Kamis, 15 Desember 2011

WSN

MAKALAH SENSOR DAN TRANDUSER
WIRELESS SENSOR NETWORK

LOGOpolltek.JPG

OLEH:
ARI SAPUTRA
DOVILIANTO
NANDA WIRANATA
NIKEN IRA WIDODO
KELAS:3CB
JURUSAN TEKNIK KOMPUTER
POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA
2011-2012
BAB I


PENDAHULUAN

A.Latar Belakang

Dengan meningkatnya kegiatan ekonomi dan   kesejahteraan   masyarakat   maka   akan menuntut  kebutuhan   energi listrik yang terus meningkat. Energi listrik merupakan salah satu kebutuhan utama masyarakat. Oleh karena itu, untuk  meyakinkan konsumen kualitas energi listrik        yang    dikonsumsi,     perlu      dilakukan monitoring energi listrik.Wireless Sensor Network (WSN)merupakan suatu jaringan nirkabel yang terdiri dari   beberapa   sensor   (sensor   node)   yang diletakkan ditempat - tempat yang  berbeda untuk  memonitoring  kondisi  suatu  plan.  Kita biasa   menyebutnya    sensor  node,   dimana sensor – sensor tersebut akan   mendeteksi obyek  dan  mengirim   data   dengan  nirkabel (xbee - pro) ke gateway. Untuk proyek akhir kali ini  obyek  yang  dideteksi adalah tegangan,arus,  frekuensi  dan  beda  phase.   Pada  sisi gateway  akan  terkoneksi  gprs  menggunakan modem gprs  (sim300c) dan mengirim paket paket data ke web database.Konsumen dapat mengakses data data tersebut melalui telepon gengam ke web yang terkoneksi database. Pada  web tersebut akan ditampilkan data – data nilai energi listrik sesuai waktu    dan  titik  yang  ingin  ditampilkan. Sehingga  dapat  meyakinkan  konsumen  akan energi listrik yang dikonsumsi selama ini.
B.Rumusan Masalah
1.Apa itu Wireless Sensor Network?
2.Karakteristik WSN
3.Aplikasi pada WSN





BAB II

Pembahasan
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/21/WSN.svg/400px-WSN.svg.png
http://bits.wikimedia.org/skins-1.18/common/images/magnify-clip.png
Khas multi-hop sensor nirkabel arsitektur jaringan

A.Wireless Sensor Network(WSN)
Sensor adalah suatu device yang berfungsi untuk mengkonversi besaran fisis ke besaran fisis lain seperti listrik. Sensor pada Industrial Automation System merupakan bagian yang tidak mungkin untuk dipisahkan. Sensor berguna untuk menyelidiki sejauh mana error antara set point dan nilai yang di sensing pada sistem kontrol. Sensor merupakan bagian terintegrasi pada SCADA system maupun DCS. Wireless Sensor merupakan pengembangan dari sensor biasa yang mampu untuk meningkatkan sisi praktis, fleksibilitas, dan mobilitas dari sebuah sensor. Dengan sebuah Wireless Sensor, maka bisa saja sensor diletakkan pada sebuah Hazardous Area, dan area yang sulit dijangkau
Wireless Sensor adalah suatu system microcontroller yang memiliki unit sensor dan sebuah unit transceiver dan atau receiver untuk mengirimkan dan atau menerima data. Wireless sensor pada dasarnya adalah sebuah microcontroller yang mampu untuk diprogram sesuai dengan keinginan pemakainya.
Wireless Sensor Network (WSN) adalah suatu infrastruktur jaringan wireless yang menggunakan sensor untuk memonitor fisik atau kondisi lingkungan sekitar, seperti suhu, suara, getaran, gelombang elektromagnetik, tekanan, gerakan, dan lain–lain. Masing–masing node dalam jaringan sensor nirkabel biasanya dilengkapi dengan radio tranciever atau alat komunikasi wireless lainnya, mikrokontroler kecil, dan sumber energi, biasanya baterai.

Berdasarkan fakta di dunia, sekitar 98% prosesor bukan berada didalam sebuah komputer PC/laptop, namun terintegrasi dalam aplikasi militer, kesehatan, remote control, chip robotik, alat komunikasi, dan mesinmesin industri yang didalamnya telah dipasang sensor.

