Pengembangan software pada sistem ini dibagi tiga bagian melihat dari letak software itu berada yaitu software untuk web site, sofware untuk embedded host dan untuk device driver, komunikasi antara web site application dan embedded host menggunakan protokol HTTP sedangkan antara embedded host dengan device driver menggunakan protokol yang dibangun sendiri. Untuk lebih jelas proses-proses pada ketiga software tersebut dapat dilihat pada diagram use case berikut (Gambar 27). User Login Autentication Process «uses»
-User name, Password House selection -House_id, Address Listing Device -Device_id, Devaice_ Name, Device_type Device Report -Date,Device_id,Device
_name, Status, Value
Device status & value request
pooling data from device
Data storing «extends»
«extends» «uses»
Set Device status & value -Device_id, State, Value
«extends»
Command Request «uses»
Set device status & value «extends» -Device_id, status, value
-Device
_id, state, value
Active/deactive & Rename Device -Device_id, Devaice_Name Device On-Board -Device_id, Type_id SIKAMARU «uses» Device Driver Set on/off/ Value
Status on/off/ Value Listing Floor
Floor_id «extends»
Gambar 27 Use case diagram SKAPEI. SKAPEI
Use case pada Gambar 27 yang berwarna putih merupakan proses–proses yang berada di Web application sedangkan yang berwarna abu-abu merupakan proses yang ada di embedded host, warna hitam untuk device driver, berikut penjelasan use case SKAPEI:
a. Login
Proses ini diperlukan sebagai aspek keamanan sistem, proses ini menentukan autentikasi dan authorisasi pengguna terhadap sistem baik untuk menentukan akses terhadap rumah, lantai dan peralatan di dalamnya. Di proses ini pengguna diharapkan untuk mengisi user id dan password.
b. House selection
Proses login akan menentukan hak akses pengguna terhadap rumah yang akan dipantau ataupun diatur peralatannya, sistem ini memberikan hak satu pengguna dapat mengakses satu atau lebih rumah, dengan memilih rumah yang akan diakses dari daftar rumah yang telah ditentukan sebelumnya.
c. Listing floor
Pemilihan rumah pada proses house selection akan menghasilkan daftar lantai yang ada di rumah tersebut, dari daftar lantai tersebut satu atau lebih dapat diakses oleh pengguna. Pengguna berinteraksi pada proses ini akan menghasilkan floor_id ketika memilih salahsatu lantai.
d. Listing device
Satu atau lebih alat akan ditampilkan sistem ketika pengguna telah memlih lantai dari daftar lantai yang ada, daftar ini diperoleh melalui proses device
on-board.
e. Active/deactive & Rename Device
Sistem memiliki fitur kepada pengguna untuk mengaktifkan dan menonaktifkan peralatan yang ada serta merubah nama alat tersebut, proses ini diperlukan jika peralatan rumah yang terpasang sedang dalam keadaan rusak atau belum
terpasang sehingga web application tidak perlu menampilkan alat ini di tampilan monitoring ataupun report.
f. Device report
Device report merupakan proses di web application untuk memberikan laporan
berupa daftar peralatan beserta status dan nilainya sehingga pengguna dapat mengetahui kondisi peralatan yang terpasang di rumahnya. Laporan yang ditampilkan bisa dipilih berdasarkan waktu, alat, maupun secara real time
(langsung). data yang diproses berasal dari proses penyimpanan sebelumnya.
g. Set Device status & value
Di proses inilah pengguna dapat menentukan baik state (keadaan) maupun nilai suatu alat, dengan memilih alat dan mengaturnya proses ini akan meneruskan parameter (data) terkait ke proses storing dan disimpan ke dalam database yang nantinya akan dipaketkan dan dikirim ke alat rumah terkait. Proses ini akan memberikan tampilan ke pengguna tergantung jenis alat yang akan diatur.
h. Storing
Data yang masuk ke web application dari embedded host akan tersimpan ke dalam database server melalui proses storing, tujuannya agar data ini bisa ditampilkan ke pengguna sesuai kebutuhannya, selain data yang berasal dari
embedded host proses storing juga memiliki fungsi untuk menyimpan perintah
(command) untuk peralatan yang diberikan oleh pengguna melalui proses set
device status & value, perintah ini akan diambil di proses command request.
i. Device on Board
Proses ini berada di embedded host yang memiliki fungsi untuk mengumpulkan peralatan aktif apa saja yang terpasang di jaringan PLC, sehingga sistem memiliki daftar peralatan aktif, proses ini berinteraksi dengan device driver
masing–masing alat untuk memberikan statusnya apakah aktif atau tidak begitu
j. Pooling data from device
Seperti diterangkan pada subbab sebelumnya embedded host secara periodik akan meminta (request) command dari server sekaligus mengirim status ke
server, proses pooline inilah yang akan mengumpulkan seluruh status dan nilai
dari peralatan aktif yang terpasang dari daftar peralatan yang didapat saat proses
device on board, proses pooling per alat dilakukan secara bergantian melalui
proses device status & value request.
