Download (1615Kb)

PROYEK AKHIRANALISA KINERJA ROUTING PROTOKOL PADAJARINGAN SENSOR NIRKABEL DENGAN METODEGRADIENT BASED APPROACHKUNPRAGA MAULANA ARROSSYNRP 7207 040 036Dosen PembimbingTri Budi Santoso, ST. MT.NIP. 197001051995021001Ir. Prima Kristalina, MT.NIP. 196505251990032001JURUSAN TEKNIK TELEKOMUNIKASIPOLITEKNIK ELEKTRONIKA NEGERI SURABAYAINSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBERSURABAYA2011

PROYEK AKHIRANALISA KINERJA ROUTING PROTOKOL PADAJARINGAN SENSOR NIRKAEBL DENGANMETODE GRADIENT BASED APPROACHKunpraga Maulana ANRP. 7207 040 036Dosen Pembimbing :Tri Budi Santoso, ST. MT.NIP. 197001051995021001Ir. Prima Kristalina, MT.NIP. 196505251990032001JURUSAN TEKNIK TELEKOMUNIKASIPOLITEKNIK ELEKTRONIKA NEGERI SURABAYAINSTITUT TEKNOLOGI SEPULUH NOPEMBERSURABAYA2011

ANALISA KINERJA ROUTING PROTOKOL PADA JARINGANSENSOR NIRKAEBL DENGAN METODE GRADIENT BASEDAPPROACHOleh:KUNPRAGA MAULANA ARROSSY7207 040 036Proyek Akhir ini Diajukan Sebagai Salah Satu SyaratUntuk Memperoleh Gelar Sarjana Sains Terapan (S.ST)diPoliteknik Elektronika Negeri SurabayaInstitut Teknologi Sepuluh Nopember SurabayaDisetujui olehTim Penguji Proyek Akhir :Dosen Pembimbing:1. Ir. Nur Adi Siswandari, MT 1. Tri Budi Santoso, ST. MTNIP. 196004301994032001 NIP. 1970010519950210012. Okkie Puspitorini, ST. MT 2. Ir. Prima Kristalina, MTNIP. 197010111995122001 NIP. 1965052519900320013. Hani’ah Mahmudah, ST. MTNIP. 197709162001122001MengetahuiKetua Jurusan TelekomunikasiArifin, ST, MTNIP. 196005031988031004ii

ABSTRAKJaringan Sensor Nirkabel terdiri atas sejumlah besar sensornode yang bebas. Setiap node memiliki kemampuan untuk mengirim,menerima dan mendeteksi. Sensor node juga di lengkapi denganperalatan pemrosesan data, penyimpanan data sementara atau memory,peralatan komunikasi dan power supply atau baterai. Dalam aplikasiWSN, sensor node harus mempunyai dimensi yang sangat kecil,sehingga sensor node mempunyai keterbatasan baik dalam processor,memory atau wireless.Pada proyek akhir ini telah dibangun sebuah simulasi pengirimandata (routing) menggunakan Gradient Based Approach sebagaialgoritma rute pengiriman data. Pendekatan secara gradient tidakmenggunakan jarak yang absolut sebagai parameternya, tetapi denganmenggunakan jarak relatif. Beberapa parameter yang digunakan adalahperhitungan Hop, konsumsi energi, dan sisa energi pada sensor.Hasil yang diproses pada proyek akhir ini adalah membuat sebuahjalur routing yang cepat dan efisien serta perencanaan konfigurasi sistemagar transmisi informasi dapat berlangsung dengan baik dan optimaldengan menggunakan metode Gradient-based routing. Pada proyekakhir ini diketahui pengiriman 100bit data dalam satu rute (dari sumberke sink) yang membututuhkan energy rata-rata sebesar 287420.5 nJ.Kata kunci : Routing protocol, Gradient routing protocol, WirelessSensor Networkiii

ABSTRACTWireless Sensor Network consist a large number of free sensornode. Each node has the ability to send, receive and sense. In addition,sensor nodes are also equipped with data processing equipment, datastorage or memory, communication equipment, and power supply orbattery. In WSN applications, sensor nodes must have a very smalldimension, so that the sensor nodes have limitation in the processor,memory and wireless. Therefore many researchers are interested inWSN to optimize their energy needs in data processing orcommunication to the sink.In this final project defined as the process of selecting the bestroute with the lowest energy celection until it reaches the destinationpoint (gradient based). On the data source and other nodes, willdetermine the amount of energy required to sink, from the data source,data will be on flow by decreasing energy up to the sink. The problemwill be resolved is how to design configuration, simulationimplementation of gradient based routing in WSN and how thesemethods influence the performance of the system.Expected results at the end of this project is to create the fastespath and efficient routing and planning system configuration forinformation transmission can take place properly and optimally usingGradient-based routing. At this project tells average energy that neededto transmit 100bits data to the sink in a single routing is 287420.5 nJ.Keywords : Routing protocol, Gradient routing protocol, WirelessSensor Networkiv

KATA PENGANTARDengan mengucap puji syukur kepada Allah, atas limpahan rahmatdan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan proyek akhiryang berjudul :ANALISA KINERJA ROUTING PROTOKOL PADA JARINGANSENSOR NIRKABEL DENGAN METODE GRADIENT BASEDAPPROACHProyek Akhir ini dibuat dengan maksud dan tujuan untukmemenuhi salah satu persyaratan menyelesaikan studi di JurusanTelekomunikasi Politeknik Elektronika Negeri Surabaya, InstitutTeknologi Sepuluh Nopember yang telah dijalani selama genap empattahun. Disamping itu juga sebagai pembelajaran untuk diri pribadidalam banyak hal, baik itu pengetahuan, mempraktekkan kuliah yangtelah didapat selama ini dan sebuah persiapan untuk menghadapi duniakerja.Dengan selesainya buku laporan proyek akhir ini, penulis berharapsemoga buku ini dapat membawa manfaat bagi pembaca umumnya danjuga bagi penulis pada khususnya serta semua pihak yangberkepentingan. Penulis juga berharap agar proyek akhir ini dapatdikembangkan lebih lanjut sehingga dapat benar-benar digunakansebaik-baiknya untuk mendukung perkembangan ilmu pengetahuan.Kami menyadari bahwa kami adalah manusia biasa yang tidakluput dari kesalahan dan kekurangan. Untuk itu, kritikan dan saran yangbersifat membangun kami harapkan untuk perbaikan selanjutnya.Surabaya, Juli 2009Penulisv

UCAPAN TERIMA KASIHDengan segala kerendahan hati, pada kesempatan ini saya inginmenyampaikan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada semua pihakyang telah membantu saya dalam menyelesaikan proyek akhir ini,sehingga saya dapat menyelesaikan studi saya di Politeknik ElektronikaNegeri Surabaya. Ucapan terima kasih saya tujukan kepada :1. Keluarga tercinta yang telah membesarkan dan membimbingsaya dengan penuh kasih sayang, pengorbanan, serta do’a yangtak henti-hentinya dipanjatkan demi kesuksesan saya.2. Bapak Dr. Dadet Pramadihanto, M.Eng selaku DirekturPoliteknik Elektronika Negeri Surabaya, Institut TeknologiSepuluh Nopember.3. Bapak Arifin, ST, MT selaku Kepala Jurusan Telekomunikasi4. Bapak Tri Budi Santoso, ST, MT selaku dosen pembimbing yangselalu memberikan bimbingan, ilmu dan waktunya.5. Ibu Ir. Prima Kristalina, MT selaku dosen pembimbing yangselalu memberikan bimbingan, ilmu dan waktunya.6. Ibu Ir. Nur Adi Siswandari, MT dosen penguji untuk ilmu danwaktunya.7. Ibu Okkie Puspitorini, ST. MT dosen penguji untuk ilmu danwaktunya.8. Ibu Hani’ah Mahmudah, ST. MT dosen penguji atas ilmu danwaktunya.9. Sahabat senasib seperjuangan Lab DSP atas dukungan, semangat,canda, dan tawanya.10. Keluarga D4 TB untuk dukungan, semangat, persahabatan,bantuan, dan masih banyak lagi. Semoga kita bisa tetap dekatseperti keluarga walaupun telah berpisah nanti.11. Semua teman – teman yang tidak bisa saya sebutkan satu presatuuntuk do’a dan dukukannya.Penulis menyadari ”tak ada gading yang tak retak”. Demikianjuga dalam penyusunan buku Proyek Akhir ini yang jauh darisempurna. Saran dan kritik yang membangun diharapkan penulis.Semoga buku ini dapat memberikan manfaat bagi kita semua.Semoga Allah SWT senantiasa memberikan balasan yang lebihbaik di kemudian hari.vi