Perkembangan WSN dan trend kemajuan teknologi dapat direpresentasikan oleh gambar 1. berikut :
111051089%20-%201
Gambar 1. Perkembangan Teknologi WSN


            Pada Gambar 1. diatas dapat dilihat bahwa dengan berjalannya waktu, maka perkembangan teknologi semakin mengarah kepada konektivitas lingkungan fisik. Kebanyakan observasi yang dilakukan di lapangan melibatkan banyak faktor dan parameter – parameter untuk mendapatkan hasil yang maksimal dan akurat. Jika peneliti hendak mengambil informasi langsung di lapangan, maka kendalanya adalah dibutuhkan biaya yang besar dan waktu yang lama untuk mendeteksi fenomena yang muncul sehingga menyebabkan performansi yang tidak efisien dan tidak praktis.Dengan adanya teknologi WSN, memungkinkan peneliti untuk mendapat informasi yang maksimal tanpa harus berada di area sensor. Informasi dapat diakses dari jarak jauh melalui gadget seperti laptop, remote control, server dan sebagainya.

B.Arsitektur WSN
Pada WSN, node sensor disebar dengan tujuan untuk menangkap adanya gejala atau fenomena yang hendak diteliti. Jumlah node yang disebar dapat ditentukan sesuai kebutuhan dan tergantung beberapa faktor misalnya luas area, kemampuan sensing node, dan sebagainya. Tiap node memiliki kemampuan untuk mengumpulkan data dan meroutingkannya kembali ke Base Station. Node sensor dapat mengumpulkan data dalam jumlah yang besar dari gejala yang timbul dari lingkungan sekitar.Dewasa ini perkembangan node sensor mengikuti trend teknologi nano, dimana ukuran node sensor menjadi semakin kecil dari tahun ke tahun. Node sensor dapat direpresentasikan oleh Gambar 2. berikut:
111051089%20-%202
Gambar 2. Perkembangan dimensi node sensor terhadap waktu


Dan untuk arsitektur WSN secara umum dapat direpresentasikan oleh gambar 3. berikut:
111051089%20-%203
Gambar 3. Arsitektur WSN secara umum


Pada Gambar 3. dapat dilihat, node sensor yang berukuran kecil disebar dalam di suatu area sensor. Node sensor tersebut memiliki kemampuan untuk merutekan data yang dikumpulkan ke node lain yang berdekatan. Data dikirimkan melalui transmisi radio akan diteruskan menuju BS (Base Station) yang merupakan penghubung antara node sensor dan user. Informasi tersebut dapat diakses melalui berbagai platform seperti koneksi internet atau satelit sehingga memungkinkan user untuk dapat mengakses secara realtime melalui remote server.

C.Bagian–bagian pada WSN
WSN terbagi atas 5 bagian, yaitu:
1. Transceiver
Transceiver ini berfungsi untuk menerima / mengirim data dengan menggunakan protokol IEEE 802.15.4 atau IEEE 802.11b kepada device lain seperti concentrator, modem Wifi, dan modem RF.

2. Mikrokontroler
Mikrokontroler ini berfungsi untuk melakukan fungsi perhitungan, mengontrol dan memproses device-device yang terhubung dengan mikrokontroler.

3. Power Souce
Power Souce ini berfungsi sebagai sumber energi bagi sistem Wireless Sensor secara keseluruhan.

4. External Memory
External Memory ini berfungsi sebagai tambahan memory bagi sistem Wireless Sensor, pada dasarnya sebuah unit mikrokontroler memiliki unit memory sendiri.

