ISU TEKNOLOGI STT MANDALA VOL.14 NO.1 JULI 2019 p-ISSN 1979-4819 e-ISSN 2599-1930 100
SISTEM MONITORING TANAMAN BERBASIS INTERNET OF
THINGS IBM BLUEMIX
Andry Fajar Zulkarnain1, Muhammad Rizqy Alfarisi 2 1Teknologi Informasi, Universitas Lambung Mangkurat
2Teknik Komputer, Universitas Telkom
Abstrak
Kelembaban serta suhu berperan penting dalam tingkat kesuburan tanaman, parameter jumlah air dapat mempengaruhi pertumbuhan tanaman tersebut. Tanaman akan membusuk atau mati jika kelebihan ataupun kekurangan air [1]. Plant monitoring system adalah sebuah sistem yang diharapkan dapat membantu dan meningkatkan kontrol terhadap pola hidup tanaman (tanaman hias) agar menghasilkan tanaman yang lebih baik pertumbuhannya. Dengan memanfaatkan konsep Internet of Things dibangunlah sebuah perangkat yang terintegrasi dengan cloud (IBM Bluemix) dan smartphone. Perangkat yang dibangun bertujuan untuk memantau temperatur, tingkat kelembaban udara dan kelembaban tanah yang ideal untuk pertumbuhan tanaman. Data yang diukur oleh perangkat akan dikirimkan ke cloud secara realtime dan diolah kembali menggunakan beberapa layanan yang telah disediakan pada cloud Bluemix. Data tersebut menjadi acuan jika terjadi perubahan kondisi pada lingkungan tanaman sebuah notifikasi akan dikirimkan pada smartphone pengguna agar pengguna dapat melakukan tindakan yang diperlukan.
Kata Kunci: Internet of Things, Plant monitoring system, Cloud Bluemix, Smartphone, Tanaman hias
Abstract
Humidity and temperature play an important role in the level of fertility of plants, the parameters of the amount of water can affect plant growth. Plants will rot or die if there is excess or lack of water [1]. Plant monitoring system is a system that is expected to help and improve control of plant life patterns (ornamental plants) in order to produce plants that have better growth. By utilizing the concept of the Internet of Things a device that is integrated with the cloud (IBM Bluemix) and smartphone is built. The device that was built aims to monitor temperature, humidity and soil moisture that are ideal for plant growth. Data measured by the device will be sent to the cloud in real-time and reprocessed using several services that have been provided on the Bluemix cloud. The data becomes a reference if there is a change in conditions in the plant environment a notification will be sent to the user's smartphone so that the user can take the necessary actions.
Keywords: Internet of Things, Plant monitoring system, Cloud Bluemix, Smartphone, decorative plants
1. PENDAHULUAN
Penggunaan koneksi internet saat ini sudah menjadi bagian dari pola kehidupan masyarakat modern. Setiap harinya jutaan orang melakukan akses internet baik menggunakan komputer maupun smartphone, seiring dengan
perkembangan teknologi
dikembangkanlah sebuah konsep yang
dikenal sebagai IoT (Internet of Things). Sebuah konsep yang bertujuan untuk memperluas manfaat dari penggunaan konektivitas internet yang secara terus-menerus terhubung, IoT memiliki kemampuan seperti berbagi data, remote control dan sebagainya [2].
ISU TEKNOLOGI STT MANDALA VOL.14 NO.1 JULI 2019 p-ISSN 1979-4819 e-ISSN 2599-1930 101 Konsep IoT telah dikembangkan dalam
banyak kebutuhan, dalam paper ini akan membahas bagaimana IoT dimanfaatkan untuk melakukan monitoring tanaman, melakukan monitoring atau kontrol pada tanaman adalah hal yang wajib dilakukan agar mendapatkan hasil tanaman yang baik tetapi terkadang ada beberapa hal yang terlewatkan seperti kurangnya kelembaban media tanam sampai kurangnya pencahayaan yang mengakibatkan suhu udara menjadi sangat lembab dan tidak terlalu baik untuk beberapa jenis tanaman[1]. Mengetahui masalah tersebut dengan mengggunakan konsep IoT pada kasus monitoring tanaman dibangunlah sebuah perangkat yang dapat memantau kelembaban udara dan kelembaban tanah, perangkat ini akan terintegrasi pada cloud Bluemix yang memiliki layanan IoT. Perangkat tersebut secara berkala akan melakukan pengukuran terhadap kondisi lingkungan tanaman dan mengirimkan data recara realtime kepada cloud Bluemix, saat terjadi hal yang tidak sesuai dengan parameter pengukuran akan mengirimkan sebuah notifikasi kepada smartphone pengguna
Hal tersebut diharapkan dapat mempermudah monitoring terhadap pola hidup tanaman agar tanaman dapat tumbuh dengan baik dengan memanfaatkan teknologi dan juga konsep IoT.
