Hak cipta dan penggunaan kembali:
Lisensi ini mengizinkan setiap orang untuk menggubah, memperbaiki, dan membuat ciptaan turunan bukan untuk kepentingan komersial, selama anda mencantumkan nama penulis dan melisensikan ciptaan turunan dengan syarat yang serupa dengan ciptaan asli.
Copyright and reuse:
This license lets you remix, tweak, and build upon work
non-commercially, as long as you credit the origin creator
and license it on your new creations under the identical
terms.
SISTEM NAVIGASI DENGAN PERHITUNGAN RECEIVED SIGNAL STRENGTH INDICATOR (RSSI)
ZIGBEE UNTUK PENENTU LOKASI INDOOR PADA PERANGKAT ANDROID
Nama : Adi Arifin Kusuma Gani NIM : 08110210018
Fakultas : Teknologi Informasi dan Komunikasi Program Studi : Sistem Komputer
SKRIPSI
Diajukan sebagai salah satu syarat
untuk memperoleh gelar Sarjana Komputer (S.Kom)
UNIVERSITAS MULTIMEDIA NUSANTARA Tangerang
2013
PENGESAHAN
SISTEM NAVIGASI DENGAN PERHITUNGAN RECEIVED SIGNAL STRENGTH INDICATOR (RSSI)
ZIGBEE UNTUK PENENTU LOKASI INDOOR PADA PERANGKAT ANDROID
Oleh
Nama : Adi Arifin Kusuma Gani
NIM : 08110210018
Fakultas : Teknologi Informasi dan Komunikasi Program Studi : Sistem Komputer
Gading Serpong, Januari 2013
Ketua Sidang Penguji
Ir. Andrey Andoko, M.Sc. Hira Meidia, P.Hd.
Pembimbing I Pembimbing II
Suhandry Salim, M.Sc. Drs. Widia Nursiyanto, M. Sc.
Mengetahui,
Ketua Program Studi Sistem Komputer
Kanisius Karyono, S.T.,M.T.
PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi ini adalah karya ilmiah saya sendiri, bukan plagiat dari karya ilmiah yang ditulis oleh orang lain atau lembaga lain, dan semua karya ilmiah orang lain atau lembaga lain yang dirujuk dalam skripsi ini telah disebutkan sumber kutipannya serta dicantumkan di Daftar Pustaka.
Gading Serpong, Januari 2013
Adi Arifin Kusuma Gani
ABSTRACT
The needs of navigation system are increased. One of the most popular use is the use of Global Positioning System (GPS) which being used as navigation system in vehicle for locating places. GPS uses satellites as reference to calculate its user’s location. That makes GPS only usable in outdoor environment because satellite can’t reach into building so navigation system for indoor environment has to use other references to calculate the coordinate. One of them is the use of ZigBee as reference for calculating coordinate in indoor environment. Coordinate is calculated using at least 3 distances from blind node toward 3 fixed nodes that installed inside the building and have known location. Distance between blind node and fixed node is gained by converting RSSI value between those both nodes into distance. From those 3 distances, trilateration technique is applied to find x and y coordinate of the blind node. In this research, 6 ZigBee fixed nodes are used in order to get better result. Test proved that this method is able to get calculated coordinate with 96.29% precision in accuracy of < 2.5m. The resulted coordinates are shown in mapping using Android device.
Key words: zigbee, RSSI, global positioning system, indoor, outdoor, trilaterasi, mapping
ABSTRAK
Pada saat ini kebutuhan sistem navigasi terlihat semakin meningkat. Salah satu penggunaan sistem navigasi yang paling populer adalah sebagai Global Positioning System (GPS) yang sangat membantu pengendara kendaraan bermotor (mobil) untuk mencari lokasi-lokasi tertentu. Dalam menentukan/menghitung koordinat lokasi yang ingin dicari oleh si pengguna, GPS dihubungkan dengan satelit sebagai acuannya. Dengan demikian, GPS hanya mampu digunakan untuk menentukan suatu lokasi outdoor karena satelit tidak dapat menjangkau lokasi indoor. Diperlukan perangkat lain yaitu Zigbee sebagai acuan dalam perhitungan koordinat pengganti satelit agar fungsi GPS dapat digunakan sebagai sistem navigasi indoor. Cara perhitungan koordinat memakai prinsip jarak terdekat dari sebuah blind node yang berinteraksi/terhubung 3 fixed nodes ZigBee. Jarak blind node terhadap fixed node diperoleh dengan mengkonversi nilai Received Signal Strength Indicator (RSSI) antara kedua nodes ke dalam jarak. Selanjutnya, dilakukan teknik trilaterasi untuk mencari koordinat x dan y dari blind node.
