Arsitektur Wireless Sensor Network
26/03/2021 - Penulis : Rifan Azkia
Literasi Teknologi
"Arsitektur Wireless Network"
Disusun Oleh :
Rifan Azkia
1201204288 / TI-44-06
Telkom University
2020/2021
1.
Pengertian
Wireless Sensor Network
Wireless sensor network adalah sebuah kumpulan node yang dapat berupa sensor yang akan melakukan pengambilan data pada parameter ukur dan kemudian dikirimkan pada sebuah node sentral atau sebuah server untuk dilakukan pengolahan data (Firdaus, 2014). Node-node yang ada pada WSN merupakan sensor yang diletakkan pada titik-titik pada sebuah area yang ingin diketahui besaranya (Ilyas. M., Mahgoub. I., 2005). Misalnya pada sebuah ladang pertanian, ingin diketahui kelembapan tanahnya, maka sensor pengukur kelempan akan diletakkan ditanah pada area pertanian tersebut, dan jumlahnya tidak hanya satu namun puluhan sensor. Node-node tersebut masing-masing memilki sumber daya sendiri yang dapat berupa baterai, dan memiliki perangkat transmitter data untuk dapat mengirimkan data ke node sentral atau server.
Pada gambaran umum WSN, dapat
dilihat node sensor yang berukuran kecil disebar dalam di suatu area sensor.
Node sensor tersebut memiliki kemampuan untuk merutekan data yang dikumpulkan
ke node lain yang berdekatan. Data dikirimkan melalui transmisi radio akan
diteruskan menuju BS (Base Station)
atau sink node yang merupakan penghubung antara node sensor dan user. Informasi
tersebut dapat diakses melalui berbagai platform seperti koneksi internet atau
satelit sehingga memungkinkan user untuk dapat mengakses secara realtime
melalui remote server. (E, Sugiarto, & Sakti, 2009).
2.
Tipe
Sensor
Sensor merupakan
sesuatu yang digunakan untuk mendeteksi adanya perubahan lingkungan fisik atau
kimia. Variable keluaran dari sensor yang diubah menjadi besaran listrik
disebut Transduser. Pada saat ini, sensor tersebut telah dibuat dengan ukuran
sangat kecil dengan orde nanometer. Ukuran yang sangat kecil ini akan memudahkan
dalam pemakaian dan penghematan energi.
2.1 Sensor Suhu ( Temperature Sensors)
Sensor Suhu atau Temperature
Sensors adalah suatu komponen yang dapat mengubah besaran panas menjadi besaran
listrik sehingga dapat mendeteksi gejala perubahan suhu pada obyek tertentu.
Sensor suhu melakukan pengukuran terhadap jumlah energi panas/dingin yang
dihasilkan oleh suatu obyek sehingga memungkinkan kita untuk mengetahui atau
mendeteksi gejala perubahan-perubahan suhu tersebut dalam bentuk output Analog
maupun Digital. Sensor Suhu juga merupakan dari keluarga Transduser. (Kho,2020)
2.2 Sensor Tekanan (Pressure Sensor)
Sensor Tekanan atau Pressure Sensor
adalah Sensor yang digunakan untuk mengukur jumlah tekanan yang diterapkan pada
sebuah sensor. Sensor tekanan akan menghasilkan sinyal keluaran analog yang
sebanding dengan jumlah tekanan yang diberikan. Sensor piezoelektrik adalah
salah satu jenis sensor tekanan yang dapat menghasilkan sinyal tegangan
keluaran yang sebanding dengan tekanan yang diterapkan padanya. (Kho,2020)
2.3 Sensor Optik
Sensor optik merupakan sensor yang digunakan untuk
mengubah besaran optik menjadi besaran listrik. Pada sensor optik, keluaran
sensor berubah sesuai dengan perubahan cahaya yang jatuh ke permukaan sensor.
