Karakterisasi Propagasi Indoor dan Outdoor pada Jaringan Sensor Nirkabel

(1)

Dosen Pembimbing : Dr. Ir. Wirawan, DEA

Oleh :

Triuli Novianti

2209 203 006

Karakterisasi Propagasi Indoor dan

(2)

Latar Belakang



Perbedaan utama antara jaringan nirkabel dan jaringan kabel yang

tradisional



kinerja jaringan nirkabel sangat tergantung dari konfigurasi pada

Physical Layer (PHY)



propagasi,



antena,



jarak antara transmitter, receiver dan sebagainya.



untuk memahami jaringan ad hoc nirkabel dan mendesain algoritma

dan protokol yang efisien untuk jaringan

wireless, kita perlu

memahami karakteristik dari komunikasi jaringan nirkabel.



Satu hal pembahasan penting dari jaringan ad hoc nirkabel adalah model

(3)

Permasalahan

Penelitian ini difokuskan pada permasalahan

berikut ini :

• Parameter propagasi apakah yang berpengaruh

terhadap kinerja jaringan sensor nirkabel ?

• Apakah perbedaan pengaruh parameter propagasi

tersebut pada pengukuran indoor dan outdoor

untuk jaringan sensor nirkabel ?

• Berapa lama node mampu beroperasi dengan

menggunakan sumber energi berupa dua buah

baterai AA masing-masing 1.5 Volt ?

(4)

Batasan Masalah



Topologi jaringan  single hop



Menggunakan 5 buah node dan sebuah sink



Lingkungan indoor  Lab B304 Teknik Elektro ITS



Lingkungan outdoor  Lapangan Teater C ITS



Perangkat yang digunakan :



Node  Micaz dengan platform MPR2400



Gateway  ethernet base dengan tipe MIB600



Server



Acer 4732 Z, Microsoft Windows XP Profesional

Operating System, Processor Intel Pentium Dual Core CPU T4300

(2.1 GHz, 800 MHz FSB), Memori DDR2 1 GB

(5)

Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian ini adalah :



Melihat pengaruh jarak, daya transmit dan ketinggian node

terhadap nilai RSSI (Receive Signal Strength Indicator) node, terhadap

jumlah sensor yang dibutuhkan untuk mengcover suatu area

dengan luasan tertentu.



Memberikan hasil pengukuran dan analisa dari parameter

propagasi yang berpengaruh terhadap konektifitas dan kinerja

jaringan sensor nirkabel.



Menghasilkan karakterisasi propagasi kanal jaringan sensor

(6)

(7)

Jaringan Sensor



Spesifikasi dasar dari sebuah jaringan sensor antara lain :



Kemampuan mengorganisasi diri sendiri



Kemampuan broadcast dalam jarak pendek dan multihop routing



Penyebaran yang rapat dan kemudahan pengaturan dari node

sensor



Perubahan topologi merujuk pada kegagalan node



Pembatasan pada energi, daya transmit, memori dan

(8)

Gangguan-gangguan

pada kanal jaringan nirkabel

4 hal yang menjadi gangguan

utama dalam kanal wireless yaitu :



terjadinya fading



ISI



co-channel interference



derau (gangguan termal yang

akan membatasi SNR)

(9)

Pengukuran RSSI



Pengukuran RSSI ( Received Signal Strength Indication )



pengukuran terhadap daya yang diterima oleh sebuah perangkat wireless



Berdasarkan penelitian yang sudah dilakukan selama ini, pengukuran RSSI

menunjukkan variasi yang besar karena adanya pengaruh fading atau shadowing



Propagasi gelombang radio pada free space mengikuti aturan persaman Friis

dan path loss

L0 – reference loss at 1m (dB),

n – power decay factor,

d – distance (m),

k w – number of walls of type i,

Lw – wall attenuation factor (dB).

(10)

RSSI



PTx – transmitter power (dBm),



GTx – transmit gain (dB),



GRx – receive gain (dB),



_{L(d ) – path-loss dependent on distance (dB)}

• Mean RSSI

• Varians RSSI

• Ketidakpastian RSS  distribusi Gaussian atau log normal dengan fungsi kepadatan

probabilitas (PDF) yang diberikan oleh rumus berikut:

(11)

Metodologi (1)



menentukan perencanaan topologi jaringan



menentukan parameter sistem yang digunakan



pengukuran RSSI dan membuat simulasi dengan menggunakan

software Matlab serta melakukan pengamatan terhadap konsumsi

arus yang digunakan oleh node pada sistem



analisa data dari pengukuran

(12)

Metodologi (2)



