Diajukan Untuk Memenuhi Salah Satu Syarat
Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Program Studi Teknik Elektro
Oleh:
Nama : Dhika Bramantia
NIM : 025114080
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS SANATA DHARMA
YOGYAKARTA
2007
Presented as Partial Fulfillment of the Requirements To Obtain the Sarjana Teknik Degree
In Electrical Engineering Study Program
By:
Name : Dhika Bramantia Student Number : 025114080
ELECTRICAL ENGINEERING STUDY PROGRAM
DEPARTMENT OF ELECTRICAL ENGINEERING
FACULTY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY
SANATA DHARMA UNIVERSITY
YOGYAKARTA
2007
(OBJECT TRACKING APPLICATION)
Oleh :
DHIKA BRAMANTIA NIM : 025114080
Telah disetujui oleh :
Pembimbing Tanda tangan Tanggal
A. Bayu Primawan, S.T., M.Eng. ……… ………....
APLIKASI PELACAK OBJEK
Oleh :
DHIKA BRAMANTIA
NIM : 025114080
Telah dipertahankan di depan Panitia Penguji Pada tanggal : 27 September 2007
dan dinyatakan memenuhi syarat
Susunan Panitia Penguji
Nama Lengkap Tanda Tangan
Ketua : Pius Yozy Merucahyo, S.T., M.T. ...
Sekretaris : A. Bayu Primawan, S.T., M.Eng. ... Anggota : Damar Widjaja, S.T., M.T. ...
Yogyakarta, September 2007
Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Sanata Dharma Dekan
Ir. Greg. Heliarko, SJ., B. ST., MA., M. Sc
tidak memuat karya atau bagian karya orang lain,
kecuali yang telah disebutkan dalam kutipan dan daftar pustaka, sebagaimana layaknya karya ilmiah.”
Yogyakarta, 2007
Dhika Bramantia
objek yang sedang bergerak. Mikrokontroler akan mengontrol GPS dan HP untuk mengirimkan koordinat transmitter yang berupa data posisi berbentuk PDU yang kemudian diubah menjadi data string.
Aplikasi menggunakan GPS sebagai penyedia koordinat transmitter dan kemudian koordinat dikirimkan melalui SMS ke server sehingga posisi transmitter yang sudah ditempelkan pada objek dapat dipetakan dalam sebuah peta digital (GIS).
Aplikasi berjalan dengan baik. Hal ini ditunjukkan dengan keberhasilan
transmitter mengirimkan data posisi ke database server.
Kata kunci: PDU, GIS, GPS, Koordinat
Application will search and visualize the transmitter position which has been plug into a moving object. Microcontroller will control the GPS and HP to send the transmitter coordinate, represented as position data in PDU mode and then will be converted into string mode.
This Application using GPS as transmitter coordinate source that will be sent by SMS to server so that the transmitter that has been plugged into object can be mapped into a digital map (GIS).
Application has work properly. This is shown by transmitter that has been sent position data into the database server succesfully.
Keyword: PDU, GIS, GPS, coordinates
menyelesaikan Tugas Akhir “Aplikasi Pelacak Objek”. Dalam proses penyelesaian Tugas Akhir ini penulis banyak mendapat bantuan dari begitu banyak pihak yang telah memberikan dukungan dengan caranya masing-masing sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan baik dan lancar. Oleh karena itu penulis ingin mengucapkan terima kasih antara lain kepada :
1. Bapak Ir. Greg. Heliarko, SJ., B.ST., MA., M.Sc, selaku dekan fakultas teknik. 2. Bapak Augustinus Bayu Primawan, S.T., M.Eng. selaku dosen pembimbing yang
telah memberikan ide dan bimbingan sampai tugas akhir ini terselesaikan. 3. Bapak Ir. Iswanjono, M.T. yang sudah membimbing dalam mengerjakan alat. 4. Dosen teknik elektro yang selama ini selalu memotivasi agar menyegerakan lulus,
laboran dan sekretariat.
5. Papa dan Mama tercinta atas semangat dan doanya, i’m the luckiest son for having both of you.
6. Rinda Gita adikku yang cerewet.
7. Mas Hanjar, thanks for the advice and all. Selamat sudah mempunyai keluarga kecil. Mas Dhita.
8. Untuk bintangku, Artha Febriana, the sky would’nt beautiful without you.
9. Seluruh keluarga besar yang berhubungan dengan Bambang Risdiyanto dan Indah Mawarni.
10. Mbah ”Darmo” dan Mr. X, sang sutradara.
Plentonk, Erik, Gepenk, Sinung, Yoga, Broto, Oscar, Robi, Heri, Rina dan lainnya.
14. Anak kost pandean, endy, siswa, kak udi, reza jr.,reza sr, toi, mba lis, ms ale, inoe, dani, ms bowo en mas seno.
15. Si Hitam, Si Hitam, Si Hitam, Komeng...thanks udah mau bolak-balik jogja semarang.
16. Kemudian seluruh pihak yang sudah membantu dan penulis tidak tuliskan disini. Dengan rendah hati, penulis masih merasa bahwa tugas akhir ini masih belum sempurna, sehingga kritik dan saran sangat diterima demi kesempurnaan tugas akhir ini. Akhir kata, semoga tugas akhir ini dapat berguna bagi semua pihak. Terima kasih.
Yogyakarta, September 2007
Penulis
HALAMAN PERSETUJUAN ... iii
HALAMAN PENGESAHAN... iv
HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ... v
INTISARI ... vi
ABSTRACT... vii
KATA PENGANTAR... viii
DAFTAR ISI... x
DAFTAR GAMBAR... xv
DAFTAR TABEL ... xviii
BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah ... 1
1.2 Rumusan Masalah. ...2 1.3 Tujuan Penelitian ... 2 1.4 Manfaat Penelitian ... 2 1.5 Batasan Masalah... ... 3 1.6 Metode Penelitian ... 3 1.7 Sistematika Penulisan ... 4 x
2 SMS dan Format PDU ... 5
2.1 Pengertian SMS ... 5
2.2 Format PDU ... 6
2.2.1 Bentuk dan Format PDU... 7
2.2.2 AT-Command ( Perintah AT ) ... 9 2.3 Port COM... 10 2.4 Pengertian GPS ... 12 2.4.1 GPS Segmen ... 13 2.4.2 GPS Signal ... 15 2.4.3 Akurasi Penerima GPS ... 16
2.4.4 Informasi yang didapat dari GPS ... 16
2.4.5 Cara Kerja GPS... 17
2.4.6 Bentuk Keluaran data GPS ... 21
2.5 GIS ( Geographic Information System ) ... 22
2.5.1 Model Raster dan Vektor ... 26
2.5.1.1 Model Data Raster ... 26
2.5.1.1.1 Karakteristik Layer Raster ... 27
2.5.1.1.2 Layer(s) Raster... 28
2.7.1 SQL Server 2000... 40
2.8 .NET...42
2.8.1 ADO .Net ... 43
BAB III PERANCANGAN SISTEM 3.1 Model Sistem ... 44
3.2 Perancangan Perangkat Lunak ... 46
3.2.1 Algoritma Penerima dan Penyimpan data... 46
3.2.2 Diagram Alir Penerima dan Penyimpan data... 47
3.2.3 Algoritma Cek data User ... 48
3.2.4 Diagram Alir Cek data User ... 49
3.2.5 GIS Mapping... 50
3.2.6 Algoritma Login User... 51
3.2.7 Menu Utama... 53
3.2.7.1 Form Anggota dan Administrasi user... 54
3.2.7.2 Pengaturan database ... 56
3.2.7.2.1 Tabel Pengguna... 58
3.2.7.2.2 Tabel Anggota... 59
3.2.10 Pengendali pada Mikrokontroler... 65
3.2.10.1 Aplikasi Pengambil Data ... 65
3.2.10.2 Aplikasi Pengirim SMS ... 66
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Program Ambil data ... 69
4.2 Program Visualisasi ... 70 4.2.1 Form Login ... 70 4.2.2 Halaman Utama ... 70 4.2.2.1 Administrator ... 72 4.2.2.2 Anggota... 74 4.2.2.3 Peta... 75 4.2.3 Visualisasi Objek ... 76
4.2.4 Transmitter dan Data Koordinat GPS... 79
4.2.4.1 Data dari GPS ... 79
4.2.4.2 Transmitter... 82
4.2.4.3 Perbandingan dan Error Posisi ... 82
4.2.4.3.1 Data Waktu ... 82
5.1 Kesimpulan ... 91 5.2 Saran... ... 92 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN DATASHEET xiv
Gambar 2.2 Satelit yang mengorbit bumi dengan jalur yang sama... 14
Gambar 2.3 Lokasi acuan “A” ... 18
Gambar 2.4 Lokasi acuan titik “A” dan “B” ... 18
Gambar 2.5 Lokasi objek ... 19
Gambar.2.6 Perbandingan 1 detik dengan 6 periode pulsa ... 20
Gambar 2.7 Gabungan dari beberapa bentuk data melalui GIS ... 23
Gambar 2.8 GIS data dalam bentuk layer ... 24
Gambar 2.9 Tampilan GIS dalam satu daerah yang menunjukkan detail yang berbeda ... 24