2. METODE PENELITIAN A. Alur Kerja Sistem
Gambar 1. Flowchart sistem
Setelah mengetahui permasalahan dalam pengelolaan tanaman dirancanganlah sebuah system yang akan membantu dalam hal pengontrolan pola hidup tanaman tersebut. Berikut ini adalah blok diagram dari plant monitoring system. Sistem kerja perangkat ini terbagi menjadi 3 yaitu: pertama parameter untuk pengukuran suhu dan kelembaban lingkungan tanaman, kedua pengiriman data dari hasil pengukuran menuju cloud dimana semua data pengukuran akan tersimpan dan dapat diakses kapanpun, ketiga pengiriman notifikasi ataupun akses data hasil pengukuran menggunakan smartphone berbasis android.
Pada parameter untuk pengukuran suhu dan kelembaban tanaman akan dilakukan oleh sensor DHT22 dan SEN13322 yang akan dikontrol dengan menggunakan microcontroller Arduino, dari pengukuran tersebut akan ditentukan kondisi lingkungan tanaman jika media tanam terlalu kering maka pompa air akan diaktifkan dan akan berhenti saat parameter kelembaban terpenuhi.
ISU TEKNOLOGI STT MANDALA VOL.14 NO.1 JULI 2019 p-ISSN 1979-4819 e-ISSN 2599-1930 102 Setelah hasil pengukuran didapat,
Arduino akan mengirimkan data hasil pengukuran menuju cloud Bluemix dan semua data pengukuran akan tersimpan pada cloud Bluemix
Langkah terakhir jika terjadi parameter yang tidak sesuai berdasarkan data pengukuran pada cloud Bluemix maka sistem akan mengirimkan notifikasi pada smartphone pengguna, disaat yang bersamaan pengguna dapat melakukan akses pada halaman website yang memuat informasi grafik dari parameter hasil pengukuran pada lingkungan tanaman.
Gambar 2. Diagram Blok sistem
B. Perancangan Hardware
Kebutuhan perangkat keras pada perangkat ini ialah penggunaan Arduino Mega sebagai microcontroller yang menghubungkan semua sensor yang digunakan. Untuk melakukan pengiriman data pada cloud Bluemix ditambahkan sebuah modul Ethernet Shield dan untuk melengkapi kekurangan daya pada rangkaian digunakan modul power supply yang terhubung pada aliran listrik sebagai
sumber energi.
Gambar 3. Sample koneksi Arduino dan sensor kelembaban (DHT22)
C. Struktur Database pada Bluemix Pada Bluemix dilakukan perancangan aplikasi yang dapat menghubungkan hardware dan cloud Bluemix, dengan penggunaan layanan yang terdapat pada Bluemix, dibangun pula database dan website yang akan menampilkan data hasil pengukuran sensor dalam bentuk grafik.
Berikut ini adalah alur penyimpanan pada Cloudant SQL Database pada Bluemix. Urutan data yang ditampilkan pada database berdasarkan waktu relatime.
ISU TEKNOLOGI STT MANDALA VOL.14 NO.1 JULI 2019 p-ISSN 1979-4819 e-ISSN 2599-1930 103 Berikut ini adalah tampilan struktur
database plant monitoring system pada layanan Cloudant SQL DB.
Gambar 5. Sample data sensor pada database. Berikut ini adalah tampilan website yang dibangun menggunakan layanan pada Bluemix.
Gambar 6. Rancangan halaman website.
D. Struktur notifikasi pada smartphone
Pada smartphone pengguna dirancang sebuah tampilan notifikasi yang akan dikirimkan oleh cloud Bluemix saat parameter pengukuran tidak sesuai dengan ketetapan
Berikut ini adalah struktur alur pengiriman notifikasi menggunakan layanan push notification pada Bluemix yang dikirimkan pada smartphone android.
Gambar 7. Flowchart push notification. E. Website plant monitoring system Selain penggunaan notifikasi yang dikirimkan pada smartphone pengguna, pengguna dapat melihat parameter data pengukuran pada halaman website.
Gambar 8. Tampilan website.
Pada halaman website terdapat 4 buah submenu yaitu about, gallery, services dan contact. Pada menu services kita dapat mengakses hasil pengukuran dari sensor dan dapat menampilkan grafik hasil pengukuran. Grafik tersebut didasarkan pada perubahan nilai pengukuran yang terjadi setiap 1 menit.
ISU TEKNOLOGI STT MANDALA VOL.14 NO.1 JULI 2019 p-ISSN 1979-4819 e-ISSN 2599-1930 104 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Setelah perancangan kebutuhan
hardware dan software terpenuhi maka
dilakukan pengujian terhadap perangkat tersebut. Pengujian akan dibagi menjadi 3 fase sebagai berikut:
1. Pengujian perangkat: pengujian perangkat akan dilakukan untuk mengetahui apakah semua sensor dan perangkatnya telah berfungsi sebagaimana mestinya. 2. Pengujian pada cloud Bluemix:
pada pengujian ini akan dilihat bagimana data pengukuran sensor diterima, disimpan dan diolah kembali untuk memberikan respon kepada perangkat.
