Design of an Edge Computing-Based Real-Time System for Land Monitoring in the Digital Transformation of the Smallholder Palm Oil Supply Chain

Abstract

This study aims to design an edge computing system for the real-time monitoring of independent palm oil plantations, which is crucial for ensuring traceability in the palm oil supply chain. Effective land monitoring is necessary to verify that each harvested fresh fruit bunch (FFB) comes from legitimate land and adheres to sustainability principles. Using an engineering design approach, this research begins with an exploration phase to identify the current state of land monitoring and the supply chain of independent palm oil plantations through a literature review. The problem formulation phase involves discussions and literature reviews to formulate existing issues. Based on user needs and identified problems, the ideation phase produces a system design involving edge nodes as data collectors for the temperature, humidity, and location coordinates. Edge nodes use LoRa communication to send data to the edge server, which then displays the data on a local website and stores them in a database. The prototype development phase involves assembling and experimenting to create a prototype edge-node device. System validation is conducted through blackbox testing to ensure system accuracy and performance in reading, sending, storing, and displaying data in real-time. While achieving several satisfactory results, such as reading temperature, humidity, and location data, and sending data without Internet connectivity, some issues remain unresolved, including extending the data transmission range and uploading data to the cloud. The results of this study indicate that edge computing systems have great potential in supporting the digital transformation of independent palm oil supply chains; however, further development is needed to address the remaining issues.

Penelitian ini bertujuan untuk merancang sistem edge computing guna memantau lahan sawit swadaya secara real-time, yang sangat penting dalam menjamin ketertelusuran rantai pasok sawit. Pengawasan lahan sawit yang efektif sangat diperlukan untuk memastikan bahwa setiap tandan buah segar (TBS) yang dipanen berasal dari lahan yang sah dan sesuai dengan prinsip keberlanjutan. Penelitian ini menggunakan pendekatan desain keteknikan yang dimulai dengan tahap eksplorasi untuk mengidentifikasi kondisi terkini pemantauan lahan dan rantai pasok sawit swadaya melalui tinjauan literatur. Tahap perumusan masalah dilakukan dengan diskusi dan tinjauan literatur untuk merumuskan permasalahan yang ada. Berdasarkan kebutuhan pengguna dan permasalahan yang diidentifikasi, tahap ideasi menghasilkan rancangan sistem yang melibatkan node edge sebagai pengumpul data suhu, kelembapan, dan koordinat lokasi. Node edge menggunakan komunikasi LoRa untuk mengirim data ke server edge, yang kemudian menampilkan data tersebut pada website lokal dan menyimpannya dalam database. Tahap pengembangan prototipe melibatkan perakitan dan eksperimen untuk menciptakan prototipe perangkat edge node. Validasi sistem dilakukan melalui uji blackbox untuk memastikan keakuratan dan kinerja sistem dalam membaca dan mengirim data, serta menyimpan dan menampilkan data secara real-time. Meskipun berhasil mencapai beberapa hasil yang memuaskan, seperti pembacaan data suhu, kelembapan, dan koordinat lokasi serta pengiriman data tanpa jaringan internet, masih terdapat beberapa masalah yang perlu diselesaikan, termasuk peningkatan jangkauan pengiriman data dan pengunggahan data ke cloud. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa sistem edge computing memiliki potensi besar dalam mendukung transformasi digital rantai pasok sawit swadaya, namun diperlukan pengembangan lebih lanjut untuk mengatasi masalah yang tersisa.