MONITORING PERGERAKAN HEWAN TERNAK MENGGUNAKAN TEKNOLOGI RFID ANIMALS CATTLE MOVEMENT MONITORING USING RFID TECHNOLOGY
Hasyrif SY 1), Andani Achmad 2), Muh. Niswar 3) Jurusan Teknik Informatika, STMIK Dipanegara 1) Ketua Jurusan Teknik Elektro, Universitas Hasanuddin 2) Ketua Lab PTIK, Universitas Hasanuddin 3)
Alamat Korespondensi: Hasyrif SY Jurusan Teknik Informatika, STMIK Dipanegara Makassar, 0411-587194 HP: 081355864261 Email :
[email protected]
1
Abstrak Penelitian ini bertujuan merancang alat untuk mencegah terjadinya pencurian hewan ternak sebagai peringatan dini apabila ada hal-hal yang tidak sesuai dengan kondisi seharusnya. Metode kerja alat ini mengadopsi sistem geombang radio. Alat yang disebut tag RFID memancarkan gelombang yang akan diterima oleh penerima (RFID Reader). Setiap tag memiliki identitas unik yang akan ditransmisikan dan akan dikirim kekomputer untuk diolah. Pengolahan data tersebut diaplikasi di komputer dan memberikan gambaran secara visual tentang status hewan ternak yang masih berada dilokasi yang telah ditentukan atau berada di luar lokasi. Jika tag tidak terdeteksi oleh aplikasi, maka aplikasi akan memberikan peringatan. Pengujian dilakukan dengan pelacakan identitas tag oleh reader kemudian pengujian transmisi data dari reader ke komputer melalui komunikasi wireless. Hasil pengujian menunjukkan bahwa jarak efektif untuk pengiriman data dari tag ke kompuer ialah 200 meter dalam konsisi LOS (line of sight) atau tanpa penghalang Kata Kunci: Hewan Ternak, Wireless Sensor Network, Monitoring, RFID, Socket Programming
Abstract The study aims to design a device capable of preventing livestock theft by profiding early system when things go wrong. Such a device adopts the work device named RFID Tags Transmitting waves to the receiver (RFID Reader) and each tag has a unique identity to be transmitted to the computer for further processing. The processing of such data by an application in the computer will provide visual information of the existence of the animal in the designated area. When a tag is not detected by the application, then it will give a warning. An experiment was carried out by tracking an identity tag and testing the data tramsmission from the reader to the computer through wireless communication. The test proves that the effective range for the data transmission from the tag to the computer is 200 metres in LOS (line of sight) condition (without barrier). The study also indicates that the range of the devide depends on two things: the device infrastructure and the condition in the field where the cattle are placed. Keywords: cattle, wireless sensor network, monitoring, RFID, socket programming
2
PENDAHULUAN Indonesia merupakan negara yang kaya, beraneka macam tumbuh-tumbuhan dan hewan dapat ditemukan dengan mudah, tidak heran jika jenis pekerjaan yang banyak digeluti oleh penduduk di negeri ini ialah bertani dan beternak. Disebagian besar wilayah indonesia hewan ternak yang banyak di pelihara ialah sapi dan kambing, model pemeliharaannya ialah dengan menempatkan hewan tersebut dalam suatu wilayah tertentu kemudian pemilik mengawasi ternaknya secara langsung. Biasanya ternak ini di tempatkan di wilayah yang terbuka (contoh : lapangan), hal ini menimbulkan satu masalah baru, yaitu kemungkinan terjadinya aksi pencurian terhadap hewan ternak tersebut, tentu hal ini bisa mendatangkan kerugian yang sangat besar bagi para peternak. Untuk mencegah terjadinya pencurian tersebut para pemilik mengawasi hewan ternaknya secara langsung. Saat jumlah ternaknya masih sedikit tentu aktifitas ini mungkin masih terasa ringan, tetapi secara alami tentu jumlah hewan tersebut akan bertambah dari hari ke hari. Mengawasi hewan ternak yang banyak (puluhan