Dalam tugas besar WSN kami membuat simulasi lele untuk memonitoring suhu dan kadar pH pada kolam lele. Simulasi yang kita buat menggunakan MQTT dan dibawah ini penjelasan tentang MQTT .

MQTT

Message Queuing Telemetry Transport (MQTT) adalah protokoltransport yang bersifat client server publish/susbscribe. Protokol yang ringan dan terbuka, sehingga mudah diimplementasikan maka dengan karakteristik ini MQTT sangat ideal untuk digunakan dalam lingkungan jaringan yang terbatas seperti bandwidt yang rendah dan tidak terjamin dan prosesor atau memori yang terbatas pada suatu sistem embedded.Protokol transport yang digunakan adalah TCP/IP.

Kelebihan

  • Mudah diimplementasikan
  • Bandwidth jaringan ringan
  • Dapat digunakan dalam komunikasi machine-to-machine(MTM) dan Internet of Things(IOT).
  • Terdapat fitur broker

Kekurangan

  • Banwidth rendah
  • Proses atau memori yang terbatas pada sistem embedded
  • Tidap dapat menggunakan jaringan yang connectionless seperti UDP, karena menyebabkan reorder data

QoS MQTT

  • At Most Once : pesan dikirim dengan upaya terbaik jaringan TCP/IP namun tetap dapat terjadi kemungkinan hilangnya pesan atau duplikasi.
  • At Least Once: pesan yang dikirim dijamin tersampaikan, namun duplikasi mungkin terjadi.
  • Exactly Once :Pesan yang dikirim dijamin tersampaikan tepat satu kali.

Arsitektur MQTT

11

Komponen pada MQTT :

  • Client :pada client terdapat  publisher, subscriber, atau dua-duanya
  • Publisher     : digunakan untuk  mengirim data dengan topic tertentu
  • Subscriber : digunakan untuk menerima data dengan topic tertentu
  • Broker : berfungsi sebagai jembatan subscriber mendapatkan info yang dari publisher.

Skema Simulasi yang dibuat

10

Langkah-Langkah pembuatan simulasi dan penjelasannya

1.Pertama simulasi yang dilakukan adalah download aplikasi MQTT-SPY dan dapat didownload di https://github.com/kamilfb/mqtt-spy/wiki/Downloads

2.Setelah didownload kita buka aplikasi mqtt-spy-0.3.1-jar-with-dependencies.jar , setelah itu melakukan configurasi hingga muncul tampilan awal seperti yang diwah ini :

1

Tampilan diatas digunakan untuk  memilih koneksi mana yang akan digunakan. Jika untuk hal yang sangat sensitive disarankan menggunakan broker private, jika tidak bisa menggunakan public broker yang ada.

3.Lalu kita melakukan test penggunaan MQTT dengan MQTT-SPYdengan memilih public broker terlebih dahulu, dalam simulai yang kita lakukan public broker yang dipilh adalah test.mosquitto.org.

2

4.Kita menggunakan broker test.mosquitto.org, pada gambar dibawah  sudah terkoneksi sehingga kita dapat mensubsrcibe pada topic tertentu ataupun mempublish pada topic tertentu.

3

5.Pada gambar dibawah ini adalah sebagai contoh untuk mensubscribe dan publish pada topik “/test/aa/temp”

4

6.Gambar dibawah ini adalah untuk menunjukan script yang sudah tersimpan

5

7.Gambar dibawah adalah contoh dari script yang telah dipublish

6

8.Gambar dibawah adalah hasil dari pesan yang dipublish oleh publisher melalui broker, kolom dibawah menunjukan pesan yang diterima dari subscriber tertentu, sedangkan kolom diatas adalah script yang dikirimkan kepada subscriber.

7

9.Dan dibawah ini tampilan yang ada di HP menggunakan aplikasi MyMQTT

8

10.Dan dibawah ini script menggunakan format javascript

9

Referensi

  • R.J.Cohn, “MQTT Version 3.1.1,”2014.
  • D.Locke, “MQ Telemetry Transport (MQTT) V3.1 Protocol,”2010
  • Salsalina Oktaria F. Tarigan; Herry Imanta Sitepu;Maclaurin Hutagalung, “Pengkuran Kinerja Sistem Publish/Subscribe menggunakan Protokol MQTT)

Wireless Sensor network(WSN) merupakan salah satu riset yang paling dibicarakan pada saat ini karena besarnya potensial yang ada untuk digunakan di banyak aspek kehidupan, namun karena besarnya inilah yang membuat WSN menjadi sangat sensitive dan diperlukan adanya kemanan untuk melindungi segala aspek yang menyangkut dengan informasi yang ada pada WSN. Adanya serangan yang dapat merusak bagian dari hardware atau software sehingga diperlukan adanya pertahanan yang efektif dan efisien untuk dapat menahan serangan tersebut.

Kegunaan WSN sangatlah luas, dengan penggunaan yang relatif mudah dan biaya yang murah untuk menghadapi banyak problem kehidupan nyata membuatnya digunakan untuk hal-hal yang cukup beresiko, misalnya penggunaan militer ataupun alat kesehatan. Keduanya memegang banyak informasi yang sangat penting atau bisa dikatan “sangat sensitif” sehingga harus terjamin bahwa informasi tersebut tidak dapat dirubah oleh yang tidak berkepentingan, jika tidak efeknya jelas akan sangat fatal.

WSN memiliki banyak tantangan pada saat ini, diantaranya adalah sangat terbatasnya resource atau sumber daya yang ada. Permasalahan komunikasi yang ada pada WSN menjadi masalah yang besar, dan disinilah biasanya bagian yang paling mudah dieksploitasi. Dan yang terakhir adalah kesalahan node sensor dalam berinteraksi dengan lingkungannya.

WSN sendiri tidak akan terlepas dari serangan kemanan yang dapat tidak berkerja nya node sensor yang di gunakan , serangan ini terdiri dari bayak tipe seperti Denial of Service (DOS) , Attack on Information Transit , Sylbil Attack , Hello Flood Attack , Wormhole Attack . Dari semua jenis serangan itu semua masih banyak lagi tipe serangan yang dapat di tujukan untuk sistem WSN . Dari semua tipe serangan yang di sebutkan di atas memiliki tujuan serangan yang berbeda dari masing-masing tipe serangan .