Persiapan Hardware



Persiapan Software



Konfigurasi Program Aplikasi



Injeksi Program ke Node



Tahap Implementasi



Pengukuran RSSI (Received Signal Strength Indication) di Outdoor



Pengukuran RSSI (Received Signal Strength Indication) di Indoor



Pengukuran RSSI (Received Signal Strength Indication) di Dua

Ruang



Proses Pengumpulan Data/Sampel RSSI

(13)

Persiapan Hardware

1. Sensor (Node)

Menggunakan Micaz dengan platform

MPR2400

2. Gateway

ethernet base dengan tipe MIB600

3. Server

Acer 4732 Z, Microsoft Windows XP

Profesional Operating System, Processor

Intel Pentium Dual Core CPU T4300

(2.1 GHz, 800 MHz FSB), Memori

DDR2 1 GB

(14)

Persiapan Software



sistem operasi yang digunakan adalah TinyOS yang memang di

disain untuk jaringan sensor nirkabel.



Untuk menginstal sistem operasi ini diperlukan linux environment

yaitu Cygwin untuk Windows.



Selain itu, diperlukan software-software pendukung lainnya yaitu

program Lantronix Device Installer, Serial forwarder, Listen, Message

Center. Seluruh software pendukung ini sudah terinstall bersama

(15)

Konfigurasi Program Aplikasi

Pada penelitian ini digunakan :

- power transmitter 0 dBm, -5 dBm,

-10 dBm dan -15 dBm

-kanal frekuensi yang dipakai

adalah kanal 11 dan 15 sesuai

pada pengaturan file Xbowlocal

(16)

(17)

(18)

Tahap Implementasi

Pengukuran RSSI (Received Signal Strength Indication) di Outdoor



Pengukuran bertujuan untuk mencari

besar cakupan dari pancaran sinyal radio

(beacon) dari node yang telah dipasang,

sehingga nantinya bisa diestimasi

keperluan jumlah base station yang

diperlukan untuk menjangkau semua area.



Ketinggian Node mulai dari 0 cm,

45 cm dan 75 cm dari tanah.

Jarak node dari sink sebagai berikut :



_{Node 1 : 1,5 meter}



_{Node 2 : 3 meter}



_{Node 3 : 4,5 meter}



_{Node 4 : 6 meter}



_{Node 5: 7,5 meter}

(19)

Pengukuran RSSI (Received Signal Strength Indication) di Indoor



Pengukuran ini dilakukan di Lab B304

Teknik Elektro ITS



_{Pengukuran ini bertujuan untuk mencari besar}

cakupan dari pancaran sinyal radio (beacon) dari

node yang telah dipasang.



Ketinggian Node mulai dari 0 cm, 45 cm dan

75 cm dari lantai. Jarak node dari sink sebagai

berikut :



_{Node 1 : 1,5 meter}



Node 2 : 3 meter



Node 3 : 4,5 meter



Node 4 : 6 meter



Node 5: 7,5 meter

(20)

Pengukuran RSSI (Received Signal Strength Indication) di Dua Ruang



Pengukuran ini dilakukan pada dua ruang

yang dilakukan di Lab B304 Teknik Elelktro

ITS.



Node 1, 2 dan 3 di letakkan pada ruang 1 Lab

B304, sedangkan node 3 dan 4 diletakkan

pada ruang 2 Lab B304.



_{Ketinggian Node mulai dari 0 cm, 45 cm dan}

75 cm dari lantai. Jarak node dari sink

sebagai berikut :



_{Node 1 : 1,5 meter}



_{Node 2 : 3 meter}



_{Node 3 : 4,5 meter}



_{Node 4 : 3 meter}



_{Node 5: 4,5 meter}

(21)

(22)

Pengamatan Konsumsi Arus



Keterbatasan energi merupakan karakteristik utama dari jaringan sensor nirkabel



setiap node hanya diberikan sumber energi berupa baterai 2x AA dengan suplai hanya sebesar 3

Volt.



_{Pengamatan arus dilakukan dengan cara menggunakan multimeter arus yang dihubungkan seri}

dengan node dan baterai secara seri, kemudian diamati pemakaian arus semenjak node aktif

sampai node kehabisan energi



Pada pengamatan arus ini, node divariasikan berdasarkan paketnya, yaitu 100 ms, 500 ms dan

(23)

Diagram Alir Penelitian

Karakteristik Propagasi Wireless Sensor Network (WSN)

Indoor Satu Ruang Outdoor Dua Ruang RSSI indoor RSSI outdoor Jarak Tx - Rx jumlah node Tx Power Jarak Tx - Rx Jumlah node Tx Power

(24)