DAFTAR ISIABSTRAK ..................................................................................... iiiABSTRACT ....................................................................................ivKATA PENGANTAR ......................................................................vDAFTAR ISI .................................................................................. viiDAFTAR GAMBAR ..................................................................... viiiDAFTAR TABEL ............................................................................ixBAB I PENDAHULUAN ................................................................11.1 Latar Belakang ......................................................................11.2 Tujuan ..................................................................................11.3 Perumusan Masalah ..............................................................21.4 Batasan Masalah ...................................................................21.5 Metodologi ..........................................................................21.6 Sistematika Penulisan ............................................................3BAB II DASAR TEORI ....................................................................52.1 WSN (Wireless Sensor Network)...........................................52.2 Routing Protokol ...................................................................82.3 Routing Protokol pada WSN ............................................... 102.4 Algoritma Indicator-Based .................................................. 102.5 Gradient Based ................................................................... 10BAB III PERANCANGAN SISTEM ............................................... 15Blok Diagram ........................................................................... 153.1 Cara Kerja........................................................................... 153.2 Algoritma Gradient Based Approach ................................... 173.3 Pembangkitan Sensor .......................................................... 183.4 Cost Generate ...................................................................... 193.5 Perencanaan Program .......................................................... 20BAB IV IMPLEMENTASI SISTEM DAN ANALISA ...................... 234.1 Pembuatan Sistem .............................................................. 234.2 Pengujian dan Analisa ........................................................ 36BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ............................................. 43DAFTAR PUSTAKA ....................................................................... 45LAMPIRAN .................................................................................... 47DAFTAR RIWAYAT HIDUP ......................................................... 69vii

DAFTAR GAMBARGambar 2.1 Arsitektur Sederhana Wireless Sensor Network ........ 5Gambar 2.2 Contoh device yang digunakan sebagai sensor dalamWireless Sensor Network ......................................... 7Gambar 2.3 Routing Protokol ..................................................... 9Gambar 2.4 Contoh Rute Transmisi pada MCFN ....................... 11Gambar 2.5 Contoh rute transmisi mesh GARB dengan 1 extrakredit .................................................................... 12Gambar 3.1 Blok Diagram Gradient Based Routing .................. 15Gambar 3.2 Flowchart Perancangan Sistem .............................. 16Gambar 3.3 Flowchart Pembangkitan Sensor Acak ................... 18Gambar 3.4 Flowchart Cost Generate ....................................... 19Gambar 3.6 Clas-clas Pendukung ............................................. 20Gambar 4.1 Tampilan class ...................................................... 23Gambar 4.2 Members View Method dan Constructor ................. 25Gambar 4.3 Members View Atributs........................................... 26Gambar 4.4 GradientBased Components ................................... 26Gambar 4.5 Hasil running GradientBased.java ........................... 28Gambar 4.6 Tampilan pembangkitan node ................................ 30Gambar 4.7 Tampilan pembangkitan nilai Hop ......................... 33Gambar 4.8 Tampilan pembangkitan jalur routing .................... 36Gambar 4.9 Grafik energi Tx terhadap jarak ................................. 39Gambar 4.10 Energi terhadap jarak dan bit data ........................... 40Gambar 4.11 Grafik energi total ................................................. 42viii

DAFTAR TABELTabel 2.1 Tabel transmission range sensor ................................... 7Tabel 4.1 Energi terhadap jarak .................................................. 38Tabel 4.2 Energi terhadap jarak dan bit data ............................... 39Tabel 4.3 Total energi yang dibutuhkan ...................................... 41ix

1.1 LATAR BELAKANGBAB IPENDAHULUANJaringan Sensor Nirkabel (Wireless Sensor Network) terdiriatas sejumlah besar sensor node yang bebas. Setiap node memilikikemampuan untuk mengirim, menerima dan mendeteksi. Sensor nodememiliki kemampuan terbatas didalam kapasitas memori, bandwidth,dan power[2].Suatu sistem terkadang memerlukan data-data tertentu sebagaiinput atau acuan dalam merespon, atau dalam menentukan langkah yangakan dilakukan selanjutnya untuk mencapai tujuan dari sistem tersebut.Namun terkadang data-data tersebut merupakan data fisis yang yangharus didapatkan secara berkelanjutan hingga periode waktu yangsangat lama. Selain itu tidak jarang data tersebut hannya berada padadaerah-daerah yang bersifat ekstrim, dan tidak mudah untuk didapatkan.Sensor node yang cenderung memiliki urkuran kecil, danmemiliki kemampuan untuk mengindra. Sensor sangat cocok untukmemonitor lingkungan. Sensor menjawab semua permasalahan diatas.Sensor sering memiliki error yang cukup besar, harga yang sangatmahal, dan kebanyakan memiliki DSN (Distributed Sensor Network)yang sering tidak terstruktur. Menyebabkan pembuatan routing padaDSN merupakan hal yang vital[3].Routing protokol tradisional di DSN kebanyakan didasari padaflooding atau random-walk, menyebabkan biaya (cost) komunikasi yangbesar dikarekanakn bnyaknya rute yang di temukan dan pengirimanyang tidak terarah.Untuk menyeselsaikan masalah itu muncul berbagai macamalgoritma, yang menggunakan bergai jenis parameter untukmendapatkan tujuan yang berbeda-beda pula.1

21.2 TUJUANTujuan dari proyek akhir ini adalah membuat sebuah simulasirouting protokol pada WSN(Wireless Sensor Network) yangmenggunakan metode gradient based approach pada, akan menunjukkanjalur mana yang tercepat dan terefisien pada sebuah node dalammengirimkan informasi ke node yang lain untuk mencapai suatu nodedestination tertentu.1.3 PERUMUSAN MASALAHMetode yang digunakan pada tugas akhir ini didefinisikansebagai proses pemilihan route terbaik dengan pemilihan energiterendah hingga mencapai destination point. Pada sumber data dannode-node yang lain, akan menentukan besar energi yang dibutuhkanuntuk menuju sink, dari sumber data, data akan di alirkan berdasarkanpenurunan energi hingga sampai pada sink.1.4 BATASAN MASALAHBerdasarkan perumusan masalah di atas, diberikan batasan –batasan sebagai berikut :‣ Pemilihan route terbaik untuk pengiriman data‣ Routing protokol yang digunakan pada pross simulasi adalahIndicator Based Approach Gradient Based routing‣ Pembuatan simulasi gradient based routing protokol denganmenggunakan Java.1.5 METODOLOGIMetodologi pembahasan pada proyek akhir ini direncanakanseperti yang tercantum berikut ini :o Rancangan sistem :Sistem ini dirancang dengan menggunakan java yang mananantinya route yang dipilih akan di simulasikan kedalam programyang sudah di disain pada Java. Rute yang akan di pilih di tentukanberdasarkan energi terendah yang di butuhkan dalam melewatkandata.

o Pembuatan :Dari hasil perancangan, akan dilakukan pembuatan simulasiRouting Protokol dengan menggunakan Gradient Based padaWireless Sensor Network yang akan menentukan routing mana yangpaling efisien untuk proses pengiriman paket data denganmenggunakan bahasa pemrograman JAVA.3o Analisa hasil penelitian :Sesuai dengan rancangan, simulasi menggunakan metode/algoritmaGradient based routing yang mana penentuan arah routingnyadidasarkan pada biaya yang terkecil. Pada simulasi dibuat nodenodeyang sudah ditentukan biaya. Kemudian arah routingnyaditentukan berdasarkan penurunan biaya hingga sampai ke nodedestination. Setiap node yang akan mengirimkan datanya ke nodeberikutnya, akan memastikan terlebih dahulu bahwa node tersebutmerupakan jalur yang optimal.o Kesimpulan :Pada simulasi yang telah dibuat dapat ditentukan bagaimana arahrouting yang sebenarnya jika didasarkan pada gradient basedrouting. Pada simulasi ini juga dapat dilihat jalur mana yangtercepat dan efisien pada sebuah node dalam mengirimkaninformasi ke node yang lainnya untuk mencapai ke sink tertentu.1.6 SISTEMATIKA PENULISANSistematika pembahasan yang akan diuraikan dalam bukulaporan proyek akhir ini terbagi dalam bab-bab yang akan dibahassebagai berikut:BAB I PENDAHULUANBab ini membahas tentang latar belakang, tujuan, batasan masalah,permasalahan, dan sistematika pembahasan yang digunakan dalampembuatan proyek akhir ini.

4BAB II TEORI PENUNJANGSistematika pembahasan yang akan diuraikan dalam buku laporanproyek akhir ini terbagi dalam bab-bab yang akan dibahas sebagaiberikut:• Wireless Sensor Network (WSN)• Routing Protokol• Algoritma Gradient Based Routing• JavaBAB III PERENCANAAN DAN PEMBUATANBerisi tentang perencanaan dan pembuatan sistem. Terdiri dariproses perancangan software dan pembuatan simulasi routingprotokol.BAB IV PENGUJIAN DAN ANALISABerisi tentang hasil pengujian sistem yang telah dibangun baiksecara bertahap, serta analisis terhadap hasil pengujian sistem.BAB V. KESIMPULANBab ini berisi kesimpulan dari pembahasan pada perancangan awalserta analisa yang diperoleh. Untuk lebih meningkatkan mutu darisistem yang telah dibuat maka kami memberikan saran-saran untukperbaikan dan penyempurnaan sistem.BAB VI. DAFTAR PUSTAKAPada bagian ini berisi tentang referensi-referensi yang telah dipakaioleh penulis sebagai acuan dan penunjang serta parameter yangmendukung penyelesaian proyek akhir ini baik secara praktikmaupun sebagai teoritis.

