PENYUSUNAN INTEGRATED MONITORING SYSTEM UNTUK KAPAL REEFER CARGO BERBASIS PERANGKAT LUNAK PADA SISTEM WIRELESS SENSOR NETWORK

Prosiding Seminar Nasional Manajemen Teknologi XX Program Studi MMT-ITS, Surabaya 1 Februari 2014

PENYUSUNAN INTEGRATED MONITORING SYSTEM UNTUK KAPAL REEFER CARGO BERBASIS PERANGKAT LUNAK PADA SISTEM WIRELESS SENSOR NETWORK Naufal Abdurrahman1), Sutopo Purwono F2)dan A. A. Masroeri2) 1) Program Studi Magister Teknik Sistem dan Pengendalian Kelautan Fak. Teknologi Kelautan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Sukolilo, Surabaya, 60111, Indonesia E-mail: [email protected] 2) Jurusan Teknik Sistem Perkapalan, Fak. Teknologi Kelautan Institut Teknologi Sepuluh Nopember Sukolilo, Surabaya, 60111, Indonesia Email: [email protected]; [email protected] ABSTRAK Proses memonitor kondisi lingkungan pada cold storage pada kapal reefer cargo adalah suatu hal yang penting. Hal tersebut dikarenakan produk yang dimuat pada ruang tersebut termasuk pada lingkup cold chain. Cold chain merupakan konsep rantai pasok pada produk yang membutuhkan proses pengendalian udara. Salah satu cara untuk memonitor kondisi ruang yang memuat produk cold chain adalah integrated monitoring system (IMS).IMS merupakan monitoring offline (wireless sensor network/ WSN) terintegrasi dengan online/ internet. Penyusunan IMS menggunakan metode waterfall yang meliputi lima hal, yaitu: analisa kebutuhan sistem, desain, implementasi, pengujian, instalasi dan operasi. Hasil yang didapatkan dari penelitian ini adalah diperoleh suatu program IMS untuk kapal reefer cargo berbasis perangkat lunak pada sistem WSN. Sistem ini bisa diakses secara luas dengan koneksi internet. Kata kunci: Integrated Monitoring System, Kapal Reefer Cargo, Wireless Sensor Network.

PENDAHULUAN Dewasa ini dengan perkembangan jaringan komputer dan internet, telah memungkinkan teknologi nirkabel yang memudahkan operasional jarak jauh. WSN juga telah memungkinkan pemantauan beberapa parameter dalam objek bergerak, antara lain tekanan, suhu dan kecepatan pada kendaraan. Kemudahan dalam melakukan kendali terhadap perangkat-perangkat kendali sangat diperlukan. Dalam hal ini kendali yang biasanya dilakukan oleh microcontroller hanya dapat dilakukan dalam satu tempat, kini dapat dilakukan kendali dalam jarak jauh (Aniati, 2010). Dengan menggunakan WSN, memberikan kemudahan dalam memonitor temperatur dan kelembaban cool storage pada kapal reefer cargo. Informasi data yang ditransmisikan real time sehingga bisa segera dilakukan tindakan ketika data yang diterima, seperti perubahan temperatur dan kelembaban tidak sesuai dengan prosedur (Aman, 2013). Namun pada penelitian tersebut perlu dikembangkan mengenai integrasi perangkat lunak pada sistem WSN ke jaringan internet untuk memudahkan pengguna dalam mengintepretasikan data yang diterima dan mengakses data secara lebih luas. Berdasar permasalahan tersebut diatas, peneliti melakukan penelitian tentang penyusunan integrated monitoring system (IMS) untuk kapal reefer cargo berbasis perangkat lunak pada sistem WSN. IMS digunakan untuk memonitor plant dimana terdapat produk yang masuk dalam lingkup cold chain (Made, 2010). Cold ISBN : 978-602-97491-9-9 D-5-1


chain merupakan konsep rantai pasok untuk produk yang memerlukan pengendalian udara sebagaimana produk yang berada pada cold storage kapal reefer cargo. Integrasi sistem merupakan kebutuhan penting dalam proses yang komplek, sebagaimana halnya dalam sistem monitoring. Integrasi diperlukan untuk memanfaatkan perangkat yang ada pada sistem monitoring dan memadukan informasi yang diperoleh untuk mencapai tujuan bisnis. Penelitian ini memungkinkan komunikasi WSN diteruskan dengan komunikasi internet sehingga bisa diakses secara global. Dengan penyusunan sistem monitoring yang terintegrasi secara offline dan online diharapkan proses kontrol terhadap proses pada sistem monitoring pada kapal reefer cargo dengan basis WSN dapat dilakukan dengan efektif serta kemudahan penggunaan dan murah dalam pembiayaan. METODE Metode untuk penyusunan IMS adalah metode waterfall. Model waterfall merupakan metode klasik yang bersifat sistematis, berurutan dalam membangun sistem perangkat lunak (Parekh, 2011). Tinjauan dari model ini disajikan pada Gambar 1. Analisa Kebutuhan K Kebutuhan Desain Implementasi Pengujian Instalasi dan Operasi Gambar.1. Metode Waterfall

