Fakultas Ilmu Komputer
Universitas Brawijaya 283
Implementasi Skema Anti-Collision Menggunakan Metode TDMA dan TPSN pada Sistem WSN Berbasis LoRa
Fajar Hamid Embutara Ratuloli1, Agung Setia Budi2, Adhitya Bhawiyuga3 Program Studi Teknik Komputer, Fakultas Ilmu Komputer, Universitas Brawijaya Email: 1fajarembutara@student.ub.ac.id, 2agungsetiabudi@ub.ac.id, 3bhawiyuga@ub.ac.id
Abstrak
Penggunaan Wireless Sensor Network (WSN) berbasis LoRa mengatasi kendala umum WSN yaitu pada range komunikasi yang sempit. LoRa merupakan teknologi modulasi spektrum radio yang mengakomodasi jarak komunikasi yang jauh dengan konsumsi daya yang rendah. Tetapi terdapat kekurangan pada sistem ini, yaitu data pengiriman saling menginterfensi satu sama lainnya yang menyebabkan data loss. Metode Time Division Multiple Access (TDMA) dipakai agar terhindar dari masalah tersebut. TDMA sendiri merupakan metode penjadwalan pengiriman yang dibagi berdasarkan timeslot, serta compatible dengan LoRa karena bekerja pada 1 frekuensi waktu. Pada implementasi TDMA, semua waktu perangkat harus tersinkronisasi satu sama lain sehingga pengiriman terjadwal dapat dilakukan. Penggunaan metode Timing-sync Protocol for Sensor Network (TPSN) dipakai sebagai metode sinkronisasi waktu yang mendukung sistem WSN. Implementasi TPSN dibagi menjadi 2, yaitu Discovery Phase dan Synchroization Phase. Dilakukan pengujian fungsionalitas agar sistem dapat berjalan sesuai dengan kebutuhan. Pengujian akurasi sinkronisasi waktu menggunakan metode TPSN didapatkan hasil sebesar 79,7%. Pengujian kinerja penjadwalan pengiriman menggunakan metode TDMA didapatkan hasil yaitu kenaikan waktu pengiriman sebesar 28,37 milidetik pada node sensor 1 dan kenaikan waktu pengiriman sebesar 37,11 milidetik pada node sensor 2. Tingkat keberhasilan pengiriman menggunakan metode TPSN dan TDMA didapatkan hasil sebesar 96%.
Tempatkan abstrak berbahasa Indonesia pada bagian ini.
Kata kunci: Wireless Sensor Network, LoRa, Time Division Multiple Access, Timing-sync Protocol for Sensor Network
Abstract
The usage of LoRa-based Wireless Sensor Network (WSN) overcomes a common problem of WSN, that its communication capabilities over a near range. LoRa is a radio spectrum modulation technology that accommodates long distances communication with low power consumption. But the current weakness of system, the delivery data is interfering with each other which causes data loss.
Time Division Multiple Access (TDMA) method is used to avoid this problem. TDMA is a scheduling method that divides by timeslot, and it compatible with LoRa because it works on single frequency. In a TDMA implementation, all device times must be synchronized with each other so that sending scheduling can occur. Time Synchronization Protocol for Sensor Network (TPSN) method is used as a time synchronization method that supports the WSN system. The implementation of TPSN is divided into 2 phase, namely the Discovery Phase and the Synchronization Phase. Functionality testing is carried out so that the system can works as needed. The accuracy testing of time using the TPSN method obtained results of 79.7%. Performance testing of delivery scheduling using the TDMA method shows that the increase in delivery time is 28.37 milliseconds at sensor node 1 and an increase in delivery time is 37.11 milliseconds at sensor node 2.The success rate in delivery using the TPSN and TDMA methods is 96%.
Keywords: Wireless Sensor Network, LoRa, Time Division Multiple Access, Timing-sync Protocol for Sensor Network
1. PENDAHULUAN
Wireless sensor network adalah sebuah kumpulan node yang dapat berupa sensor yang akan melakukan pengambilan data pada parameter ukur dan kemudian dikirimkan pada sebuah node sentral atau sebuah server untuk dilakukan pengolahan data (Firdaus, 2014).
Terdapat beberapa karakteristik terpenting sebagai penunjang pada WSN meliputi konsumsi daya, penyimpanan, keamanan, jangkauan konektivitas dan berbagai tantangan lainnya (Farooq, 2019). Jangkauan konektivitas ini tidak terlepas dari penggunaan media komunikasi pada WSN yang dasarnya mendukung Local Area Network (LAN).
