Perancangan Smart Surveillance System Pada Smarthome Menggunakan NI MyRIO

(1)

Fakultas Ilmu Komputer

2854

Perancangan

Smart Surveillance System

Pada

Smarthome

Menggunakan NI

MyRIO

Novaria Elsari Ryzkiansyah1_{, Wijaya Kurniawan}2_{, Barlian Henryranu Prasetio}3

Program Studi Teknik Informatika, Fakultas Ilmu Komputer, Universitas Brawijaya Email: 1_{novariae@gmail.com,}2_{wjaykurnia@ub.ac.id,}3_{barlian@ub.ac.id}

Abstrak

Smarthome merupakan inovasi dalam memberikan kualitas kenyamanan dalam aktivitas sehari-hari. Keberadaan pencuri atau orang asing ke dalam rumah memberikan rasa takut bagi pemilik rumah dalam melakukan aktivitas di dalam atau di luar rumah. Dari permasalahan tersebut, pada penelitian ini, dilakukan pemodelan rumah dan penerapan sistem keamanan yang dapat mencegah terjadinya pencurian. Proses pengawasan terhadap pencuri atau orang asing di dalam rumah dilakukan menggunakan kamera dan sensor accelerometer, serta menggunakan alarm dan email untuk memperoleh informasi adanya pencuri atau orang asing. Sebagai pengendali utama digunakan NI MyRIO. Penelitian ini menggunakan metode template matching untuk membandingkan dan mendeteksi kondisi rumah ketika sistem dijalankan dengan perubahan kondisi yang terjadi. Pengujian dilakukan dengan beberapa skenario berbeda, dari 5 kali pengujian pengambilan gambar template memiliki selisih waktu error sebesar 0.06%. Gambar pembanding yang digunakan pada sistem memiliki rata-rata selisih waktu error sebesar 0.33%. Dari percobaan sensor accelerometer dan buzzer sebanyak 12 kali diperoleh hasil sebelas kali sukses dan satu kali gagal. Untuk server email yang dapat digunakan ke dalam sistem adalah smtp.gmail.com dengan port 587.

Kata kunci:Smarthome, Kamera, Accelerometer, NI MyRIO, Email, Template Matching.

Abstract

Smarthome is an innovation in providing quality comfort in everyday activities. The presence of thieves and stranger into the house gives a fear to the home owner in doing activities inside or outside the home. From these problems, in this study, home modeling and implementation of security systems that can prevent the theft act is required. The process of monitoring the thief and stranger in the house is done using the camera and accelerometer sensor, and use the alarm and email to obtain information of the thief and stranger. As the main controller used NI MyRIO. This study uses template matching method to determine comparing and detect home conditions when the system is run with changing conditions. Testing is done with several different scenarios, from 5 times the testing of shooting templates having the difference of error time of 0.06%. the comparative image used on the system has an average error time difference of 0.33%. From the accelerometer sensor and buzzer experiments as much as 12 times the results obtained eleven successes and one failed. For an email server that can be used into the system is smtp.gmail.com with port 587.

Keywords:Smarthome, Camera, Accelerometer, NI MyRIO, Email, Template Matching.

1. PENDAHULUAN

Rumah merupakan bangunan yang ditempati bagi semua orang, digunakan untuk melindungi dari siang dan malam serta cuaca seperti hujan. Seiring berjalannya teknologi, banyak rumah yang di desain agar dapat melakukan tugasnya sendiri. Rumah ini biasanya disebut dengan smart home. Smarthome dirancang dengan mengguanakan bantuan komputer agar dapat

memberikan keamanan, kenyamanan dan juga dapat menghemat listrik. Ada banyak contoh

smarthome, seperti menyalakan dan mematikan lampu otomatis, menyalakan air ketika air didalam tandon sudah terlihat habis, hingga pintu otomatis terbuka sendiri ketika ada orang yang akan masuk.

Keamanan diri sendiri maupun keluarga merupakan alasan utama untuk menjalankan

(2)

keamanan adalah alasan yang paling utama dalam menjalankan system smarthome. (Icontrol Network, 2015). Di Indonesia, kasus pencurian dengan pemberatan (curat) di rumah kosong ataupun pertokoan dan bangunan yang ditinggal oleh pemiliknya, mengalamai peningkatan hingga 6% pada tahun 2013 (Detik.com, 2014). Dari kasus-kasus pencurian tersebut dibutuhkan sebuah system yang dapat mendeteksi adanya pencuri saat rumah dalam keadaan kosong tanpa membutuhkan tambahan tenaga manusia. Penggunaan kamera pada saat ini diharapkan dapat memberikan system yang sesuai dengan kebutuhan di atas.