Tahapan dari model ini dijabarkan sebagai berikut: 1. Analisa Kebutuhan 2. Desain 3. Implementasi 4. Pengujian 5. Instalasi dan Operasi HASIL DAN DISKUSI 1. Analisa Kebutuhan Analisa dilakukan dengan mengidentifikasi kebutuhan pada IMS, meliputi kebutuhan perangkat keras (hardware), perangkat lunak (software) dan pengguna (user). Kebutuhan sistem adalah kondisi atau kemampuan yang harus dimiliki oleh sistem untuk memenuhi apa yang diinginkan user. Aplikasi IMS pada PC di kapal untuk memonitoring cold storage kapal reefer cargo. Jadi, user sistem ini adalah Anak Buah Kapal (ABK) pada sisi admin (server) dan manajemen kapal pada sisi client. Penelitian ini spesifik pada perangkat lunak dan sebagai tahap awal sistem ini bersifat single user dan berbasis client server. IMS dibagi dalam tiga bagian: (1) Perangkat keras ISBN : 978-602-97491-9-9 D-5-2


diprogram untuk memproses sinyal analog dari sensor dan mentransmisikan data dalam format yang sesuai; (2) Pemrosesan sinyal analog ke digital yang dikirimkan oleh node sensor. Pada tahap ini, menggunakan perangkat lunak Eclipse untuk mentransmisikan pesan dari transmitter ke receiver yang telah dipasang pada serial port PC dan kemudian data disimpan dalam database; (3) menyiapkan IMS dalam sebuah tampilan interface untuk sajian data dalam versi offline (admin) dan online (admin dan user). 2. Desain Setelah tahap analisa kebutuhan sistem dilakukan, maka bisa didapatkan gambaran dengan apa yang harus dilakukan. Seperti halnya arsitek yang akan membangun rumah tempat tinggal, setelah arsitek selesai melakukan analisis, maka arsitek mulai membuat sketsa secara garis besar kepada calon pemakai rumah. Sketsa ini hanya dimaksudkan kepada calon penghuni, bukan kepada ahli teknik dan insinyur-insinyur teknik sipil yang akan membangun rumah ini. Desain terinci yang memuat potongan-potongan gambar dengan ukuran-ukurannya yang terinci akan dibuat setelah desain secara umum ini disetujui oleh calon pemakai rumah. Arsitek belum akan menggambar detail bangunannya dengan ukurannya terinci sebelum bentuk dan susunan rumah itu sendiri disetujui oleh calon pemakai rumah. Pada tahap desain secara umum, komponen sistem yang dibuat dengan tujuan untuk dikomunikasikan kepada user. Komponen sistem informasi yang didesain (Dittman, 2004): a. Desain output Output adalah produk dari sistem yang dapat dilihat. Untuk tidak menimbulkan kerancuan, output yang dimaksud pada tahap desain adalah yang berupa tampilan pada monitor/ interface. b. Desain Input Input berupa masukan data untuk diproses oleh sistem. Proses dari input terdapat tiga tahapan utama, yaitu: penangkapan data (data capture), penyiapan data (data preparation) dan pemasukan data (data entry) c. Desain Database Database merupakan kumpulan dari data yang saling berhubungan satu dengan lainnya, tersimpan diluar komputer dan digunakan suatu perangkat lunak tertentu untuk memanipulasinya. Desain basis data untuk IMS disimpan pada database MySQL.

Gambar 2. Arsitektur IMS

ISBN : 978-602-97491-9-9 D-5-3


Gambar 2 menjelaskan tentang arsitektur IMS yang mengintegrasikan komunikasi antar komponen ke jaringan internet sampai ke user. Hubungan antara desktop display, database mySQL dan php ditampilkan pada Gambar 3.

