Karakterisasi Propagasi Indoor dan Outdoor pada Jaringan Sensor Nirkabel

Karakterisasi Propagasi Indoor dan Outdoor pada Jaringan Sensor Nirkabel Dosen Pembimbing : Dr. Ir. Wirawan, DEA Oleh : Triuli Novianti 2209 203 006

Latar Belakang  Perbedaan utama antara jaringan nirkabel dan jaringan kabel yang

tradisional

 kinerja jaringan nirkabel sangat tergantung dari konfigurasi pada

Physical Layer (PHY)

 propagasi,  antena,  jarak antara transmitter, receiver dan sebagainya.

 untuk memahami jaringan ad hoc nirkabel dan mendesain algoritma

dan protokol yang efisien untuk jaringan wireless, kita perlu memahami karakteristik dari komunikasi jaringan nirkabel.

 Satu hal pembahasan penting dari jaringan ad hoc nirkabel adalah model

kanal nirkabel (Rappaport, 1996)

Permasalahan Penelitian ini difokuskan pada permasalahan berikut ini : • Parameter propagasi apakah yang berpengaruh

terhadap kinerja jaringan sensor nirkabel ? • Apakah perbedaan pengaruh parameter propagasi tersebut pada pengukuran indoor dan outdoor untuk jaringan sensor nirkabel ? • Berapa lama node mampu beroperasi dengan menggunakan sumber energi berupa dua buah baterai AA masing-masing 1.5 Volt ?

Batasan Masalah  Topologi jaringan     

single hop Menggunakan 5 buah node dan sebuah sink Lingkungan indoor  Lab B304 Teknik Elektro ITS Lingkungan outdoor  Lapangan Teater C ITS Perangkat yang digunakan :  Node  Micaz dengan platform MPR2400  Gateway  ethernet base dengan tipe MIB600  Server  Acer 4732 Z, Microsoft Windows XP Profesional Operating System, Processor Intel Pentium Dual Core CPU T4300 (2.1 GHz, 800 MHz FSB), Memori DDR2 1 GB

Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah :  Melihat pengaruh jarak, daya transmit dan ketinggian node terhadap nilai RSSI (Receive Signal Strength Indicator) node, terhadap jumlah sensor yang dibutuhkan untuk mengcover suatu area dengan luasan tertentu.  Memberikan hasil pengukuran dan analisa dari parameter propagasi yang berpengaruh terhadap konektifitas dan kinerja jaringan sensor nirkabel.  Menghasilkan karakterisasi propagasi kanal jaringan sensor nirkabel.

Arsitektur Jaringan Sensor Nirkabel

Jaringan Sensor  Spesifikasi dasar dari sebuah jaringan sensor antara lain :  Kemampuan mengorganisasi diri sendiri  Kemampuan broadcast dalam jarak pendek dan multihop routing  Penyebaran yang rapat dan kemudahan pengaturan dari node

sensor  Perubahan topologi merujuk pada kegagalan node  Pembatasan pada energi, daya transmit, memori dan kemampuan komputasi

Gangguan-gangguan pada kanal jaringan nirkabel 4 hal yang menjadi gangguan

utama dalam kanal wireless yaitu :  terjadinya fading  ISI  co-channel interference  derau (gangguan termal yang akan membatasi SNR)

Pengukuran RSSI  Pengukuran RSSI ( Received Signal Strength Indication )  pengukuran terhadap daya yang diterima oleh sebuah perangkat wireless  Berdasarkan penelitian yang sudah dilakukan selama ini, pengukuran RSSI menunjukkan variasi yang besar karena adanya pengaruh fading atau shadowing  Propagasi gelombang radio pada free space mengikuti aturan persaman Friis dan path loss

L0 – reference loss at 1m (dB), n – power decay factor, d – distance (m), k w – number of walls of type i, Lw – wall attenuation factor (dB).

RSSI 

PTx – transmitter power (dBm),



GTx – transmit gain (dB),



GRx – receive gain (dB),



L(d ) – path-loss dependent on distance (dB)

•

Mean RSSI

•

Varians RSSI

•

Ketidakpastian RSS  distribusi Gaussian atau log normal dengan fungsi kepadatan probabilitas (PDF) yang diberikan oleh rumus berikut:

Metodologi (1)  menentukan perencanaan topologi jaringan  menentukan parameter sistem yang digunakan  pengukuran RSSI dan membuat simulasi dengan menggunakan

software Matlab serta melakukan pengamatan terhadap konsumsi arus yang digunakan oleh node pada sistem  analisa data dari pengukuran  validasi

Metodologi (2)  Persiapan Hardware  Persiapan Software  Konfigurasi Program Aplikasi  Injeksi Program ke Node

