61
Prosiding Seminar Nasional Teknologi Elektro Terapan 2017 Vol.01 No.01, ISSN: 2581-0049
Haryadi Amran Darwito
a),Hendy Briantoro
a),Dea Ayu Berlinda
a)Abstrak:Hingga saat ini, beberapa pusat perbelanjaan masih menerapkan layanan parkir secara manual saat memberikan tiket parkir. Penggunaan mesin otomatis untuk tiket parkir juga masih membutuhkan biaya yang besar untuk pengimplementasiannya. Untuk itu diusulkan sistem dengan teknologi iBeacon yang merupakan perangkat berbasis Bluetooth Low Energy (BLE). BLE dapat memancarkan bluetooth serta terkoneksi secara nirkabel ke perangkat - perangkat yang telah memiliki fitur bluetooth versi 4.0 pada radius tertentu. Piranti yang terhubung ke perangkat BLE dapat membaca layanan-layanan yang ditawarkan perangkat BLE tersebut. Dengan sistem informasi berbasis iBeacon, layanan parkir tidak perlu menyediakan tiket parkir sehingga dapat mengurangi penggunaan kertas untuk tiket parkir, antrian di pintu masuk tempat parkir, dan jumlah tenaga kerja yang melayani di bagian pintu masuk. Pengunjung yang sudah menjadi anggota parkir pusat perbelanjaan hanya perlu membawa Beacon saat mengunjungi pusat perbelanjaan tersebut. Di gate masuk parkiran, Beacon dideteksi oleh bluetooth reader (menggunakan raspberry pi) dan dikirim ke server sebagai pengguna tempat parkir. Beacon dideteksi pada jarak 1 meter dengan rata-rata RSSI sebesar -80 dB, rentang nilai RSSI terbesar yakni 62 dB hingga -84 dB dan frekuensi deteksi Beacon terbanyak adalah 22 kali. Aktivitas parkir dapat ditampilkan dalam bentuk jumlah slot kosong yang tersedia di tiap lantai.
Kata-kata kunci: bluetooth reader, ibeacon, raspberry pi.
1. Pendahuluan
Pusat perbelanjaan merupakan tempat yang selalu ramai. Beberapa pusat perbelanjaan menyediakan fasilitas fasilitas yang kurang optimal dalam melayani kebutuhan pengunjungnya, contoh misal adalah area parkir. Hingga saat ini, layanan parkir di beberapa pusat perbelanjaan masih dilakukan secara manual dengan bantuan petugas parkir untuk memberikan tiket parkirnya. Dengan adanya mesin otomatis untuk tiket parkir, layanan sistem parkir menjadi lebih efisien. Namun, pada penerapannya masih membutuhkan biaya yang besar dan pihak pusat perbelanjaan tetap harus menyediakan daya untuk menghidupi mesin otomatis tersebut. Selain itu mesin otomatis dapat dikatakan belum ramah lingkungan karena masih menggunakan kertas untuk tiket parkirnya Dengan sistem informasi berbasis iBeacon, layanan parkir dapat dilakukan tanpa perlu pengadaan tiket parkir sehingga dapat mengurangi penggunaan kertas untuk tiket parker.Antrian di pintu masuk tempat parkir, serta jumlah tenaga kerja yang melayani di bagian pintu masuk. Pengunjung yang telah terdaftar sebagai anggota parkir pusat perbelanjaan hanya perlu membawa Beacon saat mengunjungi pusat perbelanjaan tersebut. Ketika melewati pintu masuk parkiran, UUID dari Beacon akan secara otomatis dikirimkan ke server database sebagai pengguna tempat parkir berdasarkan identitas pengemudi yang telah tersimpan di database. iBeacon merupakan perangkat berbasis Bluetooth Low Energy (BLE) yang memancarkan bluetooth dan dapat terkoneksi secara nirkabel dengan perangkat lain yang memiliki fitur bluetoothversi 4.0 pada
radius tertentu [1]. Hal ini memungkinkan perangkat yang terhubung dengan perangkat BLE dapat membaca layanan-layanan yang ditawarkan perangkat BLE tersebut [2].
Agar data pengunjung bisa terkirim ke database, pada sistem ini akan digunakan bluetooth reader yang akan mendeteksi Beacon. Beaconyang telah terdeteksi dan telah terdaftar sebagai anggota parkir sebelumnya akan terdeteksi sebagai anggota parkir pada hari tersebut dalam database.
