BAB 2 LANDASAN TEORI 2.1 Radio Frequency Identification ( RFID ) 2.1.1 Pengenalan RFID RFID adalah proses identifikasi seseorang atau objek dengan menggunakan frekuensi transmisi radio. RFID menggunakan frekuensi radio untuk membaca informasi dari sebuah device kecil yang disebut tag atau transponder (Transmitter + Responder). Tag RFID akan mengenali diri sendiri ketika mendeteksi sinyal dari device yang kompatibel, yaitu pembaca RFID ( Micro-Reader ). RFID merupakan teknologi identifikasi yang fleksibel, mudah digunakan, dan sangat cocok untuk operasi otomatis. RFID mengkombinasikan keunggulan yang tidak tersedia pada teknologi identifikasi yang lain. RFID dapat disediakan dalam bentuk tag yang hanya dapat dibaca saja ( Read Only ) atau dapat dibaca dan ditulis ( Read/Write ), tidak memerlukan kontak langsung maupun jalur cahaya untuk dapat beroperasi, dapat berfungsi pada berbagai variasi kondisi lingkungan, dan menyediakan tingkat integritas data yang tinggi. Sebagai tambahan, karena teknologi ini sulit untuk dipalsukan, maka RFID dapat menyediakan tingkat keamanan yang tinggi. Pada system RFID umumnya, tag atau transponder ditempelkan pada suatu objek. Setiap tag membawa dapat membawa informasi yang unik, di-antaranya: nomor seri, model, warna, tempat perakitan, dan data lain dari objek tersebut. 7
8 Ketika tag ini melalui medan yang dihasilkan oleh pembaca RFID yang kompatibel, tag akan mentransmisikan informasi yang ada pada tag kepada pembaca RFID, sehingga proses identifikasi objek dapat dilakukan. ( http:\\www.controlelectronic.com/rfid/what_is_rfid.html ) System RFID terdiri dari empat komponen, di antaranya seperti dapat dilihat pada gambar 2.1 : Tag: Ini adalah device yang menyimpan informasi untuk identifikasi objek. Tag RFID sering juga disebut sebagai transponder. Antena: untuk mentransmisikan sinyal frekuensi radio antara pembaca RFID dengan tag RFID. Pembaca RFID(Micro-Reader): adalah alat yang kompetibel dengan tag RFID yang akan berkomunikasi secara wireless dengan tag. Software Aplikasi: adalah aplikasi pada sebuah workstation atau PC yang dapat membaca data dari tag melalui pembaca RFID. Baik tag dan pembaca RFID diperlengkapi dengan antena sehingga dapat menerima dan memancarkan gelombang elektromagnetik. Gambar 2.1 System RFID
9 Walaupun teknologi RFID telah hadir selama hampir 20 tahun, belum ada standar data tunggal untuk satuan maupun untuk aplikasi industri. Sebagai tambahan terhadap biaya per label, ketiadaan suatu standar data yang jelas juga menjadi suatu faktor yang membatasi penggunaan RFID secara luas. ( http://subari.blogspot.com/2008/02/rfid-radio-frequency-identification.html ) 2.1.2 Tag RFID Tag RFID adalah komponen yang dibuat dari rangkaian elektronika dan antena yang terintegrasi di dalam rangkaian tersebut. Rangkaian elektronik dari tag RFID umumnya memiliki memori sehingga tag ini mempunyai kemampuan untuk menyimpan data. Memori pada tag secara dibagi menjadi sel-sel. Beberapa sel menyimpan data Read Only, misalnya nomor seri yang unik yang disimpan pada saat tag tersebut diproduksi. Sel lain pada RFID mungkin juga dapat ditulis dan dibaca secara berulang. IC dari tag : Gambar 2.2 Arsitektur IC pada Tag RFID
10 Paper labels with conductive Flexible label with aluminum silver ink antennas Gambar 2.3 Contoh Tag (13,56 MHz) Gambar 2.4 Kumparan pada Chip Tag
