Seminar Nasional Teknologi Informasi dan Komunikasi Terapan (SEMANTIK) 2015
543
Konsep Wireless Sensor Network pada Sistem Wireless Fingerprint Untuk Pengelolaan dan Monitoring Data Presensi Aswadul Fitri Saiful Rahman*), I Wayan Mustika**), Sri Suning Kusumawardani***) Teknik Elektro dan Teknologi Informasi, Universitas Gadjah Mada E-Mail: *
[email protected], **
[email protected], ***
[email protected] Abstrak Wireless Sensor Network (WSN) merupakan jaringan telekomunikasi yang awalnya dipergunakan untuk operasi militer yang bersifat rahasia, tetapi penerapannya melebar ke berbagai area seperti monitor kesehatan dan bidang industri lainnya. Jaringan sensor terdiri dari beberapa stasiun disebut sensor node, berukuran kecil, portable dan diintegrasikan dengan transduser, mikrokontroler serta sumber listrik. Konsep WSN merupakan beberapa sensor node di beberapa tempat dimana data sensor node tersebut dikumpulkan pada pusat melalui modul RF nirkabel. Fingerprint merupakan sensor identifikasi sidik jari yang mempunyai tingkat perbedaan yang tinggi antara manusia satu dengan yang lain. Dalam paper ini dibahas beberapa literatur teknologi dalam sistem fingerprint, yang nantinya dijadikan pengembangan sistem lebih lanjut dengan konsep WSN dengan memanfaatkan modul Wireless XBee Pro S2B. Konsep ini menjadi referensi bagi sebuah instansi perguruan tinggi yang mempunyai banyak gedung dengan jarak cukup jauh dan difokuskan untuk pengelolaan presensi mahasiswa yang terhubung ke database server. Konsep ini diharapkan dapat membantu untuk mengelola dan memonitor data presensi, ruang kelas, aktivitas yang lain di kelas menjadi lebih baik serta membantu mencegah penggandaan data. Kata kunci: WSN, Fingerprint, Wireless, XBee.
1. PENDAHULUAN Wireless Sensor Network merupakan jaringan telekomunikasi yang awalnya dipergunakan untuk operasi militer yang bersifat rahasia, tetapi penerapannya melebar ke berbagai area seperti monitor kesehatan dan bidang industri lainnya. Jaringan sensor terdiri dari beberapa stasiun disebut sensor node, berukuran kecil, portable dan diintegrasikan dengan transduser, mikro serta sumber listrik. Konsep WSN merupakan beberapa sensor node di beberapa tempat, data sensor tersebut dikumpulkan pada pusat melalui RF modul nirkabel.
Biometrik merupakan metode unik untuk mengenali manusia berdasarkan ciri fisik atau perilaku intrinsik, sekarang ini biometrik digunakan untuk pengaturan kontrol akses dalam sebuah sistem [1]. Sistem biometrik yang berkembang antara lain, pengenalan sidik jari, pengenalan wajah, pengenalan retina atau iris dan pengenalan suara, dimana mempunyai karakteristik yang berbeda-beda [2]. Fingerprint merupakan sensor identifikasi sidik jari yang mempunyai tingkat
ISBN: 979-26-0280-1
perbedaan tinggi antara manusia satu dengan yang lain. Dalam paper ini dibahas
beberapa sistem teknologi pengenalan sidik jari yang sudah diaplikasikan ke dalam sensor fingerprint yang diimplementasikan menggunakan hardware Arduino uno dan XBee sebagai media transmisi nirkabel. Paper ini berfokus pada literatur yang sudah ada dan pengembangan lebih lanjut untuk sistem presensi fingerprint nirkabel yang dikemas dalam bentuk simple dan untuk identifikasi presensi pelajar dan pengelolaan data yang lebih baik dan bersifat realtime. Sistem yang akan dikembangkan menggunakan konsep Wireles Sensor Network, sebuah jaringan yang menghubungkan perangkat seperti end device, router, sink node dan coordinator (Gambar 1) [3]. Sistem ini dapat terhubung secara ad-hop maupun multihop, dimana data dari beberapa titik akan dikirimkan berupa paket data melalui protokol.
