RANCANG BANGUN SISTEM MONITORING KECEPATAN KENDARAAN BERBASIS GPS DENGAN SMS SEBAGAI MEDIA PENGIRIMAN DATA

Transkripsi

1 RANCANG BANGUN SISTEM MONITORING KECEPATAN KENDARAAN BERBASIS GPS DENGAN SMS SEBAGAI MEDIA PENGIRIMAN DATA Dony Hendra Lesmana, M Rif an, ST. MT. dan Ir. Nurussa adah, MT. Abstrak - Kendaraan merupakan sarana transportasi darat yang bermanfaat sekali dalam kehidupan seharihari terutama pekerjaan yang menuntut mobilitas. Namun minimnya sistem peringatan dan pengawasan terhadap pengendara seringkali menjadikan kendaraan sebagai mesin pembunuh. Pada jurnal berjudul Aplikasi Mikrokontroller AT89C51 pada Pengukur yang disusun oleh Pamungkas Daud dirancang sistem pengukur kecepatan kendaraan menggunakan Light Dependent Resistor (LDR) sebagai sensor. Sistem tersebut hanya mengukur kecepatan kendaraan pada suatu titik lokasi dan tidak dilengkapi fasilitas penyimpanan data kecepatan kendaraan Oleh karena itu diperlukan suatu sistem monitoring kecepatan kendaraan secara real time untuk menekan angka kecelakaan yang diakibatkan pengendara yang mengebut. Data posisi dan kecepatan GPS yang terpasang pada kendaraan akan dikirim secara kontinyu ke PC server melalui fasilitas SMS. Hasil pengujian data kecepatan GPS SkyNav SKM53 memberikan nilai kesalahan terkecil 3,851 km/jam dan kesalahan terbesar 9,089 km/jam. Kesalahan ini dapat diperbaiki dengan mengalikan data kecepatan GPS dengan konstanta 1,1457 yang merupakan gradien grafik perbandingan kecepatan GPS terhadap kecepatan kendaraan sehingga menghasilkan kesalahan terkecil 1,467 km/jam dan kesalahan terbesar 3,173 km/jam. Data monitoring kecepatan berhasil dikirim dengan interval waktu 1 menit melalui SMS dan sistem penerima berhasil menerima data posisi serta kecepatan sehingga dapat dijadikan referensi perilaku pengemudi sehari-hari. Kata kunci - Monitoring, Kendaraan, GPS, SMS. I. PENDAHULUAN I ndonesia merupakan negara yang memiliki kepadatan penduduk terbesar ke-4 di dunia. Sebagai negara berkembang yang memiliki populasi penduduk cukup padat mengharuskan penduduknya memiliki mobilitas tinggi demi tuntutan pekerjaan ataupun aktivitas sehari-hari. Transportasi darat menjadi salah satu pilihan masyarakat untuk menunjang aktivitas sehari-hari. Namun angka kecelakaan transportasi darat di Indonesia dapat dikatakan tinggi. Data Korlantas Polri pada 2010 mencatat korban tewas akibat kecelakaan lalu lintas di Indonesia berjumlah Dony Hendra Lesmana adalah mahasiswa program sarjana Teknik Elektro Universitas Brawijaya, Malang, Indonesia (penulis dapat dihubungi melalui hendralesmana13@gmail.com). Mochammad Rif an, ST., MT dan Ir. Nurussa adah, MT. adalah dosen pengajar program sarjana Teknik Elektro Universitas Brawijaya, Malang, Indonesia ( rifan@ub.ac.id; rossa@ub.ac.id) jiwa atau jiwa terenggut nyawanya setiap hari. 60% korban berada pada usia produktif dan yang lebih memprihatinkan lagi, faktor penyebab terjadinya kecelakaan 90% diakibatkan oleh kelalaian manusia, sementara faktor lainnya seperti kondisi kendaraan, rambu lalu lintas dan infrastruktur jalan hanya 10%. [1] Indonesia dengan tradisi mudik tiap tahunnya berpotensi menyumbang angka kecelakaan yang cukup tinggi terutama untuk transportasi masal seperti bus. Kendaraan dengan julukan singa jalan raya