Gambar 3. Relasi Antara VB2010 – mySQL - php

3. Implementasi Setelah tahap desain sistem selesai, tahap selanjutnya adalah membuat tampilan form dan listing program (coding). Pengerjaan penelitian ini difokuskan pada bagian PC server yang menampung data yang akan menampilkan data tersebut dalam sebuah web. Web tersebut menampilkan sajian grafik real time monitoring sesuai dengan data yang dikirimkan oleh sistem WSN. Tahap awal implementasi adalah pemrograman mikrokontroler menggunakan perangkat lunak Eclipse AVR. Berikut adalah list programnya: a. Pengambilan data void set_sck_high (void) { SHT11_PORT |= _BV(SHT11_SCK); } void set_sck_low (void) { SHT11_PORT &= ~_BV(SHT11_SCK); } void set_data_out (void) { SHT11_DDR |= _BV(SHT11_SCK) | _BV(SHT11_DATA); } void set_data_in (void) { SHT11_DDR &= _BV(SHT11_SCK) | ~_BV(SHT11_DATA); } void set_data_high (void)

b. Penyiapan data void SHTReadTemp (void) { StartSignal(); SHTWriteByte(0x03); //Command Measure Temperature if (AckBit==0) { SHTWait(); //Tunggu sampai pengukuran selesai if (TimeOut==0) { AckBit=0; //Kirim ACK untuk menerima byte berikutnya SHTReadByte(); // Ambli Byte MSB DataTempSHT = DataRead; DataTempSHT <<= 8; AckBit=1; //Kirim NACK untuk mengakhiri pengambilan data SHTReadByte(); //Ambil byte LSB DataTempSHT |= DataRead; DataRead = DataTempSHT; } } }

ISBN : 978-602-97491-9-9 D-5-4


c. Pemasukan data /* Send ack */ set_data_low (); _delay_ms (SHT11_SCK_DELAY); set_sck_high (); _delay_ms (SHT11_SCK_DELAY); set_sck_low (); set_data_in (); } uint8_t read_ack (void) { uint8_t ack;

IMS diimplementasikan dengan menggunakan bahasa pemrograman basic untuk membentuk user interface pada desktop display. Hal ini ditekankan pada pembentukan sistem dengan GUI. Hal ini untuk memudahkan user dalam menggunakan dan pengaksesan data. Penyusunan sistem menggunakan perangkat lunak vb 2010. List program pada VB 2010 untuk komunikasi serial dengan mikrokontroler: 'import library untuk serial komunikasi dengan mikro '------------------------------------------------------------Imports System Imports System.ComponentModel Imports System.Threading Imports System.IO.Ports

Output dari monitoring yang terhubung dari VB disimpan dalam database mySQL dengan list program sebagai berikut: 'koneksi mysql dengan VB 2010 Dim koneksi As New MySqlConnection Dim stringKoneksi As String "Server=localhost;userId=root;Password=;Database=monitoring" Dim perintahmysql As New MySqlCommand

=

Data sudah disetting untuk dimasukkan ke database mySQL sehingga bisa langsung dihubungkan ke php sebagai pembentuk program web. Ada beberapa perangkat lunak yang mesti dipersiapkan sebelum memulai implementasi IMS yang terkoneksi dengan internet. Perangkat lunak tersebut adalah: a) Apache sebagai webserver b) PHP sebagai bahasa pemrograman c) MySQL untuk penyimpanan data d) Web browser untuk menampilkan hasil implementasi, untuk penelitian ini menggunakan Mozilla Firefox IMS terdapat dua sistem akses data, yaitu offline untuk sisi admin dan online untuk sisi user. IMS yang sudah diimplementasikan pada VB 2010 kemudian di-publish sehingga diperoleh sebuah aplikasi *.exe yang bisa diinstal pada OS Windows.

ISBN : 978-602-97491-9-9 D-5-5


Desktop display merupakan tampilan aplikasi IMS untuk sisi admin, bersifat offline pada PC admin dengan basis OS Windows..

IMS diimplementasikan secara real time dengan koneksi internet dengan menampilkan data monitoring suhu dan kelembaban terbaru. Untuk melihat record data sebelumnya,bisa menekan tombol opsional Informasi Suhu dan Kelembaban. 4. Pengujian a. Pengujian unit Pengujian unit dibagi menjadi dua fase. Fase pertama adalah pengujian perangkat keras sensor SHT11. Fase kedua pengujian perangkat lunak pada IMS. Pada fase ini, sensor dihubungkan dengan komputer dan dijalankan dengan VB2010 untuk menampilkan data yang diterima oleh sensor. IMS merupakan program yang disusun untuk menampilkan data suhu dan kelembaban aktual yang ditransmisikan dari sensor melalui mikrokontoler dan komunikasi wireless Xbee pro. Tanpa aplikasi IMS, pengguna tidak bisa menampilkan data pada monitor PC.

