i

USULAN PROGRAM KREATIFITAS MAHASISWA

JUDUL PROGRAMSISTEM EVAKUASI DAN MONITORING KONDISI KORBAN BENCANA ALAM BERBASIS JARINGAN SENSOR NIRKABEL

BIDANG KEGIATAN :

PKM KARSA CIPTA

Diusulkan oleh :

1. Tian Adi Rahmawan (7211 030 039) Angkatan 20112. Jodi Ryan Setyawan(7211 030 038) Angkatan 20113. Rizky Adi Kurniawan (7210 040 050) Angkatan 20104. Annisa Trisnani

(1210 131 054) Angkatan 20135. Didit Panji Saputra(1203 131 004) Angkatan 2013

POLITEKNIK ELEKTRONIKA NEGERI SURABAYASURABAYA2013

PENGESAHAN PKM-KARSA CIPTA

1. Judul Kegiatan : Sistem Evakuasi Dan Monitoring Kondisi Korban Bencana Alam Berbasis Jaringan Sensor Nirkabel2. Bidang Kegiatan

: PKM-KC

3. Ketua Pelaksana Kegiatan

a. Nama Lengkap

: Tian Adi Rahmawanb. NRP

: 7211030039c. Jurusan

: Teknik Telekomunikasid. Universitas/Institut/Politeknik: Politeknik Elektronika Negeri Surabayae. Alamat Rumah dan No Tel./HP: Jl. Dr. Wahidin SH 234 , Randuagung, Gresikf. Alamat email

: timun99@gmail.com4. Anggota Pelaksana kegiatan/Penulis: 5 orang

5. Dosen Pendamping

a. Nama Lengkap dan Gelar: M. Zen S. Hadi S.T. M.Sc.b. NIDN

: 002517404c. Alamat Rumah dan No Tel./HP: Perum Sukolilo Park Regency Blok C No 11 Keputih

Surabaya / 0856451430866. Biaya Kegiatan Total

a. Dikti

: Rp 9.575.000,-7. Jangka Waktu Pelaksanaan: 5 bulanSurabaya, 18 Oktober 2013

DAFTAR ISIHALAMAN JUDUL......................................................................................................i

HALAMAN PENGESAHAN........................................................................................ii

DAFTAR ISI...................................................................................................................iii

DAFTAR TABEL...........................................................................................................ivDAFTAR GAMBAR......................................................................................................v

RINGKASAN..................................................................................................................viBAB 1. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah.................................................................................11.2 Perumusan Masalah........................................................................................21.3 Tujuan Program..............................................................................................21.4 Luaran yang diharapkan.................................................................................21.5 Kegunaan Program.........................................................................................3BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA....................................................................................4BAB 3. METODE PELAKSANAAN............................................................................7BAB 4. BIAYA DAN JADWAL KEGIATAN

4.1 Anggaran Biaya.............................................................................................9

4.2 Jadwal Kegiatan............................................................................................9DAFTAR PUSTAKA....................................................................................................10LAMPIRAN-LAMPIRAN

Lampiran 1. Biodata Ketua dan Anggota...........................................................11

Lampiran 2. Justifikasi Anggaran Kegiatan.......................................................16

Lampiran 3. Susunan Organisasi Tim Pelaksana dan Pembagian Tugas...........20

Lampiran 4. Surat Pernyataan Ketua Pelaksana.................................................21

Lampiran 5. Gambaran Teknologi yang Akan Diterapkembangkan..22DAFTAR TABELTabel 1. Ringkasan Anggaran Biaya PKM-KC.9

Tabel 2. Jadwal Kegiatan...9DAFTAR GAMBARGambar 1. Arsitektur jaringan Sensor Nirkabel..4Gambar 2. Board Arduino...5

Gambar 3. Xbee Pro Series 2..5Gambar 4. Pulse Sensor...6

Gambar 5. Sistem Komunikasi Single Hop.6

Gambar 6. Sistem Komunikasi Multi Hop..6

Gambar 7. Diagram alur pelaksanaan program...7

Gambar 8. Blok Diagram Perancangan Sistem...7

Gambar 9. Prototype node...22

Gambar 10. Simulasi dari teknologi yang akan di implementasikan..23

RINGKASANPada suatu daerah yang terdampak bencana alam seperti gempa bumi, tsunami dan lain-lain, dimana infrastruktur telekomunikasi pada daerah tersebut lumpuh, maka akan terjadi kepanikan yang luar biasa pada korban bencana. Di beberapa lokasi bencana, banyak korban meninggal karena ketidak-tahuan mereka akan daerah yang aman yang harus mereka capai ketika terjadi bencana. Disamping itu, bencana yang terjadi sering mengakibatkan orang mengalami penurunan kesehatan secara drastis bila tidak ditangani secara cepat dapat menyebabkan kematian.