ini sering berbuat semaunya sehingga membahayakan pengendara lain. Kurangnya pengawasan dan tindakan yang tegas dari pihak kementrian perhubungan membuat sopir berbuat semaunya saat di jalan. Upaya untuk menekan unsafe behaviour sopir sudah dilakukan dengan menempelkan stiker peringatan yang menginstruksikan kepada pengguna jalan maupun penumpang yang merasa keselamatannya terancam akibat ulah sopir bus untuk melapor ke nomor telepon yang tercantum di stiker tersebut. Namun, hal ini sepertinya kurang efisien karena pada kenyataannya banyak yang mengabaikan peringatan ini. Pesatnya perkembangan industri komunikasi dapat dimanfaatkan untuk sarana pengiriman data. Salah satu fasilitas pengiriman data yang terjangkau dan handal adalah SMS (Short Message Service). Berbagai macam provider telepon seluler berlomba-lomba menyediakan paket yang menarik dan semurah mungkin. Tentu hal ini dapat dimanfaatkan untuk sistem monitoring dengan SMS sebagai media transmisi. Untuk menekan angka kecelakaan akibat pengendara yang suka melampaui batas kecepatan aman, maka diperlukan pengawasan terhadap pengendara untuk memberikan peringatan. Dengan adanya sistem ini diharapkan pihak terkait dapat mengetahui perilaku pengendara dan memberikan sanksi jika terbukti sering melanggar batas kecepatan aman yang ditetapkan oleh pemerintah ataupun pihak terkait. II. Sistem Monitoring Kendaraan Sistem monitoring kecepatan kendaraan dirancang dengan memanfaatkan data posisi dan kecepatan dari GPS. Hasil pembacaan data GPS kemudian ditransmisikan ke PC server melalui fasilitas SMS yang kemudian akan disimpan sebagai track record seharihari pengemudi. A. GPS SkyNav SKM53 GPS (Global Positioning System) adalah sistem satelit navigasi dan penentuan posisi yang dimiliki dan dikembangkan oleh Departemen Pertahanan Amerika Serikat pada tahun GPS awalnya dirancang untuk keperluan militer, namun seiring berjalannya waktu GPS juga dimanfaatkan untuk keperluan sipil. [2] GPS

2 SkyNav SKM53 memberikan data posisi, kecepatan, waktu, serta ketinggian secara kontinyu dengan akurasi posisi 3 m. Bentuk fisik dari GPS SkyNav SKM53 ditunjukkan dalam Gambar 1. Gambar 1. Bentuk fisik GPS SkyNav SKM53 Sumber: SkyNav SKM53 Datasheet, 2010: 2 B. Modem Wavecom Fastrack M1306B Modem Wavecom Fastrack M1306B adalah modul komunikasi seluler GSM yang menggunakan prinsip Plug and Play sehingga tidak memerlukan instalisasi yang rumit untuk dapat menggunakannya. Wavecom Fastrack M1306B juga menyediakan komunikasi data dengan perangkat luar melalui antarmuka serial serta yang dapat diprogram dengan menggunakan perintahperintah AT Command. Bentuk fisik Wavecom Fastrack M1306B ditunjukkan dalam Gambar 2. Tabel 2. Respon Komunikasi Data OK RING Respon NO CARRIER ERROR NO DIALTONE BUSY Keterangan Command execute, no error Ring detected Link not established or disconnected Invalid command or command line too long No dial tone, dialing impossible, wrong mode Remote station busy Sumber: Judis Priastono, 2011: 18 D. Sistem Minimum ATMega162 Sistem minimum merupakan suatu rangkaian minimum agar IC mikrokontroler dapat bekerja. ATMega162 merupakan seri mikrokontroler CMOS 8- bit buatan Atmel berbasis arsitektur RISC (Reduced Instruction Set Computer). Hampir semua instruksi dieksekusi dalam