Fungsi sensor optik bermacam-macam, yaitu mengukur intensitas cahaya, warna,
dan deteksi objek. Contoh sensor optik yaitu fotodioda, Light Dependent
Resistor (LDR), dan fototransistor. (Chandra, Franky dan Arifianto, Deni. 2010)
2.4 Sensor Akustik (Suara)
Sensor
Suara adalah Sensor analog yang digunakan untuk merasakan tingkat suara. Sensor
suara analog ini menerjemahkan amplitudo volume akustik suara menjadi tegangan
listrik untuk merasakan tingkat suara. Proses ini memerlukan beberapa sirkuit,
dan menggunakan mikrokontroler bersama dengan Mikrofon untuk menghasilkan sinyal
output analog. (Kho,2020)
2.5 Sensor Mekanik
Sensor Mekanik (Mechanics Sensor) merupakan sensor atau transduser yang
digunakan untuk mengetahui, mengukur atau mendeteksi nilai perubahan atau
gerakan mekanis dari suatu objek. (Kho,2020)
2.6 Sensor Gerakan dan Getaran
Sensor gerakan dan
getaran merupakan salah satu sensor yang dapat mengukur getaran suatu benda
yang nantinya dimana data tersebut akan diproses untuk kepentingan percobaan
ataupun digunakan untuk mengantisipasi sebuah kemungkinan adanya bahaya.
(Kho,2020)
2.7 Sensor Posisi
Sensor Posisi merupakan
Sensor yang mendeteksi perubahan atau perpindahan posisi pada objek pengukuran
tempat. pengukurannya biasanya menggunakan metode analog ataupun digital.
Sensor posisi mengeluarkan output berupa angka dan dapat digunakan lagi untuk
mengukur perpindahan linier atau angular. (Kho,2020)
2.8 Sensor Kelembaban
Sensor Kelembaban atau Humidity Sensor
merupakan sensor yang digunakan untuk mendeteksi tingkat kelembaban suatu
lokasi. Pengukuran Tingkat Kelembaban ini sangat penting untuk pengamatan
lingkungan di suatu wilayah, diagnosa medis ataupun di penyimpanan
produk-produk yang sensitif. (Kho,2020)
2.9 Sensor Radiasi
Detektor radiasi merupakan sensor yg
dapat mengenali adanya radiasi nuklir, baik alfa, beta, maupun gamma. Merupakan
detektor yang paling sering digunakan untuk mengukur radiasi.
Tabel
2.10 : Tipe dan Contoh Masing-Masing Sensor
|
Tipe Sensor |
Contoh Sensor |
|
Temperatur |
Thermistor,
Thermocouple |
|
Tekanan |
Pressure
Gauge, Barometer, Ionization Gauge |
|
Optik |
Photodiodes,
phototransistors, Infrared sensor |
|
Akustik |
Piezoelectric
resonators |
|
Mekanik |
Strain gauges,
tactile sensors |
|
Gerakan dan
Getaran |
Accelerometers,
Gyroscope |
|
Posisi |
GPS,
Ultrasound-based sensors, infrared based sensors |
|
Kelembaban |
Capacitice and
resistive sensors |
|
Radiasi |
Iozation
Detectors |
3.
Prinsip Kerja Wireless Network
Gambar
: Skema Arsitektuk WSN (Krit Salah-ddine. 2012)
Adapun prinsip kerja wireless sensor network sebagai berikut :
1.
Sensorboard mengumpulkan data berupa intensitas cahaya, temperatur,
kelembaban, ataupun pergerakan objek dalam ruangan.
2.
Mote
kemudian mengirimkan data sensing ke gateway.
3.
Gateway mengolah data sensing
dan mengirimkannya ke server.
4.
Server memproses data dari gateway
untuk ditampilkan. Bila sensor melaporkan parameter yang melewati batasan yang
ditentukan, server memberi perintah pada kontroler.
5. Kontroler mengendalikan switch untuk menaikkan atau menurunkan kinerja peralatan listrik.
4.
Contoh Apikasi Arsitektur Wireless Sensor Network
4.1. Aplikasi AWSN Dalam Rumah Sakit atau Pemantauan Kesehatan
Gambar : Pemantauan pasien
menggunakan WSN di lingkungan rumah sakit (Kumar, Pardeep. 2012)
Ada beberapa jenis
jaringan sensor untuk aplikasi medis: implan, perangkat wearable, dan
lingkungan tertanam. Alat kesehatan implan adalah alat yang dimasukkan ke dalam
tubuh manusia. Perangkat yang dapat dikenakan digunakan di permukaan tubuh
manusia atau di dekat pengguna. Sistem tertanam lingkungan menggunakan sensor
yang terdapat di lingkungan. Aplikasi yang memungkinkan termasuk pengukuran
posisi tubuh, lokasi orang, pemantauan keseluruhan pasien yang sakit di rumah
sakit dan di rumah. (Peiris, V. 2011)
Perangkat yang tertanam
di lingkungan melacak keadaan fisik seseorang untuk diagnosis kesehatan
berkelanjutan, menggunakan sebagai input data dari jaringan kamera kedalaman,
lantai penginderaan, atau perangkat serupa lainnya. Jaringan area tubuh dapat
mengumpulkan informasi tentang kesehatan, kebugaran, dan pengeluaran energi
seseorang. (Peiris, V. 2011)
4.2 Aplikasi AWSN sebagai Pendeteksi Kebakaran Hutan
Gambar :
Aplikasi WSN dalam penanganan kebakaran hutan (Tomic, Slavisa. 2019)
Jaringan Sensor Nodes dapat dipasang di hutan untuk mendeteksi saat api telah muncul. Node dapat dilengkapi dengan sensor untuk mengukur suhu, kelembaban, dan gas yang dihasilkan oleh api di pohon atau tumbuh-tumbuhan. Deteksi dini sangat penting untuk keberhasilan tindakan petugas pemadam kebakaran; Berkat Jaringan Sensor Nirkabel, pemadam kebakaran dapat mengetahui kapan api mulai dan bagaimana penyebarannya.