Analisa Data Pengukuran RSSI di Outdoor

Variasi daya, ketinggian semua node = 0 cm

Ptx = 31 ( 0 dBm ) Node 1 2 3 4 5 Varians 3.5970 1.5604 0.3971 0.4238 0.8643 Mean -83.1004 -89.1536 -90.9313 -91.5333 -90.5457 Median -82.7500 -89.1000 -90.9000 -91.7500 -90.6000 Ptx = 19 ( -5 dBm ) Node 1 2 3 4 5 Varians 8.0487 2.4289 1.0428 0.7465 0 Mean -87.7880 -89.2397 -93.8637 -93.1185 -93.6667 Median -87.4500 -89.0500 -94.0500 -93.1500 -93.6667 Ptx = 11 ( -10 dBm ) Node 1 2 4 Varians 2.6221 1.7279 0.4437 Mean -90.3000 -92.3333 -93.4444 Median -90.4883 -92.1810 -93.4195 Ptx = 7 ( -15 dBm ) Node 1 2 4 Varians 1.6194 0.2000 0 Mean -92.1706 -93.5000 -94.0000 Median -92.1000 -93.8000 -94.0000 1 2 3 4 5 6 7 8 -94 -92 -90 -88 -86 -84 -82

Perbandingan Mean RSSI pada Outdoor dengan Variasi Daya, Tinggi Node 0 cm

Jarak (m) N ila i M e a n R S S I (d B m ) daya 31=> 0 dBm daya 19=> -5 dBm daya 11 => -10 dBm daya 7 => -15 dBm 1 2 3 4 5 6 7 8 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Perbandingan Varians RSSI Micaz pada Outdoor dengan Variasi Daya, Tinggi Node 0 cm

Jarak (m) N ila i V a ri a n s R S S I daya 31=> 0 dBm daya 19=> -5 dBm daya 11 => -10 dBm daya 7 => -15 dBm

(25)

Analisa Data Pengukuran RSSI di Outdoor

Variasi daya, ketinggian semua node = 45 cm

Ptx = 31 ( 0 dBm ) Node 1 2 3 4 5 Varians 2.0394 1.7743 3.0243 7.3066 3.8172 Mean -76.1696 -80.9478 -78.7928 -81.2564 -87.4645 Median -76.0000 -80.3500 -78.7000 -81.7000 -87.5500 Ptx = 19 ( -5 dBm ) Node 1 2 3 4 5 Varians 0.6047 8.2419 0.6281 2.6791 5.0303 Mean -69.1181 -82.5529 -83.1587 -86.7023 -85.9727 Median -69.1000 -81.9500 -83.4000 -86.5000 -85.5000 1 2 3 4 5 6 7 8 -88 -86 -84 -82 -80 -78 -76 -74 -72 -70 -68

Perbandingan Mean RSSI Micaz pada Outdoor dengan Variasi Daya, Tinggi Node 45 cm

Jarak (m) N ila i M e a n R S S I (d B m ) daya 31=> 0 dBm daya 19=> -5 dBm 1 2 3 4 5 6 7 8 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Jarak (m) N ila i V a ri a n s R S S I daya 31=> 0 dBm daya 19=> -5 dBm

(26)

Analisa Data Pengukuran RSSI di Outdoor

Variasi daya, ketinggian semua node = 75 cm

Ptx = 31 ( 0 dBm ) Node 1 2 3 4 5 Varians 0.2973 0.7958 2.2042 1.5198 4.4191 Mean -63.5548 -71.0918 -71.7000 -77.1519 -83.8721 Median -63.6500 -71.0000 -71.6500 -77.3500 -83.6500 Ptx = 19 ( -5 dBm ) Node 1 2 3 4 5 Varians 0.4387 0.3967 1.3028 1.0429 3.2154 Mean -69.6365 -75.8520 -82.5120 -80.5420 -89.5720 Median -69.5500 -75.8500 -82.5500 -80.4000 -89.5000 Ptx = 11 ( -10 dBm ) Node 1 2 3 4 5 Varians 0.4379 0.3935 2.3903 1.7827 1.3399 Mean -76.5000 -77.6000 -91.0000 -86.8500 -87.0000 Median -76.7704 -77.4690 -91.2122 -86.7735 -87.0081 Ptx = 7 ( -15 dBm ) Node 1 2 3 4 5 Varians 0.4504 0.2926 0.3563 0.4548 0.1429 Mean -81.1000 -83.7705 -93.8071 -84.3190 -94.7619 Median -81.2000 -83.9500 -93.7500 -84.2000 -94.7500 Ptx = 3 ( -25 dBm ) Node 1 2 Varians 0.2968 0.2902 Mean -92.3151 -93.5086 Median -92.2000 -93.6000 1 2 3 4 5 6 7 8 -100 -80 -60 -40 -20 0 20 40 60 80