 Tahap Implementasi  Pengukuran RSSI (Received Signal Strength Indication) di Outdoor

 Pengukuran RSSI (Received Signal Strength Indication) di Indoor  Pengukuran RSSI (Received Signal Strength Indication) di Dua

Ruang  Proses Pengumpulan Data/Sampel RSSI  Pengamatan Konsumsi Arus

Persiapan Hardware 1. Sensor (Node) Menggunakan Micaz dengan platform MPR2400 2. Gateway ethernet base dengan tipe MIB600 3. Server Acer 4732 Z, Microsoft Windows XP Profesional Operating System, Processor Intel Pentium Dual Core CPU T4300 (2.1 GHz, 800 MHz FSB), Memori DDR2 1 GB

Persiapan Software  sistem operasi yang digunakan adalah TinyOS yang memang di

disain untuk jaringan sensor nirkabel.  Untuk menginstal sistem operasi ini diperlukan linux environment yaitu Cygwin untuk Windows.  Selain itu, diperlukan software-software pendukung lainnya yaitu program Lantronix Device Installer, Serial forwarder, Listen, Message Center. Seluruh software pendukung ini sudah terinstall bersama ketika menginstall TinyOS.

Konfigurasi Program Aplikasi Pada penelitian ini digunakan : - power transmitter 0 dBm, -5 dBm, -10 dBm dan -15 dBm -kanal frekuensi yang dipakai adalah kanal 11 dan 15 sesuai pada pengaturan file Xbowlocal

Injeksi Program ke Node (1)

Injeksi Program ke Node (2)

Tahap Implementasi Pengukuran RSSI (Received Signal Strength Indication) di Outdoor  Pengukuran bertujuan untuk mencari

besar cakupan dari pancaran sinyal radio (beacon) dari node yang telah dipasang, sehingga nantinya bisa diestimasi keperluan jumlah base station yang diperlukan untuk menjangkau semua area.  Ketinggian Node mulai dari 0 cm,

45 cm dan 75 cm dari tanah. Jarak node dari sink sebagai berikut :  Node 1 : 1,5 meter  Node 2 : 3 meter  Node 3 : 4,5 meter  Node 4 : 6 meter  Node 5: 7,5 meter

Pengukuran RSSI (Received Signal Strength Indication) di Indoor  Pengukuran ini dilakukan di Lab B304

Teknik Elektro ITS  Pengukuran ini bertujuan untuk mencari besar

cakupan dari pancaran sinyal radio (beacon) dari node yang telah dipasang.

 Ketinggian Node mulai dari 0 cm, 45 cm dan

75 cm dari lantai. Jarak node dari sink sebagai berikut :  Node 1 : 1,5 meter  Node 2 : 3 meter  Node 3 : 4,5 meter  Node 4 : 6 meter  Node 5: 7,5 meter

Pengukuran RSSI (Received Signal Strength Indication) di Dua Ruang  Pengukuran ini dilakukan pada dua ruang

yang dilakukan di Lab B304 Teknik Elelktro ITS.  Node 1, 2 dan 3 di letakkan pada ruang 1 Lab

B304, sedangkan node 3 dan 4 diletakkan pada ruang 2 Lab B304.  Ketinggian Node mulai dari 0 cm, 45 cm dan

75 cm dari lantai. Jarak node dari sink sebagai berikut :  Node 1 : 1,5 meter  Node 2 : 3 meter  Node 3 : 4,5 meter  Node 4 : 3 meter  Node 5: 4,5 meter

Proses Pengumpulan Data/Sampel RSSI

Pengamatan Konsumsi Arus  Keterbatasan energi merupakan karakteristik utama dari jaringan sensor nirkabel  setiap node hanya diberikan sumber energi berupa baterai 2x AA dengan suplai hanya sebesar 3

Volt.  Pengamatan arus dilakukan dengan cara menggunakan multimeter arus yang dihubungkan seri

dengan node dan baterai secara seri, kemudian diamati pemakaian arus semenjak node aktif sampai node kehabisan energi  Pada pengamatan arus ini, node divariasikan berdasarkan paketnya, yaitu 100 ms, 500 ms dan

1000 ms.

