Prototype Sistem Monitoring Gedung Bertingkat Menggunakan Sensor Getaran Berbasis Wireless Sensor Network (WSN)

Abstract

Gedung merupakan salah satu infrastuktur sipil yang sangat penting bagi kehidupan manusia sehingga perlu adanya perawatan. Salah satu cara perawatan yaitu memonitoring keadaan gedung secara berkala sehingga bisa meminimalisir kerusakan dini dan pemakaian bisa bertahan sesuai dengan yang telah dirancang pada awal pembuatan. Proses monitoring bisa dilakukan secara manual akan tetapi kurang efisien mengingat perkembangan teknologi yang semakin maju. Teknologi wireless sensor network bisa digunakan untuk memonitoring hal ini karena tidak membutuhkan lilitan kabel dan pengiriman data dilakukan secara wireless yang telah diletakkan sensor pada beberapa lokasi. Maka dari itu diperlukan sebuah prototype yang terdiri dari sensor dan modul komunikasi wireless. Sensor yang digunakan adalah vibration sensor (SW-420) yang mendeteksi getaran dengan protokol yang telah terdaftar pada IEEE yaitu protokol 802.15.4 (ZigBee). Prototype sistem monitoring ini menggunakan topologi mesh yang terdiri dari 3 node sensor, 1 node coordinator, dan 1 PC/Laptop dengan parameter RSSI, delay, dan succes rate dengan jarak yang berubah-ubah. Pengujian prototype dilakukan pada gedung Laboratorium Bio-Engineering Fakultas Teknik Universitas Jember yang mempunyai 6 lantai dengan panjang gedung 50 m, lebar gedung 12-16 m, dan tinggi gedung 28 m. Pengujian dilakukan sebanyak 3 kali dengan parameter delay, packet loss, succes rates, dan RSSI terhadap perubahan jarak. Pengujian dilakukan dengan meletakkan node setiap lantai yang berjarak 4 m. Pengujian dilakukan pada jarak 4 m, 8 m, 12 m, 16 m, dan 20 m. Hasil dari pengujian yang telah dilakukan bahwasanya kualitas sinyal terhadap kondisi perubahan jarak pada prototype sistem monitoring kesehatan struktur gedung berbasis wireless sensor network menggunakan protokol ZigBee jika pengukuran dilakukan di dalam gedung cukup baik. Parameter RSSI dipengaruhi oleh jarak yaitu semakin jauh jarak antara transmitter dan receiver maka nilai RSSI semakin kecil yang berarti sinyal dengan kualitas buruk. Begitupula sebaliknya, semakin dekat jarak antara transmitter dan receiver maka nilai RSSI semakin besar yang berarti sinyal dengan kualitas bagus. Hal ini dibuktikan pada jarak 4 m rata-rata RSSI sebesar -75,7 dBm dan pada jarak 16 m rata-rata RSSI sebesar -81,7 dBm. Selain itu, hasil dari pengujian delay berbanding lurus dengan jarak. Hal ini dibuktikan pada jarak 4 m rata-rata delay sebesar 2,04 s dan pada jarak 16 m rata-rata delay sebesar 8,9 s. Selanjutnya untuk packet loss, pada jarak 4 m rata-rata packet loss sebesar 18,33% dengan rata-rata succes rate sebesar 81,77% dan pada jarak 16 m rata-rata packet loss sebesar 77,67% dengan rata-rata succes rate sebesar 22,33%. Namun pada jarak 12 m dan 20 m tidak dapat melakukan pengiriman data. Hal ini dikarenakan pada jarak 12 m disebabkan oleh bentuk bangunan yang berbeda sehingga menyebabkan peletakan node juga berbeda. Sedangkan pada jarak 20 m jarak daya jangkau xbee telah mencapai maksimum.