Perbandingan Mean RSSI Micaz pada Outdoor dengan Variasi Daya, Tinggi Node 75 cm

Jarak (m) N ila i M e a n R S S I (d B m ) daya 31=> 0 dBm daya 19=> -5 dBm daya 11 => -10 dBm daya 7 => -15 dBm daya 3 => -25 dBm 1 2 3 4 5 6 7 8 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5

Jarak (m) N ila i V a ri a n s R S S I daya 31=> 0 dBm daya 19=> -5 dBm daya 11 => -10 dBm daya 7 => -15 dBm daya 3 => -25 dBm

(27)

Analisa Data Pengukuran RSSI di Outdoor

Variasi ketinggian node,

daya transmit semua node = 0 dBm

Node 1 2 3 4 5 varians 3.5970 1.5604 0.3971 0.4238 0.8643 mean -83.1004 -89.1536 -90.9313 -91.5333 -90.5457 median -82.7500 -89.1000 -90.9000 -91.7500 -90.6000 Tinggi node 45 cm Node 1 2 3 4 5 Varians 2.0394 1.7743 3.0243 7.3066 3.8172 Mean -76.1696 -80.9478 -78.7928 -81.2564 -87.4645 Median -76.0000 -80.3500 -78.7000 -81.7000 -87.5500 Tinggi node 75 cm Node 1 2 3 4 5 Varians 0.2973 0.7958 2.2042 1.5198 4.4191 Mean -63.6500 -71.0000 -71.6500 -77.3500 -83.6500 Median -63.5548 -71.0918 -71.7000 -77.1519 -83.8721 1 2 3 4 5 6 7 8 -95 -90 -85 -80 -75 -70 -65 -60

Perbandingan Mean RSSI Micaz pada Outdoor dengan Variasi Tinggi Node, Daya 0 dBm

Jarak (m) N ila i M e a n R S S I (d B m ) tinggi node 0 cm tinggi node 45 cm tinggi node 75 cm 1 2 3 4 5 6 7 8 0 1 2 3 4 5 6 7 8

Perbandingan Varians RSSI Micaz pada Outdoor dengan Variasi Tinggi Node, Daya 0 dBm

Jarak (m) N ila i V a ri a n s R S S I tinggi node 0 cm tinggi node 45 cm tinggi node 75 cm

(28)

Analisa Data Pengukuran RSSI di Outdoor

Variasi ketinggian node,

daya transmit semua node = -5 dBm

Tinggi node 0 cm Node 1 2 3 4 5 Varians 8.0487 2.4289 1.0428 0.7465 0 Mean -87.7880 -89.2397 -93.8637 -93.1185 -93.6667 Median -87.4500 -89.0500 -94.0500 -93.1500 -93.6667 Tinggi node 45 cm Node 1 2 3 4 5 Varians 0.6047 8.2419 0.6281 2.6791 5.0303 Mean -69.1181 -82.5529 -83.1587 -86.7023 -85.9727 Median -69.1000 -81.9500 -83.4000 -86.5000 -85.5000 Tinggi node 75 cm Node 1 2 3 4 5 Varians 0.4387 0.3967 1.3028 1.0429 3.2154 Mean -69.5500 -75.8500 -82.5500 -80.4000 -89.5000 Median -69.6365 -75.8520 -82.5120 -80.5420 -89.5720 1 2 3 4 5 6 7 8 -95 -90 -85 -80 -75 -70 -65

Perbandingan Mean RSSI Micaz pada Outdoor dengan Variasi Tinggi Node, Daya -5 dBm

Jarak (m) N ila i M e a n R S S I (d B m ) tinggi node 0 cm tinggi node 45 cm tinggi node 75 cm 1 2 3 4 5 6 7 8 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Perbandingan Varians RSSI Micaz pada Outdoor dengan Variasi Tinggi Node, Daya -5 dBm

(29)

Analisa Data Pengukuran RSSI di Indoor

Variasi daya,

ketinggian semua node = 0 cm

Ptx = 31 ( 0 dBm ) Node 1 2 3 4 5 Varians 9.9834 37.2240 1.7394 7.5872 2.4096 Mean -71.2557 -82.0236 -88.1192 -86.8348 -82.5055 Median -71.1111 -80.9444 -88.2778 -86.6667 -82.3889 Ptx = 19 ( -5 dBm ) Node 1 2 3 4 5 Varians 28.8163 5.7595 0.3156 0 0.1578 Mean -83.3876 -90.4229 -93.4541 -95.0000 -91.8423 Median -81.0000 -89.1111 -93.5000 -95.0000 -92.0000 Ptx = 11 ( -10 dBm ) Node 1 4 5 Varians 3.7627 16.3727 0.1169 Mean -90.2222 -92.0000 -93.0000 Median -90.7969 -91.9926 -92.9508 Ptx = 7 ( -15 dBm ) Node 1 2 5 Varians 0.7074 3.7505 0.3641 Mean -91.1157 -93.1123 -94.0433 Median -90.9444 -93.5000 -94.0000 1 2 3 4 5 6 7 8 -95 -90 -85 -80 -75 -70

