pkm kc.docx

PROPOSAL PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWAJUDUL PROGRAMRANCANG BANGUN EFFISIENSY DAYA PADA WSN DENGAN LEACH-C (LOW ENERGYY ADAPTIVE CLUSTERING HIERARCHY-CENTRALIZED) PADA BUDIDAYA IKANBIDANG KEGIATAN:PKM-KARSA CIPTA

Diusulkan oleh :Endang Tri Setya Nur I.1203121003Angkatan 2012Zuhud Rahmat Al-Huda1203121014Angkatan 2012Reni Aprillia P.1203121007Angkatan 2012Yonis Kurniawan1210131017Angkatan 2013Indira Bestari1210131022Angkatan 2013

POLITEKNIK ELEKTRONIKA NEGERI SURABAYASURABAYA 2014iiii

iii

DAFTAR ISI

HALAMAN SAMPULiHALAMAN PENGESAHANiiDAFTARiiiRINGKASANviBAB 1. PENDAHULUAN1.1 LatarBelakang Masalah11.2 Perumusan Masalah11.3 Tujuan Program131.4 Luaranyangdiharapkan21.5 Manfaat Program25BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA3BAB 3. METODE PELAKSANAAN7DAFTAR PUSTAKA9BAB 4. BIAYA DAN JADWAL KEGIATAN4.1 Anggaran Biaya104.2 Jadwal Kegiatan10LAMPIRAN-LAMPIRANLampiran 1. Biodata Dosen Pembimbing, Ketua, Anggota11Lampiran 2. Justifikasi Anggaran Kegiatan12Lampiran 4. Surat Pernyataan Ketua Pelaksana13Lampiran 5. Gambaran Teknologi yang Akan Diterapkembangkan15

DAFTAR TABEL

Tabel 1. Ringkasan Anggaran Biaya PKM-KC.....8Tabel 2. Jadwal Kegiatan...8

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Wireless sensor network .......3Gambar 2 jaringan hierarchy based ..........4Gambar 3 Pergerakan node pada Random Way Point ......5Gambar 4. Diagram Alur Pelaksanaan Program........7Gambar 5. Blok Diagram Perancangan Sistem......7

RINGKASAN

Penelitian pada jaringan sensor nirkabel belakangan ini menerima banyak perhatian karena mereka menawarkan keuntungan dari pemantauan berbagai macam lingkungan dengan mendeteksi fenomena fisik. Jaringan Sensor Nirkabel terdiri atas sejumlah besar sensor node. Setiap sensor node memiliki kemampuan untuk mengirim, menerima dan mendeteksi (melakukan proses sensor). Tetapi, sensor node terkendala terhadap kemampuan yang mereka miliki seperti kapasitas memori, bandwidth, dan daya. Di antara berbagai isu, konsumsi energi adalah salah satu kriteria yang paling penting untuk routing protokol di jaringan sensor nirkabel.Pada penelitian ini menerangkan kesetimbangan beban (load balancing) dari suatu clustering untuk jaringan sensor bergerak berdasarkan protokol LEACH-C (LEACH-Centralized). Protokol yang diusulkan menambahkan fitur untuk LEACH yang bisa didukung untuk mobile node dan juga mengurangi konsumsi sumber daya jaringan di setiap putaran. protokol yang diusulkan adalah simulasi dan hasilnya menunjukkan signifikan pengurangan konsumsi energi sehingga dapat memperlama masa hidup jaringan.

BAB 1. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang MasalahJaringan Sensor Nirkabel terdiri atas sejumlah besar sensor node. Setiap sensor node memiliki kemampuan untuk mengirim, menerima dan mendeteksi (melakukan proses sensor). Tetapi, sensor node terkendala terhadap kemampuan yang mereka miliki seperti kapasitas memori, bandwidth, dan daya power. Pada suatu kondisi ekstrim, sebuah sensor node bisa tersebar pada lokasi yang susah untuk diakses atau pada lingkungan yang keras seperti sungai, tambak ikan, hutan, dan sebagainya.Pada lingkungan yang mengharuskan node mampu mengirimkan informasi dalam kondisi statis, Salah satu kendala paling penting dalam node yang dinamis adalah membuat rute yang memungkinkan ketika node terus bergerak sehingga packet loss dapat diminimalkan atau dihindari[4]. Karena node terus bergerak akan membuat energi dari node tersebut cepat habis. Oleh karena itu melalui penelitian ini diharapkan monitoring pada wilayah yang mengharuskan node mobile dapat di terapkan khususnya di Indonesia.1.2 Perumusan MasalahMasalah-masalah yang dibahas dalam proyek akhir ini :1. Bagaimana suatu node dapat mendeteksi pencemaran pada kolam ikan?2. Bagaimana suatu node dapat menghemat suatu energi dalam mendeteksi pencemaran pada daerah tambak dengan menggunakan algoritma LEACH ?