Pada saat ini, banyak yang menggunakan kamera sebagai alat pengintai untuk meningkatkan keamanan pada sebuah bangunan atau rumah. Kamera yang terpasang akan dihubungkan dengan computer yang dapat diamati langsung oleh pemiliknya atau satpam. Hal ini tentu tidak efektif untuk memberikan keamanan pada rumah. Karena jika satpam atau pemilik rumah lalai dan kelewatan mengamati kondisi kamera, maka tidak menutup kemungkinan pencurian bisa terjadi. Untuk memenuhi kebutuhan system untuk merekam menggunakan kamera yang dapat mengirimkan pesan atau terisi program diperlukan sebuah kontroler untuk menyimpan program tersebut. Kontroler yang digunakan seperti Arduino, Raspi, atau NI MyRIO.

NI MyRIO merupakan sebuah kontroler yang dapat terkoneksi dengan banyak perangkat keras. Sistem operasi pada NI MyRIO menggunakan system operasi real-time berbasis linux. FPGA pada MyRIO dapat menjalankan akuisisi data dengan kecepatan tinggi. Didalam kontroler MyRIO sudah disediakan sensor

accelerometer yang dapat diguanakan untuk menentukan letak kontroler dan wifi yang dapat digunakan untuk mengirimkan pesan kepada pemilih rumah.

Accelerometer merupakan sensor yang digunakan untuk menentukan derajat kemiringan melalui sumbu X, Y, dan Z pada MyRIO. Ketika kontroler berubah tempat maka nilai sumbu X, Y, dan Z juga akan berubah. Dengan adanya sensor accelerometer, dapat bermanfaat untuk mengidentifikasi adanya guncangan yang terjadi karena sentuhan manusia. Untuk mencegah terjadinya pencurian, juga diperlukan adanya pemberitahuan kepada pemilik rumah. Penggunaan email pada smartphone tentu akan berguna dan lebih efisien jika dimanfaatkan sebagai media penerima

pesan kondisi rumah.

Email (Electronic mail) merupakan sebuah surat elektronik yang dikirimkan melalui jaraingan internet. Email banyak digunakan untuk mengirim dan menerima pesan baik itu pesan text atau pesan dengan melampirkan file. Selain murah, email juga mudah, cepat dan efisien dalam mengirim dan menerima pesan. Oleh sebab itu, email banyak digunakan dalam hal mengirim atau menerima pesan. Pengiriman peringatan tentu tidak bisa dilakukan dengan sembarangan, dibutuhkan sebuah metode yang dapat membedakan kondisi rumah dalam keadaan aman atau tidak. Sistem menjadi buruk jika salah memberikan informasi kepada pemilik rumah.

Template matching merupakan metode

image processing yang digunakan untuk

menetukan dan menemukan perbedaan objek pada dua gambar dengan menggunakan gambar template sebagai acuan. Pada template matching terdapat dua jenis pendekatan, yaitu pendekatan berbasis fitur dan pendekatan berbasis template. Pendekatan berbasis fitur digunakan ketika gambar memiliki fitur yang kuat dan memliki resolusi gambar yang besar. Sedangkan pendekatan bebasis template digunakan ketika gambar tidak memiliki fitur yang kuat dan sebagian besar gambar yang dibandingkan cocok dengan gambar template.

(3)

2. PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI

Perancangan Sistem

Perancangan Perangkat Lunak

Perancangan Perangkat Keras

Perancangan Program dengan

LabView

Perancangan Prototipe

Perancangan Datadashboard

Gambar 1 Blok Diagram Perancangan Sistem

Gambar 1 merupakan flowchart

perancangan sistem yang akan dibuat pada smart surveillance sistem. Perancangan sistem dibagi menjadi dua yaitu perancangan perangkat lunak dan perancangan perangkat keras. Pada perancangan perangkat lunak akan dibagi lagi menjadi dua bagian, yaitu perancangan program dan perancangan data dashboard. Perancangan perangkat keras berupa perancangan prototipe.