5. Sensor
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.

D.Standar WSN

Wireless Sensor menggunakan 2 standar komunikasi wireless, yaitu:
  1. IEEE 802.15.4 Protokol IEEE 802.15.4 ini merupakan salah satu macam dari protokol–protokol pada WPAN (Wireless Personal Area Networks), salah satu contoh dari WPAN yang lainnya adalah bluetooth. Protokol IEEE 802.15.4 ini merupakan standar untuk gelombang radio (RF). Protokol ini bekerja pada data rate yang rendah agar batere bisa tahan lama, dan sederhana. Suatu device yang menggunakan protokol ini, dapat terkoneksi dengan baik pada radius maksimal 10 m dan dengan data rate maksimal 250 Kbit/s dengan alat lainnya. Protokol ini menggunakan 3 pita frekuensi untuk keperluan operasionalnya, seperti:
    • 868–868.8 MHz untuk daerah Eropa.
    • 902–928 MHz untuk daerah Amerika Utara.
    • 2400–2483.5 MHz untuk daerah lainnya diseluruh dunia.
ZigBee merupakan salah satu vendor yang mengembangkan layer–layer diatas layer untuk IEEE 802.15.4 ini. Pada perkembangannya saat ini, protokol ini sudah mendukung penggunaan Ipv6, dengan ditandai lahirnya RFC 4919 (Request For Comments 4919) dan RFC 4944 (Request For Comments 4844).
  1. IEEE 802.11 Protokol ini terdiri atas beberapa jenis standar lain untuk WLAN (Wireless Local Area Networks), saat ini yang paling populer adalah IEEE 802.11g dan 802.11b. Pada Wireless Sensor Network digunakan protokol IEEE 802.11b/g. Protokol IEEE 802.11 ini memiliki beberapa channel yang frekuensinya berbeda, agar tidak terjadi interferensi antar device IEEE 802.11 ini, pembagian frekuensi untuk tiap–tiap channel diatur oleh kebijakan masing–masing negara.

    Protokol IEEE 802.11b yang digunakan pada Wireless Sensor, mempunyai data rate maksimum 11 Mbit/s. Pada kenyataannya, protokol ini hanya mampu mempunyai data rate maksimum 5,9 Mbit/s dengan TCP, dan 7,1 Mbit/s untuk UDP (User Datagram Protocol). Hal ini karena adanya overhead pada CSMA. Protokol IEEE 802.11b ini mampu beroperasi pada radius jarak 38 m dari device lain, dan memiliki frekuensi operasi pada 2,4 GHz.

E.Fungsi Wireless Sensor
Wireless Sensor biasanya digunakan untuk fungsi-fungsi berikut :
1. Monitoring
Wireless Sensor ini akan mensensing suatu besaran fisis misal : suhu, tekanan, kelembaban, dan lain-lain dan mengirimkan datanya kepada sebuah data concentrator. Berdasarkan data yang terkumpul tersebut, kemudian data bisa ditampilkan dalam bentuk grafik, diambil keputusan tertentu berdasarkan event-trigger.
2. Control
Fungsi pengontrolan pada Wireless Sensor ini jarang dilakukan, dan umumnya dilakukan pada penggunaan Wireless Sensor dengan skala kecil dan umumnya fungsi kontrolnya terbatas. Fungsi kontrol dilakukan jika pin output dari mikrokontroller dihubungkan langsung dengan aktuator pada plant.
F.Keuntungan Wireless Sensor
Berikut adalah beberapa keuntungan yang bisa diperoleh dari teknologi WSN:
  • Simpel / praktis / ringkas karena tidak perlu ada instalasi kabel yang rumit dan dalam kondisi geografi tertentu sangat menguntungkan dibanding Wired Sensor.
  • Sensor menjadi bersifat mobile, artinya pada suatu saat dimungkinkan untuk memindahkan sensor untuk mendapat pengukuran yang lebih tepat tanpa harus khawatir mengubah disain ruangan maupun susunan kabel ruangan.
  • meningkatkan efisiensi secara operasional.
  • mengurangi total biaya sistem secara signifikan.
  • dapat mengumpulkan data dalam jumlah besar.
  • konfigurasi software mudah.
  • memungkinkan komunikasi digital 2 arah.
  • menyediakan konektivitas internet yang secara global, kapanpun dimanapun informasi tersebut dapat diakses melalui server,laptop,dan sebagainya.


G.Kerugian Wireless Sensor
Kerugian dengan digunakannya wireless sensor dibanding wired Sensor adalah
1. Beban / Load yang lebih tinggi dibanding wired sensor, menjadikan data rate menjadi lebih rendah.
2. Semakin banyak sensor semakin besar collision domain, menjadikan sisi keamanan menjadi semakin rendah, dan transfer rate semakin menurun lagi.
3. Adanya maintenance rutin untuk mengganti baterai yang telah habis.