4.3 Aplikasi AWSN Dalam Pemantauan Kualitas Air
Gambar
: Implementasi WSN dalam pemantauan kualitas air (, , ,
Pemantauan kualitas air
melibatkan analisis sifat air di bendungan, sungai, danau, dan lautan, serta
cadangan air bawah tanah. Penggunaan banyak sensor terdistribusi nirkabel
memungkinkan pembuatan peta status air yang lebih akurat, dan memungkinkan
penyebaran permanen stasiun pemantauan di lokasi yang sulit diakses, tanpa
perlu pengambilan data manual.(Spie, 2013)
5.
Contoh Penerapan Aplikasi AWSN di Indonesia
5.1 Aplikasi AWSN Dalam Pemantauan Gempa dan Longsor di Nusa Tenggara Timur
Gambar
: Aplikasi AWSN dalam pemantauan Gempa
(Kotta,
Rantelobo, Tena, Klau. 2011)
Sistem pendeteksi tanah longsor memanfaatkan jaringan sensor nirkabel untuk mendeteksi sedikit pergerakan tanah dan perubahan berbagai parameter yang mungkin terjadi sebelum atau selama tanah longsor. Melalui data yang dikumpulkan, dimungkinkan untuk mengetahui kejadian longsor yang akan datang jauh sebelum hal itu benar-benar terjadi.( Kotta, Rantelobo, Tena, Klau. 2011)
Referensi
Chandra, Franky dan Arifianto,
Deni. 2010. Jago Elektronika. Jakarta : Penerbit Kawan Pustaka.
E. Sugiarto & Sakti. 2009.
Rancang Bangun Sistem Monitoring Kualitas Udara. Menggunakan Teknologi Wireless
Sensor Network (WSN)
Firdaus. 2014. Wireless Sensor
Network, Grha Ilmu. Yogyakarta.
Ilyas. M., Mahgoub. I., 2005,
Handbook of Sensor Networks : Compact Wireless and Wired Sensing Systems, CRC
Press, Washington D.C.
Kho, Dickson.2020. Teknik
Elektronika. Pengertian Sensor Suhu dan Jenis-jenisnya. Diakses pada 7 Maret
2021 melalui : https://teknikelektronika.com/pengertian-sensor-suhu-jenis-jenis-sensor-suhu/
Kotta, Rantelobo, Tena, Klau. 2011.
Wireless Sensor Network for Landslide Monitoring in Nusa Tenggara Timur.
Kumar Pardee, Sang-Gon Lee, Sanggon
Lee. 2012.E-SAP: Efficient-Strong Authentication Protocol for Healthcare
Applications Using Wireless Medical Sensor Networks
Krit
Salah-ddine. 2012. Design Methodology of Energy Consumption for Wireless Sensor
Networks using Renewable.
Mi. C. M. T,
Thandar. T., 2009. A Framework for Secure and Survivable Wireless Sensor
Networks, Annals of Dunărea de Jos University, Fascicle I : Economics and
Applied Informatics.
Peiris, V. 2013. Highly integrated wireless sensing for body area network applications. SPIE Newsroom.
Spie. 2013. Vassili Karanassios:
Energy scavenging to power remote sensors. SPIE Newsroom.
Slavisa Tomic, Marko Beko, Luis
Camarinha-Matos, Luís Bica Oliveira. 2019. Distributed Localization with
Complemented RSS and AOA Measurements: Theory and Methods
Comments
Post a Comment