Gambar 2.10 Uraian subsistem dalam GIS ... 26
Gambar 2.11 Gambar Raster ... 31
Gambar 2.12 Gambar Vektor ... 33
Gambar 2.13 Diagram blok fungsional ATmega8515 ... 36
Gambar 2.14. Pin ATMega8515 ... 37
Gambar 2.15 Cascade update dan cascade delete ... 41
Gambar 3.1 Sistem pemancar dan penyedia data... 45
Gambar 3.2 Sistem penerima dan penampil data ... 45
Gambar 3.6 Komponen yang diperlukan untuk menampilkan peta ... 51
Gambar 3.7 Window untuk pemilihan layer yang disediakan oleh MapObjects ... 51
Gambar 3.8 Diagram alir login untuk user... 52
Gambar 3.9 Tampilan utama yang berisi sub menu Informasi, Pengaturan dan Bantuan ... 53
Gambar 3.10 Layout dari form Anggota ... 55
Gambar 3.11 Diagram Alir form Anggota ... 55
Gambar 3.12 Diagram alir untuk database setting... 56
Gambar 3.13 Korelasi tabel pada database... 57
Gambar 3.14 Komponen penyusun tabel Pengguna ... 58
Gambar 3.15 Komponen penyusun tabel Anggota ... 59
Gambar 3.16 Komponen penyusun tabel posisi ... 60
Gambar 3.17 Diagram alir cara kerja pada class koneksi ... 63
Gambar 3.18 Antarmuka HP dan GPS dengan RS-232 ... 64
Gambar 3.19 Diagram alir pengambilan data GPS ... 65
Gambar 3.20 Diagram alir kirim SMS ... 67
Gambar 4.1 Tampilan utama program ambil data... 69
Gambar 4.5 Menu bar Pengaturan... 72
Gambar 4.6 Menu bar bantuan dan sub menu... 72
Gambar 4.7 Halaman administrasi user ... 73
Gambar 4.8 Halaman untuk membuat user baru... 73
Gambar 4.9 Halaman form data anggota dan tabel posisi ... 74
Gambar 4.10 Data dari user yang didapat dari database ... 75
Gambar 4.11 Peta dalam form GIS ... 75
Gambar 4.12 Sub menu yang terdapat dalam menu bar Pengaturan... 76
Gambar 4.13 Halaman setting koneksi... 76
Gambar 4.14 Tab perpindahan antara form anggota dan form posisi... 77
Gambar 4.15 Pemilihan data yang ingin ditampilkan berdasarkan waktu ... 78
Gambar 4.16 Tombol ‘Tampilkan posisi’ untuk memvisualisasikan data ... 78
Gambar 4.17 Tampilan data yang telah divisualisasikan pada peta... 78
Gambar 4.18 Contoh data yang diterima server... 80
Gambar 4.19 Lampu menunjukkan GPS mendapat sinyal atau tidak ... 81
Gambar 4.20 Bentuk fisik dari transmitter dan accu sebagai catu dayanya... 81
Gambar 4.21 Hasil visualisasi titik pada peta ... 88
Gambar 4.22 Rumus Haversine untuk menghitung jarak 2 titik ... 89
Tabel 2.1 Penjelasan string PDU ...8
Tabel 4.1 Titik dan waktu pengiriman data yang diterima server...84
Tabel 4.2 Perbandingan koordinat antara transmitter dan database...86
1.1 Latar Belakang Masalah
Aplikasi Pelacak Object adalah alat yang digunakan untuk mengetahui koordinat posisi objek yang sudah ditempel transmitter di dalamnya, kemudian ditampilkan dalam bentuk visual kedalam sebuah PC. Sebuah GPS dapat melacak koordinat setiap kali GPS tersebut bergerak dalam jangkauan tertentu. Oleh karena itu, apabila sebuah objek bergerak, semisal mobil, ditempel GPS maka kita dapat mengetahui koordinat posisi dari mobil tersebut. Dari data koordinat posisi yang telah diketahui oleh GPS, dapat dibuat alat untuk mengambil data koordinat yang ada di dalam GPS untuk kemudian diolah dan ditampilkan lagi dalam bentuk visual agar mudah dimengerti oleh user.
Penulis merancang sebuah alat untuk mengambil data koordinat dari GPS dengan SMS menggunakan Mikrokontroller AVR ATMega 8515. Transmitter menggunakan HP Siemens M55, receiver menggunakan PC dan HP Siemens M55. AVR ATMega 8515 dipilih karena mendukung fitur AT-Command untuk pengaksesan SMS pada HP Siemens M55 yang menggunakan kabel serial sebagai penghubung dengan mikrokontroler.
Untuk menampilkan secara visual data GPS yang dikirimkan melalui SMS ke dalam PC, digunakan program Visual Basic .Net® sebagai bahasa pemrogramannya. Program Visual Basic .Net® dipilih karena compatible dengan menggunakan port-port
Rumusan masalah yang diberikan dalam Tugas Akhir ini adalah:
1. Belum adanya alat yang dapat melacak lokasi objek secara visual dan real time pada sebuah PC dengan menggunakan peta digital.
2.
Data GPS yang masih sulit untuk diolah.3.
Peta digital tidak terlalu mendetail karena keterbatasan data.4.
Peta digital hanya terbatas pada wilayah atau kota tertentu.1.3 Tujuan Penelitian
Tujuan penyusunan tugas akhir ini adalah untuk menghasilkan suatu program untuk melacak dan memvisualisasikan objek dalam sebuah peta digital.
1.4 Manfaat Penelitian
Manfaat yang diharapkan dari penulisan Tugas Akhir ini adalah:
1. Dapat menjadi program bantu untuk perusahaan transportasi dalam mengawasi armadanya.
2. Dapat menjadi aplikasi pelengkap dalam sistem keamanan kendaraan selain alarm. 3. Dapat menjadi referensi mengenai GPS, pemrograman Visual Basic .Net® dan
Batasan masalah pada Tugas Akhir ini adalah:
1. Alat yang digunakan untuk memberikan data koordinat objek adalah sebuah GPS.
2. Rentang akurasi GPS adalah 5 sampai 15 meter dari posisi transmitter GPS berada.
2. Pengiriman data dari GPS menggunakan SMS dan diatur menurut interval yang telah ditetapkan didalam mikrokontroler.
3. Interval mikrokontroler akan ditetapkan tiap 3 menit pengiriman.
4. Visualisasi jalur pada tiap titik tidak terlalu mendetail dan hanya untuk pergerakan objek tiap 3 menit.
5. Mikrokontroler menggunakan AVR ATMega 8515 sebagai pengatur data di
Transmitter.
6. Peta digital akan menggunakan peta digital GIS (Geographic Information System) dengan menggunakan program ArcGIS desktop®.
7. Menggunakan komponen ESRI MapObject® untuk menampilkan peta dalam Visual Basic.
8. Untuk tampilan visual pada PC menggunakan program Visual Basic .Net® dan
database menggunakan SQL Server®.
1.6 Metode Penelitian
2. Pembuatan program dengan mengacu pada pengambilan data GPS, pengiriman data GPS dan visualisasi data GPS.
3. Pengujian alat secara manual dengan menggunakan 2 user secara bersamaan untuk melaporkan posisi objek dan mencocokkan dengan data pada server. 4. Membahas dan menganalisis hasil data yang telah dikirimkan oleh GPS. 5. Membuat kesimpulan dan hasil pembahasan.
1.7 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan pada tugas akhir ini adalah sebagai berikut :
BAB I PENDAHULUAN
Berisi latar belakang masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, metodologi penelitian dan sistematika penulisan.
BAB II DASAR TEORI
Berisi teori-teori yang mendasari perancangan penelitian, penjelasan tentang SMS, AT-Command, GPS, GIS dan Mikrokontroler.
BAB III PERANCANGAN
Berisi perancangan program, visualisasi objek dan perancangan mikrokontroler sebagai transmitter.
BAB IV PEMBAHASAN
Berisi hasil program yang telah dibuat dan analisis hasil koordinat yang telah didapat dari transmitter.
BAB V PENUTUP
Berisi kesimpulan dari hasil analisis dan saran terhadap pengembangan penelitian berikutnya.
2. SMS dan Format PDU
2.1 Pengertian SMS
SMS (Short Message Service) adalah pesan pendek dalam bentuk teks yang berkembang dalam dunia telekomunikasi seluler. Fasilitas ini tidak jauh beda dengan layanan pesan teks dari perangkat sebelumnya, yaitu pager .
Di Indonesia, sekarang ada sekitar 40-an juta pengguna layanan jaringan komunikasi seluler. Mengacu perkiraan Asosiasi Telekomunikasi Seluler Indonesia (ATSI), SMS akan menyumbangkan pendapatan kepada operator sekitar Rp10 triliun tahun ini.