1.3 Tujuan ProgramProyek akhir ini bertujuan membuat load balancing (kesetimbangan beban) dalam sebuah cluster yang dapat meningkatkan efisiensi energi dan umur masa pakai jaringan dari node. Pada penelitian ini menggunakan beberapa parameter, antara lain :1. Ukuran jaringan2. Ukuran paket data3. Jumlah Node yang digunakan4. Delay Pengiriman node.

1.4 Luaran yang diharapkanHal yang diharapkan dari pembuatan sistem ini ada beberapa hal,yaitu:1. Tampilan dan menu dari aplikasi yang mudah digunakan untuk control air dalam budidaya ikan.2. Aplikasi yang dapat digunakan dimana dan kapan saja oleh semua kalangan.

1.5 Manfaat ProgamManfaat dibuatnya Program ini adalah untuk :1. Mempermudah dalam pengontrolan energi pada setiap node yang terpasang di kolam ikan.2. Menghasilkan panen ikan yang lebih berkualitas.

BAB 2.TINJAUAN PUSTAKA

Pada 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.Untuk membuat Aplikasi ini Terdapat berbagai macam Teori dasar yang menunjang keberhasilan program.Diantaranya adalah teori dasar wireless sensor network (WSN), aplikasi WSN, Struktur jaringan WSN, dan Cara Kerja LEACH-C.2.1 Studi Literatur 2.1.1 Teori Wireless Sensor Network (WSN) Jaringan sensor nirkabel (WSN) adalah salah satu jenis dari jaringan ad hoc, dimana node yang digunakan adalah 'smart sensor', yaitu sebuah perangkat kecil (kira-kira seukuran koin) yang dilengkapi dengan fungsi penginderaan canggih (termal, tekanan, dan sebagainya), prosesor kecil, dan wireless transceiver. Dalam tipe jaringan ini, pertukaran informasi sensor pada lingkungan dalam rangka membangun pandangan global wilayah dipantau, yang dapat diakses oleh pengguna melalui satu atau lebih node gateway.

Gambar 1. Wireless Sensor NetworkSensor-sensor ini akan mengubah data analog ke data digital. Data ini selanjutnya dikirim ke suatu node melalui media komunikasi yang digunakannya,seperti: Bluetooth. Infrared. Wi-Fi.Kemampuan sensor pada WSN secara luas membuat penggunaannya untuk melakukan monitoring banyak digunakan. WSN dapat digunakan dengan sensor sederhana yang memonitor suatu fenomena, sedangkan untuk yang komplek, maka setiap WSN akan mempunyai lebih dari satu sensor sehingga WSN ini akan dapat melakukan banyak monitoring suatu fenomena. Jika WSN ini dihubungkan ke gateway yang dapat mengakses Internet, maka WSN dapat diakses dan berkolaborasi dengan sistem lain

2.1.2 Struktur Jaringan pada WSNKarakteristik jaringan pada WSN, dibagi menjadi dua kelompok,yaitu karakteristik stasiun dasar dan karakteristik dari node sensor. Hierarchical-based : kelas ini menetapkan routing protokol untuk mencoba menghemat energi dengan mengatur node dalam cluster. Node node dalam cluster mengirimkan data ke cluster head, dan cluster head inilah yang meneruskan data ke base station. Clustering yang bagus memainkan peran penting dalam skalabilitas jaringan serta penghematan energy. Sisi negative dari struktur jaringan ini adalah cluster dapat menyebabkan kemacetan, ini karena hanya satu kepala berkomunikasi atas nama seluruh cluster, sehingga penurunan energy terbesar akan terjadi pada cluster head tersebut.

Gambar 2. jaringan Hierarchical-based2.1.3 Mobile Wireless Sensor NetworkMobile Wireless Sensor Network (MWSN) adalah pengembangan dari teknologi sebelumnya yaitu Wireless Sensor Network, dimana pada MWSN ini node yang berada dalam jaringan tersebut bergerak (mobile) jadi node tersebut tidak fixed[2]. Terdapat beberapa struktur jaringan :

One Layer (Flat atau Planar) Two Layer Three Layer

Keuntungan MWSN :

Jaringan Memiliki Jangka Waktu Hidup yang Panjang. Memiliki kapasitas channel yang banyak. Coverage yang luas. Memiliki Prosentase ke valid an data yang lebih baik dari pada WSN.

