Arsitektur Wireless Sensor Network

 source wikipedia

A. Pengertian dari Wireless Sensor Network
    Wireles Sensor Network (WSN) adalah sebuah sistem berbasiskan jaringan wireless yang bentuk data-data digital pada dunia komputer. Secara umum Wireles Sensor Network (WSN) atau sensor jaringan nirkabel merupakan suatu peralatan sistem embedded (tertanam) yang di dalamnya terdapat satu atau lebih sensor dan dilengkapi dengan peralatan sistem komunikasi atau bisa disebut sensor yang bekerja tanpa menggunakan kabel. Sensor dalam peralatan ini digunakan untuk menangkap atau mengumpulkan suatu informasi yang sesuai dengan karakteristik dari sensor tersebut. Informasi yang telah dikumpulkan berupa sinyal analog di ubah dalam bentuk sinyal digital dan kemudian transmisikan ke suatu node (titik) melalui media tanpa kabel atau wireless seperti wiffi, bluetooh, inftrared, dan lainya.
    Masing-masing titik dalam WSN dilengkapi dengan radio transceiver sebagai node penerima atau pengirim atau juga perangkat pendukung lainnya. Sehingga Wireles Sensor Network (WSN) juga dikenal sebagai sebuah sistem yang terdiri dari sejumlah besar low-cost sensor yang berukuran kecil dan tersebar pada sebuah area yang sangat luas dengan satu node penampung untuk mengumpulkan hasil proses pembacaan sensor node lainya. Sensor di WSN sebuah memiliki berbagai tujuan, fungsi, dan kemampuan.

B. Komponen-komponen pada Wireless Sensor Network
    Sebuah WSN umumnya terdiri atas bagian-bagian berikut :
1. Transceiver ataupun Communication device Berfungsi untuk menerima / mengirim data dengan menggunakan protokol IEEE 802.15.4 kepada device lain seperti concentrator, modem Wifi, dan modem RF.
2. Mikrokontroler, Berfungsi untuk melakukan fungsi perhitungan, mengontrol dan memproses device-device yang terhubung dengan mikrokontroler.
3. Power Supply, Berfungsi sebagai sumber energi bagi sistem WSN secara keseluruhan. 8
4. External Memory, Berfungsi sebagai tambahan memory bagi sistem WSN, pada dasarnya sebuah unit mikrokontroler memiliki unit memory sendiri.
5. Sensor, Berfungsi untuk men-sensing besaran-besaran fisis yang hendak diukur. Sensor adalah suatu alat yang mampu untuk mengubah suatu bentuk energi ke bentuk energi lain, dalam hal ini adalah mengubah dari energi besaran yang diukur menjadi energi listrik yang kemudian diubah oleh ADC menjadi deretan pulsa terkuantisasi yang kemudian bisa dibaca oleh mikrokontroler.

Tipe Sensor	Contoh Sensor
Temperatur	Thermistor, thermocouple
Tekanan	Pressure gauge, barometer, ionization gauge
Optik	Photodiodes, phototransistors, infrared sensors, CCD sensors
Akustik	Piezoelectric resonators, microphones
Mekanik	Strain gauges, tactile sensors, capacitive diaphragms, piezoresistive cells
Gerakan dan Getaran	Accelerometers, gyroscopes, photo sensors
Posisi	GPS, ultrasound-based sensors, infrared-based sensors, inclinometers
Kelembaban	Capacitive and resistive sensors, hygrometers, MEMS-based humidity sensors
Radiasi	Ionization detectors, Geiger–Mueller counters

C. Tipe sensor
    Sensor-sensor ini akan mengubah data analog ke data digital. Data ini selanjutnya dikirim ke suatu node melalui media komunikasi yang digunakannya seperti :

-Bluetooth

-Infrared

-Wifi

D. Prinsip kerja dari Arsitektur Wireless Sensor Network

Ø Sensorboard mengumpulkan data (cahaya, temperature, kelembapan,dsb)