  1. Denial of Service (DoS) adalah serangan yang bertujuan untuk melakukan kegagalan sistem yang berjalan pada suatu node atau sistem WSN , dengan cara mengirimkan banyak packet data yang membanjiri suatu jaringan atau dengan mengganggu berjalannya jaringan WSN, yang mengakibatkan kemampuan jaringan menurun dalam menyediakan layanan. untuk pencegahan dari serangan ini dengan cara jaringan/sistem WSN harus memiliki autentifikasi dan indentifikasi dari traffic yang berjalan .
  2. Attack on Information in Transit  adalah serangan dimana data yang sedang di kirimkan kepada pusat pengolahan data di ubah atau di manipulasi oleh penyerang untuk tujuan tertentu , tentu dalam serangan ini penyerang harus sudah bisa memonitor traffic yang sedang berjalan pada sistem WSN tsb .
  3. Sybill Attack ,pada WSN mungkin perlu bekerja sama untuk menyelesaikan tugasnya, maka mereka dapat menggunakan distribusi dan redudansi informasi. Pada kasus itu maka rentan terjadi sybill attack. Serangan dimana node menempa identitas lebih dari satu simpul , yang berdampak pada penurunan integritas data, keamaanan dan pemanfaatan sumber daya.Pada sybill attack dilakukan untuk menyerang penyimpanan distribusi, mekanisme routing, agregasi data, suara ,keadilan lokasi sumber daya .1

  4. Blackhole / Sinkhole Attack adalah serangan dimana penyerang yang berhasil melakukan interupsi pada jaringan membuat sebuah lubah untuk menyerap seluruh informasi yang berlajan ke pusat pemrosesan , yang berakibat data yang harusnya di fungsikan untuk di jadikan informasi tidak dapat di terima . Blackhole ini biasanya di letakan tepat di jaringan mengarah Base Station Sink agar semua informasi dari node dapat terserap.2
  5. Hello Flood Attack adalah Serangan yang menggunakan paket HELLO sebagai senjata untuk masuk ke dalam jaringan WSN. Paket Hello tersebar pada sejumlah node sensor dalam satu WSN. Serangan ini melakukan pengiriman informasi ke base station, dengan mengirimkan informasi yang palsu.
  6. Wormhole Attack adalah serangan dimana penyerang mencatat paket(atau bit) pada satu lekosai dalam jaringan dan memberikan kepada lokasi lain.3

Dari beberapa serangan yang sering terjadi pada sistem WSN ini artinya kita harus bisa melindungi sistem WSN kita dari serangan-serangan yang mungkin terjadi dan dapat menyebabkan kerugian pada sistem kita . Dalam beberapa tahun terahir topik peneliatian tentang bagaimana menjaga kemanan sistem WSN ini sudah banyak menarik perhatian peneliti untuk melakukan penelitian dan berikut ini adalah table yang menunjukan skema keamanan yang di gunakan untuk menjaga sistem WSN kita.

4

Pendeketan yang menyeluruh juga di perlukan untuk melakukan pengaman pada sistem WSN kita , tidak saja dalam bentuk tindakan teknis dalam jaringan namun juga tindakan non-teknis pada sistem WSN kita , pada tindakan teknis harus di perhatikan seluruh pengaman mencakup semua layer yang di gunakan pada sistem WSN agar kemanan terjamin .

Pendekatan Holistik menjadi salah satu contoh nya dimana pendekatan ini memastikan seluruh kemanan jaringan pada sistem WSN degan melindungi layer yang ada pada sistem WSN baik layer application , transport , network , link , physical.

5Gambar Layer Keamanan WSN

Kesimpulannya sebagian besar serangan adalah untuk memalsukan informasi dengan menyisipkan informasi pada traffic WSN , penggabungan mekanisme pertahan menjadi salah satu cara yang paling baik untuk melindungi sistem WSN yang ada . Bahkan jika pendekatan holistik di anggap paling efisien dan efektif dalam pelindungi keamanan pada sistem WSN akan menimbulkan tantangan lain di kemudian hari.

Referensi

  • Paper Security in Wireless Sensor Networks: Issues and Challenges
  • Paper Security Issues in Wireless Sensor Networks: Attacks and Countermeasures

MQTT

Message Queuing Telemetry Transport (MQTT) adalah protokol transport yang bersifat client server publish/susbscribe. MQTT adalah protokol yang ringan dan terbuka, sehingga mudah diimplementasikan maka dengan karakteristik ini MQTT sangat ideal untuk digunakan dalam lingkungan jaringan yang terbatas seperti bandwidt yang rendah dan tidak terjamin dan prosesor atau memori yang terbatas pada suatu sistem embedded, MQTT dapat digunakan dalam komunikasi machine-to-machine(MTM) dan Internet of Things (IOT). Protokol transport yang digunakan adalah TCP/IP, namun tidak bisa menggunakan jaringan yang connectionless seperti UDP, karena dapat menyebabkan reorder data.

            Fitur protokol MQTT diantaranya sebagai berikut :

  1. Publish/subscribe message pattern yaitu penyediaan distribusi message dari satu ke banyak dan decoupling aplikasi.
  2. Messaging transport yang agnostic dengan isi dari payload.
  3. Menggunakan TCP/IP sebagai konektivitas dasar jaringan.Terdapat tiga level QOS yaitu :
  • At Most Once : pesan dikirim dengan upaya terbaik jaringan TCP/IP namun tetap dapat terjadi kemungkinan hilangnya pesan atau duplikasi.
  • At Least Once : pesan yang dikirim dijamin tersampaikan, namun duplikasi mungkin terjadi.
  • Exactly Once : Pesan yang dikirim dijamin tersampaikan tepat satu kali.

77

Gambar‑1 skema umum penggunaan MQTT

CoAP

Constrained Applications Protocol (CoAP) merupakan client / server transfer dokumen Model protokol berbasis internet mirip dengan HTTP tetapi dirancang untuk perangkat dibatasi. Paket coap jauh lebih kecil daripada mengalir HTTP TCP. Coap menggunakan User Datagram Protocol (UDP), mendukung siaran dan multicast. Protokol ini tidak didukung TCP. Coap mengikuti model client / server. Klien membuat permintaan ke server, server mengirim kembali tanggapan. Klien mungkin GET, PUT, POST dan DELETE sumber. Coap dirancang untuk beroperasi dengan HTTP dan web tenang luas melalui proxy sederhana.Komunikasi coap adalah melalui datagram connectionless, dan dapat digunakan di atas SMS dan lainnya komunikasi protokol berbasis paket.

Fitur protokol CoAP diantaranya sebagai berikut :

  • Keamanan : Karena dibangun di atas UDP maka SSL / TLS tidak ada untuk memberikan keamanan. Datagram Transport Layer Security(DTLS) yang ada dan memberikan jaminan yang sama seperti TLS, akan tetapi untuk transfer data melalui UDP.
  • CoAP adalah, terutama, sebuah protokol satu-ke-satu untuk mentransfer informasi negara antara klien dan server.
  • CoAP memberikan dukungan inbuilt untuk negosiasi konten dan penemuan memungkinkan perangkat untuk menyelidiki satu sama lain untuk menemukan cara-cara pertukaran data.
  • Coap klien dan server mengirim dan menerima paket UDP. Dalam lingkungan NAT, tunneling atau port forwarding dapat digunakan untuk memungkinkan CoA atau atau perangkat pertama dapat memulai koneksi ke kepala-end.
  • CoAP mendukung sarana untuk penemuan sumber daya.

