran ketiga node router P Paket

Panjang Paket


Jumlah Byte

14


48

36

1728


4

1

4

2

36

72

Rusak

2

Total paket

56

-

-

-

-

1876

Total byte Keluaran Paket Node (paket/detik) Keluaran Byte Node (byte/detik)

36

72

4 134


0,285714286


0,142857143

Dari rekap data Tabel 4.8 tersebut jika dibandingkan dengan sampling rate dari desain dan hasil pengukuran di node didapat penguraian sebagai berikut. Pengaturan node : Sampling rate : 5 paket/detik Paket dari sensor : 5 paket/detik Paket di-forward : 5 paket/detik Total keluaran paket dari node : Paket dari sensor + Paket di-forward =10 paket/detik Hasil rekap data : Keluaran paket dari node : 4 paket/detik Paket berhasil di-forward : 0,28 paket/detik Paket berhasil di-forward dan tidak rusak : 0,1428 paket/detik Troughput = 134 x 8 = 1072 bps Dari kondisi ideal dan dari uji kerja alat didapat persentasi paket yang hilang (packet loss). Packet loss dari alat dapat diperoleh dari persamaan berikut : 51

Packet loss node = =

x 100% x 100% = 60%

Loss di-forward = =

x 100% x 100% = 94,4%


x 100% x 100% = 97,144%

=

Tabel 4.9 Pengukuran keempat node router P Paket

Panjang Paket


Jumlah Byte

13


49


8

1

8

4

36

144

4

36

144

Rusak Total paket Total byte Keluaran Paket Node (paket/detik)

36

1764

65

-

-

-

-

2060 5


158,4615385


0,615384615


0,307692308

Dari rekap data Tabel 4.9 tersebut jika dibandingkan dengan sampling rate dan hasil pengukuran di node didapat penguraian sebagai berikut. Pengaturan node : Sampling rate : 5 paket/detik Paket dari sensor : 5 paket/detik 52

Paket di-forward : 5 paket/detik Total keluaran paket dari node : Paket dari sensor + Paket di-forward =10 paket/detik Hasil rekap data : Keluaran paket dari node : 5 paket/detik Paket berhasil di-forward : 0,6153 paket/detik Paket berhasil di-forward dan tidak rusak : 0,3076 paket/detik Troughput = 158,4615 x 8 = 1267,692 bps Dari kondisi ideal dan dari uji kerja alat didapat persentasi paket yang hilang dari alat adalah sebagai berikut : Packet loss node = =

x 100% x 100% = 50%

Loss di-forward = =

x 100% x 100% = 87,69%


x 100% x 100% = 93,84%

= Tabel 4.10 Pengukuran kelima node router P

Paket

Panjang Paket


Jumlah Byte

10


38

36

1368


7

1

7

3

36

108

4

36

144

Rusak Total paket 53

52

-

-

Tabel 4.11 Lanjutan tabel 4.10

Total byte

Paket

Panjang Paket

-

-


Jumlah Byte 1627

5,2


162,7


0,7


0,4

Dari rekap data Tabel 4.10 tersebut jika dibandingkan dengan sampling rate dan hasil pengukuran di node didapat penguraian sebagai berikut. Pengaturan node : Sampling rate : 5 paket/detik Paket dari sensor : 5 paket/detik Paket di-forward : 5 paket/detik Total keluaran paket dari node : Paket dari sensor + Paket di-forward =10 paket/detik Hasil rekap data : Keluaran paket dari node : 5,2 paket/detik Paket berhasil di-forward : 0,7 paket/detik Paket berhasil di-forward dan tidak rusak : 0,4 paket/detik Troughput = 162,7 x 8 = 1302,24 bps Dari kondisi ideal dan dari uji kerja alat didapat persentasi paket yang hilang dari alat adalah sebagai berikut : Packet loss node = =

x 100% x 100% = 48%

Loss di-forward = =

x 100% x 100% = 86%

54


x 100% x 100% = 92%

=

Hasil rekapitulasi data dari kelima percobaan pada router P dapat dilihat pada grafik berikut ini.

Gambar 4.12 Grafik Pengukuran pada node router P Dengan cara yang sama seperti yang dilakukan pada data yang didapat dari router P, akan didapat nilai rata-rata dari router P yaitu : Rata-rata keluaran paket node P 5,0257 paket/detik Rata-rata paket di-forward 0,65 paket/detik, dan 55

Rata-rata paket difirward dan tidak rusak 0,2386 paket/detik Rata-rata troughput router P 1263,472 bps Tabel 4.12 Packet loss node router P Loss Paket Node

Paket di forward

Paket di forward tidak rusak

Percobaan Ke 1

55,71%

95%

97,14%

Percobaan Ke 2

35,00%

72,00%

96,00%

Percobaan Ke 3

60,00%

94,40%

97,14%

Percobaan Ke 4

50%

87,69%

93,84%

Percobaan Ke 5

48%

86,00%

92,00%

49,74%

87,02%

95,23%

Rata-rata

4.2.4 Pengujian Keluaran Node Coordinator Pengujian node coordinator dilakukan di gedung B jurusan teknik elektro ITS. Pengujian dilakukan empat kali percobaan. Percobaanpercobaan tersebut dilakukan dengan durasi yang berbeda-beda. Perbedaan durasi ini dikarenakan window seerial monitoring dari aplikasi arduino akan berhenti dengan sendirinya dengan durasi yang tidak tertentu. Sehingga pengukuran harus dilakukan pengulangan. Seperti pada metode pengumpulan data sebelumnya, data yang terbaca dari serial monitoring di copy-paste secara manual kedalam Microsoft Excel. Kemudian dilakukan parsing berdasarkan isi paketnya untuk memasukkan isi paket dalam kolom-kolom yang sesuai dengan jenis byte-nya. Rekapitulasi dari data-data tersebut dilakukan di Microsoft Excel tersebut. Penyusunan posisi node dalam pengukuran pada coordinator dapat dilihat pada Gambar 4.13. Letak dari router berada berdekatan, namun dari paket-paket yang keluar keduanya tidak menyebabkan terjadi eksekusi terhadap paket yang dikeluarkandari router. Dan end device diletakkan pada titik yang tidak bisa melakukan komunikasi langsung 56

dengan coordinator. Sehingga paket dari end device perlu di-forrward oleh router untuk sampai ke coordinator.