11 2.1.2.1 Kelas Tag Berdasarkan catu daya tag, tag RFID ( Radio Frequency Identification ) dapat digolongkan menjadi: Tag Pasif: yaitu tag yang catu dayanya diperoleh dari medan yang dihasilkan oleh pembaca RFID. Rangkaiannya lebih sederhana, harganya lebih murah, ukurannya kecil, dan lebih ringan. Kelemahannya adalah tag hanya dapat mengirimkan informasi dalam jarak yang terbatas 4-5m ketika menggunakan frekuensi UHF ( 860 MHz 930 MHz). Tag Semi-Pasif: yaitu tag yang memiliki baterai terintegrasi dan oleh karena itu tidak memerlukan energi dari medan pembaca untuk menggerakkan chip itu. Ini memungkinkan tag untuk berfungsi dengan tingkatan sinyal yang lebih rendah, menghasilkan jarak yang lebih besar sampai kepada 100 meter. Jaraknya terbatas karena tag tidak mempunyai pemancar terintegrasi, dan masih perlu menggunakan medan pembaca untuk komunikasi kembali ke pembaca itu. Tag Aktif: yaitu tag yang catu dayanya diperoleh dari baterai, sehingga akan mengurangi daya yang diperlukan oleh pembaca RFID dan tag dapat mengirimkan informasi dalam jarak yang lebih jauh ( sampai beberapa kilometer ). Kelemahan dari tipe tag ini adalah harganya yang mahal dan ukurannya yang lebih besar karena lebih komplek. Semakin banyak fungsi yang dapat dilakukan oleh tag RFID maka rangkaiannya akan semakin komplek dan ukurannya akan semakin besar.
12 Tag RFID telah sering dipertimbangkan untuk digunakan sebagai barcode pada masa yang akan datang. Pembacaan informasi pada tag RFID tidak memerlukan kontak sama sekali. Karena kemampuan rangkaian terintegrasi yang modern, maka tag RFID dapat menyimpan jauh lebih banyak informasi dibandingkan dengan barcode. Fitur pembacaan jamak pada teknologi RFID sering disebut sebagai anti-collision. ( http://www.analog.com/analogdialogue ) Pembagian kelas RFID adalah berdasarkan kemampuan untuk membaca dan menulis data. EPC (Electronic Product Code) global mengelompokkannya menjadi lima kelas yaitu : Class 0 Read Only Factory Programmed Tipe ini adalah tipe yang paling sederhana, yang hanya mengandung nomor seri, EPC ditulis sekali ke dalam tag selama produksi. Datanya kemudian tidak dapat diubah lagi. Kelas 0 juga digunakan untuk menentukan kategori tag yag disebut EAS ( Electronic Artilce Surveilance ) atau alat anti pencuri, yang tidak mempunyai nomor seri, hanya mendeteksi keberadaannya saat melewati antena. Class 1 Dalam kelas ini, tag dihasilkan dengan tidak ada data yang ditulis ke dalam memori. Data kemudian bisa ditulis baik oleh pabrik tag atau oleh pemakai tetapi hanya sekali. Selanjutnya tag tidak dapat ditulis lagi dan tag hanya dapat dibaca. Tag jenis ini umumnya digunakan sebagai identifikasi sederhana. Class 2 Tipe ini adalah tipe yang paling fleksibel, di mana pemakai mempunyai akses untuk membaca dan menulis data ke dalam memori tag. Tag ini biasa digunakan untuk mencatat data, dan oleh karena itu berisi lebih banyak memori dibanding dengan yang
13 hanya digunakan untuk pengenal sederhana. Class 3 Tag ini berisi sensor terintegrasi untuk parameter perekaman seperti temperatur, tekanan, dan gerakan, yang dapat direkam dengan menulis ke dalam memori tag. Pembacaan sensor dapat diambil tanpa ada pembaca, tag dapat berupa tag aktif maupun tag semi-pasif. Class 4 Tipe ini seperti miniatur radio yang dapat berkomunikasi dengan tag dan alat lain tanpa adanya suatu pembaca. Ini berarti mereka dengan sepenuhnya aktif dengan sumber baterai mereka sendiri. 2.1.2.2 Frekuensi Kerja RFID Ada beberapa band frekuensi yang digunakan untuk system RFID. Pemilihan dari frekuensi kerja system RFID akan mempengaruhi jarak komunikasi, interferensi dengan frekuensi system radio lain, kecepatan komunikasi data, dan ukuran antena. Untuk frekuensi yang rendah umumnya digunakan tag pasif, dan untuk frekuensi tinggi digunakan tag aktif. Pada frekuensi rendah, tag pasif tidak dapat mentransmisikan data dengan jarak yang jauh, karena keterbatasan daya yang diperoleh dari medan elektromagnetik. Akan tetapi komunikasi tetap dapat dilakukan tanpa kontak langsung. Pada kasus ini hal yang perlu mendapatkan perhatian adalah tag pasif harus terletak jauh dari objek logam, karena logam secara signifikan mengurangi fluks dari medan magnet. Akibatnya tag RFID tidak bekerja dengan baik, karena tag tidak menerima daya minimum untuk dapat bekerja.