bahkan hingga ratusan) tentu merupakan aktifitas yang cukup sulit karna ternak yang banyak membutuhkan wilayah yang lebih luas sementara pandangan mata manusia terbatas dan menghitung jumlah seluruh hewan ternak (untuk memastikan tidak ada yang kurang) setiap saat tentu merupakan pekerjaan yang membosankan. Ditambah lagi tidak mungkin pemilik akan memantau hewan ternak tersebut sehari penuh mengingat mereka juga memiliki aktifitas lain yang mungkin tidak bisa dihindari. Berdasarkan uraian diatas maka peneliti mencoba membuat sebuah aplikasi yang melibatkan penggunaan komputer dan jaringan sensor nirkabel untuk mendeteksi status hewan ternak (apakah masih berada dalam wilayah yang telah ditentukan atau tidak). Dan mengirimkan informasi tersebut ke pemilik hewan ternak. Dengan adanya aplikasi ini pemilik ternak tidak perlu lagi melakukan pengawasan secara langsung karna proses pengawasan bisa dilakukan di tempat lain. Aplikasi tersebut akan memberitahukan status dari hewan ternak (dalam bentuk visual) dan akan mengirimkan peringatan apabila hewan ternak yang sedang di monitoring telah keluar dari area yang ditentukan. Dengan adanya peringatan tersebut pemilik dapat mengetahui adanya upaya pencurian hewan ternak sehingga dan bertindak dengan cepat sehingga potensi terjadinya pencurian ini menjadi lebih kecil. Perancangan Sistem Pengendali dan Penjadwal Lampu Ruangan Berdasarkan Database Melalui Komunikasi Wireless Zigbee. Penelitian ini bertujuan untuk merancang
3
dan membuat peralatan pengendali dan penjadwal lampu ruangan berdasarkan database dengan menggunakan komunikasi secara wireless menggunakan zigbee sebagai jembatan komunikasi antara stasiun master sebagai pusat pengendali dan pengatur jadwal dengan stasiun slave sebagai peralatan pengendali lampu ruang kuliah (Ilham dkk.,2008). Rancang Bangun Sistem Monitoring Kualitas Udara Menggunakan Teknologi Wireless Sensor Network (WSN). Penelitian lain yang pernah dilakukan yaitu sistem pendeteksi kualitas udara, sistem terdiri dari beberapa sensor yang dipasang di beberapa titik untuk menangkap kelembaban udara kemudian pengiriman data sensor ini menggunakan teknologi wireless sebagai media komunikasi data diantara sensor (Muhammad dkk.,2008). Sistem Deteksi Gempa Bumi Berbasis Jaringan Sensor Nirkabel. Perangkat ini terdiri dari beberapa sensor yang akan membaca beberapa gejala alam dan mengirimkan hasilnya ke gateway (Wahyono dkk.,2009). Penelitian ini bertujuan Memanfaatkan perangkat yang menggunakan teknologi jaringan sensor nirkabel untuk mengontrol keberadaan hewan ternak dalam wilayah tertentu dan merancang aplikasi yang dapat memberi informasi mengenai posisi hewan ternak secara visual serta penggunaan aplikasi tersebut yang memungkinkan kita untuk melakukan monitoring/pengawasan hewan ternak dari jarak jauh..
BAHAN DAN METODE Lokasi dan Rancangan penelelitian Penelitian ini akan dilakukan pada area peternakan hewan kecamatan Tamalanrea Sulawesi Selatan. setiap obyek yang akan dilacak keberadaanya yaitu masing-masing sapi akan dipasangkan/dilekatkan dengan sebuah tag rfid. Tag rfid ini akan dibaca oleh rfid reader (saat tag berada dalam jarak jangkau pembacaaan rfid reader). Saat tag terbaca rfid reader akan menyimpan data dari tag tersebut, sebagai tambahan bahwa setiap tag memiliki angka unik sebagai pengenal dan pembeda setiap tag rfid, rfid reader ini akan dihubungkan dengan arduino untuk melakukan proses pengolahan data dan menggunakan wi-fi shield sebagai media transmisinya. Wi-fi shield akan berfungsi sebagai wi-fi client yang bertugas untuk mengirim data ke access point dan di teruskan ke komputer untuk kemudian ditampilkan ke monitor untuk memudahkan user dalam memantau status posisi hewan ternak (Gambar 1.)