2.1 Perancangan perangkat lunak

Perancangan perangkat lunak pada pembuatan smart surveillance sistem ini merupakan perancangan program dengan LabVIEW 2015. Perancangan program yang akan dibuat antara lain perancangan program mengambil gambar, perancangan program template matching, perancangan program

accelerometer, dan juga perancangan program email.

Perancangan perangkat lunak pada pembuatan smart surveillance sistem ini merupakan perancangan program dengan LabVIEW 2015. Perancangan program yang akan dibuat antara lain perancangan program mengambil gambar, perancangan program template matching, perancangan program

accelerometer, dan juga perancangan program email.

Mulai

Perancangan Program Mengambil Gambar

Perancangan Program Template Matching

Perancangan Program Accelerometer

Perancangan Program Email

Selesai

Gambar 2 Flowchart Perancangan Sistem

Pada gambar 2 adalah flowchart

perancangan sistem secara keseluruhan.

Pada tahap perancangan program mengambil gamabar ditujukan untuk mengambil gambar template dan juga gambar pembanding yang akan di proses pada tahap selanjutnya. Gambar template akan diambil sekali saja saat sistem pertama kali menyala, kamera akan mengambil satu gambar dan disimpan sebagai template awal. Sedangkan gamabr pembanding akan diambil setiap 30 detik. Alur program mengambil gambar dapat dilihat pada gambar 3.

Mulai

Buka Kamera

Mulai program Konfigurasi pengambilan

gambar

Ambil gambar

Unconfigures Acquisition Program selesai

Selesai

(4)

Pada tahap perancangan program template matching ini ditujukan untuk mengetahui adanya perubahan pada gambar yang disebabkan oleh pencuri atau orang asing yang memasuki rumah dengan menggunakan metode template metching, yaitu denagn mencocokkan gambar template awal yang telah ditentukan dengan gambar pembanding.

Gambar 4 (a) Flowchart Program Keseluruhan

Template Matching, (b) Flowchart Proses Membandingkan Gambar, (c) Flowchart Proses

Penentuan Nilai Gambar

Gambar 4 (a) merupakan proses keseluruhan

template matching, dimana tahap awal ketika sistem dinyalakan yaitu membuka file gambar yang sudah diambil kamera pada program sebelumnya. Kemudian, kedua gambar akan diukur sumbu X dan Z. Tahap selanjutnya adalah

template matching yaitu mencocokkan gambar template dengan gambar pembanding. Lalu, warna pixel pada gambar diubah menjadi bentuk array 2D. setelah itu gambar akan dihapus. Gambar 4(b) merupakan proses membandingkan gambar dengan menggunakan metode template matching. Proses pertama yang dilakukan pada tahap ini adalah menentukan nilai gambar template dan nilai gambar pembanding. Kemudian kedua gambar akan hitung dengan rumus seperti pada persamaan 1.

𝐻𝑎𝑠𝑖𝑙 = 𝑛𝑡𝑒𝑚𝑝𝑙𝑎𝑡𝑒 − 𝑛𝑝𝑒𝑚𝑏𝑎𝑛𝑑𝑖𝑛𝑔

(1)

Perancangan program accelerometer

digunakan sebagai antisipasi jika pencuri

mengetahui adanya kamera yang mengawasi gerak-gerinya dan akan mematikan sistem. Hal ini mungkin saja terjadi Karena banyak pencuri yang sudah professional dan mengerti akan adanya kamera pengawas yang akan menggagalkan aksinya. Alur pembuatan program accelerometer dapat dilihat pada gambar 4.

Gambar 5 Flowchart Perancangan Program

Accelerometer

Pada perancangan program email digunakan untuk mengirim pesan elektronik kepada pemilik rumah bahwa ada penyusup yang masuk kedalam rumahnya. Hal ini dilakukan sebagai pemberitahuan jika kamera menemukan adanya perbedaan antara gambar template dengan gambar pembanding. Proses perancangan program email akan dijelaskan pada gambar 6

(5)

Program yang sudah dibuat menggunakan LabVIEW akan diaplikasikan kedalam aplikasi android yaitu Data Dashboard. Program yang ada dalam Data Dashboard akan digunakan untuk mengontrol kamera yang sudah dipasang didalam rumah, seperti mengaktifkan dan menon-aktifkan sistem. Pada tabel 1 berikut merupakan fitur yang ada dalam Data Dashboard:

Tabel 1 Fitur kontrol yang ada pada perangkat android

Fitur Deskripsi

On Digunakan untuk menyalakan/mengaktifkan system, ketika pemilik rumah ingin bepergian atau meninggalkan rumah. Off Digunakan untuk mematikan system, ketika

pemilik rumah sedang berada di rumah.