Perbandingan Mean RSSI pada Indoor dengan Variasi Daya, Tinggi Node 0 cm

Jarak (m) N ila i M e a n R S S I (d B m ) daya 31=> 0 dBm daya 19=> -5 dBm daya 11 => -10 dBm daya 7 => -15 dBm 1 2 3 4 5 6 7 8 0 5 10 15 20 25 30 35 40

Perbandingan Varians RSSI Micaz pada Indoor dengan Variasi Daya, Tinggi Node 0 cm

Jarak (m) N ila i V a ri a n s R S S I daya 31=> 0 dBm daya 19=> -5 dBm daya 11 => -10 dBm daya 7 => -15 dBm

(30)

Analisa Data Pengukuran RSSI di Indoor

Variasi daya,

ketinggian semua node = 45 cm

Ptx = 31 ( 0 dBm ) Node 1 2 3 4 5 Varians 1.4577 1.6897 0.9509 0.7505 1.0693 Mean -62.7501 -61.1671 -65.1362 -66.5781 -68.6728 Median -62.6667 -61.3333 -65.3889 -66.2778 -68.8889 Ptx = 19 ( -5 dBm ) Node 1 2 3 4 5 Varians 2.0339 12.5554 1.2519 6.9764 0.8814 Mean -74.3100 -75.5219 -82.3523 -80.9144 -77.6542 Median -73.9444 -75.6111 -82.3889 -81.5000 -77.9444 Ptx = 11 ( -10 dBm ) Node 1 2 3 4 5 Varians 1.6741 0.2634 0.1860 26.9957 5.8629 Mean -87.7322 -79.6602 -84.6333 -86.3015 -83.7411 Median -87.6667 -79.8333 -84.6667 -84.0556 -83.3333 Ptx = 7 ( -15 dBm ) Node 1 2 3 4 5 Varians 1.2873 12.7976 0.2772 3.1101 3.3467 Mean -88.6640 -84.8656 -90.5250 -84.7677 -91.3526 Median -88.5000 -82.4444 -90.7222 -84.9444 -90.7222 1 2 3 4 5 6 7 8 -95 -90 -85 -80 -75 -70 -65 -60

Perbandingan Mean RSSI Micaz pada Indoor dengan Variasi Daya, Tinggi Node 45 cm

Jarak (m) N ila i M e a n R S S I (d B m ) daya 31=> 0 dBm daya 19=> -5 dBm daya 11=> -10 dBm daya 7 => -15 dBm 1 2 3 4 5 6 7 8 0 5 10 15 20 25 30

Perbandingan Varians RSSI Micaz pada Indoor dengan Variasi Daya, Tinggi Node 45 cm

Jarak (m) N ila i V a ri a n s R S S I daya 31=> 0 dBm daya 19=> -5 dBm daya 11=> -10 dBm daya 7 => -15 dBm

(31)

Analisa Data Pengukuran RSSI di Indoor

Variasi ketinggian node,

daya transmit semua node = 0 dBm

Tinggi node 0 cm Node 1 2 3 4 5 Varians 9.9834 37.2240 1.7394 7.5872 2.4096 Mean -71.2557 -82.0236 -88.1192 -86.8348 -82.5055 Median -71.1111 -80.9444 -88.2778 -86.6667 -82.3889 Tinggi node 45 cm Node 1 2 3 4 5 Varians 1.4577 1.6897 0.9509 0.7505 1.0693 Mean -62.7501 -61.1671 -65.1362 -66.5781 -68.6728 Median -62.6667 -61.3333 -65.3889 -66.2778 -68.8889 Tinggi node 75 cm Node 1 2 3 4 5 Varians 0.8145 1.0369 20.2841 5.0953 4.2177 Mean -60.4444 -63.4444 -77.8333 -71.8889 -72.7222 Median -60.2309 -63.5534 -78.2329 -72.0677 -72.5440 1 2 3 4 5 6 7 8 -90 -85 -80 -75 -70 -65 -60

Perbandingan Mean RSSI Micaz pada Indoor dengan Variasi Tinggi Node, Daya 0 dBm

Jarak (m) N ila i M e a n R S S I (d B m ) tinggi node 0 cm tinggi node 45 cm tinggi node 75 cm 1 2 3 4 5 6 7 8 0 5 10 15 20 25 30 35 40

