PROTOTIPE PELACAK POSISI KENDARAAN BERMOTOR MENGGUNAKAN GLOBAL POSITIONING SYSTEM DENGAN INFORMASI MELALUI SMS BERBASIS MIKROKONTROLER Dadan Nurdin Bagenda1) Rudi Priatna2) Program Studi Teknik Informatika, STMIK LPKIA 2) Program Studi Teknik Informatika, STMIK LPKIA Jalan Soekarno Hatta 456 Bandung, 40266
[email protected],
[email protected] 1)
ABSTRAK Kasus pencurian kendaraan bermotor tiap tahun semakin meningkat, semakin banyak cara dan motif pelaku dalam mengelabui mangsanya, terutama bagi pemilik usaha jasa rental akan lebih sangat menghawatirkan, dimana kendaraan mereka sering dibawa untuk jangka yang lama dan jarak yang jauh. Para pemilik hanya dapat menanyakan posisi kendaraan mereka melalui pengemudi yang menyewa kendaraan, namun hal ini kurang efektif karena bisa saja pengemudi berbohong dan bisa mengganggu konsentrasi pengemudi, serta akan membuat pulsa dan baterai cepat habis.Sebuah sistem pelacakan kendaraan bermotor yang dikendalikan oleh satu perangkat mikrokontroler ATMega32, dengan menggunakan GPS uBlox Neo 6M dan modul GSM wavecomm yang berkomunikasi melalui USART dengan ATMega32. Karena hanya memiliki 1 buah USART, switching dilakukan oleh ATMega32 untuk melacak posisi kendaraan tersebut, dan menginformasikannya kepada pemilik (secara berkala) agar pemilik mendapatkan informasi secara langsung dan akurat mengenai kendaraannya. Kata kunci : Pelacakan, GPS, GSM, Mikrokontroler, USART, Switching 1. Pendahuluan 1.1. Latar Belakang Pengelola bidang usaha transportasi tentunya memiliki beberapa kendaraan sehingga membutuhkan suatu sistem untuk memantau kendaraan tersebut apabila dalam keadaan bahaya. Saat ini, pemantauan dilakukan dengan cara menghubungi pengendara kendaraan tersebut (seperti menelpon langsung atau lewat SMS (short message service)), namun hal ini tidak efektif karena mengganggu konsentrasi pengendara. Kebenaran informasi yang diperoleh juga belum tentu dapat dipertanggung jawabkan.[1] Maka dari itu dibutuhkanlah suatu sistem pelacakan kendaraan agar dapat dilacak oleh pemilik kendaraan ataupun pihak ketiga lainnya.
ataupun percepatan. GPS pada saat ini banyak ditanamkan (embedded) pada perangkat seperti handphone, komputer, bahkan modul GPS secara terpisah seperti pada mobil, dengan dikendalikan oleh mikrokomputer [2]
Sistem pelacakan kendaraan modern umumnya menggunakan GPS untuk menentukan lokasi kendaraan. Selain GPS sistem ini juga dapat menggunakan frekuensi radio untuk menentukan posisi. Sistem ini juga biasanya memiliki komponen komunikasi, seperti selular atau satelit, untuk mengirimkan posisi kendaraan kepada pengguna ditempat lain. Global Positioning System (GPS) itu sendiri merupakan sistem navigasi berbasiskan satelit dan terdiri dari 24 satelit pada orbit. Saat ini GPS sudah banyak digunakan orang di seluruh dunia dalam berbagai bidang aplikasi yang menuntut informasi tentang posisi, kecepatan,
1.3. Ruang Lingkup Berdasarkan permasalahan yang ada diatas maka perlu membatasi ruang lingkup dari permasalahan tersebut. Adapun permasalahan yang akan dibahas meliputi : 1. Mikrokontroler yang digunakan adalah Mikrokontroler ATMega32 dan di program menggunakan CodeVisionAVR dengan bahasa C. 2. Penerima GPS yang digunakan adalah uBlox neo 6M dan dihubungkan secara serial dengan Mikrokontroler ATMega32.