H.Aplikasi pada WSN
  1. Bidang militer

      Sejak dahulu, WSN merupakan bagian yang tidak dapat dipisahkan dari sistem kontrol dari peralatan canggih militer, pengawasan daerah untuk kepentingan keamanan, modus pengintaian dan targeting system. Di dalam medan perang, WSN mampu mendeteksi dan menghitung banyaknya jumlah tank musuh, kendaraan robot, kapal selam, rudal, torpedo dan pesawat yang tak berawak. Posisi dari semua objek tersebut juga dapat diketahui dengan detail. Selain itu WSN juga berperan dalam sensing nuklir dari jarak jauh, mendeteksi adanya senjata kimia di suatu negara dan bahan peledak yang berbahaya, bahkan WSN bisa mendeteksi serangan–serangan potensial teroris. Terbukti dengan jelas bahwa WSN akan mengambil peran yang lebih penting dalam tugas–tugas militer lainnya, seperti merancang serangan militer di masa depan maupun bertahan dengan sistem yang cerdas tanpa keterlibatan manusia.
  1. Deteksi dan Monitoring Lingkungan

      WSN turut ambil bagian dalam memonitor suatu ekosistem yang kompleks seperti pencemaran udara, air, mendeteksi populasi dan perilaku hewan serta tumbuhan. Misalnya, untuk meneliti perilaku dari suatu spesies, sensor disebar pada periode tertentu sebagai sampel sebelum dimulainya musim reproduksi. Sedangkan contoh untuk beberapa aplikasi lainnya adalah untuk mengontrol suhu dalam suatu bangunan dan gedung perkantoran yang besar sehingga perubahan suhu di dalam ruangan dapat dikontrol sesuai yang diinginkan. Menurut data statistik dari sebuah perkantoran di Amerika, sekitar 90% total biaya untuk instalasi pengatur suhu ruangan kantor tersebut dikeluarkan hanya untuk masalah kabel. Jika masalah kabel dapat diatasi dengan teknologi WSN, maka biaya instalasi dapat ditekan secara signifikan yakni hanya sebesar 10% saja.

  1. Pencegahan dan Bantuan Bencana

      WSN memiliki kemampuan untuk menangkap fenomena yang ada di sekitarnya. Hal ini digunakan untuk mendeteksi adanya kebakaran hutan dengan adanya fitur temperature sensing. Selain itu, node sensor juga efektif jika disebar di daerah rawan bencana. Lokasi bencana yang terjadi dapat diketahui dengan pasti melalui mikrosensor yang tersebar dan terintegrasi dengan bangunan yang ada di lokasi bencana tersebut.
  1. Bidang kesehatan

      Kemajuan di bidang medis yang amat pesat tak dapat dilepaskan dari peran WSN untuk menangani berbagai aplikasi. Contohnya monitoring virus dari jarak jauh. Metode yang digunakan adalah dengan cara sensor menangkap gejala–gejala yang mirip dengan populasi yang telah terinfeksi virus tersebut. Atau bisa juga digunakan untuk memprediksi sejak dini beberapa infeksi penyakit seperti malaria dan SARS dengan menganalisis informasi epidemiological dari korban. Kemampuan WSN lebih jauh adalah mampu membawa perubahan pada metode deteksi penyakit kanker disamping itu juga digunakan untuk memonitor transplantasi organ dalam manusia.
  1. Home Intellegence

      WSN juga efektif untuk merekayasa kecerdasan alat–alat rumah tangga sehingga memungkinkan untuk dapat mengontrol pengggunaan listrik, air, gas serta pengaturan suhu di dapur melalui koneksi nirkabel jarak jauh. Disamping itu dapat juga diaplikasikan untuk pengaturan content TV, DVD, atau CD player sesuai dengan kebutuhan keluarga. Salah satu contoh aplikasi yang menarik adalah sensor dapat mengetahui isi yang terdapat dalam kulkas dan dapat mengirimkan produk yang kehabisan stok atau tinggal sedikit ke dalam sebuah perangkat personal digital assistant (PDA) secara nirkabel ketika berbelanja.
  1. Bidang ilmiah