2. Metode
Pada penelitian ini dibuat sebuah sistem layanan parkir berbasis Beacon. Tahapan perancangan untuk membuat sistem ini adalah pemrograman client - server[3], pembuatan database dan pengolahan data. Gambar 1 menunjukkan sistem yang dirancang agar data dari Beacon dapat diolah sedemikian rupa pada database sesuai ketentuan yang diatur pada pemrograman server. Untuk itu, pertama kali yang harus dilakukan adalah mendesain sistem database dimana akan dibuat beberapa tabel yang berisi data data yang dibutuhkan untuk sistem layanan parkir sehingga nantinya dapat mempermudah pencarian dan pengolahan data.
Pada sistem ini, pengunjung harus sudah terdaftar sebagai anggota parkir suatu pusat perbelanjaan. Pendaftaran dapat dilakukan secara manual di pusat perbelanjaan yang bersangkutan atau melalui situs resminya. Pengunjung yang telah memiliki Beacon dan telah terdaftar sebagai anggota parkir hanya perlu membawa Beacon atau meletakkan Beacon di kendaraannya setiap kali mendatangi pusat perbelanjaan tersebut. Saat kendaraan pengunjung melewati gatemasuk parkiran, MAC (Media Access Control) address pada Beacon akan terdeteksi oleh perangkat Raspberry Piyang Korespondensi: amran@pens.ac.id
a) Teknik Telekomunikasi, Politeknik Elektronika Negeri Surabaya (PENS), Surabaya
diletakkan di gate tersebut dan datanya akan dicari di database [4][5]. Bila MAC address ditemukan, waktu dan tanggal terdeteksinya Beacon akan dikirim ke database berdasarkan status parkirnya. Untuk pusat perbelanjaan dengan tempat parkir bertingkat, akan diletakkan Raspberry Pi(Beacon reader) pada setiap lantainya untuk memudahkan proses manajemen jumlah slot parkir kosong tiap lantai yang nantinya dapat dilihat oleh pengunjung di area parkir [6]. Raspberry Pi pada setiap lantai memiliki identifier, dimana setiap identifier merepresentasikan posisi Raspberry Pitersebut diletakkan di lantai berapa [7].
Gambar 1. Blok Diagram Pengerjaan
Cara kerja server dalam mengolah data Beacon yang dikirim clientdan akan dikirim dan disimpan ke server database[8]. Karena pengiriman data dari dan ke database melalui media kabel ethernet, maka protokol TCP/IP digunakan dalam pemrograman client server[9][10][11]. Pemrograman di sisi server sendiri dibuat agar dapat membuka koneksi untuk penerimaan data yang dikirimkan oleh perangkat lain (Raspberry Pi) dan diproses sehingga data pada databasedapat diperbaharui [12][13]. Gambar 2 merupakan diagram alur dari pemrograman di sisi server tersebut.
Gambar 2. Alur diagram pemrograman di sisi server.
Pada Gambar 3, Raspberry Pi bertindak sebagi client berfungsi mendeteksi Beacon kendaraan dan mengirimkan data Beacon ke sisi server agar dapat diolah berdasarkan data yang ada pada database. Alur diagram menunjukkan bagaimana data dari client dapat sampai ke sisi server. Jika Raspberry Pi mendeteksi Beacon, akan dibuat client socket yang berfungsi mengirim inisialisasi koneksi dengan server [14][15]. Hal ini dapat dilakukan dengan metode three-way handshake. Setelah server menerima inisialisasi koneksi dari client dan membuat connection socket, maka keduanya sudah saling terhubung dan client dapat mengirim data Beacon[15]. Lalu, client akan mulai proses pendeteksian kembali.
Gambar 3. Alur diagram pemrograman di sisi client.
3. Pengujian Sistem
Pada bagian ini dipaparkan pengujian, pengambilan data, dan analisa dari sistem yang digunakan.
3.1 Pengukuran RSSI berdasarkan Parameter Jarak Tujuan dari pengukuran ini adalah untuk mengetahui pada jarak berapa saja Beacon terdeteksi bila pada program diatur hanya mendeteksi Beacon dengan nilai RSSI tertentu. Skenario pengambilan data berdasarkan parameter jarak ditunjukkan pada Gambar 4.
parameter jarak.
Tabel 1.Perbandingan pengukuran RSSI berdasarkan parameter jarak pada ketiga lokasi.