Selama tiga belas tahun SMS menjadi sarana komunikasi teks, semakin cepat inovasi yang berkembang. Ada banyak jenis pesan teks, panjang karakter, dan berbagai bentuk layanan tambahan seperti gambar dan kode-kode komunikasi di dalamnya. Hasil penemuan inovatif yang paling menonjol adalah layanan pesan yang dimodifikasi dari segi konten (media) atau metode.
Dari segi konten, user disuguhi dengan pesan yang tidak saja berisi teks namun dapat disisipkan di dalamnya gambar dan suara, atau lebih dikenal dengan MMS (Multimedia Message Service). Sedangkan perkembangan pesan teks dari segi
metode, kini ada layanan pesan e-mail SMS, layanan obrolan (chat), dan layanan sejenis Walkie Talkie (Push to Talk).
Pesan SMS mempunyai 160 karakter pada satu SMS dengan tiap karakternya bernilai 7 bit. Delapan bit pesan (maksimum 140 karakter) biasanya tidak dilihat oleh telepon sebagai pesan teks, sebaliknya pesan digunakan sebagai pesan data misalnya
smart messaging (pesan gambar atau MMS). Enam belas bit pesan (maksimum 70
karakter) biasanya digunakan untuk Unicode (UCS2) text messages dan biasanya, pada beberapa telepon, akan terlihat sebagai Flash SMS (SMS yang berkedip) [1].
2.2 Format PDU
Ada 2 cara dalam mengirim dan menerima pesan SMS, yaitu dengan text
mode dan PDU Mode (Protocol Description Unit). Pada mode teks (text mode), tidak
tersedia pada semua telepon. Mode teks adalah mendekodekan stream bit data yang direpresentasikan oleh metode PDU. Dalam mode PDU, pesan yang dikirim berupa informasi dalam bentuk data dengan beberapa kepala (header) informasi. Hal ini akan memberikan kemudahan jika dalam pengiriman akan dilakukan kompresi data atau akan dibentuk sistem penyandian data dari karakter dalam bentuk untaian bit-bit biner.
Data PDU tidak hanya berisi pesan teks saja, tetapi terdapat beberapa meta-informasi lainnya, seperti nomor pengirim, nomor SMS Centre, waktu pengiriman, dan sebagainya. Semua informasi yang terdapat dalam PDU, dituliskan dalam
bentuk pasangan-pasangan bilangan heksadesimal yang disebut dengan pasangan oktet.
Senarai PDU akan berbeda-beda pada tiap telepon dan disana ada beberapa alternatif ketika menampilkan pesan SMS. Beberapa opsinya adalah “PCCP437”, “PCDN”, “8859-1”, “IRA” dan “GSM”. Semuanya diolah oleh At+Command AT+CSCS saat user membaca pesan pada aplikasi komputer. Jika user membaca pesan pada telepon, maka telepon akan memilih encoding yang sesuai. Sebuah aplikasi yang dapat membaca pesan SMS yang datang lalu akan menggunakan dan memilih untuk menggunakan mode teks atau mode PDU.
Apabila mode teks yang digunakan, maka aplikasi hanya terbatas pada default
encoding yang ada pada telepon. Pada beberapa kasus hal itu tidak cukup, sehingga
digunakan mode PDU karena semua cara encoding bisa diimplementasikan [2].
2.2.1 Bentuk Format PDU
Bentuk dan format PDU dapat dilihat pada tabel dibawah yang akan menjelaskan senarai data dalam bentuk PDU dari tiap bagiannya. Dimisalkan user mengirim pesan “hellohello” sehingga format PDU adalah ”078021593733F7040BC87238880900F10000993092516195800AE8329BFD4697D 9EC37”. Keterangan dari format PDU ini dapat dilihat pada tabel 2.1[2].
Tabel 2.1 Penjelasan dari string PDU
Octet(s) Keterangan
07
Panjang informasi yang terkandung dalam data PDU. Dalam kasus ini terdapat 7 oktet.
91
Type-of-address dari SMS centre number. Sembilan puluh
satu adalah format internasional dari nomor telepon. Untuk Indonesia nomor Type-of-address adalah 81.
72 83 01 00 10 F5
Service center: "+27381000015". Karena pada kasus ini
ada satu bilangan tidak mendapat pasangan, sehingga akan dipasangkan dengan F.
04 Octet pertama dari SMS-DELIVER message.
0B
Panjang alamat atau panjang dari nomor pengirim (0B hex = 11 dec).
C8 Type-of-address dari nomor pengirim.
8021593733F7
Nomor Pengirim (decimal semi-octets), dengan pasangan terakhir dipasangkan dengan F.
00 Data dikirim dalam bentuk SMS.
00 Menggunakan skema encoding data 7 bit.
Octet(s) Keterangan
0A
Panjang data user atau panjang pesan. TP-DCS field menunjukkan 7-bit data, sehingga panjang direpresentasikan dengan septets (10). Jika TP-DCS field di atur untuk menunjukkan 8-bit data, maka panjang akan diindikasikan dengan nomor octets (9).
E8329BFD4697D9EC37
Pesan "hellohello" yang terdiri dari 8-bit octets yang merepresentasikan 7-bit data.
Tabel 2.1 (Lanjutan) Penjelasan dari string PDU
2.2.2 AT-Command ( Perintah AT )
Komunikasi melalui gerbang serial pada komputer meggunakan terminal ( modem ) harus menggunakan perintah AT. Perintah AT dapat diketahui atau dilihat dari kondisi terminal, seperti mengetahui kondisi sinyal, kondisi baterai, mengirim pesan, membaca pesan dan sebagainya. Gambar 2.1 memperlihatkan beberapa jenis perintah AT yang berhubungan dengan SMS [3].
AT+CMGS : Mengirim pesan AT+CMGR : Membaca pesan AT+CMGF : Format pesan AT+CMGD : Menghapus pesan
AT+CNMI : Prosedur indikasi pesan baru AT+CPMS : Pemilihan target memori AT+CSMS : Pemilihan layanan pesan
Gambar 2.1 Contoh syntaks AT-Command.
Perintah AT (AT-Command) digunakan untuk berkomunikasi dengan terminal melalui port serial komputer. Perintah AT dapat digunakan untuk mengetahui kekuatan sinyal dari terminal, mengirim pesan menambahkan item pada buku alamat, mematikan terminal dan banyak fungsi lainnya. Setiap vendor biasanya memberikan referensi tentang daftar perintah AT yang tersedia.
2. 3 PORT COM
Selama bertahun-tahun para pengguna komputer banyak sekali yang menggunakan port serial untuk menghubungkan beberapa alat seperti modem, perangkat mouse, joystick dan lain - lain. Serial port juga disebut port com karena mentransmisikan dan menerima data satu bit dalam satu fase, melalui sebuah kabel
tunggal. Saat ini sebuah PC masih dilengkapi dengan satu atau dua buah serial port, yang bisa merupakan konektor serial 9 pin dan mempunyai kecepatan hingga 115.200 bit/detik.
Serial port adalah port yang pertama kali digunakan oleh PC agar dapat
berkomunikasi dengan sejumlah perangkat serial yang lain, sehingga pengguna komputer menyebutnya sebagai port com. Secara umum, PC mendukung kegunaan dari 4 port com yang dinamakan Com1, Com2, Com3 dan Com4.
Serial port menerima dan mengirimkan data tiap satu bit dalam satu waktu di
dalam serial port. Chip yang dinamakan Universal Asynchronous Receiver
Transmiter (UART) mengumpulkan beberapa bit yang datang dan menyatukan bit
tersebut dalam satu nilai byte. Hal serupa juga terjadi ketika port serial mengirimkan suatu nilai byte, UART memecah byte tadi ke dalam bit-bit individual untuk pentransmisian.
Kecepatan dari suatu serial port berhubungan secara langsung dengan kecepatan UART. Saat ini kebanyakan komputer mempunyai kecepatan UART 16.550 bit/detik dari 115.200 bit/detik. Beberapa sistem baru menggunakan kecepatan UART 16.550 bit/detik sampai dengan 460 Kb/detik.
Untuk menerima data, UART memonitor jalur penerima dari sebuah port. Ketika UART mendeteksi suatu bit awal, UART akan menguji sejumlah isi dari pin penerima dalam beberapa rentang waktu tertentu. Isi dari bit data berikutnya ditentukan dengan mengasumsikan bahwa perangkat-perangkat port berkomunikasi
pada 9600 bit/detik dan UART akan mencari data dalam pin kira-kira tiap 1/9600 detik. Setelah UART membaca sejumlah bit data, UART akan mengawasi adanya bit terakhir dan juga bit paritas, jika memang ada pengaliran komunikasi maka kedua bit tersebut dipakai. Untuk menerima data, UART akan memunculkan suatu bit awal dan kemudian ia akan mengirimkan sejumlah bit data sekali pada suatu waktu, dalam interval tertentu yang lantas diikuti bit yang terakhir dan paritas yang bersifat pilihan[4].