Diagram Alir Penelitian Karakteristik Propagasi Wireless Sensor Network (WSN)

Indoor Outdoor

Satu Ruang

Dua Ruang

RSSI outdoor

RSSI indoor

Jarak Tx - Rx

Jarak Tx - Rx

Jumlah node

jumlah node

Tx Power

Tx Power

Analisa Data Pengukuran RSSI di Outdoor Variasi daya, ketinggian semua node = 0 cm

Node Varians Mean Median



1 8.0487 -87.7880 -87.4500

Ptx = 19 ( -5 dBm ) 2 3 2.4289 1.0428 -89.2397 -93.8637 -89.0500 -94.0500

4 0.4238 -91.5333 -91.7500

4 0.7465 -93.1185 -93.1500

Ptx = 11 ( -10 dBm ) 1 2 4 2.6221 1.7279 0.4437 -90.3000 -92.3333 -93.4444 -90.4883 -92.1810 -93.4195 Ptx = 7 ( -15 dBm ) 1 2 1.6194 0.2000 -92.1706 -93.5000 -92.1000 -93.8000

4 0 -94.0000 -94.0000

5 0.8643 -90.5457 -90.6000

5 0 -93.6667 -93.6667

Nilai Mean RSSI (dBm)

1 3.5970 -83.1004 -82.7500

-86

-88

-90

-92

-94

1

2

3

4 5 Jarak (m)

6

7

8

Perbandingan Varians RSSI Micaz pada Outdoor dengan Variasi Daya, Tinggi Node 0 cm 9 daya 31=> 0 dBm 8 daya 19=> -5 dBm daya 11 => -10 dBm daya 7 => -15 dBm 7

Nilai Varians RSSI


Ptx = 31 ( 0 dBm ) 2 3 1.5604 0.3971 -89.1536 -90.9313 -89.1000 -90.9000

Perbandingan Mean RSSI pada Outdoor dengan Variasi Daya, Tinggi Node 0 cm -82 daya 31=> 0 dBm daya 19=> -5 dBm daya 11 => -10 dBm -84 daya 7 => -15 dBm

6 5 4 3 2 1 0

1

2

3

4 5 Jarak (m)

6

7

8


1 2.0394 -76.1696 -76.0000


1 0.6047 -69.1181 -69.1000

Ptx = 19 ( -5 dBm ) 2 3 8.2419 0.6281 -82.5529 -83.1587 -81.9500 -83.4000

4 7.3066 -81.2564 -81.7000

5 3.8172 -87.4645 -87.5500

4 2.6791 -86.7023 -86.5000

5 5.0303 -85.9727 -85.5000

Perbandingan Mean RSSI Micaz pada Outdoor dengan Variasi Daya, Tinggi Node 45 cm -68 daya 31=> 0 dBm -70 daya 19=> -5 dBm -72



Ptx = 31 ( 0 dBm ) 2 3 1.7743 3.0243 -80.9478 -78.7928 -80.3500 -78.7000

-74 -76 -78 -80 -82 -84 -86

Perbandingan Varians RSSI Micaz pada Outdoor dengan Variasi Daya, Tinggi Node 45 cm 9 daya 31=> 0 dBm 8 daya 19=> -5 dBm

Nilai Varians RSSI

7 6 5 4 3 2 1 0

1

2

3

4 5 Jarak (m)

6

7

8

-88

1

2

3

4 5 Jarak (m)

6

7

8




1 0.2973 -63.5548 -63.6500

1 0.4387 -69.6365 -69.5500

Ptx = 19 ( -5 dBm ) 2 3 0.3967 1.3028 -75.8520 -82.5120 -75.8500 -82.5500

1 0.4379 -76.5000 -76.7704

Ptx = 11 ( -10 dBm ) 2 3 4 0.3935 2.3903 1.7827 -77.6000 -91.0000 -86.8500 -77.4690 -91.2122 -86.7735

4 1.5198 -77.1519 -77.3500

4 1.0429 -80.5420 -80.4000

Ptx = 7 ( -15 dBm ) 1 2 3 4 0.4504 0.2926 0.3563 0.4548 -81.1000 -83.7705 -93.8071 -84.3190 -81.2000 -83.9500 -93.7500 -84.2000 Ptx = 3 ( -25 dBm ) Node 1 2 Varians 0.2968 0.2902 Mean -92.3151 -93.5086 Median -92.2000 -93.6000

5 4.4191 -83.8721 -83.6500

5 3.2154 -89.5720 -89.5000

5 1.3399 -87.0000 -87.0081

5 0.1429 -94.7619 -94.7500



Ptx = 31 ( 0 dBm ) 2 3 0.7958 2.2042 -71.0918 -71.7000 -71.0000 -71.6500

20 0 -20 -40 -60 -80 -100

1

2

3

4 5 Jarak (m)

6

7

8

Perbandingan Varians RSSI Micaz pada Outdoor dengan Variasi Daya, Tinggi Node 75 cm 4.5 daya 31=> 0 dBm 4 daya 19=> -5 dBm daya 11 => -10 dBm daya 7 => -15 dBm 3.5 daya 3 => -25 dBm