Gambar 4.13 Penyusunan posisi node pada pengukuran coordinator Coordinator adalah node yang berperan sebagai terminasi pertama paket-paket data dari node-node sensor lain. Paket data dari node end device, dan kedua node router akan masuk ke node coordinator ini. Paket data yang diterima oleh coordinator sesuai dengan pengaturan yang telah dimuat pada node-node sensor, maka coordinator akan menerima jumlah paket dengan klasifikasi pada Tabel 4.13 berikut. Tabel 4.13 Jumlah paket yang akan diterima node coordinator dalam kondisi tanpa loss Sensor Node Paket yang diterima per detik 5 End Device 5 Router R 5 Router P

57

Dari Tabel 4.13 tersebut diketahui node coordinator akan menerima lima belas paket per-detik-nya. Dengan pembagian masing-masing node mengirim lima paket per-detik-nya. Hasil pengumpulan data dari empat kali percobaan dapat dilihat pada Tabel 4.14 berikut. Tabel 4.14 Rekapitulasi pengumpulan data node coordinator Percobaan 1

Percobaan 2

Percobaan 3

Percobaan 4

durasi (s) Paket diterma dari R Paket diterima dari P ACK Paket Benar diterima dari E Rusak

99 75 351 21

45 56 191

24 67 64 4

21 87 55

Total

468

247

139

142

Paket diterima / detik

4,72

5,48

5,79

6,76

Terima Paket E / detik

0,21

0

0,167

0

0,17

0

0,083

0

Paket E benar diterima / detik

17

2

4

2

Dari Tabel 4.13 dan Tabel 4.14 dapat dibandingkan antara paket yang diterima per detik pada saat percobaan dan paket yang harus diterima menurut perancangan dari tiap node adalah : Percobaan 1

= 0,31467 Percobaan 2

= 0,36533 58

Percobaan 3

= 0,38600 Percobaan 4

= 0,45067 Dari perhitungan diatas dapat diringkas dalam Tabel 4.15. Tabel 4.15 Hasil perbandingan data pecobaan dan desain Paket masuk Pecobaan Pecobaan Pecobaan 1 2 3 Perancangan (D) 15 15 15

Pecobaan 4 15

Percobaan (P)

4,72

5,48

5,79

6,76

P/D

0,31467

0,36533

0,386

0,45066

% P/D

31,4667

36,5333

38,6

45,0667

% Loss

68,5333

63,4667

61,4

54,9333

Dari Tabel 4.14 pada baris terakhir menunjukkan nilai packet loss dari masing empat kali percobaan yang dilakukan. Dan rata-rata packet loss dari keempat percobaan tersebut adalah 62,083%. Untuk mengetahui unjuk kerja dari coordinator adalah dengan menghitung troughput dari coordinator. Pengambilan data untuk engukuran dapat dilakukan dengan menghubungkan coordinator dengan dengan komputer menggunakan kabel micro USB. Dengan demikian komputer akan dapat merekam keluaran dari coordinator dan dapat dijadikan bahan untuk menghitung troughput. Troughput dari percoban yang dilakukan dapat dilakukan dengan cara mengalikan panjang paket dengan jumlah paket yang diterima kemudian dibagi dengan durasi pengambilan data. Dari keempat percobaan tersebut di dapat nilai troughput dari masing masing percobaan pada Tabel 4.16. 59

Tabel 4.16 Troughput berdasarkan jenis paket (a) Percobaan 1, (b) Percobaan 2, (c) Percobaan 3, (d) Percobaan 4 Panjang Panjang Paket Byte Durasi pengukuran (s) Paket diterima dari R Paket diterima dari P ACK Paket diterima dari E

99 75 351 21

36 36 1

2700 12636 21

Benar

17

36

612

Rusak

4

36

144

(a)

Durasi pengukuran (s)

Panjang Paket

Panjang Byte

45

Paket diterima dari R

56

36

2016

Paket diterima dari P

191 _

36

6876

1

0

36

0

36

0

Panjang Paket

Panjang Byte

ACK Paket diterima dari E

_

Benar Rusak

(b)

--


24


67

36

2412


64

36

2304

ACK

4

1

4

2

36

72

2

36

72

Paket diterima dari E

Benar Rusak

(c)

60

Panjang Paket

Panjang Byte


21


87

36

3132


55 _

36

1980

1

0

36

0

36

0

ACK Paket diterima dari E

_

Benar Rusak

_ (d)

Data pada Tabel 4.16 dapat merepresentasikan nilai total troughput dari masing masing percobaan. Percobaan satu 162,7 x 8 = 1301,6 (bps), percobaan dua 197,6 x 8 = 1580,8 (bps), kemudian pada percobaan tiga 202,67 x 8 = 1621,36 (bps) dan percobaan menunjukkan empat menunjukkan nilai sebesar 243,428 x 8 = 1947,424 (bps). Sehingga troughput rata-rata dari coordinator adalah 1612,796 bps. 4.2.5 Pengujian Delay Sistem Pengujian untuk mendapatkan nilai end-to-end delay dari sistem yang dibangun dilakukan di gedung B jurusan knik elektro ITS. Pada pengujian ini end device dan coordinator terhubung langsung dengan komputer seperti pada Gambar 4.14. Komputer yang terhubung dengan end device dijadikan generator data yang kemudian dikeluarkan secara serial ke modul Xbee dan di transmisikan. Data yang di-genarate oleh komputer adalah data dari hasil runing program pada aplikasi python yang diatur agar dapat keluar dari komputer melalui port tertentu yang terhubung dengan modul Xbee. Komputer pada coordinator terhubung dengan Xbee untuk menerima data secara serial dan langsung di masukkan ke dalam database. Data yang masuk dari Xbee ke database dilewatkan kabel micro USB, dan pada komputer telah di-run program dari python yang telah diintegrasikan dengan aplikasi database yang digunakan untuk menentukan port yang digunakan sebagai jalur akses masuknya data dari Xbee ke aplikasi database tersebut. 61

(a)

(b) Gambar 4.14 Komputer yang terhubung langsung dengan (a) node end device (b) dan node coordinator Komputer yang terhubung dengan end device berfungsi sebagai generator data dari program yang memerintahkan mengirim paket biatan yang di buat dari program python keluar melalui port tertentu dari komputer. Dan pada sisi coordinator juga terdapat program python yang memerintah membaca masukan serial dari port yang kemudian paketpaket tersebut di masukkan ke aplikasi database MySQL. Tujuan dengan menghubungkan dengan komputer ini adalah untuk mendapatkan time stamp dari data. Sehingga dari time stamp pada data dan waktu terima dapat diketahui delay-nya. Kedua komputer sebelumnya telah disinkronkan jamnya terlebih dahulu. Pengukuran dilakukan selama kurang lebih 15 menit. Dari durasi tesebut tercatan ada 97 paket yang masuk ke coordinaor dari end device. Paket-paket tersebut dapat dijadikan grafik berdasarakan nilai delaynya seperti pada Gambar 4.15. 62

