SURAT TANDA NOMOR KENDARAAN ELEKTRONIK (e-STNK) DENGAN MENGGUNAKAN RFID BERBASIS GPRS DAN PENERAPANNYA PADA SISTEM PARKIR UKSW SALATIGA
Oleh DANIEL NOVA ARIYANTO NIM : 612007067
SKRIPSI Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program Studi Teknik Komputer
FAKULTAS TEKNIK ELEKTRONIKA DAN KOMPUTER UNIVERSITAS KRISTEN SATYA WACANA SALATIGA OKTOBER 2013
PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT
Saya, yang bertanda tangan di bawah ini: NAMA
: Daniel Nova Ariyanto
NIM
: 612007067
JUDUL SKRIPSI
: Surat Tanda Nomor Kendaraan Elektronik (e-STNK) dengan Menggunakan RFID Berbasis GPRS dan Penerapannya pada Sistem Parkir UKSW Salatiga.
Menyatakan bahwa skripsi tersebut di atas bebas plagiat. Apabila ternyata ditemukan unsur plagiat di dalam skripsi saya, maka saya bersedia mendapatkan sanksi apapun sesuai aturan yang berlaku.
Salatiga,
Oktober 2013
Materai Rp, 6000,Tanda Tangan Daniel Nova Ariyanto
INTISARI Saat ini Surat Tanda Nomor Kendaraan (STNK) bentuknya masih berupa kertas yang legalitasnya diamankan dengan menggunakan hologram. Hal tersebut menyebabkan rawan pemalsuan STNK. Oleh karena itu dibutuhkan sistem identifikasi STNK yang lebih aman sehingga dapat meminimalisir pemalsuan STNK. Sistem ini menggunakan Radio Frequency Identification (RFID) sebagai bentuk identifikasinya serta data yang dituliskan di kartu tag nya diamankan menggunakan fungsi hash kriptografis sehingga meningkatkan keamanan data dari pemalsuan. Sistem e-STNK ini juga dilengkapi dengan basis data yang menyimpan data – data pendukung untuk sistem ini. Untuk menjalin komunikasi dengan server, modul e-STNK menggunakan jaringan GPRS untuk melakukan komunikasi socket dengan server. Disediakan juga aplikasi desktop sebagai pusat pengolahan data dari sistem ini. Aplikasi desktop ini membutuhkan jaringan internet untuk dapat terhubung dengan basis data. Pengujian dilakukan dengan menerapkannya pada sistem parkir UKSW dengan menggunakan sebuah kartu tag yang telah diregistrasikan sebagai sample kartu e-STNK. Selain itu juga dilakukan pengujian sistem parkir secara mandiri dengan menggunakan 9 kartu yang telah diregistrasikan. Hasil pengujian keseluruhan sistem di lapangan parkir UKSW selama 90 menit didapatkan data parkir kendaraan yang keluar sebanyak 124. Sedangkan pengujian mandiri yang dilakukan dengan melakukan verifikasi kartu sebanyak 4 kali untuk masing – masing kartu sehingga didapatkan 36 data parkir. Dari hasil pengujian, keseluruhan sistem eSTNK berhasil berjalan sesuai dengan spesifikasi yang diajukan. Modul e-STNK dapat melakukan baca tulis data ke kartu tag, serta dapat melakukan komunikasi dengan server melalui komunikasi socket. Aplikasi TCP server dapat menangani request dari modul eSTNK dan aplikasi desktop server dapat meregistrasikan kartu e-STNK serta menangani pengolahan data – data pendukung pada sistem e-STNK.