14 Frekuensi komunikasi yang digunakan tergantung pada suatu aplikasi, dan memiliki rentang dari 125 KHz sampai 2.45 GHz. Pada frekuensi tinggi, jarak komunikasi antara tag aktif dengan pembaca RFID dapat lebih jauh, tetapi masih terbatas oleh daya yang ada. Sinyal elektromagnetik pada frekuensi tinggi juga mendapatkan pelemahan ( atenuasi ) ketika tag tertutupi oleh es atau air. Pada kondisi terburuk, tag yang tertutup oleh logam tidak terdeteksi oleh pembaca RFID. Contoh aplikasi RFID yang memiliki jangkauan yang beraneka-ragam mulai dari beberapa centimeter hingga beberapa kilometer, aplikasi jarak pendek menggunakan frekuensi rendah, dapat berupa aplikasi pendeteksian barang di bagasi, absensi di area pendidikan maupun perkantoran, dll. Sedangkan untuk aplikasi jarak jauh, menggunakan RFID frekuensi tinggi, yaitu dapat berupa system pendeteksian letak seperti Global Positioning System (GPS). ( http://www.abrfid.com/rfid/articles/ ) 2.1.2.3 Standar Tag Salah satu aspek penting dalam teknologi RFID adalah masalah peraturan dan standar. Mereka dirancang untuk memastikan keamanan operasi yang berhubungan dengan peralatan radio dan peralatan elektronik lainnya, dan menjamin interoperabilas antar tag dan pembaca lain yang berasal dari pabrik yang berbeda. Peraturan sebagian besar terkait dengan pancaran energi daripembaca dan alokasi bidang frekuensi, sedangkan standar seperti ISO ( International Standards Organization ) menentukankan antar-muka komunikasi udara antara pembaca ke tag dan tag ke pembaca, dan meliputi parameter seperti:
15 Protokol komunikasi Jenis Sinyal Modulasi Data coding dan frame Kecepatan transmisi data Anti-Collision (pendeteksian dan penyortiran dari banyak tag di dalam bidang pembaca pada waktu yang sama) Sejarah standar RFID 10 tahun yang lalu jauh dari ideal, mengarah ke banyak kebingungan dan variasi. Situasi pada rantai persediaan dan manajemen barang tidak berbeda. Beberapa prakarsa sedang dibuat untuk mencoba dan menyelaraskan keduanya ke dalam satu standar global, yang mana akan menjadi jalan keluar untuk memastikan adopsi secara luas, dan volume tag RFID yang tinggi di dalam rantai persediaan. ( www.analog.com/analogdialogue ) Tabel 2.1 Evolusi Standar EPCglobal 2.1.3 Pembaca RFID ( RFID Reader ) Pembaca adalah suatu unsur kunci pada setiap system RFID, dan merupakan dalam pengembangan untuk rantai persediaan, pembaca sebagian besar digunakan dalam system kontrol akses, yang berarti bahwa permasalahan dalam bagian dari proses pemilihan dan evaluasi produk. Sampai saat ini menangani jumlah tag dan volume
