2020 : Pengembangan Mekanisme Grid-Based Clustering dan Mobile Data Ferry Untuk Penghematan Energy Pada Proses Transmisi Data Di Lingkungan Wireless Sensor Network

Waskitho Wibisono S.Kom., M.Eng., Ph.D
Tohari Ahmad S.Kom., MIT, Ph.D
Royyana Muslim Ijtihadie S.Kom, M.Kom., Ph.D


Abstract

Node sensor adalah elemen penting dalam sistem Wireless Sensor Networks (WSNs) karena perangkat ini memiliki tugas sebagai platform dimana sensor-sensor terpasang, untuk proses akuisisi data melakukan akuisisi data. Kemudian, data yang didapat ini dikirimkan oleh tiap node sensor ke base station atau sink node dengan menggunakan modul komunikasi nirkabel (wireless) secara langsung atau melalui node-node sensor antara. Keterbatasan utama node sensor adalah energy dimana pada banyak kasus sumber utama energi node sensor hanya berupa baterai.Padahal, node sensor perlu dioperasikan dalam rentang waktu yang lama. Sedangkan pengisian ulang atau pergantian baterai node sensor sulit dilakukan. Penurunan tingkat energi yang cepat pada node sensor berdampak pada penurunan waktu operasi, penurunan kinerja pengumpulan data, dan peningkatan waktu tunda. Hal ini membuat bnyak penelitian yang membahas permasalahan energi di WSNs. Secara umum, ada dua strategi yang diusulkan, yaitu strategi penjadwalan mode aktif dan tidur node sensor dan strategi routing. Pada strategi penjadwalan, metode-metode yang diusulkan membahas pengaturan jadwal yang optimal untuk node sensor agar efisien. Namun, strategi penjadwalan belum tentu sesuai untuk aplikasi-aplikasi yang membutuhkan kerja node sensor secara terus-menerus. Sedangkan, strategi routing mempertimbangkan pemilihan jalur secara langsung atau multi-hop yang efisien untuk mencapai sink. Namun, strategi routing menjadi tidak efisien ketika jumlah node sensor terus berkurang dan area jaringan sangat luas. Strategi lain yang dipertimbangkan dapat mengatasi efisiensi di WSNs adalah dengan menugaskan node khusus untuk mengumpulkan data dari node sensor dan mengirimkannya ke tujuan atau sink. Node ini memiliki karakteristik yang berbeda dengan node sensor umumnya karena node ini memiliki kapasitas yang besar. Konsep ini disebut dengan message ferry atau data ferry atau mobile data ferry. Contoh riil dari konsep ini adalah penggunaan UAV (Unmaned Aerial Vehicle) yang terpasang node sensor dengan kapasitas lebih yang mampu bergerak ke area dimana node-node sensor tersebar. Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan mekanisme baru dalam lingkup penelitian WSN dimana mekanisme penjadwalan pergerakan mobile data ferry perlu dikombinasikan dengan penjadwalan dan kluster. Pada strategi kluster, node-node sensor yang berdekatan dikluster. Setiap kluster memiliki satu Cluster Head (CH), dan Cluster Members (CM). CM mengirimkan data hasil sensing ke CH. Setelah CH menerima data, CH melakukan agregasi data dan mengirimkan hasil agregasi ke mobile data ferry. Mobile data ferry kemudian akan bergerak menuju area lain dan pada akhirnya kembali ke base station. Hasil yang diharapkan adalah peningkatan efisiensi energy pada node-node sensor yang tersebar sehingga waktu hidup node-node sensor dapat lebih panjang dalam menjalankan operasinya.