Teknologi komunikasi seperti Wi-Fi, Bluetooth, dan Zig-Bee menjadi dominan dipakai pada bidang WSN karena protokolnya mudah digunakan (I2CACIS, 2019). Kekurangan pada teknologi komunikasi ini terdapat pada jarak transmisi yang cenderung dekat dan konsumsi daya berlebih(I2CACIS, 2019).
Dengan alasan ini di kembangkanlah teknologi Low-Power Wide Area Networks (LPWAN). LPWAN merupakan teknologi yang merujuk pada sistem komunikasi pada area yang luas dengan konsumsi daya rendah (LoRa Alliance, 2015). Teknologi yang mendukung LPWAN salah satunya adalah LoRa (Adelantado, et al., 2017). Penerapan sistem WSN berbasis LoRa pada area luas memiliki banyak node dengan waktu komunikasi yang acak satu sama lainnya. Karena LoRa bekerja pada satu frekuensi yang sama sehingga node dapat saling menginterfensi dan hilangnya data (Data Loss). Solusi permasalahan ini ialah dilakukan penjadwalan pengiriman data. Time Division Multiple Access (TDMA) merupakan metode penjadwalan pengiriman dengan membagi waktu pengiriman (timeslot) per frame waktu pada masing-masing node. TDMA bekerja pada satu frekuensi tunggal dilaluinya data dan LoRa juga bekerja pada satu frekuensi komunikasi. TDMA memiliki pembagian slot waktu yang statis, dimana node hanya akan melakukan transmisi data secara bergantian pada slot waktu yang sudah ditentukan sehingga terhindar dari tabrakan data dan konsumsi daya berlebih.
Dalam penerapannya metode penjadwalan pengiriman TDMA ini dilakukan pada semua node dengan demikian kendala lainnya ialah sistem WSN berbasis LoRa pada area luas
memiliki banyak node, dimana setiap node memiliki waktu lokalnya masing-masing.
Perbedaan waktu lokal ini menyebabkan setiap node tidak mampu berkoordinasi dengan node yang lainya saat melakukan komunikasi berupa penjadwalan pengiriman. Oleh karena itu dibutuhkan sinkronisasi waktu antar node agar dapat mengirimkan data ke base station dengan jadwal yang teratur (erwanda, 2016).
Penyetaraan waktu disebut juga dengan istilah Time Synchronization, digunakan supaya pengiriman data dari node sensor dapat terkirim dengan alur waktu yang baik. Penyataraan waktu ini juga diperlukan sehingga metode penjadwalan TDMA dapat diterapkan, sehingga data yang terkirim dapat diterima dengan teratur juga (Darmawan, 2015).
Penelitian Sebelumnya oleh (Pratama, et al., 2018) dengan judul “Implementasi Pengiriman Data Wireless dengan Metode Time Division Multiple Access dan Timing-Sync Protocol for Sensor Networks pada Kolam Ikan” . Telah berhasil mengimplementasikan sistem monitoring kolam ikan dengan banyak node sensor tanpa terjadi data collision.
Pengiriman sensor node ke control system diatur berdasarkan penjadwalan metode TDMA sehingga data diterima secara teratur. Perbedaan waktu lokal disinkronisasikan menggunakan protokol sinkronisasi TPSN. Penggunaan modul ini memiliki kekurangan pada jangkauan komunikasi antar node yang sempit dan konsumsi daya berlebih. Hasil penelitian didapatkan bahwa node client mengirimkan paket akusisi kualitas air kolam ikan sesuai jadwal yang telah ditentukan tanpa terjadi tabrakan data. Sistem pada penelitian ini hanya mampu mengirim data dalam cakupan area yang kecil. Adapun penelitian lainya
“Distributed Real Time TDMA Scheduling Algorithm for Tree Topology WSNs” yang di lakukan oleh (Ahmad & Hanzalek, 2017). Telah mengimplementasikan metode TDMA sebagai pencegahan data collison pada sistem WSN bertopologi tree menggunkan Zig-Bee sebagai media komunikasi. Penentuan timeslot node mengunakan pendekatan end-to-end deadline berupa nilai integer sebagai penentu panjang schedule periode. TDMA membatasi waktu kerja setiap node sehingga akan beralih ke sleep mode ketika bukan dalam timeslot node. Hasil menunjukan efesiensi energi dari penggunaan metode TDMA. sistem pada penelitian ini hanya mampu mengirimkan data pada area yang kecil.