 Referensi

Pengoptimalan Budidaya Ikan Lele dengan Sistem Monitoring Kadar Ph , Suhu dan Kadar Garam berbasis Wireless Sensor Network

1. Pendahuluan

1.1      Latar  Belakang

Pembudidayaan ikan merupakan salah satu kegiatan yang dapat dikategorikan sebagai hobi maupun profesi, dalam perawatannya dibutuhkan ketelitian dalam memastikan keadaan air sebagai ekosistem dalam lingkungan ikan tersebut sesuai dengan jenis ikan yang ada dalam kolam nya tersebut, sehingga ikan satu dengan lainnya memiliki perbedaan standar air dan tentunya harus disesuaikan oleh pemilik kolam tersebut agar dapat menjaga ikan-ikan tersebut tetap hidup. Salah satu ikan yang memiliki keunikan dalam ekosistemnya adalah ikan lele, dimana ikan ini memiliki standar lingkungan yang berbeda relatif cukup jauh dengan ikan kolam lainnya sehingga bagi pemilik kolam ikan lele tersebut harus memperhatikan lebih teliti dalam perawatan ikan lele tersebut.

Perawatan yang dilakukan dalam menjaga ekosistem ikan lele tersebut tidak dapat dilakukan sembarangan, ada beberapa hal yang harus diperhatikan seperti kadar garam air(pH), suhu, dan juga oksigen terlarut yang terdapat dalam kolam tersebut sehingga ikan lele tersebut dapat bertahan hidup. Dari ketiga hal tersebut ketiganya tidak dapat dilihat dengan kasat mata sehingga dibutuhkan alat atau perangkat agar dapat memastikan berapa kadar air tersebut.

Agar dapat memastikan bahwa ketiga unsur tersebut maka digunakan teknologi sistem nirkabel untuk dapat mengawasi dan mengontrol kadar ph,suhu dan kadan oksigen untuk mengoptimalkan hasil buidaya ikan lele. Diharapkan dengan adanya konsep ini menjadi solusi para pembubidayaan ikan lele agar menjadi lebih mudah dalam monitoring kadar garam dalam kolam budiaya ikan lele walaupun pemilik kolam tersebut sedang tidak berada di sekitar kolam tersebut.

1.2     Rumusan Masalah

Rumusan masalah dari tugas besar ini adalah :

  1. Bagaimana cara membangun system yang dapat memonitoring kadar ph, suhu dan kadar oksigen dalam kolam budidaya ikan lele dengan bebrasis wireless sensor network ?
  2. Apakah system yang berbasis wireless sensor network dapat mengetahui kadar garam secara tepat sesuai dengan kadar garam sebenarnya ?
  3. Bagaimana hasil pengujian terhadap system yang dibuat dan juga performansi wireless sensor network setelah diimplementasikan pada system budidaya ikan lele ?

1.3     Tujuan

Tujuan dari tugas besar ini adalah:

  1. membangun system yang dapat memonitoring kadar ph, suhu dan kadar oksigen dalam kolam budidaya ikan lele dengan bebrasis wireless sensor network.
  2. Menguji system yang berbasis wireless sensor network dapat mengetahui kadar garam secara tepat sesuai dengan kadar garam sebenarnya.
  3. Menganalisis hasil pengujian terhadap system yang dibuat dan juga performansi wireless sensor network setelah diimplementasikan pada system budidaya ikan lele

1.4     Batasan Masalah

Batasan masalah dari tugas akhir ini adalah:

  1. Sistem menggunakan sensor pH , sensor suhu NTC 100K 100K+-1% temperature sensor probe thermometer waterproof, dan sensor oksigen terlarut dissolved oxygen probe sebagai parameter kualitas air untuk ikan lele.
  2. Standar jaringan sensor yang digunakan adalah ZigBee.
  3. Sistem menggunakan Arduino sebagai modul hasil dari sensor yang akan mengirimkan hasil berupa ph, suhu dan kadar oksigen terlarut pada kolam lele.
  4. Objek yang diamat adalah hanya budidaya ikan lele yang berskala kecil.

2. Landasan Teori

2.1     Budidaya Ikan Lele

Ikan lele merupakan salah satu jenis ikan yang sanggup hidup dalam kepadatan tinngi.Dengan alasan ikan ini sanggup hidup dalam kepadatan tinggin banyak negara yang membudidayakan ikan lele misalnya saja seperti Indonesia,Malaysia,Singapura,dan negara tetangga lainnya.Tidak hanya itu manfaat budidaya iklan lele tetapi juga karena budidaya ikan lele tidak perlu  menggunakan lahan yang luas dengan lahan sempit pun bisa membudidayakan ikan lele. Banyak keuntungan membudidayakan ikan lele terutama untuk negara berkembang .Contoh untuk kolam berukuran 3×4 meter minimal jumlah bibitnya 2400 ekor dan maksimal 4800 ekor dengan asumsi kedalam kolam 1 – 1,5 meter .

Ikan lele terkenal dengan ikan yang bisa beradaptasi pada lingkungan kotor. Akan tetapi ada juga penyebab matinya ikan lele apabila tidak sesuai dengan lingkungannya. Air  adalah hal yang paling utama untuk ikan lele. Apabila tidak memenuhi syarat dari segi kualitas air akan berakibat buruk terhadap kelangsungan hidup ikan lele yang dibudidayakan. Kualitas air yang dianggap baik untuk kehidupan lele sebagai berikut :

Parameter Kandungan air yang dianjurkan
Suhu 25-30 derajat Celcius
Ph 6,5-8,5
Oksigen terlarut (O2) > 3 mg/l
Amonia total Maksimum 1 (mg/l total amonia)
Kekeruhan Maksimum 50 NTU
Karbon dioksida (CO2) Maksimum 11 (mg/l)
Nitrit Minimum 0,1 (mg/l)
Alkalinitas Minimum 20 (mg/l CaCO3)
Kesadahan total Minimum 20 (mg/l CaCO3)

Sumber: Rifianto, 2000

2.2     Wireless Sensor Network

Wireless Sensor Network merupakan suatu teknologi yang memanfaatkan sensor dan media nirkabel untuk memantau atau mendapatkan data dari suatu lingkungan yang sedang di amati , sensor ini menjadi sebuah node yang terdistribusi pada lingkungan dengan kondisi tertentu. Sensor , embedded processor,memori yang cukup dan dapat menerima atau mengirimkan data. Ada dua macam komunikasi dalam WSN yaitu ad-hoc dan multi hop. Komunikasi secara adhoc memungkinkan sebuah node berkominikasi dengan node lain tanpa melalui router atau perangkat lainnya sedangkan multi hop melibatkan perangkat perantara untuk mengirimkan paket.