1.2. Identifikasi Permasalahan Adapun permasalahan yang timbul berdasarkan latar belakang di atas adalah sebagai berikut : 1. Borosnya baterai dan pulsa karena digunakan untuk menelepon pengendara guna menanyakan posisi. 2. Kendaraan jauh dari jangkauan pemilik dan susah untuk dikendalikan 3. Mikrokontroler yang digunakan hanya memiliki 1 USART
3. Alat hanya bekerja dengan baik apabila berada pada ruangan terbuka. 4. Menggunakan komunikasi GPRS untuk mengirimkan informasi keberadaan kendaraan. 5. Sinyal GSM diluar permasalahan 6. Baterai atau Aki sebagai catu daya diluar permasalahan 1.4. Tujuan Adapun tujuan yang hendak dicapai dari penelitian ini adalah sebagai berikut : 1. Mendapatkan posisi suatu kendaraan berdasarkan permintaan dari pemilik dan menghemat penggunaan baterai serta pulsa. 2. Dapat mengendalikan kendaraan dari jarak jauh seperti mematikan mesin dan menghidupkan alarm mobil. 3. Menggunakan USART secara bergantian untuk 2 alat yang berkomunikasi melalui USART. 2. Dasar Teori 2.1. GPS GPS adalah singkatan dari Global Positioning System yang merupakan sistem untuk menentukan posisi dan navigasi secara global dengan menggunakan satelit dan metode Triangulasi. Sistem tersebut merupakan sistem yang pertama kali dikembangkan oleh Departemen Pertahanan Amerika yang awalnya diperuntukan bagi kepentingan militer. NAVSTAR GPS (Navigation Satellite Timing and Ranging Global Positioning System) adalah nama asli dari Sistem GPS, yang mempunyai tiga segmen yaitu: satelit (Space Segment), pengendali (Control Segment), dan penerima/pengguna (User Segment). Satelit GPS yang mengorbit bumi seluruhnya berjumlah 24 buah, 21 buah aktif bekerja dan 3 buah sisanya adalah cadangan. Satelit ini bertugas untuk menerima dan menyimpan data yang ditransmisikan oleh stasiun-stasiun pengendali, menyimpan dan menjaga informasi waktu berketelitian tinggi (jam atom di satelit), dan memancarkan sinyal serta informasi secara kontinyu ke perangkat penerima (receiver). Segmen pengendali bertugas untuk mengendalikan satelit dari bumi yaitu untuk melihat keadaan satelit, penentuan serta prediksi orbit, sinkronisasi waktu antar satelit, dan mengirimkan data ke satelit. Sedangkan segmen penerima bertugas menerima data dari satelit dan memprosesnya untuk menentukan posisi, arah, jarak dan waktu yang diperlukan oleh pengguna. Pada penelitian ini, digunakan GPS komersial dengan tingkat akurasi posisi sebesar + 10 meter yang berfungsi untuk menentukan posisi alat tersebut berada agar dapat ditampilkan pada peta google maps.[1]
2.2. Cara Kerja GPS Teknologi GPS memerlukan 24 satelit buatan (mengorbit pada ketinggian 20.200 km), yang disebut juga space segment agar semua titik di permukaan bumi dapat terpantau. Gambar 1 mengilustrasikan penempatan 24 satelit GPS yang mengorbit bumi. Orbit dari satelit tersebut dibagi menjadi 6 bidang orbit yang berjarak 60o (6 bidang agar memenuhi 360o), dan setiap bidang orbit ditempatkan 4 buah satelit. Dengan susunan seperti ini, diharapkan semua titik di permukaan bumi dapat dipantau oleh 5-10 satelit dalam waktu bersamaan untuk mendaptkan informasi posisi yang akurat.