Sistem ini bertujuan untuk memberikan informasi dimana lokasi evakuasi yang aman kepada korban bencana alam dan sekaligus monitoring kondisi korban tersebut sehingga pusat monitoring mengetahui kondisi nyata dari para korban di suatu lokasi bencana. Dalam kegiatan ini akan dikembangkan sistem yang menggunakan teknologi Jaringan Sensor Nirkabel (JSN) agar dapat di implementasikan pada daerah-daerah bencana dimana infrastruktur telekomunikasinya lumpuh. Pada sistem ini akan terjadi komunikasi 2 arah yaitu dari sisi server akan mengirim lokasi evakuasi yang aman ke masing masing node dan dari sisi node sensor mengirimkan data kondisi korban yang berupa detak jantung. Mikrokontroller yang digunakan adalah mikrokontroler Arduino yang merupakan open-source electronic prototyping dan menggunakan pulse sensor untuk mendeteksi kondisi denyut nadi korban. Input sensor ini akan diklasifikasikan oleh mikrokontroller yang ada pada sensor node (SN) dan dikirim ke master node (MN) dengan teknologi nirkabel Xbee. Sensor node nantinya akan dipasang di rumah yang rawan bencana sehingga ketika timbul bencana alam, user dapat langsung menggunakannya. Dengan menggunakan sistem ini, pemerintah dan instansi terkait dapat meminimalisir timbulnya korban jiwa dengan memberikan informasi lokasi evakuasi secara langsung. Selain itu server dapat memonitor kondisi korban sehingga dapat dilakukan penanganan secara cepat. BAB 1

PENDAHULUAN1.1. Latar Belakang Masalah

Selama ini telah kita pahami bahwa bayi, balita, dan anak-anak memerlukan perhatian dan pengawasan khusus dari keluarga dan orang-orang terdekat di sekitarnya. Mereka memerlukan perlindungan dan pengawasan yang cukup agar aman dan terhindar dari berbagaimacam bahaya ataupun tindak kejahatan yang seringkali ditujukan pada bayi, balita, dan anak-anak. Seperti yang dikutip dari koran Tempo edisi Rabu, 30 Oktober 2013 seorang gadis kecil hilang di Monas pada Sabtu, 26 Oktober 2013. Berita kehilangannya menyebar luas melalui pesan berantai di BBM, Facebook, dan Twitter. Alma Aini Hakim, 7 tahun, hilang saat jalan-jalan bersama tantenya.Mabes Polri mencatat terdapat 344 kasus penculikan anak yang terjadi di Indonesia pada tahun 2010 dan 68 kasus pada tahun 2011, sedangkan data dari Komnas Perlindungan Anak menyebutkan, kasus penculikan anak dibawah umur terjadi 114 kali, sejak Januari tahun 2012 (Mnctv.com, 2012). Pada periode Januari-Juli 2011, terdapat 34 kasus penculikan anak dan pada tahun 2012 selama Januari-Juli Komnas PA menerima laporan 39 kasus anak hilang. Modus penculikan yang semakin bervariasi ditambah dengan kemajuan jaman yang membuat ruang gerak anak bertambah luas juga semakin mempersulit pengawasan dari pihak orang tua dan keluarga terhadap anak.

Pada saat ini pengawasan terhadap anak tidak cukup hanya dengan melihat atau mengawasi secara langsung, kemajuan teknologi yang sudah sangat pesat hendaknya dapat dimanfaatkan untuk membantu pengawasan terhadap anak sekaligus melindungi dan mencegah terjadinya bahaya, tindak kejahatan ataupun hal-hal lain yang tidak diinginkan terjadi pada anak. Oleh karena itu kami merancang sistem smart tracking object for child lost contact sebagai upaya dalam membantu pengawasan terhadap aktifitas anak.