Perbandingan Varians RSSI Micaz pada Indoor dengan Variasi Tinggi Node, Daya 0 dBm

(32)

Analisa Data Pengukuran RSSI di Indoor

Variasi ketinggian node,

daya transmit semua node = -5 dBm

Tinggi node 0 cm Node 1 2 3 4 5 Varians 28.8163 5.7595 0.3156 0 0.1578 Mean -83.3876 -90.4229 -93.4541 -95.0000 -91.8423 Median -81.0000 -89.1111 -93.5000 -95.0000 -92.0000 Tinggi node 45 cm Node 1 2 3 4 5 Varians 2.0339 12.5554 1.2519 6.9764 0.8814 Mean -74.3100 -75.5219 -82.3523 -80.9144 -77.6542 Median -73.9444 -75.6111 -82.3889 -81.5000 -77.9444 Tinggi node 75 cm Node 1 2 3 4 5 Varians 1.6500 1.2565 4.9063 1.3575 2.3400 Mean -67.9444 -76.2778 -84.1111 -85.5556 -83.3333 Median -68.0701 -75.9655 -84.5241 -85.4577 -83.1867 1 2 3 4 5 6 7 8 -95 -90 -85 -80 -75 -70 -65

Perbandingan Mean RSSI Micaz pada Indoor dengan Variasi Tinggi Node, Daya -5 dBm

Jarak (m) N ila i M e a n R S S I (d B m ) tinggi node 0 cm tinggi node 45 cm tinggi node 75 cm 1 2 3 4 5 6 7 8 0 5 10 15 20 25 30

Perbandingan Varians RSSI Micaz pada Indoor dengan Variasi Tinggi Node, Daya -5 dBm

(33)

Analisa Data Pengukuran RSSI di Dua Ruang

Variasi daya, ketinggian semua node = 0 cm

Ptx = 0 dBm Ruang 1 2 Node 1 2 3 4 5 Varians 6.0872 52.3635 5.2068 0.2180 -Mean -73.3459 -82.8488 -86.2862 -88.3779 -Median -73.0000 -79.5500 -85.4000 -88.2000 -Ptx = -5 dBm Ruang 1 2 Node 1 2 3 4 5 Varians 0.4711 0.7872 0.5114 0.2091 -Mean -79.3071 -86.6468 -88.7555 -92.7432 -Median -79.2000 -86.2000 -88.6500 -92.8000 -Ptx = -10 dBm Ruang 1 2 Node 1 2 3 4 5 Varians 0.3675 0.5193 0.2448 - -Mean -94.1667 -90.9000 -94.2500 - -Median -94.1857 -90.6798 -94.4150 - -1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 -95 -90 -85 -80 -75 -70

Perbandingan Mean RSSI Micaz pada Dua Ruang dengan Variasi Daya, Tinggi Node 0 cm

Jarak (m) N ila i M e a n R S S I (d B m ) daya 31=> 0 dBm (Ruang 1) daya 31=> 0 dBm (Ruang 2) daya 19=> -5 dBm (Ruang 1) daya 19=> -5 dBm (Ruang 2) daya 11 => -10 dBm daya 7 => -15 dBm 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 0 10 20 30 40 50 60

Perbandingan Varians RSSI Micaz pada Dua Ruang dengan Variasi Daya, Tinggi Node 0 cm

Jarak (m) N ila i V a ri a n s R S S I daya 31=> 0 dBm (Ruang 1) daya 31=> 0 dBm (Ruang 2) daya 19=> -5 dBm (Ruang 1) daya 19=> -5 dBm (Ruang 2) daya 11 => -10 dBm daya 7 => -15 dBm

(34)

Analisa Data Pengukuran RSSI di Dua Ruang

Variasi ketinggian, daya semua node = 0 dBm

Tinggi 0 cm Ruang 1 2 Node 1 2 3 4 5 Varians 6.0872 52.3635 5.2068 0.2180 -Mean -73.3459 -82.8488 -86.2862 -88.3779 -Median -73.0000 -79.5500 -85.4000 -88.2000 -Tinggi 45 cm Ruang 1 2 Node 1 2 3 4 5 Varians 31.7305 44.2283 36.7248 2.0758 0.3947 Mean -63.8507 -73.0817 -78.3879 -87.2812 -85.7912 Median -61.1111 -75.3889 -76.2222 -87.1667 -5.8333 Ptx = -15 dBm Ruang 1 2 Node 1 2 3 4 5 Varians 0.6743 1.0204 28.7378 0.2739 0.2242 Mean -62.4444 -63.5000 -83.3333 -90.9444 -.7778 Median -62.4016 -63.0893 -83.8806 -91.0206 -.7948 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 -95 -90 -85 -80 -75 -70 -65 -60