Gambar II.1 Sistem Satelit GPS Jumlah minimal yang dibutuhkan untuk dapat menentukan lokasi (koordinat) obyek yang diamati adalah 4 satelit. Hal ini berhubungan dengan konsep Triangulasi. 2.3. Triangulasi Triangulasi adalah metode yang digunakan oleh GPS untuk mendapatkan suatu posisi, triangulasi dapat dianalogikan sebagai berikut: Suatu titik A berada pada jarak a cm dari pengamat X. Dari informasi ini dapat diketahui bahwa X dapat terletak di mana saja sepanjang keliling lingkaran dengan radius a cm (disajikan pada Gambar 2). Titik B diketahui berada pada jarak b cm dari X (disajikan pada Gambar 3). Dari data kedua ini dapat ditentukan dua kemungkinan posisi X (titik merah), yaitu di kedua titik perpotongan kedua lingkaran. Kemudian titik C diketahui berada pada jarak c cm (disajikan pada Gambar 4) dari posisi X. Dengan data terakhir ini bisa dengan tepat dipastikan letak X.[1]
Gambar II.2 Triangulasi 1, 2 dan 3 Referensi
2.4. NMEA (National Marine Electronic Association) NMEA merupakan organisasi yang diperuntukan bagi kemajuan di bidang industri elektronik kelautan. NMEA adalah organisasi non profit yang terdiri dari manufaktur, distributor, dealer, institusi pendidikan dan berbagai pihak yang berhubungan dengan peralatan elektronik kelautan. NMEA mempunyai standar tertentu yang mendefinisikan antarmuka elektrik dan protokol data untuk komunikasi antar instrumen kelautan. Pada sistem ini menggunakan format NMEA-0183.[4] NMEA-0183 menggunakan interface serial asinkron dengan parameter : Baud Rate (4800), Number of data bits (8), Stop bit (1 atau lebih), Parity (none), Handshake (none). Informasi NMEA di transmisikan dari sebuah “talker” device ke “listener” dalam bentuk kalimat dengan panjang maksimum 80 karakter. Jika data lebih dari 80 karakter maka akan dipecah menjadi beberapa bagian dengan maksimum tetap 80 karakter. Tiap kalimat NMEA diawali karakter “$” dan diakhiri dengan [CR][LF]. Format kalimat “talker” adalah sebagai berikut : $ttsss,d1,d2,........
Dua karakter pertama setelah “$” adalah identitas talker.Tiga karakter selanjutnya adalah identitas kalimat, deiikuti oleh beberapa field data yang dipisahkan dengan koma, kemudia diikuti oleh optional checksum. Contoh : $GPRMC,092736,V,0717.7320,S,11245.4943,E,0. 0,0.0,080904,1.4,E,S*04 Pada contoh diatas, “GP” mengidentifikasikan bahwa talker device adalah GPS Receiver. “RMC” adalah identitas kalimat, dan diikuti dengan datanya. Dengan format sebagai berikut :
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12.
Gambar II.5 Kalimat Format “RMC” waktu (UTC) Status, A=Valid V=Invalid data Latitude N atau S Longitude E atau W Kecepatan di darat, knots Track mode good, degrees true Tanggal, ddmmyy Variasi magnetic, derajat E atau W Checksum
2.5. Perintah AT (AT Command)
AT Command berasal dari kata Attention Command. Attention berarti peringatan atau perhatian, command berarti perintah atau instruksi. Maksudnya ialah perintah atau instruksi yang dikenakan pada modem atau handset. AT Command diperkenalkan oleh Dennis Hayes pada tahun 1977 yang dikenal dengan “smart modem”. Modem bekerja pada baud rate 115200 bps. Perintah AT Command digunakan untuk berkomunikasi dengan terminal (modem) melalui gerbang serial pada komputer. Dengan penggunaan perintah AT Command dapat diketahui atau dibaca kondisi dari terminal. Seperti mengetahui kondisi sinyal, kondisi baterai, mengirim pesan, membaca pesan, menambah item pada daftar telepon dan sebagainya. pada tabel di bawah ini, diperlihatkan beberapa jenis perintah AT yang berhubungan dengan penanganan pesan-pesan SMS. Tabel II.1 Perintah AT Command AT Command Fungsi AT+CMGS Mengirim Pesan AT+CMGL Membaca Pesan AT+CMGF Format Pesan AT+CMGD Menghapus Pesan AT+IPR Merubah Baud Rate AT&W Default Baud rate 3. Analisis Perangkat Lunak 3.1. Use Case Diagram Use case diagram digunakan untuk memodelkan bisnis proses berdasarkan perspektif pengguna sistem. Use case diagram terdiri atas diagram untuk use case dan actor. Actor merepresentasikan orang yang akan mengoperasikan atau orang yang berinteraksi dengan sistem aplikasi. Use case merepresentasikan operasi-operasi yang dilakukan oleh actor. Use case digambarkan berbentuk elips dengan nama operasi dituliskan di dalamnya. Actor yang melakukan operasi dihubungkan dengan garis lurus ke use case.[3]
