BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
Proses Peracangan Cloud Service untuk Data Wireless Sensor Network dengan menerapkan Firebase Cloud Messaging penguna, dilakukan dengan beberapa tahapan ,yang dilakukan yaitu analisis masalah ,analisis sistem, desain arsitektur sistem, perancangan perangkat keras, perancangan perangkat lunak, implementasi sistem dan, pengujian sistem.
Gambar 3. 1 Alur Penelitian.
3.1. Analisis Masalah
Berdasarkan latar belakang bahwa Wireless Sensor Network merupakan system yang memungkinkan pengguna mengakses informasi informasi atau data yang berhubungan dengan lingkungan fisik Seperti monitoring atau pengontrol kondisi lingkungan dengan sistem role node to node yang bersifat LocalArea. Node-node tersebut meliputi Node Sensor sebagai media pengambil informasi atau data, Node Sink sebagai gateway station atau penggumpul data dan Akses Point Wireless sebagai media komunikasi antar kedua node tersebut.
Pada umumnya sistem WSN dibangun hanya pada lingkungan local area tertentu atau terbatas. Dengan perkembangan teknologi saat ini, system WSN dan data yang dimilikinya harus dapat diakses dari jaringan yang lebih luas, termasuk internet hal ini memberikan kemungkinan pengguna mudah dalam
mendapatkan informasi secara public untuk Data WSN tersebut, seperti untuk mendeteksi suhu dan kelembaban suatu ruangan maka pengguna tidak harus berada di lokasi perangkat WSN tapi juga data tersebut dapat diakses secara public melalui jarigan internet.
Cloud Service merupakan jembatan untuk dapat memberikan kemudahan dalam mengakses data secara publik, oleh karena itulah berdasarkan kebutuhan si penyewa agar layanan ini bisa menuju kearah suatu kebutuhan apakah layanan ini akan digunakan secara pribadi atau umum.
pentingnya dengan cloud memungkinkan data yang diambil dari sensor dapat dikumpulkan menjadi satu tempat, dapat dikelola, dan dapat diakses secara bebas tanpa dibatasi dengan tempatnya atau waktunya.
3.2. Analisis Sistem
Dari analisis masalah, maka di buat suatu layanan berbasis cloud service untuk dapat mengakses data sensor dari area lokal yaitu WSN secara publik melalui jaringan internet dengan menggunakan system yang ada di Firebase Cloud Messaging. Protokol pada FCM menggunakan token dan serverkey sebagai identitas lokasi data yang akan dikirim, konsepnya seperti untuk mengirimkan atau menerima pesan seseorang maka diperlukan ID seperti No.telepon atau email agar dapat saling berinterasi.
Tahap dari Proses ini ialah pada di Cloud Service akan dibangun Firebase Cloud Messaging, agar cloud tersebut mendapatkan Token dan ServerKey sebagai media penerima data yang akan dikirim dari perangkat WSN tersebut. Setelah Cloud Service memliki Token dan ServerKey, kemudian disematkan ID tersebut kedalam system WSN. Sebelum ketahap pengiriman data dari WSN ke Cloud Service, Proses awalnya ialah perangkat Sensor Node akan mengumpulkan dan mengelola data yang kemudian setelah dikelola data tersebut akan dikirim berupa variable “nama, lokasi, suhu, dan kelembaban” ke IP Address Raspberry dan File savedata.php. Data kemudian ditangkap Rapberry Pi dan dikelola. Setelah data tersebut dikelola Raspberry maka data akan melakukan dua
perngerakan yaitu pergerakan pertama data disimpan ke database di dalam Raspberry dan perngerakan kedua data akan dikirim lagi ke Cloud Service dengan variable yang sama dengan tambahan token dan serverkey sebagai media yang akan dikirimkan. Contoh topik yang akan dikirim seperti “
‘body’=> { ‘data’=> { ‘nama’ => nama perangkatnya, ‘lokasi’=>lokasi perangkat,
‘suhu’=>suhu hasil sensing sensor, ‘lembab’=>kelembaban dari sensing,
‘timestamp’=> waktu dan tanggal data sensor }}[5][8].