i
ABSTRACT Nowadays, Vehicle Registration Certificate (VRC) is still formed by a piece of paper which secured using holograms. This is causing fabrication of VRC occur. Therefore, needed a new VRC identification system which is more secure to minimize fabrication of VRC. This new system using Radio Frequency Identification (RFID) as the identification form and all the VRC data written on RFID tag card secured using cryptography hash function to optimalize the security and preventing fabrication. E-STNK system also have database server as the main base for data collection for this system. To establish communication with server, e-STNK module uses GPRS network to do socket method with server. There is also a desktop application as data manipulation center for this system. This desktop application should be connected to internet for communicate with database server. Comprehensive testing is done by implementing e-STNK system on Satya Wacana Christian University (SWCU) parking place. The testing uses one RFID tag card that has been registered as a sample e-STNK card. Also done a self testing by using 9 RFID tag cards that has been registered before. Result of the comprehensive testing on SWCU parking place for 90 minutes is obtained 124 data of outgoing vehicle. For the self testing by doing 4 times verification for each card so there is 36 parking data obtained. From the result testing, overall the e-STNK system is succeed filled out the specifications . E-STNK module can read and write data to RFID tag card, also can communicate with server using socket method. TCP server application can handle request from e-STNK module and desktop server application can register e-STNK card also handle data collection manipulation on e-STNK system.
ii
KATA PENGANTAR
“Dengan diri kami sendiri kami tidak sanggup untuk memperhitungkan sesuatu seolah-olah pekerjaan kami sendiri; tidak, kesanggupan kami adalah pekerjaan Allah.” 2 Korintus 3 :5 Puji syukur kepada Tuhan Yesus Kristus yang telah memberikan kesanggupan kepada penulis untuk menyelesaikan perancangan serta penulisan skripsi sebagai syarat untuk menyelesaikan pendidikan di Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer Universitas Kristen Satya Wacana. Pada kesempatan ini penulis hendak menyampaikan ucapan terima kasih kepada berbagai pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan skripsi ini baik secara langsung maupun tidak langsung : 1. Pembimbing I, Bapak Darmawan Utomo, M.Eng. dan pembimbing II, Bapak Hartanto Kusumo Wardono, M.T. Terima kasih atas bimbingan, arahan, saran, nasihat juga yang tidak kalah penting, waktu serta kesabaran yang telah diberikan kepada penulis. 2.
Terima kasih yang tidak terhingga untuk Ayah Yusuf Sudarto dan Ibu Maria Rusmiyati, untuk dukungan material, moral, serta doanya. Terima kasih telah mendorong penulis untuk tetap melanjutkan pendidikan sampai ke jenjang ini. Kiranya Tuhan Yesus senantiasa memberkati.
3. Kakakku yang terkasih, Elisabet Noviana Aryati dan Adik yang terkasih, Febe Keziana. Terima kasih untuk dukungan dan kasihnya. Sukses selalu dan semoga kita semua menjadi anak – anak yang berbakti. 4. Stephani Puspa atas kasih, doa, dan dukungannya. Terima kasih telah memberikan motivasi kepada penulis untuk terus maju, mari raih kesuksesan bersama! 5. Teman – teman di GBI EL-Adonnai, terima kasih buat dukungan dan doanya, semoga pelayanan kalian terus maju. Tidak lupa juga Ibu Gembala yang terkasih, Pdt. Susana yang telah menjadi Ibu rohani yang luar biasa, terima kasih atas bimbingan dan doanya, Tuhan memberkati.
iii
6. Seluruh staff dosen, karyawan dan laboran FTEK, Mbak Rista, Mbak Dita, Mbak Vera, Pak Budi, Pak Harto, Pak Bambang, Mas Hari. 7. Teman-teman FTEK serta penghuni Lab Skripsi yang ikut andil dalam penyelesaian skripsi ini, Tamas ’08, Yahya ’08, Ditya ’08, Teposh ’07, Urgi ’07, Codot ’07, Rofian ’07, Indra ’07, Yulian ’07, Angling ’06, Danus ’06, Penda ’06, Bonus ‘06 serta teman – teman lainnya. Terima kasih atas dukungannya. 8. Pihak-pihak yang tidak bisa disebutkan satu per satu, yang turut andil dalam usaha penulis menyelesaikan studi di Universitas Kristen Satya Wacana. Tentunya ada begitu banyak pihak yang membantu penulis selama pendidikan yang ditempuh dan penulisan skripsi ini/ Terima kasih, kiranya Tuhan senantiasa memberkati. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kata “sempurna”, oleh karena itu penulis sangat mengharapkan kritik maupun saran dari pembaca sekalian sehingga skripsi ini dapat berguna bagi kemajuan bidang teknik elektronika dan komputer.