Perbandingan Mean RSSI Micaz pada Dua Ruang dengan Variasi Tinggi, Daya 0 dBm

Jarak (m) N ila i M e a n R S S I (d B m ) tinggi 0 cm (Ruang 1) tinggi 0 cm (Ruang 2) tinggi 45 cm (Ruang 1) tinggi 45 cm (Ruang 2) tinggi 75 cm (Ruang 1) tinggi 75 cm (Ruang 2) 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 0 10 20 30 40 50 60

Perbandingan Varians RSSI Micaz pada Dua Ruang dengan Variasi Tinggi,Daya 0 dBm

Jarak (m) N ila i V a ri a n s R S S I tinggi 0 cm (Ruang 1) tinggi 0 cm (Ruang 2) tinggi 45 cm (Ruang 1) tinggi 45 cm (Ruang 2) tinggi 75 cm (Ruang 1) tinggi 75 cm (Ruang 2)

(35)

Analisa Konsumsi Arus

jam ke node 1 node 2 node 3 2 35 34.3 34.5 4 32.9 32.8 33.6 6 32.1 30.2 32.5 8 30.1 28.9 31.6 10 29.1 26.9 29.5 12 27.7 25.6 28.3 14 25.9 24.8 26.8 16 24 23.3 24.9 18 22 21.9 23.5 20 19.1 19.5 20.8 22 18.3 16 19.2 24 16.1 14.3 17 26 14.9 13.7 15.6 28 12.4 12.5 14.2 30 11.6 12 13.1 32 8.8 8.3 11.2 34 7.2 7.5 10 36 4 6.6 8.1 38 3.8 4.8 6.5 40 3 3.4 4.1 42 2.6 3 3.3 42 jam 20 menit 1.7 2.8 2.1 42 jam 40 menit - 1.9 1.8 42 jam 50 menit - - 1.5

Pengamatan konsumsi arus dimaksudkan agar dapat mengetahui karakteristik konsumsi arus pada baterai yang digunakan node dalam pengukuran RSSI yang telah dirancang pada jaringan sensor

nirkabel.

Setiap node dipasang baterai AA 1.5 Volt dengan brand ABC Dry Cell.

Pengukuran divariasikan berdasarkan periode pengiriman paketnya, yaitu 100 ms (node1), 500 ms (node 2), dan 1000 ms (node 3).

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 0 5 10 15 20 25 30 35 40

waktu (jam ke-)

a ru s ( m A )

hasil pengukuran konsumsi arus

node1 node2 node3

(36)

Kesimpulan (1)

Berdasarkan hasil pengukuran dan analisa maka didapatkan kesimpulan sebagai berikut:



Pada pengukuran outdoor dan indoor terdapat beberapa parameter yang mempengaruhi nilai

RSSI pada setiap node yang disebar antara lain : jarak node – base stasion, daya transmit dan

ketinggian node.



Beberapa hasil pengukuran indoor berdasarkan :



variasi jarak



_{nilai RSSI node 1 jarak 1.5 m dari sink sebesar – 83.1004 dBm dan node 5 jarak 7.5 m dari sink sebesar}

-90.5457 dBm pada daya 0 dBm



_{variasi daya transmit}



_{pada Ptx 0 dBm, nilai RSSI node 1 sebesar -83.1004 dBm dan}



_{pada Ptx -5 dBm, nilai RSSI node 1 sebesar -87.4880 dBm}



_{variasi ketinggian node}



_{pada ketinggian node 0 cm, nilai RSSI node 1 sebesar -83.1004 dBm dan pada ketinggian}

(37)

Kesimpulan (2)



Beberapa hasil pengukuran outdoor berdasarkan :



variasi jarak



_{nilai RSSI node 1 jarak 1.5 m dari sink sebesar – 71.2557 dBm dan node 5 jarak 7.5 m dari sink sebesar}

-82.5055 dBm pada daya



variasi daya transmit



_{pada Ptx 0 dBm, nilai RSSI node 1 sebesar -71.2557 dBm dan}



_{pada Ptx -5 dBm, nilai RSSI node 1 sebesar -83.3876 dBm}



variasi ketinggian node



_{pada ketinggian node 0 cm, nilai RSSI node 1 sebesar -71.2557 dBm dan pada ketinggian 75 cm, nilai}

(38)

Kesimpulan (3)



Berdasarkan hasil pengukuran, semakin jauh jarak maka nilai RSSI semakin kecil. Begitu juga dengan

semakin kecil daya transmit node maka semakin kecil nilai RSSI node.