satu siklus clock. Pin Layout Mikrokontroler ATMega162 ditunjukkan dalam Gambar 3. Gambar 2. Bentuk fisik modem Wavecom Fastrack M1306B Sumber: Wavecom, 2006: 1 C. Perintah AT Command untuk SMS AT-Command merupakan standar command yang digunakan oleh komputer untuk berkomunikasi dengan modem/phone modem. AT berasal dari kata Attention. Dengan menggunakan AT-command, dapat diperoleh informasi mengenai modem, melakukan setting pada modem, mengirim SMS dan menerima SMS (untuk GSM modem), dan sebagainya. [3] Tabel 1 menunjukkan beberapa contoh perintah AT-Command yang umum digunakan dalam pengiriman dan penerimaan sms. Tabel 1. Perintah-perintah dalam AT-Command AT AT Command AT+CMGF AT+CSCS AT+CNMI AT+CMGL AT+CMGS AT+CMGR AT+CMGD Keterangan Mengecek apakah handphone telah terhubung Untuk menetapkan format mode dari terminal Menetapkan jenis encoding Untuk mendeteksi pesan SMS baru masuk secara otomatis Membuka daftar SMS yang ada pada SIM Card Mengirim pesan SMS Membaca pesan SMS Menghapus pasan SMS Sumber: Cahyo Rossy W, 2006:157 Setelah mengirim perintah kepada modem GSM, maka modem akan memberikan respon sebagai indikator bahwa perintah kita telah berhasil atau tidak dieksekusi. Tabel 2 menunjukkan balasan respon modem setelah diberikan perintah. [4] Gambar 3. Pin Layout ATMega162 Sumber: Atmel, 2013: 2 Terdapat 3 bagian penting dalam sistem minimum ATmega162, yaitu: 1) Catu Daya Catu daya adalah sumber power/ tegangan yang akan menghidupkan system minimum ini. Catu daya yang dibutuhkan oleh system minimum ini sebesar 4,75-5V. 2) Clock/ Crystal Clock / Cristal merupakan hal yang sangat perting juga dalam rangkaian sistem minimum karena bagian ini yang berfungsi memberikan clock untuk berjalannya transfer data. 3) Reset Rangkaian reset berfungsi sebagai interrupt untuk set ke program awal. Ketika pin ini diaktifkan maka program akan berjalan lagi dimulai dari awal. E. Komunikasi Serial Komunikasi serial merupakan metode pengiriman data dimana data dikirim satu per satu sehingga hanya memerlukan sedikit pengkabelan dan memiliki jangkauan transmisi data cukup jauh. Terdapat 2 jenis komunikasi serial yaitu synchronous dan asynchronous Komunikasi serial synchronous memerlukan clock synchronization agar pengiriman atau penerimaan data dapat berjalan. Sedangkan pada komunikasi serial asynchronous menggunakan start bit dan stop bit untuk sinkronisasi data. F. Borland Delphi 7 Borland Delphi merupakan Pemrograman Generasi IV yang memiliki kelebihan berupa tampilan visual yang user-friendly. Borland Delphi dikembangkan dengan

3 menggunakan konsep Object Oriented Programming (OOP), yaitu pemrogram memilih objek apa yang ingin dimasukkan ke dalam Form/Window, lalu tingkah laku objek tersebut saat menerima event/aksi akan dilakukan sesuai dengan program yang telah dibuat. [5] III. METODOLOGI Penyusunan skripsi ini didasarkan pada masalah yang bersifat aplikatif. Untuk menyelesaikan rumusan masalah dan merealisasikan tujuan penelitian yang terdapat pada pendahuluan maka diperlukan metode untuk menyelesaikan masalah tersebut. A. Diagram Blok Sistem Diagram blok perancangan hardware sistem secara keseluruhan ditunjukkan dalam Gambar 4. Gambar 5: Rangkaian sumber tegangan DC 5V Sumber: ST Electronics, 2012: 31 B. Perancangan Antarmuka MAX232 Agar mikrokontroler dan modem GSM dapat saling berkomunikasi maka diperlukan rangkaian antarmuka untuk mengubah level tegangan serial ke TTL atau sebaliknya. Skematik rangkaian antarmuka MAX232 ditunjukkan dalam gambar 6. Gambar 4: Blok Diagram Sistem B. Spesifikasi Alat Spesifikasi dari sistem yang dirancang adalah 1) Sistem menggunakan catu daya baterai 12V. 2) Batas aman kecepatan kendaraan dapat diatur. 