Dilakukan penelitian dengan menempatkan 6 fixed nodes ZigBee di dalam suatu ruang dan sebuah blind node yang dapat dipindahkan posisinya. Diperoleh hasil perhitungan koordinat dengan akurasi 96.29% pada jarak < 2.5 m. Hasil perhitungan koordinat tersebut diaplikasikan pada mapping yang menggunakan perangkat Android.
kata kunci: zigbee, RSSI, global positioning system, indoor, outdoor, trilaterasi, mapping
KATA PENGANTAR
Puji syukur atas segala bimbingan dari Tuhan yang Maha Esa, atas rahmat dan bimbingan-Nya penulis mampu menyelesaikan penulisan skripsi dengan judul
“Sistem Navigasi dengan Perhitungan Received Signal Strength Indicator (RSSI) Zigbee untuk Penentu Lokasi Indoor pada Perangkat Android ”. Skripsi ini diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Komputer (S.Kom) pada Universitas Multimedia Nusantara. Penulisan ini dibuat berdasarkan pengalaman dan pengetahuan yang diperoleh penulis dari penelitian yang telah dilakukan.
Dalam proses pembuatan skripsi, penulis tidak lepas dari bantuan dari banyak pihak. Oleh karena itu pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan banyak terima kasih kepada:
1. Orang tua dan saudara: Arifin Gani, Yen Dhian, dan Ida Arifin Kusuma Gani yang selalu memberikan doa dan dukungannya dalam proses penyelesaian skripsi ini.
2. Suhandry Salim, M.Sc., selaku Pembimbing 1 yang selalu memberikan nasihat, bimbingan, dan fasilitas yang disediakan olehnya selama proses penyelesaian skripsi ini.
3. Drs. Widia Nursiyanto, M.Sc selaku Pembimbing 2 yang memberikan bimbingannya khususnya dalam proses penulisan skripsi ini.
4. Kanisius Karyono, S.T., M.T., selaku Kaprodi Sistem Komputer yang selalu meluangkan waktunya dalam membimbing penulis dalam menghadapi masalah-masalah yang ada dalam penulisan, serta memberikan masukan-masukan kepada penulis.
5. Hira Meidia, Ph.D, selaku Pembimbing Akademik yang selalu bersedia meluangkan waktu untuk konsultasi.
6. Harry Indra Koswanto yang memberikan bimbingannya dalam banyak hal yang berkaitan dengan ZigBee.
7. Kakak-kakak di Surya Research Center: Harris Ega, Andrew Hermanto, ,
Vincent F. Foe, Kristanto Lie, dan Brendan A. Marcellino, yang banyak membantu ketika pembuatan alat di Surya Research Center.
8. Teman-teman jurusan Sistem Komputer 2008: Felix Lokananta, Firdaus
Kurniawan, Ersa S. Putra, Stenley Timex, Linda Sualdani, Vania Utami yang selalu bersama dengan penulis selama 4 tahun terakhir ini dalam menjalani studi.
9. Seluruh staff, dosen, dan mahasiswa Universitas Multimedia Nusantara yang tidak bisa disebutkan namanya satu per-satu.
10. Pihak-pihak lain yang turut membantu baik secara langsung maupun tidak langsung dalam pembuatan skripsi.
Penulis menyadari banyaknya kekurangan dalam penulisan skripsi ini.
Oleh karena itu masukan dan kritikan sangat diharapkan oleh penulis untuk perbaikan di masa yang datang. Diharapkan skripsi ini dapat bermanfaat dan menjadi sumber inspirasi bagi pembacanya.
Gading Serpong, Januari 2013
Penulis
DAFTAR ISI
PENGESAHAN ... i
PERNYATAAN ... ii
ABSTRACT ... iii
ABSTRAK ... iv
KATA PENGANTAR ... v
DAFTAR ISI ... vii
DAFTAR GAMBAR ... ix
DAFTAR TABEL ... xi
BAB I ... 1
1.1. Latar Belakang... 1
1.2. Permasalahan ... 3
1.3. Tujuan ... 3
1.4. Batasan Penelitian ... 3
1.5. Manfaat Penelitian ... 4
BAB II ... 5
2.1. Indoor Locating System ... 5
2.2. Received Signal Strength Indicator ... 6
2.3. Teknologi ZigBee ... 6
2.4. Teknologi Bluetooth ... 9
2.5. Trilaterasi ... 11
2.6. Perangkat Android ... 13
2.7. Penelitian Terkait... 14
BAB III ... 16
3.1. Studi Literatur ... 16
3.2. Peralatan yang digunakan ... 16
3.3. Tahap-tahap Penelitian ... 17
3.3.1. Perancangan Aplikasi ... 17
3.3.1.1 Diagram Umum ... 17
3.3.1.2 Pengaturan Konektivitas antara Bluetooth Android
dengan perangkat ZigBee ... 18