BAB IIDASAR TEORI2.1 WSN (Wireless Sensor Network)Wireless sensor network merupakan sekumpulan sensorotomatis yang letaknya terdistribusi di berbagai tempat, dimana setiaptitik sensor di dalam jaringan sensor dilengkapi dengan radio transceiveratau semacam alat komunikasi wireless. Sensor tersebut bekerjabersama-sama dan biasanya digunakan untuk memonitor kondisilingkungan fisik, antara lain: suhu, gerakan, suara, getaran, perubahanwarna, dan lain-lain, ilustrasi jaringan WSN dapat di lihat pada gambar2.1. Setiap titik/node sensor biasanya dilengkapi juga denganmikrokontroler dan sumber energi (biasanya battery atau mungkin solarcell). Sebuah Wireless sensor network biasanya merupakan jaringanwireless ad-hoc, yang berarti bahwa setiap sensor mendukung algoritmarouting multi-hop dimana node-node juga berfungsi sebagai forwarderyang me-relay paket data ke stasiun pusat[4]. Penggunaan arsitektur adhocdalam wireless sensor network dikarenakan arsitektur ini yangpaling tepat dan paling murah untuk diterapkan dalam wireless,mengurangi biaya key factor pada banyak jaringan, seperti instalasi,maintenance dan ongoing operational needs. Karakteristiknya antaralain : self transformation function, self repair feature, dan multi hopfunction.Gambar 2.1 Arsitektur Sederhana Wireless Sensor NetworkDari segi ukuran, node di dalam sensor network memilikiukuran fisik bervariasi. Harganya juga bervariasi bergantung pada5

6ukuran sensor network serta kompleksitas dari sensor. Wireless sensornetwork memiliki karakteristik yang unik, antara lain:- Daya / power yang dapat disimpan atau dipanen sangat terbatas, olehkarena itu sangat penting untuk menggunakan device yang hematenergi.- Kemampuan menahan kondisi lingkungan yang keras. Device yangdigunakan kemungkinan diletakkan di daerah yang mungkin sajabersuhu ekstrim atau di daerah daerah berbahaya, sehingga kemampuanini sangat penting menjaga sensor tetap bisa digunakan meskipunkondisi lingkungan sangat ekstrim.- Mobilitas dari node dan topologi jaringan yang dinamis. Device yangdigunakan bisa saja lokasinya berpindah – pindah, misalkan sensor yangdiletakkan pada armada truck pengiriman barang yang mana digunakanuntuk men-tracking posisi dari armada pengiriman tersebut.- Adanya kemungkinan kegagalan komunikasi ataupun kesalahanoperasi- Heterogenitas dari node, baik dari segi hardware (ukuran sensor,device yang digunakan, dan lain-lain) maupun software. Selain itukemampuan yang dimiliki oleh device pun juga bisa beraneka ragam.- Jumlah node dalam wireless sensor network bisa diperbanyak, yangmembatasi jumlahnya adalah bandwidth dari gateway.Wireless sensor network bisa diterapkan diberbagai bidang,umumnya digunakan untuk melakukan aktivitas monitoring dantracking. Dalam bidang antisipasi dan pencegahan bencana, sensordapat digunakan untuk mendeteksi kemungkinan bencana. Sensordiletakkan di berbagai daerah, ketika kemungkinan adanya bencanaterdeteksi maka sensor akan mengirimkan data ke stasiun pusat.Selanjutnya di stasiun pusat terjadi pengolahan data, memberikan earlywarning system akan adanya bencana kepada para penduduk.Pemberitahuan dapat melalui berbagai media, melalui internet, ataupunsms. Selain itu, informasi dari sensor sensor dalam wireless sensor

network digabungkan dengan Geographic Information Systemdimungkinkan untuk mengetahui dimana titik aman yang terlindung daribencana. Para penduduk selanjutnya bisa mengambil informasi tersebutdan mengeceknya pada GPS untuk melihat peta lokasi dari daerah yangaman bencana. Pada bidang pertanian, wireless sensor network dapatditerapkan untuk memonitor tanaman atau areal pertanian, misalkan sajatanaman teh. Tanaman teh dimana daun siap dipetik dengan daun belumsiap dipetik memiliki warna yang berbeda. Sensor dapat memonitorcitra daun teh, mengirimkannya ke stasiun pusat melalui wireless,kemudian dengan teknik image processing dapat diketahui daerah manadari areal perkebunan yang sudah siap untuk dipetik.Dari desain yang ada, yang jelas, sensor dalam Wireless sensornetwork bisa digunakan untuk mendapatkan data secara real time. Dandengan adanya wireless, memberikan keuntungan sehingga alat bisadiletakkan dimana saja dan dapat dipantau meskipun dari jarak jauh.Contoh divice yang di gunakan dalam WSN dapat dilihat pada gambar2.2.7Gambar 2.2 Contoh device yang digunakan sebagai sensor dalam Wireless SensorNetworkTiap-tiap sensor memiliki transmission range yang berbedabedatergantung jenisnya, terlihat pada tabel 2.1.Tabel 2.1 Tabel transmission range sensor [6]Jenis Sensor Radius coverage (m) Harga ($)1 1 502 5 1503 8 1604 10 2505 15 3006 20 6007 25 7008 30 800

82.2 Routing protocol9 35 82510 40 85011 45 90012 50 1000Routing adalah suatu protokol yang digunakan untukmendapatkan rute dari satu jaringan ke jaringan yang lain. Rute ini,disebut dengan route dan informasi route secara dinamis dapat diberikanke router yang lain ataupun dapat diberikan secara statis ke router lain.Routing protocol adalah komunikasi antara router-router. Routingprotocol mengijinkan router-router untuk sharing informasi tentangjaringan dan koneksi antar router.Semua routing protokol bertujuan mencari rute tersingkat untukmencapai tujuan. Dan masing-masing protokol mempunyai cara danmetodenya sendiri-sendiri. Secara garis besar, routing protokol dibagimenjadi Interior Routing Protocol dan Exterior Routing Protocol.Keduanya akan diterangkan sebagai berikut :2.2.1 Interior Routing ProtocolSesuai namanya, interior berarti bagian dalam. Dan interiorrouting protocol digunakan dalam sebuah network yang dinamakanautonomus systems (AS) . AS dapat diartikan sebagai sebuah network(bisa besar atau pun kecil) yang berada dalam satu kendali teknik. ASbisa terdiri dari beberapa sub network yang masing-masingnyamempunyai gateway untuk saling berhubungan. Interior routingprotocol mempunyai beberapa macam implemantasi protokol, yaitu :- RIP (Routing Information Protocol)Merupakan protokol routing yang paling umum dijumpai karenabiasanya sudah included dalam sebuah sistem operasi, biasanya unixatau novell. RIP memakai metode distance-vector algoritma. Algoritmaini bekerja dengan menambahkan satu angka metrik kepada rutingapabila melewati satu gateway. Satu kali data melewati satu gatewaymaka angka metriknya bertambah satu ( atau dengan kata lain naik satu

hop ). RIP hanya bisa menangani 15 hop, jika lebih maka host tujuandianggap tidak dapat dijangkau. Oleh karena alasan tadi maka RIP tidakmungkin untuk diterapkan di sebuah AS yang besar. Selain itu RIP jugamempunyai kekurangan dalam hal network masking.- OSPF (Open Shortest Path First)Merupakan protokol routing yang kompleks dan memakan resourcekomputer. Dengan protokol ini, route dapat dapat dibagi menjadibeberapa jalan. Maksudnya untuk mencapai host tujuan dimungkinkanuntuk mecapainya melalui dua atau lebih rute secara paralel.Lebih jauh tentang RIP dan OSPF akan diterangkan lebih lanjut.2.2.2 Exterior ProtocolAS merupakan sebuah network dengan sistem policy yangpegang dalam satu pusat kendali. Internet terdiri dari ribuan AS yangsaling terhubung. Untuk bisa saling berhubungan antara AS, maka tiaptiapAS menggunakan exterior protocol untuk pertukaran informasiroutingnya. Informasi routing yang dipertukarkan bernama reachabilityinformation (informasi keterjangkauan). Tidak banyak router yangmenjalankan routing protokol ini. Hanya router utama dari sebuah ASyang menjalankannya. Protokol yang mengimplementasikan exterior :- EGP (Exterior Gateway Protocol)Protokol ini mengumumkan ke AS lainnya tentang network yang beradadi bawahnya. Pengumumannya kira-kira berbunyi : ” Kalau hendakpergi ke AS nomor sekian dengan nomor network sekian, maka silahkanmelewati saya”. Router utama menerima routing dari router-router ASyang lain tanpa mengevaluasinya. Maksudnya, rute untuk ke sebuah ASbisa jadi lebih dari satu rute dan EGP menerima semuanya tanpamempertimbangkan rute terbaik.- BGP (Border Gateway Protocol)BGP sudah mempertimbangkan rute terbaik untuk dipilih. Seperti EGP,BGP juga mepertukarkan reachability information.Router menggunakan informasi ini untuk membangun dan memperbaikitable routingnya. Seperti terlihat pada gambar 2.3.9