Berdasarkan kekurangan pada penelitian sebelumnya memutuskan melakukan penilitian dengan judul “ Implementasi Skema Anti- Collision Menggunakan Metode TDMA dan TPSN Pada Sistem WSN Berbasis LoRa “.
Berfokus pada pencegahan data collision (Anti- collision) pada WSN dengan berbasis media komunikasi LoRa. Karena LoRa bekerja secara halfduplex yaitu tidak bisa mengirim sekaligus menerima data pada watu bersamaan akan rentan terjadi data collision. Data Collison dicegah dengan memberikan penjadwalan pengiriman teratur setiap node menggunakan metode TDMA. Penggunaan antena Omni- directional didasari oleh pada daerah yang minim sinyal atau sebagai perantara dibutuhkan antena dengan kemampuan yang tinggi, penggunaan antenna omni merupakan pilihan yang tepat. Sifat antena omni-directional ialah mampu melakukan komunikasi 360 derajat dengan perangkat lainya pada segala arah (Embedded antenna design Ltd, 2018).
Penggunaan antena pada penelitian ini bertujuan mendukung kerja Modul komunikasi LoRa Ra-02, dimana modul ini membutuhkan antena untuk komunikasinya. agar mampu berkomunikasi secara teratur dalam menjalankan metode TDMA, setiap node akan disinkronisasi waktunya menggunakan metode Timing-sync Protocol for Sensor Network (TPSN). TPSN merupakan metode sinkronisasi waktu dengan cara pertukaran pesan tiap node yang berisi penanda waktu. Perhitungan perbedaan penanda waktu tersebut menghasilkan sinkronisasi waktu pada setiap node.
2. KAJIAN PUSTAKA
Penilitian sebelumnya terkait penggunaan WSN sebagai sistem monitoring kolam ikan yang dilakukan oleh (Pratama, 2018) dengan judul “Implementasi Pengiriman Data Wireless dengan Metode Time Division Multiple Access dan Timing-Sync Protocol for Sensor Networks pada Kolam Ikan” untuk menggantikan sistem konvensional. Dimana terdapat node client yang bertugas mensensing suhu, pH, kekeruhan air kolam ikan yang kemudian dikirimkan ke node base menggunakan modul komunikasi nRF24L01. Karena terdapat banyak sensor node, rentan terjadi tabrakan data saat melakukan pengiriman. Digunakan metode TDMA dengan protokol sinkronisasi TPSN sehingga memiliki penjadwalan waktu
pengiriman.
Penelitian sebelumya berkaitan dengan masalah monitoring lahan pertanian oleh (Wisduanto, 2018) dengan judul “Implementasi Sistem Akusisi Data Sensor Pertanian Menggunakan Protokol Komunikasi LoRa”.Pemantauan kondisi lingkungan pertanian secara periodik diperlukan agar pertumbuhan tanaman menjadi lebih baik sehingga akan meningkatkan kualitas dan kuantitas dari hasil produkasi pertanian tersebut. Sistem akusisi data memerlukan minimal dua node, yaitu sensor node dan gateway. Penggunaan protokol komunikasi LoRa mampu mengatasi masalah transmisi jarak. Hasil peneltian penggunaan modul LoRa HopeRF-RFM9x mampu mengirim pada jarak 200 meter, 300 meter, 400 meter.
Penelitian sebelumnya terkait metode sinkronisasi waktu bagi Wireless Sensor Network yang memiliki efisiensi daya.
Penelitian dilakukan oleh (Rucksana, et al., 2015) dengan judul”Efficient Timing-sync Protocol in Wireless Network”. Penggunaan TPSN didasari pada efisien si penggunaan daya pada WSN dengan banyak node.
Pengaplikasian metode TPSN dilakukan menggunakan Simulation Node, dimana simulasi menggunakan jaringan simulator (NS2). Dengan begitu jumlah node dapat di tambah untuk menguji performa waktu sistem.
Hasil yang didapat metode TPSN mampu menurunkan konsumsi energi serta keberhasilan pengiriman paket yang besar. Dengan begitu metode TPSN yang di gunakan berhasil menurunkan synchronization error.