2.2 Perancangan Perankat Keras

Perancangan perangkat keras ini dilakukan untuk membuat sistem dapat berjalan sesuai rencana perancangan. Perangkat keras yang digunakan dalam penelitian ini meliputi kamera Logitech c270, buzzer dan NI MyRIO.

Kamera merupakan sensor yang akan digunakan untuk mengambil gambar yang akan diproses sistem. Kamera yang digunakan adalah merk Logitech type C270, kamera yang digunakan hanya 1 buah. Perancangan rangkaian kamera dapat dilihat pada gambar 7.

Gambar 7 Perancangan Kamera dengan MyRIO

Gambar 7 merupakan perancangan kamera dengan NI MyRIO. Kamera Logitech c270 merupakan sebuah USB kamera, USB kamera ini akan dihubungkan pada port USB yang telah tersedia di bagian atas MyRIO.

Buzzer merupakan sensor yang akan digunakan sebagai media pemberitahuan langsung didalam rumah dengan mengeluarkan bunyi. Buzzer ini akan menyala otomatis ketika kontroler tidak berada pada posisi awal yang telah ditentukan.

Gambar 8 Perancangan Buzzer dengan MyRIO

Pada Gambar 8 di atas merupakan perancangan buzzer pada NI MyRIO. Buzzer

yang digunakan dalam penelitian ini hanya 1 buah, karena hanya digunakan sebagai media pemberitahuan. Buzzer dipasang pada port 26 (DIO13) dan port 24 (DGND).

2.3 Implementasi Perangkat Lunak

Pada implementasi perangkat lunak akan dijelaskan implementasi program sesuai dengan perancangan yang telah dibuat, mulai dari kode program awal sampai selesai. Kemudian program dijalankan ke dalam LABVIEW.

2.4 Implementasi Perangkat Keras

Pada tahap implementasi perangkat keras dilakukan pembuatan sistem sesuai dengan perancangan perangkat keras yang telah dilakukan pada bab sebelumnya. Oleh karena itu, sesuai dengan perancangan sebelumnya sensor yang digunakan adalah kamera Logitech type C270 dengan buzzer yang akan disambungkan dengan kontroler MyRIO. Implementasi perangkat keras dapat dilihat pada gambar 9.

Gambar 9 Implementasi Sistem Pada Prototipe

(6)

merah dan port 24 yaitu port DGND untuk kabel warna hitam. Buzzer diletakkan berjauhan dan tersembunyi dengan kontroler agar pencuri atau orang asing tidak berusaha merusak buzzer.

3. PENGUJIAN DAN ANALISIS

3.1 Pengujian pengambilan gambar

Pengujian pengambilan gambar dilakukan dengan menempatkan kamera diruang yang akan dideteksi (ruang tamu) dengan posisi kamera menghadap pintu masuk. Setelah kamera sudah sesuai dengan posisi yang telah ditentukan, sistem dapat dinyalakan dengan menekan tombol run pada program. Saat sistem berjalan, maka kamera akan mengambil gambar pertama untuk dijadikan sebagai template. Kemudian sistem akan mengambil gambar kedua sebagai pembanding setiap 30 detik sekali.

Tabel 2 Hasil Perbandingan Pengambilan Gambar Pembanding

Dari hasil pengujian tersebut dapat disimpulkan bahwa ketika sistem dinyalakan, sistem akan mengambil gambar satu kali untuk dijadikan sebagai gambar template. Rata-rata pengambilan gambar adalah 29,6 detik dan rata-rata selisih yang terjadi sebesar 0,06 %.

3.2 Pengujian Template Matching

Pengujian template matching dilakukan

dengan melakukan pengamatan dan

perbandingan antara gambar template dan gambar pembanding hasil deteksi kamera. Lalu kedua gambar akan diproses pada program

LabVIEW dengan menekan tombol “Run” pada

pojok kiri atas LabVIEW. Pada pengujian template matching dilakukan dalam 10 kali pengujian.