544
Seminar Nasional Teknologi Informasi dan Komunikasi Terapan (SEMANTIK) 2015
Gambar 1. Tipe protokol Zigbee [3]
Rencana pengembangan akan difokuskan pada pelajar sebagai subjeknya, dimana banyaknya jumlah mahasiswa dapat berpeluang untuk memanipulasi data terutama dalam presensi dan kedisiplinan selama mengikuti kegiatan, serta memudahkan dalam pengelolaan data terutama tempat perkuliahan yang berbeda gedung. Peralatan konvensional yang berupa lembaran kertas, sangat berpeluang tercecer, hilang dan rawan manipulasi data. Finger-print modern yang memiliki beberapa fasilitas pendukung yang canggih dan lengkap tetapi harganya masih sangat mahal. Dengan mengacu pada literature atau penelitian sebelumnya, akan diusulkan perancangan small portable fingerprint yang bebas bergerak dan simple. Gambar 2 memperlihatkan merupakan perbandingan peralatan presensi. Perangkat ini akan terintegrasi dengan sistem yang ada di lokal server yang akan ikut dikembangkan.
Gambar 2. Perbandingan peralatan presensi
ISBN: 979-26-0280-1
2. LITERATUR DAN LANDASAN TEORI Dalam bagian 2 ini, akan dibahas beberapa literatur dan landasan teori yang mendukung dalam pengembangan sistem ini. A. Literatur Pada penelitian sebelumnya sudah banyak yang membahas mengenai sistem identifikasi, terutama dalam sistem fingerprint. Perangkat keras ini sudah banyak yang dijual di pasaran dengan berbagai teknologi yang maju, baik portable maupun dengan kabel, harganya bisa dibilang cukup mahal. Design and Development of Portable Classroom Attendance System Based on Arduino and Fingerprint Biometric, ini merupakan penelitian dalam pengembangan fingerprint biometrik portable di dalam kelas dan semua data tersimpan dalam SD card atau memori, dengan memori sebagai penyimpan data, dimungkinkan untuk memindah data ke laptop atau PC dan memori bersifat terbatas [4]. Fingerprint Attendance System for classroom need, dalam penelitian ini menggunakan dua sistem pengiriman data yaitu dengan kabel USB terhubung ke komputer dan melalui SD card yang ada didalam portable fingerprint, untuk penyimpanan data di dalam komputer menggunakan GUI yang didesain menggunakan visual basic, sedangkan hardware memanfaatkan mikrokontroler PIC18F4550 dan sensor SM630. SD card digunakan untuk menyimpan data yang lebih banyak tetapi pengumpulan data ke komputer dibutuhkan waktu lebih banyak [5]. The Design of Wireless Students Management System based on Fingerprint Sensor, dalam paper ini menggunakan metode nirkabel dengan modul nRF903 dan sensor FPS200, data dikelola menggunakan Delphi 5.0 [6]. nRF903 merupakan single transceiver dengan data rate 76.8 kbit/s.