Setelah data sensor dikirim dari WSN ke Cloud Service dengan FCM kemudian FCM akan mengirim lagi ke Firebase Database untuk data disimpan yang kemudian data dari Firebase Database dikelola menjadi web server agar dapat diakses atau dibaca oleh pengguna.
3.3. Desain Arsitektur Sistem
Arsitektur sistem rancangan bangun cloud service untuk data WSN dengan menerapkan firebase cloud messaging dengan skema arsitekur pada Gambar. 3.2.
Gambar 3. 2 Skema Arsitektur Sistem
Berdasarkan pada skema arsitektur sistem pada Gambar 3.2 , Sistem yang dibangun terdiri dari beberapa komponen untuk membangun layanan cloud pada
data WSN dengan Firebase Cloud Messaging. Untuk Bagian pada Sensor Node terdapat Sensor DHT sebagai media sensing suhu dan kelembaban lingkungan, sedangkan NodeMCU berfungsi sebagai media penerima data dari Sensor yang kemudian diproses agar data tersebut dapat dikirim kepada bagian selanjutntya.
Untuk Bagian Sink Node berfungsi sebagai gateway komunikasi dengan Sensor Node dan Cloud Service[9]. Selain itu sink node juga diberikan database yaitu mysql sebagai media penampungan data untuk data sensor. Untuk komunikasi didalam sensor node ke sink node menggunakan ip address standart pada umumnua sedangkan untuk komunikasi sink node cloud service disinilah firebase sebagai media komunikasi. Untuk komunikasi dengan firebase diperlukan server key dan token sebagai media sender data, hal inilah diperlukan pengaturan didalam bagian cloud service. Untuk bagian akhir yaitu cloud service sebagai media penerima data lanjutan dari sink node yang kemudian data diolah kembali agar data dibaca oleh pengguna. Untuk tahap awal adalah data akan disimpan ke firebase database yang kemudian diolah oleh cloud service agar dapat dibaca kembali oleh pengguna di luar area.
Agar perangkat WSN dapat terhubung ke Cloud Service maka harus di hubungkan dengan Wi-Fi yang sudah terhubung ke internet, seperti itu juga dengan aplikasi berbasis website yang akan di akses oleh penguna melalui browser internet, harus di pastikan memiliki nama domain atau ip publik yang bisa diakses melalui browser internet.
Agar rancangan arsitektur sistem gambar 3.1 dapat laksanakan sesuai dengan rancangan yang telah dibuat maka dibutuhkan hardware dan software sebagai berikut;
Tabel 3. 1 Software dan Hardware pada sistem
Sofware Hadware
Penguna
Windows 10 Laptop/Smartphone/Komputer
Dekstop Browser Chrome/Explorer/Firefox
PuTTy/WinSCP Visual Studio
Hotspot Thethring Smartphone (Access Point)
Modem GSM Cloud Service
Node.js
Windows 10 Komputer(Server)
Firebase Cloud Messaging Firebase Database
Firebase Hosting
Perangkat WSN
Arduino IDE Nodemcu ESP8266 12E
Sensor DHT 11/22 Raspberry PI LAMP (Linux,Apache,Mysql,PHP)
Firebase Cloud Messaging Composer
Admin SDK (Firebase SDK) Firebase Database (Opsional)
Dari tabel 3.1 hardware dan software terbagi menjadi 3 jenis yaitu untuk Penguna, Cloud Service, dan perangkat WSN.
3.4. Perancangan Sistem
3.4.1. Perancangan Sensor Node
Perancangan sensor node terdapat beberapa hardware yang digunakan pada gambar 3.3.
Gambar 3.3. Sensor Node
Berdasarkan Gambar 3.3 perangkat yang digunakan adalah DHT11/22 sebagai media sensing suhu dan kelembaban dan Nodemcu sebagai media proses data untuk data pada sensor[9].