Perlu diketahui juga bahwa paket yang dicatat nilai delaynya tidak hanya paket yang berhasil di-forward dan benar melainkan paket yang rusak yang masih bisa teridentifikasi time stamp dari data tersebut tetap dimasukkan dalam data diatas. Terlihat delay dengan nilai 1 yang paling serng muncul. Kemudian diikuti delay dengan nilai 2 dan 0. Namun juga ada delay yang nilainya sangat berbeda jauh, seperti 10, 9, dan 8. Delay yang memiliki perbedaan sangat mencolok tersebut adalah delay dari paket yang rusak. Eksekusi node router mengalami masalah, sehingga ada error dalam pembacaannya. Dan error dalam pembacaan tersebut dapat terjadi hingga beberapa detik. Dari data yang tergambar diatas diatas didapat hasil rata-rata sebesar 1,556701 detik. Delay yang dapat diamati dari pengukuran ini adalah delay dengan orde detik atau detik. Karena time stamp dari data hanya menampilkan detail waktu hingga detik.

Gambar 4.15 Grafik delay paket masuk

63

4.3 Analisa Hasil Pengukuran Hasil pengukuran yang telah didapat dapat diketahui karakter dan kemampuan dari perangkat yang dibuat. Tiga parameter yang diamati (packet loss, troughput, dan delay) diperlihatkan dari hasil-hasil pengukuran. Hasil pengukuran router R yang telah dilakukan empat kali menunjukkan hasil sebagai berikut. Rata-rata keluaran node (paket/detik) 3,799655 Rata-rata troughput (bps) 1118,042 Sedangkan dari program yang dibuat pada router, node ini mampu mengeluarkan 15 paket per detik. Dengan komposisi 5 paket dari pembacaan sensor, 5 paket yang di-forward-kan dari node lain, dan 5 paket ACK. Sehingga kita dapat menghitung kondisi ideal keluaran dari node sebagai berikut. Keluaran node (paket/detik) 15 Troughput : 2920 Paket dari sensor = 5 x 36 x 8 (bit) = 1440 Paker di-forward = 5 x 36 x 8 (bit) = 1440 ACK = 5 x 1 x 8 (bit) = 40 Tabel 4.17 Perbandingan hasil pengukuran dan desain router R Parameter Hasil Pengukuran Desain Troughput 1118,042 2920 Packet loss 3,799655 15 Hasil pengukuran node router P yang telah dilakukan empat kali menunjukkan hasil sebagai berikut. Rata-rata keluaran node (paket/detik) 5,0257 Rata-rata troughput (bps) 1263,472 Sedangkan dari program yang dibuat pada node router, node ini mampu mengeluarkan 15 paket per detik. Dengan komposisi 5 paket dari pembacaan sensor, 5 paket yang di-forward-kan dari node lain, dan 5 paket ACK. Sehingga kita dapat menghitung kondisi ideal keluaran dari node sebagai berikut. Keluaran node (paket/detik) 15 Troughput : 2920 64

Paket dari sensor = 5 x 36 x 8 (bit) = 1440 Paker di-forward = 5 x 36 x 8 (bit) = 1440 ACK = 5 x 1 x 8 (bit) = 40 Dari hasil diatas dapat diringkas pada Tabel 4.16 berikut ini. Tabel 4.18 Perbandingan hasil pengukuran dan desain router P Parameter Hasil Pengukuran Desain Troughput 1263,472 2910 Packet loss 5,0257 15 Dari Tabel 4.16 dan Tabel 4.17 dapat dilihat perbedaan performa dari yang diinginkan (desain) dan dari hasil pengukuran sangat signifikan. Sekitar 50% keluaran dari node jika dibandingkan dengan desain yang diinginkan. Jika dilihat dari rekap data pada tabel-tabel pengujian pada router terlihat loss yang paling mendominasi adalah pada bagian paket yang di-forward dan ACK. Hal tersebut kemungkinan dipengaruhi dari algoritma program yang dimuat pada node tersebut. Untuk melakukan forwarding node harus melakukan pembacaan paket yang diterimanya, dan kemudian mencari pada deretan paket yang diterima tersebut memiliki informasi yang mengandung alamatnya atau tidak. Jika “iya”, maka node tersebut mengirim ACK dan melakukan pembacaan untuk deretan selanjutnya dan mengirimnya kembali. Dan jika “tidak” menemukan informasi yang mengandung alamatnya sendiri maka akan dilakukan paketing data dari hasil pembacaan sensor. Dari kondisi tersebut arduino sebagai mikrokontroler dari node memiliki tugas ganda untuk melakukan tugas-tugas tersebut tergantung dari kondisi paket yang diterimanya. Hal tersebut berpengaruh terhadap prosesing time dari arduino karena bertambahnya beban komputasi. Dan keputusan dari arduino tersebut cenderung memilih melakukan pekerjaan yang memiliki beban komputasi yang lebih ringaan yaitu melakukan paketing dari hasil pengindraan sensor. Pada dasarnya, setiap node akan menerima semua paket dari node sekitar yang dapat dijangkaunya. Hal ini dikarenakan modul Xbee (Xbee Pro Series 1) hanya dapat melakukan komunikasi secara point-to-point, dan point-to-multy point. Dan pada perangkat yang dibangun menggunakan mode komunikasi point-to-multy point. 65

Gambar 4.16 Screen shoot database pada saat diterima paket dengan delay 10 detik Delay end-to-end dari sistem lebih dari hasil pengukuran lebih dipengaruhi oleh waktu komputasi dari mikrokontroler. Pada grafik di atas terdapat delay yang nilainya 10 detik. Dan jika dilihat langsung dari data yang didapat, delay tersebut terjadi karena ada kesalahan dalam mikrokontroler. Dan paket yang di terima dengan delay tersebut merupakan paket yang rusak. Pada Gambar 4.16 dapat dilihat nilai delay pada paket yang rusak dan paket yang utuh.