Untuk model dari MWSN sendiri terdiri dari : Random Way Point MobilityDimana pada model ini adanya waktu berhenti (pause time) ketika perubahan arah dan perubahan kecepatan. Setelah berhenti di suatu lokasi , kemudian Mobile node memilih destinasi tertentu (x,y) pada area simulasi. Pada model ini waktu berhenti dan kecepatan sangat bergantung pada kestabilan jaringan, semakin panjang waktu berhenti dan tingginya kecepatan maka semakin stabil juga jaringan tersebut.Model ini sering dipakai karena sangat stabil dan mudah untuk diteliti. Pada model ini memiliki ingatan tentang jalur yang sangat rendah, jadi biasanya jalur yang telah dilewati jarang sekali akan dilewati 2 kali.

Gambar 3. Pergerakan node pada Random Way Point

2.1.3LEACH-C (LEACH-Centralized)LEACH-C merupakan protocol yang membentuk kluster dengan pengendalian dari pusat (Base Station). BS juga memastikan bahwa beban energy untuk setiap node merata yang akan membuat jaringan node menjadi load balancing. Masalah ini yang tidak dapat diselesaikan menggunakan LEACH. Pemilihan cluster head digunakan rumus

Untuk persamaan diatas dapat dihasilkan P(i) yang mana telah dijelaskan atas perolehan P(i) adalah hubungan dari jumlah node dan jumlah cluster head. Maka dari itu node yang telah menjadi cluster head kemungkinan tidak akan dipilih menjadi cluster head lagi. Alasan utama hal tersebut adalah untuk meratakan konsumsi energi untuk semua node. Kondisi dimana node tersebut bisa menjadi cluster head lagi adalah ketika dilihat dari probalitas dan energi node tersebut masih tinggi daripada node yang lain, atau semua node yang masih hidup adalah node yang pernah menjadi cluster head dan akan dipilih lagi node mana yang memiliki probabilitas dan energi terbesar.Perkiraan jumlah node yang tidak menjadi cluster head pada round atau putaran pertama adalah N k * r. Setelah putaran N/k, semua node memiliki kemungkinan menjadi cluster head, hal ini tetap disesuaikan syarat menjadi cluster head yang telah dijelaskan sebelumnya. Sejak Ci(t) memiliki nilai 1 jika node tersebu telah menjadi cluster head maka node tersebut akan mengurangi jumlah node yang akan menjadi cluster head pada putaran selanjutnya.2.1.4 Algoritma ClusteringClustering (pengklasteran) adalah suatu proses pengelompokan objek yang memiliki kemiripan/kedekatan sifat atau fitur yang bisa saling dipertukarkan (share) satu dengan lainnya. Ada banyak pendekatan untuk membuat cluster, salah satunya adalah dengan membuat aturan yang menempatkan keanggotaan dalam group yang sama berdasarkan tingkat kemiripan lokasi anggotanya. Pendekatan lainnya adalah dengan membuat sekumpulan fungsi yang mengukur beberapa properti dari pengelompokan tersebut sebagai fungsi dari beberapa parameter dari sebuah pengklasteran.

BAB 3.METODE PELAKSANAAN

Untuk membuat simulasi jaringan sensor ini dibutuhkan langkah-langkah sebagai berikut:1. Study PustakaPada tahap study pustaka ini, dilakukan study untuk mengetahui cara kerja algoritma LEACH-C serta proses instalasi dan setting NS2. Hal ini dilakukan agar pada saat perancangan dan pembuatan sistem sudah terdapat gambaran jelas bagaimana sistem atau simulasi yang dibuat ini akan berjalan.2. Rancangan SimulasiPada Perancangan Sistem ini dilakukan perancangan desain posisi peletakan node sensor dan sistem load balancing dengan algoritma LEACH-C. Selain perencanaan posisi dan sistem load balancingnya, pada tahap ini juga ditentukan jumlah node yang akan digunakan serta energi yang diberikan pada masing-masing node. Algoritma pengklasteran yang digunakan adalah Simulated Annealing, yang kemudian hasilnya akan dibandingkan dengan menggunakan algoritma K-means klastering.3. Pembuatan SimulasiPada Pembuatan Sistem ini dilakukan pembuatan desain tampilan posisi node sensor dan pembuatan sistem komunikasi yang digunakan.4. Pengujian dan AnalisaSetelah semua program yang mewakili dari parameter- parameter proses pembuatan simulasi ini selesai, maka dapat dilakukan pengujian secara keseluruhan dari semua sistem yang telah dibuat, apakah hasil yang diperoleh telah sesuai dengan rancangan atau tidak, yaitu jaringan sensor menjadi load balancing dengan LEACH-C.