      Bidang ilmiah memberikan sumber yang tidak terbatas untuk bereksplorasi. Aplikasi di dalam WSN turut memberikan andil yang penting didalam pengukuran kedalaman lautan beserta deteksi biota nya, serta berperan penting dalam proyek penelitian luar angkasa ke planet Mars, dimana sensor–sensor tersebut ditempatkan untuk mendeteksi suhu, seismic, kandungan dan komposisi tanah dari planet tersebut.
  1. Layanan interaktif

      WSN memiliki prospek yang menjanjikan dalam hal penggalian informasi dari lingkungan fisik dan memberikan timbal balik yang variatif. Dengan adanya teknologi WSN, saat ini muncul layanan hiburan yang bersifat interaktif. Contohnya adalah smart kindergarten, yakni suatu taman belajar kanak–kanak yang memungkinkan anak-anak dan mainannya untuk berkomunikasi dua arah. Dalam dunia nyata. Contoh lainnya adalah museum Exploratorium yang interaktif di San Francsisco. Di tempat ini pengunjung dapat berpartisipasi secara aktif dalam eksperimen. Pengunjung juga mendapat feedback berupa percakapan (speech) dan sentuhan (touch) dari objek-objek yang dilengkapi sensor.
  1. Aplikasi lainnya

WSN juga digunakan di dalam banyak keperluan lainnya, misalnya instrumentasi pabrik, kontrol robot, memonitor trafik dan sebagainya.

Dan ada yang berdasarkan wilayah pemantauan dan industri pemantauan
1.Wilayah pemantauan
Wilayah pemantauan adalah aplikasi umum dari WSN. Di wilayah pemantauan, WSN ini digunakan selama beberapa daerah di mana fenomena yang akan dipantau. Sebuah contoh militer adalah penggunaan sensor untuk mendeteksi intrusi musuh; contoh sipil pagar geo-gas atau jaringan pipa minyak.
Ketika sensor mendeteksi acara yang dipantau (panas, tekanan), acara ini dilaporkan ke salah satu BTS, yang kemudian mengambil tindakan yang tepat (misalnya, mengirim pesan di internet atau satelit). Demikian pula, jaringan sensor nirkabel dapat menggunakan berbagai sensor untuk mendeteksi keberadaan kendaraan mulai dari sepeda motor ke mobil kereta.
a.Lingkungan penginderaan
Jaringan Sensor Istilah Lingkungan [3] telah berkembang untuk menutup banyak aplikasi WSNs untuk ilmu bumi penelitian. Ini termasuk gunung berapi penginderaan [4] , lautan [5] , gletser, hutan [6] , dll.
b.Polusi udara pemantauan
Jaringan sensor nirkabel telah dikerahkan di beberapa kota (Stockholm, London atau Brisbane) untuk memantau konsentrasi gas berbahaya bagi warga. Ini dapat mengambil keuntungan dari ad-hoc nirkabel link daripada instalasi kabel, yang juga membuat mereka lebih mobile untuk pengujian pembacaan di dagyerah yang berbeda.
c.Kebakaran hutan deteksi
Sebuah jaringan Node Sensor dapat diinstal di hutan untuk mendeteksi ketika kebakaran telah dimulai. Node dapat dilengkapi dengan sensor untuk mengukur suhu, kelembaban dan gas yang dihasilkan oleh kebakaran di pohon-pohon atau vegetasi. [7] Deteksi dini sangat penting untuk keberhasilan tindakan dari petugas pemadam kebakaran; berkat Sensor Networks Wireless, pemadam kebakaran akan dapat mengetahui ketika kebakaran dimulai dan bagaimana hal itu menyebar.
d.pemantauan Rumah Kaca
Jaringan sensor nirkabel yang juga digunakan untuk mengontrol tingkat suhu dan kelembaban di dalam komersial rumah kaca . Ketika suhu dan kelembaban turun di bawah tingkat tertentu, manajer rumah kaca harus diberitahu melalui e-mail atau pesan sel telepon teks, atau sistem host dapat memicu sistem berkabut, ventilasi terbuka, menyalakan kipas angin atau mengontrol berbagai macam respon sistem.
e.Deteksi Tanah Longsor
Sebuah sistem deteksi longsor, membuat penggunaan jaringan sensor nirkabel untuk mendeteksi gerakan sedikit tanah dan perubahan berbagai parameter yang mungkin terjadi sebelum atau selama tanah longsor. Dan melalui data yang dikumpulkan dimungkinkan untuk mengetahui terjadinya longsor lama sebelum benar-benar terjadi.