66

BAB V PENUTUP Rangkaian penelitian yang telah dilakukan akan memberikan kesimpulan. Dari pembahasan pada bab empat dan masalah-masalah yang terjadi pengerjaan tugas akhir ini akan menjadi saran yang bisa dijadikan bahan pertimbangan dalam melakukan penelitian pengembangan dari penelitian ini atau penelitian yang setopik. 5.1 Kesimpulan Berdasarkan hasil penelitian untuk mengimplementasikan jaringan ad-hoc pada modul wireless sensor network dan juga data yang di dapat dari hasil pengukuran kinerja sistem yang dibangun dapat disimpulkan : 1. Implementasi jaringan ad-hoc pada modul wireless sensor network dengan menggunakan perangkat RF Xbee Pro Series 1 perlu dimuatkan alamat-alamat node router pada program yang diunggah ke mikrokontroler. Karena pada modul ini hanya hanya memiliki mode komunikasi point-to-point atau point-to-multy point. 2. Paket data dapat di kirimkan dari end device ke node lain menunjukan nilai troughput 1118,042 bps, packet loss 62,16% pada router R, troughput 1263,472 bps, packet loss 49,74% pada router P, dan menunjukkan nilai troughput 1612,796 bps, dan packet loss 62,083% pada coordinator. Dengan nilai delay end-to-end sebesar 1,556701 detik. Dari unjuk kerja tersebut menunjukkan bahwa modul wireless sensor network tersebut masih belum bisa digunakan untuk aplikasi monitoring jembatan bentang panjang. 3. Node router mampu mengeksekusi paket data yang mengandung informasi alamatnya untuk di-forward ke coordinator. 4. Penjadwalan pengiriman paket dari hasil pembacaan sensor akan menyebabkan node memiliki kerja ganda yaitu, mengirim paket data dari sensornya sendiri dan meneruskan paket data dari node lain yang menyebabkan bertambahnya beban komputasi dari mikrokntroler. 5. Kelebihan dari perangkat yang dipilih untuk menyusun modul WSN pada tugas akhir ini adalah mudahnya dilakukan pemrograman ulang dari node sensor apabila ingin melakukan perubahan algoritma pada node-node sensornya untuk menyesuaikan dengan kondisi obyek 67

yang diamati, dalam hal ini jembatan. Modul RF Xbee Pro Series 1 yang mengkonsumsi daya rendah dapat mereduksi konsumsi daya dari node sensor. 6. Kekurangan dari node sensor yang telah dibuat adalah pada modul RF yang digunakan, karena tidak mampu berkomunikasi secara adhoc sendiri yang mengakibatkan komunikasi ad-hoc perlu dikontrol oleh mikrokontroler sehingga menambah beban komputasi dari mikrokontroler. 5.2 Saran Untuk mendesain wireless sensor network yang dapat berkomunikasi menggunakan protokol ad-hoc agar tidak mengunakan modul RF Xbee Pro Series 1. Pilih modul RF lain dari protokol ZigbeeTM yang mampu secara langsung berkomunikasi secara ad-hoc sehingga untuk mode komunikasi antar node tidak lagi menambah beban komputasi dari mikrokontroler. Untuk mendapat unjuk kerja jaringan tinggi lebih baik baik tidak mendesain node yang meiliki kerja ganda, yaitu unutk forwarder dan melakukan paketing data. Desain node-node agar hanya memiliki satu fungsi forwader saja atau paketing data saja.

68

DAFTAR PUSTAKA

[1] Eko Setijadi, Suwadi, Slamet BP, Priyo S, Faimun, Arie Febry, Muntaqo A, In'am, Evy Nur A, "Design of Large Scale Structural Health Monitoring System for Long-Span Bridges Based on Wireless Sensor Network",International Joint Conference on Awareness Science and Technology & Ubi-Media Computing 2013. [2] E. G. Straser and A. S. Kiremidjian, “A modular, wireless damage monitoring system for structures,” John A. Blume Earthquake Eng. Center, Dept. Civil Environ. Eng., Stanford Univ., Stanford, CA, Tech. Rep. 128, 1998. [3] A. S. Kiremidjian, E. G. Straser, T. H. Meng, K. Law, and H. Soon, “Structural damage monitoring for civil structures,” in Proc. Int. Workshop Struct. Health Monit., Stanford, CA, 1997, pp. 371–382. [4] Wei Chen, Miguel R. D. Rodrigues and Ian J. Wassell, “A Frechet Mean Approach for Compressive Sensing Date Acquisition and Reconstruction in Wireless Sensor Networks” IEEE Transactions on wireless communications, vol. 11, no. 10, October 2012 . [5] Margolis Michael (2012). Arduino Cookbook 2nd Edition. : United State of America : O’Reilly Media Inc. [6] Sohraby Kazem, Minoli Daniel, and Znati Taieb (2007). Wireless Sensor Networks Technology, Protocols, and Applications. Canada : Wiley-Interscience. [7] Bookerche Azzedine (Eds) (2009). Algorithms and Protocols for Wireless and Mobile Ad Hoc Networks. Ottawa : WileyInterscience. [8] Hebel Martin, Bricker George (2010). Getting Started with Xbee RF Modules. USA : Paralax Inc [9] www.arduino.cc [10] www.digi.com

69

LAMPIRAN Listing Program Mikrokontroler Listing Program Node Coordinator

/* XBeeEcho Reply with whatever you receive over the serial port */ void setup() { Serial.begin(9600); } void loop() { while (Serial.available() ) { Serial.write(Serial.read()); // reply with whatever you receive } } Listing Program Node Router P L#include <Time.h> #define TIME_HEADER "T" #define TIME_REQUEST 7 int x2pin = 7; int y2pin = 8; int z2pin = 9; float x2,y2,z2; float vx, vy, vz, gx, gy, gz; byte pesan[20]; byte b[30]; byte ACK[2]; //byte prosessSyncMessage[10]; int i; int x,y; void setup() { 71

// put your setup code here, to run once: Serial.begin(9600); //setSyncProvider( requestSync); } void loop() { if(Serial.available()) { foward(); //jam(); }//if serial available else{ bacaSensor(); } }//void lopp //============================================ //================= Baca Sensor ============== //============================================ void bacaSensor(){ x2=analogRead(x2pin); y2=analogRead(y2pin); z2=analogRead(z2pin); analogReadResolution(16); //x2=((z/256)*5); //untuk 6g 0.206 1.5 g 0.8 vx = (x2*5/65520)-2.50; gx = vx/0.206; vy = (y2*5/65520)-2.8; gy = vy/0.206; vz = (z2*5/65520)-3.3; gz = vz/0.206; Serial.print("@");

//start 72

Serial.print(" "); //Serial.print("C"); //destination //Serial.print(" "); Serial.print("P"); //me<<<<<<<<<<<<<<<<<<<< Serial.print(" "); digitalClockDisplay(); // jam Serial.print(" "); Serial.print(gx,4); Serial.print(" "); Serial.print(gy,4); Serial.print(" "); Serial.print(gz,4); Serial.print(" "); Serial.println("#"); //stop delay(200); //<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<< DELAY SAMPLING <<<<<<<<<<<<<<<< } //============================================ //================== JAM ARDUINO ============= //============================================ void jam() { //if (Serial.available()) { // processSyncMessage(); //} timeStatus()!= timeNotSet; digitalClockDisplay(); //delay(1000); } void digitalClockDisplay () { Serial.print(hour()); printDigits(minute()); printDigits(second()); } void printDigits(int digits){ 73

