Reliabilitas Pengiriman Data pada Pemantauan Sistem Irigasi.

Abstract

Irigasi telah membuat bidang pertanian menjadi industri yang paling banyak mengkonsumsi air. Di Indonesia, proporsi penggunaan sumber daya air untuk pertanian telah mencapai angka sebesar 76% namun efisiensi penggunaan sumber daya air yang tersedia kurang dari 45%. Melihat besarnya proporsi penggunaan air dan semakin terbatasnya sumber daya air maka sangat perlu dilakukannya peningkatan efisiensi pengelolaan penggunaan air dalam bidang pertanian khususnya untuk irigasi. Hal ini dilakukan agar tidak terjadi krisis sumber daya air di masa depan. Tentu saja ini sangat membutuhkan perhatian yang cukup serius bagi akademisi dan peneliti yang terkait. Kegiatan pemantauan lahan merupakan salah satu implementasi dari sistem irigasi otomatis. Dalam membangun sistem irigasi otomatis tentunya sangat memerlukan dukungan dari teknologi komputer yang sedang berkembang. Sistem pemantauan dengan melibatkan teknologi komputer sangat berkaitan erat dengan transmisi data dijital dalam komunikasi data. Penelitian ini mengusulkan sebuah sistem pemantauan irigasi dengan mekanisme pengiriman data yang handal di mana protokol transmission control protocol (TCP) menangani pengiriman data ke penerima. Selain kontrol melalui protokol TCP, fitur kontrol galat yang menggunakan kode BCH juga diterapkan dalam menciptakan komunikasi yang handal. Hal ini dilakukan karena saluran komunikasi nirkabel tidak bebas dari gangguan derau. Metode penelitian ini terdiri atas empat tahap utama yaitu analisis permasalahan, pengembangan model sistem, implementasi sistem, dan analisis kinerja sistem. Tahapan pengembangan model sistem terbagi atas beberapa tahapan yaitu perancangan arsitektur pemantauan irigasi, akuisisi data, dan perancangan kontrol galat komunikasi data. Tahap perancangan kontrol galat komunikasi data terdiri atas encoding, transmisi data, dan decoding. Data yang digunakan pada penelitian ini adalah data nilai faktual dari hasil pembacaan sensor kelembaban tanah. Format simpanan data yang digunakan adalah file teks (.TXT). Arsitektur sistem irigasi pada penelitian ini terdiri atas dua bagian yaitu main controller dan field controller. Main controller adalah penerima yang bertindak sebagai server yang dirancang dengan tipe konkurensi dan berorientasi koneksi. Field controller terdiri dari gateway (Raspberry Pi) sebagai pengirim, node sensor (mikrokontroler Arduino Uno), dan beberapa sensor. Akuisisi data dilakukan pada bagian field controller. Data akuisisi ini terdiri dari waktu, batas bawah, batas atas, identitas node, nilai sensor, dan status aktuator. Data tersebut yang akan dijadikan pesan informasi untuk dikirim ke server. Analisis kinerja dibutuhkan untuk mengevaluasi mekanisme pengiriman data dan memastikan perancangan arsitektur pengiriman data berjalan dengan baik. Studi ini melakukan evaluasi terhadap parameter-parameter kualitas layanan (quality of service disingkat QoS) packet delay, packet loss ratio, dan throughput. Hasil dari parameter QoS yang diperoleh kemudian di-filter menggunakan filter low-pass exponentially weighted moving average (EWMA) untuk memperhalus nilai sebelum diplot dalam bentuk grafik. Skenario pengiriman data dibagi menjadi dua, yaitu pengiriman data menggunakan protokol TCP tanpa fitur kontrol galat (skenario 1) dan protokol TCP dengan fitur kontrol galat (skenario 2). Hasil analisis kinerja sistem secara berurutan untuk rata-rata throughput dan packet delay yang diperoleh pada pengiriman data hampir mendekati nilai yang dihasilkan oleh masing-masing pengirim, yaitu 1.381995 Kbps dan 2.400732 second untuk skenario 1 dan 1.151527 Kbps dan 2.652299 second untuk skenario 2. Selama proses pengiriman data saat pengujian sistem dari pengirim (field controller) ke penerima (server) tidak terjadi kehilangan paket (packet loss). Analisis mekanisme kontrol galat dimaksudkan untuk mengetahui apakah pengontrolan terhadap galat yang dikembangkan dengan kode BCH mampu untuk mendeteksi dan memperbaiki galat yang jumlahnya lebih kecil, sama, atau lebih besar dari kapasitas perbaikan yang ditentukan. Panjang informasi pesan pada pengujian fitur kontrol galat adalah 352 bytes dan parameter dimensi Galois Field (GF) yang digunakan adalah 9. Batas maksimal galat yang dapat dideteksi dan diperbaiki adalah 14, 25, dan 50 untuk kapasitas perbaikan 6, 12, dan 18. Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa kapasitas perbaikan menentukan seberapa besar kemampuan fitur kontrol galat untuk mendeteksi galat pada data yang dikirim.