16 barang yang banyak bukan merupakan isu serius. Sebuah pembaca RFID harus dapat melakukan dua hal penting, yaitu: Menerima perintah dari software aplikasi. Berkomunikasi dengan tag RFID. Gambar 2.5 Pembaca RFID Pembaca RFID merupakan penghubung antara software aplikasi dengan antena yang akan meradiasikan gelombang radio ke tag RFID. Gelombang radio yang diemisikan oleh antena berpropagasi pada ruangan di sekitarnya. Akibatnya data dapat berpindah secara wireless ke tag RFID yang berada berdekatan dengan antenna. 2.1.3.1 Kriteria Utama Pembaca RFID Frekuensi Operasi (LF, HF atau UHF) - Beberapa perusahaan sedang mengembangkan pembaca RFID multi-frekuensi Ketangkasan Protokol - Mendukung protokol tag yang berbeda (ISO,
17 EPC, proprietary) - Kebanyakan perusahaan menawarkan dukungan multi- protokol, tetapi tidak mendukung semuanya. Kemampuan untuk menghubungkan beberapa pembaca RFID secara bersamaan. via concentrators via middleware Pengaturan banyak antena. Umumnya 4 antena / pembaca Bagaimana antena di-polled atau multiplexed Adaptasi ke kondisi antenna Dynamic auto-tuning I/O Digital untuk sensor eksternal dan rangkaian kendali. 2.1.3.2 Antena Pembaca Dalam suatu system RFID, antena pembaca merupakan bagian yang paling rumit untuk dirancang. Untuk cakupan pendek (< 10cm) aplikasi HF seperti kendali akses, antena cenderung terintegrasi di dalam pembaca. Untuk cakupan aplikasi yang lebih panjang, HF (10cm < 1m) atau UHF(< 3m), antena hampir selalu eksternal, dan dihubungkan dekat dengan pembaca melalui suatu kabel koaksial yang terlindungi dan memiliki impedansi yang sesuai. Selagi antena mungkin dibeli sebagai produk jadi, sering diperlukan pengembangan aplikasi versi spesifik. Desain dan prinsip antena secara radikal berbeda pada jangkauan frekuensi LF, HF dan UHF. Sesungguhnya tidak sepenuhnya benar
18 untuk mengatakan system kopel induktif seperti HF menggunakan antena, sebab mereka bekerja dalam medan dekat di mana tidak ada perambatan EM ( Elektromagnetis ). Mayoritas antena RFID perlu disetel pada resonansi dari frekuensi operasi. Ini akan menghindarkannya pada efek eksternal, dimana dapat berdampak pada jarak komunikasi antena tersebut. 2.1.4 Back-End Database Pembaca dapat menggunakan isi tag sebagai kunci pencarian ke suatu back-end database. Back-end database dapat berhubungan dengan informasi produk, catatan atau informasi manajemen. Database independen mungkin dibangun oleh seseorang dengan akses ke isi tag. Ini mengijinkan para pemakai tidak berkaitan sepanjang rantai persediaan produk untuk membangun aplikasi mereka sendiri. Diasumsikan bahwa suatu koneksi yang aman ada antara suatu back-end database dan pembaca tag. Untuk analisa protokol, kadang-kadang berguna untuk melibatkan pembaca dan back-end database ke dalam kesatuan tunggal. Pada kasus lain, pembaca mungkin diperlakukan sebagai suatu saluran yang tidak dipercayai antara database dan tag. 2.2 Pengertian SQL Database Database ( basis data ) merupakan kumpulan data yang saling berhubungan. Hubungan antar data dapat ditunjukan dengan adanya field / kolom kunci dari tiap file / tabel yang ada. Dalam satu file atau table terdapat record-record yang sejenis, sama besar, sama bentuk, yang merupakan satu kumpulan entitas yang seragam.