Gambar 3.4 Flowchart Sensor Node
Flowchart atau alur proses sensor node adalah nodemcu akan mendeteksi SSID dan PASS pada hostpot yang akan digunakan. Jika koneksi tidak ada maka
akan dilakukan rekoneksi agar dapat digunakan. Setalh koneksi berhasil, kemudian akan melakukan inisialisasi ip sink gateway agar data yang akan dikirim dapat diterima sink node dengan ip sink gateway tersebut. Seterlah itu proses sensing data sensor yang kemudian diolah oleh nodemcu agar data dapat dibaca oleh sink node. Kenudian setelah diproses data tersebut akan dikirim ke sink node agar dapat diterima dan disimpan pada database yang telah disediakan oleh sink node.
3.4.2. Perancangan Sink Node
Berikut merupakan Flowchart sink node pada gambar 3.5
Gambar. 3.5 Flowchat Sink Node
Pada Gambar 3.5 proses koneksi hampir sama dengan penjelasan sensor node. Kemudian proses selanjutnya ialah sink node akan mengecek apakah
variable atau parameter data sensor sama dengan sensor node. Setelah dicek bahwa variable benar maka data akan dapat diterima oleh sink node yang kemudian data akan diproses untuk tahap pertama ialah data akan disimpan ke database sebagai media penyimpan utama pada sink node[1] dan untuk tahap kedua ialah data akan dikirim lagi ke cloud service. Sebelum proses tersebut data sensor akan dicek apakah data tersebut benar-benar valid. Jika data tersebut valid maka akan disim[an ke mysql dan kemudian sink node akan melakukan inisialisasi pada Server Key dan Token sebagai media sender cloud service.
Setelah itu data akan dikirim ke cloud servie[8][5].
3.4.3. Perancangan Cloud Service
Berikut merupakan Flowchart cloud service pada gambar 3.6
Gambar 3.6 Flowchart Cloud Service
Sebelum proses menerima data dilakukan pada gambar 3.6 adalah perlu dibangun dahulu firebase didalam cloud service agar dapat berkomunikasi dengan sink node.setelah dibangun firebase didalam cloud service maka terdapat server key dan token sebagai identitas pada cloud service tersebut[8]. Setelah memenerima data maka data tersebut akan langsung diarahkan ke firebase database sebagai media penyimpan data di cloud service. Dan setelah menyimpan data kemudian data akan diproses dalam bentuk web service agar dapat dibaca oleh pengguna.
Pada penelitian kali ini rancangan cloud service yang akan dibangun tidak menggunakan Virtual Private Server pada umumnya melainkan komputer server.
3.5 Pengujian Sistem
Setelah rancangan pada beberapa komponen serta layanan data pada cloud, selanjutnya adalah dilakukan pengujian untuk melihat kemampuan Firebase Cloud Messaging untuk mengirim data WSN melalui aplikasi berbasis website service dengan tahapan pengujian sebagai berikut.
1. Pengujian proses Cloud Service untuk data WSN dengan FCM dan menampilkan data hasil sensing.
Tabel 3.2 Kebutuhan terkait ujicoba
No Kebutuhan Keterangan
1 Login Layanan Cloud Service Login dengan User dan Pass 2 Receive Data Phase 1 Menerima Data Sensor di Sink
Node dan disimpan di Datavase 3 Receive Data Phase 2 Merima Data Sensor pada Sink
Node di Server dan disimpan di Firebase Database 4 Setting Host Server, IP
Address, Server Key, dan
Pengaturan Host Server dan IP Address pada Sensor Node, Sink Node, dan Komputer Server serta
Token penyertaan Server Key dan Token FCM di Sink Node dan Komputer
Server.
5 Membuat Variable Data Sensing
Membuat Variable yang dibutuhkan sebagai media
pengiriman data.
6 Tampilan Layanan Data Sensor
Menampilkan Data Sensor dari Hasil Sensing Sensor Node Dari Tabel 3.2 akan dilakukan pengujian berdasarkan kebutuhan yang dibuat dan dilihat apakah setiap layanan tersebut berfungsi semestinya
pada table 3.2.
2. Pengujian Qulity of Service merupakan pengujian yang akan digunakan untuk mengetahui kualitas komunikasi yang akan digunakan[4].