Seminar Nasional Teknologi Informasi dan Komunikasi Terapan (SEMANTIK) 2015
Time Attendance System with Multistation and Wireless Communications, paper ini dalam penelitiannya menggunakan sensor SFM3050TCI OEM dan modul XBee MaxStream dengan jangkauan outdoor rata-rata 300 feet [7], yang difokuskan pada presensi pekerja datang dan pergi. Sedangkan di era sekarang ini dituntut untuk menampilkan data ke dalam sistem informasi dengan berbagai tingkatan akses dan level. B. Fingerprint Fingerprint merupakan salah satu metode identifikasi biometrik yang menggunakan scanning sidik jari, hasil scanning kemudian disimpan dalam bentuk digital pada saat registrasi atau pendaftaran sidik jari. Rekaman sidik jari tersebut akan diproses dan dibuatkan daftar pola fitur sidik jari yang unik dan disimpan dalam database. Pola yang unik ini disebut dengan istilah minutiae [8]. C. Wireless Sensor Network (WSN) Sistem embedded, sistem yang mempunyai fungsi khusus, salah satunya WSN yang terdiri dari beberapa sensor node yang membentuk sistem jaringan sensor nirkabel. Dalam penelitian ini akan digunakan Zigbee yang merupakan jaringan protokol komunikasi tingkat tinggi dengan radio digital yang berukuran kecil dan daya rendah yang berbasis pada standar IEEE 802.15.4. protokol yang didefinisikan oleh berbagai pelaku industri yang membentuk Zigbee Alliance, telah berkembang sistem komersil untuk otomatisasi peralatan rumah, smart energy systems, consumer electronics, industrial sensing dan health care. XBee merupakan salah satu vendor radio komunikasi nirkabel yang menggunakan protokol Zigbee [9]. Dalam WSN, modul XBee digunakan sebagai modul RF yang di tempatkan pada titik end device, router dan coordinator, perangkat ini akan diintegrasikan dengan perangkat mikrokontroler (Arduino).
ISBN: 979-26-0280-1
545
3. METODOLOGI DAN KONSEP Dalam pengembangan sistem dengan konsep WSN, terdapat beberapa komponen utama yaitu arsitektur hardware dan pengembangan software. A. Hardware Perancangan ini terdiri dari beberapa hardware utama yang digunakan untuk merancang sistem, seperti Gambar 3 yang menunjukkan contoh arsitektur hardware [10] dengan perubahan beberapa struktur. Komponen yang direncanakan terdiri dari mikrokontroler, XBee Pro S2B, fingerprint sensor seri ZFM20, adapter Xbee dan LCD.
Gambar 3. Arsitektur hardware
B. Software Software merupakan komponen penting yang menunjang dalam perancangan sistem. 1) Arduino Integrated Development Environment (IDE) dan X-CTU Arduino IDE merupakan perangkat lunak yang digunakan untuk membuat program dan berkomunikasi dengan perangkat mikrokontroler, sedangkan XCTU digu-nakan untuk mengkonfigurasi modul XBee sebagai media transmisi [11]. 2) Python dan PHP Python merupakan bahasa pemrograman interpretatif multiguna dengan perancangan yang berfokus pada tingkat keterbacaan kode dan bersifat freeware serta tidak ada batasan dalam mendistribusikannya. Python juga mempunyai kemampuan dalam berkomunikasi dengan perangkat elektronik melalui port serial, seperti bahasa pemrograman lainnya. PHP,
546
Seminar Nasional Teknologi Informasi dan Komunikasi Terapan (SEMANTIK) 2015
dalam hal ini digunakan sebagai interface web server untuk mengakses data. 3) Mysql Database server salah satunya yaitu Mysql, ini merupakan software sistem manajemen basisdata (DBMS) yang bersifat freeware di bawah lisensi GPL(General Public License). Database ini digunakan untuk menyimpan berbagai informasi data secara terstruktur, dalam hal ini data presensi yang ditransfer melalui jaringan nirkabel (WSN). C. Konsep Desain dan Pengembangan Berdasarkan literatur sebelumnya, pada pengembangan ini akan digunakan be-berapa hardware dan metodologi yang berbeda, seperti metode yang dilakukan dalam eksekusi enroll, match, dan delete dimana data template serta manajemen aturan presensi disimpan pada satu server. Dengan ini dimungkinkan akses lebih dari satu sensor dengan user yang sama. Sensor fingerprint megirimkan paket data yang diolah dengan arduino IDE diteruskan oleh protokol Zigbee ke coordinator Xbee (ProS2B) dengan jangkauan outdoor sekitar 2 mile dan data rate sampai 1 Mbps. User mendapatkan notifikasi sukses melalui LCD yang meliputi nama dan presentasi presensi pada pelajaran yang sedang diikuti. Perancangan ini merupakan sebuah konsep untuk pengembangan sistem pengelolaan presensi. Untuk alur presensi pada konsep ini dimulai dari pengajar kemudian diikuti pelajar dan berlangsung selama jam kegiatan selesai. Gambar 4 menunjukkan alur dari konsep jalannya presensi dimana seorang pengajar terlebih dahulu membuka akses perangkat presensi dengan memilih matakuliah (matkul) yang akan di ajarkan atau membuka status kelas menjadi open, setelah akses open mahasiswa bisa melakukan presensi dan melihat presentasi kehadiran selama satu semester. Pada konsep ini, nantinya akan di lakukan beberapa analisis transfer data melalui media nirkabel.
