Institutional Repository | Satya Wacana Christian University: Sistem Presensi Dosen dan Mahasiswa On-Line di Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer UKSW Salatiga T1 612005071 BAB II

7

Pada bab ini akan dibahas teori yang digunakan untuk merealisasikan sistem

presensi dosen dan mahasiswa on-line dengan menggunakan RFID dan wifi. Dalam

perancangan ini komponen perangkat keras yang digunakan terdiri dari RFID,

mikrokontroler, modul serial to ethernet converter, access point. Sedangkan di sisi

perangkat lunak digunakan database, MS Visual Studio .NET 2008 dengan bahasa

pemrograman C# dan sistem keamanan jaringan komputer (enkripsi dan dekripsi) data

menggunakan DES.

2.1 RFID

RFID atau Radio Frequency Identification adalah sebuah metode identifikasi

terhadap suatu obyek melalui data yang ditransmisikan melalui frekuensi radio. Sistem

tersebut minimal memerlukan sebuah tag, yang berfungsi sebagai transponder, sebuah

reader yang berfungsi sebagai interrogator, dan sebuah antena yang berfungsi sebagai coupling device. Reader biasanya terhubung dengan dengan sebuah host computer atau perangkat lainnya yang memiliki kemampuan untuk memproses tag data lebih lanjut dan

memutuskan untuk mengambil suatu tindakan[4].

Salah satu elemen penting dalam sistem RFID adalah frekuensi untuk operasi antara

tag dan reader. Pemilihan suatu frekuensi didorong oleh kebutuhan aplikasi seperti

kecepatan, akurasi dan kondisi-kondisi lingkungan, yang mungkin melibatkan juga

regulasi dan standar yang mengatur suatu aplikasi.

Adapun frekuensi-frekuensi yang digunakan pada operasi RFID adalah sebagai

berikut[5]:

• Low Frequency (LF): kurang dari 135KHz

• High Frequency (HF): pada 13.56 MHz

• Ultra High Frequency (UHF) antara 860 s/d 930 MHz

2.1.1 Cara Kerja Radio

Salah satu kema

terjadi ketika terjadi hu

dengan coupling, melal

reader seperti yang diilu

Gamb

Untuk penjelasan

• Reader men

isyarat pemb

tergantung da

serta daya.

• Apabila sebu akan memper

• Saat tag men memodulasi

tersimpan di

• Sinyal hasil m

• Reader aka

menghilangk

diterima rea

valid atau tid

• Sinyal data y atau kompute

dio Frequency Identification (RFID)

mampuan penting pada RFID adalah transfe

hubungan antara sebuah tag dengan sebuah

lalui antena baik yang terpasang pada tag te

iilustrasikan pada Gambar 2.1.

mbar 2.1. Hubungan Antara Tag, Reader, dan A

an lengkap cara kerja RFID adalah sebagai berik

enghasilkan medan elektromagnetik dengan

mbawa frekuensi radio secara terus menerus.

dari frekuensi operasi yang digunakan, besar d

buah tag memasuki medan yang diciptakan ale

peroleh energi dari medan tersebut.

enerima energi yang cukup, tag akan aktif d

si sinyal pembawa (carrier) yang diterima ses

di dalam tag.

il modulasi ini akan dikirimkan kembali dari tag

kan mendeteksi sinyal hasil modulasi

gkan sinyal pembawa untuk mendapatkan dat

eader akan dikodekan dan ditentukan apakah tidak.

ta yang valid akan diteruskan ke piranti lain sep

uter untuk diolah atau ditampilkan kepada peng

sfer data. Transfer data

h reader, yang dikenal

tersebut maupun pada

Antena [6]

erikut:

an cara memancarkan

Besar medan tersebut

ar dan rancangan antena,

aleh reader, tag tersebut

if dan merespon dengan

sesuai dengan data yang

i tag menuju reader.

i tersebut, dan akan

data dari tag. Data yang

kah data yang diterima

seperti pengendali mikro

2.1.2 RFID Reader

Sebuah reader biasanya dilengkapi dengan sebuah IC, osilator, analog to digital

conventer (ADC), serta sebuah kumparan antena untuk mengirimkan dan menerima sinyal. Antena ini dapat terintegrasi di dalam RFID reader atau ditambahkan di luar RFID reader,

sebagai antena eksternal. Perangkat keras di atas akan menjalanakan fungsinya yang dapat

dijabarkan sebagai berikut:

• Menyediakan energi bagi tag, dalam bentuk gelombang radio dengan frekuensi kerja tertentu.

