SURAT TANDA NOMOR KENDARAAN ELEKTRONIK (e-STNK) DENGAN MENGGUNAKAN RFID BERBASIS GPRS DAN PENERAPANNYA PADA
SISTEM PARKIR UKSW SALATIGA
Oleh
DANIEL NOVA ARIYANTO NIM : 612007067
SKRIPSI
Untuk melengkapi salah satu syarat memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Program Studi Teknik Komputer
FAKULTAS TEKNIK ELEKTRONIKA DAN KOMPUTER UNIVERSITAS KRISTEN SATYA WACANA
SALATIGA OKTOBER 2013
PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT
Saya, yang bertanda tangan di bawah ini: NAMA : Daniel Nova Ariyanto
NIM : 612007067
JUDUL SKRIPSI : Surat Tanda Nomor Kendaraan Elektronik (e-STNK) dengan Menggunakan RFID Berbasis GPRS dan Penerapannya pada Sistem Parkir UKSW Salatiga.
Menyatakan bahwa skripsi tersebut di atas bebas plagiat. Apabila ternyata ditemukan unsur plagiat di dalam skripsi saya, maka saya bersedia mendapatkan sanksi apapun sesuai aturan yang berlaku.
Salatiga, Oktober 2013
Daniel Nova Ariyanto Materai Rp,
6000,- Tanda Tangan
i
INTISARI
Saat ini Surat Tanda Nomor Kendaraan (STNK) bentuknya masih berupa kertas yang legalitasnya diamankan dengan menggunakan hologram. Hal tersebut menyebabkan rawan pemalsuan STNK. Oleh karena itu dibutuhkan sistem identifikasi STNK yang lebih aman sehingga dapat meminimalisir pemalsuan STNK. Sistem ini menggunakan Radio
Frequency Identification (RFID) sebagai bentuk identifikasinya serta data yang dituliskan
di kartu tag nya diamankan menggunakan fungsi hash kriptografis sehingga meningkatkan keamanan data dari pemalsuan.
Sistem e-STNK ini juga dilengkapi dengan basis data yang menyimpan data – data pendukung untuk sistem ini. Untuk menjalin komunikasi dengan server, modul e-STNK menggunakan jaringan GPRS untuk melakukan komunikasi socket dengan server. Disediakan juga aplikasi desktop sebagai pusat pengolahan data dari sistem ini. Aplikasi
desktop ini membutuhkan jaringan internet untuk dapat terhubung dengan basis data.
Pengujian dilakukan dengan menerapkannya pada sistem parkir UKSW dengan menggunakan sebuah kartu tag yang telah diregistrasikan sebagai sample kartu e-STNK. Selain itu juga dilakukan pengujian sistem parkir secara mandiri dengan menggunakan 9 kartu yang telah diregistrasikan.
Hasil pengujian keseluruhan sistem di lapangan parkir UKSW selama 90 menit didapatkan data parkir kendaraan yang keluar sebanyak 124. Sedangkan pengujian mandiri yang dilakukan dengan melakukan verifikasi kartu sebanyak 4 kali untuk masing – masing kartu sehingga didapatkan 36 data parkir. Dari hasil pengujian, keseluruhan sistem e-STNK berhasil berjalan sesuai dengan spesifikasi yang diajukan. Modul e-e-STNK dapat melakukan baca tulis data ke kartu tag, serta dapat melakukan komunikasi dengan server melalui komunikasi socket. Aplikasi TCP server dapat menangani request dari modul e-STNK dan aplikasi desktop server dapat meregistrasikan kartu e-e-STNK serta menangani pengolahan data – data pendukung pada sistem e-STNK.
ii
ABSTRACT
Nowadays, Vehicle Registration Certificate (VRC) is still formed by a piece of paper which secured using holograms. This is causing fabrication of VRC occur. Therefore, needed a new VRC identification system which is more secure to minimize fabrication of VRC. This new system using Radio Frequency Identification (RFID) as the identification form and all the VRC data written on RFID tag card secured using cryptography hash function to optimalize the security and preventing fabrication.
