RANCANG BANGUN SISTEM MONITORING POSISI PUSKESMAS KELILING DENGAN MENGGUNAKAN GPS DAN JARINGAN GSM UNTUK APLIKASI TELEMEDIKA Eko Setijadi Gatot Kusrahardjo M. Razaq Jaya Saputra Laboratorium Jaringan Telekomunikasi Teknik Elektro ITS, Surabaya 60111, email: ekosetjadi@ee.its.ac.id Abstrak - Keterbatasan jumlah tenaga kesehatan saat ini kian diperburuk dengan distribusi tenaga kesehatan yang tidak merata [1]. Di perkotaan atau di daerah yang kaya, banyak menumpuk tenaga kesehatan. Harian Republika (10/3) memberitakan bahwa 25% tenaga medis (dokter) berada di Jakarta. Sementara data Departemen Kesehatan tahun 2006 menyatakan bahwa dari 364 Puskesmas di daerah terpencil, tertinggal dan perbatasan yang tersebar di 64 kabupaten pada 17 provinsi, 184 Puskemas (51 %) belum memiliki dokter. Masalah lain adalah kualitas dan kinerja tenaga kesehatan. Berbagai terobosan telah dilakukan untuk meningkatkan kualitas tenaga kesehatan. Dalam tugas akhir ini ditawarkan suatu sistem puskesmas keliling dengan menggunakan sitem call center. Untuk mengetahui posisi mobil puskesmas keliling digunakan teknologi GPS berbasis GSM. Data yang dihasilkan oleh GPS berupa data NMEA0183 dipilah oleh mikrokontroller hingga berupa data koordinat lattitude dan longitude. Data tersebut dikirim ke database webserver. Pengiriman data tesebut menggunakan media GPRS. Sehingga data yang berupa koordinat lintang dan bujur tersebut bisa dilihat pada web 5penjahat.com yang tersaji dalam bentuk peta Google Map. Dengan tingkat akurasi 26,476 meter dengan pembanding Google Earth. Waktu total transmisi data GPRS adalah 2,67 10-6 detik. Waktu total yang dibutuhkan alat SIM508 mengirim 1 paket data adalah 1,456 menit.waktu transmisi di SIM508 adalah 1,050 menit. Jadi Delay transmisinya adalah 0,4059 menit. Kata kunci : SIM508, GPRS, NMEA0183, webserver 1. PENDAHULUAN Keterbatasan jumlah tenaga kesehatan ini kian diperburuk dengan distribusi tenaga kesehatan yang tidak merata [1]. Di perkotaan atau di daerah yang kaya, banyak menumpuk tenaga kesehatan. Harian Republika (10/3) memberitakan bahwa 25% tenaga medis (dokter) berada di Jakarta. Sementara data Departemen Kesehatan tahun 2006 menyatakan bahwa dari 364 Puskesmas di daerah terpencil, tertinggal dan perbatasan yang tersebar di 64 kabupaten pada 17 provinsi, 184 Puskemas (51 %) belum memiliki dokter. Oleh karena adanya permasalahan diatas maka dengan adanya prototype GPS (Global Positioning System) yang akan dipasangkan pada puskesmas keliling dapat mengatasi permasalahan yang ada pada dunia kesehatan. Dengan adanya sistem GPS ini puskesmas (office) akan tau dimana letak posisi koordinat puskesmas keliling terdekat yang berada disekitar calon pasien yang melapor pada puskesmas (office), sehingga penanganan kesehatannya bisa dilakukan dengan cepat dan tepat. Pada puskesmas keliling ini juga diharapkan tersedia layanan telemedika yang berbasis ICT sehingga bisa menangani kasus-kasus yang perlu bantuan dokter spesialis yang ada di puskesmas (office) sehingga tindakannya tepat. Contoh kasus diatas adalah: ibu melahirkan,serangan jantung, dll. Dalam pengerjaan tugas akhir, dilakukan pembatasan lingkup permasalahan sebagai berikut: 1. Menggunakan GPS (Global Positioning System) dengan data berformat NMEA0183 dalam menentukan posisi 2. Data-data yang diambil memiliki input koordinat lintang dan bujur. 3. Menggunakan module GSM yang interface ke komputer menggunakan comm serial (RS 232). 4. Jaringan yang digunakan adalah jaringan GSM dengan media GPRS 2. TEORI PENUNJANG Dalam tugas akhir ini terdapat beberapa teori atau materi yang mendasari penyusunan buku ini. Berikut ini dijelaskan lebih lanjut mengenai beberapa materi yang dibahas. 