2.3     Arduino

Arduino adalah board mikrokontroler berbasis AMEGA328 (datasheet). Memiliki 14 pin input dari output digital dimana 6 pin input tersebut dapat digunakan sebagai output PWM dan 6 pin input analog, 1g Mhz osilator Kristal,koneksi USB ,jack power,ICSP header, dan tombol reset.Mikrokontroler agar dapat digunakan cukup hanya menghubungkan Board Arduino ke computer dengan menggunakan USB atau listrik dengan AC yang-ke adptor-DC atau baterai untuk menjalankannya.

 

2.4     Zigbee

ZigBee adalah spesifikasi untuk jaringan protocol komunikasi tingkat tinggi , menggunakan radio digital berukuran kecil dengan daya yang rendah, dan berbasis pada standar  IEEE 802.15.4-2003 untuk jaringan nirkabel tingkat rendah .Teknologi yang menenuhi spesifikasi dari ZigBee adalah perangkat dengan pengoprasion yang mudah , sederhana , membutuhkan daya yang sangat rendah serta biaya yang relative murah jika disbanding dengan WPANs lainnya, yaitu Bluetooth. ZigBee focus pada aplikasi Radio Frequency (RF) yang membutuhkan daya tingkat rendah, baterai tahan lama, serta jaringan yang aman.

2.5     Machine-to-Machine (M2M)

Machine to Machine adalah sebuah istilah yang mengacu pada perangkat keras atau hardware yang dapat terhubungan dan berkomunikasi satu sama lain tanpa bantuan manusia . Dalam hal ini masing-masing perangkat dapat bertukar informasi atau melakukan suatu perkerjaan lewat hubungan sinyal nirkabel.

M2M didefinisikan sebagai segala teknologi yang memperbolehkan jaringan komputer untuk berkomunikasi dengan perangkat keras lainnya . Segmen M2M terbagi menjadi beberapa segmen antara lain pada bidang   pendidikan, kesehatan, otomotif, pemerintahan, layanan publik, metering, security, payment dan lain-lain.

2.6     OpenMTC

OpenMTC merupakan salah satu platform komunikasi M2M yang dikembangkan oleh Franhouver FOKUS. OpenMTC didesain berdasarkan karateristik dari Machine Type Communication (MTC) dan mengacu pada standar ETSI dan 3GPP OpenMTC merupakan sebuah middleware antar beberapa platform layanan, jaringan operator, dan perangkat Platform ini dapat digunakan untuk melakukan R & D, prototyping, uji coba lapangan, dan studi kelayakan di bidang tipe mesin komunikasi / M2M. Kelebihan dari platform OpenMTC yaitu, memiliki kemampuan untuk menangani implementasi dari beraneka ragam sensor dan aplikasi.

3. Analisis Kebutuhan dan Perancangan

3.1     Gambaran Umum Sistem

            Sistem penggunaan sistem nirkabel untuk lingkungan air kolam ikan lele dirancang untuk mengetahui secara detil kadar air yang dijadikan pembudidayaan ikan lele. Sistem ini dirancang menggunakan topologi peer-to-peer, dimana setiap node tidak terhubung satu sama lain, tetapi harus dirutekan melalui hub terpusat yang difungsikan sebagai sebuah server. Pada sensor node terdapat sensor yang dapat mendeteksi ph, suhu, dan kadar oksigen terlaruqqt dalam air secara real-time dan data tersebut akan diulah menggunakan Arduino UNO sebagai mikrokontroler dan ditransmisikan menggunakan protokol ZigBee/IEEE 802.15.4 selanjutnya pada master node terdapat receiver yang difungsikan sebagai router untuk menerima data yang ditransmisikan dari Xbee sebagai transmiter pada sensor node. PC pada master node digunakan untuk pemroses data sebelum diteruskan ke server komunikasi M2M OpenMTC. Untuk lebih jelasnya, perhatikan skema pengiriman data berikut.

3.2     Spesifikasi Kebutuhan Sistem

            Untuk Menunjang kebutuhan fungsionalitas sistem dan tujuan. Maka dalam perancangan sistem diperlukan alat pendukung seperti:

  1. Sensor

Sensor yang digunakan adalah sensor untuk mendeteksi pH yaitu digital pH meter Pen ATC, untuk suhu menggunakan sensor suhu NTC 100K 100K+-1% temperature sensor probe thermometer waterproof, dan Dissolve Oxygen Probe untuk mendeteksi kadar oksigen terlarut dalam air tersebut.

1                                       2

Gambar 6 Digital pH Meter Pen ATC                       Gambar 5 NTC 100K+-1%

  1. Arduino Uno

Berfungsi sebagai mikrokontroller. Pada mikrokontroller ini berguna sebagai konverter data analog dari sensor menjadi data digital yang kaan dikirim melalui transmitter

4                            3

Gambar 8 Arduino Uno

  1. Xbee 2mW Wire Antenna Series-2

Xbee adalah modul komunikasi yang menggunakan protokol ZigBee/IEEE 802.15.4, digunakan untuk mentransmisikan dan digunakan untuk receiver data dari sensor node untuk selanjutnya di olah menggunakan PC.

5

Gambar 9 Xbee 2mW wire Antenna Series-2

  1. PC

Perangkat utama yang digunakan sebagai pemroses/pengolah data yang didapat dari sensor node yang kemudian diteruskan ke server, selain itu juga digunakan sebagai konfigurasi perangkat yang ada

  1. OpenMTC

Framework yang digunakan untuk konversi data pada saat akan dikirimkan ke server OpenMTC.

Daftar Pustaka :

  1. Alamtani. Budidaya Ikan Lele. [Online] [Cited: 10 10, 2015.] http://alamtani.com/budidaya-ikan-lele.html.
  2. Sehang, Steve Arthur. Zigbee and Miwi. [Online] [Cited: 10 10, 2015.] http://stevearthursehang.blogspot.co.id/2014/02/zigbee-dan-miwi.html .
  3. Agroinfo. Blumbangreksa si penjaga tambak udang. [Online] [Cited: 10 10, 2015.] http://agroinfo.co.id/index.php/2015/08/12/blumbangreksa-si-penjaga-tambak-udang/.
  4. Arduino, Dayat. Pengertian Arduino. [Online] [Cited: 10 10, 2015.] http://dayatarduino.blogspot.co.id/2015/01/pengertian-arduino-uno.html.
  5. o-fish. mengapa ikan lele banyak mati ketika musim hujan. [Online] [Cited: 10 10, 2015.] http://forum.o-fish.com/printthread.php?tid=8350.
  6. Prn, Bayu. Wireless Sensor Network. [Online] [Cited: 10 10, 2015.] http://bayuprn.blog.uns.ac.id/wireless-sensor-network.html.
  7. Wikipedia. Mesin ke Mesin. [Online] [Cited: 10 10, 2015.] https://id.wikipedia.org/wiki/Mesin_ke_mesin.
  8. —. ZigBee. [Online] [Cited: 10 10, 2015.] https://en.wikipedia.org/wiki/ZigBee.
  9. Open-MTC. Open MTC. [Online] [Cited: 10 10, 2015.] http://www.open-mtc.org/index.html#openmtc.