E-STNK system also have database server as the main base for data collection for this system. To establish communication with server, e-STNK module uses GPRS network to do socket method with server. There is also a desktop application as data manipulation center for this system. This desktop application should be connected to internet for communicate with database server.
Comprehensive testing is done by implementing e-STNK system on Satya Wacana Christian University (SWCU) parking place. The testing uses one RFID tag card that has been registered as a sample e-STNK card. Also done a self testing by using 9 RFID tag cards that has been registered before.
Result of the comprehensive testing on SWCU parking place for 90 minutes is obtained 124 data of outgoing vehicle. For the self testing by doing 4 times verification for each card so there is 36 parking data obtained. From the result testing, overall the e-STNK system is succeed filled out the specifications . E-STNK module can read and write data to RFID tag card, also can communicate with server using socket method. TCP server application can handle request from e-STNK module and desktop server application can register e-STNK card also handle data collection manipulation on e-STNK system.
iii
KATA PENGANTAR
“Dengan diri kami sendiri kami tidak sanggup untuk memperhitungkan sesuatu seolah-olah pekerjaan kami sendiri; tidak, kesanggupan kami adalah pekerjaan Allah.” 2 Korintus 3 :5
Puji syukur kepada Tuhan Yesus Kristus yang telah memberikan kesanggupan kepada penulis untuk menyelesaikan perancangan serta penulisan skripsi sebagai syarat untuk menyelesaikan pendidikan di Fakultas Teknik Elektronika dan Komputer Universitas Kristen Satya Wacana.
Pada kesempatan ini penulis hendak menyampaikan ucapan terima kasih kepada berbagai pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan skripsi ini baik secara langsung maupun tidak langsung :
1. Pembimbing I, Bapak Darmawan Utomo, M.Eng. dan pembimbing II, Bapak Hartanto Kusumo Wardono, M.T. Terima kasih atas bimbingan, arahan, saran, nasihat juga yang tidak kalah penting, waktu serta kesabaran yang telah diberikan kepada penulis.
2. Terima kasih yang tidak terhingga untuk Ayah Yusuf Sudarto dan Ibu Maria Rusmiyati, untuk dukungan material, moral, serta doanya. Terima kasih telah mendorong penulis untuk tetap melanjutkan pendidikan sampai ke jenjang ini. Kiranya Tuhan Yesus senantiasa memberkati.
3. Kakakku yang terkasih, Elisabet Noviana Aryati dan Adik yang terkasih, Febe Keziana. Terima kasih untuk dukungan dan kasihnya. Sukses selalu dan semoga kita semua menjadi anak – anak yang berbakti.
4. Stephani Puspa atas kasih, doa, dan dukungannya. Terima kasih telah memberikan motivasi kepada penulis untuk terus maju, mari raih kesuksesan bersama!
5. Teman – teman di GBI EL-Adonnai, terima kasih buat dukungan dan doanya, semoga pelayanan kalian terus maju. Tidak lupa juga Ibu Gembala yang terkasih, Pdt. Susana yang telah menjadi Ibu rohani yang luar biasa, terima kasih atas bimbingan dan doanya, Tuhan memberkati.
iv
6. Seluruh staff dosen, karyawan dan laboran FTEK, Mbak Rista, Mbak Dita, Mbak Vera, Pak Budi, Pak Harto, Pak Bambang, Mas Hari.
7. Teman-teman FTEK serta penghuni Lab Skripsi yang ikut andil dalam penyelesaian skripsi ini, Tamas ’08, Yahya ’08, Ditya ’08, Teposh ’07, Urgi ’07, Codot ’07, Rofian ’07, Indra ’07, Yulian ’07, Angling ’06, Danus ’06, Penda ’06, Bonus ‘06 serta teman – teman lainnya. Terima kasih atas dukungannya.
8. Pihak-pihak yang tidak bisa disebutkan satu per satu, yang turut andil dalam usaha penulis menyelesaikan studi di Universitas Kristen Satya Wacana.