2.1 Global Positioning System GPS merupakan sistem radio navigasi dan penentuan posisi dengan menggunakan satelit navigasi yang dimiliki dan dikelola oleh Departemen Pertahanan Amerika Serikat.. Sistem ini digunakan untuk memberikan informasi mengenai posisi, waktu dan kecepatan kepada siapa saja secara global tanpa ada batasan waktu dan cuaca. Format keluaran data dari penerima GPS yang paling umum adalah format NMEA 0183 [3]. Dengan menggunakan keluaran data ini, penerima GPS dapat dihubungkan dengan perangkat lain melalui port serial. Data keluaran dalam format NMEA 0183 berupa kalimat (string) yang merupakan karakter ASCII 8-bit. Setiap awal kalimat diawali dengan karakter $, dua karakter
Talker ID, tiga karakter Sentence ID, dan diikuti oleh data fields yang masing-masing dipisahkan oleh koma serta diakhiri oleh optional checksum dan karakter cariage return/line feed (CR/LF). Sebuah GPS mempunyai Talker ID berupa GP. Jenis kalimat yang dihasilkan ada beberapa macam, tetapi yang mencakup informasi posisi yang dibutuhkan yaitu kalimat RMC (Recommended Minimum Specific GPS/TRANSIT Data). Kalimat RMC ini keluar dari GPS setiap 1 detik, atau dapat diatur sesuai kebutuhan. Penjelasan mengenai format kalimat RMC ditunjukkan pada tabel berikut[2]: Tabel 2.1 Data NMEA0183 Gambar 2.2 arsitektur webserver 2.4 GPRS (General Packet Radio Service) GPRS (singkatan bahasa Inggris: General Packet Radio Service, GPRS) adalah suatu teknologi yang memungkinkan pengiriman dan penerimaan data lebih cepat jika dibandingkan dengan penggunaan teknologi Circuit Switch Data atau CSD. Sering disebut pula dengan teknologi 2,5G. Sistem GPRS dapat digunakan untuk transfer data (dalam bentuk paket data) yang berkaitan dengan e-mail, data gambar (MMS), dan penelusuran (browsing) internet.dalam teorinya GPRS menjanjikan kecepatan mulai dari 56 kbps sampai 115 kbps 3. PERANCANGAN SISTEM 2.2 Komunikasi serial Dalam dunia telekomunikasi juga dikenal adanya, RS-232 (Recommended Standard 232) adalah sebuah standar untuk serial biner berakhir tunggal data dan kontrol sinyal menghubungkan antara DTE (Data Terminal Equipment) dan DCE (Data Circuitterminating Equipment). Ini umumnya digunakan dalam komputer port serial. Port serial Recommended Standard (RS) 232 umumnya menggunakan DB-9. Konfigurasi pin dan nama konektor DB-9 dapat dilihat pada gambar[5]. Pada bab ini akan dibahas bagaimana proses perancangan dan pembuatan perangkat keras maupun perangkat lunak dari tugas akhir ini. Secara garis besar rancangan dan pembuatan perangkat keras tugas akhir ini dibagi menjadi dua bagian blok yaitu blok server dan blok client. Diagram blok dapat dilihat pada gambar 3.1 yang menjelaskan bagaimana gambar diagram tersebut. Pada blok client data dari GPS berbentuk NMEA 0183 mengalami perpindahan dari modul GPS ke mikrokontroller dan setelah itu diteruskan ke modul GSM.dan disisi blok server data yang dikirim modul GSM diterima webserver dan dimasukkan ke dalam database. Dan dari database ditampilkan ke Googlemap. CLIENT GPRS SERVER Gambar 3.1 diagram blok sistem Gambar 2.1 Port DB-9 2.3 Web Server Webserver adalah merupakan software yang memberikan layanan data yang berfungsi menerima permintaan HTTP atau HTTPS dari klien yang dikenal dengan browser web dan mengirimkan kembali hasilnya dalam bentuk halaman - halaman web yang umumnya berbentuk dokumen HTML. 3.1 Perancangan Hardware Dalam perancangan hardware ini dibutuhkan beberapa jenis alat yang digunakan baik dalam blok client maupun blok server. Pada blok client, hardware yang dibutuhkan ada dua yaitu sim508 yang terdiri dari modul GPS dan modul GSM, mikrokontroller ATmega128. Pada blok server, hardware yang dibutuhkan adalah satu buah PC yang terhubung internet. Yang seluruhnya dirancang sesuai dengan gambar 3.2.