• Menyediakan gelombang pembawa untuk dimodulasikan dan dikirimkan kembali reader oleh tag.

• Mendeteksi sinyal hasil modulasi tag dan mengubahnya (decode) menjadi sinyal informasi identitas (ID) yang terdapat didalam tag.

2.1.3 Transponder atau tag

Tag pada dasarnya merupakan transponder, yang berarti transmitter dan responder,

yang dapat menyimpan data untuk ditransmisikan kepada reader ketika tag tersebut

'diinterogasi' oleh suatu reader.

Berdasarkan typenya RFID tag dibagi tiga [5], yaitu:

1. Tag Pasif

Jenis ini memiliki beragam bentuk dan dapat diproduksi dengan biaya yang sangat

rendah karena tidak memerlukan tenaga batere. Passive tags memperoleh tenaga dari

proses emisi energi elektromagnetis yang berasal dari reader.

2. Tag Aktif

Tag jenis ini memiliki sebuah baterai yang terintegrasi pada papan rangkaian yang

berfungsi sebagai sumber tenaga bagi tag dan memungkinkan adanya pembacaan pada

jangkauan yang lebih jauh, akurasi yang lebih baik, pertukaran informasi yang lebih

kompleks, dan kemampuan pemrosesan yang lebih kaya. Karena menggunakan batere

active tags yang umum adalah untuk tracking terhadap obyek-obek yang mempunyai nilai yang tinggi dengan jangkauan yang luas.

3. Semi-active atau semi-passive.

Tag jenis ini juga memiliki baterai on board seperti active tags namun masih

menggunakan elektromagnetis yang berasal dari reader untuk "membangunkan"

fungsi baterai. Tenaga dari baterai on board ini digunakan untuk mengoperasikan IC

dan mengerjakan tugasnya. Baterai yang digunakan pada tag jenis ini biasanya bisa

berumur bertahun-tahun karena tenaga baterai tersebut hanya digunakan ketika

"dibangunkan" oleh reader.

2.2 Mikrokontroler AVR

Berdasarkan arsitekturnya, AVR merupakan mikrokontroler Reduce Instruction Set

Computer ( RISC ) dengan lebar bus data 8 bit. Dengan adanya sistem RISC, maka mikrokontroler jenis ini (dengan memakai osilator yang sama ) lebih cepat dibanding tipe

pendahulunya yaitu keluarga MCS-51.

2.2.1 Fasilitas Mikrokontroler ATMEGA32

Selain unggul dalam hal kecepatan instruksi, mikrokontroler jenis ini juga memiliki

fasilitas lain, diantaranya adalah :

• Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C dan Port D.

• ADC 10 bit sebanyak 8 saluran.

• Tiga buah timer/counter dengan kemampuan pembandingan.

• CPU yang terdiri atas 32 buah register.

• Watchdog timer dengan osilator internal.

• SRAM sebesar 2 KB.

• Memori flash sebesar 32 KB dengan kemampuan Read While Write.

• Unit interupsi internal dan eksternal.

• Port antarmuka SPI.

• Antarmuka komparator analog.

• Port USART untuk komunikasi serial.

[image:5.595.102.497.183.622.2]

Konfigurasi pin dari mikrokontroler jenis ini adalah sebagai berikut :

Gambar 2.2. Pinout ATmega32 [2]

[image:6.595.100.500.121.697.2]

Tabel 2.1 Tabel deskripsi masing-masing Pin ATMEGA32[2]

PIN KETERANGAN

1..8 Port B merupakan port I/O 8bit dua arah dengan internal pull-up.

Selain sebagai I/O, port B juga dapat difungsikan secara individu

sebagai berikut :

• PB7 : SCK (SPI Bus Serial clock)

• PB6 : MISO (SPI Bus Master Input/Slave Ouput)

• PB5 : MOSI (SPI Bus Master Output/Slave Input)

• PB4 : /SS (SPI Slave Select Input)

• PB3 : AIN1 (Analog Comparator Negative Input) OC0 (Output Compare Timer/Couter 0)

• PB2 : AIN0 (Analog Comparator Positive Input) INT2 (External Interrupt 2 Input)

• PB1 : T1 (Timer/Counter 1 External Counter Input)

• PB0 : T0 (Timer/Counter 0 External Counter Input) XCK (USART External Clock Input,Output)

9 /RST : merupakan pin reset yang akan bekerja bila diberi pulsa low

(active low) selama minimal 1.5us

10 VCC : Catu daya digital

11 GND : Ground untuk catu daya sinyal

12 XTAL2 : merupakan output dari penguat osilator pembalik

13 XTAL1 : merupakan input untuk penguat osilator pembalik

[image:7.595.100.500.140.644.2]

Tabel 2.1 Tabel deskripsi masing-masing Pin ATMEGA32[] (lanjutan)

14..21 Port D merupakan port I/O 8bit dua arah dengan internal pull-up.