ISBN: 979-26-0280-1
Gambar 4. Konsep Alur sistem presensi
4. KESIMPULAN Konsep Sistem presensi wireless fingerprint dengan WSN ini, nantinya diharapkan dapat membantu dalam pengelolaan data presensi dengan lebih baik, dimana salah satu faktornya jarak kelas yang berjauhan dengan ruang akademik. Dengan sistem ini pihak akademik akan lebih mudah dalam memonitor data, ruangan kelas dan kegiatan kuliah yang lain. 5. DAFTAR PUSTAKA [1] S. M. C. A. Selvarani, M. Phil, S. M. C. A. Jebapriya, and R. S. M. M. C. A, “Automatic Identification and Detection of Altered Fingerprints,” pp. 239–243, 2014. [2] H. Van De Haar, D. Van Greunen, D. Pottas, P. Elizabeth, and S. Africa, “The Characteristics of a Biometric,” 2013.
Seminar Nasional Teknologi Informasi dan Komunikasi Terapan (SEMANTIK) 2015
[3] A. El Zawawi, M. Ieee, and A. Ibrahim, “Using ZigBee to Build a Web-Based DCS System,” pp. 1–8, 2012. [4] N. I. Zainal, K. A. Sidek, T. S. Gunawan, H. Mansor, and M. Kartiwi, “Design and Development of Portable Classroom Attendance System Based on Arduino and Fingerprint Biometric,” pp. 3–6. [5] C. Engineering, “Fingerprint Attendance System for classroom needs,” pp. 433– 438, 2012. [6] L. Ma, J. Pan, L. Cao, and J. Shen, “The Design of Wireless Students Management System Based on Fingerprint Sensor,” 2010 Int. Conf. Ebus. E-Government, pp. 2153–2155, May 2010. [7] “Time Attendance System with Multistation and Wireless Communications, Pedro Sim ˜ e Fonseca DETI - Universidade de Aveiro Campos Universit ´ ario de Santiago 3810-193 Aveiro { psimao , jaf } @ ua . pt Vasco Santos Micro I / O - Servic ¸ os de Electr ´ onica , Lda Zona Industrial da Taboeira Lote 31-D , 3800-055 Aveiro.”
ISBN: 979-26-0280-1
547
[8] S. Li, S. Member, and A. C. Kot, “Fingerprint Combination for Privacy Protection,” vol. 8, no. 2, pp. 350–360, 2013. [9] Faludi Robert, “Building Wireless Sensor Network ,” 2011. [10] V. Boonsawat, J. Ekchamanonta, K. Bumrungkhet, and S. Kittipiyakul, “XBee Wireless Sensor Networks for Temperature Monitoring.” [11] M. F. M. Fuzi, A. F. Ibrahim, M. H. Ismail, and N. S. A. Halim, “HOME FADS: A dedicated fire alert detection system using ZigBee wireless network,” 2014 IEEE 5th Control Syst. Grad. Res. Colloq., pp. 53–58, Aug. 2014.