k. Device status & value request
Proses ini memiliki fungsi membentuk seuntaian format data yang berisi perintah untuk meminta (request) status dan nilai suatu alat berdasarkan id masing–masing alat, jadi proses ini akan dilaksanakan ketika proses pooling
dijalankan.
k. Command request
Pengiriman data antara embedded host dan server secara periodik berisi seuntaian perintah (command) yang diminta (request) untuk seluruh peralatan aktif yang terpasang , untaian ini dipecah–pecah berdasarkan alat sehingga pecahan-pecahan tersebut berisi id alat beserta perintah – perintahnya, perintah– perintah ini kemudian dikirimkan secara bergantian ke device driver alat yang sebelumnya dipaketkan dan diformat dalam bentuk protokol terdefenisi di proses set device status & value.
l. Set device status & value
proses ini memaketkan data berisi perintah mengatur suatu alat apakah on/off atau memberikan suatu nilai kemudian diberikan perintah, proses ini dilakukan peralatan secara bergantian sesuai keinginan pengguna. Pengaturan ini hanya ada di web apllication.
Berikut tabel fungsional dan non fungsional dari sistem yang dikembangkan, dari table ini didapat apa kegunaan atas suatu fungsi di sistem dan aspek yang perlu diperhatikan dalam membangun sistem.
Tabel 1 Aspek fungsional sistem
No Functional Keterangan
1 Write master pengguna Fungsi untuk menulis data pengguna 2 Write master rumah Fungsi untuk menulis data rumah 3 Write list lantai Fungsi untuk menulis data lantai yang
dimiliki suatu rumah
4 Write list Alat Fungsi untuk menulis daftar alat suatu lantai
5 Write Authorizet pengguna Fungsi untuk menulis hak akses pengguna
6 Perform Active device list Fungsi menampilkan daftar alat yang aktif pada suatu lantai rumah
7 Perform device status and value Fungsi menampilkan nilai dan status alat
8 Set device state and value Fungsi mengatur nilai dan keadaan alat
9 Report device history Fungsi menampilkan riwayat suatu alat
10 Set Lantai layout Fungsi untuk menaruh gambar layout suatu lantai
11 Set device position in layout Fungsi mengatur letak symbol alat pada gambar layout lantai
Tabel 2 Aspek Nonfunctional sistem
No Technical Performance Usability Reliability 1 Client PC or Portable Have to support over 4 simultaneous
client session
Mobile access
2 Server PC min Pentium 4
Load page for client max 10 seconds Online help
3 Internet Network Have ability more than 50 Kbps Fast access
4 Web browser Updating data in 1 second & support javascript
Interactive application
5 Web base application
6 PHP
Tabel 1 merupakan daftar fungsi yang dimiliki SKAPEI, fungsi-fungsi ini diletakkan di web apllication, softwareembedded host dan software device driver, sedangkan tabel 2 merupakan aspek lain dari fungsional yang perlu diperhatikan untuk membangun sistem ini.
HARDWARE
Berdasarkan letaknya hardware sistem ini dibagi menjadi dua bagian yaitu
1. SERVER
Hardware di sisi server memiliki fungsi sebagai penyimpan data, aplikasi
sebagai user interface, dan pelayan data baik request dan response bagi klien dalam hal ini adalah peralatan rumah yang diakuisisi dan dikendalikan. Hardware
pada sisi ini hanya terdiri dari sebuah komputer yang dapat diletakkan di penyedia jasa web hosting atau di tempat yang kita inginkan tentunya yang terhubung dengan akses jaringan Internet. Komputer server pada sistem ini memiliki spesifikasi minimum sebagai berikut :
1. Prosessor pentium IV
2. RAM (Random Access Memmory) 512MB 3. Harddisk 1 GB
4. OS (Operating system) Windows XP 5. Webserver Apache
6. Database MySQL 7. Memiliki IP Public
2. KLIEN
Hardware pada sisi klien bertugas mengakuisisi data dari sensor dan
mendistribusikan perintah ke peralatan elektronik yang terpasang. Perangkat yang dibangun pada sisi ini dibangun oleh tiga perangkat menurut fungsinya yaitu :
embedded host, PLC, dan device driver. Blok diagram dari perangkat yang
terpasang di sisi klien dapat dilihat pada Gambar 28.
Gambar 28 Blok diagram perangkat sistem di sisi klien.
PLC Modem Device Driver Device Power Line PLC Modem Modem Internet Embedded Host
2.1 EMBEDDED HOST
Fungsi dari peragkat ini sudah dijelaskan pada bagian software yaitu mengumpulkan data dari sensor, mendistribusikan perintah dan mengirimkan data ke server melalui jaringan Internet. Diagram blok dari perangkat ini dapat dilihat pada Gambar 29.