ISBN : 978-602-97491-9-9 D-5-6


b. Pengujian fungsional Pengujian fungsional dapat dilakukan pada level sistem maupun level unit/ subsistem. Pengujian ini dilakukan dengan membuat suatu kumpulan input/ output yang berhubungan yang membuktikan apakah sistem sudah diimplementasikan secara benar. Dalam proses penyusunan/ pembuatan sistem, pengujian, pengukuran sangat diperlukan untuk mengetahui kinerja dari sistem yang telah dibuat. Selain itu, untuk mengetahui kelemahan dari sistem tersebut sehingga dapat segera diperbaiki dan dikembangkan menjadi lebih baik. Seperti diketahui, perkembangan keilmuan pada bidang teknologi sangat cepat berkembang. Tabel 1. Spesifikasi Perangkat Pengujian IMS

Perangkat Keras

Perangkat Lunak

Processor : Intel (R) Core ™ 2 Duo T5670 @1.80GHz RAM: 2.00 GB Monitor: 14” Input: Mouse, touchpad, keyboard Operating System: Win 7 Ultimate System type: 32-bit Tools: VB 2010; XAMPP; ySlow Tabel 2. Hasil Pengujian Sistem

No.

Test Factor

Hasil

1

Koneksi ke database

√

2

Menampilkan status konektivitas device

√

3

Menampilkan nilai data

√

4

Kesesuaian data yang dikirim antara client dan server

√

5

Delay response time

√

6

Tampilan user friendly

√

Keterangan Desktop display berbasis VB 2010 bisa terhubung dengan database mySQL Status konektivitas device dapat dilihat hanya pada sisi server (admin) melalui desktop display Data suhu dan kelembaban dapat ditampilkan dalam bentuk digital pada monitor PC Data antara server dan client sesuai Waktu yang dibutuhkan untuk mengakses data pada web tergantung kecepatan data akses koneksi internet Laman web mudah dipahami tanpa memerlukan interpretasi yang mendalam

5. Instalasi dan Operasi IMS yang sudah selesai diuji selanjutnya digunakan user. User akan mengetahui seberapa optimal sistem sehingga bisa menjadi acuan untuk perbaikan serta pengembangan sistem. Dengan maksud lain, tahap ini mengaplikasikan sistem pada lingkungan yang sebenarnya untuk digunakan oleh user. IMS bisa digunakan pada cold storage kapal reefer cargo dimana pada kapal tersebut, monitoring suhu dan kelembaban mempunyai implikasi yang besar yang mempengaruhi manajemen logistik dan alur produksi. Pada bidang monitoring ISBN : 978-602-97491-9-9 D-5-7


logistik meliputi produksi, penyimpanan, transportasi, penjualan dan konsumsi. Apalagi untuk barang komoditas yang memerlukan perlakuan suhu dan kelembaban, monitoring pada ruang muat sangat dibutuhkan sehingga rantai dingin (cold chain) produk dapat berjalan berkesinambungan dan mampu mempertahankan nilai ekonomis produk tersebut. KESIMPULAN Berdasar dari diskusi yang telah diuraikan pada bagian sebelumnya, yang dimulai dari latar belakang, permasalahan sampai pernyusunan IMS, disimpulkan bahwa penelitan berhasil dilakukan dengan didapatkan susunan program IMS untuk selanjutnya diaplikasikan di kapal reefer cargo. Hasil penelitan ini perlu pengembangan lebih baik, untuk itu perlu adanya penelitian lanjutan. Saran untuk penelitian selanjutnya adalah pembuatan sistem kontrol otomatis/ aktuator sebagai feedback dari perubahan suhu dan kelembaban yang diluar batasan yang ditentukan. DAFTAR PUSTAKA Aman, Syahrial. (2013). Pengembangan Sistem Online Monitoring Temperatur dan Kelembaban Cold Storage Pada Kapal Reefer Cargo Berbasis Fungsi Wireless Sensor Network. Tesis. ITS Surabaya. Aniati. Y, et al. (2010). Pemodelan Jaringan Sensor untuk Mengukur keadaan Lingkungan di PENS-ITS. Surabaya. Dittman, Whitten Bentley. (2004). Systems analysis and design methods. The McGraw-Hill Companies. Jang. Won-Suk, et al. (2008). Wireless sensor networks as part of a web-based building environmental monitoring system, Journal of Automation in Construction – An International Research Journal. Eds. M.J. Skibniewski, Elsevier, New York. Hal. 729736. Made Supartha Utama. (2010). Pentingnya Rantai Pendingin dan Teknologi Praktis Pasca Panen Bagi Pengembangan Hortikultura di Indonesia. Universitas Udayana.

ISBN : 978-602-97491-9-9 D-5-8

PENYUSUNAN INTEGRATED MONITORING SYSTEM UNTUK KAPAL REEFER CARGO BERBASIS PERANGKAT LUNAK PADA SISTEM WIRELESS SENSOR NETWORK

Recommend Documents