Serial.print(":"); if(digits < 10) Serial.print('0'); Serial.print(digits); } //void processSyncMessage (){ //unsigned long pctime; //const unsigned long DEFAULT_TIME = 1357041600; //if(Serial.find(TIME_HEADER)) { // pctime = Serial.parseInt(); //if( pctime >= DEFAULT_TIME) { //setTime(pctime); //} //} //} //time_t requestSync() //{ //Serial.write(TIME_REQUEST); //return 0; //} //============================================ //==================== FOWARD ================ //============================================ void foward() { // put your main code here, to run repeatedly: x=0; i=0; while(Serial.available()) { pesan[i]=Serial.read(); if (pesan[i]==64){ x=0; //Serial.print("@"); while(x<=30){ b[x]= Serial.read(); 74

if(b[x]==80){//<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<< //Serial.print(" "); Serial.println("P");//<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<< //Serial.print(" "); //Serial.println("#"); Serial.print("@"); while(x<=30){ b[x]= Serial.read(); if(b[x]==35){ Serial.println("#"); x=40; } else { Serial.write(b[x]); } } } if(b[x]==35){ Serial.println("#"); x=40; bacaSensor(); } //else { //Serial.write(b[x]); //} x++; } } else { bacaSensor(); } i++; } }

75

Listing Program Node Router R L#include <Time.h> #define TIME_HEADER "T" #define TIME_REQUEST 7 int x2pin = 7; int y2pin = 8; int z2pin = 9; float x2,y2,z2; float vx, vy, vz, gx, gy, gz; byte pesan[20]; byte b[30]; byte ACK[2]; //byte prosessSyncMessage[10]; int i; int x,y; void setup() { // put your setup code here, to run once: Serial.begin(9600); //setSyncProvider( requestSync); } void loop() { if(Serial.available()) { foward(); //jam(); }//if serial available else{ bacaSensor(); } }//void lopp //============================================ //================= Baca Sensor ============== 76

//============================================ void bacaSensor(){ x2=analogRead(x2pin); y2=analogRead(y2pin); z2=analogRead(z2pin); analogReadResolution(16); //x2=((z/256)*5); //untuk 6g 0.206 1.5 g 0.8 vx = (x2*5/65520)-2.50; gx = vx/0.206; vy = (y2*5/65520)-2.8; gy = vy/0.206; vz = (z2*5/65520)-3.3; gz = vz/0.206; Serial.print("@"); //start Serial.print(" "); //Serial.print("C"); //destination //Serial.print(" "); Serial.print("R"); //me<<<<<<<<<<<<<<<<<<<< Serial.print(" "); digitalClockDisplay(); // jam Serial.print(" "); Serial.print(gx,4); Serial.print(" "); Serial.print(gy,4); Serial.print(" "); Serial.print(gz,4); Serial.print(" "); Serial.println("#"); //stop delay(200); //<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<< DELAY SAMPLING <<<<<<<<<<<<<<<< } //============================================ //================== JAM ARDUINO ============= //============================================

77

void jam() { //if (Serial.available()) { // processSyncMessage(); //} timeStatus()!= timeNotSet; digitalClockDisplay(); //delay(1000); } void digitalClockDisplay () { Serial.print(hour()); printDigits(minute()); printDigits(second()); } void printDigits(int digits){ Serial.print(":"); if(digits < 10) Serial.print('0'); Serial.print(digits); } //============================================ //==================== FOWARD ================ //============================================ void foward() { // put your main code here, to run repeatedly: x=0; i=0; while(Serial.available()) { pesan[i]=Serial.read(); if (pesan[i]==64){ x=0; //Serial.print("@"); while(x<=30){ b[x]= Serial.read(); 78

if(b[x]==82){//<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<< //Serial.print(" "); Serial.println("R");//<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<< //Serial.print(" "); //Serial.println("#"); Serial.print("@"); while(x<=30){ b[x]= Serial.read(); if(b[x]==35){ Serial.println("#"); x=40; } else { Serial.write(b[x]); } } } if(b[x]==35){ Serial.println("#"); x=40; bacaSensor(); } //else { //Serial.write(b[x]); //} x++; } } else { bacaSensor(); } i++; } }

79

Listing Program Node End Device #include <Time.h> #define TIME_HEADER "T" #define TIME_REQUEST 7 int x2pin = 7; int y2pin = 8; int z2pin = 9; float x2,y2,z2; float vx, vy, vz, gx, gy, gz; byte pesan[1]; byte b[30]; byte ACK[2]; int i; int x,y; #define ROUTER_R "R" #define ROUTER_P "P" void setup() { // put your setup code here, to run once: Serial.begin(9600); keR(); } void loop() { // put your main code here, to run repeatedly: keRouterR(); //cobaRouterP(); keRouterP(); delay(205); //<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<< DELAY SAMPLING <<<<<<<<<<<<<<<< } //============================================ //=================== keR ==================== //============================================ void keR(){ 80

Serial.print("@"); Serial.print(" "); Serial.print("R"); Serial.print(" "); Serial.print("E"); Serial.print(" "); dataSensor(); }

//start //destination //me

//============================================ //================== keRouterR =============== //============================================ void keRouterR(){ //while(Serial.available()){ pesan[i]=Serial.read(); if (pesan[i]==82){ Serial.print("@"); //start Serial.print(" "); Serial.print("R"); //destination Serial.print(" "); Serial.print("E"); //me Serial.print(" "); dataSensor(); } if (pesan[i]!=82) { //// seharusnya tidak else cobaRouterP(); }} //============================================ //================ cobaRouterP =============== //============================================ void cobaRouterP(){ Serial.print("@"); Serial.print(" "); Serial.print("P"); Serial.print(" ");

//start //destination

81

Serial.print("E"); Serial.print(" "); dataSensor(); }

//me

//============================================ //================= keRouterP ================ //============================================ void keRouterP(){ //while(Serial.available()){ pesan[i]=Serial.read(); if (pesan[i]==80){ Serial.print("@"); //start Serial.print(" "); Serial.print("P"); //destination Serial.print(" "); Serial.print("E"); //me Serial.print(" "); dataSensor(); } if (pesan[i]!=80) { //// seharusnya tidak else cobaRouterR(); }} //============================================ //================ cobaRouterR =============== //============================================ void cobaRouterR(){ Serial.print("@"); //start Serial.print(" "); Serial.print("R"); //destination Serial.print(" "); Serial.print("E"); //me Serial.print(" "); dataSensor(); } //============================================ 82