Low-Power dan Long-Range komunikasi seperti LoRa menjadi solusi dalam mengatasi masalah transmisi data jarak jauh dengan pemakaian milliwatt konsumsi daya pernah diteliti oleh (Piyare, et al., 2018) dengan judul
“On-Demand TDMA for Energy Efficient Data Collection with LoRa and Wake-up Receiver”.
Penggunaan Wake-up Reciever mampu memonitor secara terus menerus Wireless channel ketika daya yang digunakan kecil, sehingga cocok dimanfaatkan pada platform wireless sensor.
Penelitian terdahulu yang dilakukan oleh (Ahmad & Hanzalek, 2017) merancang algoritma metode TDMA dengan pendekatan menggunakan panjang bilangan interger pada jadwal masing-masing end device. Penggunaan node pada sistem ini adalah Zigbee sebagai end device sistem WSN ini. Penggunaan TDMA ini
bertujuan untuk memperpanjang masa hidup dari jaringan saat node dalam keadaan sleep mode. Kelebihan TDMA pada konsumsi energi karena node hanya akan melakukan pengiriman data pada slot waktu yang sudah ditentukan sebelumnya dan akan berada pada sleep mode diluar timeslot-nya. Perbedaan pada penilitian ini adalah penggunaan media komunikasi LoRa dan juga penggunaan metode sinkronisasi waktu TPSN.
3. METODOLOGI
Penelitian kali ini bersifat implementatif karenanya di butuhkan metodologi yang mempu menjelaskan alur kerja dari pada penelitian. Terdapat beberapa tahapan pengerjaan penelitian yang semuanya berkaitan langsung satu sama lain.
3.1. Metode Secara Umum
Tahapan penelitian memiliki fungsinya masing-masing dan terhubung sesuai alurnya.
Gambaran umum mengenai alur pengerjaan penelitian dijelaskan melalui diagram mulai dari studi literatur, rekayasa kebutuhan, perancangan, implementasi, pengujian dan pengambilan kesimpulan. Alur lengkap dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1. Alur Metode Penelitian
3.2. Teknik Pengumpulan data
Pengumpulan data dilakukan dalam skenario pengujian yaitu pengujian fungsional dan pengujian kinerja sistem. Pengujian fungsional bertujuan mengetahui keberhasilan alat bekerja secara fungsi sistem dalam upaya memenuhi kebutuhan fungsional. Pengujian kinerja bertujuan mengetahui kenerja kerja
sistem sesuai beberapa parameter ukur.
4. REKAYASA KEBUTUHAN
Dalam penilitian “Implementasi Skema- Anti-Collision menggunakan metode TDMA dan TPSN pada WSN berbasis LoRa” ini dibutuhkan anlisis kebutuhan untuk memenuhi kerja sistem. analisis kebutuhan ini didasarkan pada hal-hal yang harus dipenuhi sistem sehingga dapat bekerja dengan semestinya.
Kebutuhan sistem dibagi menjadi 2 bagian yaitu kebutujan fungsioal dan kebutuhan non- fungsional. Kebutuhan fungsional yang berkaitan dengan kerja dan fungsi sistem dapat dilihat pada Tabel 1(a). Kebutuhan non- fungsional berkaitan dengan hal-hal yang mendukung jalannya sistem. Kebutuhan non fungsional dapat dilihat pada Tabel 1(b).
Tabel 1(a). Kebutuhan Fungsional No. Kode Kebutuhan Sistem
1 KFs-01 Node base dapat melakukan dicovery phase
2 KFs-02 Node sensor mampu melakukan request-sync kepada node base 3 KFs-03
Node sensor mampu melakukan sinkronisasi waktu berdasarkan waktu node base
4 KFs-04
Node sensor dapat secara bergantian melakukan pengiriman paket ke node base berdasarkan timeslot masing- masing node
Tabel 1(b). Kebutuhan Non-Fungsional No. Perangkat Keras Perangkat Lunak
1 Arduino Nano Arduino IDE 2 LoRa Ra-02 Library Wire.h 3 Layar OLED Library GFX.h 4 Antena Omni Library SSD1306.h
5 - Library SPI.h
6 - Library LoRa.h
5. PERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI
5.1. Perancangan Perangkat Keras
Perancangan keras dilakukan dengan menyusun skematik perangkat keras dalam sebuah node. Dalam sebuah node terdapat beberapa perangkat keras utama yaitu arduino nano, Modul LoRa, layar OLED. Skematik dibutuhkan untuk mengetahui jalur penghubung antar perangkat agar dapat bekerja dengan semestinya. Perancangan perangkat keras arduino nano-Modul LoRa Ra-02 ditunjukan pada Gambar 2(a). Perancangan perangkat keras arduino nano-layar OLED ditunjukan
pada Gambar 2(b).