Nilai Varians RSSI


Perbandingan Mean RSSI Micaz pada Outdoor dengan Variasi Daya, Tinggi Node 75 cm 80 daya 31=> 0 dBm 60 daya 19=> -5 dBm daya 11 => -10 dBm daya 7 => -15 dBm 40 daya 3 => -25 dBm

3 2.5 2 1.5 1 0.5 0

1

2

3

4 5 Jarak (m)

6

7

8

Analisa Data Pengukuran RSSI di Outdoor Variasi ketinggian node, daya transmit semua node = 0 dBm


2 1.5604 -89.1536 -89.1000

3 0.3971 -90.9313 -90.9000

4 0.4238 -91.5333 -91.7500

5 0.8643 -90.5457 -90.6000

1 2.0394 -76.1696 -76.0000

Tinggi node 45 cm 2 3 1.7743 3.0243 -80.9478 -78.7928 -80.3500 -78.7000

4 7.3066 -81.2564 -81.7000

5 3.8172 -87.4645 -87.5500

1 0.2973 -63.6500 -63.5548

Tinggi node 75 cm 2 3 0.7958 2.2042 -71.0000 -71.6500 -71.0918 -71.7000

4 1.5198 -77.3500 -77.1519

5 4.4191 -83.6500 -83.8721

-70

-75

-80

-85

-90

-95

4 5 6 7 8 Jarak (m) Perbandingan Varians RSSI Micaz pada Outdoor dengan Variasi Tinggi Node, Daya 0 dBm 8

1

2

3

tinggi node 0 cm tinggi node 45 cm tinggi node 75 cm

7 6

Nilai Varians RSSI


1 3.5970 -83.1004 -82.7500


Node varians mean median

Perbandingan Mean RSSI Micaz pada Outdoor dengan Variasi Tinggi Node, Daya 0 dBm -60 tinggi node 0 cm tinggi node 45 cm -65 tinggi node 75 cm

5 4 3 2 1 0

1

2

3

4 5 Jarak (m)

6

7

8




1 8.0487 -87.7880 -87.4500

Tinggi node 0 cm 2 3 2.4289 1.0428 -89.2397 -93.8637 -89.0500 -94.0500

4 0.7465 -93.1185 -93.1500

5 0 -93.6667 -93.6667

1 0.6047 -69.1181 -69.1000

Tinggi node 45 cm 2 3 8.2419 0.6281 -82.5529 -83.1587 -81.9500 -83.4000

4 2.6791 -86.7023 -86.5000

5 5.0303 -85.9727 -85.5000

1 0.4387 -69.5500 -69.6365

Tinggi node 75 cm 2 3 0.3967 1.3028 -75.8500 -82.5500 -75.8520 -82.5120

4 1.0429 -80.4000 -80.5420

5 3.2154 -89.5000 -89.5720

-75

-80

-85

-90

-95

1

2

3

4 5 Jarak (m)

6

7

8

Perbandingan Varians RSSI Micaz pada Outdoor dengan Variasi Tinggi Node, Daya -5 dBm 9 tinggi node 0 cm 8 tinggi node 45 cm tinggi node 75 cm 7

Nilai Varians RSSI

Analisa Data Pengukuran RSSI di Outdoor Variasi ketinggian node, daya transmit semua node = -5 dBm


Perbandingan Mean RSSI Micaz pada Outdoor dengan Variasi Tinggi Node, Daya -5 dBm -65 tinggi node 0 cm tinggi node 45 cm tinggi node 75 cm -70

6 5 4 3 2 1 0

1

2

3

4 5 Jarak (m)

6

7

8

Perbandingan Mean RSSI pada Indoor dengan Variasi Daya, Tinggi Node 0 cm -70 daya 31=> 0 dBm daya 19=> -5 dBm daya 11 => -10 dBm -75 daya 7 => -15 dBm




1 9.9834 -71.2557 -71.1111

1 28.8163 -83.3876 -81.0000

Ptx = 19 ( -5 dBm ) 2 3 4 5.7595 0.3156 0 -90.4229 -93.4541 -95.0000 -89.1111 -93.5000 -95.0000

Ptx = 11 ( -10 dBm ) 1 4 3.7627 16.3727 -90.2222 -92.0000 -90.7969 -91.9926 Ptx = 7 ( -15 dBm ) 1 2 0.7074 3.7505 -91.1157 -93.1123 -90.9444 -93.5000

5 0.1169 -93.0000 -92.9508

5 0.3641 -94.0433 -94.0000

4 7.5872 -86.8348 -86.6667

5 2.4096 -82.5055 -82.3889

-80

-85

-90

5 0.1578 -91.8423 -92.0000

-95

1

2

3

4 5 Jarak (m)