2.4 Pengertian GPS
GPS adalah singkatan dari Global Positioning System. GPS adalah sebuah
special radio receiver yang akan mengukur jarak dari lokasi receiver berada dengan
satelit yang terdekat dengan receiver tersebut. GPS dapat menunjukkan koordinat lokasi di seluruh dunia dan sistem ini dapat digunakan secara gratis untuk semua
user.
GPS pertama kali dikembangkan oleh Rusia pada tahun 1957 saat Rusia meluncurkan SPUTNIK, yaitu satelit pertama yang mengorbit bumi. SPUTNIK mengirimkan beberapa data yang menunjukkan telemetri buni melalui radio
transmitter. Ilmuwan Amerika menyadari, apabila mereka dapat mengetahui letak
dari satelit secara tepat, maka mereka dapat secara akurat mengetahui lokasi mereka di bumi dengan cara mendengarkan pinging sounds dan mengukur efek dopler dari sinyal radio satelit.
2.4.1 GPS Segmen
Pertama-tama GPS akan dibagi menjadi 3 segmen yaitu satelit sebagai segmen angkasa, ground station sebagai segmen kontrol dan penerima sebagai segmen user. Di dalam GPS, peranan satelit sangatlah vital. Sebanyak 24 satelit (21 beroperasi dan 3 sebagai cadangan) mengorbit sekitar 12000 mil diatas bumi. Sebuah satelit membutuhkan waktu 12 jam untuk mengorbit bumi dan melewati titik yang sama tiap 24 jam. Satelit akan diposisikan sehingga penerima GPS dapat menerima sinyal setidaknya dari 6 satelit setiap waktu, di mana saja di muka bumi (jika tidak ada yang menghalangi sinyal).
Sebuah satelit mempunyai 3 komponen dasar :
1. Computer : on board computer yang akan mengatur penerbangan dan fungsi yang lain.
2. Atomic Clock : akan mempertahankan keakuratan waktu dengan rentang kesalahan 3 nanosecond.
3. Radio Transmitter : digunakan untuk mengirim sinyal ke bumi.
Sebuah satelit GPS hanya mempunyai masa kerja sebanyak 10 tahun, jika satelit sudah mulai tidak berfungsi maka satelit cadangan akan mulai aktif dan satelit yang baru akan diluncurkan untuk mengganti yang lama. Gambar 2.2 menunjukkan jalur dan satelit yang mengorbit bumi.
Gambar 2.2 Satelit yang mengorbit bumi dengan jalur yang sama [5].
Ground Station yang berfungsi sebagai kontrol segmen akan mengontrol
satelit dari bumi dengan menentukan lokasi dan letak dari satelit. Data dari satelit akan diproses tiap hari untuk mensinkronisasikan sinyal antara ground station dan satelit.
Penerima GPS akan menerima 2 tipe data dari satelit yaitu :
1. Almanac : data yang berisi posisi dari satelit, dengan data secara konstan ditransmisikan dan disimpan di dalam memory yang terdapat di dalam GPS
receiver.
2. Ephemeris : data mempunyai ketepatan posisi dari satelit dengan menggunakan sinyal satelit dan menghitung ketepatan jarak menggunakan rumus jarak =
2.4.2 GPS Signal
Satelit GPS mentransmisikan 2 tipe sinyal yaitu C/A-code dan P-code, untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada penjelasan dibawah :
1. Coarse Acquisition (C/A-code) : tipe sinyal yang banyak digunakan oleh GPS pada umumnya. C/A-code dikirim oleh L1 band dengan frekuensi 1575,42 MHz sehingga penyebaran sinyal C/A dikenal sebagai Standard Positioning Service (SPS).
C/A-code kurang akurat dibandingkan dengan P-code dan sangat mudah untuk
dibajak atau dimata-matai. Keuntungan dari C/A-code adalah mudah untuk menangkap sinyal pada satelit dan mendapatkan posisi penerima. Beberapa receiver P-code dengan standarisasi militer pertama-tama akan menggunakan C/A-code terlebih dahulu dan kemudian akan mengubah frekuensinya ke P-code.
2. Precision (P-Code) : P-code memberikan keakuratan posisi yang sangat tinggi.
P-code termasuk sinyal yang sangat sulit untuk dibajak dan dimata-matai. Militer
adalah pengguna utama dari transmisi P-code karena P-code menggunakan data yang telah dienkripsi, jadi hanya penerima khusus saja yang dapat mengakses kode tersebut. Sinyal dari P-code disebarkan dari band L2 dengan frekuensi 1227,6 MHz sehingga P-code dkenal dengan Precise Positioning Service (PPS).
2.4.3 Akurasi Penerima GPS
Ketepatan GPS ditentukan dari regulasi pemerintah dan merk/tipe dari GPS penerima, dengan 15 meter adalah ruang lingkup jarak ketepatan umumnya ditemukan di tiap penerima GPS. Jika penerima GPS melaporkan bahwa objek berada di suatu titik maka objek berada pada jarak 15 meter dari titik tersebut.
Akurasi sebuah penerima GPS salah satunya berdasarkan dari sinyal satelit dan unit penerima. Data GPS akan menampilkan estimasi ketepatan koordinat dalam jarak kaki/meter dan kesalahan yang terjadi tergantung pada :
1. Lokasi penerima.
2. Halangan yang ada pada permukaan bumi ( pohon, gedung, menara dll).
3. Multipath error yaitu sinyal akan terpantul berulang kali pada permukaan yang keras sehingga menimbulkan delay sebelum sampai pada receiver.
4. Timing error yaitu selisih ketepatan waktu antara atomic clock yang ada pada satelit dengan waktu yang ada pada penerima.
2.4.4 Informasi yang didapat dari GPS
Selain koordinat lokasi, penerima GPS akan menyediakan informasi yang berguna lainnya, yaitu :
1. Waktu : sebuah penerima GPS akan menerima informasi waktu dari atomic clock yang lebih akurat dibanding dengan waktu umumnya.
2. Lokasi : GPS akan memberikan lokasi dalam 3 dimensi (latitude sebagai x koordinat, longitude sebagai y koordinat dan elevasi).
3. Kecepatan : apabila objek bergerak maka penerima GPS akan menunjukkan kecepatan objek.
4. Arah objek : sebuah penerima GPS juga akan menampilkan arah dari objek jika objek tersebut bergerak. Oleh karena itu, jika objek tersebut diam maka hanya akan menampilkan arah hadap objek.
5. Lokasi penyimpan : koordinat yang telah dilalui atau yang belum dilalui dapat disimpan dalam memori penerima GPS. Koordinat lokasi tersebut dinamakan
waypoint, sekumpulan dari waypoint tersebut akan disatukan untuk dijadikan sebuah
garis yang dinamakan route .
6. Data kumulatif : sebuah penerima GPS dapat menyimpan juga informasi dari data-data yang diperoleh diatas, misalnya : total jarak yang ditempuh, kecepatan rata-rata, kecepatan maksimum, kecepatan minimum, waktu total dan waktu yang diperlukan untuk sampai di lokasi yang dituju.[5][6]
2.4.5 Cara Kerja GPS
Untuk cara kerja GPS akan diperlihatkan melalui gambar dan penjelasan berikut dengan satelit diibaratkan sebagai sebuah titik. Dimisalkan objek berada 7 km dari titik acuan berada dengan posisi yang masih belum diketahui, dimisalkan titik tersebut adalah “A” pada Gambar 2.3. Kemudian dari titik A tersebut diketahui juga bahwa objek berada 14 km dari titik “B” yang dapat dilihat pada Gambar 2.4
Gambar. 2.3 Lokasi acuan “A”
Gambar 2.4 Lokasi acuan titik “A” dan “B”
Dari dua titik tersebut yaitu “A” dan “B” adalah titik koordinat objek tersebut berada, tetapi objek tersebut tidak mungkin berada dalam 2 tempat yang bersamaan. Oleh karena itu dibutuhkan satu lagi titik acuan untuk menentukan koordinat pasti dari objek tersebut. Dimisalkan objek juga berada 3 km dari titik “C” maka dapat
dilihat pada Gambar 2.5. Jadi didapatkan lokasi objek yang sesungguhnya meskipun masih kurang 1 titik/satelit untuk mengukur ketinggian/elevasi karena GPS penerima akan menampilkan dalam bentuk 3 dimensi.
Gambar 2.5 lokasi objek
Jadi setiap satelit akan mengirimkan data posisi (X,Y,Z) kepada penerima. Diasumsikan receiver GPS hanya bisa menerima 3 satelit yang berarti ada 3 variabel dalam 3 persamaan dalam penerima, yaitu : X 1+Y1+Z1 = X2+Y2+X2 = X3+Y3+Z3.
Karena nilai masing-masing (X,Y,Z) berbeda-beda maka ditambahkan 3 variabel lagi yang berlaku untuk 3 variabel tersebut yaitu (a,b,c) jadi persamaannya adalah sebagai berikut : aX 1+bY1+cZ1 = aX2+bY2+cX2 = aX3+bY3+cZ3
Variabel (a,b,c) adalah informasi posisi ketinggian objek. Sebelum GPS memproses 3 persamaan tersebut masih ada 1 variabel lagi yaitu waktu ( T ), dan waktu diberikan oleh satelit yang keempat.