 

          M2M Platform merupakan penyedia layanan untuk berkomunikasi nya antar mesin satu dengan mesin yang lain , Platform ini menyediakan banyak layanan yang di berikan kepada pengguna .Kali ini platform yang akan di bahas adalah Axeda. Axeda adalah salah satu platform yang banyak di gunakan untuk M2M , Internet of Things dan mengintegrasikan IOT ke aplikasi , Axeda memiliki beberapa pelayanan antara lain :

  • Axeda Application
  • Axeda Internet of Things
  • Axeda IoT Connectivity
  • Axeda Machine Cloud Sevice
  • Axeda IoT Security

1

Axeda Application

               2            Dengan semakin banyak perusahaan yang membangun produk mereka secara online , perusahaan juga sudah banyak yang menyadari bahwa data yang di ambil dari M2M sesungguhnya adalah keuntungan apabila di intergrasikan dengan system yang ada pada perusahaan tersebut seperti CRM,ERP atau data warehouse untuk mengoptimalkan bisnis proses mereka.

Axeda Internet of Things

                Axeda juga sebagai penyedia platform m2m yang lengkap dengan Internet Of Things intergasi Data yang menggunakan layanan Cloud .

3

Axeda IoT Connectivity

               4

                Layanan axeda m2m Connectivity meliputi 3 jenis solusi tergantung pada perangkat dan kebuthan industry .

  • Firewall – Friendly Agent : Sebuah software yang di jalankan pada linux atau Windows yang terinstal pada perangkat asset perusahaan atau pada jaringan yang terhubung pada asset perusahaan
  • Wireless toolkit : JAVA atau ANSI C library yang di embed pada perangkat perusahaan
  • Protokol Adapter : Sebuah perangkat komunikasi server yang terhubung ke setiap protokol pesan M2M dan dapat diperpanjang dengan CODEC custom yang menerjemahkan format komunikasi perangkat ke Axeda Platform
  • Kebijakan Server : Sebuah aplikasi perangkat lunak berbasis server yang berada pada jaringan pelanggan, Axeda kebijakan Server menyediakan satu set komprehensif dan rinci dari pengaturan izin yang terus mengatur perilaku Axeda Agen untuk semua perangkat di lokasi pelanggan
  • MQTT : Axeda Machine Cloud mendukung open source protocol IOT MQTT standar, hal ini memungkinkan untuk mendukung sensor MQTT dan perangkat jaringan local serta konektivitas antara MQTT dan axeda machine cloud

Axeda Machine Cloud Sevice

5

 

Axeda Iot Security

                Axeda menggabungkan strategi keamanan end-to-end yang mencakup semua tingkatan, termasuk jaringan, aplikasi, pengguna, dan keamanan data. Axeda telah mencapai ISO 27001: 2013 sertifikasi, mendukung fokus perusahaan pada memberikan tingkat keamanan tertinggi, kinerja, dan ketersediaan Axeda M2M Cloud Service.

  • Maintain network security at customer sites : Axeda memanfaatkan infrastruktur keamanan keamanan pelanggan memanfaatkan firewall yang sudah di patentakn
  • Conceal data from unauthorized parties : Semua komunikasi pelanggan dengan pihak lain di simpan aman menggunakan Secure Socket Layer (SSL) enkripsi-bank metode yang sama digunakan untuk transaksi online aman.
  • Provide a secure and scalable on-demand infrastructure : ISO 27001 Axeda pusat data 2013-bersertifikat menjalani SAS 70 pemeriksaan tahunan dan dibangun pada peralatan state-of-the-art, investasi teknologi, dan keahlian operasional.
  • Memastikan bahwa sistem pengguna dikonfirmasi.
  • Limit each user to specific data, views, and actions : Setelah dikonfirmasi, tindakan pengguna terbatas untuk produk yang mereka bertanggung jawab, dan tingkat akses yang sesuai dengan peran mereka.
  • Provide granular policy management : Untuk penyebaran di lokasi pelanggan, yang Axeda Kebijakan Server menyediakan manajemen kebijakan granular, pengguna akhir untuk memenuhi peraturan audit dan kepatuhan

Video References :

http://www.youtube.com/watch?v=VVS-4iWvqhE

Daftar Pustaka:

Apa itu M2M ?

M2M (machine to machine) di definisikan sebagai teknologi yang memperbolehkan jaringan komputer untuk berkomunikasi dengan perangkat keras komputer (hardware) , Perangkat terhubung,memanfaatkan jaringan komputer yang menggunakan kabel(wired) maupun wireless(nirkabel).

Dengan semakin berkembang dan banyak alat yang menggunakan teknologi M2M ini beberapa lembaga dari berbagai negara memiliki standarisasi dalam penggunaan teknolgi ini , dan salah satu yang akan bahas adalah ETSI (europe Teknologi Standards Institute) .

Apa Itu ETSI dan Standard apa saja yang di buat ?

Seperti yang sudah di jelaskan sebelum nya ETSI(European Telecomunication Standarts Institute) adalah sebuah lembaga independent non-for-profit yang membentuk standarisasi dalam telekomunikasi industri di eropa , namun di gunakan di banyak negara di dunia. Sejauh ini ETSI sudah kurang lebih mengeluarkan 2.000 – 2.500 standard dari tahun 1998 yang sudah termasuk ke dalam global teknologi untuk GSM dalam telepon selular yang kita gunakan sehari-hari . ETSI juga mengerluarkan standard untuk teknologi M2M dimana industri banyak yang menggunakan teknologi ini ETSI juga berkerja sama dengan 3GPP dan oneM2M .

ETSI membuat banyak standard dalam dunia industri telekomunasi dan dalam penyampaian nya ETSI memiliki dokumen jenis-jenis sesuai dengan tipe penggunaan nya dan instri yang akan mengunakan standard ETSI itu sendiri ,

  • European Standard (EN) :Dokumen ini di peruntukan untuk memenuhi kebutuhan spesifik di eropa serta untuk transposisi ke standar nasional suatu negara , di bawah mandat komisi eropa
  • ETSI Standard(ES) :Dokumen ini berisikan persyaratan teknis , dokumen ini di berikan sesuai persetujuan seuluh anggota ETSI
  • ETSI Guide (EG) :Dokumen ini di gunakan untuk memberikan arahan dalam spesifik teknikal aktifitas standar dan dengan persetujuan seluruh anggota ETSI
  • ETSI Tecnical Spesification (TS) : Dokumen ini di gunakan berisi persyaratan teknis yang penting dan di gunakan secepat-cepatnya yang harus di setujui oleh komite teknis yang menyusunya.
  • ETSI Tecnical Report (TR) : Dokumen ini berisikan penjelasan materi ETSI , dan  di berikan sesuai dengan persetujuan komite penyusunya.
  • ETSI Special Report (SR) : Dokumen ini di gunakan untuk berbagai kerperluan , termasuk untuk membuat informasi publik yang di gunakan untuk referensi ,  yang sebelumnya harus di setujuan oleh komite yang menyusunnya.
  • ETSI Group Spesification (GS) : Dokumen ini penyediakan persyaratan teknis atau materi penjelasan yang di buat dan di setujui dalam spesifikasi industri grup (ISGs)

Standar apa saja yang di buat ETSI untuk M2M ?