6

7

8

Perbandingan Varians RSSI Micaz pada Indoor dengan Variasi Daya, Tinggi Node 0 cm 40 daya 31=> 0 dBm daya 19=> -5 dBm 35 daya 11 => -10 dBm daya 7 => -15 dBm 30

Nilai Varians RSSI


Ptx = 31 ( 0 dBm ) 2 3 37.2240 1.7394 -82.0236 -88.1192 -80.9444 -88.2778


Analisa Data Pengukuran RSSI di Indoor Variasi daya, ketinggian semua node = 0 cm

25 20 15 10 5 0

1

2

3

4 5 Jarak (m)

6

7

8


1 1.4577 -62.7501 -62.6667

Ptx = 31 ( 0 dBm ) 2 3 1.6897 0.9509 -61.1671 -65.1362 -61.3333 -65.3889

1 2.0339 -74.3100 -73.9444

Ptx = 19 ( -5 dBm ) 2 3 12.5554 1.2519 -75.5219 -82.3523 -75.6111 -82.3889

1 1.6741 -87.7322 -87.6667

Ptx = 11 ( -10 dBm ) 2 3 4 0.2634 0.1860 26.9957 -79.6602 -84.6333 -86.3015 -79.8333 -84.6667 -84.0556

1 1.2873 -88.6640 -88.5000

Ptx = 7 ( -15 dBm ) 2 3 12.7976 0.2772 -84.8656 -90.5250 -82.4444 -90.7222

4 0.7505 -66.5781 -66.2778

5 1.0693 -68.6728 -68.8889

Perbandingan Mean RSSI Micaz pada Indoor dengan Variasi Daya, Tinggi Node 45 cm -60

-65


Analisa Data Pengukuran RSSI di Indoor Variasi daya, ketinggian semua node = 45 cm

-70

daya 31=> 0 dBm daya 19=> -5 dBm daya 11=> -10 dBm daya 7 => -15 dBm

-75

-80

-85

-90



4 6.9764 -80.9144 -81.5000

4 3.1101 -84.7677 -84.9444

5 0.8814 -77.6542 -77.9444

-95

1

2

5 3.3467 -91.3526 -90.7222

4 5 Jarak (m)

6

7

8

daya 31=> 0 dBm daya 19=> -5 dBm daya 11=> -10 dBm daya 7 => -15 dBm

25

5 5.8629 -83.7411 -83.3333

3

Perbandingan Varians RSSI Micaz pada Indoor dengan Variasi Daya, Tinggi Node 45 cm 30

Nilai Varians RSSI


20

15

10

5

0

1

2

3

4 5 Jarak (m)

6

7

8

1 9.9834 -71.2557 -71.1111


1 1.4577 -62.7501 -62.6667

Tinggi node 45 cm 2 3 1.6897 0.9509 -61.1671 -65.1362 -61.3333 -65.3889


1 0.8145 -60.4444 -60.2309

Tinggi node 75 cm 2 3 1.0369 20.2841 -63.4444 -77.8333 -63.5534 -78.2329

4 7.5872 -86.8348 -86.6667

5 2.4096 -82.5055 -82.3889

4 0.7505 -66.5781 -66.2778

5 1.0693 -68.6728 -68.8889

4 5.0953 -71.8889 -72.0677

5 4.2177 -72.7222 -72.5440



Tinggi node 0 cm 2 3 37.2240 1.7394 -82.0236 -88.1192 -80.9444 -88.2778

Perbandingan Mean RSSI Micaz pada Indoor dengan Variasi Tinggi Node, Daya 0 dBm -60 tinggi node 0 cm tinggi node 45 cm tinggi node 75 cm -65

-70

-75

-80

-85

-90

1

2

3

4 5 Jarak (m)

6

7

8

Perbandingan Varians RSSI Micaz pada Indoor dengan Variasi Tinggi Node, Daya 0 dBm 40 tinggi node 0 cm tinggi node 45 cm 35 tinggi node 75 cm 30

Nilai Varians RSSI

Analisa Data Pengukuran RSSI di Indoor Variasi ketinggian node, daya transmit semua node = 0 dBm

25 20 15 10 5 0

1

2

3

4 5 Jarak (m)

6

7

8



1 28.8163 -83.3876 -81.0000

1 2.0339 -74.3100 -73.9444

Tinggi node 45 cm 2 3 12.5554 1.2519 -75.5219 -82.3523 -75.6111 -82.3889

1 1.6500 -67.9444 -68.0701

Tinggi node 75 cm 2 3 1.2565 4.9063 -76.2778 -84.1111 -75.9655 -84.5241

4 0 -95.0000 -95.0000

5 0.1578 -91.8423 -92.0000

-75

-80

-85

-90

4 6.9764 -80.9144 -81.5000

4 1.3575 -85.5556 -85.4577

5 0.8814 -77.6542 -77.9444

5 2.3400 -83.3333 -83.1867

-95

1

2

3

4 5 Jarak (m)