Gambar III.1 Use Case Diagram 3.2. Use Case Scenario Use case scenario adalah sebuah dokumentasi terhadap kebutuhan fungsional dari sebuah sistem
Table III.1 Use Case Scenario (baca SMS masuk)
Nomor Nama Tujuan
Nama
1 baca SMS masuk memberikan aksi yang
Tujuan
Deskripsi
harus dilakukan Aktor
sistem menerima sms dan Deskripsi
ambil koordinat via GPS sistem mendapatkan koordinat dari modul GPS Sistem meminta data latitude dan longitude terhadap modul GPS modul GPS
Skenario :
mensortir sms mengenai
Aksi Aktor
Reaksi Sistem
pengirim dan aksi yang
2. Memilih sinyal
1. Memberikan format NMEA
harus dilakukan Aktor
kirim koordinat via GSM
Skenario :
3. Memberikan data
4. Mengambil satu
koordinat
persatu 5. Menampung data
Aksi Aktor
Reaksi Sistem
3. Eksekusi aksi
1. Memverifikasi pesan 2. Menentukan aksi
dalam variable Table III.4 Use Case Scenario (ambil koordinat via GPS2) Nomor 4 Nama
Table III.2 Use Case Scenario (pairing satelit) Nomor 2 Nama
pairing satelit
Tujuan
sistem terhubung dengan satelit
Tujuan
Aktor
memberikan pesan koordinat untuk dikirim sistem mempersiapkan pesan
Deskripsi
sistem memilih sinyal dan Deskripsi
ambil koordinat via GPS
mengenai lokasi untuk dikirimkan kepada pemilik kendaraan
protokol untuk dapat terhubung
Aktor
dengan satelit
Skenario :
ambil koordinat via GPS
Aksi Aktor
Reaksi Sistem
3. Eksekusi perintah
1. Membuat pesan
Skenario :
kirim koordinat via GSM
Aksi Aktor
Reaksi Sistem
2. Mempersiapkan
5. Menerima
1. Memilih sinyal
perintah AT
koordinat dan mengelola 2. Memilih protocol 3. Mengambil
Table III.5 Use Case Scenario (kirim koordinat via GSM) Nomor 5 Nama
koordinat 4. Memberikan
Tujuan
koordinat Table III.3 Use Case Scenario (ambil koordinat via GPS1) Nomor 3
kirim koordinat via GSM sistem mengirimkan koordinat melalui modul GSM sistem akan mengirimkan
Deskripsi
kepada pemilik koordinat latitude dan longitude yang telah di dapatkan melalui modul GSM
Aktor
Pemilik
Skenario : Aksi Aktor
Reaksi Sistem
1. Mengirimkan
2. Memverifikasi
format permintaan
nomer PIN
koordinat 5. Menerima data dan
3. Menyiapkan data
meneruskan ke
untuk dikirim
1. Meminta nomer
2. Memberikan nomer
telepon
telepon yang disimpan
Table III.8 Use Case Scenario (verifikasi PIN3) Nomor 8 Nama
verifikasi PIN
Tujuan
merubah PIN sistem merubah PIN yang harus
Deskripsi
pemilik
terdapat dalam pesan agar pesan dieksekusi
4. Mengirim data
Aktor
Pemilik
Table III.6 Use Case Scenario (verifikasi PIN1) Nomor 6
Skenario : Aksi Aktor
Reaksi Sistem
Nama
1. Memberikan pesan
2. Melakukan
Tujuan
Deskripsi
Aktor
verifikasi PIN memverifikasi PIN dan
pengecekan terhadap
menyimpan nomor pengirim
nomer PIN yang
sistem mensortir PIN
terdapat dalam pesan
berdasarkan Pin yang telah
3. Melakukan
terdaftar, bila cocok maka nomer
pengecekan terhadap
pengirim akan disimpan
aksi yang harus
baca SMS masuk
dilakukan 4. Eksekusi aksi
Skenario : Aksi Aktor
Reaksi Sistem
5. Memberikan
1. Memberikan pesan
2. Melakukan
notifikasi perubahan
pengecekan terhadap
PIN
nomer PIN yang terdapat dalam pesan 3. Menyimpan nomer pengirim pesan
4. Analisis Perangkat Keras Gambar dibawah ini merupakan gambar blok diagram dari rancangan sistem
Table III.7 Use Case Scenario (verifikasi PIN2) Nomor 7 Nama
verifikasi PIN
Tujuan
memberikan nomer telepon tujuan sistem memberikan nomer telepon
Deskripsi
tujuan, yaitu nomer telepon pengirim pesan sebelumnya.