Pada saat anak menjauh dari orangtua maka sensor yang terpasang dalam modul mengirimkan data pada sebuah ponsel atau smart phone. Ketika jarak dari anak terhadap orang tua semakin menjauh maka ponsel akan mengaktifkan alarm sebagai tanda peringatan serta memetakan koordinat dari posisi anak dari maps yang ada di dalam ponsel.1.2. Perumusan Masalah

Pada permasalahan tersebut terdapat beberapa rumusan masalah dalam rencana pembangunan sistem ini sebagai acuan pengembangan sistem. Rumusan masalah tersebut antara lain :1. Bagaimana membuat suatu alat yang dapat melacak posisi anak serta memberikan peringatan ketika anak mulai berada di luar jangkauan orang tua.2. Bagaimana membuat tampilan (user interface) pada smart phone sehingga menarik dan mudah untuk digunakan.1.3. Tujuan Program

Tujuan dari pembuatan sistem ini adalah Orang tua dapat memantau secara real time posisi anak ketika sedang berada di luar jangkauan orang tua.1.4. Luaran Yang DiharapkanHal yang diharapkan dari pembuatan sistem ini ada beberapa hal, yaitu :1. Alat yang terpasang pada tubuh anak tidak mengganggu kenyamanan anak saat bermain di samping dapat mengirimkan informasi mengenai posisi dimana lokasi saat dia berada secara real time.2. Aplikasi pada smart phone yang mudah untuk digunakan dan dapat memebrikan peringatan ketika anak mulai menjauh dari jangkauan orang tua serta secara real time dapat memberitahukan lokasi anak.1.5. Kegunaan Program

Kegunaan dibuatnya program ini adalah untuk :

Mempermudah orang tua dalam mengawasi anak saat beraktifitas terutama ketika berada di pusat keramaian.BAB 2TINJAUAN PUSTAKAPada tinjauan pustaka ini akan dijelaskan teori, temuan, dan bahan penelitian lain yang diperoleh dari pustaka acuan serta menjadi landasan usulan kegiatan PKM KC yang disusun.1. Penelitian Sebelumnya (Decy Nataliana, 2013) Membuat suatu alat yang bertujuan untuk mengetahui posisi suatu device. Dalam penelitian tersebut beliau menggunakan sistem penjejakan mandiri (personal tracking) mempergunakan teknologi SMS sebagai media pengiriman paket data koordinat posisi. Pada sistem ini digunakan tekonologi SMS maka device personal trackingperlu adanya penambahan modul yang berfungsi untuk mengirimkan data posisi layaknya sebuah ponsel [1].

(Septian Enggar Susanto, 2011) Merencanakan dan merealisasikan suatu alat yang dapat memonitoring posisi secara visual tim SAR - SRU yang sedang beroperasi melakukan pencarian dan pertolongan korban pada daerah bencana alam. Tim SAR pemantau (SMC/OSC) dapat mengetahui posisi tim SAR - SRU yang sedang bertugas melalui handphone dan komputer via SMS dengan jaringan GSM. Tim SAR - SRU juga dapat mengirimkan jumlah korban yang telah ditemukannya kepada tim SAR pemantau.

Model penyebaran sensor tergantung dari fungsi jaringan sensor itu sendiri dan karakteristik dari daerah atau medan sensor. Secara umum model penyebaran sensor dibagi menjadi dua, yaitu disebar secara acak dan disebar dengan mengikuti aturan tertentu. Pada sistem ini menggunakan node sensor yang mobile dan menyebar secara acak, untuk komunikasi dengan server setiap node menggunakan GPS sebagai alat komunikasi dengan server [8]. Pada Penelitian kali ini sensor diserbar di setiap rumah warga. Pada kondisi node yang statis maka komunikasi antar node tidak terpengaruh oleh perubahan jarak yang dapat mengakibatkan loss. Ketika terjadi suatu bencana alam sensor berubah kondisi menjadi mobile. kondisi mobile dapat berpengaruh pada komunikasi antar node terjadi loss, sehingga perlu dibuat sistem komunikasi antar node yang dapat mengurangi loss akibat dari pengaruh jarak dan medan. Pada daerah daerah bencana dampak terburuk adalah infrastruktur telekomunikasinya rusak. Dalam penelitian ini akan dikembangkan sistem yang murah (low-cost) dengan menggunakan teknologi Jaringan Sensor Nirkabel (JSN).2. Studi Literatur