6

7

8

Perbandingan Varians RSSI Micaz pada Indoor dengan Variasi Tinggi Node, Daya -5 dBm 30 tinggi node 0 cm tinggi node 45 cm tinggi node 75 cm 25

Nilai Varians RSSI


Tinggi node 0 cm 2 3 5.7595 0.3156 -90.4229 -93.4541 -89.1111 -93.5000

Perbandingan Mean RSSI Micaz pada Indoor dengan Variasi Tinggi Node, Daya -5 dBm -65 tinggi node 0 cm tinggi node 45 cm tinggi node 75 cm -70


Analisa Data Pengukuran RSSI di Indoor Variasi ketinggian node, daya transmit semua node = -5 dBm

20

15

10

5

0

1

2

3

4 5 Jarak (m)

6

7

8

Ptx = 0 dBm Ruang

1

2

Node

1

2

3

4

5

Varians

6.0872

52.3635

5.2068

0.2180

-

Mean

-73.3459

-82.8488

-86.2862

-88.3779

-

Median

-73.0000

-79.5500 -85.4000 Ptx = -5 dBm

-88.2000

-

Perbandingan Mean RSSI Micaz pada Dua Ruang dengan Variasi Daya, Tinggi Node 0 cm -70 daya 31=> 0 dBm (Ruang 1) daya 31=> 0 dBm (Ruang 2) daya 19=> -5 dBm (Ruang 1) -75 daya 19=> -5 dBm (Ruang 2) daya 11 => -10 dBm daya 7 => -15 dBm Nilai Mean RSSI (dBm)

Analisa Data Pengukuran RSSI di Dua Ruang Variasi daya, ketinggian semua node = 0 cm

-80

-85

-90

Ruang

1

2

-95 1.5

Node

1

2

3

4

5

Varians

0.4711

0.7872

0.5114

0.2091

-

Mean

-79.3071

-86.6468

-88.7555

-92.7432

-

Median

-79.2000

-86.2000

-88.6500

-92.8000

-

2

Node

1

2

3

4

5

Varians

0.3675

0.5193

0.2448

-

-

Mean

-94.1667

-90.9000

-94.2500

-

-

Median

-94.1857

-90.6798

-94.4150

-

-

3 Jarak (m)

3.5

4

4.5

50

Nilai Varians RSSI

1

2.5

Perbandingan Varians RSSI Micaz pada Dua Ruang dengan Variasi Daya, Tinggi Node 0 cm 60

Ptx = -10 dBm Ruang

2

40

30 daya 31=> 0 dBm (Ruang 1) daya 31=> 0 dBm (Ruang 2) daya 19=> -5 dBm (Ruang 1) daya 19=> -5 dBm (Ruang 2) daya 11 => -10 dBm daya 7 => -15 dBm

20

10

0 1.5

2

2.5

3 Jarak (m)

3.5

4

4.5

Analisa Data Pengukuran RSSI di Dua Ruang Variasi ketinggian, daya semua node = 0 dBm

Perbandingan Mean RSSI Micaz pada Dua Ruang dengan Variasi Tinggi, Daya 0 dBm -60

Tinggi 0 cm

-65

1

2

Node

1

2

3

4

5

Varians

6.0872

52.3635

5.2068

0.2180

-

Mean

-73.3459

-82.8488

-86.2862

-88.3779

-

Median

-73.0000

-79.5500

-85.4000

-88.2000

-


Ruang

1

2

-80

-90

Node

1

2

3

4

5

Varians

31.7305

44.2283

36.7248

2.0758

0.3947

Mean

-63.8507

-73.0817

-78.3879

-87.2812

-85.7912

Median

-61.1111

-75.3889

-76.2222

-87.1667

-5.8333

-95 1.5

tinggi tinggi tinggi tinggi tinggi tinggi 2

0 cm (Ruang 1) 0 cm (Ruang 2) 45 cm (Ruang 1) 45 cm (Ruang 2) 75 cm (Ruang 1) 75 cm (Ruang 2) 2.5

3 Jarak (m)

3.5

4

4.5

Perbandingan Varians RSSI Micaz pada Dua Ruang dengan Variasi Tinggi,Daya 0 dBm 60