Berikut adalah standar ETSI untuk teknologi M2M :

No Standard Number Starndard Tittle
1 TR 103 118 Machine-to-Machine communications (M2M); Smart Energy Infrastructures security; Review of existing security measures and convergence investigations
2 TR 103 290 Machine-to-Machine communications (M2M); Impact of Smart City Activity on IoT Environment
3 TS 103 315 SmartM2M; Machine-to-Machine communications (M2M); Interoperability Test Specification for ETSI M2M Primitives
4 TS 102 921 Machine-to-Machine communications (M2M); mIa, dIa and mId interfaces
5 TR 102 966 Machine-to-Machine communications (M2M); Interworking between the M2M Architecture and M2M Area Network technologies
6 TR 101 584 Machine-to-Machine communications (M2M); Study on Semantic support for M2M Data
7 TS 102 690 Machine-to-Machine communications (M2M); Functional architecture
8 TR 102 732 Machine-to-Machine Communications (M2M); Use Cases of M2M applications for eHealth
9 TR 102 857 Machine-to-Machine communications (M2M); Use Cases of M2M applications for Connected Consumer
10 TS 102 689 Machine-to-Machine communications (M2M); M2M service requirements
11 TR 102 725 Machine-to-Machine communications (M2M); Definitions
12 TS 103 104 Machine-to-Machine communications (M2M); Interoperability Test Specification for CoAP Binding of ETSI M2M Primitives
13 TR 102 898 Machine to Machine communications (M2M); Use cases of Automotive Applications in M2M capable networks
14 TS 103 093 Machine-to-Machine communications (M2M); BBF TR-069 compatible Management Objects for ETSI M2M
15 TS 103 092 Machine-to-Machine communications (M2M); OMA DM compatible Management Objects for ETSI M2M
16 TR 102 935 Machine-to-Machine communications (M2M); Applicability of M2M architecture to Smart Grid Networks; Impact of Smart Grids on M2M platform
17 TR 103 167 Machine to Machine (M2M); Threat analysis and counter measures to M2M service layer
18 TR 102 691 Machine-to-Machine communications (M2M); Smart Metering Use Cases

Low Throughput Network (LTN) merupakan kunci dalam penggunaan M2M, yaitu kemampuan dalam melakukan transmisi jarak jauh namun tetap menggunakan daya yang rendah hanya dengan menggunakan baterai standar, maka dari itu data yang dikirimkan harus di optimalkan.

Berdasarkan standar yang telah dibuat oleh ETSI pada dokumen ETSI GS LTN 001 garis besar yang ditetapkan adalah sebagai berikut :

11

Arsitektur

Sebuah Jaringan LTN terdiri dari :

  • Sebuah objek dengan modem MTN menjalankan protokol radio LTN
  • BTS Radio (LAP) untuk penemrimaan dan transmisi paket radio LTN
  • Server LTN  untuk mengelola jaringan
  • Server CRA untuk mengelola kode indetifikasi dari perangkat dan base stations
  • OSS/BSS  untuk mengelola jaringan dan pengguna pesan

Protokol dan Interface

13

Pada arseitektur LTN, semua membawa standard WAN kecuali A, A’, C

  1. A, Interface radio yang menghubungkan Leps dan LAP
  2. A’ adalah internal interface yang mengubungkan antara modul LTN dan user specific apllication dalama sebuah Lep.
  3. C adalah link komunikasi yang meghubungkan penyedia palikasi dan pengguna.

Dalam arsitektur LTN, dua hal yang diperkirakan akan diimplementasikan dalam LTN arsitektur yaitu UNB dan OSSS. Keduanya menggunakan spektrum radio yang sama tetapi memiliki pendekatan yang berbeda,yaitu :

  • UNB menggunakan ultra narrow based communication
  • OSS menggunakan orthogonal sequence spread spectrum technologies
  • Radio Spectrum
  • Alokasi Spectrum di Amerika Serikat
  • Alokasi Spectrum di Eropa
  • Alokasi Spectrum di Cina
  • Alokasi Spectrum di Jepang

Interface B

  •  Interface B diimplemetasikan pada LAP dan server LTN. Pembawa interface B dapat diteap apda setiap standard WAN seperti GPRS, ADSL, Satelite, Mcrowave link. Sistem ini dirancang dengan link permanen yang tersedia.

Interface C

  • Interface C berada diantara server LTN dan satau atau lebih aplikasi server.
  • Hal ini didasrkan pada prinsip prinsip REST.
  • Metode utama pada Interface C
  • Application/ service API speerti retrive, push dan delete methods
  • Operation Support API, yang dibuthkan pada end point dan account management

Interface D

  • Diantara CRA dan satu atau lebih server LTN. Data yang ada dalam interfface ini akan diteruskan ke berbagai bagian dalam server LTN seperti AA, IS dan netwrk management
  • Interface ini digunakan untuk personalisasi Les dan penggabungan prosedur Leps
  • Parameter dalam interface ini sebagai berikut:
  • End point identifiers
  • End point secret keys
  • Porting authorized codes

Interface E

  • Interface ini melnjutkan dari server LTN ke LTN yang lain. Dengan maksud untuk pertukaran data.
  • Ada dua jenist roaming data:
  • Data forwarding
  • Network service cooperation.