3) Range kecepatan yang dipantau antara 0 hingga 120 Km/Jam dan sirine akan terpicu jika kecepatan melebihi batas aman sebagai indikator mengebut. 4) Sistem monitoring adalah real-time, pengirim akan mengirim data setiap memperoleh data GPS. 5) Data yang disimpan pada database hanyalah posisi kendaraan dalam lintang bujur dan kecepatan kendaraan dalam format excel. 6) GPS yang digunakan adalah GPS Skylab SKM53 dengan akurasi minimal 3m. 7) Mikrokontroler yang digunakan adalah ATMega162. 8) Modem GSM yang digunakan adalah Wavecom Fastrack M1306b. IV. PERANCANGAN DAN PEMBUATAN ALAT A. Perancangan Rangkaian Sumber Tegangan DC 5V Rangkaian sumber tegangan DC 5 V digunakan sebagai sumber tegangan bagi GPS, mikrokontroler ATMega162 dan LCD 16x2 karakter. Rangkaian sumber tegangan DC 5V ditunjukkan dalam Gambar 5. Gambar 6: Rangkaian antarmuka MAX232 Sumber: Maxim Integrated, 2010: 17 C. Perancangan Minimum Sistem Mikrokontroller ATMega162 Mikrokontroller sebagai unit pemroses data berfungsi untuk melakukan akuisisi data GPS, menampilkan data ke display LCD serta melakukan kontrol penuh terhadap transmisi data yang dilakukan via SMS. ATMega162 memiliki 2 fitur UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter). Fitur inilah yang digunakan mikrokontroler untuk mengakses GPS dan modem GSM. Skematik dari sistem minimum ATMega162 ditunjukkan dalam Gambar 7. Gambar 6: Konfigurasi pin pada Minimum Sistem ATMega162

4 D. Perancangan Driver Sirine Mikrokontroler bekerja pada level tegangan TTL yaitu 5V, sedangkan sirine membutuhkan tegangan 12V. Rangkaian ini berfungsi mengintegrasikan sirine dengan mikrokontroler. Skematik dari rangkaian driver ditunjukkan dalam gambar 7. Gambar 7. Rangkaian Driver Relay E. Perancangan Perangkat Lunak Blok Sistem Pengirim Blok sistem pengirim mempunyai dua tugas utama yaitu pemilahan data GPS dan pengiriman data melalui SMS ke sistem penerima yaitu PC server. Gambar 8 menunjukkan diagram alir program sistem pengirim. Gambar 9. Algoritma Pemilahan Data GPS G. Perancangan Algoritma Pengiriman SMS Algoritma pengiriman SMS dirancang agar sistem mampu mentransmisikan data dengan jangkauan yang jauh. Pengiriman SMS melalui modem dapat dilakukan dengan memberikan perintah AT-Command pada modem sesuai datasheet seperti yang dtunjukkan dalam Gambar 10. Gambar 8. Diagram Alir Blok Sistem Pengirim F. Perancangan Perangkat Lunak Parsing Data GPS Pemilahan (parsing) data GPS ditujukan untuk mengambil data yang kita inginkan dari GPS. Algoritma pemilahan data GPS untuk header $GPRMC dijelaskan dalam gambar 9. Gambar 10. Algoritma Kirim SMS melalui Modem H. Perancangan Perangkat Lunak Blok Sistem Penerima Blok sistem penerima bertugas menerima data SMS dan mengolahnya untuk ditampilkan ke grafik dan kemudian disimpan dalam excel. Diagram alir program sistem penerima ditunjukkan dalam Gambar 11.