Ptx = -15 dBm

50

1

2

Node

1

2

3

4

5

Varians

0.6743

1.0204

28.7378

0.2739

0.2242

Mean

-62.4444

-63.5000

-83.3333

-90.9444

-.7778

Median

-62.4016

-63.0893

-83.8806

-91.0206

-.7948

Nilai Varians RSSI

Ruang

-75

-85

Tinggi 45 cm Ruang

-70

40

30

tinggi tinggi tinggi tinggi tinggi tinggi

20

0 cm (Ruang 1) 0 cm (Ruang 2) 45 cm (Ruang 1) 45 cm (Ruang 2) 75 cm (Ruang 1) 75 cm (Ruang 2)

10

0 1.5

2

2.5

3 Jarak (m)

3.5

4

4.5

Analisa Konsumsi Arus node 1

node 2

node 3

2

35

34.3

34.5

4

32.9

32.8

33.6

6

32.1

30.2

32.5

8

30.1

28.9

31.6

10

29.1

26.9

29.5

12

27.7

25.6

28.3

14

25.9

24.8

26.8

16

24

23.3

24.9

18

22

21.9

23.5

20

19.1

19.5

20.8

22

18.3

16

19.2

24

16.1

14.3

17

26

14.9

13.7

15.6

28

12.4

12.5

14.2

30

11.6

12

13.1

32

8.8

8.3

11.2

34

7.2

7.5

10

36

4

6.6

8.1

38

3.8

4.8

6.5

40

3

3.4

4.1

42

2.6

3

3.3

42 jam 20 menit

1.7

2.8

2.1

42 jam 40 menit

-

1.9

1.8

42 jam 50 menit

-

-

1.5

Pengamatan konsumsi arus dimaksudkan agar dapat mengetahui karakteristik konsumsi arus pada baterai yang digunakan node dalam pengukuran RSSI yang telah dirancang pada jaringan sensor nirkabel. Setiap node dipasang baterai AA 1.5 Volt dengan brand ABC Dry Cell. Pengukuran divariasikan berdasarkan periode pengiriman paketnya, yaitu 100 ms (node1), 500 ms (node 2), dan 1000 ms (node 3). hasil pengukuran konsumsi arus 40 node1 node2 node3

35 30 25

arus (mA)

jam ke

20 15 10 5 0

0

5

10

15

20 25 waktu (jam ke-)

30

35

40

45

Kesimpulan (1) Berdasarkan hasil pengukuran dan analisa maka didapatkan kesimpulan sebagai berikut:  Pada pengukuran outdoor dan indoor terdapat beberapa parameter yang mempengaruhi nilai

RSSI pada setiap node yang disebar antara lain : jarak node – base stasion, daya transmit dan ketinggian node.  Beberapa hasil pengukuran indoor berdasarkan :  variasi jarak  nilai RSSI node 1 jarak 1.5 m dari sink sebesar – 83.1004 dBm dan node 5 jarak 7.5 m dari sink sebesar -

90.5457 dBm pada daya 0 dBm

 variasi daya transmit  pada Ptx 0 dBm, nilai RSSI node 1 sebesar -83.1004 dBm dan  pada Ptx -5 dBm, nilai RSSI node 1 sebesar -87.4880 dBm

 variasi ketinggian node  pada ketinggian node 0 cm, nilai RSSI node 1 sebesar -83.1004 dBm dan pada ketinggian

75 cm, nilai RSSI node 1 sebesar -63.6500 dBm

Kesimpulan (2)  Beberapa hasil pengukuran outdoor berdasarkan :  variasi jarak  nilai RSSI node 1 jarak 1.5 m dari sink sebesar – 71.2557 dBm dan node 5 jarak 7.5 m dari sink sebesar -

82.5055 dBm pada daya

 variasi daya transmit  pada Ptx 0 dBm, nilai RSSI node 1 sebesar -71.2557 dBm dan  pada Ptx -5 dBm, nilai RSSI node 1 sebesar -83.3876 dBm

 variasi ketinggian node  pada ketinggian node 0 cm, nilai RSSI node 1 sebesar -71.2557 dBm dan pada ketinggian 75 cm, nilai

RSSI node 1 sebesar -60.4444 dBm

Kesimpulan (3) 

Berdasarkan hasil pengukuran, semakin jauh jarak maka nilai RSSI semakin kecil. Begitu juga dengan semakin kecil daya transmit node maka semakin kecil nilai RSSI node.



Ketinggian node sangat mempengaruhi nilai RSSI, semakin tinggi letak node maka nilai RSSI semakin besar pula.



Perbandingan hasil pengukuran outdoor dan indoor menunjukkan bahwa nilai RSSI di indoor lebih baik dibandingkan nilai RSSI di outdoor.