Saat satelit GPS mengirim sinyal ke GPS penerima di dalamnya juga ada informasi waktu dan posisi satelit, sehingga adanya jarak dan perbedaan waktu saat
sinyal pertama kali dipancarkan akan membuat kurangnya akurasi dalam penentuan koordinat objek. Kecepatan sinyal yang dipancarkan sama dengan kecepatan cahaya pada ruang hampa. Dengan adanya atmosfir dan hambatan lain maka kecepatan ini akan berkurang. Asumsikan bahwa ruang antara satelit dan penerima berada dalam ruang hampa sehingga kecepatannya sama dengan kecepatan cahaya dan dengan beda waktu sebesar ( T ), dapat diperoleh rumus : jarak (S) = Waktu (T) x Kecepatan Cahaya (V), dengan jarak (S) adalah nilai yang digunakan dalam menentukan titik acuan.
Untuk pembangkit waktu digunakan kristal yang bergetar pada frekuensi tertentu sehingga lama 1 detik ditentukan lama 1 frekuensi terjadi ( 1 periode pulsa ). Hal ini dapat dilihat pada Gambar 2.6 yang menjelaskan frekuensi pada 6 Hz
Gambar 2.6 perbandingan 1 detik dengan 6 periode pulsa
Apabila satelit berada pada ketinggian 20000 km diatas permukaan laut dan dianggap kecepatan cahaya sekitar 300000 km/detik maka dapat dihitung waktu
transmisi sebesar 20000/300000 = 0.006 detik. Jika ada kesalahan pengukuran sebesar 1/100 detik saja maka ada kesalahan koordinat sejauh 300 km. [7]
2.4.6 Bentuk keluaran data GPS
Bentuk keluaran data GPS berbentuk digital, berformat string dan sudah distandarisasi oleh NMEA (National Marine Electronic Association) 0183 protocol. Penerima GPS akan mengirim informasi string pada kecepatan 4800 bps, meskipun sebelumnya string inisialisasi ulang diperlukan agar dapat diketahui berapa kali user ingin menerima transmisi yang berisi informasi koordinat dll. Beberapa devais akan mengirim string lebih banyak dari yang lain tergantung dari alat dan tujuan yang diperlukan.
Contoh dari string yang ditransmisikan adalah sebagai berikut:
$GPGGA,200136,4043.2808,N,07317.4976,W,1,03,1.27,4.5,M,-34.4,M,,*41
String diatas akan dimulai dengan $GP yang berarti Global Positioning,
kemudian setelahnya akan diikuti 3 kode karakter, GGA, yang berarti terdapat data yang sudah pasti dari sebuah Global Positioning. Waktu transmisi dari string tersebut adalah 20:01:36 dengan urutan jam:menit:detik. GPS akan melaporkan bahwa koordinat telah tetap di 40.432808 N latitude, 73.174976 W longitude dengan 1 berarti informasi ini valid ( bukan informasi dari transmisi sebelumnya ). Devais ini melacak 3 (03) satelit. Garis horizontal adalah 1.27 meter dengan ketinggian 4,5 meter diatas permukaaan laut atau 34,4 meter dibawah WGS84 ellipsoid, diikuti
dengan DGPS data. String berakhir dengan sebuah nilai *41 yang berarti checksum
field bernilai 41 (jumlah space informasinya adalah 41). WGS84 adalah World Geodetic System 1984 Ellipsoid, koordinat imajiner dari bentuk bumi dan digunakan
sebagai referensi untuk GPS. [8]
2.5 GIS ( Geographic Information System )
GIS adalah sistem komputer yang mampu untuk menangkap, menyimpan, menganalisa dan menampilkan informasi geografis sehingga data akan teridentifikasi oleh lokasi tersebut. Inti dari sebuah GIS adalah kemampuan untuk menggabungkan beberapa informasi yang berbeda didalam sebuah konteks spatial dan kemudian mengambil inti yang diperlukan dari beberapa/banyak informasi. Banyak informasi tentang bumi adalah mengacu dari lokasi-lokasi yang ada, misalnya, jika informasi pergantian musim yang terjadi telah didapat maka lokasi terjadinya musim hujan atau musim panas di lokasi tertentu dapat diketahui. Hal ini dapat dilakukan dengan menggunakan referensi sistem lokasi untuk dapat menentukan lokasi rawa atau danau yang hampir mengering, jadi dapat diketahui bahwa daerah tersebut sedang berada dalam musim hujan atau kering.
Data-data tersebut diketahui dengan menggunakan data GPS, longitude dan
latitude bahkan juga elevasi untuk kemudian disinkronisasikan dengan map digital
yang sudah ada. Spatial data atau geographic data adalah data objek yang teridentifikasi menurut dari keadaan atau letak geografisnya.
Gambar 2.7 Gabungan dari beberapa bentuk data melalui GIS
Spatial data dapat diperoleh dari berbagai macam sumber misalnya dari
digital map, gambar dari satelit, GPS dll. Setelah data tersebut terkumpul maka GIS akan menyimpan data tersebut sebagai layer didalam GIS database seperti terlihat dalam Gambar 2.8. [9]
Gambar 2.8 GIS data dalam bentuk layer
Gambar 2.9 Tampilan GIS dalam satu daerah yang menunjukkan detail yang
Jadi properti GIS dalam database akan mempunyai keunggulan sendiri karena data dan presentasi petanya dipisahkan, sehinggga data dapat dipresentasikan dalam berbagai cara dan bentuk. Menurut definisi dari GIS sendiri, GIS akan dapat diuraikan dari beberapa sub sistem berikut ini:
1. Data Input = Sub sistem ini bertugas untuk mengumpulkan dan mempersiapkan data spasial dan atribut dari berbagai sumber. Sub sistem ini juga berfungsi untuk mengkonversi atau mentransformasikan format data asli kedalam format yang digunakan oleh GIS
2. Data Output = Sub sistem ini menampilkan atau menghasilkan keluaran seluruh atau sebagian database baik dalam bentuk softcopy maupun bentuk hardcopy seperti tabel, grafik, peta dan lain lain.
3. Data Management = sub sistem ini menorganisasikan baik data spasial maupun atribut kedalan sebuah database sedemikian rupa sehingga mudah dipanggil, dirubah dan diperbaharui.
4. Data Manipulation and Analysis = sub sistem ini menentukan informasi-informasi yang akan direpresentasikan oleh GIS. Selain itu, sub sistem ini juga melakukan manipulasi dan pemodelan data untuk menghasilkan informasi yang diharapkan.
Untuk lebih jelasnya dari penjelasan diatas dapat dilihat pada diagram blok yang digambarkan pada Gambar 2.10. Untuk bentuk data spasial dalam database akan disimpan dalam bentuk raster dan vektor.
DATA INPUT Tabel Laporan Pengukuran Lapangan Peta Digital Citra Satelit Foto Udara Data Lain Input Storage (database Retrieval Processing Output Data Management & Manipulation
Gambar 2.10 Uraian Subsistem dalam GIS
2.5.1 Model Raster dan Vektor
2.5.1.1 Model Data Raster
Untuk model data raster akan menampilkan, menyimpan dan menempatkan data spasial dengan menggunakan struktur matriks atau piksel yang membentuk grid. Setiap piksel atau sel ini memiliki atribut sendiri , termasuk koordinatnya yang unik
yaitu disudut grid ( pojok ), dipusat grid, atau ditempat yang lainnya. Akurasi model ini sangat bergantung pada resolusi dan ukuran pikselnya.
Objek-objek geografis yang dapat direpresentasikan dan dimanipulasi oleh komputer (dalam konteks ini akan digunakan terminologi entity spatial) akan disimpan dalam layer yang secara fungsionalitas direlasikan dengan unsur-unsur petanya. Model raster akan memberikan informasi spasial apa yang terjadi dimana saja dalam bentuk gambaran yang digeneralisir. Dengan model data raster, data geografi ditandai oleh nilai-nilai bilangan elemen matriks.
2.5.1.1.1 Karakteristik Layer(s) Raster
Sub bab ini akan menjelaskan sifat atau karakteristik dari sebuah layer yang mengacu pada model data raster. Resolusi (spasial) dapat didefinisikan sebagai dimensi linier minimum dari satuan terkecil geographic space yang dapat direkam. Satuan terkecil ini pada umumnya berbentuk segi empat (biasanya bujur sangkar) dan dikenal sebagai sel-sel grid, elemen matriks, elemen terkecil dari suatu gambar (image), atau piksel. Resolusi suatu data raster akan merujuk pada ukuran (atau luas) permukaan bumi pada setiap pikselnya.
Zone layer pada peta raster adalah sekumpulan lokasi-lokasi yang
memperlihatkan nilai-nilai (ID atau nomor pengenal yang direpresentasikan oleh nilai piksel) yang sama. Tidak semua layer pada peta raster memiliki zone, setiap isi sel
grid dapat bervariasi secara kontinyu di dalam daerah tertentu sehingga setiap sel memiliki nilai yang berbeda (unik).