Jarak (meter)
RSSI (dB)
Lokasi 1 Lokasi 2 Lokasi 3
1 -84.8 -82.2 -73.2
2 -87.8 -90.2 -78.6
3 -88.9 -87.2 -82.6
4 -89.6 -88 -83.5
5 -91.6 -89.5 -85.6
Gambar 5.Grafik perbandingan RSSI untuk ketiga lokasi. Dari Tabel 1 dan Gambar 5dapat dilihat bahwa nilai RSSI semakin lama semakin kecil dan grafik cenderung menurun. Hal ini sesuai dengan teori RSSI bahwa semakin jauh jaraknya maka semakin kecil kuat sinyal yang diterima raspberry pi.Untuk jarak 1 meter pada ketiga lokasi setelah dihitung memiliki rata-rata nilai RSSI sebesar -80 dB. Karena sistem ini akan menggunakan jarak 1 meter agar Beacon dapat terdeteksi oleh Raspberry Pi, maka nilai -80 dB tersebut akan dijadikan pertimbangan untuk program deteksi Beacon.
3.2. Jarak Beacon Terdeteksi
Gambar 6.Skenario pengukuran jarak terdeteksinya Beacon. Dari Tabel 2dapat dilihat bahwa ketiga lokasi memiliki rata-rata jarak terdeteksi beacon yang berbeda-beda ketika raspberry pi diatur hanya mendeteksi beacon pada jarak 1 meter. Hal ini tergantung dari kondisi lingkungan tempat pengujian.
Tabel 2.Perbandingan jarak Beacon terdeteksi oleh Raspberry Pi.
Uji ke - Jarak (m)
Lokasi 1 Lokasi 2 Lokasi 3
1 1.7 1.4 0.2 2 1 1.2 0.7 3 1.7 1.3 1.2 4 0.4 1.6 1.6 5 1.4 0.8 1.2 6 1.8 1.6 1.6 7 2 1.3 1 8 1.5 1.3 0.7 9 1.5 1.2 0.5 10 1.8 1.6 1.6 Rata rata jarak 1.48 1.33 1.03
3.3 Rentang Nilai RSSI
Kendaraan dengan Beacon yang berjalan melewati Raspberry Pi dilihat nilai RSSI terbesar dan terkecilnya.Tujuan dari pengukuran ini adalah untuk mengetahui pada nilai RSSI berapa Beacon dinyatakan pasti terdeteksi oleh Raspberry Pi.
Gambar 7.Skenario pengukuran rentang nilai RSSI. Tabel 3.Perbandingan rentang nilai RSSI ketika Beacon
melewati Raspberry Pi.
Perbandingan Lokasi 1 Lokasi 2 Lokasi 3
RSSI minimum terdeteksi -84 dB -81 dB -72 dB RSSI maksimum terdeteksi -62 dB -61 dB -58 dB Jumlah minimum Beacon terdeteksi
1 kali 2 kali 2 kali
Jumlah maksimal Beacon terdeteksi
5 kali 5 kali 8 kali
Dari Tabel 3dapat dilihat bahwa lokasi 3 (lapangan Laboratorium Forensik ITS) dapat mendeteksi lebih banyak Beacon (hingga 8 Beacon) dan memiliki rentang nilai RSSI yang jauh lebih besar dibandingkan dengan kedua lokasi lainnya. Hal ini karena tidak adanya halangan sinyal dari Beacon ke Raspberry Pi.
3.4. Pengukuran RSSI Dua Beacon yang Berdekatan Pengukuran ini dilakukan agar mengetahui selisih nilai RSSI dua buah Beacon yang berdekatan. Kendaraan yang membawa Beacon 1 diposisikan 1 meter dari Raspberry Pi sedangkan kendaraan yang membawa Beacon diposisikan berjarak mulai dari 1 meter, 2 meter, 3 meter, 4 meter, dan 5 meter dari kendraan pertama. Untuk lebih
jelasnya dapat dilihat pada Gambar 8.
Gambar 8.Ilustrasi pengukuran RSSI dua beacon. Tabel 4.Perbandingan selisih RSSI dua Beacon yang
berdekatan pada ketiga lokasi Jarak
(meter)
Selisih 2 Beacon yang berdekatan (dB)
Lokasi 1 Lokasi 2 Lokasi 3
1 - 8.6 - 7.4 - 17.3
2 - 13.5 - 10.2 - 17.7
3 - 13.5 - 10.6 - 11.7
4 - 10.7 - 11.9 - 16.4
5 - 11.7 - 12.5 - 17.2
Gambar 9.Grafik selisih RSSI dua Beacon yang berdekatan pada ketiga lokasi.
