Tahapan Penelitian Tugas Akhir

Pada tugas akhir "Perluasan Area Jangkauan Jaringan Sensor Nirkabel dengan Komunikasi Multihop" ini, tahapan yang penelitian yang dilakukan adalah sebagai berikut :

1. Mengidentifikasi, memilih, dan merumuskan masalah
2. Menyusun kerangka pemikiran 
3. Merumuskan hipotesis
4. Menguji hipotesis secara empirik
5. Melakukan pembahasan
6. Menarik kesimpulan

Mengidentifikasi, Memilih dan Merumuskan Masalah

Mengidentifikasi masalah berarti mencari masalah yang paling relevan dan menarik untuk diteliti. Masalah berkaitan dengan kondisi yang menghambat atau menyulitkan yang menunjukkan adanya kesenjangan antara harapan dan kenyataan. Dalam tugas akhir ini, masalah yang diteliti adalah masalah area jangkauan jaringan sensor nirkabel. Masalah area jangkauan jaringan sensor nirkabel ini menarik untuk diteliti karena pada dasarnya komunikasi dengan menggunakan media nirkabel mempunyai kelebihan yaitu fleksibilitas. Fleksibilitas yang dimaksud adalah perangkat yang menggunakan teknologi nirkabel bisa berpindah tempat selama masih berada di dalam area jangkauan. Apabila area jangkauan luas, maka perangkat nirkabel tetap dapat melakukan komunikasi walaupun jaraknya jauh.

Sama seperti pada jaringan nirkabel, area jangkauan jaringan sensor nirkabel juga dipengaruhi oleh adanya penghalang, baik jumlah penghalang maupun banyaknya penghalang. Semakin banyak dan tebal suatu penghalang, maka kuat sinyal yang diterima oleh penerinya semakin sedikit. Kuat sinyal ini akan menentukan jarak jangkauan yang dapat dicapai oleh sensor nirkabel.

Jaringan sensor nirkabel yang menggunakan topologi star memiliki kelemahan yaitu pada sistem komunikasi single hop, pada topologi star node sensor berkomunikasi dengan pusat kendali (coordinator) secara langsung sehingga topologi star ini membatasi jarak keseluruhan yang dapat dicapai oleh jaringan sensor nirkabel. Untuk mengatasi masalah area jangkauan tersebut, jaringan sensor nirkabel dapat mengguakan topologi cluster tree atau mesh. Yang membedakan topologi cluster tree atau mesh dengan topologi star adalah sistem komunikasinya, pada topologi cluster tree atau mesh menggunakan sistem komunikasi multihop. Dengan sistem komunikasi multihop, node sensor mengirimkan informasi ke pusat kendali melalui node sensor lain (node router/ perantara) yang berada di dekatnya. Dengan begitu, jaringan sensor nirkabel dapat diperluas, baik jumlahnya maupun jarak jangkauannya.

Dari latar belakang masalah tersebut, rumusan masalah dalam penelitian tugas akhir ini adalah sebagai berikut :

1. Bagaimana membangun sistem komunikasi multihop pada jaringan sensor nirkabel?
2. Bagaimana pengaruh node router dalam sistem komunikasi multihop jaringan sensor nirkabel?

Menyusun Kerangka Pemikiran

Kerangka berpikir merupakan konstruksi berpikir yang bersifat logis dengan argumentasi yang konsisten dengan pengetahuan sebelumnya yang telah berhasil disusun. Dalam penelitian tugas akhir ini yang dilakukan untuk menyusun kerangka pemikiran yaitu melakukan studi literatur, mencari teori, konsep, dan generalisasi yang relevan untuk dijasikan landasan teoritis dalam penelitian. Lalu melakukan observasi atau studi lapangan untuk memperoleh informasi dari hasil pengamatan yang mendukung tugas akhir ini. Kemudian merancang sistem dan melakukan pembuatan sistem, lalu melakukan pengujian terhadap sistem tersebut. Setelah diuji lalu dianalisis dan ditarik kesimpulan.

Agar jarak jangkauan jaringan sensor nirkabel dapat diperluas, maka digunakan topologi cluster tree atau mesh. Pada topologi cluster tree dan mesh, node sensor mengirimkan informasi ke pusat kendali melalui node perantara/ node router. Pengiriman informasi secara tidak langsung dengan melalui node perantara/ node router disebut sistem komunikasi multihop. Agar jarak jangkauan jaringan sensor nirkabel dapat diperluas, maka digunakan sistem komunikasi multihop. 