2.Industri pemantauan
a.Mesin pemantauan kesehatan
Jaringan sensor nirkabel telah dikembangkan untuk kondisi mesin berbasis pemeliharaan (CBM) karena mereka menawarkan penghematan biaya yang signifikan dan memungkinkan fungsionalitas baru. Dalam sistem kabel, instalasi sensor cukup sering dibatasi oleh biaya kabel.Lokasi yang sebelumnya tidak dapat diakses, mesin berputar, daerah berbahaya atau dibatasi, dan aset mobile sekarang dapat dicapai dengan sensor nirkabel.

b.Air / air limbah pemantauan
Ada banyak kesempatan untuk menggunakan jaringan sensor nirkabel dalam air / air limbah industri. Fasilitas tidak kabel untuk listrik atau transmisi data dapat dimonitor menggunakan industri nirkabel perangkat I / O dan sensor didukung menggunakan panel surya atau kemasan baterai dan juga digunakan dalam papan pengendalian polusi.

c.Pertanian
Menggunakan jaringan sensor nirkabel dalam industri pertanian semakin umum; menggunakan jaringan nirkabel membebaskan petani dari pemeliharaan kabel di lingkungan yang sulit. Pakan sistem gravitasi air dapat dimonitor menggunakan pemancar tekanan untuk memantau tingkat air tangki, pompa dapat dikendalikan menggunakan nirkabel perangkat I / O dan penggunaan air dapat diukur dan ditransmisikan secara nirkabel kembali ke pusat kontrol pusat untuk penagihan. Irigasi otomatisasi memungkinkan penggunaan air lebih efisien dan mengurangi limbah.

d.pemantauan Struktural
Sensor nirkabel dapat digunakan untuk memantau pergerakan di dalam bangunan dan infrastruktur seperti jembatan, jalan layang, tanggul, terowongan, dll .. memungkinkan praktek Rekayasa untuk memantau aset jarak jauh dengan keluar kebutuhan untuk kunjungan situs mahal, serta memiliki keuntungan dari data harian, sedangkan tradisional data ini dikumpulkan mingguan atau bulanan, menggunakan kunjungan situs fisik, yang melibatkan baik jalan atau penutupan kereta api dalam beberapa kasus . itu juga jauh lebih akurat daripada inspeksi visual yang akan dilakukan.

I.Karakteristik pada WSN
Karakteristik utama dari WSN yang meliputi
§  Konsumsi daya kendala untuk node menggunakan baterai atau energi panen
§  Kemampuan untuk mengatasi kegagalan node
§  Mobilitas node
§  Dinamis topologi jaringan
§  Komunikasi kegagalan
§  Heterogenitas node
§  Skalabilitas untuk skala besar penyebaran
§  Kemampuan untuk menahan kondisi lingkungan yang keras
§  Kemudahan penggunaan
§  Tanpa pengawasan operasi
§  Konsumsi daya
Node sensor dapat dibayangkan sebagai komputer kecil, yang sangat dasar dalam hal interface dan komponen mereka. Mereka biasanya terdiri dari unit pengolahan dengan daya komputasi terbatas dan memori yang terbatas, sensor atau MEMS (termasuk sirkuit pengkondisian tertentu), perangkat komunikasi (biasanya radio transceiver atau alternatif optik ), dan sumber daya biasanya dalam bentuk baterai. Inklusi yang mungkin lainnya adalah pemanenan energi modul, sekunder ASICS , dan alat komunikasi mungkin sekunder (misalnya RS-232 atauUSB ).
Base station adalah satu atau lebih komponen dari WSN dengan sumber daya yang jauh lebih komputasi, energi dan komunikasi. Mereka bertindak sebagai gateway antara node sensor dan pengguna akhir karena mereka biasanya meneruskan data dari WSN ke server.Komponen khusus lainnya dalam routing jaringan berbasis router, yang dirancang untuk menghitung, menghitung dan mendistribusikan tabel routing. Banyak teknik yang digunakan untuk terhubung ke dunia luar termasuk jaringan telepon seluler, telepon satelit, radio modem, jangka panjang Wi-Fi base station link dll Banyak ARM berbasis menjalankan bentuk Embedded Linux .