Metode pengumpulan data
4
Data berupa informasi mengenai kondisi lokasi dan hewan ternak yang akan digunakan untuk penelitian ini akan diambil dari peternakan di kecamatan Tamalenrea Sulewesi Selatan. Merupakan tahap mengumpulkan informasi dan data-data arsitektur. Proses ini lebih banyak merupakan studi literatur yang mengacu pada referensi-referensi dalam negeri dan luar negeri. Pengkajian mengarah pada pengumpulan informasi tentang karakteristik sensor yang selanjutnya berupaya mengaitkannya dengan studi data tentang teknologi yang tepat untuk implementasi sistemnya. Analisis data Tahap Perancangan Pada tahap ini, peneliti mengadakan pengamatan secara langsung pada salah satu peternakan hewan yang berada di BTP kecamatan Tamalanrea Sulawesi-Selatan. Berdasarkan pengamatan yang diperoleh maka peneliti akan merancang sebuah sistem monitoring hewan ternak seperti gambar dibawah. Tahap Perencanaan, pada tahap ini, peneliti merencanakan akan membuat sistem monitoring pergerakan hewan ternak dengan menggunakan jaringan sensor nirkabel. Tahap Pelaksanaan, pada tahapan ini, peneliti akan membuat sistem monitoring pergerakan hewan ternak manggunakan jaringan sensor nirkabel sederhana untuk testing. Tahap Pengujian Sistem, untuk mengimplementasikan sistem yang telah dibuat penulis menggunakan metode whitebox testing dalam penelitian guna membuktikan bahwa sistem sensor yang dibuat mencapai tujuan penelitian yaitu : Memasang sistem jaringan sensor nirkabel, Memasang sensor rfid pada beberapa sapi untuk dimonitoring posisinya, Menginstalasi aplikasi monitoring ternak pada komputer pemilik, Membandingkan hasil visualisasi dari aplikasi yang dipasang pada komputer pemilik dengan posisi sapi sebenarnya untuk mengetes tingkat keberhasilan dari sensor nirkabel yang telah dibuat, Tahap Evaluasi, Tahap ini akan menjadi tahapan yang sangat penting untuk menentukan apakah system yang dibuat layak diaplikasikan pada peternakan hewan secara umum nantinya. HASIL System model dari masing-masing alat monitoring hewan ternak ini dapat berfungsi, Pertama-tama rfid tag yang digunakan adalah tag pasif, tag ini tidak memiliki catu daya, tag merespon emisi frekuensi radio dan menurunkan dayanya dari gelombang-gelombang energi yang dipancarkan oleh reader. Sebuah tag pasif minimum mengandung sebuah indentifier unik dari sebuah item yang dipasangi tag tersebut. Data tambahan dimungkinkan untuk ditambahkan pada tag, tergantung kepada kapasitas penyimpanannya. RFID tag 5
membutuhkan RFID reader agar bisa terbaca. Untuk RFID Reader ini sendiri menggunakan tipe RDM639, tegangan yang dibutuhkan oleh alat ini adalah sebesar 5V, tegangan ini diambil dengan menghubungkan pin P3.3 yang merupakan ground dari rfid reader dengan ground dari arduino dan P3.2 dengan catu 5V dari papan arduino, sedangkan untuk komunikasi data dari RFID Reader ke arduino dilakukan dengan menghubungkan pin P1.1 pada RFID Reader dan pin d2 pada arduino (lihat gambar xx untuk lebih jelasnya). Berikut ini merupakan spesifikasi pin rfid reader tipe RDM630 (Gambar 2.) Alur interaksi Setelah mengetahui spesifikasi dari rfid reader, berdasarkan bagan, rfid reader di hubungkan modul arduino, disini catu daya dari rfid reader diperolah dari arduino dengan menghubungkan pin catu daya dari arduino dengan kabel catu rfid reader, untuk pengiriman data pin 1.1 pada rfid reader dihubungkan dengan digital pin ke 4 dari arduino, untuk lebih jelasnya berikut gambar rangkaiannya. Arduino merupakan sebuah modul mikrokontroller, layaknya mikrokontroller yang lain, tentunya sebuah modul mikrokontroller dapat bekerja apabila