Gambar 2(a). Skematik Arduino-LoRa
Gambar 2(b). Skematik Arduino-OLED
5.2. Perancangan Perangkat Lunak 5.2.1 Perancangan Metode TPSN
Pada setiap node memiliki waktu lokalnya masing-masing sehingga proses pengiriman tidak berjalan secara berurutan. Sinkronisasi dimungkinkan agar setiap node sensor memiliki waktu yang setara dengan node base yang menjadi patokan referensi waktu. Penelitian ini menggunakan sinkronisasi waktu Timing-Sync Protocol for Sensor Network dimana terdapat dua tahap dalam proses sinkronisasi, yaitu dicovery phase dan Syncrhonization phase.
Skema sinkronisasi waktu dapat dilihat pada Gambar 3.
Gambar 3. Skema TPSN
Pada tahap Discovery Phase node base
akan mem-broadcast discovery_level kesemua node sensor yang aktif. Discovery_level ini berisi informasi node base dan nilai dari frame waktu. Node sensor berhasil menerima paket discovery_level dan membalasnya dengan paket Request-Sync. Node sensor akan menandai waktu pengiriman paket Request-Sync dengan penanda waktu T1. Node base akan menerima paket Request-Sync pada penanda waktu T2 dan akan mengirimkan balasan pada penanda waktu T3 yang berisi penanda waktu T2 dan T3. Pesan balasan node base diterima oleh node sensor pada penanda waktu T4 dan akan melakukan perhitungan perbedaan waktu pada persamaan (1), kemudian perhitungan delay propagasi pada persamaan (2) dan hasil dari waktu sinkronisasi pada persamaan (3). setelah perhitungan selesai didapatkan waktu sinkronisasi dimana node base dan node sensor memiliki waktu yang sama.
θ=(t2−t1)−(𝑡4−𝑡3)
2 (1)
d=(t2−t1)+(𝑡4−𝑡3)
2 (2)
Waktu Sinkron= 𝑊𝑎𝑘𝑡𝑢 𝐿𝑜𝑘𝑎𝑙 + 𝜃 + 𝑑 (3) 5.2.2 Perancangan Metode TDMA
Pembagian waktu ditentukan pada timeslot per frame yang telah di tentukan terlebih dahulu. Pengiriman data tiap node bergantung pada detik keberapa node itu dijadwalkan, dan di lanjutkan oleh node selanjutnya. Waktu pengiriman akan di reset sesuai durasi frame waktu. Skema pembagian waktu dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 4. Skema TDMA
Gambar 4. merupakan skema pembagian waktu menggunakan TDMA dimana terdapat dua node sensor yang bertindak sebagai pengirim. Node sensor 1 akan melakukan pengiriman pada detik ke 3 dan detik ke 7 pada 1 frame waktu. Node sensor 2 akan melakukan pengiriman pada detik ke 4 dan detik ke 8 pada 1 frame waktu. Frame waktu akan di reset jika waktu node telah mencapai 10 detik.
5.2.3 Perancangan Perangkat Lunak Node Base
Alur kerja keseluruhan sistem ditunjukan dengan Time Sequence Diagram pada Gambar 5.
Gambar 5. Time Sequence Diagram Sistem Gambar 5. Menjelasakan tentang alur kerja utama keseluruhan sistem dimana di mulai dari tahap node base membroadcast paket discovery_level kepada node sensor yang aktif.
Kemudian di lanjutkan pada tahap node sensor melakukan request_sync kepada node base dan membalaskanya dengan mengirimkan penanda waktu T2 dan T3. Setelah tahap sinkronisasi waktu berakhir node sensor akan mulai mengirimkan paket data berdasarkan slot waktu masing-masing node.
5.3. Implementasi
Tahap implementasi didasari oleh perancangan node yang telah dibuat sebelumnya. Implementasi perangkat keras dibuat berdasarkan perancangan komponen sistem dan skematik node. Implementasi perangkat lunak dibuat menggunakan Arduino IDE serta beberapa library pendukung.