Sedangkan nilai dalam konteks raster adalah item informasi (atribut) yang disimpan dalam sebuah layer untuk setiap pikselnya. Piksel-piksel di dalam zone atau area yang sejenis memiliki nilai (isi piksel atau nomor pengenal) yang sama. Pada umumnya, lokasi di dalam model data raster akan diidentifikasi dengan menggunakan pasangan kordinat kolom dan baris (x,y).
2.5.1.1.2 Layer(s) Raster
Penjelasan diatas menjelaskan bahwa setiap piksel atau sel grid memiliki nilai tunggal. Nilai-nilai piksel ini akan bekerja-sama dalam membentuk layer(s) data spasial. Dengan demikian suatu database spasial kemungkinan besar akan mengandung lebih dari satu layer seperti ini. Setiap layer akan bersifat kongruen terhadap layer(s) yang lain dalam database tersebut yaitu memiliki keselarasan yang sama dengan batas-batas lokasi yang sama, junlah yang sama baik kolom maupun barisnya dan sistem koordinat yang sama.
Penyimpanan layer pada kebanyakan database raster menggunakan arsitektur yang berbeda. Ada perangkat yang menggunakan arsitektur dimana beberapa layer berikut header dimasukkan dalam 1 file besar. Sementara perangkat yang lain memisahkan setiap isi data dengan masing-masing header data tersebut kedalam file
yang terpisah. Pada prinsipnya, alternatif arsitektur ini dimaksudkan untuk menyimpan semua layer dengan nilai –nilai piksel yang berurutan.
Pada layer raster yang disimpan dalam suatu file dapat dikelompokkan menjadi 3 bagian yaitu header, blok data layer dan ancillary. Untuk header yang berisi informasi penting adalah mengenai kode file, jumlah band (data yang didapat dari berbagai peripheral) yang dikandung, baris, kolom, tipe-tipe data dan sebagainya. Informasi ini harus dibaca terlebih dahulu sebelum membaca data yang sebenarnya meskipun ukuran header ini hanya beberapa bytes saja. Bagian kedua adalah blok data layer yang berisi data-data peta dalam bentuk jumlah band data, tipe data, baris dan kolom. Sedangkan bagian yang terakhir adalah ancillary yang berisi informasi-informasi tambahan yang biasanya meliputi data statistik citra yang bersangkutan. Untuk penyimpanan band sendiri ada 2 macam yaitu:
1. Band-interleaved : data setiap band citra akan disimpan secara berselang-seling oleh piksel dari band yang lain secara bergantian.
2. Band-Sequential : data setiap band citra akan disimpan secara berurutan tanpa diselingi (interleaved) oleh piksel-piksel dari band yang lain.
Kelebihan dari model data raster adalah sebagai berikut: 1. Memiliki struktur data yang lebih sederhana.
2. Mudah dimanipulasi dengan menggunakan fungsi-fungsi matematis sederhana. (karena strukturnya sederhana seperti matrik bilangan biasa)
3. Teknologi tidak begitu rumit sehingga pengguna dapat membuat program aplikasi yang menggunakan citra raster.
4. Metode untuk mendapatkan citra raster lebih mudah (dapat menggunakan konversi dari format citra vektor)
5. Gambaran permukaan bumi dalam format citra raster selalu lebih aktual daripada bentuk vektornya.
6. Tipe paling sering dipakai oleh masyarakat pada umumnya untuk bertukar informasi berupa gambar.
Kelemahan dari citra raster adalah sebagai berikut:
1. Memerlukan penyimpanan yang lebih besar daripada citra vektor
2. Penggunaan sel atau ukuran grid yang lebih besar untuk menghemat ruang penyimpanan akan menyebabkan kehilangan informasi dan ketelitian.
3. Transformasi koordinat dan proyeksi lebih sulit dilakukan
4. Tampilan atau representasi dan akurasi posisinya sangat bergantung pada ukuran pikselnya (resolusi spasial)
5. Sebuah citra raster hanya mengandung satu tematik saja sehingga sulit digabungkan dengan atribut-atribut lainnya dalam satu layer dengan demikian untuk merepresentasikan atribut-atribut tambahan diperlukan layer baru sehingga timbul masalah ukuran file yang sangat besar.
Ukuran asli
Diperbesar
Gambar 2.11 Gambar Raster
2.5.1.2 Model Data Vektor
Model data vektor menampilkan, menempatkan dan menyimpan data spasial dengan menggunakan titik-titik, garis-garis atau kurva beserta polygon dan atribut-atributnya. Bentuk dasar representasi data spasial adalah menggunakan sistem model data vektor, didefinisikan oleh sistem koordinat kartesian 2 dimensi (x,y). Di dalam
model data spasial vektor, garis-garis atau atau kurva merupakan sekumpulan titik-titik terurut yang dihubungkan. Sedangkan luasan atau poligon juga disimpan sebagai sekumpulan titik-titik, dengan catatan bahwa titik awal dan titik akhir poligon memiliki koordinat yang sama (poligon tertutup dengan sempurna).
Kelebihan dari sebuah model data vektor adalah sebagai berikut:
1. Memerlukan ruang atau tempat penyimpanan yang lebih sedikit di komputer. 2. Satu layer dapat dikaitkan dengan atau mengandung banyak atribut sehingga dapat menghemat menyimpan ruang penyimpanan secara keseluruhan.
3. Dengan banyak atribut yang dapat dikandung oleh satu layer, banyak peta (tematik) lain (layer) yang dapat dihasilkan sebagai peta turunannya.
4. Memiliki resolusi spasial yang tinggi.
5. Transformasi koordinat dan proyeksi sangat mudah dilakukan. 6. Dapat diperbesar / zoom hingga tak terbatas.
Sedang kelemahannya adalah sebagai berikut: 1. Memiliki struktur data yang kompleks.
2. Datanya tidak mudah dimanipulasi.
3. Pengguna tidak mudah berkreasi untuk membuat programnya sendiri untuk memenuhi kebutuhan aplikasinya. Hal ini disebabkan oleh struktur data vektor yang
jauh lebih kompleks dan prosedur-prosedur analisisnya memerlukan kemampuan yang tinggi karena lebih sulit dan rumit.
4. Karena proses keseluruhan untuk mendapatkannya lebih lama, peta vektor sering mengalami out of date atau kadaluarsa.
5. Proses pembuatannya memerlukan alat khusus seperti plotter, atau dengan cara menggambar melalui perangkat lunak yang menghasilkan objek bertipe vektor seperti corel, autocad, map info, dan lain lain [10][11][12].
Representasi vektor suatu objek merupakan suatu cara di dalam menyajikan objek yang bersangkutan secara sempurna. Untuk itu, ruang atau dimensi koordinat diasumsikan bersifat kontinyu (tidak dikuantisasi sebagaimana ruang terjadi pada model data raster) yang memungkinkan semua posisi, panjang dan dimensi didefinisikan dengan presisi. Gambar 2.12 menunjukkan karakteristik dari gambar vektor.
Ukuran asli
Diperbesar
Gambar 2.12 (lanjutan) Gambar Vektor
2.6 Mikrokontroler AVR ATMega8515
Mikrokontroler AVR memiliki arsitektur RISC (Reduced Instruction Set
Computing) 8 bit, sehingga semua instruksi dikemas dalam kode 16-bit (16-bits word) dan sebagian besar instruksi dieksekusi dalam 1(satu) siklus clock.
Untuk blok diagram fungsionalnya dapat dilihat pada Gambar 2.13 dengan bagian-bagian adalah sebagai berikut:
1. Saluran I/O sebanyak 32 buah, yaitu Port A, Port B, Port C, dan Port D. 2. ADC 10 bit sebanyak 8 saluran.
3. Tiga buah Timer/Counter dengan kemampuan pembanding. 4. CPU yang terdiri atas 32 buah register.
5. SRAM sebesar 512 byte.
6. Unit interupsi internal dan eksternal.
7. EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) sebesar 512 byte yang dapat diprogram saat operasi.
8. Antarmuka komparator analog.
9. Port USART untuk komunikasi serial.
Dan untuk fitur-fitur yang dimiliki oleh mikrokontroller sebagai berikut: 1. Sistem Mikroprosessor dengan kecepatan maksimum 16 MHz.
2. ADC internal.
3. Portal komunikasi serial (USART) dengan kecepatan maksimum 2,5 Mbps. 4. Enam pilihan mode sleep menghemat penggunaan daya listrik.
Gambar 2.13 Diagram blok fungsional ATmega8515
Kofigurasi pin ATMega8535 bisa dilihat pada Gambar 2.14. Penjelasan secara fungsional adalah sebagai berikut:
1. VCC merupakan pin yang berfungsi sebagai masukkan catu daya. 2. GND merupakan pin ground.
3. Port A (PA0..PA7) merupakan pin I/O dua arah dan pin masukkan ADC.
4. Port B (PB0..PB7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu
Timer/Counter, komparator analog, dan SPI.