102.3 Routing protokol pada WSNGambar 2.3. Routing ProtokolSecara umum, Routing protocol pada WSN dibagi menjadi duakatagori :• Indicator-based• Indicator-freePada indicator-based, selalu terdapat fase inisialisasi dimana sebuahindicator algoritma tersebut digunakan. Berdasarkan algoritmanya,setiap node menyusun sebuah indicator untung membantu prosesrouting. Pada algoritma indicator-free, proses routing dibuat di udara.2.4 Algoritma Indicator-BasedPada katagori ini, indikatornya tersusun oleh sensor-sensorpada tahap setup. Sensor-sensor tersebut lalu mengikuti indicator iniuntuk membuat suatu jalur routing yang tepat dan efisien. Berdasarkanpada perbedaan indicator, algoritma ini dibagi menjadi tiga subclassyaitu :• Geography-Based• Gradient-Based• Cluster-Based2.5 Gradient BasedDaripada menggunakan jarak geometri yang absolut, solusi lainmenggunakan jarak relatif antara node. Jarak relatif tersebut adalah"Gradien" yang menunjukkan arah aliran data dari pengirim tertentu.Beberapa pendekatan memilih sink sebagai sumber, seperti MCFN,GRAB, ARRIVE, dan GRAd. Yang lain memanfaatkan sumber datasebagai asal, seperti Direct Diffusion.

MCFN mempelajari masalah pengiriman paket dari sensor kesink. Dalam MCFN, masing-masing node memiliki cost field sebagaibiaya minimum dari node ke sink. Setelah cost field ditetapkan, paketmengalir ke sink sejalan dengan penurunan cost field. Paket hanyamembawa biaya minimum dari sumber ke sink dan biaya yangdikeluarkan sampai ke node berikutnya. Forwarding node intermediatehanya menyebarkan paket ke semua tetangga tanpa menetapkan hopselanjutnya. Lingkungan penerima memutuskan untuk meneruskan jikajumlah biaya yang digunakan (yang terdapat dalam paket) dan biayanode (disimpan di node) cocok dengan biaya node sumber (yangterkandung dalam paket). Artinya, Cost source = Cost consumed +Cost current_node , berarti bahwa node sekarang pada jalur yang optimal.Dalam contoh ditunjukkan pada Gambar 2.4, jumlah hop digunakansebagai cost field. Hal ini akan memastikan bahwa setiap node hanyamengiklankan cost fieldnya sekali dengan nilai yang benar. GRABadalah versi mesh MFCN untuk meningkatkan kehandalan transmisi.Dalam Grab, daripada menggunakan 1 jalan optimal, sebuah meshantara sumber dan sink terbentuk, dan semua node dalam mesh terlibat.Lebar mesh sebanding dengan jarak ke sink. Untuk membangun mesh,konsep kredit tambahan diperkenalkan sebagai anggaran yang dapatdigunakan paket. GRAB sangat meningkatkan kinerja MCFN tanpaterlalu banyak memperkenalkan overhead-only header paket sedikitlebih lama. Dalam prakteknya, baik jumlah hop dan energi dapatdigunakan sebagai cost field. Hal yang harus diperhatikan, bahwaMCFN dan GRAB keduanya perlu link simetris sehingga cost fieldyang dibentuk adalah valid ketika transmisi.11

12Gambar 2.4 Contoh Rute Transmisi pada MCFNKontribusi utama MCFN adalah bahwa ia menyajikan suatuskema untuk menghindari paket iklan berlebihan yang mungkinmembingungkan jaringan saat membuat cost field. Algoritma MCFNadalah sebagai berikut :1. Pertama kita inputkan jumlah node yang dibutuhkan2. Tentukan biaya yang di butuhkan dari node ke sink3. Tentukan Node Tetangga secara Acak4. Pada Node tetangga cek apakahCost source =Cost consumed +Cost current_nodeJika tidak, kembali ke langkah 3Jika ya, ke langkah 55. Kirimkan ke node tersebut6. Apakah sudah tiba pada tujuan?Jika tidak, kembali ke langkah 3Jika ya, program di hentikanDimana :Cost sourceCost consumedCost current_node= Biaya Node Sumber= Biaya Yang Digunakan= Biaya Pada Node

13Gambar 2.5 Contoh rute transmisi mesh GARB dengan 1 extra kreditPendekatan berbasis gradien tidak memerlukan informasilokasi, tetapi perlu link simetris. Mereka diukur dengan jalur yangoptimal. Namun, mereka menyediakan hanya sebagian kecil darilayanan pengiriman data, hanya untuk transmisi dari node lain ke sink.Algoritma GRAB adalah sebagai berikut :1. Inputkan jumlah node yang dibutuhkan2. Tentukan biaya yang di butuhkan dari node ke sink3. Tentukan Node Tetangga secara Acak4. Pada Node tetangga cek apakahCost source =Cost consumed + Costcurrent_nodeatauCost source =Cost current_nodeJika tidak, kembali ke langkah 3Jika ya, ke langkah 55. Kirimkan ke node tersebut6. Apakah sudah tiba pada tujuan?Jika tidak, kembali ke langkah 3Jika ya, program di hentikan

14= = = = Halaman ini sengaja dikosongkan = = = =

BAB IIIPERANCANGAN SISTEMBlok diagram derancangan sistem dapat di lihat pada gambar 3.1.Perecnanaan sistem pada Sistem akan membangkitkan sensor secaraacak setelah user memilih untuk membangkitkan sejumlah sensordengan jumlah maksimal adalah 30 buah, setelah seluruh sensor telah dibangkitkan user dapat memilih sink node hingga cost field sebagai biayaminimum dari masing-masing node dapat terbentuk berdasarkan jumlahhop dari node tersebut hinnga sink node. User akan menetapkan sumbernode(sumber data berasal) dari node sumber akan dipilih node tetanggasebagai penerus data menuju sink node menggunakan state transition.Data mengalir ke sink sesuai penurunan biaya, masing-masing nodetidak akan mengirimkan data jika node yang dipilih bukan jalur yangoptimal[1].Gambar 3.1 Blok Diagram Perancangan Sistem3.1 CARA KERJAPerancangan sistem didasarkan pada perencanaan area simulasi,jumlah node sensor, dan system komunikasi antara node dengan sink.Area simulasi ditetapkan sebagai luasan yang didefinisikan sebagaisumbu x dan sumbu y. Jumlah node yang telah ditentukan kemudiandiletakkan atau diposisikan dengan aturan yang telah ditentukan, dimanadalam perancangan ini jumlah sensor dibatasi sebanyak 30 buah dansensor diposisikan secara random. Parameter – parameter simulasi inidiinisialisasikan pada program yang dibuat, pemrograman yang dibuatmerupakan bahasa pemrograman berbasis JAVA. Flowchartperencanaan system ditunjukkan pada gambar 3.2.15

16Gambar 3.2 Flowchart Algoritma Gradient Based ApproachPada gambar flowchart diatas dapat dijelaskan kembalilangkah– langkah atau proses peembuatan yaitu pada proses awal adalahuntuk menentukan jumlah node yang akan digunakan pada simulasi inidalam hal ini jumlah node telah dibatasi oleh pemrogram maksimalsebanyak 30 node, kemudian langkah selanjutnya adalah mendapatkanposisi node – node yang telah disebar tersebut, meskipun pada simulasiini node disebar secara random posisi node perlu diketahui untukmemudahkan dalam proses – proses selanjutnya. Kemudian prosesselanjutnya adalah menentukan Sink Node, pada setiap node akanmentukan jarak Hop dari node tersebut hingga menuju Sink-nya.

Kemudian user akan menetapkan sumber node (sumber data berasal),dari node sumber akan dipilih node tetangga sebagai penerus datamenuju sink kemudian dicek apakah node yang di pilih merupakan jaluryang optimal dengan membandingkan apakah Hop tetangga = Hopsumber-1, jika kondisi tersebut terpenuhi maka data akan di teruskanpada node tersebut, jika kondisi tersebut tidak terpenuhi maka data tidakakan di kirimkan kepada node tersebut dan akan memilih node tetanggayang lain yang dapat memenuhi kondisi tersebut. Ketika semua nodetetangga sudah dicoba dan tidak ada node tetangga yang dapatmemenuhi persyaratan tersebut, maka akan di terapkan sistem 1 extracredit dengan membandingkan apakah Hop tetangga = Hop Sumber,jika kondisi tersebut terpenuhi maka data akan diteruskan pada nodetersebut, jika tidak terpenuhi maka akan mengecek node-node yang lain.Proses tersebut terus berulang hingga data sampai pada Sink node-nya.3.2 ALGORITMA GRADIENT BASED APPROACH1. Penentukan jumlah Node2. Penempatan Node secara random3. Penentuan Sink Node4. Penentuan Cost5. Penentuan sumber data6. Semua Node Tetangga sudah dicoba?-ya, ke langkah 9-tidak, ke langkah 77. Penentuan Node Tetanngga secara acak8. Hop tetangga = Hop sumber-1 ?-ya, ke langkah 11-tidak, ke langkah 69. Penentuan Node Tetanngga secara acak10. Hop tetangga = Hop sumber ?-ya, ke langkah 11-tidak, ke langkah 611. Kirimkan data ke Node tersebut12. Sudah sampai pada Sink?-ya, ke langkah 13-tidak, ke langkah 613. selesai17