J.Struktur pada WSN
Standar dan spesifikasi
Beberapa standar saat ini baik meratifikasi atau sedang dikembangkan untuk jaringan sensor nirkabel. Ada sejumlah badan standardisasi di bidang WSNs. Para IEEE berfokus pada fisik dan MAC lapisan, sedangkan Internet Engineering Task Force bekerja pada lapisan 3 dan di atas. Selain ini, badan-badan seperti International Society of Otomasi memberikan solusi vertikal, yang mencakup semua lapisan protokol.Akhirnya, ada juga beberapa non-standar, mekanisme proprietary dan spesifikasi.
Standar yang digunakan jauh lebih sedikit daripada di WSNs sistem komputasi lain yang membuat sistem yang paling mampu komunikasi langsung antara sistem yang berbeda. Namun standar dominan yang biasa digunakan dalam komunikasi WSN meliputi:
§  ISA100
§  ZigBee / 802.15.4

Perangkat Keras
Salah satu tantangan utama dalam WSN adalah untuk menghasilkan biaya rendah dan node sensor kecil. Ada peningkatan jumlah perusahaan kecil yang memproduksi perangkat keras WSN dan situasi komersial dapat dibandingkan dengan komputasi rumah pada 1970-an. Banyak dari node masih dalam tahap penelitian dan pengembangan, khususnya perangkat lunak mereka. Juga melekat adopsi jaringan sensor adalah menggunakan metode daya yang sangat rendah untuk akuisisi data.
Perangkat Lunak
Energi adalah sumber daya langka dari node WSN, dan menentukan seumur hidup WSNs. WSNs dimaksudkan untuk digunakan dalam jumlah besar di berbagai lingkungan, termasuk daerah terpencil dan bermusuhan, di mana ad-hoc komunikasi adalah komponen kunci. Untuk alasan ini, algoritma dan protokol perlu untuk mengatasi masalah berikut:
§  Lifetime maksimisasi
§  Ketahanan dan toleransi kesalahan
§  Self-konfigurasi
Beberapa topik penting dalam penelitian perangkat lunak WSN adalah:
§  Sistem operasi
§  Keamanan
§  Mobilitas
§  Kegunaan - antarmuka manusia untuk kontrol penyebaran dan manajemen, debugging dan pengguna akhir
§  Middleware - desain tingkat menengah primitif antara perangkat lunak tingkat tinggi dan sistem

Sistem Operasi
Sistem operasi untuk node jaringan sensor nirkabel biasanya kurang kompleks daripada untuk tujuan umum sistem operasi. Mereka lebih sangat mirip embedded system, karena dua alasan. Pertama, jaringan sensor nirkabel yang biasanya digunakan dengan aplikasi tertentu dalam pikiran, bukan sebagai platform umum. Kedua, kebutuhan untuk biaya rendah dan daya rendah menyebabkan node sensor nirkabel yang paling memiliki daya rendah mikrokontroler memastikan bahwa mekanisme seperti memori virtual yang baik tidak perlu atau terlalu mahal untuk diterapkan.
Oleh karena itu dimungkinkan untuk menggunakan sistem operasi embedded seperti ECOS atau UC / OS untuk jaringan sensor. Namun, sistem operasi tersebut sering dirancang dengan real-time properti.
TinyOS [8] adalah mungkin yang pertama [9] operasi sistem yang khusus dirancang untuk jaringan sensor nirkabel. TinyOS didasarkan padapemrograman-event Model bukan multithreading . Program TinyOS terdiri dari event handler dan tugas dengan run-to-selesai semantik.Ketika terjadi peristiwa eksternal, seperti sebuah paket data yang masuk atau bacaan sensor, TinyOS sinyal event handler yang sesuai untuk menangani acara tersebut. Event handler dapat memposting tugas-tugas yang dijadwalkan oleh kernel TinyOS beberapa waktu kemudian.
LiteOS adalah OS baru dikembangkan untuk jaringan sensor nirkabel, yang menyediakan UNIX seperti abstraksi dan dukungan untuk bahasa pemrograman C. Contiki adalah sebuah OS yang menggunakan gaya pemrograman sederhana dalam C sambil memberikan uang muka seperti 6LoWPAN dan proto-benang.