2.1. Jaringan Sensor Nirkabel ( JSN )

Wireless sensor network (WSN) adalah suatu infrastruktur jaringanwirelessyang menggunakan sensor untuk memonitor kondisi fisik dan lingkungan sekitar, seperti sensor suhu, suara, getaran, tekanan, gerakan, gelombang elektromagnetik, dan lainnya yang terhubung ke jaringan. Sensor-sensor tersebut akan mengubah data analog ke data digital. Selanjutnya data dikirim ke suatu node melalui media komunikasi yang digunakannya, seperti bluetooth, infrared, dan Wifi. Masingmasingnodedalam jaringan sensor nirkabel dilengkapi dengan radio trancieveratau alat komunikasiwirelesslainnya, mikrokontroler kecil, dan sumber energi (biasanya baterai) [4].

Gambar 1. Arsitektur jaringan Sensor Nirkabel2.2 Mikrokontroller2.2.1 ARM Cortex-M4 STM32ArsitekturARMmerupakan arsitekturprosesor32-bit RISC yang dikembangkan olehARM Limited. Dikenal sebagaiAdvanced RISC Machinedimana sebelumnya dikenal sebagaiAcorn RISC Machine. Pada awalnya merupakanprosesor desktopyang sekarang didominasi oleh keluarga x86. Namun desain yang sederhana membuat prosesor ARM cocok untuk aplikasi berdaya rendah. Hal ini membuat prosesor ARM mendominasi pasarmobile electronicdanembedded systemdimana membutuhkan daya dan harga yang rendah [2].

Gambar 2 Cortex-M42.2.2 GPS Module

GPS module reciever type GTPA010 adalah sebuah device yang mempunyai kemampuan memproses sinyal sinyal GPS yang dipancarkan oleh satelit dan kemudian merubah sinyal tersebut menjadi format protoko NMEA 0183 [1].

Gambar 3. GPS Modul GTPA0102.2.3 Modul GSM/GPRSModul GSM/GPRS adalah modul yang digunakan untuk menggirimkan data paket SMS hasil proses pada mikrokontroler kepada pengamat (user).Data-data yang akan dikirim oleh perangkat ini terdiri atas 2 bagian, yaitu:1. BPM atau Beat per Minute dari pasien, yang nantinya akan digunakan dalam pengimplementasian triase pada sisi client maupun komputer pusat / server yang akan digunakan oleh tim medis dalam memantau kondisi pasien.2. HRV (Heart Rate Variability) merupakan waktu yang dibutuhkan oleh jantung untuk mengembang dan mengempis. Waktu tersebut dapat digunakan untuk mensurvei secara langsung kondisi jantung pasien [4].

Gambar 4. Pulse Sensor2.3 Sistem Komunikasi 2.3.1 Single Hop

Komunikasi singlehop adalah komunikasi dimana pada setiap koneksi tidak terjadi konversi optic-elektrik, sehingga pada setiap node yang berkomunikasi tidak terjadi proses buffering. Pada komunikasi singlehop pihak yang saling berkomunikasi melakukan komunikasi secara langsung tanpa ada suatu node perantara untuk proses buffering [2].2.3.2 Multi HopSistem komunikasi yang memungkinkan node slave mengirimkan data informasi hasil monitoring secara tidak langsung menuju node master, yaitu melalui hop (baca : melompati) node-node terdekat di sekitarnya [2].

Gambar 5. Bentuk komunikasi single hop

Gambar 6. Bentuk komunikasi multi hop

BAB 3METODE PELAKSANAANMetode pelaksanaan kegiatan yang akan dilakukan dapat dilihat pada blok diagram berikut ini

Gambar 7. Diagram alur pelaksanaan programBerikut penjelasannya adalah :

1. Studi Literatur

Melakukan pencarian dan pembelajaran referensi-referensi dan teori-teori yang berkaitan erat dengan alat pembatas daya terprogram dari software hingga hardware sebagai acuan dasar dalam pembuatan awal sistem, diantaranyaa. Studi pendahuluan mengenai karakteristik dan penggunaan komponen utama berupa protokol XBee.b. Studi pendahuluan mengenai karakteristik dan penggunaan Arduino Uno dengan menggunakan bahasa C.c. Studi Mengenai pengolahan data dari xbee ke server untuk ditampilkan pada sisi server2. Perancangan Sistem

Pada tahap perancangan sistem ini terdapat beberapa tahapan pekerjaan yang akan di lakukan, berikut ini adalah diagram perancangan sistem ditunjukkan pada Gambar 8.