Merumuskan Hipotesis

Hipotesis merupakan jawaban sementara terhadap masalah penelitian, yang jawabannya harus diuji. Hipotesis dari penelitian tugas akhir ini adalah komunikasi multihop dapat dibangun pada jaringan sensor nirkabel untuk memperluas area jangkauan. Selain berpengaruh terhadap area jangkauan, node router dalam sistem komunikasi multihop akan berpengaruh pada delay pengiriman data ke pusat kendali.

Menguji Hipotesis secara Empirik

Hipotesis yang telah dirupuskan sebelumnya harus diujikan untuk membuktikan kebenarannya. Dalam penelitian tugas akhir ini, hipotesis tersebut diuji dengan menggunakan alat-alat jaringan sensor nirkabel dengan membangun komunikasi multihop pada alat-alat tersebut.

Melakukan Pembahasan

Melakukan pembahasan dalam penelitian tugas akhir ini adalah dengan melalui data-data yang diperoleh pada pengujian secara empirik lalu dilakukan analisis untuk menarik kesimpulan.

Menarik Kesimpulan

Menarik kesimpulan merupakan langkah terakhir pada penelitian tugas akhir ini. Kesimpulan ditarik dari analisis data hasil pengujian untuk mengetahui jawaban atas permasalahan yang diteliti, untuk mengetahui kebenarannya.

Perluasan Area Jangkauan Jaringan Sensor Nirkabel dengan Komunikasi Multihop

Teknologi pengiriman informasi menggunakan media nirkabel (wireless) dikenal mempunyai kelebihan yaitu fleksibilitas. Perangkat yang menggunakan teknologi nirkabel bisa berpindah tempat selama masih berada di dalam area jangkauan. Apabila area jangkauan luas, maka perangkat nirkabel tetap dapat melakukan komunikasi dengan jarak yang jauh. Namun teknologi nirkabel juga mempunyai kekurangan salah satunya adalah adanya interferensi sinyal radio yang digunakan dalam pengiriman informasi oleh penghalang seperti gedung, tembok dan pepohonan. Propagasi sinyal radio pada transmisi nirkabel akan menurun jika ada penghalang di antara pengirim dan penerima. Semakin tebal dan semakin banyak penghalang maka sinyal yang sampai di penerima akan semakin kecil. Penurunan sinyal yang diterima tersebut akan mengakibatkan jarak jangkauan komunikasi menjadi semakin pendek. Penurunan sinyal oleh penghalang tersebut berlaku pada semua jenis transmisi nirkabel, termasuk pada jaringan sensor nirkabel yang menggunakan Zigbee.

Teknologi jaringan sensor nirkabel merupakan suatu jaringan nirkabel yang terdiri dari beberapa sensor (sensor node) yang diletakkan di tempat-tempat yang berbeda untuk memonitoring kondisi suatu keadaan (Daryanto, 2011). Jaringan sensor nirkabel ini dapat dimanfaatkan untuk pengukuran dan monitoring keadaan di suatu tempat yang kondisi lingkungannya tidak memungkinkan untuk pemasangan kabel. Jaringan sensor nirkabel mempunyai banyak keuntungan jika dibandingkan dengan jaringan kabel, yaitu mudah dalam organisasi jaringan (termasuk dalam perluasan jaringan), sedikit pengaruhnya terhadap lingkungan, serta kondumsi daya yang sedikit. Jaringan sensor nirkabel menggunakan standar protokol Zigbee. Zigbee diatur dalam standar 802.15.4 yang digunakan untuk komunikasi data pada sistem kontrol dan monitoring secara nirkabel. Zigbee yang terhubung dengan jaringan dapat membentuk suatu topologi. Topologi yang diciptakan Zigbee akan mempengaruhi kualitas jaringan. Toplogi yang dapat dibentuk oleh jaringan Zigbee yaitu star, cluster tree dan mesh. 

Topologi star merupakan topologi sederhana, hanya dibutuhkan sebuah node sebagai pusat kendali yang diletakkan di tengah dan sistem komunikasi yang digunakan adalah single hop sehingga masing-masing node langsung terhubung dengan pusat kendali tersebut. Topologi star ini membatasi jarak keseluruhan yang dapat dicapai oleh jaringan sensor nirkabel. Agar jarak jangkauan keseluruhan jaringan sensor nirkabel dapat diperluas maka digunakan topologi cluster tree dan mesh. Pada topologi cluster tree dan mesh, sistem komunikasi yang digunakan adalah multihop. Pada sistem komunikasi multihop, node sensor dapat mengirimkan data ke pusat kendali melalui node lain yang berada di dekatnya. Berdasarkan kelebihan yang ditawarkan oleh sistem komunikasi multihop pada jaringan sensor nirkabel dalam perluasan jarak jangkauan, maka dipilih judul tugas akhir “Perluasan Area Jangkauan Jaringan Sensor Nirkabel dengan Komunikasi Multihop”.