//================== JAM ARDUINO ============= //============================================ void jam() { // if (Serial.available()) { // processSyncMessage(); //} timeStatus()!= timeNotSet; digitalClockDisplay(); delay(1000); } void digitalClockDisplay () { Serial.print(hour()); printDigits(minute()); printDigits(second()); } void printDigits(int digits){ Serial.print(":"); if(digits < 10) Serial.print('0'); Serial.print(digits); } //void processSyncMessage (){ //unsigned long pctime; //const unsigned long DEFAULT_TIME = 1357041600; //if(Serial.find(TIME_HEADER)) { // pctime = Serial.parseInt(); //if( pctime >= DEFAULT_TIME) { // setTime(pctime); //} //} //} //time_t requestSync() 83

//{ //Serial.write(TIME_REQUEST); //return 0; //} //=========================== //========DATA SENSOR======== //=========================== void dataSensor(){ x2=analogRead(x2pin); y2=analogRead(y2pin); z2=analogRead(z2pin); analogReadResolution(16); //x2=((z/256)*5); //untuk 6g 0.206 1.5 g 0.8 vx = (x2*5/65520)-2.50; gx = vx/0.206; vy = (y2*5/65520)-2.8; gy = vy/0.206; vz = (z2*5/65520)-3.3; gz = vz/0.206; digitalClockDisplay(); // jam Serial.print(" "); Serial.print(gx,4); Serial.print(" "); Serial.print(gy,4); Serial.print(" "); Serial.print(gz,4); Serial.print(" "); Serial.println("#"); //stop //delay(100); }

84

Proposal Tugas Akhir

85

A.

JUDUL TUGAS AHIR Implementasi Protokol Ad-Hoc pada WSN Modul untuk SHMS pada Jembatan Bentang Panjang

B.

RUANG LINGKUP 1. Sistem Komunikasi Nirkabel 2. Komunikasi Data 3. Elektronika Telekomunikasi 4. Pengolahan Sinyal Digital 5. Jaringan Sensor Nirkabel

C.

LATAR BELAKANG Jembatan merupakan fasilitas infrastruktur vital bagi kelangsungan perkembangan kegiatan sosial dan ekonomi suatu wilayah. Dari segi sosial jembatan dapat mengembangkan daerah tertinggal dalam hubungannya dengan daerah lain yang lebih modern sedangkan dari segi ekonomi jembatan dapat mengurangi biaya transportasi pengiriman barang antar daerah. Tidak dapat dipungkiri bahwa dengan bertambahnya usia jembatan, semakin tinggi pula kebutuhan akan pemeliharaan yang rutin, rehabilitas dan perbaikannya agar tidak terjadi kerusakan yang bisa berdampak buruk. Kerusakan sistem infrastruktur, dalam hal ini jembatan, umumnya berlangsung pada kecepatan yang tidak dikendalikan walaupun jembatan tersebut didesain agar dapat untuk jangka waktu yang lama. Berkurangnya kemampuan jembatan dalam jangka panjang akan membutuhkan biaya perbaikan yang sangat besar. Untuk memperhitungkan penurunan kemampuan fisik tersebut, diperlukan penilaian terhadap kondisi kesehatan dari suatu jembatan. Penilaian tersebut perlu dilakukan secara terus menerus tanpa henti agar dapat diambil tindakan yang rasional. Hal inilah yang merupakan tantangan bagi para ahli kontruksi jembatan. Peristiwa runtuhnya jembatan kutai kartanegara pada tanggal 26 November 2011 merupakan salah satu peristiwa yang menunjukkan betapa pentingnya pemeliharaan rutin dan pemantauan kesehatan jembatan. Peristiwa runtuhnya jembatan kutai kartanegara dipicu adanya beban yang melebihi batas ambang pada saat melewati jembatan [1]. Peristiwa tersebut 86

dapat dicegah jika para pihak terkait mau menerapkan sistem dan teknologi yang sudah ada, seperti yang diterapkan oleh negara negara maju Teknologi tersebut yaitu Bridges Structural Health Monitoring System, dengan menggunakan sistem monitoring jembatan ini data sensor dapat diambil secara aktual dan real time sehingga data sensor tersebut dapat di pantau di ruang monitoring.Data–data tesebut dappat digunakan oleh para ahli untuk mengambil kesimpulan yang tepat dan cepat untuk mencegah kejadian tersebut.[2] Saat ini kebanyakan dalam penggunaan Sructure Health Monitoring memerlukan banyak kabel untuk menghubungkan sensor ke pusat monitoring. Selama ini kabel biasanya dilewatkan dari ujung-ujung bangunan sehingga sangat sulit dan rumit dalam melakukan instalasi dan pemeliharaannya, sehingga untuk setiap pengukuran dengan kabel membutuhkan biaya dan banyak waktu yang membuat tidak efisien. Menurut studi [3] instalasi kabel menghabiskan biaya lebih dari 25% dari anggaran biaya total pembangunan sistem Bridge Structural Health Monitoring dan membutuhkan waktu lama yaitu hampir 75% dari instalasi seluruh sistem. Sehingga salah satu solusi tepat untuk mengatasi masalah tersebut dibutuhkan suatu sistem monitoring kesehatan jembatan yang tidak memerlukan kabel terlalu banyak yaitu dengan jaringan sensor nirkabel [4]. Jaringan sensor nirkabel merupakan suatu jaringan nirkabel yang terdiri dari beberapa sensor (sensor node) yang diletakkan ditempat - tempat yang berbeda untuk memonitoring kondisi suatu lingkungan. Dalam jaringan sensor nirkabel ada tiga tantangan penting yang perlu diperhatikan, khususnya life time sensor, kemampuan komputasi dan bandwidth dan tentunya karakter fisik saluran nirkabel [5]. Salah satu komponen terpenting dalam sistem pemantauan kesehatan jembatan adalah akuisisi data sensor. Akuisisi data adalah proses melalui mana informasi yang dihasilkan oleh beberapa fenomena fisik yang dikumpulkan, diproses dan dikirim untuk analisis dan interpretasi selanjutnya. Sebuah representasi generik dari arus informasi dalam aplikasi pengukuran ditunjukkan pada Gambar 1. Sensor menghasilkan sinyal analog atau digital yang mewakili variabel fisik yang diukur atau dipantau. Sinyal ini akhirnya harus dikirimkan ke 87

komputer sehingga dapat dianalisis dan diinterpretasikan, tetapi komputer adalah sebuah perangkat digital dan hanya dapat menerima dan memahami informasi yang ditransmisikan ke dalam bentuk digital. Sebuah sistem akuisisi data merupakan perangkat perantara yang memfasilitasi aliran informasi dari sensor ke komputer.

