Rancang Bangun Wireless Sensor Network Berbasis Topologi Tree-Like Mesh untuk Sistem Pemantauan Polusi Udara

Abstract

Kualitas udara yang rendah dan tidak proporsional akibat dari polutan yang dihasilkan industri dan transportasi sangat berbahaya bagi kesehatan jika terakumulasi di udara dalam konsentrasi yang cukup tinggi.Sehingga informasi kualitas udara begitu penting bagi masyarakat untuk menerangkan tingkat kebersihan udara terhadap kesehatan dan dampak yang ditimbulkan dalam jangka waktu tertentu. Pemantauan gas polutan merupakan salah satu cara untuk memperbaiki kualitas udara. Pemantauan dengan jaringan berbasis sensor menggunakan kabel akan memakan biaya yang sangat mahal ketika daerah yang akan dipantau sangat luas wilayahnya. Pemanfaatan teknologi komunikasi dan informasi menjadi semakin penting dan dibutuhkan di era dijitalisasi saat ini. Untuk memperbaiki keadaan tersebut, salah satu hal yang dapat dilakukan dalam proses perbaikan kualitas udara ialah dilakukannya dengan pemantauan polusi udara dengan memanfaatkan teknologi wireless sensor network (WSN). Penelitian ini bertujuan membangun WSN sistem pemantauan polusi udara dengan menerapkan topologi tree-like mesh serta memanfaatkan teknologi ZigBee dan General Packet Radio Service (GPRS) serta menunjukkan kinerja WSN sistem pemantauan polusi udara di lingkungan nyata. Analisis sistem dari metode yang diusulkan dilakukan dengan menganalisis lingkungan dan kinerja sistem. Percobaan dilakukan dengan menggunakan data dari empat sensor, yaitu satu sensor CO (MQ-7) dan tiga sensor dummy (LDR) mewakili sensor SO2, NO2, dan O3. Sensor dummy adalah sensor yang dijadikan simulasi sebelum menggunakan sensor sebenarnya serta data yang dihasilkan digunakan untuk menunjukkan fungsi kerja sistem. Hasil penelitian menunjukkan sistem yang dibangun mampu memberikan informasi nilai ISPU secara real-time pada sensor CO. Level pencemar udara CO pada lokasi penelitian masih dalam kategori baik. Pengujian kinerja dari WSN dengan topologi tree-like mesh menunjukkan bahwa pengurangan 1 hop meningkatkan throughput sebesar 32.06% atau 0.52 kbps, dan telah menurunkan nilai delay sebesar 23.28% atau 0.06 detik, sehingga lebih sedikit hop menghasilkan nilai throughput yang lebih tinggi namun delay rendah. Sementarapacket loss ratio meningkat hanya pada saat menggunakan 3 hop, yaitu sebesar 0.01%, ini karena untuk 3 hop terjadi pembentukan jalur baru yang lebih panjang.