modul tersebut telah diisi dengan program khusus, begitu pula dengan modul arduino, modul tersebut tentu juga perlu diisi/dikonfigurasi dengan menuliskan kode-kode tertentu agar bisa berfungsi sebagaimana mestinya, konfigurasi modul mikrokontroller ini ditulis dengan menggunakan bahasa C dan kode tersebut diketik dengan menggunakan editor khusus yang telah disediakan oleh pihak pembuat modul arduino tersebut. Editor ini dapat kita download langsung di situs resminya yaitu www.arduino.cc, Konfigurasi dilakukan melalui editor tersebut, tentu kode yang dibuat dirancang agar sesuai dengan fungsi yang diharapkan dari modul tersebut. Setelah kita mengetik kode program pada IDE arduino selanjutnya kita melakukan kompile dan memasukkan hasil kompile ke modul arduino. Editor ini juga mampu memberikan pesan kesalahan jika seandainya kita mengetikkan kode atau perintah yang tidak benar. Software Arduino ini dapat diinstal di berbagai operating system(OS) seperti: LINUX, MacOS, Windows (Gambar 3.) Real time monitoring display secara fungsional dari masing-masing alat monitoring hewan ternak ini dapat berfungsi, Pertama-tama rfid tag yang digunakan adalah tag pasif, tag ini tidak memiliki catu daya,
tag
merespon
emisi
frekuensi
radio
dan
menurunkan
dayanya
dari
gelombang-gelombang energi yang dipancarkan oleh reader. Sebuah tag pasif minimum mengandung sebuah indentifier unik dari sebuah item yang dipasangi tag tersebut. Data tambahan dimungkinkan untuk ditambahkan pada tag, tergantung kepada kapasitas 6
penyimpanannya (Gambar 4.) PEMBAHASAN Pada penelitian ini ada beberapa tahapan sistem yang bekerja secara simultan antara satu sub dengan sub yang lain, dimulai dari unit pemantau lokal dengan sistem sensor accelerometer
dikonfigurasi dengan arduino untuk meletakkan format xml kedalam
mikrokontroller yang dilengkapi dengan ethernet sebagai saluran komunikasi data hasil sensor menuju ke pusat pengolahan data dengan sistem database yang dinamis. Selanjutnya dikomunikasikan ke masyarakat sebagai sistem monitoring hewan ternak menggunakan cellular maupun aplikasi website berbasi map Pengukuran sensor getaran pada perangkat Micaz digunakan untuk mendeteksi getaran akibat adanya pergerakan tanah. Menunjukan bahwa perubahan nilai accelerometer mulai dari 0,2g (gravity) sampai 0,49 g baik pada Accellerometert X maupun Y menandakan tanah mulai bergerak tapi belum secara signifikan. Nilai 0,5 g ke atas adalah nilai yang menunjukan perubahan pergerakan tanah secara signifikan. Mulai pada 1 g pergerakan tanah sudah mununjukan aktivitas yang sangat kuat dan sudah mengkuatirkan (Kotta dkk.,2011). Pada peneltitian ini terlihat bahwa perubahan sudut 90 derajat atau 1g (gravity) pada sensor accelerometer menunjukkan peringatan perubahan posisi. Penggunaan wireless sensor network untuk melakukan monitoring terhadap hewan ternak saat ini masih sangat handal. Pemanfaatan jaringan wireless sebagai media transmisi data sangat efektif untuk melakukan pengiriman data hasil sensor dari lokasi ke pusat pengolahan data. Sedangkan hasil penelitian lain menjeskan Jaringan sensor nirkabel dapat menjadi sangat berguna untuk memantau lingkungan terpencil degan infrastruktur jaringan sensor nirkabel dapat menjadi alat yang berguna untuk memfasilitasi pengembangan sistem pemantauan (Rosi dkk.,2010) Database management system adalah perangkat lunak yang didesain untuk membantu memelihara dan memanfaatkan kumpulan data yang besar dan dinamis (Ramakrishnan dkk.,2003). Pada penelitian ini sistem database yang dinamis dirancang untuk penyimpanan (storing) dan fungsi pembacaan (retrieval).