183.3 PEMBANGKITAN SENSORDalam pembangkitan sensor, dibuat deploy secara acak dengansyarat penyebaran sensor harus merata, agar coverage area denganjumlah node tertentu dapat sedikit lebih optimal. Flowchartpembangkitan node dapat dilihat pada gambar 3.3.Gambar 3.3 Flowchart Pembangkitan Sensor AcakPada gambar di atas dapat dijelaskan secara global, langkahawal diinisialisasikan variabel k dengan nilai ’0’, setelah itu terdapatproseses looping sebanyak inputan jumlahNode. Untuk pembangkitanpertama akan langsung di set warna menjadi hijau dan di gambarkanlingkaran dengan diameter dua kali lebih besar yang akan membadakannode ini dengan node-node yang lain, menjadikan node ini sebagai sink.Untuk pembangkitan node-node berikutnya akan dicek terlebih dahulu

dengan koordinat sekian apakah terdapat node-node yang lain (nodeyang sebelumnya telah dibangkitkan) dalam jarak 50, jika iya makaproses looping pada saat itu akan di abaikan (i--) dan k akandiinisialisasikan dengan nilai ’1’, ketika nilai k samadengan ’1’ prosespenggambaran node tidak akan di lakukan, lalu akan membangkitkankoordinat yang baru. Ketika pada koordinat tertentu tidak terdapat nodedalam jarak 50, maka node akan digambar dan proses looping akanberjalan kembali.3.4 COST GENERATEDalam pembangkitan nilai Cost Field digunakan perhitunganhop sebagai fungsinya. Flowchart cost generate dapat dilihat padagambar 3.4.19StartAsimpanJalur=1jalur=0loncatan=1jumlahSudah=0jarak=9999;While (1)i=1i

20Pada gambar diatas dapat di jelaskan secara global, adalahpogram looping yang tidak akan berhenti, dan hanya akan berhentiketika dilakukan break ketika jumlahSudah (jumlah sudah adalahjumlah node yang sudah diberi variable hop) sama dengan jumlah nodeyang dikurangi dengan 1 (jumlah node yang tidak termasuk sink node).3.5 PERENCANAAN PROGRAMDari hasil perancangan, akan dilakukan pembuatan simulasiRouting Protokol dengan menggunakan Gradient Based pada WirelessSensor Network yang akan menentukan routing mana yang palingefisien untuk proses pengiriman paket data dengan menggunakanJAVA.Pertama dibuat class-class yang mendukung pembuatansimulasi Gradient Based Routing seperti gambar berikut.Gambar 3.5 Class-class pendukungDari tampilan gambar 3.5 diketahui bahwa GradientBased.javamerupakan main class nya. Main class tersebut akan digunakan sebagitempat pembuatan simulasi, atau lebih dikenal sebagai frame.

Sesuai dengan rancangan, simulasi menggunakanmetode/algoritma Gradient based routing yang mana penentuan arahroutingnya didasarkan pada biaya yang terkecil. Pada simulasi dibuatnode-node yang sudah ditentukan biaya. Kemudian arah routingnyaditentukan berdasarkan penurunan biaya hingga sampai ke nodedestination. Setiap node yang akan mengirimkan datanya ke nodeberikutnya akan memastikan terlebih dahulu bahwaCost source = Cost consumed + Cost current_node (1)21Dimana :Cost sourceCost consumedCost current_node= Biaya Node Sumber= Biaya Yang Digunakan= Biaya Pada NodeJika terpenuhi maka data akan dikirimkan ke node berikutnya.

22= = = Halaman ini sengaja di kosongkan = = =

BAB IVIMPLEMENTASI SISTEM DAN ANALISA4.1 PEMBUATAN SISTEMPada bab ini dimaksudkan untuk mengetahui keseluruhanpengujian dari perencanaan hasil sistem yang telah dibuat. Dengandemikian akan diketahui tingkat keberhasilan dari sistem yang telahdibuat.Class-class yang dibuat terdiri dari :1. Baru.java2. GradientBased.javaContoh tampilan class dapat dilihat pada gambar 4.1.Gambar 4.1 Tampilan classPada gambar 4.1 terlihat Baru.java merupakan class denganextends JPanel, yang dengan secara otomatis di dalam class inidapet menggunakan method-method yang terdapat pada classJPanel. Pada class ini akan di buat program-program utama untukmenajalankan program simulasi, Routing protokol pada WirelessSensor Network menggunakan algoritma Gradient Based Approach.Didalam class ini terdapat, Constructor, beberapa method, danbeberapa parameter. Method paint(Graphics g) berisi program utama23

24untuk melakukan program dari awal hingga selesai, pada method initerdapat 3 tugas utama, yang semuanya itu adalah menggambar,dikarenakan hal itu method ini menggunakan parameter yaituGraphics g. Tiga tugas utama disini yang pertama adalah melakukanpenggambaran Node secara random, yang nantinya setiap Nodememiliki nilai koordinat x dan y, lalu menyimpan koordinattersebut, karena untuk proses – proses selanjutnya kita akan sellaumembutuhkan nilai – nilai tersebut. Tugas ke-2 dari methodpaint(Graphics g) ini adalah, untuk menghitung nilai hop yangterkandung pada node, dan menyimpannya pada variabel HOP(HOPadalah atribut pada class ini), dan tugas ke-3 adalah untukmenentukan rute-rute pada setiap node, agar dapat sampai padasinknya. Hanya saja ketiga program utama disini baru dapat dijalankan ketika suatu kondisi terpenuhi, yaitu mode yang di pilihadalah sesuai dengan penugasan utama tersebut.if(mode == RANDOM){Random generator = new Random();double[] jarak = new double[jumlahNode];int k = 0;for (int i=0; i

25Gambar 4.2 Members View Method and ConstructorMethod pilihMode() disini, bertugas untuk mengisi variablemode, lalu melakukan penggambaran ulang repaint(), method inimemiliki parameter yaitu int type, jadi ketika method ini dipanggilharus disertakan dengan argumen berupa nilai integer, yangkemudian masuk method ke variabel type, lalu method memasukkannilai ini ke variabel (atribut) mode.public void pilihMode(int type){mode = type;repaint();}Pada class ini memiliki atribut jumlahNode, mode, varhop, x[],dan y[], dan beberapa atribute yang bersifat final yaitu CLEAR,HOP, RANDOM, dan ROUTE. Atribut jumlahNode disinidigunakan untuk menentukan jumlah node yang akan di bangkitkansecara random, dan kebanyakan dijadikan batas pada proses looping.Method jumlahNode() disini, bertugas untuk mengisi variablejumlahNode, method ini memiliki parameter yaitu StringsJumlahNode, jadi ketika method ini di panggil harus di sertakandengan argumen berupa String. Argumen ini akan dirubah /dikonversikan menjadi nilai integer, hasil konversi ini akan dimasukkan kedalam variable (atribut) jumlahNode.public void jumlahNode(String sJumlahNode){jumlahNode = Integer.parseInt(sJumlahNode);}

26Gambar 4.3 Members View AtributsClass Baru.java dibuat sedemikian rupa sehingga dapatmembuat tampilan-tampilan yang diharapkan. Namun demikianclass ini tidak memiliki main method, sehingga class ini tidak dapatdi running, dan hanya merupakan sebuah container yaitu contentpane.Class GradientBased.java merupakan main class yang didalamnya terdapat main method. Pada class ini kita membuat Framesebagai Container utama, dan memanggil class Baru.java sebagaipanel pada Frame ini, menggunakan Beans yang sudah tersedia saatkita membuat class ini menggunakan Swing GUI Forms.Pada class GradientBased.java ini terdapat satu TextField dantiga Button, dengan masing – masing component tersebut meilikiactionPerformed yang berbeda – beda.Gambar 4.4 GradientBased Components

Untuk jButton1 adalah Random Generate, ketika di click akanmelakukan actionPerformed memanggil method pilihMode() denganargument Baru.RANDOM pada class Baru. Program ini bertujuanuntuk mengisi variabel mode pada class Baru dengan isi yang samadengan variable final RANDOM pada class Baru. Lalu menggambarulang.private voidjButton1ActionPerformed(java.awt.event.ActionEvent evt) {// TODO add your handling code here:baru1.pilihMode(Baru.RANDOM);}Untuk jButton2 adalah Hop Generate, ketika di click akanmelakukan actionPerformed memanggil method pilihMode() denganargument Baru.HOP pada class Baru. Program ini bertujuan untukmengisi variabel mode pada class Baru dengan isi yang samadengan variable final HOP pada class Baru. Lalu menggambarulang.private voidjButton2ActionPerformed(java.awt.event.ActionEvent evt) {// TODO add your handling code here:baru1.pilihMode(Baru.HOP);}Untuk jButton3 adalah Routing Generate, ketika di click akanmelakukan actionPerformed memanggil method pilihMode() denganargument Baru.ROUTE pada class Baru. Program ini bertujuanuntuk mengisi variabel mode pada class Baru dengan isi yang samadengan variable final ROUTE pada class Baru. Lalu menggambarulang.private voidjButton3ActionPerformed(java.awt.event.ActionEvent evt) {// TODO add your handling code here:baru1.pilihMode(Baru.ROUTE);}27Untuk jTextField1 adalah Routing Generate, ketika di Enterakan melakukan actionPerformed memanggil method jumlahNode()dengan argument evt.getActionCommand(). Program ini bertujuanuntuk mengisi variabel jumlahNode pada class Baru dengan isisesuai dengan text yang di masukkan pada jTextField tersebut.