5. Port C (PC0..PC7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu TWI,
comparator analog, dan timer oscilator.
6. Port D (PD0..PD7) merupakan pin I/O dua arah dan pin fungsi khusus, yaitu komparator analog, interupsi eksternal, dan komunikasi serial.
7. RESET merupakan pin yang digunakan untuk reset mikrokontroler.
8. XTAL1 dan XTAL2 merupakan pin masukkan tegangan untuk clock eksternal. 9. AVCC merupakan pin masukan tegangan untuk ADC.
10. AREF merupakan pin masukan tegangan referensi ADC. [13]
2.7 Relational Database Management System
Merupakan sekumpulan data yang disimpan sedemikian rupa sehingga mudah diambil informasinya bagi pengguna meskipun data tersebut saling berhubungan. RDBMS merupakan suatu paket perangkat lunak yang kompleks digunakan untuk memanipulasi database.
Ada tiga prinsip dalam RDBMS yaitu:
1. Data definition: mendefinisikan jenis data yang akan dibuat (dapat berupa angka
atau huruf), relasi data, validasi data dan lain-lain.
2. Data Manipulation: data yang telah dibuat dan didefinisikan tersebut akan
dilakukan beberapa pengerjaan, seperti menyaring data, melakukan proses query dan sebagainya.
3. Data Control: bagian ini berkenaan dengan cara mengendalikan data, seperti
siapa saja yang bisa melihat isi data, bagaimana data bisa digunakan oleh banyak user dan sebagainya.
Semua operasi input dan output yang berhubungan dengan database harus menggunakan DBMS. Bila pemakai akan mengakses database, DBMS menyediakan penghubung (interface) antara pemakai dengan database. Hubungan pengguna dengan database dapat dilakukan dengan 2 cara:
1. Secara interaktif mengggunakan bahasa pertanyaan (query language) 2. Dengan menggunakan program aplikasi
Beberapa contoh software database adalah Dbase, Foxbase, Foxpro, Microsoft Access, File Maker Pro, DB2, Postgres/Ingres, Microsoft SQL Server, Oracle, Power Builder, Sybase, MySQL dan sebagainya. SQL adalah singkatan dari Structured
Query Language. SQL adalah bahasa yang digunakan untuk berkomunikasi dengan database. Menurut ANSI (American National Standard Institute), bahasa ini
merupakan standar untuk Relational Database Management System (RDBMS). Pertanyaan-pertanyaan pada SQL digunakan untuk melakukan beberapa tugas seperti update data pada database, atau menampilkan data dari database. Beberapa software RDBMS dapat menggunakan SQL, seperti Oracle, Sybase, Microsoft SQL Server, Microsoft Access dan Ingres, namun pada prinsipnya mempunyai arti dan fungsi yang sama. Perintah di bawah ini dapat digunakan untuk mengerjakan hampir semua kebutuhan dalam database.
Perintah-perintah tersebut antara lain: 1. Select 2. Insert 3. Update 4. Delete 5. Create 6. Drop
2.7.1 SQL SERVER 2000
MS SQL Server adalah salah satu produk Relational Database Management
System (RDBMS) yang handal buatan Microsoft. Fungsi utamanya adalah sebagai database server yang mengatur semua proses penyimpanan data dan transaksi suatu
aplikasi. Program ini dapat beroperasi pada berbagai sistem informasi, mulai dari Windows 9x, Windows 2000 dengan berbagai macam versinya, Windows NT dan Windows XP.
SQL Server diluncurkan pada tahun 1989 dan berkembang sangat pesat sejak saat itu, baik dalam skalabilitas, integritas, kemudahan dalam administrasi,
performance dan juga feature. SQL Server yang umumnya digunakan adalah SQL
server 2000. Versi 2000 memiliki feature-feature lengkap untuk membangun aplikasi mulai skala kecil sampai dengan tingkat enterprise.
Masing-masing versi memiliki perbedaan dalam hal maksimum ukuran
database, RAM, jumlah koneksi serta berbagai feature lanjutan. Versi personal, developer dan desktop dapat digunakan di OS Desktop seperti Windows 2000 dan
Xp, sedangkan versi Enterprise dan Standard hanya dapat digunakan di Windows 2000/2003 Server serta NT Server. Versi Windows CE biasa digunakan untuk PDA dan Pocket PC.
Untuk relationship tabel yang ada pada SQL Server agar dimudahkan untuk menjaga keutuhan database digunakan cascade update dan delete
Pada Gambar 2.15 dapat dilihat bagaimana cara menjaga keutuhan relationships dengan cascade update dan cascade delete. Cascade Update berfungsi untuk mengganti data pada Tabel sehingga tidak terjadi kesalahan pada data yang bersangkutan antar Tabel, sedangkan cascade delete digunakan untuk menghapus data pada Tabel agar data pada komponen Tabel tetap sesuai satu sama lain. [8]
2.8 .NET
Interoperabilitas adalah suatu kemampuan untuk saling bekerjasama antara sebuah sistem, khususnya pada suatu sistem komputer. Jadi inti interoperabilitas adalah bagaimana suatu sistem yang berbeda dapat saling berkomunikasi. Permasalahan ini dipecahkan dengan hadirnya konsep protokol (misalnya TCP/IP, Bluetooth, dan sebagainya).
Protokol adalah sekumpulan aturan spesifik yang memungkinkan berbagai sistem dapat berkomunikasi. Protokol meliputi seluruh format data, error handler, dan prosedur-prosedur khusus dalam berkomunikasi.
Namun protokol bukanlah akhir dari sebuah solusi interoperabilitas. Semakin hari sistem komputer makin bersifat distributif, bila dahulu komputer hidup secara
stand alone maka saat ini hampir sekitar 70% komputer di dunia terhubung dengan
internet. Hal ini memberikan arti bahwa semakin hari tingkat interoperabilitas semakin kompleks. Kekompleksan ini dapat dilihat dengan menujunya interoperabilitas pada tingkat aplikasi.
Tujuan interoperabilitas tingkat software adalah bagaimana komponen - komponen aplikasi yang dibuat dengan development tools yang berbeda, dengan bahasa yang berbeda, serta berjalan pada platform yang berbeda dapat saling berkomunikasi.
2.8.1 ADO.NET
ADO.NET adalah fitur sistem koneksi yang terdapat pada VB.NET untuk sistem koneksi antara aplikasi dengan database. Pada ADO.NET dikembangkan sebuah arsitektur baru yang mencoba melakukan koneksi ke server/database dengan paradigma baru, yakni paradigma terputus. Dengan kata lain klien melakukan koneksi ke database jika hanya diperlukan, yaitu pada saat melakukan query data kedalam
database.
Yang dimaksud dengan klien (client) adalah program yang mengakses
database (query). Jadi dengan menggunakan sistem diatas akan mereduksi akan
Bab ini akan menjelaskan perancangan program aplikasi pelacak objek. Program akan terdiri dari 2 jenis, yaitu program dengan menggunakan bahasa
assembler untuk program pengendali data pada mikrokontroler dan menggunakan
Visual Basic .NET® untuk penampil data pada PC. Kedua program dibuat dengan spesifikasi komputer AMD Turion 64 dan RAM sebesar 1024 MB. Program untuk tampilan akan dibuat agar dapat menampilkan objek secara visual pada peta dengan berbentuk jalur atau titik. Program ini dibuat dengan mengaplikasikan peta digital GIS dan GPS.
3.1 Model Sistem
Perancangan akan dibagi dalam 2 sistem, yaitu sistem pemancar dan sistem penerima. Diagram blok dari sistem pemancar dapat dilihat pada Gambar 3.1, sedangkan diagram blok dari sistem penerima dapat dilihat pada Gambar 3.2. Diagram blok akan menggambarkan koneksi antara komponen-komponennya.
MCU
GPS HP
Jalur Data
Gambar 3.1 Sistem pemancar dan penyedia data
HP PC
Jalur Kendali Jalur Data
Sistem penerima akan mengggunakan sebuah PC dan sebuah telepon seluler dengan PC sebagai pengendali untuk meminta data yang berupa koordinat objek dari sistem pemancar. Perintah AT yang terdapat di Windows HyperTerminal akan digunakan untuk mengendalikan permintaan data pada pemancar melalui HP yang sudah terkoneksi dalam bentuk SMS. Sistem pemancar menggunakan GPS sebagai penyedia data dan akan dikendalikan oleh mikrokontroler untuk aktivasi, sedangkan mikrokontroler akan meminta data atau mengaktifkan GPS apabila ada SMS yang masuk dari HP yang sudah terkoneksi sebelumnya.
Komponen utama dari sistem penerima adalah sebuah PC sebagai penampil dan HP Siemens M55 untuk penerima dan pengirim data. Sistem pemancar menggunakan GPS Receiver/GPS Mouse BR304 seriel sebagai penyedia data dan sistem minimal mikrokontroler ATMega 8515 dengan 2 port RS232 sebagai koneksi antara GPS dan HP siemens M55.