Tabel 3 Hasil Pengujian Template Matching

No. Waktu

Dari hasil pengujian template matching dapat diketahui bahwa waktu yang diperlukan system mengambil dan memproses gambar dalam proses perulangan diperlukan waktu rata-rata 30.01. Selisih 0.01 tentu memiliki presentase 0.033% error, hal ini menjadikan bahwa system 99.97% sudah sesuai dengan target.

3.3 Pada Pengujian Buzzer dan

Accelerometer

Pengujian dilakukan dengan cara meletakkan MyRIO pada tempat stabil. Setelah system diletakan dilanjutkan dengan menekan tombol run untuk menjalankan program agar bisa mengkonfigurasi posisi awal. Setelah system selesai dalam proses konfigurasi, pengujian dilanjutkan dengan cara merubah posisi awal dari MyRIO.

Dari hasil pengujian yang dilakukan terhardap buzzer dan accelerometer MyRIO, didapatkan hasil Nilai accelerometer yang didapat akan terus menerus dibandingkan dengan nilai accelerometer selanjutnya. Pengujian ini membuktikan bahwa sebuah sentuhan terhadap accelerometer yang ada di dalam MyRIO juga dapat menimbulkan perubahan nilai yang memicu system untuk memberikan peringatan kepada pemilik rumah. Ini membuktikan bahwa system dapat meminimalkan kondisi pencuri yang hendak mematikan system.

3.4 Pengujian Pengiriman Email

Untuk melakukan pengujian pengiriman email, kedua perangkat harus dipastikan sudah terkoneksi dengan jaringan wifii. Pada pengujian ini, harus di atur dahulu pengirim, penerima, subjek dan juga isi pesan yang akan dikirim. Pengirim juga harus sudah di atur untuk mengaktifkan aplikasi kurang aman untuk mengakses alamat email yang akan digunakan.

Tabel 4 Hasil Pengujian Pengiriman Email

(7)

10 Smtp.relay.gmail.com Off v Error 11 Smtp.relay.gmail.com Off v Error 12 Smtp.relay.gmail.com Off v Error

13 Smtp.gmail.com Off v Error

16 Aspmx.l.google.com Off v Error

Dari hasil pengujian email dapat disimpulakan bahwa email yang dikirim harus melalui proses pengisian identisas pengirim, penerima dan juga isi pesan yang akan dikirimkan. Agar email dapat diterkirim, maka dibutuhkan port server 587 dengan server email smtp.gmail.com. Pemilihan port server juga tergantung pada jaringan yang dipakai. Alamat email pengirim juga harus diatur agar mengaktifkan aplikasi kurang aman agar perangkat lain yang akan menggunakan alamat email dapat digunakan pada sistem. Hal ini membuktikan bahwa port dan server yang digunakan sangat berpengaruh terhadap kondisi pengiriman pesan. Konfigurasi email pemilik rumah juga memiliki peran penting untuk melancarkan proses pengiriman pesan.

4. KESIMPULAN

Dari hasil penelitian yang telah dilakukan untuk memenuhi permasalahan yang ada pada rumusan masalah, hasil dari perancangan dan implementasi sistem, serta pengujian alat yang telah dilakukan, maka dapat diambil kesimbulan bahwa untuk mendapatkan sebuah gambar yang akan dijadikan template maka dibutuhkan sebuah kamera yang terhubung dengan kontroler MyRIO dengan program yang sudah dirancang agar dapat mengambil gambar saat sistem pertama kali dinyalakan. Metode template matching digunakan sebagai metode untuk membandingkan dan mencocokkan gambar template dan gambar pembanding. Posisi kontroler dapat menentukan nilai dari sensor

accelerometer, ketika nilai accelerometer sudah ditentukan maka sistem akan melakukan perulangan untuk mencocokkan nilai

accelerometer. Jika nilai accelerometer berubah maka sensor buzzer akan menyala. Email akan terkirim kepada pemilik sistem ketika server yang digunakan adalah smtp.gmail.com dengan menggunakan port 587.

5. DAFTAR PUSTAKA

Detik.com, 2014. Detik. [Online]

Available at:

http://news.detik.com/berita/2652267/w

aspada-pencurian-di-rumah-kosong-selama-mudik-lebaran-2014-meningkat [Accessed 25 1 2017].

Icontrol Network, 2015. 2015 State of the Smart

Home Report, America: Icontrol