3.3.1.3 Pengaturan Jaringan ZigBee ... 20
3.3.1.4 Pembuatan aplikasi untuk mengambil nilai RSSI dari ZigBee ... 21
3.3.1.5 Pembuatan rumus konversi RSSI ZigBee ke jarak ... 23
3.3.1.6 Pembuatan aplikasi untuk menentukan koordinat lokasi .... 23
3.3.1.7 Pembuatan User Interface untuk mapping posisi lokasi ... 24
3.4. Implementasi Aplikasi ... 24
3.5. Pengujian ... 24
a. Pengujian tingkat keakurasian perhitungan koordinat lokasi ... 25
b. Pengujian user interface aplikasi... 27
c. Pengujian waktu update posisi ... 28
BAB IV ... 29
4.1. Hasil Perancangan Aplikasi ... 29
a. Pengaturan konektivitas antara Bluetooth Android dengan perangkat ZigBee ... 29
b. Pengaturan Jaringan ZigBee ... 29
c. Pembuatan aplikasi untuk mengambil nilai RSSI dari ZigBee .... 30
d. Pembuatan rumus konversi RSSI ZigBee ke jarak ... 31
e. Pembuatan aplikasi untuk menentukan koordinat lokasi ... 32
f. Pembuatan User Interface untuk mapping posisi lokasi ... 34
4.2. Hasil Pengujian ... 35
a. Pengujian tingkat keakurasian perhitungan koordinat lokasi ... 35
b. Pengujian user interface aplikasi... 40
c. Pengujian waktu update posisi ... 41
BAB V ... 43
5.1. Kesimpulan ... 43
5.2. Saran ... 43
DAFTAR PUSTAKA ... xii
LAMPIRAN………. ... xv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Jenis-jenis topologi ZigBee ... 8
Gambar 2.2 Telegesis ETRX2 dan ETRX3 (Telegesis, 2011) ... 9
Gambar 2.3 Modul Bluetooth HC-06 (Cxem, 2011) ... 11
Gambar 2.4 Ilustrasi 2D dari 3D alokasi sistem menggunakan metode Trilaterasi .... 12
Gambar 2.5 Sony Xperia S ... 14
Gambar 2.6 Skema sistem alokasi nodes ZigBee pada penelitian Sugano (Sugano, 2006) ... 15
Gambar 2.7 Perangkat ubiquitous yang digunakan sebagai nodes (Sugano, 2006) ... 15
Gambar 3.1 Gambaran umum Localization based on ZigBee RSSI (adaptasi dari (Boon-Giin Lee, Young-Sook Lee, & Wan-Young Chung, 2008)) ... 18
Gambar 3.2 Konverter Bluetooth-to-ZigBee ... 19
Gambar 3.3 Telegesis ETRX-3 dengan port USB ... 21
Gambar 3.4 Data yang diterima oleh terminal ketika AT+SN diisukan ... 22
Gambar 3.5 Ruang tempat pengujian ... 23
Gambar 3.6 Denah ruang pengujian 1 ... 25
Gambar 3.7 Denah ruang pengujian 2 ... 26
Gambar 3.8 Denah ruang pengujian 3 ... 26
Gambar 3.9 Denah ruang pengujian 4 ... 26
Gambar 3.10 Ruang dibagi menjadi 4 region ... 27
Gambar 4.1 Flow chart proses koneksi Bluetooth Android dengan Bluetooth pada konverter ... 29
Gambar 4.2 Flow chart pengambilan nilai RSSI dari fixed node dalam jaringan PAN ... 30
Gambar 4.3 Kurva hubungan jarak terhadap RSSI pada lingkungan indoor... 31
Gambar 4.4 Flow chart proses perhitungan koordinat lokasi ... 32
Gambar 4.5 Kombinasi trilaterasi dari 6 fixed nodes ZigBee ... 33
Gambar 4.6 Flow chart proses update user interface ... 34
Gambar 4.7 Tampilan User Interface untuk mapping ... 34
Gambar 4.8 Mapping dari kombinasi trilaterasi pada region 1... 35
Gambar 4.9 Mapping dari kombinasi trilaterasi pada region 2... 35
Gambar 4.10 Mapping dari kombinasi trilaterasi pada region 3... 36
Gambar 4.11 Mapping dari kombinasi trilaterasi pada region 4... 36
Gambar 4.12 Nilai error x dan y dari setiap titik ... 40
DAFTAR TABEL
Tabel 1.1 Perbedaan antara protokol ZigBee dan Wi-Fi (Lee, Su, & Shen, 2007) .... 2
Tabel 1.2 Tabel penjualan smartphone di dunia hingga kuartal 1 tahun 2012 ... 2
Tabel 3.1 Input koordinat pada pengujian user interface ... 27
Tabel 4.1 Daftar EUI dan lokasi keenam fixed nodes ZigBee ... 30
Tabel 4.2 Pola kombinasi trilaterasi pada titik 1 ... 37
Tabel 4.3 Tingkat keakurasian perhitungan koordinat... 38
Tabel 4.4 Selisih nilai koordinat perhitungan dengan koordinat asli ... 39
Tabel 4.5 Tingkat keakurasian perhitungan koordinat setelah diberikan koreksi perhitungan ... 41
Tabel 4.6 Hasil pengujian waktu update posisi lokasi ... 42