19 Satu record (umumnya digambarkan sebagai baris data) terdiri dari field yang saling berhubungan menunjukan bahwa field tersebut dalam satu pengertian yang lengkap dan disimpan dalam satu record. ( Thomas Connolly and Carolyn Begg, Database System (2002), p14 ) Adapun struktur database adalah : Database File / Table Record Elemen data / Field Dari pengertian diatas dapat disimpulkan bahwa basis data mempunyai beberapa kriteria penting, yaitu : 1. Bersifat data oriented dan bukan program oriented. 2. Dapat digunakan oleh beberapa program aplikasi tanpa perlu mengubah basis datanya. 3. Dapat dikembangkan dengan mudah, baik volume maupun strukturnya. 4. Dapat memenuhi kebutuhan sistem-sistem baru secara mudah 5. Dapat digunakan dengan cara-cara yang berbeda. Prinsip utama database adalah pengaturan data dengan tujuan utama fleksibelitas dan kecepatan pada saat pengambilan data kembali. Adapun ciri-ciri basis data diantaranya adalah sebagai berikut : 1. Efisiensi meliputi kecepatan, ukuran, dan ketepatan 2. Data dalam jumlah besar. 3. Berbagi pakai ( dipakai bersama sama / sharebility ). 4. Mengurangi bahkan menghilangkan terjadinya duplikasi dan ketidakkonsistenan data.
20 Database Management System ( DBMS ) yaitu suatu perangkat lunak komputer yang berfungsi sebagai pengelola basis data. Di dalam DBMS ini terdiri dari fungsi-fungsi yang mendukung semua database yang ada di dalamnya yaitu Atomicity, Consistency, Isolation, Durability (ACID). Dengan ACID, DBMS ini memberikan jaminan bahwa data yang tersimpan di dalamnya memiliki kualitas yang baik. ( Thomas Connolly and Carolyn Begg, Database System (2002), p16 ) ACID adalah : Atomicity Dengan adanya fungsi ini, DBMS menjamin bahwa data yang disimpan akan lengkap pada saat pemrosesan. Sebagai contoh: Apabila terdapat proses yang sedang berjalan namun terdapat kegagalan proses karena kondisi jaringan putus, maka dengan atomicity ini seluruh data yang telah di proses akan dibatalkan. Jadi bisa disimpulkan bahwa apabila terjadi sedikit kegagalan maka akan dibatalkan semuanya untuk menjaga kesempurnaan data. Consistency DBMS akan menjamin bahwa dengan consistency ini data transaksi yang tersimpan akan sesuai dengan referensi data utama, dan menghindari duplikasi data. Sebagai contoh: jika terdapat suatu proses yang sedang menambahkan data yang tidak terdapat pada data referensi, maka dengan adanya consistency DBMS akan menolak proses ini.
21 Isolation Data akan lebih aman dengan fungsi isolasi ini, dimana pada saat data dibuka secara serial data tetap aman meskipun terjadi perubahan. Durability Dengan adanya fungsi ini, maka ketahanan data yang tersimpan akan terjamin. Meskipun data sangat banyak yang tersimpan di database, namun DBMS memberikan jaminan bahwa data tidak akan rusak. SQL adalah Structured Query Language. SQL ini adalah suatu bahasa permintaan yang terstruktur. SQL merupakan bahasa yang berada di database, atau biasa disebut dengan MySQL, MySQL merupakan database server dari SQL. MySQL adalah Data Base Management System (DBMS ) dan SQL merupakan perintah dalam DBMS. ( Thomas Connolly and Carolyn Begg, Database System (2002), p111 ) Perintah-perintah dalam SQL bisa disebut dengan query, yaitu : 1. Data Definition Language ini adalah Perintah dasar untuk membangun kerangka database: CREATE : Perintah ini digunakan untuk membuat database. ALTER : Perintah ini digunakan untuk mengubah strukturnya tabel yang sudah jadi sebelumnya.
22 DROP : Perintah ini digunakan untuk menghapus database dan tabel. 2. Data Manipulation Language ini adalah Perintah untuk memanipulasi data dalam database yang sudah dibuat. Perintah-perintahnya, yaitu: INSERT : Perintah ini digunakan untuk menyisipkan atau memasukan databaru ke dalam tabel. SELECT : Perintah ini digunakan untuk mengambil data atau menampilkan data dari suatu tabel. UPDATE : Perintah ini digunakan untuk memperbarui data lama menjadi data baru. DELETE : Perintah ini digunakan untuk menghapus data dari tabel.