Dari Gambar 9 dapat dilihat bahwa selisih RSSI dua Beacon yang berdekatan cenderung naik turun kecuali pada lokasi 2 yang nilai RSSInya turun secara signifikan seiring dengan semakin jauhnya jarak antar Beacon terhadap Raspberry Pi.
3.5. Frekuensi terdeteksinya Beacon
Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui berapa kali Beacon terdeteksi ketika melewati Raspberry Pi untuk kasus tempat parkir bertingkat. Sehingga, nantinya dapat dipastikan bahwa ketika Beacon melewati Raspberry Pi, Beacon pasti dapat terdeteksi. Selain itu, pengujian ini juga akan menunjukkan bagaimana kondisi database sebelum dan setelah Beacon terdeteksi, dimana jumlah slot kosong berubah ketika ada perubahan pada posisi lantai yang ditempati kendaraan. Lokasi pengujian dilakukan di parkiran S2 PENS dengan menggunakan 2 buah Raspberry Pi dimana jarak antar Raspberry Pi sejauh 15 meter dan ethernet switch serta kabel ethernet digunakanuntuk menghubungkan kedua Raspberry Pi tersebut dengan server. Kedua Raspberry Pi ini berfungsi sebagai identifier yang mengindikasikan posisi Raspberry Pi ada di lantai berapa. Sebelum melakukan pengujian ini, diukur terlebih dahulu RSSI pada jarak 1 meter dan 5 meter seperti pada Tabel 5.
Tabel 5.Pengukuran RSSI pada parkiran S2 PENS Bluetooth
Reader
RSSI jarak 1 meter
RSSI jarak 5 meter
Raspberry Pi 1 -73.1 dB -79.6 dB
Raspberry Pi 2 -85.2 dB -86.8 dB
Hasil pengukuran pada Tabel 5didapatkan dengan mengambil 10 RSSI Beacon yang terdeteksi Raspberry Pi. Dari data RSSI tersebut dapat diketahui bahwa Raspberry Pi dapat mendeteksi Beacon dari jarak 1 meter hingga 5 meter dengan kisaran RSSI mulai dari -73.1 dB sampai -86.8 dB.
Keterangan :
Lt = Lantai, x = Lantai keluar, Slot = Jumlah slot kosong f1= ID Beacon f1:22:f4:47:bf:c5
ce = ID Beacon ce:c9:46:de:21:55 ff = ID Beacon ff:7d:9c:c8:91:8d
Tabel 6.Kondisi sebelum dan setelah Beacon terdeteksi
Dari Tabel 6dapat dilihat bahwa pada jarak 1 meter, frekuensi Beacon terdeteksi minimal 3 kali dan maksimal 22 kali.Selain itu, kondisi slot kosong sebelum dan setelah Beacon terdeteksi oleh Raspberry Pi tidak akan berubah jika slot kosong pada lantai yang bersangkutan sudah tidak tersedia. Hal ini karena meskipun Beacon terdeteksi oleh Raspberry Pi di lantai yang bersangkutan, kendaraan tersebut tidak akan dapat parkir di lantai itu sebab slot parkir kosongnya telah habis sehingga kendaraan tersebut pastinya harus mencari tempat parkir di lantai lain. Untuk itu, data Beacon yang terdeteksi di lantai tersebut tidak perlu dicatat pada database. Kasus ini dapat dilihat pada
Tabel 6 bagian Uji 6 untuk frekuensi Beacon terdeteksi di lantai 2.
3.6. Kecepatan Pengiriman Data dari Client ke Server Tujuan dari pengukuran ini adalah agar dapat diketahui seberapa cepat data Beacon yang telah diproses dapat disimpan di database. Untuk itu digunakan metode HTB (Hierarchial Tocken Bucket) agar dapat mengamati rata-rata jumlah paket yang dikirimkan bila bandwidth pengiriman dibatasi. Pengukuran dilakukan dengan cara mengirimkan 10 Beacon yang terdeteksi berturut-turut ke server kemudian hasilnya diamati pada wireshark.