 Video Reference :

  1. https://www.youtube.com/watch?v=1CGEtgayGmg
  2. https://www.youtube.com/watch?v=LLk6mHoVsLQ

 Referensi:

  1. ETSI GS LTN001 V1.1.1 (2014-09), LTN Use Cases for Low Throughput Networks.

A.Sensor Suhu LM35

1

        LM35 merupakan sensor linier yang berfungsi untuk mengubah besaran suhu menjadi besaran listrik dalam bentuk tegangan dan dapat mengukur suhu yang di produksi oleh National Semiconductor . Sensor ini memiliki ke akuratan yang cukup tinggi jika di bandingkan dengan sensor lain . Sensor ini membutuhkan arus sebesar 60µA artinya sensor ini mampu menghasilkan panas, sensor ini terkemas dalam (IC) Integrated Circuit dan sensor ini memiliki karakteristik sebagai berikut :

  • Karakteristik Sensor Suhu LM35
Local Sensor Accuracy (Max)(+/-c) 0.5
Operating Temprature Range (C) -40 to 110

-55 to 150

0 to 100

0 to 70

Supply Voltage (Min)(V) 4
Supply Voltage (Max)(V) 30
Supply Current (Max) (uA) 114
Sensor Gain (mV/Deg C) 10
Output Impedance (Ohm) 0.4
Self Heating(C) 0.8
Interface Analog Output
  • Struktur Sensor Suhu LM35

2

        Seperti pada gambar 1 sensor lm35 terdapat 3 pin yang menunjukan fungsinya masing masing , pin 1 berfungsi sebagai sumber tegangan kerja dari lm35 , pin 2 di gunakan sebagai tegangan keluaran atau Vout dengan kerja dari 0 volt sampai dengan 1.5 Volt.

B.Sensor Pendeteksi pH

3

         Salah satu sensor pH yang sering digunakan adalah pHureSensor, didalamnya terdapat power plant cycle dimana pH tersebut dapat terukur, selanjutnya adalah Reverse Osmosis, disini pH kembali diukur diantara membran dari 2 sistem untuk mengoptimalkan hasil sehingga sangat mendekati angka pH sebenarnya. Teknologi utama yang digunakan sebenarnya adalah gelas membran untuk pengakuratan pengukuran pH cairan tersebut.Sensor ini biasanya digunakan untuk mengukur kemurnian air.

4

C.Sensor Kadar Garam pada Air

5

        Sensor ini merupakan instrument yang digunakan untuk mengukur salinitas. Salinitas adalah tingkat keasinan atau kadar garam terlarut dalam air. Salinitas juga dapat mengacu pada kandungan garam dalam tanah. Salinitas akan mempengaruhi densitas, kelarutan gas, tekanan osmotik dan ionik air. Semakin tinggi salinitas, maka tekanan osmotik air akan semakin tinggi pula. Salinitas merupakan parameter kimia yang penting di laut dan menjadi faktor pembatas karena hampir semua organisme di laut hanya dapat hidup pada daerah yang perubahan salinitasnya sangat kecil, walaupun ada organisme laut yang mampu bertolerasi terhadap perubahan salinitas yang tinggi.

Salinity Meter PE07 secara khusus dirancang untuk mengukur kadar garam halus di kolam. Tester ini menawarkan dua pilihan ukur dalam persentase (%) atau bagian per seribu (ppt).

6

Sumber :

  1. http://dhany1412.blogspot.com/2014/09/sensor-suhu-lm35.html
  2. http://www.academia.edu/9481245/SENSOR_SUHU_LM35
  3. http://www.ti.com/product/lm35
  4. http://www.homemade-circuits.com/2012/05/precision-temperature-sensor-ic-lm35.html
  5. http://id.mt.com/dam/MTPRO/…/DS_pHure_Sensor_LE_ISM_EN_Jul2012.pdf
  6. https://elgattuso.wordpress.com/2015/03/18/sensor-kimia/
  7. http://ukurkadar.com/salinity-meter/alat-pengukur-kadar-garam-salinity-meter-pe07.html

Kelompo II

     Ikan lele merupakan salah satu jenis ikan yang sanggup hidup dalam kepadatan tinngi.Dengan alasan ikan ini sanggup hidup dalam kepadatan tinggin banyak negara yang membudidayakan ikan lele misalnya saja seperti Indonesia,Malaysia,Singapura,dan negara tetangga lainnya.Tidak hanya itu manfaat budidaya iklan lele tetapi juga karena budidaya ikan lele tidak perlu  menggunakan lahan yang luas dengan lahan sempit pun bisa membudidayakan ikan lele. Banyak keuntungan membudidayakan ikan lele terutama untuk negara berkembang .Contoh untuk kolam berukuran 3×4 meter minimal jumlah bibitnya 2400 ekor dan maksimal 4800 ekor dengan asumsi kedalam kolam 1 – 1,5 meter .

     Ikan lele terkenal dengan ikan yang bisa beradaptasi pada lingkungan kotor. Akan tetapi ada juga penyebab matinya ikan lele apabila tidak sesuai dengan lingkungannya. Air  adalah hal yang paling utama untuk ikan lele. Apabila tidak memenuhi syarat dari segi kualitas air akan berakibat buruk terhadap kelangsungan hidup ikan lele yang dibudidayakan. Kualitas air yang dianggap baik untuk kehidupan lele sebagai berikut :

Parameter Kandungan air yang dianjurkan
Suhu 25-30 derajat Celcius
pH 6,5-8,5
Oksigen terlarut (O2) > 3 mg/l
Amonia total Maksimum 1 (mg/l total amonia)
Kekeruhan Maksimum 50 NTU
Karbon dioksida (CO2) Maksimum 11 (mg/l)
Nitrit Minimum 0,1 (mg/l)
Alkalinitas Minimum 20 (mg/l CaCO3)
Kesadahan total Minimum 20 (mg/l CaCO3)

Sumber: Rifianto, 2000

     Dengan syarat diatas  maka bisa meminimalkan kematian  ikan lele pada suatu kolam agar hasil panen lebih optimal.Dengan adanya pemanfaatan sensor jaringan nirkabel yang dapat beroperasi dalam lingkungan apapun untuk mendeteksi kondisi kadar air yang akan dimanfaatkan untuk budidaya ikan lele.Dengan begitu bisa membantu mengurangi kematian ikan lele yang akan membuat hasil panen mereka optimal.Terdapat sensor mampu membaca parameter yang bisa menunjukkan kualitas air yang sesuai lingkungan hidup ikan lele antara lain suhu, pH, oksigen terlarut, dan lain lain .

     Penyebab utama kematian ikan lele adalah kadar garam dari lingkungannya tersebut atau biasa disebut dengan pH.Biasanya setiap habis hujan deras turun ,ikan lele yang ada pada kolam tersebut akan mati yang diakibatkan oleh meningkatnya kadar asam yang ada pada kolam tersebut, penyelamatannya adalah dengan meningkatkan kadar garam dalam kolam tersebut biasanya adalah menaburkan garam dengan kadar tertentu, selain itu suhu juga menjadi permasalahan yang juga timbul akibat adanya hujan deras.