Nilai varians besar terjadi pada node yang ketinggiannya rendah misalnya 0 cm dari tanah/lantai.



Rekomendasi bagi perencana jaringan sensor nirkabel saat ini adalah lebih baik direncanakan jaringan dengan jumlah sensor yang banyak dengan range sensor kecil sehingga konektifitas jaringan tetap terjaga dan konsumsi daya sensor kecil, apalagi dengan kemajuan dibidang mikroelektronika sekarang yang memungkinkan diproduksi sensor dalam jumlah yang besar dengan biaya rendah.

Saran  Pada penelitian ini model topologi jaringan sensor single hop,

untuk penelitian selanjutnya dapat digunakan model topologi jaringan yang lain seperti multihop atau yang lainnya. Pengukuran juga bisa lebih banyak dilakukan dengan berbagai kondisi lainnya

Daftar Pustaka 

_, (Oct 2003),“Wireless Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications for Low-Rate Wireless Personal Area Networks (LR-WPANs)”. IEEE Computer Society.



Adianto YP (2008),”Komunikasi Multihop dengan Jaringan Sensor Nirkabel”, Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro ITS, Surabaya



Akyldiz, I.F, Sankarasubramaniam, Y, dan Cayirci, E. (2002),”A Survey on Sensor Network”, IEEE Commun Mag, hal. 102-114.



Agrawal P, Patwari N, Student Member IEEE.” Correlated Link Shadow Fading in Multi-Hop Wireless Network”



Chakrabarty, Krishnendu., Iyengar, S.S., (2005). “Scalable Infrastructure for Distributed Sensor Networks”. Springer., London. pp.5.



Karl H, Willig A, (2005), “Protocols and Architecture For Wireless Sensor Networks”, John Wiley & Sons Ltd, The Atrium, Southern Gate, Chichester, West Sussex PO19 8SQ, England Telephone (+44) 1243 779777



Karedal J, Almers P, Tufvesson F, F. Molish A, (2010), “A MIMO Channel Model for Wireless Personal Area Network”, IEEE Transaction on Wireless Communication Vol. 9 , No. 1



Koutroullos, Marios. “Biological Nature and Inspirated Mecanisms for Adaptive and Robust Self-Organization in Wireless Sensor Networks”. University of Cyprus.



Ilyas, Mohammad., Mahgoub, Imad., (2005). “Handbook of Sensor Networks Compact Wireless and Wired Sensing Systems”. Boca Raton: CRC Press.

Daftar Pustaka 

Mahalik, Nitaigour P., (2007),” Sensor Networks and Configuration Fundamentals, Standards, Platforms, and Applications.”,Springer.



Rappapport T, (1996), “Wireless Communication Principle and Practice”, Prentice Hall, New Jersey



Siam Z.M, Krunz M , Younis O. (2008).” Energy-Efficient Clustering/Routing for Cooperative MIMO Operation in Sensor Networks”. Technical Report TR-UA-ECE-2008-2



Sklar, B. “Rayleigh fading channels in mobile digital communication systems part I : characterization,” IEEE Communications Magazine,September 1997.



Shen Yi, Kalyanarman S, “Asynchronous Cooperative MIMO Communication and Capacity Analysis”, Department of Electrical, Computer,and System Engineering Rensselaer Polytechnic Institute, Troy, NY 12180



Sohraby, Kazem., Minoli, Daniel., Znati, Taieb., 2007. “Wireless Sensor Network: Technology, Protocol, and Applications”. Wiley-Interscience



Wardihani ED, (2008), ”Sistem Deteksi Terdistribusi pada Jaringan Sensor Nirkabel”, Thesis Jurusan Teknik Elektro ITS, Surabaya



Wicaksono EW, (2009), ”Desain dan Implementasi Mobile Sink pada Jaringan Sensor Nirkabel”, Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro ITS, Surabaya



Wyne S, Santos T, Tufvesson F, F.Molisch A, (2008), “Channel Measurenments of an indoor Office Scenario for Wireless Sensor Application”, IEEE Global Telecommunications Conference



Wyne S, Singh P A, Tufvesson F, (2009),”A Statistical Model for Indoor Office Wireless Sensor Channels”, IEEE Transaction on Wireless Communications, Vol 8, No. 8



Yarkoni N, Blaunstein N, (2006), “Prediction of Propagation Characteristics in Indoor Radio Communication Environment”, Progress in Electromagnetics Research, PIER 59, 151-174



Yang Li X, (2008), “Wireless Ad Hoc and Sensor Networks”, Cambridge University Press

 Terima Kasih

Karakterisasi Propagasi Indoor dan Outdoor pada Jaringan Sensor Nirkabel

Recommend Documents