Aktor Skenario : Aksi Aktor
Gambar IV.1 Blok Diagram Sistem
kirim koordinat via GSM
Reaksi Sistem
Pada gambar 4.1 terdapat beberapa komponen perangkat keras pelacak posisi kendaraan bermotor, antara lain:
1. GPS (Global Positioning System), merupakan modul yang digunakan untuk mendapatkan letak suatu lokasi melalui satelit. 2. ATMEGA32, melupakan suatu mikrokontroler pusat kendali yang berupa sebuah IC Mikrokontroler. 3. GSM (Global System for Mobile Telecommunication), merupakan perangkat telekomunikasi elektronik yang mempunyai kemampuan dasar yang sama dengan telephone fixed line konvensional, namun dapat dibawa kemana-mana (portable, mobile). 4. HP (Handphone) merupakan perangkat elektronik yang digunakan untuk berkomunikasi melalui jaringan GSM atau CDMA. 5. Implementasi CodeVisionAVR selain dapat berfungsi sebagai perangkat lunak kompiler juga dapat berfungsi sebagai software programmer / downloader. Sehingga kita dapat melakukan proses download program yang telah dicompile dengan menggunakan CodeVisionAVR. CodeVisionAVR meng-compile satu file *.c menjadi*.asm dan kemudian di konversi menjadi file *.hex dan akan dilanjutkan ke proses pengisian kode program kedalam mikrokontroler.
Gambar V.1 Proses Kompilasi dan Linking dalam Bahasa C Keterangan: 1. Langkah pertama, program C dibuat menggunakan editor, kemudian program disimpan dalam file yang berekstensikan (.c). 2. File include umumnya memiliki ekstensi (.h), misalnya mega32.h atau delay.h yang biasa disebut file judul (header file) berisi kode yang akan dilibatkan dalam program C. 3. Kode dalam file program atau include selanjutnya dikompilasi menjadi obyek berekstensi (.obj) atau (.o) dan (.asm), tergantung pemakaian sistem operasi. 4. File obyek bersama file obyek lain dan file pustaka (lybrary file : .lib) dikaitkan (linker) untuk membentuk program executable dan disimpan dalam ekstensi (.hex). Pemrograman Bahasa C untuk AVR sangat luas digunakan, terutama dalam pemrograman berbagai jenis perangkat, termasuk mikrokontroler. Bahasa ini sudah merupakan high level language, dimana memudahkan programmer dalam menuangkan algoritmanya. Dalam CodeVisionAVR, hasil compiler akan membentuk file (.hex) dan (.coff).
6. Kesimpulan dan Saran 6.1. Kesimpulan Berdasarkan hasi analisa, perancangan dan implementasi yang telah dilakukan, maka kesimpulan yang didapat adalah sebagai berikut : 1. Borosnya baterai dan pulsa karena digunakan untuk menelepon pengendara kini menjadi hemat karena pemilik tidak perlu lagi menelepon pengendara, cukup dengan mengirimkan format sms kepada sistem maka lokasi kendaraan akan di beritahukan secara berkala. 2. Kendaraan yang jauh dari jangkauan pemilik kini menjadi dapat dikendalikan melalui jarak jauh oleh pemilik dengan mengirimkan format sms kepada sistem maka mesin kendaraan akan dimatikan. 3. Dengan menggunakan USART secara bergantian, mikrokontroler yang hanya memiliki 1 USART tidak terkendala lagi untuk menangani lebih dari satu alat yang berkomunikasi dengan mikrokontroler melalui USART. 6.2. Saran Guna mengembangkan sistem ini lebih baik dimasa mendatang, maka penulis menyarankan hal-hal sebagai berikut : 1. Gunakan jaringan internet untuk memperbaharui posisi kendaraan, sehingga perbaharuan informasi akan lebih cepat diterima oleh pemilik kendaraan. 2. Gunakan mikrokontroler lain untuk melakukan switching USART karena dengan menggunakan mikrokontroler lain switching akan lebih cepat dilakukan daripada menggunakan relay, karena sinyal listrik lebih cepat dari sinyal mekanik, dan agar alat switching menjadi lebih awet. 7. Daftar Pustaka 1. Yosephat Suryo Susilo, dkk. 2014. Sistem Pelacakan dan Pengamanan Kendaraan Berbasis GPS Dengan Menggunakan Komunikasi GPRS. 2. R. B. Mulia, dkk. 2012. Implementasi Pelacakan GPS Waktu Nyata Menggunakan Android dan Sistem Berbasis Web. 3. M Farid Azis, Ir. 2005. Object Oriented Programming PHP 5 4. Ahmad Zaini, dkk. 2005. Pelcak Posisi dan Sistem Keamanan Kendaraan Menggunakan GPS, Microcontroller 89C51, GSM, dan PC melalui SMS