Salatiga, Awal Oktober 2013
Penulis
iv
DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL ......................................................................................................... LEMBAR PENGESAHAN ............................................................................................... PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT ................................................................................ INTISARI
i
ABSTRACT
ii
KATA PENGANTAR
iii
DAFTAR ISI
v
DAFTAR GAMBAR
vii
DAFTAR TABEL
ix
DAFTAR KODE SUMBER
x
DAFTAR SINGKATAN
xi
BAB I
PENDAHULUAN
1
1.1
Tujuan
1
1.2
Latar Belakang
1
1.3
Spesifikasi Sistem
3
1.4
Sistematika Penulisan
4
BAB II
DASAR TEORI
6
2.1
Perangkat Keras
6
2.1.1 Mikrokontroler ATMega 2560
6
2.1.2
Modul GSM/GPRS SIMCOM SIM908
7
2.1.3
Modul LCD Keypad
10
2.1.4
RFID
10
2.2
Perangkat Lunak
13
2.2.1
Virtual Private Server
13
2.2.2
Basis Data
14
2.2.3
Komunikasi Socket
17
2.2.4
Komunikasi GPRS
18
2.2.5
Fungsi Hash MD5.............................................................. 18
v
BAB III
PERANCANGAN SISTEM
20
3.1
Gambaran system
20
3.2
Perancangan Perangkat Keras (Hardware)
21
3.2.1 RFID MFRC522
22
3.2.2 Modul GSM/GPRS SIM908
22
3.2.3 Modul LCD Keypad Shield
23
3.2.4 Buzzer
24
Perancangan Perangkat Lunak (Software)
25
3.3.1 Perangkat Lunak pada Mikrokontroler
25
3.3.2 Basis Data
28
3.3.3 Aplikasi TCP Server
31
3.3.4 Aplikasi Desktop Server
32
3.3.5 Komunikasi GPRS
33
PENGUJIAN DAN ANALISIS
35
4.1
Pengujian Modul e-STNK
35
4.1.1
Pengujian Baca Tulis Data Kartu Tag RFID
35
4.1.2
Pengujian Komunikasi Socket
37
3.3
BAB IV
4.2
Pengujian Aplikasi TCP Server ........................................................ 39
BAB V
4.3
Pengujian Aplikasi Desktop server
41
4.4
Pengujian Keseluruhan Sistem
42
4.4.1 Pengujian Sistem Parkir di Lapangan Parkir UKSW
42
4.4.2 Pengujian Sistem Parkir dengan 9 Kartu Tag
46
4.4.3 Pengujian Server Cadangan dan Replikasi Basis Data
47
KESIMPULAN DAN SARAN
49
5.1
Kesimpulan
49
5.2
Saran Pengembangan
49
DAFTAR PUSTAKA
51
LAMPIRAN A PANDUAN REPLIKASI BASIS DATA PADA MICROSOFT SQL SERVER ........................................................................................................................ 53 vi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Konfigurasi pin mikrokontroler ATMega 2560 [4]
7
Gambar 2.2. Diagram Konfigurasi pin SIM908 [5]
8
Gambar 2.3. Hubungan antara tag, reader dan antena RFID
11
Gambar 2.4. Prinsip kerja dari transactional replication [13]
16
Gambar 2.5. Pola desain dasar komunikasi socket [8]
17
Gambar 3.1. Blok diagram keseluruhan sistem yang dirancang
20
Gambar 3.2. Blok diagram perangkat keras modul e-stnk
21
Gambar 3.3. Sensor MFRC522 dan kartu tag mifare ISO 14443A
22
Gambar 3.4. Timing diagram proses pengaktifan modul SIM908 [5]
23
Gambar 3.5
23
Konfigurasi pin modul SIM908 dengan mikrokontroler
Gambar 3.6. Modul LCD keypad shield
24
Gambar 3.7. Skematik rangkaian buzzer
25
Gambar 3.8. Gambaran umum perangkat lunak pada system e-STNK
25
Gambar 3.9. Aliran proses perangkat lunak pada modul e-STNK
26