Tabel 7.Pengujian kecepatan transfer data dengan wireshark. Bandwidth limit (kbps) Jumlah rata rata ukuran paket (Byte) Rata-rata kecepatan data (kbps) Rata-rata bytes per second (KBps) 1 509.5 182 22 10 543.5 206 25 20 543.5 264 33 30 538.5 460 57 40 502.5 555 69 50 477.5 586 73
Dari Tabel 7dapat dilihat bahwa semakin besar jumlah bandwidth yang diberikan, maka kecepatan datanya juga semakin besar sehingga grafik cenderung naik.
Gambar 10.Grafik pengukuran kecepatan transfer data.
Dari Gambar 10dapat dilihat bahwa semakin besar jumlah bandwidth yang diberikan, maka kecepatan datanya juga semakin besar sehingga grafik cenderung naik.
3.7. Pengujian terhadap Kinerja Beacon
Untuk pengambilan data ini akan digunakan aplikasi CuBeacon Tools pada telepon genggam untuk melihat besarnya daya yang ditransmisikan oleh Beacon berdasarkan parameter jarak.
Tabel 8.Perbandingan kinerja Beacon pada ketiga lokasi.
Jarak (meter)
RSSI (dB)
Lokasi 1 Lokasi 2 Lokasi 3
1 -71 -70 -71
2 -72 -71 -74
3 -77 -74 -78
4 -82 -75 -83
5 -89 -76 -86
Gambar 11.Perbandingan daya pancar Beaconpada ketiga lokasi.
Berdasarkan pengukuran daya pancar Beacon pada ketiga lokasi pada Gambar 11dapat dilihat bahwa semakin jauh jarak aplikasi Cubeacon Tools pada perangkat yang digunakan dengan Beacon maka semakin kecil daya pancar Beacon yang diterima oleh aplikasi tersebut sehingga grafik cenderung menurun.
4. Kesimpulan
Berdasarkan pengujian yang dilakukan maka dapat disimpulkan bahwa :
1. Semakin jauh jarak Beacon dari Raspberry Pi maka nilai RSSI semakin kecil.
2. Semakin sedikit halangan sinyal yang dikirimkan dari Beacon ke Raspberry Pi, semakin banyak Beacon yang dapat terdeteksi oleh Raspberry Pi dan semakin lebar rentang nilai RSSI dari Beacon yang diterima Raspberry Pi.
3. Semakin jauh jarak antar dua Beacon yang berjejer, maka semakin besar selisih keduanya terhadap Raspberry Pi.
4. Kondisi slot kosong sebelum dan setelah Beacon terdeteksi oleh Raspberry Pi tidak akan berubah jika slot kosong pada lantai yang bersangkutan sudah tidak tersedia.
5. Semakin besar bandwidth yang diberikan untuk pengiriman data dari client ke server, semakin besar kecepatan datanya.
6. Semakin jauh jarak aplikasi Cubeacon Tools pada perangkat yang digunakandengan Beacon maka semakin kecil daya pancar Beacon yang diterima oleh aplikasi tersebut.
Daftar Pustaka
[1] Jingjing Yang, Zhihui Wang, Xiao Zhang An iBeacon-based Indoor Positioning Systems for International Journal of Smart Home, p: 162-163, 2015.
[2] Shenzhen AnkhMaway Electronics Technology Co.
[3] Michael J. Donahoo, Kenneth L. Calvert, TCP/IP Sockets in C : Practical Guide for Programmers , Morgan Kaufmann, 2001 [4] Imagine Publishin [5] Raspberry Pi FAQ https://www.raspberrypi.org/help/faqs/. [Diakses 3 Oktober 2017]. [6] Media, Inc 2014, p2. [7]
Sensor Pada Jaringan Sensor Nirkabel menggunakan Teknik Elektro - FTI Institut Teknologi Sepuluh Nopember, 2012. [8] Mark Levene -81, Springer, London, 1999. [9] Morgan Kaufmann, 2001. [10] Muhammad Zen S. Hadi, ST.
Jurnal Teknik Telekomunikasi, Politeknik Elektronika Negeri Surabaya.
[11]
Wesley, November 2011
[12] W. Richard Stevens, Bill Fenner, Andrew M. Rudoff, -40, Addison-Wesley, 2004.
[13]
[14] Kevin Tatroe,Peter MacIntyre,Rasmus Lerdorf, ng Dymaic Web Pages. [15] Gosselin Don, Kokoska Diana, Easterbrooks Robert, PHP Programming with MySQL : The Web 2011.