Gambar 29 Blok diagram perangkat embedded host
Komponen penggerak dari rangkaian ini adalah sebuah mikrokontroller atmega 128 yang memiliki spesifikasi sebagai berikut:
• Advanced RISC Architecture
• High Endurance Non-volatile Memory Segments
- 128K Bytes of In-System Self-Programmable Flash - 4K Bytes EEPROM
- 8K Bytes Internal SRAM • Peripheral Features
- Two 8-bit Timer/Counters with Separate Prescaler and Compare Mode
- Two expanded 16-bit Timer/Counter with Separate Prescaler, Compare- and Capture Mode
- 8-channel, 10-bit ADC
- Two Programmable Serial USART - Master/Slave SPI Serial Interface • I/O and Packages
- 53 Programmable I/O Lines • Temperature Range:
- -40°C to 85°C Industrial
Mikrokontroller ini berisi software yang ditanamkan di flash memory untuk menjalankan tugasnya sedangkan data hasil pengumpulan dari sensor dan data yang diterima dari server diletakkan di memory RAM. Pengumpulan dan pendistribusian data dilakukan dengan menggunakan jalur komunikasi serial. Satu jalur serial digunakan untuk transmisi data dari modul ethernet to serial dalam
RX TX Rs232 Ethernet To Serial ATMEGA 128 RX TX Rs232 Ke PLC modem Dari & ke modem internet / Hub RX TX Ethernet Embedded Host
bentuk HTTP dan satu jalur lagi untuk modem PLC dalam bentuk protokol yang terdefenisi. Modul ethernet to serial berfungsi untuk mengubah data yang masuk dari jaringan lokal atau Internet menjadi data serial UART, pada modul ini ada beberapa hal yang harus dikonfigurasi seperti : alamat IP perangkat, alamat IP server, baud rate serial, mode perangkat (sebagai klien atau server), dan mode protokol apakah TCP atau UDP. Bentuk fisik dari perangkat ini dapat dilihat pada Gambar 30.
Gambar 30 Bentuk fisik hardware klien.
2.2 MODEM PLC
Data dalam bentuk protokol yang terdefinisi baik berasal dari embedded host maupun device driver perlu dihubungkan, pada sistem ini perangkat yang digunakan untuk menghubungkan dua perangkat tersebut menggunakan modem PLC dimana media komunikasinya menggunakan jalus listrik. Modem PLC yang digunakan produk dari Yitran yang dijantungi oleh komponen IC (Integrated
Circuit) IT800D. Secara blok diagram perangkat ini dapat dilihat pada Gambar
31.
Perangkat ini bertugas mengubah data serial UART menjadi sinyal–sinyal listrik yang dapat diikutsertakan di dalam jaringan listrik, pada Gambar 31 terdapat blok AFE (Analog front end), blok inilah yang mengubah dari bentuk
Embedded Host Modem Internet Modem PLC Device Device Driver Modem PLC
data digital menjadi sinyal listrik analog dalam bentuk modulasi frekuensi. Frekuensi yang termodulasi hasil dari AFE diserahkan ke blok PSU (Power
Supply Unit) untuk diteruskan ke jaringan listrik. IC IT800D merupakan IC
mikrokontroller yang mengolah data serial yang diterima dalam bentuk protokol terdefinisi menjadi protokol tersendiri (protokol buatan Yitran) agar dapat dimengerti oleh modem PLC di sisi lainnya dan sebaliknya menerima data dalam bentuk protokol Yitran yang dikirim oleh modem PLC di sisi lainnya dan merubahnya menjadi protokol terdefenisi.
Gambar 31 Diagram blok modem PLC.
2.3 DEVICE DRIVER
Device driver merupakan perangkat yang digunakan untuk menerima sinyal
baik digital maupun analog dari sensor dan memberi sinyal baik digital maupun analog ke aktuator berdasarkan perintah dari embedded host melalui modem PLC. Bentuk dari perangkat ini disesuaikan dengan alat yang akan diakuisisi dan dikendalikan, untuk tesis ini alat yang digunakan adalah lampu pijar. Untuk diagram bloknya dapat dilihat pada Gambar 32.
Gambar 32 Blok diagram device driver. Modem PLC Mikrokont roller RX TX Rs232 Ke PLC modem Aktuator Sensor Driver Device driver
Perangkat ini menggunakan sebuah mikrokontroller untuk menerjemahkan perintah yang diterima dari embedded host untuk mengatur blok driver, blok driver dapat berbentuk relay, transistor, mosfet, ataupun SCR tergantung terhadap aktuator yang akan digunakan apakah motor dinamo ataupun selenoid aktuator itu sendiri dipilih berdasarkan alat yang akan dikendalikan, sedangkan sensor mengambil status atau keadaan aktuator yang kemudian diserahkan ke mikrokontroller untuk dipaketkan ke dalam bentuk protokol terdefinisi sebelum di kirim ke embedded host melalui modem PLC.