Gambar 1. Gambaran umum alur informasi dalam sistem akuisisi data Pada penelitian kali ini komunikasi data dari sensor hingga sampai pada sistem akuisisi data pada computer menggunakan protocol Ad-Hoc. Sehingga komunikasi wireless yang dilakukan tidak memerlukan daya pancar yang tinggi untuk setiap sensornya jika sistem akuisisi data berada ada posisi yang jauh dari sensor. Informasi dari sensor akan loncat dari sensor satu kesensor lainnya hingga informasi sampai ke komuter atau sistem akuisisi data. D.

RUMUSAN MASALAH Masalah yang dibahas dalam Tugas Ahir ini adalah : 1. Bagaimana mengimplementasikan protoKol Ad-Hoc pada WSN (Wireless Sensor Network)? 2. Bagaimana memodifikasi protokol pengiriman data dengan sistem penjadwalan agar sesuai dengan kebutuhan SHMS

E.

BATASAN MASALAH Agar dihasilkan suatu sistem yang berjalan secara efektif, maka penulis membatasi masalah sebagai berikut : 1. Menggunakan sensor berupa Accelerometer sebagai sensor yang di implementasikan protokol Ad-Hoc

88

2. Pada peneltian ini tidak membahas adanya rugi-rugi propagasi kanal yang berpengaruh pada komunikasi data yang terjadi pada perangkat F.

TUJUAN TUGAS AKHIR Adapun tujuan dari tugas ahir ini adalah untuk mengimplementasikan sistem monitoring kesehatan jembatan dengan menggunakan sensor nirkabel. Dimana sensor nirkabel tersebut melakukan komunikasi data dengan menggunakan protokol Ad-Hoc.

G.

TINJAUAN PUSTAKA Dalam system pemantauan jembatan, kerusakan system infrastruktur dalam hal ini jembatan, umumnya berlangsung pada waktu yang tidak dapat dikendalikan walupun pada awalnya jembatan tersebut didesain dapat beroprasi pada jangka waktu tertentu. Berkurangnya kemampuan jembatan dalam jangka panjang akan membutuhkan biaya perawatan yang tinggi. Untuk memperhitungkan penurunan kemampuan fisik tersebut, diperlukan penilaian terhadap kondisi kesehatan dari suatu jembatan. Penilaian itu perlu dilakukan secara terus menerus tanpa henti agar dapat diambil tindakan yang rasional. Hal inilah yang menjadi tantangan para ahli kontruksi jembatan. Dengan semakin majunya teknologi informasi dan komunikasi, maka monitoring kesehatan jembatan dapat difasilitasi lebih mudah. SHM (Structural Healt Monitoring) merupakan salah satu teknologi yang dapat memfasilitasinya. Teknologi ini dapat memantau kondisi dari jembatan atau bangunan secara terus menerus tanpa henti. Sistem ini juga memiliki tujuan untuk : 1. Menjamin keamanan struktur 2. Memperoleh perencanaan pemeliharaan struktur yang rasional dan ekonomis 3. Mencapai pekerjaan pemeliharaan yang aman dan ekonomis 4. Mengidentifikasi penyebab respon yang tidak dapat diterima Structural Healt Monitoring dapat memperoleh data sepanjang periode untuk memverifikasi parameter beban 89

stokastik dan respon struktur yang dibandingkan dengan dengan respon yang dihitung. Monitoring pada jangka waktu yang pendek meliputi pembebanan pada struktur atau memonitor beban yang diharapkan, contoh-contoh monitoring : 1.Beban internal Selain pengukuran permanen, pengukuran intensif dapat di ulangi berkali-kali menggunakan mobile sensor untuk memetakan perubahan dalam distribusi gaya pada cable-stayed, tiang fondasi, dll. Distribusi regangan dapat dimonitor pada periode yang panjang unutk mengukur perubahan distribusi tegangan. 2.Respon Fatigue/ Kelelahan Beban fatigue pada sambungan las, dek dan balok diukur dengan strain guage atau sistem accelerometer. 3.Repon Determistik Perpindahan pada buffer hidraulik, dampers, siar muai (expansion joint) yang tergantung dari temperature dan distribusi beban pada dek ortotropik dapat dimonitor oleh sensor tempereature dan sensor displacement tiltmeters dan sistem GPS. 4.Global Static Response Respon static pada fondasi, rangkak (creep) dan penyusutan (shrinkage), distribusi regangan pada kabel utama dapat dimonitor oleh sensor khusus. Pengukuran dapat dilakukan untuk mengkalkulasikan seperti temperature atau regangan ratarata dan perbedaan temperature atau tegangan pada jarak yang jauh. Sensor adalah sebuah perangkat yang mengubah energi dari satu bentuk ke bentuk lainnya. Perlu dicatat bahwa sebagian besar literatur tentang sensor, istilah “sensor” dan “transduser” digunakan secara sinonim satu sama lain. Namun, mereka umumnya merujuk pada jenis perangkat yang sama. Proses di mana terjadi konversi energi ini akan bervariasi tergantung pada teknologi yang mendasari pemanfaatan sensor. Sebuah model sederhana dari sensor ditampilkan pada Gambar 2.

90

Gambar 2. Model sederhana sistem sensor Energi input ke sensor merupakan fenomena fisik yang diukur. Inputan ini disebut sebagai besaran ukur. Energi output dari sensor disebut sebagai pengukuran dan harus dirujuk ke beberapa standar satuan untuk pengukuran agar memiliki makna yang jelas dan konsisten. Bentuk umum dari energi input termasuk energi mekanik, energi panas, energi listrik, energi magnetik, energi radiasi, dan energi kimia. Pada kebanyakan aplikasi pengujian dan monitoring jembatan variabel fisik yang penting berhubungan dengan energi mekanik. Variabel-variabel termasuk akselerasi linear atau sudut, kekuatan, panjang, kecepatan linear atau sudut, dan tekanan. Energi output dari sensor biasanya berupa energi listrik(tegangan, arus, dll) atau energi mekanik. Bentuk energi output dapat berupa sinyal analog atau digital. Sinyal analog adalah kesinambungan dalam ukuran dan konten temporal (waktu) atau spasial (ruang). Sinyal digital memberikan representasi diskrit dari besaran ukur. Output sensor analog lebih umum, tetapi harus dikonversi ke bentuk digital dengan sistem akuisisi data sehingga komputer dapat membaca, menganalisis, dan menyimpan pengukurannya Jaringan Ad-Hoc adalah jaringan yang bersifat sememtara yang tidak bergantung pada infrastruktur yang ada dan bersifat independent. Jaringan Ad-Hoc merupakan jaringan wireless yang terdiri dari kumpulan mobile node yang bersifat dinamik dan spontan, dapat diaplikasikan dimanapun tanpa menggunakan jaringan infrastruktur yang telah ada. Kentungan dari jaringan Ad-Hoc antara lain adalah tidak memerlukan dukungan backbone infrastruktur sehingga mudah diimplementasikan dan sangat berguna ketika infrastruktur tidak ada atau tidak berfungsi lagi, fleksibel terhadap suatu keperluan tertentu karena jaringan ini memang bersifat sementara, dan dapat direkonfigurasi dalam beragam topologi baik untuk jumlah user kecil sehingga banyak sesuai dengan aplikasi dan instalasi. 91

H.