Gambar 8. Blok Diagram Perancangan Sistem

Pada diagram blok diatas menjelaskan tentang skema atau tahapan-tahapan yang akan dilakukan pada penelitian ini. Hal pertama yang dilakukan adalah inisialisasi jaringan sensor, dimana kami menentukan jaringan yang akan dibuat pada penelitian ini.

Pada sistem jaringan yang nantinya akan diimplementasikan pada penelitian ini terdiri dari sisi monitoring dan sisi node. Sisi node merupakan suatu jaringan sensor yang dibangun dari 3 sensor node yang memiliki ID berbeda-beda. Sedangkan sisi monitoring berfungsi sebagai pengirim data lokasi evakuasi yang aman pada setiap node dan juga penerima informasi dan melakukan parsing data dari node master, dengan kata lain sistem monitoring bisa juga disebut dengan server. Pada sistem ini terjadi komunikasi 2 arah yaitu dari server dan node. Untuk penjelasan tentang teknologi yang akan diterapkembangkan ada pada lampiran 5.3. Uji coba dan verifikasi

Melakukan proses pengecekkan alat apakah sudah sesuai dengan hasil yang diharapkan Apabila terdapat kesalahan, maka dilakukan proses pengecekan program, yang dilanjutkan dengan pengecekan hardware bila masih menemui kesalahan.

4. Pembuatan laporan

Melakukan penulisan laporan yang berisikan hasil studi, perancangan hardware dan software beserta hasil pengujian alat.BAB 4

BIAYA DAN JADWAL KEGIATAN4.1 ANGGARAN BIAYA

Tabel 1. Ringkasan Anggaran Biaya PKM-KC

NoJenis PengeluaranBiaya (Rp)

1Peralatan penunjang 700.000,-

2Bahan habis pakai 8.000.000,-

3Perjalanan, 300.000,-

4Lain-lain 575.000,-

Jumlah 9.575.000,-

4.2 JADWAL KEGIATANKegiatan proyek ini berlangsung selam 6 bulan. Jadwal pelaksanaan proyek ini dijelaskan dalam table berikut ini :Tabel 2. Jadwal KegiatanNoJenis KegiatanBulan

12345

1Studi Literatur

2Perancangan Sistem

3Pembuatan Hardware

4Pembuatan Software

5Uji Coba dan Verifikasi

6Pembuatan Laporan

DAFTAR PUSTAKA[1]Nataliana, Decy., 2013, Perancangan Dan Realisasi Sistem Transmisi Data GPS Menggunakan Teknologi SMS (Short Messaging Service) Sebagai Aplikasi Sistem Personal Tracking.Malang: Institut Teknologi Nasional.[2]http://id.wikipedia.org/wiki/Arsitektur_ARM[3]Milenkovic, A., 2006, Wireless sensor networks for personal health monitoring: Issues and an implementation. Huntsville.[4]Nizwar, M., 2012, Aplikasi Jaringan Sensor Nirkabel Untuk Monitoring Medis Di Daerah Bencana. Makasar.[5]Nugroho, Y. A., 2012, Pencarian Posisi Node Pada Jaringan Sensor Nirkabel Menggunakan Interseksi Coverage Area. Surabaya: Politeknik Elektronika Negeri Surabaya.

[6]Pusat Data, I. d. H., 2003, Info Bencana. Jakarta: BNPB.

[7]Romer, K. & Friedemann Mattern, 2004. The Design Space of Wireless Sensor Networks. Zurich.[8]Susanto, S. E., 2011, Monitoring Posisi Operasi Tim SAR - SRU dengan memanfaatkan GPS.Ketua Pelaksana Kegiatan

( Tian Adi Rahmawan)

NRP. 7211030039

Menyetujui

Kepala Departemen Teknik Elektronika

PENS

(Novie Ayub Windarko, ST, MT,Phd)

NIP. 19751114 200003 1 001

Dosen Pendamping

( M. Zen S. Hadi S.T. M.Sc. )

NIP. 197412252003121003

Wakil Direktur

Bidang Kemahasiswaan PENS

(Dr.Eng. Indra Adji Sulistijono,ST,M.Eng)

NIP. 19670527 199403 1 018