Gambar 3.10. Contoh paket data verifikasi nomor STNK serta balasan dari aplikasi CP server
27
Gambar 3.11. ERD basis data e-STNK
30
Gambar 3.12. Diagram Alir jalannya aplikasi TCP server
31
Gambar 3.13. Aliran proses registrasi pada aplikasi desktop server e-STNK
32
Gambar 3.14. Aliran proses baca tulis data kartu tag pada aplikasi desktop e-STNK dengan bantuan modul e-STNK
33
Gambar 3.15. Aliran proses komunikasi GPRS pada modul SIM908
34
Gambar 4.1. Tampilan LCD modul e-STNK pada mode “Komputer”
35
Gambar 4.2. Tampilan LCD modul e-STNK setelah menerima command dari aplikasi desktop server
36
Gambar 4.3. (a) Tampilan LCD setelah pembacaan data (b) Tampilan LCD setelah penulisan data
36 36
Gambar 4.4. Proses inisialisasi dan komunikasi socket pada modul e-STNK
37
Gambar 4.5. (a) Proses verifikasi kartu tag yang telah diregistrasikan
39
(b) Tampilan LCD hasil verifikasi kartu tag vii
39
Gambar 4.6. Modul e-STNK terhubung dengan aplikasi TCP server
39
Gambar 4.7. Proses verifikasi kartu tag yang telah diregistrasikan
40
Gambar 4.8. Proses verifikasi kartu tag yang belum diregistrasikan
40
Gambar 4.9. Data Parkir hasil pengujian sementara dalam bentuk table
41
Gambar 4.10. Proses langkah pengujian keseluruhan system e-STNK
43
Gambar 4.11. Mendokumentasikan STNK dengan memfoto
43
Gambar 4.12. Menggunakan kartu test card pada modul e-STNK untuk mendapatkan data parkir
44
Gambar 4.13. Tampilan data pengujian pada aplikasi desktop server dalam bentuk tabel 45 Gambar 4.14. Tampilan data pengujian pada aplikasi desktop server dalam bentuk grafik……………………………………………………………………45 Gambar 4.15. Tampilan data pengujian 9 kartu tag pada aplikasi desktop server dalam bentuk tabel
46
Gambar 4.16. Aplikasi TCP server pada server cadangan
viii
48
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1.
Perbandingan STNK biasa dengan e-STNK
2
Tabel 2.1.
Sintaks SQL yang digunakan
16
Tabel 3.1.
Konfigurasi Pin RFID MFRC522 dengan ATMega 2560……………….... 22
Tabel 3.2.
Konfigurasi Pin LCD Keypad shield dengan ATMega 2560
33
Tabel 4.1.
Hasil pengujian baca tulis data modul e-STNK
36
Tabel 4.2.
Hasil pengujian pengiriman dan penerimaan data
38
Tabel 4.3.
Hasil pengujian aplikasi desktop server
42
ix
DAFTAR KODE SUMBER
Kode Sumber 2.1. Contoh program komunikasi metode socket pada modul SIM908
9
Kode Sumber 2.2. Contoh program penggunaan modul LCD
10
Kode Sumber 2.3. Contoh program pembacaan data pada modul RFID MFRC522
12
Kode Sumber 2.4. Contoh program penggunaan class SimpleHash ................................. 19
x
DAFTAR SINGKATAN
ACK
Acknowledge
ADC
Analog to Digital Converter
APN
Access Point Name
EEPROM
Electrically Erasable Programmable Read Only Memory
GPRS
General Packet Radio Service
GSM
Global System for Mobile Communications
LCD
Liquid Crystal Display
PDU
Protocol Data Unit
RFID
Radio Frequency Identification
SPI
Serial Peripheral Interface
SQL
Structured Language Query
SRAM
Static Random Memory
STNK
Surat Tanda Nomor Kendaraan
TCP
Transfer Control Protocol
UART
Universal Asynchronus Receiver Tranceiver
VPN
Virtual Private Network
VPS
Virtual Private Server
xi