28private voidjTextField1ActionPerformed(java.awt.event.ActionEvent evt) {// TODO add your handling code here:baru1.jumlahNode(evt.getActionCommand());}Tampilan awal setelah running GradientBased.java akanterlihat seperti pada gambar 4.5.Gambar 4.5 Hasil running GradientBased.java4.1.1 Pembangkitan Sensor Secara AcakKetika mode yang diaktifkan adalah RANDOM, maka programdibawah yang dijalankan dari method paint(). Pada awal program dibuat objek Random yang di beri nama generator, membuat arrayjarak dengan tipe data double, dengan panjang array sejumlahjumlahNode, dan menginisialisasi variable k bertipe data int dengandata ‘0’.Dilakukan perulangan sebanyak jumlah node yang diinputkan,dan menggunakan variabel "i" sebagai variabelpenandanya, betambah satu setiap perulangan terjadi. Dalamperulangan tersebut, dibangkitkan bilangan bertipe data integerrandom dengan range 30 sampai dengan 330, bilangan tersebut akandisimpan dalam variabel array "x" pada index ke-"i" sebagaikoordinat sumbu x, pada koordinat kartesian. Sedangkan untukvariabel array "y", koordinat y dibangkitkan bilangan dengan range

2950 sampai dengan 350. Untuk koordinat node pertama adalah Sinkdan node yang kedua adalah Source Node, diatur dengan koordinattertentu yaitu (40, 60) dan (330, 350). Diletakkan pada posisi terjauhdiluasan area yang digunakan.Koordinat - koordinat tersebut akan digunakan untukmembangkitkan sensor node. Untuk pengeplotan sensor ke-3 danseterusnya, akan dilakukan perhitungan jarak antara node yang akandiplot dan seluruh node yang sudah diplot sebelumnya, untuk nodeke-3 akan dilakukan perhitungan terhadap node ke-2 (source node)dan node ke-1 (Sink). Jika ada salah satu jarak dengan node yangsudah terplot ada yang kurang dari 50, maka akan dilakukanpembangkitan nilai koordinat yang lain. Program yang dimaksutadalah sebagai berikut :if(mode == RANDOM){Random generator = new Random();double[] jarak = new double[jumlahNode];int k = 0;for (int i=0; i

30k=0;jarak[j]=Math.sqrt(Math.pow(x[i]-x[j],2)+Math.pow(y[i]-y[j],2));if(jarak[j]

31pembangkitan node secara random dengan jumlah node yang telahdibatasi oleh pemrogram yaitu sebanyak 27 node. Pada simulasi iniposisi sink dan source node telah ditentukan. Untuk source nodepada koordinat (40, 60) untuk sink pada koordinat (330, 350). Titikmerah merupakan Source Node, merupakan Node yang merupakansumber data. Titik hijau merupakan Sink, tempat tujuan terahirsemua data dikumpulkan.4.1.2 Pembangkitan Nilai HopKetika variable mode berisi sama dengan variable HOP, makaprogram yang dijalankan adalah pogram looping yang tidak akanberhenti, dan hanya akan berhenti ketika dilakukan break ketikajumlahSudah (jumlah sudah adalah jumlah node yang sudah diberivariable hop) sama dengan jumlah node yang dikurangi dengan 1(jumlah node yang tidak termasuk sink node). Setiap while inimelakukan akan menambah variabel loncatan, yang nantinya akandigunakan sebagai nilai dari varhop dari setiap node.Didalam program while dilakukan perulangan ”a” sebanyaksimpanJalur. Didalam perulangan ”a” terdapat perulangan ”b” yangdilakukan sejumlah node yang dikurangi 1, untuk menghintungjarak semua node (kecuali sink, yang merupakan pengurangan 1)terhadap node dengan index yang tersimpan pada simpanIndex[a].Ketika jarak masuk ke coverage area yang di tentukan dan padanode yang ke-b belum menyimpan nilai hop, maka nilah hop disikandengan nilai loncatan.Untuk pemberian identitas pada setiap node, padapembangkitan pertama akan di berikan abjad ’A’ dan seterusnyahingga ’Z’, jika jumlah node lebih dari 26, maka akan di lanjutkandengan abjad ’a’, dst. Program yang dimaksut adalah sebagaiberikut :if(mode == HOP){int simpanJalur=1;int jalur=0;int loncatan=1;int jumlahSudah=0;int [] indexBerikut = new int[60];

32int [] simpanIndex = new int [60];int [] sudah = new int [jumlahNode];double jarak=9999;int ici;char ci;while (Boolean.TRUE){for(int i=0;i

33}}g.setColor(Color.red);g.drawString(""+ci+", "+varhop[i], x[i]-5, y[i]-4);if(i>25){ici=71+i;}Gambar 4.7 Tampilan pembangkitan nilai HopJika ditekan tombol Hop Generate akan telihat tampilan sepertigambar 4.7. Pada gambar 4.7, adalah tampilan programpembangkitan nilai hop yang terlihat dan terletak pada sebelahkanan dari posisi penamaan node. Sedangkan abjad yang terterapada penamaan node adalah sesuai dengan urutan pembangkitannode tesebut.4.1.3 Pembentukan Jalur RutingKetika mode yang dipilih adalah ROUTE, maka akan dilalukanproses looping sejumlah inputan node, untuk mencari node tetanggadari suatu node pada coverage area tertentu. Ketika menemukansuatu node tetangga, maka akan dilakukan pengecekan apakah nodetetangga tersebut merupakan jalur yang optimal, data tidak akan

34dikirimkan ketika node tersebut bukanlah jaluk yang optimal. Ketikapada coverage area tersebut tidak satupun ditemukan node tetanggayang merupakan jalur optimal, untuk menghindari terputusnya jalurruting maka diterapkan sistem kredit untuk menemukan jaluralternatifnya. Proses tersebut terus berulang hingga semua nodeyang di bangkitkan telah menemukan jalur routingnya hinggasampai pada sink node.Pada program terlihat terdapat dua pengkondisian dalam satuloop pencarian node tetangga, kondisi pertama ketika hop tetanggasama dengan hop sumber yang dikurangi 1. Ini adalah kondisi yangharus dipenuhi agar terbentuknya jalur optimal. Kondisi keduaketika hop tetangga sama dengan hop sumbernya, merupakan sistemkredit yang diterapkan untuk mendapatkan jalur alternantif. Programyang dimaksut adalah sebagai berikut :if(mode == ROUTE){int []sudah = new int[jumlahNode];int []sudah1 = new int[jumlahNode];double[] jarak = new double[jumlahNode];int bit=100;double ET=bit*50;//Dalam Nano Jouledouble EK;int[] HopBerikut = new int [20];int[] simpanHopBerikut = new int [20];int jalur=0;int simpanJalur=0;int selesai=0;for (int i=0;i

}//end of dellay program//energi[i]-=150;//energi[j]-=150;g.setColor(Color.LIGHT_GRAY);g.drawLine(x[i]+5, y[i]+5, x[j]+5, y[j]+5);sudah[i]=1;}}if(sudah[i]!=1){for(int j=0;j

36Gambar 4.8 Tampilan pembangkitan jalur routingJika ditekan tombol Routing Generate akan terlihat tampilanseperti gambar 4.8. Pada gambar 4.8, merupakan tampilan peruteandata yang terbentuk pada simulasi. Untuk jalur dengan warna abuabuadalah semua kemungkinan koneksi yang dapat dibentuk.Sedangkan jalur dengan warna merah adalah rute yang terbentukdari Source Node hingga ke Sink Node. Pada Source Node B yangmemiliki nilai Hop 8, walaupun terlihat dekat dengan node E, nodeB tidak dapat mengirimkan data ke node tersebut, terlihat darigambar node E diluar dari coverage area node B, melainkanmengirimkan data ke node X, dalam coverage area node X terdapat2 node yang memungkinkan untuk menerima data yaitu O dan N.Data ditransmisikan ke kedua node tersebut, hal ini terjadi juga padanode N, dan node M. Terbentuk 5 jalur yang berbeda yaituBXOZMVHCA; BXOZMYRCA; BXNZMVHCA; BXNZMYRCA;dan BNGUYRCA. Hal ini membuat data masih tetap dapatdirutekan melalui jalur yang lain ketika salah satu jalur tidakmemungkinkan untuk dilalui.4.2 PENGUJIAN DAN ANALISAPada setiap WSN(Wireless Sensor Network), energi selalumenjadi salah satu parameter yang digunakan. Hal ini dikarenkanWSN merupakan perangkat yang membutuhkan baterai dan