3.2 Perancangan Perangkat Lunak
3.2.1 Algoritma Penerima dan Penyimpan data
Untuk algoritma perancangan program untuk penerima dan penyimpan data adalah sebagai berikut:
1. Awal program akan dimulai dengan pembacaan serial port. 2. Memeriksa apakah ada data atau tidak.
3. Mendekodekan format PDU yang berasal dari HP dengan menggunakan PDU
decoder.
4. Memeriksa ada tidaknya data baru user tersebut dengan waktu yang diinginkan
user.
5. Menyimpan/memperbaharui data ke dalam database. 6. Reset timer hingga proses kembali seperti semula.
3.2.2 Diagram alir Penerima dan penyimpan data
Gambar 3.3 adalah diagram alir dari algoritma program pada bagian
3.2.1. Mulai Timer ON Timer = 100ms Increment Timer Timer Off Ada? Tidak Ya Tidak
Baca Data Decode PDU
Reset Timer
Ya
B Cek data user
A
Terdaftar ? Ada ? Perbaharui data B Ya Tidak Tidak Ya Masukkan data baru Cek User
Cek data posisi user pada waktu sekarang A
Gambar 3.3 (lanjutan) Diagram alir untuk fungsi penyimpan dan penerima data objek.
3.2.3 Algoritma Cek Data User
Algoritma cek data user dijelaskan seperti langkah-langkah dibawah ini: 1. Cek data dalam HP melalui hyperterminal dan AT Command.
2. Dekodekan format PDU yang ada dalam Handphone . 3. Baca header untuk nomor pengirim pada PDU. 4. Baca data pada database untuk user yang terdaftar. 5. Cocokkan data header dan data database.
3.2.4 Diagram Alir Cek Data User
Diagram alir dari algoritma program dari bagian 3.2.3 ditunjukkan oleh Gambar 3.4
Mulai
Cek data pada Handphone
Dekodekan PDU
Baca Header data
Baca database
Cocokkan header dengan data
database
Selesai
3.2.5 GIS Mapping
Perancangan menggunakan peta digital GIS yang berupa layer pertama akan dipilih layer file utama dan kemudian memilih warna dari peta dan atributnya selanjutnya memilih legend¸ terakhir menampilkan layer kedalam Program Visual Basic. Diagram alir dalam mapping dapat dilihat pada Gambar 3.5. Mulai Pilih Layer File Pilih Warna Selesai Tampilkan Layer ke Peta
Gambar 3.5 Diagram alir mapping pada GIS
Untuk menampilkan peta digital kedalam Visual Basic diperlukan komponen ESRI MapObject® agar bisa berintegrasi dalam form Visual Basic. Gambar 3.6 dan Gambar 3.7 menunjukkan component Esri MapObject.
Gambar 3.6 Komponen yang diperlukan untuk menampilkan peta
Gambar 3.7 Window untuk pemilihan layer yang disediakan oleh MapObjects
3.2.6 Algoritma Login User
Sebelum memasuki menu utama harus melalui proses login selain untuk keamanan program juga sebagai input data awal pada database. Gambar 3.8 menunjukkan diagram alir dari program login user.
Masukkan Nama dan Password
Baca Data pada
Database
Cari account user
Ada ? Tidak Tidak Ya Ya Selesai Tampilkan menu utama Cocokkan nama dan password Mulai
Gambar 3.8 Diagram alir login untuk user
3.2.7 Menu Utama
Gambar 3.9 menunjukkan layout program utama. Pada menu utama terdapat beberapa menu yaitu:
1. Menu informasi yang terdiri dari: 1. form Administrator.
2. form Anggota . 3. form Peta.
2. Menu pengaturan yang terdiri dari: 1. form Database setting
3. Menu bantuan terdiri dari: 1. form Tentang program
Gambar 3.9 Tampilan utama yang berisi sub menu Informasi, Pengaturan dan Bantuan
Gambar 3.9 Tampilan utama yang berisi sub menu Informasi, Pengaturan dan
Bantuan (lanjutan)
3.2.7.1 Form Anggota dan form Manajemen User
Form Anggota dan pengguna yang mempunyai bentuk form yang sama dapat
diakses dari menu informasi yang terdapat pada menu utama. Gambar 3.10 menunjukkan layout dari menu anggota dan menu untuk menampilkan posisi.
Gambar 3.10 Layout dari form Anggota
Di dalam form manajemen user dapat diubah account administrator pada
database sehingga administrator dapat menambah dan menghapus account anggota
yang sudah ada. Diagram alir dari form anggota dapat dilihat pada Gambar 3.11.
Hapus Data pada Databse Hapus Data Tidak Tidak Tidak Ya Ya Ya Masukkan data ke Database Simpan Data Masukkan data user Tambah Data Mulai Tidak
Edit Data Ubah
D t b Simpan Data Edit Data User Ya Tidak Hapus Data Tidak Ya Ya Selesai
3.2.7.2 Pengaturan Database
Pada engaturan Database akan dijelaskan tentang pengaturan dari koneksi pada database dan server untuk tiap-tiap pengguna. Diagram alir untuk
form pengaturan database dapat dilihat pada Gambar 3.12.
Mulai Buat Koneksi Koneksi Berhasil Simpan Setting Selesai Ya Tidak Masukkan nama Server
Masukkan nama Database
Masukkan nama ser dan Password
u
Form pengaturan database akan melakukan input nama server, database, validasi user dan password. Jika koneksi berhasil maka setting akan
disimpan setelah koneksi dibuat pada database. Untuk perancangan database digunakan MS SQL Server 2000, dengan nama database yaitu GIS dan menggunakan 3 tabel:
1. Tabel Anggota 2. Tabel Pengguna 3. Tabel Posisi
Rancangan awal pada database akan digunakan Tabel Anggota yang berelasi dengan Tabel Posisi sedangkan Tabel Pengguna tidak berelasi dengan kedua tabel yang tersisa sehingga korelasinya dapat dilihat pada Gambar 3.13
Pengguna -User ID -Password -Hak Anggota -User ID Posisi -User ID
Gambar 3.13 Korelasi Tabel pada database
Hubungan antar Tabel pada Tabel Anggota dan Posisi sangat erat, dengan Tabel master atau Tabel induk adalah Tabel Anggota. Jadi apabila Tabel Anggota salah satu komponen penyusunnya dihapus maka akan berefek juga pada dihapusnya salah satu komponen penyusun yang terdapat pada Tabel posisi.
Misalnya, jika Tabel anggota yang mempunyai komponen UserID dengan data “user123”, maka komponen UserID yang berisi data “user123” tersebut dihapus maka secara otomatis data yang sama yang terdapat pada Tabel posisi akan ikut terhapus. Sedangkan apabila pada Tabel slave yaitu tabel posisi, komponen penyusun
UserID dihapus maka Tabel induk tidak akan ikut terhapus meskipun hal itu
mengakibatkan relasi antar Tabel menjadi rusak karena UserID yang terdapat pada Tabel Master sudah tidak ada. Untuk menjaga keutuhan relasi adalah dengan menggunakan cascade delete dan update.
3.2.7.2.1 Tabel Pengguna
Tabel Pengguna yang tidak berelasi secara langsung dengan Tabel Anggota dan Tabel posisi akan digunakan untuk menyimpan data anggota dengan komposisi penyusun Tabel dapat dilihat pada gambar 3.14
Tabel Pengguna akan berfungsi untuk: 1. Pengelolaan data user.
2. Mengatur semua aktivitas yang dilakukan oleh user yang sedang login menurut otoritas dan hak yang dimiliki oleh user tersebut.
3.2.7.2.2 Tabel Anggota
Komponen penyusun tabel Anggota dapat dijelaskan pada gambar 3.15. Tabel anggota mempunyai fungsi untuk menentukan user dan informasi yang lebih mendetail dan harus dikombinasikan dengan Tabel posisi.
Gambar 3.15 Komponen penyusun tabel Anggota
3.2.7.2.3 Tabel Posisi
Pada Tabel posisi komponen penyusunnya dapat dilihat pada Gambar 3.16. Pada Tabel posisi terdapat relasi komponen penyusun yang terdapat pada field
Gambar 3.16 Komponen penyusun tabel posisi
Tabel posisi mempunyai fungsi:
1. Untuk menentukan identitas user yang mengakses.
2. Menyimpan informasi dari objek yang sedang diakses user yaitu berupa posisi (latitude dan longitude), lama waktu yang diakses, kecepatan user dan arah dari objek.
3.2.8 Class pada VB.NET
Pada aplikasi untuk menampilkan objek, di server akan digunakan class untuk pemanggilan objek atau perintah agar program lebih terstruktur dan data lebih mudah dimanipulasi.
Terdapat 3 class yang terdapat pada program: 1. Class Koneksi terdiri dari:
![Gambar 2.2 Satelit yang mengorbit bumi dengan jalur yang sama [5].](https://thumb-ap.123doks.com/thumbv2/123dok/4216679.2862469/34.918.393.686.152.433/gambar-satelit-mengorbit-bumi-jalur.webp)