Fungsi penyimpanan
utamanya berkaitan dengan proses akuisisi data oleh server akuisisi data. Server ini setiap saat mengeksekusi perintah untuk menyimpan data pada database sistem. Sedangkan fungsi pembacaan lebih didominasi oleh aplikasi server. Server database tidak melakukan
7
pemrosesan terhadap data-data yang dikomunikasikan baik oleh server akuisisi maupun server aplikasi. Server hanya bertindak mengatur lalu lintas membaca dan menyimpan data. Untuk mendeteksi hewan ternak, yang mencakup desain dan pengembangan wireless sensor network untuk sistem pemantauan dapat dilakukan secara real time (Mishra dkk.,2011). Pada penelitian ini menggambarkan Sebuah tag pasif minimum mengandung sebuah indentifier unik dari sebuah item yang dipasangi tag tersebut. Data tambahan dimungkinkan untuk ditambahkan pada tag, tergantung kepada kapasitas penyimpanannya, (Gambar 5.) KESIMPULAN DAN SARAN WSN adalah suatu sistem jaringan wireless yang menggunakan sensor untuk mendeteksi posisi hewan ternak dalam area tertentu. Keberadaan hewan ternak dapat dipantau secara real time dengan pemantauan langsung menggunakan RFID. Jarak jangkau efektif untuk pengiriman data dari pengirim (wi-fi shield) ke penerima access point dalam penelitian ini hingga 200 meter dalam kondisi LOS (Line Of Sight) atau tidak ada penghalang. Jarak Jangkau dari access point ditentukan oleh infrastruktur jaringan yang dibangun dapat mencapai hingga satuan KM jika infrastruktur mendukung. Untuk memperoleh jarak jangkau data yang lebih maksimal dibutuhkan RFID reader dengan spesifikasi yang lebih tinggi. Bagian sensor node dibuat beberapa buah yang ditempatkan di beberapa titik sehingga seluruh titik obyek (hewan ternak) bisa dipantau. Penambahan jarak jangkau antara komputer pemantau dengan access point penerima data sensor bisa di perbesar dengan menambahkan antena yang memiliki daya lempar yang lebih besar dan diletakkan ditempat yang strategis
8
DAFTAR PUSTAKA Ilham Julian.(2011).Perancangan Sistem Pengendalian dan Penjadwal Lampu Ruangan Berdasarkan Database Melalui Komunikasi Wireless Zigbee. Universitas Diponegoro. Jurnal Vol 7, No 2 Muhammad Iwan; Sugiarto Bambang; dan Sakti Indra.(2009). Rancang Bangun Sistem Monitoring Kualitas Udara Menggunakan Teknologi Wireless Sensor Network. INKOM Vol III No. 1-2 Seto Wahyono dan Bagus. (2009). Sistem Deteksi Gempa Bumi Berbasis Jaringan Sensor Nirkabel. Central Institute of Mining and Fuel Research: India Dhanbad – 826015
P. K. Mishra; S. K. Shukla; S. Dutta; S. K. Chaulya and G. M. Prasad.(2011).Detection of Landslide Using Wireless Sensor Networks. Central Institute of Mining and Fuel Research: India Dhanbad – 826015 Ramakrishnan , Raghu; Gehrke, Johannes.(2003).Database management system. Jogjakarta : Andi Rosi, Alberto; Mamei, Marco: Zambonelli, Franco ; Manzalini, Antonio.(2006).Landslide Monitoring with Sensor Networks a Case for Autonomic Communication Services. Italy, 42100-101148 Kotta, Herry Z; Rantelobo, Kalvein; Tena , Silvester; Klau , Gregorius.(2011).Wireless Sensor Network for Landslide Monitoring in Nusa Tenggara Timur. Telkomnika Jurnal Vol 9, No 1
Gambar 1. Model Rancangan Monitoring Hewan Ternak
Gambar 2. Bentuk Fisik RFID Tag
9
Gambar 3. Ilustrasi hubungan RFID reader dan arduino
Gambar 4. Antar muka aplikasi monitoring ternak
Gambar 5. Penggunaan WSN
10