Implementasi perangkat lunak dibuat berdasarkan alur kerja sistem pada tahap perancangan. Hasil implementasi perangkat keras dapat dilihat pada Gambar 7.
Gambar 7. Implementasi node
6. PENGUJIAN
6.1. Pengujian Fungsional
Pengujian fungsional bertujuan mengetahui apakah sistem bekerja sebagaimana mestinya sesuai pada analisis kebutuhan yang dibuat. Pengujian fungsional terdiri dari beberapa sub pengujian spesifik tentang fungsi sistem yang dimuat dalam beberapa kode pengujian. Hasil pengujian fungsional dapat di lihat pada Tabel 2.
Tabel 2. Pengujian Fungsional
No. Kode Pengujian Kebutuhan Sistem
1 KFs-01 Terpenuhi
2 KFs-02 Terpenuhi
3 KFs-03 Terpenuhi
4 KFs-04 Terpenuhi
Table 2. menjelaskan bahwa semua pengujian yang dilakukan berhasil memenuhi semua kebutuhan fungsional sistem yang telah dibuat.
6.2. Pengujian Kinerja
Pengujian kinerja bertujuan mengetahui kinerja sistem dalam melakukan sinkronisasi waktu antar node metode sinkronisasi waktu Timing-Protocol Synchronization for Sensor Netwrok (TPSN) sehingga mampu melakukan pengiriman terjadwal menggunakan metode penjadwalan pengiriman Time Division Multiple Acces (TDMA). Pengujian sistem dilakukan pada daerah pantai bita beach, kab.
Terdapat beberapa skenario pengujian kinerja sistem. Setiap pengujian dilakukan dengan meletakan node base berjarak 40 meter dari node lainnya kemudian dilakukan tahapan sesuai sub pengujian kinerja dan berulang sebanyak 50 kali.
6.2.1. Pengujian Kinerja Akurasi TPSN Pengujian akurasi ini memiliki keletelitian
hingga millidetik tiap node yang diukur berdasarkan millis masing-masing node.
Terdapat 2 perhitungan waktu yaitu perbedaan waktu antar node dan delay propagasi yang menjadi penentu akurasi waktu pada masing- masing node. Hasil pengujian dinyatakan dalam rata-rata akurasi sinkronisasi waktu dan dapat di lihat pada Gambar 8.
Gambar 8. Hasil Pengujian Akurasi TPSN Gambar 8. merupakan hasil pengujian akurasi waktu masing-masing node. Pada node base di dapatkan nilai akurasi 01:142 detik yang tidak berubah karena node menjadi node acuan sinkronisasi waktu. Pada node sensor 1 didapatkan rata-rata akurasi waktu sinkronisasi 01:164’2 detik dan node sesnor 2 memiliki rata- rata akurasi waktu sinkronisasi sebesar 01:164’8 detik.
6.2.2. Pengujian Kinerja Penjadwalan TDMA
Kinerja TDMA diketahui dari kemampuan masing-masing node sensor mengirimkan paket berdasarkan timeslot masing-masing node.
Penggunaan timeslot mengatur agar tiap node sensor tidak saling bertabrakan saat mengirimkan paket dimana timeslot masing- masing node sensor sudah di tentukan. Hasil pengujian dinyatakan dalam rata-rata perubahan kenaikan waktu pengiriman pada gambar 9.
Gambar 9. Hasil Pengujian kinerja TDMA Gambar 6.14 adalah hasil pengujian kinerja penjadwalan pengiriman menggunakan metode TDMA pada masing-masing node sensor. Pengujian dilakukan sebanyak 50 kali pengiriman paket pada masing-masing node sensor. Rata-rata perubahan waktu pengiriman masing-masing sensor berbeda. Pada node sensor 1 didapat hasil rata-rata perubahan kenaikan waktu yang terjadi adalah sebesar 28,37 milidetik. Pada node sensor 2 didapat hasil rata-rata perubahan kenaikan waktu yang terjadi sebesar 37,11 milidetik.
6.2.3. Pengujian Keberhasilan Pengiriman Menggunakan TDMA dan TPSN
Pengujian kinerja berfungsi untuk mengetahui keberhasilan pengiriman paket dari node sensor kepada node base dengan menggunakan sinkronisasi waktu TPSN dan metode penjadwalan pengiriman TDMA. Hasil pengujian dapat lihat pada grafik tingkat keberhasilan pengiriman dan dinyatakan dalam persen pada Gambar 10.