Selain sebagai I/O, port D juga dapat difungsikan secara individu

sebagai berikut :

• PD7 : OC2 (Output Compare Timer/Counter 2)

• PD6 : ICP1 (Timer Counter Input Capture)

• PD5 : OC1A (Output Compare A Timer/Counter 1)

• PD4 : OC1B (Output Compare B Timer/Counter 1)

• PD3 : INT1 (External Interrupt 1 Input)

• PD2 : INT2 (External Interrupt 2 Input)

• PD1 : TXD (USART Transmit)

• PD0 : RXD (USART Receive)

22..29 Port C merupakan port I/O 8bit dua arah dengan internal pull-up.

Selain sebagai I/O, port C juga dapat difungsikan secara individu

sebagai berikut :

• PC7 : TOSC2 (Timer Oscilator 2)

• PC6 : TOSC1 (Timer Oscilator 1)

• PC1 : SDA (Serial Data Input/Output,I2C)

• PC0 : SCL (Serial Data Clock)

30 AVCC, Merupakan catu daya bagi internal ADC di PORTA

31 GND, untuk catu daya ADC

32 AREF, Merupakan catu daya referensi ADC

33..40 Port A merupakan port I/O 8bit dua arah dengan internal pull-up.

2.3 Server

Jika ditelusuri dari asal katanya server berasal dari kata serve yang berarti

melayani, menyajikan, menyediakan. Dalam pengertian umum server berarti sesuatu yang

melayani. Dalam dunia komputer, server didefinisikan sebagai suatu sistem yang

menyediakan jenis layanan tertentu pada sebuah jaringan komputer.

Dikenal pula istilah client-server yang merupakan suatu bentuk arsitektur dimana

client adalah perangkat yang mengirim, menerima atau menjalankan suatu aplikasi dan server adalah perangkat yang menyediakan aplikasi dan juga bertugas sebagai pengolah data dari aplikasi tersebut.

2.4 Database

Database adalah kumpulan informasi yang disimpan di dalam komputer secara sistematik sehingga dapat diperiksa menggunakan suatu program komputer untuk

memperoleh informasi dari basis data tersebut. Database digunakan untuk menyimpan

informasi atau data yang terintegrasi dengan baik di dalam komputer. Untuk mengelola

database diperlukan suatu perangkat lunak yang disebut Database Management System (DBMS). DBMS merupakan suatu sistem perangkat lunak yang memungkinkan pengguna

untuk membuat dan mengelola database secara praktis dan efisien. Dengan DBMS, user

akan lebih mudah mengontrol dan memanipulasi data yang ada.

Relationship Database Management System (RDBMS) yamg merupakan salah satu jenis DBMS yang mendukung adanya hubungan antar tabel (relationship). Di samping

RDBMS, terdapat jenis DBMS lain, misalnya Hierarchy DBMS, Object Oriented DBMS,

dsb. Dalam konsep database, urutan atau hierarki database sangatlah penting. Urutan atau

Beberapa softwa

aplikasi program antara

Teradata, DB2, dan P

Microsoft SQL Server

Studio .NET 2008.

2.5 Wireless Network

Berbagai macam

berkomunikasi. Kini tek

banyak di tinggalkan kar

di keluarkan, teknologi in

ini dapat kita perhatikan

kabel (wireless) atau yan

digunakan untuk komun

dapat dilihat lebih jelas m

Gam

ware atau perangkat lunak DBMS yang serin ra lain: MySQL, Microsoft SQL Server, Oracle

PostgreSQL.Pada perancangan sistem pre

2005 yang sudah terinytegrasi dalam paket

ork

m teknologi telah di kembangkan untuk mem

teknologi jaringan komputer berbasis kabel (

karena beberapa keterbatasannya, seperti besar

i ini juga kurang fleksibel karena sangat tergan

kan semakin banyak komunikasi yang menera

yang biasa di sebut dengan Wireless Fidelity (W

unikasi dengan WiFi pada 2.4 Ghz dan 5,8 G

s mengenai alokasi frekuensi untuk komunikasi

ambar 2.3. Alokasi frekuensi untuk komunika

ering digunakan dalam

acle, Firebird, Interbase,

presensi ini digunakan

ket instalasi MS Visual

embantu manusia dalam

l (wired network) mulai

sarnya biaya yang harus

gantung pada kabel. Saat

erapkan teknologi tanpa

(WiFi). Frekuensi yang

Ghz. Pada Gambar 2.3

asi wireless.