5 Sepeda Motor Tabel 4. Perbandingan Data Motor terhadap GPS Sepeda Motor rata-rata GPS Kesalahan kecepatan GPS 20 18,198 1, ,983 4, ,644 4, ,452 5, ,371 6,629 Grafik 1. Perbandingan Kendaraan terhadap GPS Gambar 11. Diagram Alir Blok Sistem Penerima V. PENGUJIAN DAN ANALISIS DATA A. Pengujian Akurasi Posisi GPS Pengujian dilakukan pada malam hari dengan mencatat koordinat bumi dari GPS pada tempat yang terlihat mencolok di google maps seperti di sudut jalan kemudian memasukkan data koordinat tersebut ke google maps. Data akurasi GPS SkyNav SKM53 ditunjukkan dalam Tabel 3. Tabel 3: Data Akurasi Posisi GPS Rata-Rata No. Lokasi Pengujian Kesalahan (m) 1 Bawah Pohon 11,4 Lapangan Rektorat 2 3,32 UB 3 Dalam Rumah 7,66 Kesalahan rata-rata posisi GPS diakibatkan pantulan sinyal GPS oleh keadaan sekitar (multipath error). Hasil pengujian pada lokasi terbuka memberikan hasil lebih akurat. B. Pengujian Data GPS Pengujian dilakukan dengan membandingkan hasil data kecepatan GPS yang ditampilkan pada LCD terhadap kendaraan. Kendaraan yang digunakan adalah Sepeda Motor Jupiter Z tahun Data perbandingan kecepatan GPS dengan kendaraan bermotor ditunjukkan dalam Tabel 3 dan Grafik 1. Persamaan garis lurus untuk kecepatan sistem adalah: V kendaraan = 1,1457 V GPS Pengujian data kecepatan untuk yang kedua kalinya melibatkan perhitungan persamaan grafik memberikan data lebih baik. Hasil pengujian kedua ditunjukkan dalam Tabel Grafik Perbandingan GPS terhadap Sepeda Motor GPS Tabel 5. Perbandingan Data Motor terhadap Sistem Sepeda Motor rata-rata Sistem Kesalahan kecepatan Sistem 20 21,316 1, ,716 0, ,220 0, ,493 1, ,189 1,189 Hasil pengujian kedua menunjukkan hasil lebih baik dibanding pengujian pertama dengan kesalahan terkecil kecepatan sistem adalah 0,716 km/jam dan kesalahan terbesar sistem adalah 1,493 km/jam. C. Pengujian Kirim dan Baca SMS Modem Wavecom M1306b Pengujian modem GSM bertujuan untuk mengetahui apakah modem GSM bekerja dengan baik. Pengujian dilakukan dengan melakukan perintah kirim (AT+CMGS) dan baca (AT+CMGR) SMS melalui hyperterminal yang dikirim kembali ke modem GSM. Pengujian dilakukan dengan baud rate bps (bit per second), 8 data, 1 stop, no parity sesuai dengan datasheet modem Wavecom. Hasil pengujian kirim SMS menggunakan modem Wavecom ditunjukkan dalam Gambar 12.