Gambar 10. Hasil Pengujian TPSN dan TDMA Gambar 555 adalah hasil pengujian keberhasilan pengiriman menggunakan metode
TPSN dan TDMA. Pada node sensor 1 didapatkan tingkat keberhasilan pengiriman paket kepada node base sebesar 98% dengan 1 kali gagal mengirim dari pengujian 50 kali percobaan pengiriman. Pada node sensor 2 didapatkan tingkat keberhasilan pengiriman paket kepada node base sebesar 94% dengan 3 kali gagal mengirim dari 50 kali percobaan pengiriman.
7. KESIMPULAN
Berdasarkan tahap yang telah dilakukan dimulai dari tahap studi literatur sampai dengan pengujian dapat disimpulkan bahwa sistem berhasil dirancang dan dapat memenuhi semua kebutuhan fungsional yang telah dibuat pada tahap rekayasa kebutuhan. Kinerja sistem dalam implementasi skema anti-collision dilihat pada akurasi sinkronisasi waktu dengan metode TPSN dan penjadwalan pengiriman menggunakan TDMA. Pada akurasi sinkronisasi waktu didapatkan hasil yaitu node sensor 1 dan 2 memiliki nilai rata-rata sinkronisasi waktu yaitu 01:164’2 detik dan 01:164’8 detik serta waktu acuan node base yaitu 01:142 detik. Pada implementasi penjadwalan pengiriman berdasarkan timeslot, kedua node sensor memiliki kenaikan waktu pengiriman yaitu 28,37 milidetik pada node sensor 1 dan 37,11 milidetik pada node sensor 2. Hasil yang di dapat pada skema anti-collision menggunakan metode TPSN dan TDMA adalah node sensor 1 memiliki tingkat keberhasilan pengiriman sebesar 98% dan node sensor 2 sebesar 96%.
8. DAFTAR PUSTAKA
Adelantado, F., et al., 2017. Understanding the Limits of LoRaWAN. IEEE.
Dermawan, A. A., 2015. Implementasi Metode Reference Broadcast Time Synchronization dan Time Division Multiple Access. S1. Universitas Brawijaya.
Erwanda, A. N., 2016. Implementasi Time Sunchronization pada WSN Untuk Metode TDMA Menggunakan Algoritma TPSN. S1. Universitas
Brawijaya.
Farooq & U., 2019. Wireless Sensor Network Challenges and Solutions. Virtual University of Pakistan.
I2CACIS (International Conference on Automatic Control and Intelligent Systems), 2019. Internet of Things (IoT) using LoRa technology. Selangor, Malaysia, 29 Juni 2019. New York : IEEE.
Liliana, D. Y. & Mahmudy, W. F. 2006.
Penerapan Algoritma Genetika pada Otomatisasi Penjadwalan Kuliah.
Laporan Penelitian DPP/SPP. FMIPA Universitas Brawijaya, Malang.
Marian, R. M., Luong, L. & Dao, S. D. 2012.
Hybrid genetic algorithm optimisation of distribution networks—a comparative study. Dalam: AO, S. I., CASTILLO, O. & HUANG, X.
(editor.) Intelligent Control and Innovative Computing. Springer, US.
Phanden, R. K., Jain, A. & Verma, R. 2013. An approach for integration of process planning and scheduling. International Journal of Computer Integrated Manufacturing, 26(4), 284-302.
Ridok, A. 2014. Peringkasan dokumen Bahasa Indonesia berbasis non-negative matrix factorization. Jurnal Teknologi Informasi dan Ilmu Komputer (JTIIK), 1(1), 39-44.
Tala, F. Z. 2003. A Study of Stemming Effects on Information Retrieval in Bahasa Indonesia. Ph.D. Thesis. Universiteit van Amsterdam.
Wang, L. 2007. Process planning and scheduling for distributed manufacturing. Springer, London.
Wibawa, A. P., Nafalski, A. & Mahmudy, W.
F. 2013. Javanese `speech levels machine translation: improved parallel text alignment based on impossible pair limitation. IEEE International Conference on Computational Intelligence and Cybernetics, 3-4 December, Yogyakarta, Indonesia. 16- 20.