Gambar 3.2 diagram blok perancangan alat Hardware yang digunakan adalah SIM508 berikut dengan minimum sistemnya. Hardware tersebut dapat dilihat dari gambar 3.3. Gambar 3.3 hardware SIM508 3.2 Perancangan Software Software yang akan dirancang pada tahap ini terbagi menjadi dua bagian, yaitu perancangan software pada blok server dan perancangan software pada blok client. 3.2.1 perancangan software pada client Software pada client terdiri dari code vision AVR dan ATcommand untuk GPRS. Langkah-langkah ATcommand dpengiriman data melalui GPRS bisa dimengerti sebagai berikut: //meminta layanan GPRS AT+CGATT=1 //menetapkan PDP konteks AT+CGDCONT=1,"IP","indosatgprs" //Dial up Modem ATD*99***1# CONNECT NO CARRIER //Mengatur DNS (Domain Name Server) AT+CDNSCFG="208.67.222.222","208.67.220.220" //Mengatur APN (Access Point Name), User id dan Password AT+CSTT="indosatgprs","Indosat","" //Membuka koneksi nirkabel menggunakan GPRS AT+CIICR //Meminta IP local AT+CIFSR 10.164.168.216 //Menanyakan status koneksi AT+CIPSTATUS STATE: IP STATUS //Memberitahu ke modem untuk menambahkan IP header untuk menerima data AT+CIPHEAD=1 //Menunjukkan bahwa permintaannya berupa domain name AT+CDNSORIP=1 //Konek ke server AT+CIPSTART="tcp","5penjahat.com","80" CONNECT //Kirim data ke server AT+CIPSEND > GET http://5penjahat.com/gmap/getdata.php? HTTP/1.1 Host: 5penjahat.com SEND Perancangan perangkat lunak mikrokontroler menggunakan bahasa pemrograman C dengan CodevisionAVR C Compiler. Deskripsi program utama perangkat lunak mikrokontroler dan bagaimana jalannya data pada sisi client tampak pada flowchart pada Gambar 3.4 Gambar 3.4 flowchart client
3.2.2 Perancangan Software pada Blok Server Perancangan software pada blok server ini menggunakan dua bahasa pemrogaman. Yang pertama adalah bahasa HTML yang digunakan pada body index halaman pertama webserver. Seperti yang terlihat pada gambar 3.5. Yang kedua adalah bahasa PHP MySQL yang digunakan pada halaman kedua webserver sebagai database. Seperti yang terlihat pada gambar 3.6. 4.2 Pengujian Software Dalam pengujian ini, software yang akan diuji meliputi pengiriman data ke dalam database secara manual. Hal ini untukmengetahui apakah database pada webserver bisa dimasukkan data atau tidak via media GPRS. Bentuk listing program PHP untuk mengisi data manual dapat dilihat pada gambar 4.3 yang pada penjelasannya PHP tersebut menjelaskan letak database agar bisa ditampilkan dalam webserver. Jika bisa menampilakan data secara perintah manual barulah beralih ke step selanjutnya. Perintah untuk memasukkan data secara manual juga bisa dilihat pada gambar 4.4 Gambar 4.3 Bentuk perintah manual Gambar 3.5 contoh program HTML Gambar 3.6 contoh program PHP MySQL 4. ANALISA DAN PEMBAHASAN Pada bab ini dilakukan pembahasan mengenai analisis data serta pembahasan mengenai hasil dari implementasi yang telah dilakukan pada bab 3. Pembahasan dimulai dari pengujian hardware, pengujian software pada server, analisa data pada server. 4.1. Pengujian Hardware Pada pengujian ini hardware yang akan diuji adalah SIM508. SIM508 ini akan dihubungkan komputer dengan menggunakan kabel serial DB-9. Alat yang digunakan untuk merubah data dari RS-232 ke TTL bisa dilihat pada gambar 4.1 dibawah ini. Gambar 4.4 Program PHP 4.3 Analisa Data Pada Server Pada bagian ini akan membahas tentang semua data yang ada di server, yaitu analisa data akurasi dengan pemabanding Google Earth dan delay transmisi, delay propagasi. 4.3.1 Titik Akurasi dengan Perbandingan Google Earth Pada pengujian ini akan ada analisa dari data koordinat lintang dan bujur. Analisa ini berupa data akurasi yang akan dibandingkan antara alat dengan Google Earth.yang mana dari data tersebut dapat disimpulkan letak akurasi yang sesungguhnya. Titik akurasi ini didapat dari hasil kurang dari dari data alat dan Google Earth. Sehingga dapat disimpulkan nilai rata- rata dari akurasi keseluruhan. Dan nilai akurasi rata-rata itu bisa dijadikan acuan dari nilai akurasi alat terhadap Google Earth. Semua hasil akurasi dapat dilihat dari tabel 4.1 dibawah ini. Gambar 4.1 SIM508 RS232 to TTL