Ketinggian node sangat mempengaruhi nilai RSSI, semakin tinggi letak node maka nilai RSSI

semakin besar pula.



_{Perbandingan hasil pengukuran outdoor dan indoor menunjukkan bahwa nilai RSSI di indoor lebih}

baik dibandingkan nilai RSSI di outdoor.



Nilai varians besar terjadi pada node yang ketinggiannya rendah misalnya 0 cm dari tanah/lantai.



Rekomendasi bagi perencana jaringan sensor nirkabel saat ini adalah lebih baik direncanakan

jaringan dengan jumlah sensor yang banyak dengan range sensor kecil sehingga konektifitas jaringan

tetap terjaga dan konsumsi daya sensor kecil, apalagi dengan kemajuan dibidang mikroelektronika

sekarang yang memungkinkan diproduksi sensor dalam jumlah yang besar dengan biaya rendah.

(39)

Saran



Pada penelitian ini model topologi jaringan sensor single hop,

untuk penelitian selanjutnya dapat digunakan model topologi

jaringan yang lain seperti multihop atau yang lainnya. Pengukuran

juga bisa lebih banyak dilakukan dengan berbagai kondisi lainnya

(40)

Daftar Pustaka

 _, (Oct 2003),“Wireless Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY) Specifications for Low-Rate Wireless Personal Area Networks (LR-WPANs)”. IEEE Computer Society.

 _{Adianto YP (2008),”Komunikasi Multihop dengan Jaringan Sensor Nirkabel”, Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro ITS, Surabaya}

 Akyldiz, I.F, Sankarasubramaniam, Y, dan Cayirci, E. (2002),”A Survey on Sensor Network”, IEEE Commun Mag, hal. 102-114.

 Agrawal P, Patwari N, Student Member IEEE.” Correlated Link Shadow Fading in Multi-Hop Wireless Network”

 Chakrabarty, Krishnendu., Iyengar, S.S., (2005). “Scalable Infrastructure for Distributed Sensor Networks”. Springer., London. pp.5.

 Karl H, Willig A, (2005), “Protocols and Architecture For Wireless Sensor Networks”, John Wiley & Sons Ltd, The Atrium, Southern Gate, Chichester, West Sussex PO19 8SQ, England Telephone (+44) 1243 779777

 Karedal J, Almers P, Tufvesson F, F. Molish A, (2010), “A MIMO Channel Model for Wireless Personal Area Network”, IEEE Transaction on Wireless Communication Vol. 9 , No. 1

 _{Koutroullos, Marios. “Biological Nature and Inspirated Mecanisms for Adaptive and Robust Self-Organization in Wireless Sensor Networks”. University of}

Cyprus.

(41)

Daftar Pustaka

 Mahalik, Nitaigour P., (2007),” Sensor Networks and Configuration Fundamentals, Standards, Platforms, and Applications.”,Springer.

 Rappapport T, (1996), “Wireless Communication Principle and Practice”, Prentice Hall, New Jersey

 Siam Z.M, Krunz M , Younis O. (2008).” Energy-Efficient Clustering/Routing for

Cooperative MIMO Operation in Sensor Networks”. Technical Report TR-UA-ECE-2008-2

 Sklar, B. “Rayleigh fading channels in mobile digital communication systems part I : characterization,” IEEE Communications Magazine,September 1997.

 Shen Yi, Kalyanarman S, “Asynchronous Cooperative MIMO Communication and Capacity Analysis”, Department of Electrical, Computer,and System Engineering Rensselaer Polytechnic Institute, Troy, NY 12180

 Sohraby, Kazem., Minoli, Daniel., Znati, Taieb., 2007. “Wireless Sensor Network: Technology, Protocol, and Applications”. Wiley-Interscience

 Wardihani ED, (2008), ”Sistem Deteksi Terdistribusi pada Jaringan Sensor Nirkabel”, Thesis Jurusan Teknik Elektro ITS, Surabaya

 Wicaksono EW, (2009), ”Desain dan Implementasi Mobile Sink pada Jaringan Sensor Nirkabel”, Tugas Akhir Jurusan Teknik Elektro ITS, Surabaya

 Wyne S, Santos T, Tufvesson F, F.Molisch A, (2008), “Channel Measurenments of an indoor Office Scenario for Wireless Sensor Application”, IEEE Global Telecommunications Conference

 Wyne S, Singh P A, Tufvesson F, (2009),”A Statistical Model for Indoor Office Wireless Sensor Channels”, IEEE Transaction on Wireless Communications, Vol 8, No. 8

 Yarkoni N, Blaunstein N, (2006), “Prediction of Propagation Characteristics in Indoor Radio Communication Environment”, Progress in Electromagnetics Research, PIER 59, 151-174

(42)