Simulasi WSNs
Secara umum, ada dua cara untuk mengembangkan simulasi WSNs. Entah menggunakan platform kustom untuk mengembangkan simulasi. Dan pilihan kedua adalah untuk mengembangkan simulasi sendiri:
Simulators
Dengan demikian, saat ini Agen berbasis Pemodelan dan Simulasi adalah paradigma-satunya yang memungkinkan simulasi perilaku bahkan kompleks di lingkungan sensor nirkabel (seperti berkelompok). [10]
Jaringan Simulators seperti QualNet , NetSim , dan NS2 dapat digunakan untuk mensimulasikan Jaringan Wireless Sensor.



BAB III


Penutup
A.Kesimpulan
·         Wireless Sensor Network (WSN) adalah suatu infrastruktur jaringan wireless yang menggunakan sensor untuk memonitor fisik atau kondisi lingkungan sekitar, seperti suhu, suara, getaran, gelombang elektromagnetik, tekanan, gerakan, dan lain–lain. Masing–masing node dalam jaringan sensor nirkabel biasanya dilengkapi dengan radio tranciever atau alat komunikasi wireless lainnya, mikrokontroler kecil, dan sumber energi, biasanya baterai.

·         WSN terbagi atas 5 bagian, yaitu:
1. Transceiver
2. Mikrokontroler
3. Power Souce
4. External Memory
5. Sensor
·         Wireless Sensor biasanya digunakan untuk fungsi-fungsi berikut :
1. Monitoring
Wireless Sensor ini akan mensensing suatu besaran fisis misal : suhu, tekanan, kelembaban, dan lain-lain dan mengirimkan datanya kepada sebuah data concentrator. Berdasarkan data yang terkumpul tersebut, kemudian data bisa ditampilkan dalam bentuk grafik, diambil keputusan tertentu berdasarkan event-trigger.
2. Control
Fungsi pengontrolan pada Wireless Sensor ini jarang dilakukan, dan umumnya dilakukan pada penggunaan Wireless Sensor dengan skala kecil dan umumnya fungsi kontrolnya terbatas. Fungsi kontrol dilakukan jika pin output dari mikrokontroller dihubungkan langsung dengan aktuator pada plant.

·         Berikut adalah beberapa keuntungan yang bisa diperoleh dari teknologi WSN:
1.Simpel / praktis / ringkas karena tidak perlu ada instalasi kabel yang rumit dan dalam kondisi geografi tertentu sangat menguntungkan dibanding Wired Sensor.
2.Sensor menjadi bersifat mobile, artinya pada suatu saat dimungkinkan untuk memindahkan sensor untuk mendapat pengukuran yang lebih tepat tanpa harus khawatir mengubah disain ruangan maupun susunan kabel ruangan.
3.meningkatkan efisiensi secara operasional.
4.mengurangi total biaya sistem secara signifikan.
5.dapat mengumpulkan data dalam jumlah besar.
6.konfigurasi software mudah.
7.memungkinkan komunikasi digital 2 arah.
8.menyediakan konektivitas internet yang secara global, kapanpun dimanapun informasi tersebut dapat diakses melalui server,laptop,dan sebagainya.
·         Kerugian dengan digunakannya wireless sensor dibanding wired Sensor adalah
1.      Beban / Load yang lebih tinggi dibanding wired sensor, menjadikan data rate menjadi lebih rendah.
2.      Semakin banyak sensor semakin besar collision domain, menjadikan sisi keamanan menjadi semakin rendah, dan transfer rate semakin menurun lagi.
3.      Adanya maintenance rutin untuk mengganti baterai yang telah habis.

B.Referensi







Tidak ada komentar:

Posting Komentar