Gambar 3. Topologi jaringan Ad-Hoc METODOLOGI PENELITIAN Metode penelitian yang digunakan adalah eksperimen pembangunan sistem melalui alat sebagai modul eksperimen. Pengamatan kinerja alat tersebut juga dibantu dengan beberapa peralatan bantu instrument ukur. Pengerjaan alat dilakukan di Laboratorium Jaringan Telekomunikasi B301 dan B406 Bidang Studi Telekomunikasi Jurusan Teknik Elektro ITS. Dalam memulai pengerjaan penelitian ini pada awalnya kami melakukan studi literatur terlebih dahulu. Materi-materi yang kami pelajari bisa dari tugas ahir terdahulu yang berhubungan dengan penelitian kami, dari jurnal-jurnal, dan dari bahan yang kami dapat dari browsing internet. Hal tersebut diharapkan dapat menunjang kami dalam melakukan langkah selanjutnya dalam pengerjaan pada tahap-tahap selanjutnya. Setelah melakukan studi kami melakukan desain dari alat untuk penelitian kami ini. Pada tahapan ini kami menyipkan desain dari perangkat modul yang akan kami kerjakan. Kemudian dilanjutkan dengan pengerjaan pembuatan modul dari perangkat WSN yang akan kami jadikan untuk percobaan. Setelah perangakt modul WSN selesai dikerjakan kemudian kami melakukan coding terhadap mikro kontroler dari modul tersebut. Dalam tahap ini kami juga melakukan integrasi antar perangkat-perangkat yang saling berhubungan dalam sistem yang kami bangun ini. Setelah perangkat selesai diintegrasikan semua, kemudian kami lakukan uji kerja perangkat untuk menguji kinerja dari perangkat. Dari hasil uji kerja ini kemudian kami dapatkan suatu informasi yang dapat kami bandingkan dengan parameter yang ditentukan. Jika sudah belum memenuhi parameter yang kami tentukan tentu kami akan melakukan pembenahan terhadap 92

bagian yang belum mampu memenuhi parameter tersebut. Jika sudah memenuhi parameter selanjutnya kami menarik suatu kesimpulan dari kinerja perangkat tersebut.

Gambar 4. Diagram alir metode penelitian I. No

1 2 3

JADWAL PELAKSANAAN KEGIATAN Kegiatan

s Studi

Februari Minggu Ke

Waktu Pelaksanaan

Maret Minggu Ke

April Minggu Ke

Mei Minggu Ke

1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4

Literatur

2Penggalian informasi obyek

3Perancanga

n perangkat

93

4 5 6 7

4Pengerjaan perangkat

5Integrasi

perangkat

6Uji

alat

kerja

7Pengerjaan laporan

J.

PENUTUP Proposal Tugas Akhir ini dibuat belum dalam format yang sebenarnya, sehingga masih sangat memungkinkan adanya perubahan yang disesuaikan dengan kondisi yang ada. Atas perhatiannya, penulis ucapkanterima kasih.

K.

DAFTAR PUSTAKA [1] http://www.tempo.com /read/news/ 2012/01/12/ 095376819 / Ini-Versi-Resmi-Penyebab RuntuhnyaJembatan-Kutaidiakses pada tanggal 8 September 2013 [2] E. G. Straser and A. S. Kiremidjian, “A modular, wireless damage monitoring system for structures,” John A. Blume Earthquake Eng. Center, Dept. Civil Environ. Eng., Stanford Univ., Stanford, CA, Tech. Rep. 128, 1998 [3] A. S. Kiremidjian, E. G. Straser, T. H. Meng, K. Law, and H. Soon, “Structural damage monitoring for civil structures,” in Proc. Int. Workshop Struct. Health Monit., Stanford, CA, 1997, pp. 371–382. [4] Wei Chen, Miguel R. D. Rodrigues and Ian J. Wassell, “A Frechet Mean Approach for Compressive Sensing Date Acquisition and Reconstruction in Wireless Sensor Networks,” IEEE Transactions on wireless communications, vol. 11, no. 10, October 2012 [5] Alvaro Araujo, Jaime García-Palacios, Javier Blesa, Francisco Tirado, Elena Romero, ”Wireless Measurement System for Structural Health Monitoring With High TimeSynchronization Accuracy”, IEEEtransactions on instrumentation and measurement, vol. 61, no. 3, march 2012

94

Riwayat Penulis Moh Zainal Arifin adalah anak pertama dari pasangan bahagia dari bapak Samsi dan ibu Alimah. Di Banyuwangi pada Senin paing 16 September 1991 lalu penulis dilahirkan. Penulis merupakan anak pertama dari tiga bersaudara. Penulis dibesarkan dilingkungan pedesaan di Banyuwangi. Penulis menempuh pendidikan pertamnya di TK Khadijah 61 Sempu (1996-1998), kemudian dilanjutkan dijenjang sekolah dasar di SDN 7 Karangsari Sempu (19982004), dilanjutkan lagi pada jenjang sekolah menengah pertama di SMP Bustanul Makmur Genteng (20042007). Pada jenjang sekolah menengah atas penulis menempuh pendidikan di SMA Darul ‘Ulum 1 Jombang (2007-2010), dan pada penddikan tinggi menempuh pendidikannya di Institut Teknologi Sepuluh Nopember Jurusan Teknik Elektro bidang studi Telekomunikasi Multimedia hingga sekarang. Penulis memiliki beberapa kessenangan diluar bidang yang digeluti dalam bidang teknik telekomunikasi. Diantaranya adalah bermusik, dan berolahraga khususnya sepak bola atau futsal, dan berenang. Moto hidup dari penulis adalah “Tidak perlu berlimpah, asal cukup”. Kontak : [email protected]

71

IMPLEMENTASI PROTOKOL AD-HOC PADA WSN MODULE UNTUK SHMS PADA JEMBATAN BENTANG PANJANG

Recommend Documents