37kebanyakan digunakan untuk memonitor daerah-daerah yang sulitdijangkau manusia, life-time benar-benar harus dipertimbangkan.Pada Proyek Akhir ini diasumsikan transmiter dan receifermembutuhkan energi yang sama E elec untuk mentransmisikan danumtuk menerima satu bit data. Sedangkan untuk pengirim jugamembutuhkan energy ε ƒs d 2 atau ε mp d 4 , tergantung dari jaraktransmisinya[5]. Persamaan Energi transmit E Tx sejumlah l-bit datapada suatu jarak d adalah sbb :( , ) =+ ε ƒ d , d < d+ ε d , d ≥ d(2)Untuk Energi Receifer E Rx adalah sbb :( ) = (3)dimana :E Tx : Energi TransmiterE Rx : Energi Receiferl : Jumlah bit datad : Jarak antar noded 0 : Jarak Treshold 87,7 mE elec : Energi yang di 50nJ / bitε ƒs : 10pJ / (bit . m 2 )ε mp : 0,0013pJ / (bit . m 4 )Dari rumusan diatas didapatkan grafik yang dapat dilihat padagambar 4.5. Yang menunjukan hubungan antara jarak (d), jumblahbit data (l), dan Energi. Dari rumusan di atas, dapat kita ketahui nilaiEnergi terhadap jarak, dengan 100 bit data, pada tabel 4.1.

38Tabel 4.1 Energi terhadap jarakJarak (m) Energi Tx (nJ)0 500020 540040 660060 860080 11400100 18000120 31956.8140 54940.8160 90196.8180 141468.8200 213000220 309532.8240 436308.8260 599068.8280 804052.8300 1058000320 1368148.8340 1742236.8360 2188500.8380 2715676.8400 3333000Dari tabel diatas didapatkan grafiknya seperti yang ditunjukkanpada Gambar 4.9.

393.5 x 106 P a d a 1 0 0 B i t D a t a32.5E n e r g i T X (nJ)21.510.500 50 100 150 200 250 300 350 400J a r a k ( m )Gambar 4.9 Grafik energi Tx terhadap jarakTerlihat pada grafik diatas merupakan energi yang dibutuhkanuntuk mengirimkan data sebesar 100 bit pada jarak-jarak tertentu.Pada grafik di atas, kita dapat mengetahui jarak minimal agar dapatmenggunakan energy se-efisien mungkin, yaitu pada d < d 0 . Untuknilai energi transmit terhadap kedua parameter, jarak dan jumlah bitdata, dapat dilihat pada tabel 4.2.Tabel 4.2 Energi terhadap jarak dan bit dataBit (bit) Jarak (m) Energi Tx (nJ)0 0 0200 20 10800400 40 26400600 60 51600800 80 912001000 100 1800001200 120 383481,61400 140 769171,21600 160 1443148,81800 180 2546438,42000 200 42600002200 220 6809721,62400 240 10471411,22600 260 15575788,8

402800 280 22513478,43000 300 317400003200 320 43780761,63400 340 59236051,23600 360 78786028,83800 380 1031957184000 400 133320000Dari tabel diatas didapatkan grafiknya seperti yang ditunjukkanpada Gambar 4.10.14120400300200x 10 7 D a t a ( b i t )E n e r g i T X ( n J )108642J a r a k ( m )100001000200030004000Gambar 4.10 Energi terhadap jarak dan bit dataTerlihat pada gambar 4.10, semakin tinggi data dan jaraknyamaka semakin tinggi pula energi yang dibutuhkan untuk transmit.Dapat dilihat pada grafik meningkat derastis setelah jarak 100 m dan1000 bit data.Percobaan selanjutnya adalah untuk menghitung energi dalamsatu rute (dari sumber ke sink). Dengan koordinat Source Node[330, 350] (Pixel) dan Destination Point [40, 60] (Pixel), jarakantara Source dan Destination adalah 410,1219 (Pixel), jumlah nodeadalah 27, dengan area panjang dan lebar 469 x 429, Besar datayang ditransmisikan sebersar 100 bit. Dilakukan 26 kali percobaanuntuk mendapatkan nilai rata-rata energi yang dibutuhkan untuk

41algoritma Gradient Based Approach. Berikut tabel energi rata-ratayang dibutuhkan menggunakan algoritma Gradient BasedApproach.Tabel 4.3 Total energi yang dibutuhkanPercobaan ke- Energi Total (nJ)1 4404342 3893263 1003564 3387375 5291166 1000067 1424068 2853009 46417010 26696911 26507412 47311713 68975914 19854615 19854616 20442617 91902318 10032419 9947620 9962621 28406122 21428323 9851024 9935825 15399026 317994Rata - rata 287420.5Dari data pada table 4.3, akan dibuat grafik seperti pada gambar4.11.

421000000Energi TotalE n e r g i T o t a l ( n J )80000060000040000020000001 2 3 4 5 6 7 8 9 1011121314151617181920212223242526Percobaan ke-Gambar 4.11 Grafik energi totalPada gambar 4.11, merupakan gambar grafik Energi yangdibutuhkan dalam satu rute (dari sumber ke sink). Total energi yangdimaksud adalah total energi yang dibutuhkan dari sensor sumbermengirim data ke sensor tetangga, energi yang dibutuhkan sensortetangga untuk menerima data dari sensor sumber, seterusnyahingga data berhasil dikirim pada sink. Dengan energi kirim E Tx danenergi terima E Rx sesuai dengan persamaan (2) dan (3). Dilakukansebanyak 26 kali percobaan.Pada setiap percobaan didapatkan nilai energi dibutuhkan dalamsatu rute adalah tidak sama. Hal ini disebabkan peletakan sensornode yang acak, menyebabkan jumlah hop yang dibutuhkan hinggasampai ke sink berbeda-beda. Selain menyebabkan jumlah hop yangdibutuhkan singga sampai ke sink yang berbeda, jarak antar hopyang selalu berbeda-beda pula, sesuai dengan rumus (2) dimana E Txmerupakan fungsi dari jumlah bit data & jarak. Dalam 26 kalipercobaan dapat kita ketauhui bahwa pengiriman 100 bit data dalamsatu perutean (dari sumber ke sink) membututuhkan energi rata-ratasebesar 287420,5 nJ.

BAB VKESIMPULAN DAN SARAN5.1 KESIMPULANDari analisa data terhadap simulasi Gradient Based Routing dapatdisimpulkan bahwa :- Ketika salah satu jalur tidak memungkinkan untuk dilalui,maka data masih tetap dapat dirutekan melalui jalur yang lain.- Terkadang nilai kebutuhan energi terbesar untuk mengirimkandata ke Sink justru tidak pada Source Node, Node Xmembutukan cost energi 359598 nJ hingga sampai ke sink(Lampiran Percobaan ke-2).- Pengiriman 100bit data dalam satu rute (dari sumber ke sink)membututuhkan energi rata-rata sebesar 287420,5 nJ.5.2 SARANMengingat masih banyaknya hal-hal yang belum dapatdiimplementasikan pada proyek akhir ini, maka penulis memberikanbeberapa saran kepada pembaca yang ingin mengembangkan proyekakhir ini dengan kualitas yang lebih baik.1. Dapat mencari routing yang lebih efisien lagi dengan algoritmagradient routing.2. Dapat meng-implementasikan lebih baik lagi parameterparameteryang ada pada simulasi.43

44= = = Halaman ini sengaja di kosongkan = = =

DAFTAR PUSTAKA[1] Jabed Faruque, Konstantinos Psounis, Ahmed Helmy, Analysis ofGradient-Based Routing Protocols in Sensor Networks* : InInternational Conference on Distributed Computing in SensorSystem (DCOSS), Marina del Rey, CA, USA: IEEE/ACM, June2005.[2] Jabed Faruque, Ahmed Helmy, Gradient-Based RoutingProtocols in Sensor Networks : Departement of ElectricalEngineering, University of Shouthern California, Los Ageles,2005.[3] Joern Ploennigs, Volodymyr Vasyutynskyy, Mario Neugebauer,and Klaus Kabitzsch, Poster Abstract: Gradient-based IntegralSampling for WSNs in Building Automation, 2009[4] Thomas Watteyne, Kris Pister, Dominique Barthel, MischaDohler, Isabelle Auge-Blum, Implementation of Gradient Routingin Wireless Sensor Networks, In the direction of IEEECommunications Society subject matter experts for publication,2009[5] Qi Yang, Yuxiang Zhuang, Hui Li, An Multi-hop Cluster BasedRouting Protocol for Wireless Sensor Networks. Journal ofConvergence Information Technology, Volume 6, Number 3.March 2011.[6] Sami J. Habib, Modeling and simulating coverage in sensornetworks, Kuwait University, Engineering Department, 2006.45