Tentunya ada begitu banyak pihak yang membantu penulis selama pendidikan yang ditempuh dan penulisan skripsi ini/ Terima kasih, kiranya Tuhan senantiasa memberkati.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kata “sempurna”, oleh karena itu penulis sangat mengharapkan kritik maupun saran dari pembaca sekalian sehingga skripsi ini dapat berguna bagi kemajuan bidang teknik elektronika dan komputer.
Salatiga, Awal Oktober 2013
v
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ... LEMBAR PENGESAHAN ... PERNYATAAN BEBAS PLAGIAT ...
INTISARI i
ABSTRACT ii
KATA PENGANTAR iii
DAFTAR ISI v
DAFTAR GAMBAR vii
DAFTAR TABEL ix
DAFTAR KODE SUMBER x
DAFTAR SINGKATAN xi BAB I PENDAHULUAN 1 1.1 Tujuan 1 1.2 Latar Belakang 1 1.3 Spesifikasi Sistem 3 1.4 Sistematika Penulisan 4
BAB II DASAR TEORI 6
2.1 Perangkat Keras 6
2.1.1 Mikrokontroler ATMega 2560 6 2.1.2 Modul GSM/GPRS SIMCOM SIM908 7
2.1.3 Modul LCD Keypad 10
2.1.4 RFID 10
2.2 Perangkat Lunak 13
2.2.1 Virtual Private Server 13
2.2.2 Basis Data 14
2.2.3 Komunikasi Socket 17
2.2.4 Komunikasi GPRS 18
vi
BAB III PERANCANGAN SISTEM 20
3.1 Gambaran system 20
3.2 Perancangan Perangkat Keras (Hardware) 21
3.2.1 RFID MFRC522 22
3.2.2 Modul GSM/GPRS SIM908 22
3.2.3 Modul LCD Keypad Shield 23
3.2.4 Buzzer 24
3.3 Perancangan Perangkat Lunak (Software) 25
3.3.1 Perangkat Lunak pada Mikrokontroler 25
3.3.2 Basis Data 28
3.3.3 Aplikasi TCP Server 31
3.3.4 Aplikasi Desktop Server 32
3.3.5 Komunikasi GPRS 33
BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISIS 35
4.1 Pengujian Modul e-STNK 35
4.1.1 Pengujian Baca Tulis Data Kartu Tag RFID 35 4.1.2 Pengujian Komunikasi Socket 37 4.2 Pengujian Aplikasi TCP Server ...
39 4.3 Pengujian Aplikasi Desktop server 41
4.4 Pengujian Keseluruhan Sistem 42 4.4.1 Pengujian Sistem Parkir di Lapangan Parkir UKSW 42 4.4.2 Pengujian Sistem Parkir dengan 9 Kartu Tag 46 4.4.3 Pengujian Server Cadangan dan Replikasi Basis Data 47
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 49
5.1 Kesimpulan 49
5.2 Saran Pengembangan 49
DAFTAR PUSTAKA 51
LAMPIRAN A PANDUAN REPLIKASI BASIS DATA PADA MICROSOFT SQL SERVER ... 53
vii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Konfigurasi pin mikrokontroler ATMega 2560 [4] 7 Gambar 2.2. Diagram Konfigurasi pin SIM908 [5] 8 Gambar 2.3. Hubungan antara tag, reader dan antena RFID 11 Gambar 2.4. Prinsip kerja dari transactional replication [13] 16 Gambar 2.5. Pola desain dasar komunikasi socket [8] 17 Gambar 3.1. Blok diagram keseluruhan sistem yang dirancang 20 Gambar 3.2. Blok diagram perangkat keras modul e-stnk 21 Gambar 3.3. Sensor MFRC522 dan kartu tag mifare ISO 14443A 22 Gambar 3.4. Timing diagram proses pengaktifan modul SIM908 [5] 23 Gambar 3.5 Konfigurasi pin modul SIM908 dengan mikrokontroler 23
Gambar 3.6. Modul LCD keypad shield 24
Gambar 3.7. Skematik rangkaian buzzer 25
Gambar 3.8. Gambaran umum perangkat lunak pada system e-STNK 25 Gambar 3.9. Aliran proses perangkat lunak pada modul e-STNK 26 Gambar 3.10. Contoh paket data verifikasi nomor STNK serta balasan dari aplikasi CP