     Maka dari itu jika permasalahan tersebut di atasi dengan alat yang fungsinya setara dengan Blumbangreksa hal tersebut mungkin dapat diatasi dengan lebih mudah, sebagai contoh alat tersebut dapat mendeteksi kadar garam dalam kolam, sehingga ketika pH berubah melewati standar atas dari threshold yang telah ditetapkan akan muncul notifikasi tertentu sehingga pemilik kolam tidak perlu mengira-ngira apakah kolam tersebut ternyata memiliki kadar pH yang tinggi atau tidak, selain itu diharapkan juga mampu berkembang dengan adanya kontroler yang mampu bergerak secara otomatis ketika kadar pH yang disensor oleh alat tersebut melebihi batas yang telah ditentukan, sehingga pemilik kolam tersebut tidak perlu menaburkan garam secara konvensional sehingga pemeliharaan dan perawatan kolam akan menjadi lebih mudah.

Sumber :

  1. http://agroinfo.co.id/index.php/2015/08/12/blumbangreksa-si-penjaga-tambak-udang/
  2. http://forum.o-fish.com/printthread.php?tid=8350
  3. http://alamtani.com/budidaya-ikan-lele.html

Kelompok II

VALIDASI dan VERIFIKASI

Validasi adalah kegiatan konfirmasi menggunakan pengujian dengan menyediakan bukti obyektif untuk menunjukkan bahwa sebuah persyaratan tertentu untuk tujuan tertentu telah dipenuhi. Fungsi dari validasi ini adalah untuk memastikan apakah sebuah model yang dibut benar-benar merupakan sebuah representasi yang benar-benar akurat dari sebuah sistem nyata.

Verifikasi merupakan kegiatan konfirmasi dengan menggunakan bukti obyektif bahwa sebuah syarat telah dipenuhi tanpa pengujian. Dalam pemodelan sistem, verifikasi merupakan sebuah proses pemeriksaan kesesuaian model dengan diagram alur yang telah dibuat.

Aturan verifikasi dan validasi dalam simulasi

  • Verifikasi

Terdapat hal-hal yang perlu diperhatikan dalam melakukan verifikasi, antara lain :

–          Apakah kejadian telah di representasikan dengan benar?

–          Ukuran statistic apakah sudah dirumuskan dengan benar?

 

  • Validasi

Didalam validasi kita juga perlu memperhatikan hal-hal tertentu, antara lain :

–          Apakah seluruh elemen, kejadian, dan relasi yang sesuai sudah termuat di dalam model?

–          Apakah model benar merupakan representasi dari sistem nyata?

–          Apakah outputan dari model memiliki kecocokan yang tinggi dengan sistem nyata?

 

 

Sumber : https://okudewi.wordpress.com/2014/05/06/analisis-output-tugas_mosi_kel-3/

A.RANDOM VARIATES

Random Variates adalah hasil tertentu dari suatu variabel random. Random Variates merupakan hasil lain dari variabel random yang sama, yang mungkin memiliki nilai yang berbeda.Random variates digunakan pada saat mensimulasikan proses,yang didorong oleh pengaruh acak (proses stokastik). Dalam aplikasi modern,simulasi tersebut akan menghasilkan Random varietas dengan distribusi probabilitas yang diberikan dari prosedur komputer yang dirancang untuk menciptakan variates acak sesuai dengan distribusi seragam , dimana prosedur ini  benar-benar akan memberikan nilai-nilai yang dipilih dari nomor Pseudorandom dengan Uniform Distribution.

Contoh :

Terdapat sebuah dadu yang memiliki nilai satu sampai enam,ketika dilempar maka pasti akan menghasilkan nilai antara satu sampai enam dengan probabilitas keunculan  .Nilai satu sampai enam adalah variabel random,sementara niali yang muncul dari hasil pelemparan dadu adalah variates random ,atau nilai tertentu dari suatu variabel random.

B. PEMBANGKIT RANDOM VARIATE

Suatu random variate diartikan sebagai nilai suatu random variabel yang mempunyai distribusi tertentu. Pendekatan yang umumnya digunakan adalah:

  1. Inverse Transformation
  2. Composition
  3. The Rejection

Pengertian dan contoh dari pembangkir random variates sebagi berikut :

1.Inverse Transformation

Transformasi invers adalah transformasi yang dilakukan dengan membalik nilai asli. Metode transformasi ini merupakam metode yang paling simple dan dapat dikatakan sebagai metode yang paling baik.

Contoh  I:

Jika kita ingin mensimulasikan sebuah bilangan acak X sedemikian sehingga :

fff

Kemudian kita akan membangkitkan U dengan cara sebagai berikut :

jika U < 0.20, tentukan X = 1, stop

jika U < 0.35, tentukan X = 2, stop

jika U < 0.20, tentukan X = 3, stop

Lainnya X = 4

Sebenarnya ada cara yang lebih efisien yaitu dengan mengubah prosedur di atas menjadi seperti di bawah ini :

jika U < 0.40, tentukan X = 4, stop

jika U < 0.65, tentukan X = 3, stop

jika U < 0.85, tentukan X = 1, stop

Lainnya X = 2

Contoh II :

Diketahui random variabel yang dinyatakan dengan f(x) sebagai berikut:

X 0 10 20 30 40
F(x) 1/8 1/4 1/2 1/16 1/16

R1= 0,09375

R2= 0,63281

R3= 0,875

R4= 0,47656

R5= 0,90625

Tentukan random variate untuk random number yang dipilih!

Penyelesaian:

  • Buat CDFnya dalam bentuk tabel:
X 0 10 20 30 40
F(x) 1/8 1/4 1/2 1/16 1/16
 

CDF

 

1/8

1/8+1/4=

3/8

3/8+1/2=

7/8

7/8+1/16=

15/16

15/16+1/16 =

 16/16=1

  • Gambarkan grafik CDF:
  • Buat tabel simulasi untuk menentukan random variate:
X CDF Tag Number Hasil RN
0 1/8=0,125 0 – 0,1250 0,09375
10 3/8=0,375 0,126 – 0,375  
20 7/8=0,875 0,376 – 0,875 0,63281;0,875;0,47656
30 15/16=0,937 0.876 – 0,937 0,90625
40 16/16=0,999 0,938 – 0,999  

 Hasil dari kelima RN yang diambil, angka yang terbaik adalah x = 20

2.Composition

Metode komposisi ini dilakukan jika ingin menghasilkan dari CDF F, tetapi invers transformasi sulit atau lambat.

Misalkan :

kita dapat menemukan CDF F1, F2, … (terbatas atau tak terbatas daftar) dan bobot p1 lainnya, p2, … (pj ≥ 0 dan p1 + p2 + … = 1)

sehingga untuk semua x :

                                                F (x) = p1F1 (x) + p2F2 (x) + …

Contoh:

fff

 

fff

 

3. The Rejection

Rejection method digunakan ketika tidak mungkin atau sangat sulit untuk mengekspresikan x dalam hal transformasi inverse.

Langkah-langkah:

  • menormalkan kisaran f dengan faktor skala c sehingga cf (x) ≤ 1, a ≤ x ≤ b
  • mendefinisikan fungsi linear dari r, x = a + (b-a) r

 Contoh:

fff

Reference: