Mobile Home-Surveillance

Transkripsi

1 Mobile Home-Surveillance Budi Daryatmo 1, Dedi Hermanto 2, Mohammad Iqbal 3, Yoannita 4 STMIK-MDP Jalan Rajawali No. 14 Palembang, budi_daryatmo@yahoo.com, 2 dedi@stmik-mdp.net, 3 m.iqbal@stmik-mdp.net, 4 yoannita@stmik-mdp.net Abstract Mobile Home-Surveillance is an area monitoring system which is integrated to user s mobile-phone and can be accessed anywhere and anytime as long as the mobile phone is in the provider s network coverage. This system uses GPRS/UMTS bearer to transmit monitoring data to user s mobile phone. While monitoring, user can also set the position of the monitoring phone (the phone which is used to capture images) from his phone. This capability makes the monitoring area become dynamic. It can be done by using Bluetooth facility from the monitoring phone and microcontroller. The size of video frames or images captured by the phone are various and depend on camera resolution, lighting, and the monitoring object. Keywords : mobile, home-surveillance, Java, GPRS/UMTS, microcontroller 1. Pendahuluan Komunikasi merupakan hal penting dalam kehidupan manusia, baik yang bersifat aktif maupun pasif, yang dapat dilakukan dengan berbagai media. Melalui perkembangan teknologi bergerak, komunikasi dapat dilakukan dimanapun dan kapanpun selama dijangkau oleh jaringan operator. Pembaruan di dalam berkomunikasi terus dilakukan di mana selain suara, video juga dapat dikirim dengan teknologi 3G, sehingga lawan bicara dan kondisi lingkungan tempat lawan bicara berada dapat dilihat [1]. Selain aspek komunikasi yang telah menjadi kebutuhan manusia, aspek lain yang tidak kalah pentingnya adalah rasa aman. Rasa aman memberikan manfaat sosial bagi masyarakat karena masyarakat memperoleh keyakinan akan kepastian terhadap keselamatan diri dan lingkungannya. Banyak sekali kondisi yang dihadapi masyarakat yang dapat memberikan perasaan kurang aman atau menjadi pikiran. Sebagai contoh, bagaimana seseorang merasa yakin bahwa lingkungan yang merupakan bagian penting dalam hidupnya, misalnya rumah atau ruangan penting dalam kantor, dalam keadaaan aman ketika ditinggal selama periode waktu tertentu? Atau bagaimana orang tua dapat tetap memantau kondisi rumahnya yang ditinggal karena ada pekerjaan luar kota dan tetap dapat mengawasi bayinya yang ditinggal bersama pengasuh bayi, sekaligus mengobati rasa kangen terhadap bayinya tersebut? Untuk menjawab tantangan di atas, dirumuskanlah konsep yang mengkombinasikan aspek keamanan dan komunikasi ke dalam sebuah sistem yang dinamakan Mobile Home- Surveillance. Mobile Home-Surveillance merupakan sistem monitoring lingkungan yang terintegrasi dengan perangkat bergerak pengguna. 2. Tinjauan Pustaka 2.1 Teknologi Java Teknologi Java terbagi atas 4 kuadran utama, yaitu Java 2 Enterprise Edition (J2EE) yang difokuskan ke aplikasi distribusi, Java 2 Standar Edition (J2SE) yang difokuskan ke aplikasi stand-alone, Java 2 Micro Edition (J2ME) yang difokuskan ke aplikasi bergerak, dan Java Card yang difokuskan ke aplikasi smart card. Perbedaan

2 Media Teknika Vol. 8 No. 1, Juni 2008: 1 12 utama antara berbagai edisi Java ini terletak pada fitur yang ditawarkan dan persyaratan sumber daya (kapasitas memori, kecepatan processor, dan lain-lain) yang dimiliki. J2ME terbagi atas configuration, profile, dan optional API, yang menyediakan informasi spesifik mengenai API dan peralatan [2]. Configuration didisain khusus untuk suatu peralatan berdasarkan pertimbangan kapasitas memori, daya dan kecepatan processor. Configuration menspesifikasikan Java Virtual Machine (JVM), subset API dari J2SE, dan optional API yang akan digunakan pada platform J2ME. Profile merupakan layer di atas configuration yang menspesifikasikan API yang lebih spesifik ke peralatan dibanding configuration, seperti API untuk user interface dan persistent storage. Optional API mendefinisikan fungsionalitas tambahan yang dapat disertakan ke platform J2ME. 2.2 Surveillance System Surveillance System ditujukan untuk memonitor berbagai aktivitas di suatu lokasi dengan menggunakan sensor visual [3]. Untuk kebutuhan yang lebih spesifik, sistem ini digunakan untuk keperluan deteksi, pengenalan, dan identifikasi obyek yang dimonitor. Sistem ini dapat dikembangkan menggunakan teknologi analog maupun digital, baik dengan kabel maupun nirkabel. Perkembangan teknologi bergerak telah memungkinkan proses monitoring dilakukan menggunakan perangkat bergerak, sehingga pengguna tetap dapat melakukan monitoring dimanapun mereka berada selama terjangkau jaringan operator. 3. Metode Penelitian Metodologi yang digunakan dalam pengembangan sistem Mobile Home- Surveillance adalah Rational Unified Process (RUP). RUP diformulasikan oleh Rational Software Corporation yang menggunakan Unified Modeling Language (UML) sebagai bahasa pemodelan selama periode pengembangan dan iterative incremental sebagai model siklus pengembangan aplikasi [4]. Model ini membagi sistem aplikasi menjadi beberapa komponen dan memungkinkan para pengembang menerapkan metode iterative (analisis, disain, implementasi dan pengujian) pada tiap komponen. Dengan menggunakan model ini, RUP membagi tahapan pengembangan perangkat lunaknya ke dalam 4 fase sebagai berikut (lihat Gambar 1). a. Inception, merupakan tahap untuk mengidentifikasi sistem yang akan dikembangkan. Aktivitas yang dilakukan pada tahap ini antara lain mencakup analisis sistem eksisting, perumusan sistem target, identifikasi kebutuhan, perumusan persyaratan fungsional, pemodelan diagram UML (diagram use case dan activity). b. Elaboration, merupakan tahap untuk melakukan disain secara lengkap berdasarkan hasil analisis di tahap inception. Aktivitas yang dilakukan pada tahap ini antara lain mencakup pembuatan disain arsitektur sistem (architecture pattern), disain komponen sistem, disain antarmuka/tampilan, disain peta aliran tampilan, pemodelan diagram UML (diagram sequence, class, component, dan deployment). c. Construction, merupakan tahap untuk mengimplementasikan hasil disain dan melakukan pengujian hasil implementasi. d. Transition, merupakan tahap untuk menyerahkan sistem aplikasi ke konsumen (roll-out), yang umumnya mencakup pelaksanaan pelatihan kepada pengguna dan testing beta aplikasi terhadap ekspetasi pengguna. 2

3 Budi Daryatmo, Dedi Hermanto, Mohammad Iqbal, Yoannita, Mobile-Home Gambar 1. System Development Life Cycle RUP 3.1 Tahap Inception Mobile Home-Surveillance merupakan sistem monitoring lingkungan (dapat berupa ruangan di rumah, kantor, dan lain sebagainya) yang terintegrasi dengan perangkat bergerak pengguna, yang dapat dimanfaatkan selama berada dalam jangkauan jaringan operator. Sistem ini memiliki fungsionalitas utama sebagai berikut. a. Melakukan monitoring, merupakan fungsionalitas untuk melihat kondisi lingkungan yang menjadi obyek pengamatan. b. Melakukan pengaturan posisi ponsel kamera, merupakan fungsionalitas untuk mengatur posisi ponsel kamera dengan memerintahkan motor servo bergerak searah jarum jam atau sebaliknya, sejauh yang diharapkan. c. Mengatur kondisi lampu sistem, merupakan fungsionalitas untuk menghidupkan atau mematikan lampu sistem agar pemantauan pada ruangan gelap tetap dapat dilakukan. d. Mengatur frekuensi pengambilan hasil monitoring, merupakan fungsionalitas untuk mengatur selang waktu pengambilan gambar kondisi lingkungan yang menjadi obyek pengamatan. Selain pengguna sistem yang dapat menginisiasi fungsionalitas sistem, faktor eksternal seperti sensor, dapat juga menginisiasi fungsionalitas terkait keperluan monitoring. Fitur ini membuat Mobile Home-Surveillance menjadi sistem cerdas yang dapat memproses atau memberikan informasi kepada pengguna agar melakukan monitoring karena dideteksi adanya hal yang mungkin tidak diinginkan. Informasi push kepada pengguna dari sistem dapat berupa pengiriman SMS, missed-call, ataupun teknologi push registry pada mekanisme socket. Fungsionalitas sistem yang lebih lengkap dapat dilihat pada diagram use case berikut. 3

4 Media Teknika Vol. 8 No. 1, Juni 2008: 1 12 Gambar 2. Fungsionalitas Sistem Mobile Home-Surveillance 3.2 Tahap Elaboration Arsitektur Mobile Home-Surveillance Mobile Home-Surveillance menerapkan arsitektur client server, seperti yang diperlihatkan pada Gambar 3. Sistem ini dapat dikembangkan lebih lanjut dengan menggunakan arsitektur layanan video call (3G). Sistem Mobile Home-Surveillance terdiri dari komponen-komponen utama berikut. a. Ponsel dengan aplikasi Mobile Home-Surveillance, yang dibawa pengguna. b. Ponsel kamera yang ditempatkan di lokasi yang hendak dimonitor. c. Microcontroller sebagai pengontrol sistem di lokasi. Microcontroller berfungsi menerima perintah dari ponsel kamera melalui modul Bluetooth dan mengirim perintah ke berbagai peralatan, seperti ke motor servo untuk menggerakkan posisi ponsel kamera. d. Mobile application server berfungsi sebagai aplikasi yang memproses penyimpanan hasil monitoring dan permintaaan untuk melihat hasil monitoring. 4

5 Budi Daryatmo, Dedi Hermanto, Mohammad Iqbal, Yoannita, Mobile-Home Gambar 3. Arsitektur Mobile Home-Surveillance Arsitektur Aplikasi Aplikasi yang dikembangkan untuk sistem Mobile Home-Surveillance terdiri dari 3 modul, yaitu modul untuk ponsel pengguna, ponsel kamera, dan aplikasi server (lihat Gambar 4.a dan 4.b). Aplikasi ini dikembangkan menggunakan platform Java (J2ME untuk perangkat bergerak dan J2EE untuk server). a. Modul Camera Modul Camera berfungsi mengambil gambar sekaligus mengirimkannya ke server dan memberikan atau menerima perintah dari dan ke sistem embedded microcontroller melalui modul Bluetooth untuk mengendalikan berbagai peralatan pendukung sistem. Aplikasi ini ditanamkan ke ponsel yang memiliki kamera dan Bluetooth. Pemrograman J2ME untuk komunikasi Bluetooth menggunakan pustaka Java API for Bluetooth Wireless Technology [5]. b. Modul Watcher Modul Watcher berfungsi mengambil gambar dari server yang dikirim oleh aplikasi Camera, menampilkan gambar tersebut dan mengirimkan kode ke aplikasi Camera untuk menggerakkan motor servo dan berbagai peralatan pendukung sistem. c. Modul Controller Modul Controller berfungsi mengatur lalu lintas monitoring dari aplikasi Camera sebagai sumber ke aplikasi Watcher sebagai tujuan. Aplikasi ini juga bertugas menjembatani perintah untuk mengatur peralatan pendukung sistem dari Watcher ke Camera. 5

6 Media Teknika Vol. 8 No. 1, Juni 2008: 1 12 Gambar 4.a Arsitektur Komponen Aplikasi Mobile Home-Surveillance Gambar 4.b Arsitektur Komponen Aplikasi Mobile Home-Surveillance-Watcher Arsitektur Hardware Perangkat keras yang digunakan pada sistem Mobile Home-Surveillance sebagai berikut. a. Modul Bluetooth EB-500 SER. Modul Bluetooth EB-500 SER digunakan sebagai media komunikasi microcontroller (ATmega8535) dengan ponsel kamera. Modul ini menggunakan 6

7 Budi Daryatmo, Dedi Hermanto, Mohammad Iqbal, Yoannita, Mobile-Home port serial untuk berkomunikasi dengan microcontroller [6]. Komponen EB-500 SER diperlihatkan pada Gambar 5. Gambar 5. Modul Bluetooth : EB-500 SER b. Microcontroller ATmega Microcontroller ATmega8535 digunakan sebagai pemroses data yang diterima oleh modul Bluetooth, yang dimasukkan ke dalam port RX microcontroller [7]. Jika data yang valid diterima, microcontroller akan mengontrol peralatan sesuai dengan data yang diberikan tersebut. Untuk keperluan inisiasi dari faktor eksternal, misalnya sensor switch yang dipasang di pintu, port interupsi digunakan. Apabila pintu terbuka, switch akan aktif dan dibaca oleh microcontroller sebagai interupsi dan microcontroller akan mengirim data ke ponsel kamera melalui modul Bluetooth. Selanjutnya, ponsel yang menerima data akan memberitahukan ponsel yang dipegang oleh pengguna (pengendali) bahwa telah terjadi interupsi yang dikirmkan oleh ponsel yang dikendalikan. Kondisi ini dapat digunakan oleh pengguna untuk segera melakukan monitoring. ATmega 8535 diperlihatkan pada Gambar 6. Gambar 6. Sistem Embedded dengan Microcontroller ATmega 8535 c. Motor Servo Futaba S3003. Motor servo digunakan untuk menggerakkan ponsel pemantau, sehingga ponsel yang dikendalikan ini dapat bergerak ke kiri dan ke kanan dengan sudut putaran 180 o. Ponsel pemantau akan diletakkan di atas motor servo yang dikontrol oleh microcontroller. Motor servo yang digunakan diperlihatkan pada Gambar 7. 7

8 Media Teknika Vol. 8 No. 1, Juni 2008: 1 12 Gambar 7. Motor Servo Futaba S3003 d. Komponen miniatur lainnya. Komponen miniatur lainnya berupa lampu, switch, alarm, dan komponen elektonika lainnya yang digunakan untuk membangun sistem embedded di lokasi pemantauan. Arsitektur perangkat keras sistem Mobile Home-Surveillance diperlihatkan pada Gambar 8. Gambar 8. Arsitektur Perangkat Keras Mobile Home-Surveillance Antarmuka Aplikasi Mobile Home-Surveillance Antarmuka aplikasi Mobile Home-Surveillance berupa tampilan aplikasi di perangkat bergerak, yang didisain berdasarkan diagram use case. Selanjutnya dibuat disain peta aliran antarmuka, yang mendeskripsikan transisi tampilan ketika pemakai menginisiasi menu perintah [8] Diagram Sequence, Class, Component, dan Deployment Diagram sequence menggambarkan interaksi antar-obyek di dalam dan di sekitar sistem (termasuk pengguna, tampilan, dan sebagainya) berupa message yang digambarkan terhadap waktu [9]. Diagram sequence didisain untuk setiap use case yang didefinisikan. Selanjutnya didisain diagram class, yang mendeskripsikan komposisi kelas (atribut dan metode) dan hubungan antar-kelas [9]. Kelas-kelas yang didefinisikan kemudian dikelompokkan ke dalam file-file dan paket-paket pada component diagram. Terakhir, kebutuhan perangkat fisik yang diperlukan untuk merealisasikan sistem Mobile Home- Surveillance didisain dalam bentuk deployment diagram. Disain diagram sequence sistem diperlihatkan pada gambar berikut. 8

9 Budi Daryatmo, Dedi Hermanto, Mohammad Iqbal, Yoannita, Mobile-Home Gambar 9. Diagram Sequence Sistem 3.3 Tahap Construction Pada tahap awal construction, dilakukan pemeriksaan ulang hasil analisis dan disain, terutama disain pada domain perilaku (diagram sequence) dan domain struktural (diagram class, component, dan deployment). Setelah disain yang dibuat sesuai dengan analisis sistem, maka implementasi dengan bahasa pemrogramanan Java dilakukan [2,10,11,12]. Aktivitas yang dilakukan pada tahap ini antara lain mencakup pengujian hasil analisis dan disain menggunakan Class Responsibility Collaborator, penentuan coding pattern yang digunakan, pembuatan program, dan pengujian sistem. Hasil dari tahap ini dapat dilihat pada bagian selanjutnya. 4. Hasil dan Pembahasan 4.1 Perangkat Keras Mobile Home-Surveillance Hasil prototipe sistem Mobile Home-Surveillance untuk perangkat keras dari berbagai sudut pandang diperlihatkan pada Gambar 10. Prototipe yang dibuat berupa maket sebuah ruangan di dalam rumah yang menjadi obyek monitoring. Pada gambar terlihat sistem perangkat keras utama, yang mencakup modul microcontroller, modul Bluetooth, motor servo, dan ponsel kamera. 9

10 Media Teknika Vol. 8 No. 1, Juni 2008: 1 12 Gambar 10. Miniatur Mobile Home-Surveillance (1) Gambar 10.Miniatur Mobile Home-Surveillance (2) Gambar 10. Miniatur Mobile Home-Surveillance (3) Gambar 10. Miniatur Mobile Home-Surveillance (4) 10

11 Budi Daryatmo, Dedi Hermanto, Mohammad Iqbal, Yoannita, Mobile-Home 4.2 Aplikasi Mobile Home-Surveillance Hasil prototipe sistem Mobile Home-Surveillance untuk aplikasi diperlihatkan pada Gambar 11. Gambar di sisi kiri adalah splash screen aplikasi Camera di ponsel kamera, sedangkan gambar di sisi kanan adalah tampilan hasil monitoring di ponsel pengguna, yang didapat dari hasil tangkapan ponsel kamera terhadap lingkungan yang diamati. Gambar 11. Tampilan Prototipe Aplikasi Mobile Home-Surveillance 5. Kesimpulan Mobile Home-Surveillance merupakan sistem monitoring lingkungan yang terintegrasi dengan perangkat bergerak (ponsel atau PDA) pengguna yang dapat diakses dimanapun dan kapanpun selama berada dalam jangkauan jaringan operator. Sistem ini ditujukan untuk memberikan rasa aman, melalui penambahan kualitas pengawasan, kepada pengguna terhadap orang-orang yang dicintai dan benda-benda berharga yang tidak dapat dimonitor secara langsung karena faktor lokasi dan waktu. Mobile Home-Surveillance menggunakan bearer GPRS/UMTS di dalam mentransmisikan data monitoring ke perangkat bergerak pengguna. Selain melakukan monitoring, pengguna dapat mengatur posisi ponsel kamera pemantau dari perangkat bergerak miliknya, sehingga area monitoring bersifat dinamis. Ukuran setiap frame video atau gambar hasil tangkapan ponsel kamera sangat bervariasi, terutama tergantung dari resolusi kamera, pencahayaan, dan lingkungan yang menjadi obyek monitoring (rata-rata ukuran gambar hasil tangkapan ponsel kamera adalah 3 KB). Persyaratan ponsel pengguna adalah memiliki fitur GPRS/3G dan Java, yang sama sekali tidak tergantung vendor pembuatnya. 6. Saran Saran pengembangan lebih lanjut terhadap sistem ini adalah sebagai berikut. 1. Pembuatan perangkat keras embedded yang lebih compact dan ekonomis, serta mengintegrasikannya dengan sistem home-security. 11

12 Media Teknika Vol. 8 No. 1, Juni 2008: Implementasi mekanisme inisiasi dari sistem (sensor) di lokasi sebagai alternatif inisiasi dari pengguna, dengan media push- , MMS, SMS, ataupun hanya berupa missed-call, untuk lebih meningkatkan aspek keamanan kepada pengguna untuk melakukan monitoring online ataupun offline (MMS dan push ). 3. Penerapan arsitektur video call (3G) pada sistem Mobile Home-Surveillance. Penerapan video call memungkinkan proses monitoring dan komunikasi yang lebih interaktif dilakukan. Daftar Pustaka [1] Korhonen, J., 2003, Introduction to 3G Mobile Communications, 2nd Edition, London, Artech House [2] Knudsen, J., 2003, Wireless Java : Developing with J2ME, USA, Apress. [3] Cohen, N.; Gattuso, J.; MacLennan-Brown, K., 2007, CCTV Operational Requirements Manual, UK, Home Office Scientific Development Branch. [4] Kroll, Per; Kruchten, Philippe, 2003, The Rational Unified Process Made Easy : A Practitioner s Guide To The RUP, USA, Addison Wesley. [5] Hopkins, Bruce; Antony, Ranjith, 2003, Bluetooth for Java, USA, Apress. [6] EmbeddedBlue eb500-ser Bluetooth Serial Adapter, 3 Mei [7] ATmega 8535, 3 Mei [8] Mallick, Martyn, 2003, Mobile and Wireless Design Essentials, Canada, Wiley Publishing. [9] Boggs, Wendy; Boggs, Michael, 2002, Mastering UML with Rational Rose 2002, USA, SYBEX Inc. [10] Gratton, D. A., 2007, Developing Practical Wireless Applications, USA, Elsevier Inc. [11] Knudsen, J. dan Li, Sing, 2005, Beginning J2ME From Novice to Professional 3rd Edition, USA, Apress. [12] Mikkonen, Tommi, 2007, Programming Mobile Devices : An Introduction for Practitioners, England, John Wiley & Sons, Ltd. 12