Secara umum te

Network (WLAN), yaitu: □ Berbasis Ad-hoc

Pada Gambar 2.

perangkat komputer satu

konfigurasi tertentu sela

komputer di dalam jaring

□ Berbasis Infrastr

Ga

Dapat dilihat pad

lebih Access Point untuk

kabel. Hal ini berarti

komputer.

Pada usulan tug

Infrastruktur, dimana ak

dalam jaringan wireless

point.

terdapat 2 jenis konfigurasi untuk jaringan

itu:

[image:10.595.120.463.159.271.2]

oc

Gambar 2.4. Jaringan berbasis WLAN

Ad-2.4 dapat dilihat bahwa komunikasi jenis in

satu dengan yang lain dilakukan secara lan

elama sinyal dapat di terima dengan baik oleh

ingan ini.

[image:10.595.98.511.291.540.2]

struktur

Gambar 2.5. Jaringan berbasis WLAN Infrastru

pada Gambar 2.5 bahwa pada konfigurasi ini,

tuk menghubungkan jaringan WLAN dengan

ti suatu access point dapat menerima komun

tugas akhir ini, akan digunakan konfigura

akan ada beberapa modul yang akan terhubu

less. Koneksi antar piranti dilakukan dengan

n Wireless Local Area

-Hoc [9]

ini adalah antara satu

langsung tanpa melalui

leh perangkat-perangkat

struktur [9]

ini, diperlukan satu atau

n jaringan lain berbasis

unikasi lebih dari satu

urasi WLAN berbasis

ubung pada satu server

2.6 Algoritma Kriptografi DES

Algoritma kriptografi Data Encryption Standard (DES) termasuk ke dalam sistem

kriptografi simetri dan tergolong jenis cipher blok. DES beroperasi pada ukuran blok 64

bit. DES mengenkripsikan 64 bit plainteks menjadi 64 bit cipherteks dengan menggunakan

56 bit kunci internal (internal key). Kunci internal dibangkitkan dari kunci eksternal

(external key) yang panjangnya 64 bit [10]. Diagram alir algoritma DES (Gambar 2.6)

[image:11.595.100.509.218.669.2]

akan menunjukkan skema global enkripsi DES bekerja.

Gambar 2.6. Diagram Alir Algoritma DES.

• Data masukan berupa blok plainteks dipermutasi dengan matriks permutasi awal / initial permutation (IP).

• Hasil permutasi awal kemudian di-enciphering- sebanyak 16 kali (16 putaran). Setiap putaran menggunakan kunci internal yang berbeda.

• Di dalam proses enciphering yang prosesnya dapat dilihat pada Gambar 2.7, blok plainteks terbagi menjadi dua bagian, kiri (L) dan kanan (R), yang

masing-masing panjangnya 32 bit. Kedua bagian ini masuk ke dalam 16 putaran DES.

• Pada setiap putaran i, blok R merupakan masukan untuk fungsi transformasi yang disebut f. Pada fungsi f, blok R dikombinasikan dengan kunci internal Ki.

Keluaran dai fungsi f di-XOR-kan dengan blok L untuk mendapatkan blok R

yang baru. Sedangkan blok L yang baru langsung diambil dari blok R

sebelumnya. Ini adalah satu putaran DES. Gambar 2.7 memperlihatkan skema

algoritma DES yang lebih rinci.

Secara matematis, satu putaran DES dinyatakan sebagai

Li = Ri – 1

Ri = Li – 1⊕ f(Ri – 1, Ki)

Plainteks

IP

L₀ R₀

f

⊕

) ,

( 0 1

0

1 L f R K R = ⊕ L₁ = R₀

K₁

f

⊕

) ,

( 1 2

1

2 L f R K R = ⊕ L₂ = R₁

K₂

) , ( 14 15 14

15 L f R K R = ⊕

L₁₅ = R₁₄

K₁₆

) , ( 15 16 15

16 L f R K

R = ⊕ _L

16 = R15

IP-1

Cipherteks

f

[image:13.595.102.496.113.705.2]

⊕

Kunci eksternal

Permutasi PC-1

C₀ D₀

Left Shift Left Shift

C₁ D₁

Left Shift Left Shift

Permutasi

PC-2 K1

C_j D_j

Permutasi

PC-2 Kj

Left Shift Left Shift

C₁₆ D₁₆

Permutasi

[image:14.595.100.499.107.637.2]

PC-2 K16