Ø Mote mengirimkan data sensing ke gateaway

Ø Gateaway mengolah data sensing dan mengirimkan ke server

Ø Server memproses data untuk ditampilkan

Ø Kontroler mengendalikan switch untuk meningkatkan atau menurunkan kinerja peralatan listrik

E. Contoh pengaplikasian Arsitektur Wireless Sensor Network
    Beberapa penelitian yang telah mengkaji pengaplikasian Wireless Sensor Network (WSN) diantaranya sebagai berikut: 
1. Pada penelitian yang telah dilakukan oleh Iwan et al (Muhammad, Sugiarto, and Sakti 2009), membangun sistem monitoring kualitas udara menggunakan WSN, dengan parameter yang digunakan yaitu suhu, kelembaban, karbondioksida, karbonmonoksida. Pada penelitian ini (Muhammad, Sugiarto, and Sakti 2009), data yang didapatkan tidak dilakukan pengolahan secara lebih lanjut untuk menghasilkan informasi klasifikasi kualitas udara. Penelitian yang dilakukan oleh Xu dan Liu (Xu and Liu 2017), yaitu melakukan monitoring kualitas air dengan menggunakan parameter kelarutan oksigen, tekanan air, PH, temperatur dengan mengaplikasikan WSN. Penelitian aplikasi WSN dengan judul “Wireless Sensor Network System Design using Raspberry Pi and Arduino for Environmental Monitoring Applications” (Ferdoush and Li 2014) mengaplikasikan modul arduino dan xbee untuk komunikasi nirkabelnya, hanya saja modul xbee tersebut memiliki biaya yang cukup tinggi dalam pengadaannya.
2. Penelitian lain yang mengaplikasikan wireless sensor network dan menerapkan konsep klasifikasi dataminig diantaranya, Laksono et al (Budi et al. 2016) mengaplikasikan wireless sensor network untuk membuat prediksi cuaca dengan menggunakan paramter sensor angin, suhu dan kelembaban, dengan menggunakan metode C4.5. Pada penelitian Sugiarto dan Sustika(Sugiarto and Sustika 2016) yang dilakukan pengklasifikasian data kualitas udara dengan fitur yang digunakan yaitu suhu, kelembaban, karbondioksida, dan karbon monoksida, kemudian pengklasifikasian dilakukan menggunakan metode decision tree. Saoudi et al (Saoudi et al. 2016), melakukan penelitian mengaplikasikan WSN untuk mendeteksi kebakaran hutan. Sensor node pada penelitian ini (Saoudi et al. 2016), melakukan pemantauan suhu, kelembaban, intensitas cahaya, dan intensitas asap, kemudian dilakukan pengklasifikasian data pada server apakah terjadi kebakaran hutan atau tidak, dengan menggunakan metode klasifikasi Artificial Neural Network pada datamining. Pada penelitian ini dibuat aplikasi berbasis Wireless Sensor Network (WSN) untuk monitoring dan klasifikasi kualitas udara secara online, dengan menggunakan modul NRF24L01 untuk komunikasi antara sensor node dan base station yang biayanya cukup terjangkau dibandingkan Xbee. Penyebaran Node Sensor pada titik-titik lokasi tertentu, misalnya di dekat jalan raya, perumahan, kawasan industri, dan sebagainya. dengan parameter yang digunakan diantaranya karbonmonoksida, Ozon, dan kadar partikulat di udara. Nilai dari parameter tersebut didapatkan dari proses sensing oleh sensor secara berkala.

F. Referensi
- Arya, Tri Fidrian Dkk. Aplikasi Wireless Sensor Network untuk sistem monitoring dan klasifikasi kualitas udara. 2018. Malang.
- Kesuma, Ayu. Wireless Sensor Network. 2012.
- Apriani, A. Wireless Sensor Network. 2017.

~Azyufito Azra Nasution~