Adapun blok diagram secara keseluruhan untuk menyelesaikan penelitian dapat dilihat pada gambar 3.1.

Membangkitkan file untuk penyebaran node.txtPembacaan Data Pembuatan Parameter awal Proses Simulasi t=endMenghasilkanTrace file diAnalisa hasil di matlabGambar 4. Blok diagram alur penelitian

DAFTAR PUSTAKA

[2]Jieun Cho;Jongwon Choe, A Cluster-Based Routing Protocol for Supporting Mobile Base stations in Sensor Network, Hindawi Publishing Corporation International Journal of Distributed Sensor Networks.

BAB 4.BIAYA DAN JADWAL KEGIATAN

4.1 Anggaran BiayaTabel 1. Ringkasan Anggaran Biaya PKM-KCNoJenis PengeluaranBiaya (Rp)

1Peralatan penunjang, ditulis sesuai kebutuhan .4.514.000,-

2Bahan habis pakai.375.000,-

3Perjalanan.300.000,-

4Lain-lain.300.000,-

Jumlah4.514.000,-

4.2 Jadwal KegiatanKegiatan proyek ini berlangsung selama 5 bulan. Jadwal pelaksanaan proyek ini dijelaskan dalam table berikut ini :

Tabel 2. Jadwal KegiatanNoJenis KegiatanBulan

12345

1Studi pustaka

2Perencanaan dan desain aplikasi

3Pengambilan data

4Pembuatan aplikasi

5Pengujian aplikasi

6Pembuatan laporan dan publikasi

LAMPIRAN-LAMPIRANLampiran 1. Biodata Ketua dan Anggota dan Dosen PembimbingLampiran 2. Justifikasi Anggaran KegiatanLampiran 3. Susunan Organisasi Tim Pelaksana dan Pembagian TugasLampiran 4. Surat Pernyataan Ketua PelaksanaLampiran 5. Gambaran Teknologi yang akan diterapkembangkan

Lampiran 1. Biodata Ketua dan Anggota A. Indentitas DiriNama LengkapEndang Tri Setya Nur Insani

Jenis KelaminP

Program StudiD3 Teknik Telekomunikasi

NRP1203131003

Tempat dan Tanggal LahirSurabaya, 01 Desember 1993

[email protected]

Nomor Telepon/HP0838563636611

B. Riwayat PendidikanSDSMPSMA

Nama InstitusiSD Morokrembangan 2 SurabayaSMPN 7 SurabayaSMAN 7 Surabaya

JurusanIPA

Tahun Masuk Lulus2000-20062006-20092009-2012

C. Pemakalah Seminar (Oral Presentation)NoNama Pertemuan Ilmiah/SeminarJudul Artikel IlmiahWaktu dan Tempat

1

2

3

D. Penghargaan dalam 10 tahun Terakhir (dari Pemerintah asosiasi atau institusi lainnya)NoJenis PenghargaanInstitusi Pemberi PenghargaanTahun

1

2

3

Semua data yang isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dan dapat dipertanggungjawabkan secara hokum. Apabila di kemudian hari ternyata dijumpai ketidak-sesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima sanksi.

Surabaya,(tanggal bulan tahun)Pengusul,(ttd) (Endang Tri Setya)Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam pengajuan Hibah PKM- (ISIKAN PKM yang Anda buat)

1.2. Biodata AnggotaA. Indentitas DiriNama LengkapReni Aprilia Panghari

Jenis KelaminP


NRP1203121027

Tempat dan Tanggal LahirNganjuk, 20 April 1994

[email protected]



Nama InstitusiSDN Payaman 3 NganjukSMPN 1 NganjukSMAN 2 Nganjuk

JurusanIPA

Tahun Masuk Lulus2000-20062006-20092009-2012


1

2

3


1

2

3


Surabaya,(tanggal bulan tahun)Pengusul,(ttd) (Reni ApriliaPanghari)Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam pengajuan Hibah PKM- (ISIKAN PKM yang Anda buat)

1.3. Biodata Anggota A. Indentitas DiriNama LengkapZuhud Rahmat Al-Huda

Jenis KelaminL


NRP1203121014

Tempat dan Tanggal LahirBogor, 20 Januari 1994

[email protected]



Nama InstitusiSDN leuwinutug 05SMPN 3 RejosoSMKN 1 Nganjuk

JurusanIPA

Tahun Masuk - Lulus2000-20062006-20092009-2012


1

2

3


1

2

3


Surabaya,(tanggal bulan tahun)Pengusul,(ttd) (Zuhud Rahmat A)Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam pengajuan Hibah PKM- (ISIKAN PKM yang Anda buat)

1.4. Biodata Anggota A. Indentitas DiriNama LengkapMuhammad Reza Pahlawan

Jenis KelaminL

Program StudiD4 Teknik Komputer

NRP1203121014

Tempat dan Tanggal LahirSurabaya, 27 Desenber 1994

[email protected]



Nama InstitusiSDN Karah 3/527 SurabayaSMPN 32 SurabayaSma Al Falah ketintang Surabaya

JurusanIPA

Tahun Masuk - Lulus2001-20072007-20102010-2013


1

2

3


1

2

3


Surabaya,(tanggal bulan tahun)Pengusul,(ttd) (Muhammad Reza P.)Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam pengajuan Hibah PKM- (ISIKAN PKM yang Anda buat)

1.6. Biodata PembiumbingA. Identitas Diri1Nama Lengkap M Zen Samsono Hadi Msc

2Jenis Kelamin

3Program Studi

4NIDN

5Tempat dan Tanggal Lahir

6E-mail

7Nomor Telepon/HP

B. Riwayat PendidikanS1S2S3

Nama Institusi

Jurusan

Tahun Masuk - Lulus

C. Pemakalah Seminar Ilmiah (Oral Presentation)NoNama Pertemuan Ilmiah/SeminarJudul Artikel IlmiahWaktu dan Tempat

1


1

2

Semua data yang isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dan dapat dipertanggungjawabkan secara hokum.Apabila di kemudian hari ternyata dijumpai ketidak-sesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima sanksi.

Demikian Biodata saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam pengajuan Hibah PKM-KC.,Surabaya, 26 september 2014 Dosen Pembimbing,

(Drs. M Zen Samsono Hadi Msc.)

Lampiran 2. Justifikasi Anggaran Kegiatan1. Peralatan PenunjangMaterialJustifikasi PemakaianKuantitasHarga Satuan (Rp)Keterangan

Hp androidUntuk display hasil1 buah2.700.000,-

Acces pointSebagai hub/switch1 buah239.000,-TL-WA701ND

RUMmemori1 buah600.000,-Yamaha Electone

SUB TOTAL (Rp)3.539.000,-

2. Bahan Habis PakaiMaterialJustifikasi PemakaianKuantitasHarga Satuan (Rp)Keterangan

External HarddiskStorage1 buah375.000,-

SUB TOTAL (Rp)375.000,-

3. PerjalananMaterialJustifikasi PemakaianKuantitasHarga Satuan (Rp)Keterangan

Transportasi pembelian bahan-bahan PKMUntuk perjalanan pembelian alat2512.000,-BBM Non-subsidi (Pertamax95)


4. Lain-LainMaterialJustifikasi PemakaianKuantitasHarga Satuan (Rp)Keterangan

Alat TulisPenunjang dalam kegiatan2 set15.000,-

Tinta PrinterPencetakan Hard Copy1 set50.000,-

Kertas A4Pembuatan laporan1 rim40.000,-Kertas A4 80 gram

Penjilidan LaporanPembukuan laporan3 buah10.000,-

InternetStudi literatur1 buah100.000,-Pulsa modem kecepatan 7.2 Mbps

Biaya Tak TerdugaSebagai cadangan biaya jika ada kebutuhan yang tidak terduga-50.000,-


Total Keseluruhan (Rp)4.514.000,-

Lampiran 3. Susunan Organisasi Tim Pelaksana dan Pembagian TugasNoNama/NRPProgram StudiBidang IlmuAlokasi Waktu (jam / minggu)Uraian Tugas

1Mira WatiTeknik Telekomunikasi Algoritma Komunikasi Data Nirkabel

20 jam / minggu

Mengorganisir pembagian tugas seluruh anggota kelompok. Algoritma penelitian

2Zuhud Rahmat A.Teknik Telekomunikasi Rangkaian dan komponen elektronik

15 jam /minggu Perancangan dan pembuatan Pengujian

3Teknik Telekomunikasi Desain Rangkaian dan komponen elektronik Teknologi dan Rekayasa

15 jam / minggu Mendesain sistem Menyusun hasil dan laporan

pkm kc.docx

Documents

Transcript of pkm kc.docx