server 27
Gambar 3.11. ERD basis data e-STNK 30
Gambar 3.12. Diagram Alir jalannya aplikasi TCP server 31 Gambar 3.13. Aliran proses registrasi pada aplikasi desktop server e-STNK 32 Gambar 3.14. Aliran proses baca tulis data kartu tag pada aplikasi desktop e-STNK
dengan bantuan modul e-STNK 33
Gambar 3.15. Aliran proses komunikasi GPRS pada modul SIM908 34 Gambar 4.1. Tampilan LCD modul e-STNK pada mode “Komputer” 35 Gambar 4.2. Tampilan LCD modul e-STNK setelah menerima command dari aplikasi
desktop server 36
Gambar 4.3. (a) Tampilan LCD setelah pembacaan data 36 (b) Tampilan LCD setelah penulisan data 36 Gambar 4.4. Proses inisialisasi dan komunikasi socket pada modul e-STNK 37 Gambar 4.5. (a) Proses verifikasi kartu tag yang telah diregistrasikan 39 (b) Tampilan LCD hasil verifikasi kartu tag 39
viii
Gambar 4.6. Modul e-STNK terhubung dengan aplikasi TCP server 39 Gambar 4.7. Proses verifikasi kartu tag yang telah diregistrasikan 40 Gambar 4.8. Proses verifikasi kartu tag yang belum diregistrasikan 40 Gambar 4.9. Data Parkir hasil pengujian sementara dalam bentuk table 41 Gambar 4.10. Proses langkah pengujian keseluruhan system e-STNK 43 Gambar 4.11. Mendokumentasikan STNK dengan memfoto 43 Gambar 4.12. Menggunakan kartu test card pada modul e-STNK untuk mendapatkan
data parkir 44
Gambar 4.13. Tampilan data pengujian pada aplikasi desktop server dalam bentuk tabel 45 Gambar 4.14. Tampilan data pengujian pada aplikasi desktop server dalam bentuk
grafik………45 Gambar 4.15. Tampilan data pengujian 9 kartu tag pada aplikasi desktop server dalam
bentuk tabel 46
ix
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1. Perbandingan STNK biasa dengan e-STNK 2
Tabel 2.1. Sintaks SQL yang digunakan 16
Tabel 3.1. Konfigurasi Pin RFID MFRC522 dengan ATMega 2560……….... 22 Tabel 3.2. Konfigurasi Pin LCD Keypad shield dengan ATMega 2560 33 Tabel 4.1. Hasil pengujian baca tulis data modul e-STNK 36 Tabel 4.2. Hasil pengujian pengiriman dan penerimaan data 38 Tabel 4.3. Hasil pengujian aplikasi desktop server 42
x
DAFTAR KODE SUMBER
Kode Sumber 2.1. Contoh program komunikasi metode socket pada modul SIM908 9 Kode Sumber 2.2. Contoh program penggunaan modul LCD 10 Kode Sumber 2.3. Contoh program pembacaan data pada modul RFID MFRC522 12 Kode Sumber 2.4. Contoh program penggunaan class SimpleHash ... 19
xi
DAFTAR SINGKATAN
ACK Acknowledge
ADC Analog to Digital Converter
APN Access Point Name
EEPROM Electrically Erasable Programmable Read Only Memory
GPRS General Packet Radio Service
GSM Global System for Mobile Communications
LCD Liquid Crystal Display
PDU Protocol Data Unit
RFID Radio Frequency Identification
SPI Serial Peripheral Interface
SQL Structured Language Query
SRAM Static Random Memory
STNK Surat Tanda Nomor Kendaraan
TCP Transfer Control Protocol
UART Universal Asynchronus Receiver Tranceiver
VPN Virtual Private Network
