Definisi Things dalam IoT

    Layer pertama yang dibahas adalah Things. Things berupa sebuah node sensor, dimana satu node dapat berisi berbagai sensor. Tugas dari Things adalah menangkap  informasi sebuah objek. Informasi dapat berupa kondisi atau nilai suatu lokasi. Informasi dari sensor kemudian diolah pada sebuah node yang memiliki kemampuan komputasi, dan selanjutnya dikirim ke Layer middleware melalui Layer network. Dari tugas tersebut maka sebuah Things dilengkapi dengan perangkat sensor, antarmuka komunikasi, kemampuan untuk mengolah data dan kemampuan berinteraksi dengan objek lain.

Gambar 1.1. Komponen pada Node Sensor

    Pada bagian ini akan dibahas konsep dan bagaimana membangun sebuah node sensor yang terdiri dari perangkat sensor DHT22 dengan antarmuka komunikasi Wi-Fi, LoRa dan 6LoWPAN. Berikutnya kemampuan mengolah data dengan bahasa pemrograman Phyton, dan kemampuan berkomunikasi dengan objek lain dengan protokol MQTT atau CoAP.

1. Perangkat Sensor

    Sebelum membangun sebuah node sensor, pertama kali yang harus dipastikan adalah Things yang dibangun diperuntukkan untuk apa. Dalam contoh akan dibangun sebuah sistem pemantauan suhu ruangan dengan DHT22 dan sensor kamera. Sensor DHT22 mampu menangkap informasi kelembapan dan temperatur, sedangkan sensor kamera mampu menangkap sebuah citra dalam ruangan.

Sensor DHT

    Sensor DHT22 memiliki kemampuan untuk menangkap informasi temperatur dan kelembapan sebuah lingkungan. Gambar 2.2 adalah contoh dari sensor DHT22 yang telah dimodifikasi dengan board keluaran dari Dfrobot (Dfrobot, 2019). Modul ini banyak dijumpai di pasaran. Pin dari modul ini terdiri dari data, vcc, dan pin ground. Contoh pada gambar 2.2 nomer 1 adalah pin data, nomer 2 adalah pin power atau vcc dan nomer 3 adalah pin ground. Dalam materi praktik sensor ini akan dikombinasikan dengan ESP32 dan Raspberry Pi untuk membangun sebuah node sensor.

Gambar 1.2. Sensor DHT22

2. Node Sensor

    Sebuah node sensor digunakan untuk mengumpulkan, mengolah dan meneruskan informasi dari sensor ke Layer berikutnya. Node sensor dipilih sesuai dengan kebutuhan, dalam contoh akan digunakan node sensor dengan ESP32 dan Raspberry Pi (versi zero W dan Pi 3). Pembahasan akan dimulai dengan ESP32 terlebih dahulu kemudian dilanjut dengan Raspberry Pi.

Development Board ESP32

    Perangkat ESP32 memiliki dua antarmuka komunikasi untuk berinteraksi dengan perangkat lain, yaitu Wi-Fi dan Bluetooth Low Energy. Selain itu, terdapat beberapa pin yang dapat berinteraksi dengan sensor, dan kemampuan komputasi untuk mengolah data. Dengan fitur-fitur tersebut, perangkat ini dapat ditanam sebuah perangkat lunak berbasis bahasa pemrograman Phyton, yaitu MicroPhyton. MicroPhyton merupakan varian dari Phyton untuk perangkat dengan sumber daya terbatas (George, 2019).

Gambar 1.3. Perangkat ESP32

    Dalam contoh pada lab berikutnya akan digunakan perangkat ini dengan bahasa pemrograman berbasis MicroPhyton untuk mengambil data dari sensor DHT22. Data yang telah diambil kemudian diolah ke format JSON, lalu diteruskan ke Layer berikutnya dengan protokol MQTT.

3. Media Komunikasi Node Sensor

• Wi-Fi

        Media komunikasi dengan kode 802.11 adalah standardisasi untuk komunikasi nirkabel yang umum dikenal dengan Wi-Fi. Pada jaringan ini terdapat dua entitas yaitu client dan Access Point (AP). Tugas dari Access Point adalah menyediakan infrastruktur komunikasi dan mengatur pengalamatan IP address secara otomatis. Sedangkan client bertugas untuk mencari infrastruktur yang dituju dan meminta IP address ke access point. Sebagai node sensor jika menggunakan antarmuka komunikasi dengan Wi-Fi, maka berperan sebagai client.

• LoRa

       Penggunaan teknologi ini pada jaringan sensor (Things) memberikan manfaat dari jangkauan yang luas. Akan tetapi teknologi LoRa belum mendukung komunikasi berbasis TCP/IP, sehingga diperlukan sebuah gateway yang bertugas mengubah data dari LoRa ke protokol MQTT atau CoAP.

• 6LoWPAN

        Pada node sensor dengan teknologi komunikasi ini dapat digunakan untuk mendukung komunikasi jarak menengah.Selain itu, dukungan IPv6 memungkinkan jumlah perangkat yang cukup banyak dalam satu jaringan. Teknologi ini mendukung komunikasi berbasis TCP/IP, sehingga menggunakan protokol CoAP dan MQTT sangat memungkinkan. Akan tetapi penggunaan modul MRF24J40MA/RM dalam penelitian yang telah dilakukan hanya maksimal pada jarak 105 meter (Pramukantoro dkk., 2018). Keuntungan lain yaitu beberapa node sensor dapat dikembangkan dengan topologi star, sehingga cakupan wilayah dapat dijangkau dengan penerapan topologi ini.