6 Gambar 12. Pengujian Modem Wavecom melalui Hyperterminal. Berdasarkan hasil pengujian perintah kirim dan baca SMS menggunakan modem GSM dapat diketahui bahwa modem GSM sukses mengirim dan membaca SMS dengan isi pesan SMS yang yang saling bersesuaian. D. Pengujian Keseluruhan Sistem Pengujian keseluruhan sistem terbagi menjadi dua tahap pengujian, yaitu pengujian penyalaan sirine terhadap perubahan kecepatan dan pengujian tampilan PC server. Pengujian penyalaan sirine dilakukan dengan nilai batas penyalaan adalah 35 km/jam. Hasil pengujian penyalaan sirine ditunjukkan dalam Tabel 5. Tabel 6. Hasil Pengujian Sirine. No. Data Kondisi Sirine 1 34,725 Padam 2 42,948 Nyala 3 41,151 Nyala 4 38,299 Nyala 5 29,836 Padam 6 19,928 Padam Hasil pengujian tampilan pada sistem penerima ditunjukkan dalam Gambar 11. Gambar 11: Tampilan pada PC Server. Berdasarkan hasil pengujian keseluruhan sistem, sirine berhasil menyala saat melebihi batas kecepatan yang telah ditentukan dan server telah berhasil membaca dan memilah isi pesan SMS yang berisi data posisi dan kecepatan dan menampilkannya dalam bentuk grafik pada jendela aplikasi. Data kecepatan yang berhasil diterima sistem penerima kemudian dapat disimpan ke dalam format Excel, sehingga dapat dijadikan referensi kecepatan kendaraan. VI. Kesimpulan dan Saran A. Kesimpulan Berdasarkan hasil perancangan dan pengujian yang telah dilakukan, dapat ditarik kesimpulan sebagai berikut : 1) Data kecepatan GPS SkyNav SKM53 didapatkan dari header $GPRMC melalui komunikasi serial dengan baud rate 9600 bps (bit per second), 8 data, 1 stop, no parity. Kesalahan kecepatan GPS dapat diperbaiki dengan mengalikan data kecepatan GPS dengan konstanta yang diperoleh dari gradien grafik perbandingan kecepatan GPS terhadap kecepatan kendaraan menghasilkan kesalahan terkecil 1,467 km/jam dan kesalahan terbesar 3,173 km/jam. 2) Mikrokontroler ATMega162 dapat melakukan komunikasi dengan modem GSM melalui rangkaian antarmuka MAX232 dengan baud rate bps (bit per second), 8 data, 1 stop, no parity. 3) Algoritma pengiriman data posisi dan kecepatan GPS melalui modem GSM berjalan dengan baik menggunakan perintah AT-Command. 4) Sistem penerima berhasil melakukan pembacaan dan pemilahan data SMS yang dikirim oleh sistem pengirim dengan range kecepatan monitoring km/jam serta dapat menyimpan data tersebut ke dalam format excel. B. Saran Saran dalam pengimplementasian maupun peningkatan unjuk kerja sistem ini dapat diuraikan sebagai berikut: 1) Sistem ini dapat diimplementaskan untuk lebih dari 1 kendaraan dengan menambahkan data kendaraan dan identitas pengemudi sehingga sistem database dapat memilah data kecepatan masing-masing pengemudi. DAFTAR PUSTAKA [1] Anonim Data Korlantas Polri, 60% Korban Kecelakaan Usia Produktif. korban-kecelakaan-usia-produktif. Diakses tanggal 5 Oktober [2] El-Rabbany, Ahmed Introduction to GPS The Global Positioning System. Boston: Artech House, Inc. [3] Rossy W, Cahyo Perancangan dan Implementasi Sistem Informasi Layanan Short Messaging Service (SMS). [4] Utama, Judis Priastono Dual Supply RTU (Remote Telemetry Unit) Pada Sistem Pemantau Banjir Terpusat Menggunakan SMS Sebagai Media Transmisi Data. Skripsi Teknik Elektro Universitas Brawijaya. [5] Abdilla, Leon Andretti Validasi Data Dengan Menggunakan Objek Lookup pada Borland Delphi 7.0.