3. Pengujian pada website dan notifikasi smartphone: pada pengujian ini akan dilihat apakah
website yang dibangun sudah
bisa menampilkan data informasi dari cloud Bluemix dan dapat mengirimkan notifikasi pada
smartphone android.
A. Pengujian pada perangkat
Pengujian yang dilakukan untuk mengetahui apakah perangkat berfungsi sebagaimana mestinya, dibawah ini adalah gambar perangkat yang telah disatukan.
Gambar 10. Perangkat yang telah disatukan dan diuji pada tanaman.
Setelah dilakukan pengujian terhadap perangkat, perangkat dihubungkan pada Bluemix untuk melihat apakah data hasil pengukuran sensor dapat diolah kembali menggunakan layanan yang digunakan pada IoT starter.
Gambar 11. Data sensor pada Arduino Gambar diatas merupakan data hasil pengukuran yang didapatkan dari sensor, data tersebut belum dikirimkan ke cloud Bluemix, data tersebut menjadi parameter untuk aktifasi pompa air dan pengiriman push
notification ke Android.
Setelah dihubungkan dengan
Bluemix data tersebut akan dikirimkan
pada layanan IoT Platform Bluemix.
Data sensor tersebut akan ditampilkan pada website dalam bentuk grafik.
ISU TEKNOLOGI STT MANDALA VOL.14 NO.1 JULI 2019 p-ISSN 1979-4819 e-ISSN 2599-1930 105
B. Pengujian pada Bluemix
Pada Bluemix kita dapat melihat
node red yang merupakan layanan
yang menghubungkan antara semua hardware, API dana layanan online dalam satu jaringan. Gambar berikut ini menampilkan hubungan yang dihasilkan dari penggabungan yang dibuat pada node red.
Berikut ini adalah alur data sensor menggunakan layanan NodeRed, IBM IoT akan mengirimkan hasil data sensor database, push notification
akan diaktifkan saat parameter data sensor melebihi ketentuan dan mengirimkan alert pada Android.
Gambar 13. Jalur Node Red Bluemix
C. Pengujian pada Smartphone Android
Pengujian berikut ini akan dilakukan untuk melihat integrasi push notification
yang akan dikirimkan pada smartphone
pengguna.
Pada gambar berikut ini menampilkan parameter dari keadaaan lingkungan tanaman yang diukur menggunakan sensor dan diakses melalaui smartphone Android.
Gambar 14. Tampilan hasil pengukuran Jika parameter hasil pengukuran tidak sesuai dengan yang ditentukan, maka sistem akan mengirimkan notifikasi pada smartphone, pada contoh gambar dibawah suhu pada lingkungan tanaman lebih tinggi dari parameter yang ditetapkan sehingga sistem mengirimkan sebuah alert notification.
ISU TEKNOLOGI STT MANDALA VOL.14 NO.1 JULI 2019 p-ISSN 1979-4819 e-ISSN 2599-1930 106 4. Kesimpulan dan Saran
Kesimpulan yang di dapat dari pengembang system ini adalah berikut :
1. Bluemix sebagai platform IoT dari IBM yang dapat diintegrasikan dengan hardware dan software. 2. IBM Bluemix dan services
NodeRed dapat berkomunikasi untuk melakukan monitoring terhadap system.
Saran dalam penelitian sebagai berikut: 1. Pengembangan perangkat dapat dilanjutkan dan dilakukan pengembangan dengan sensor yang lebih baik.
2. Melakukan pengembangan tidak hanya sebagai monitoring dan menambahkan fitur kontrol pada android dan iOS.
DAFTAR PUSTAKA
[1] Dwi Putra, Lingga dkk, Implementasi Fuzzy Logic Untuk Mengatu Banyak Air Pada Tanaman Berdasarkan Suhu dan Kelembaban, Surabaya, Institut Teknologi Sepuluh November. [2] Mattern, Friedemann and Christian
Floerkemeier, From the Internet of Computer to the Internet of Things. Zurich.
[3] 2016. Harnessing the Internet of Things for Global Development. geneva
[4] Gubbi, Jayavardhana, dkk, Internet of Things: A vision, Architectural Elements, and Future Directions, Australia, 2012.
[5] Nugrahaning, Happy, dkk, Sistem Penyiraman Tanaman Anggrek Menggunakan sensor Kelembaban dengan Program Borland Delphi 7 Berbasis Modul Arduino Uno R3, Semarang, Universitas Diponogoro, 2014.
[6] Sawidin, Sukandar, dkk. Monitoring Kontrol Greenhouse untuk Budidaya Tanaman Bunga Krisan dengan Lab View, Manado, 2015.