46= = = = Halaman ini sengaja dikosongkan = = = =

LAMPIRANSpesifikasi ZigbeeZigBee adalah spesifikasi untuk protokol komunikasi tingkattinggi yang menggunakan radio digital yang kecil dan berdaya kecil.ZigBee mengacu pada stadard IEEE 802.15.4 (2003) yang berhubungandengan wireless personal area networks (WPANs). Contoh WPANsantara lain wireless headphones yang terhubung dengan telepongenggam melalui radio jarak dekat.Teknologi yang memenuhi spesifikasi ZigBee dimaksudkanuntuk membuat lebih simpel dan tidak lebih mahal dari WPANs lain,seperti Bluetooth. ZigBee difokuskan pada penggunaan radio frequencyyang membutuhkan kecepatan transfer rendah, hemat daya, dan jaringanyang aman.Sumber : http://nico89s.wordpress.com/2010/02/26/zigbee/47

48Percobaan ke-1Inisial Node Ke- x y Hop E ke Sink (nJ)A 1 330 350 0 0B 2 40 60 7 341771C 3 243 152 4 93880D 4 228 97 5 149780E 5 62 187 6 288692F 6 111 325 4 136530G 7 121 225 5 193025H 8 146 116 5 180105I 9 275 261 2 25874J 10 34 292 6 301369K 11 315 59 7 327271L 12 225 202 3 54815M 13 321 162 5 165964N 14 222 263 3 67628O 15 58 119 7 354376P 16 183 324 3 81056Q 17 181 170 4 106840R 18 293 316 1 12525S 19 73 258 5 208958T 20 317 111 6 248139U 21 100 90 6 260931V 22 155 267 4 121345W 23 260 57 6 235522X 24 30 226 6 314242Y 25 241 332 2 38834Z 26 102 146 6 273767a 27 53 349 5 222898

49Routing sekenario ke-2Percobaan ke-2Inisial Node Ke- x y Hop E ke Sink (nJ)A 1 330 350 0 0B 2 40 60 7 347069C 3 51 332 5 261566D 4 91 283 5 233056E 5 209 128 4 151328F 6 80 128 6 316111G 7 137 254 4 167097H 8 118 51 6 289377I 9 34 201 6 330904J 10 297 206 2 44375K 11 248 277 2 56977L 12 102 188 5 248637M 13 277 81 6 274192

50N 14 299 278 1 16145O 15 168 161 5 193285P 16 228 66 5 207490Q 17 212 242 3 107877R 18 316 154 3 82543S 19 44 262 6 302027T 20 230 339 2 69478U 21 160 334 3 137127V 22 260 168 3 95356W 23 162 108 5 220099X 24 32 143 7 359598Y 25 183 287 3 122202Z 26 279 329 1 29187a 27 103 347 4 180515Routing Sekenario ke-3





55Listing ProgramGradient.java/** To change this template, choose Tools | Templates* and open the template in the editor.*/package hop;import java.awt.Color;import java.awt.Graphics;import java.util.Random;import javax.swing.JPanel;/**** @author kunpraga Maulana*/public class Gradient extends JPanel{public int jumlahNode;public int bit=100;public int[] x = new int[60];public int[] y = new int[60];public double[] energi = new double [60];public double energitot=0;public double[] cost=new double [60];public double costtot=0;public int varhop [] = new int[50];private int mode;public static final int CLEAR = 0;public static final int RANDOM = 1;public static final int HOP = 2;public static final int ROUTE = 3;public Gradient(){pilihMode(CLEAR);}

56public void jumlahNode(String sJumlahNode){jumlahNode = Integer.parseInt(sJumlahNode);}public void pilihMode(int type){mode = type;paint(getGraphics());//repaint();}/*public void reset (){while(){}jumlahNode().remove(0);repaint();}*///--------------------------------------------------------------------------@Overridepublic void paint (Graphics g){if(mode == RANDOM){Random generator = new Random();double[] jarak = new double[jumlahNode];int k = 0;for (int i=0; i

57g.drawOval(x[i]-5, y[i]-5, 20, 20);}else{//kond1, stop; kond2, goif(i==1){x[i]=40;y[i]=60;g.setColor(Color.red);g.fillOval(x[i], y[i], 10, 10);g.drawOval(x[i]-75, y[i]-75, 160, 160);g.setColor(Color.BLACK);}else{for (int j=0; j

58System.out.println(x[i]);}System.out.println("y");for(int i=0;i

59}cost[j]=costtot;varhop[j]=loncatan;sudah[j]=1;indexBerikut[jalur]=j;jalur++;}}for(int i=1;i

60for (int i=0;i

61ie.printStackTrace();}//end of dellay program*///energi[i]-=150;//energi[j]-=150;g.setColor(Color.LIGHT_GRAY);g.drawLine(x[i]+5, y[i]+5, x[j]+5, y[j]+5);sudah[i]=1;}}if(sudah[i]!=1){for(int j=0;j

62jarakSink[i]=Math.sqrt(Math.pow(x[i]-x[0],2)+Math.pow(y[i]-y[0],2));}// for ini buat ngitung semua jarak node terhadap sinkfor (int i=2; i

63//g.drawLine(x[1]+3, y[1]+3, x[indexSementara]+3,y[indexSementara]+3);g.fillOval(x[indexSementara], y[indexSementara], 10, 10);}//System.out.println("sudah [1] = "+sudah1[1]);if(sudah1[1]!=1){for (int i=2; i

64}//g.setColor(Color.GREEN);//g.drawLine(x[1]+3, y[1]+3, x[indexSementara]+3,y[indexSementara]+3);g.fillOval(x[indexSementara], y[indexSementara], 10, 10);}simpanJalur=jalur;//System.out.println("simpanJalur = "+simpanJalur);for(int i=0;i

65*/EK=bit*50+bit*0.01*Math.pow(jarak[j], 2);// Dalam satuan Nano Jouleenergi[i]-=EK;energitot+=EK;energi[j]-=ET;energitot+=ET;g.drawLine(x[simpanHopBerikut[i]]+5,y[simpanHopBerikut[i]]+5, x[j]+5, y[j]+5);g.fillOval(x[simpanHopBerikut[i]],y[simpanHopBerikut[i]], 10, 10);if(j==0) selesai=1;g.setColor(Color.BLACK);if(jarak[0] < 80 && varhop[0] ==varhop[simpanHopBerikut[i]]-1)selesai=1;sudah1[simpanHopBerikut[i]]=1;//sudah1[j]=1;}}if(sudah1[simpanHopBerikut[i]]!=1){for (int j=2; j

66energi[j]-=ET;energitot+=ET;g.drawLine(x[simpanHopBerikut[i]]+5,y[simpanHopBerikut[i]]+5, x[j]+5, y[j]+5);g.fillOval(x[simpanHopBerikut[i]],y[simpanHopBerikut[i]], 10, 10);g.setColor(Color.BLACK);sudah1[simpanHopBerikut[i]]=1;//sudah1[j]=1;}}}//for (int j=0;j

67if(i==1) continue;if(i==simpanIndex)continue;jarak[i]=Math.sqrt(Math.pow(x[i]-x[simpanIndex],2)+Math.pow(y[i]-y[simpanIndex],2));if(jarak[i] < 80 && varhop[i] == varhop[simpanIndex]-1){jalur++;HopBerikut[jalur-1]=i;sudah2=1;}}if(sudah2!=1){for(int i=0;i

68//System.out.println("dari index-"+simpanIndex+" ke index-"+indexSementara);g.setColor(Color.GREEN);g.drawLine(x[indexSementara]+3, y[indexSementara]+3,x[simpanIndex]+3, y[simpanIndex]+3);if(indexSementara==0){kondisi=0;System.out.println("Kondisi = "+kondisi);}}System.out.println("Waktu Total yang dibutuhkan ="+waktuTotal*Math.pow(10, 3)+"ms");//dalam satuan msSystem.out.println("Program berhasil keluar dari Wile");*///Akhir perutean dari jalur tunggal//System.out.println("Jarak S ke D adalah "+Math.sqrt(Math.pow(x[1]-x[0],2)+Math.pow(y[1]-y[0],2))//+"dalam Pixel. Sedangkan dalam meter adalah "+Math.sqrt(Math.pow(x[1]-x[0],2)+Math.pow(y[1]-y[0],2))/8);}//--------------------------------------------------------------------------}}

DAFTAR RIWAYAT HIDUPNama : Kunpraga Maulana ArrossyTTL : Jakarta, 20 Agustus 1990Alamat : Jl. Kedung Tarukan Baru I No. 34 Surabaya 60285Telp : 083830073430Hobi : Bulutangkis dan main gameE-mail : kunpraga@gmail.comMotto : Jangan lari, tapi hadapi, dan tanggung jawab.Riwayat pendidikan formal yang pernah ditempuh:1995 – 2001 : SD Ahmad Yani IV Purwakarta2001 – 2004 : SMP Negeri 4 Surabaya2004 – 2007 : SMA Negeri 7 Surabaya2007 – 2011 : Politeknik Elektronika Negeri Surabaya (PENS)Jurusan Teknik TelekomunikasiPenulis telah mengikuti Seminar Proyek Akhir pada tanggal 20 Juli2011, sebagai salah satu persyaratan untuk memperoleh gelar SarjanaSains Terapan (SST).69

Download (1615Kb)

You also want an ePaper? Increase the reach of your titles

Delete template?

Save as template?