Tabel 4.1 tabel akurasi No. Dari Alat Dari Google Earth Selisih (m) lintang Bujur lintang bujur 1. 7 17'05.59 112 47'45.59 7 17'05.70 112 47'46.95 41.33 2. 7 17'11.75 112 45'17.99 7 17'12.07 112 45'18.27 14.47 3. 7 17'28.79 112 44'24.00 7 17'28.81 112 44'23.11 27.24 4. 7 16'55.51 112 47'42.00 7 16'55.93 112 47'41.46 22.11 5. 7 14'47.75 112 44'15.44 7 14'47.75 112 44'15.85 27.23 Nilai rata-rata 26.476 Pada tabel 4.1 dapat dilihat keberagaman selisih titik akurasi pada masing-masing hasil perbandingan data. Pada tabel tersebut terdapat lima pengamatan, yaitu: 1) elektro B-406, 2) jl.kalibokor89, 3) taman bungkul, 4) rektorat ITS, 5) tugu pahlawan. Dari kelima data diatas dapat disimpulkan bahawa data yang paling baik akurasinya adalah data nomer dua. Yaitu data koordinat yang diambil di rumah jl. Kalibokor89, tingakat akurasinya mencapai 14,47 meter. Hal ini dikarenakan percobaan dilakukan di atas atap rumah. Sehingga pengiriman data oleh satelit tidak terhalang apapun kecuali atmospher. Data yang paling buruk akurasinya adalah data nomer satu. Yaitu data koordinat yang diambil di Teknik Elektro gedung B-406, tingkat akurasinya hanya mencapai 41,33 meter. Hal ini dikarenakan percobaan dilakukan di dalam ruangan B-406. Sehingga pengiriman data mendapat banyak halangan. Untuk lebih jelasnya bisa dilihat di gambar 4.5. Nilai rata-rata dari lima percobaan diatas adalah 26,476 meter. Angka tersebut bisa dijadikan acuan nilai akurasi alat SIM508 terhadap Google Earth 60 40 20 0 Akurasi 1 2 3 4 5 Gambar 4.5 diagram akurasi 4.3.2 Delay Transmisi dan Propagasi Dalam pengujian kali ini akan ada analisa dari data yang telah diuji, ditinjau dari waktu. Waktu yang digunakan adalah waktu awal pengiriman paket data dan waktu tibanya paket data. Dari perhitungan selisih waktu paket dikirim dan waktu tiba paket data akan didapatkan nilai dari waktu total tarnsmisi. Menurut pengertian secara umum delay transmisi adalah waktu yang diperlukan sebuah paket data untuk melintasi suatu media. Delay transmisi ditentukan oleh kecepatan media dan besar paket data. Dapat diketahui besarnya delay transmisi pada media GPRS dari perhitungan matematika sebagai berikut : - Kecepatan kanal GPRS = 56-114 Kbps - Kecpatan 1 karakter = 1/56000 = 1,78 10-5 kbps - Panjang paket = kecepatan 1 karakter 10(ASCII) = 1,78 10-5 10 = 1,78 10-4 bit - Delay transmisi = banyak karakter 1,78 10-4 = 15 1,78 10-4 = 2,67 10-3 detik Dari perhitungan diatas dapat diketahui delay transmisi GPRS adalah 2,67 10-3 detik. Waktu total transmisi bisa diketahui dari gambar 4.6 dibawah ini. Pengukuran dilakukan pada range waktu yang sama yaitu: 1) 18.00 20.00, 2) 00.00 01.00, 3) 07.00 08.00 0:02:01 0:01:52 0:01:44 0:01:35 0:01:26 Waktu Total Transmisi 1 2 3 rektorat B-406 jl. kalibokor89 Gambar 4.6 diagram waktu total transmisi Dari diagram 4.9 dapat diketahui rata-rata darikeseluruhan waktu total transmisi yaitu 1,456 menit. Dari waktu tersebut dapat dicari delay transmisi dengan cara 1,456 dikurangi rugi-rugi yang ada di alat. Setelah didapat hasil barulah hasil tersebut dikurangi dari wkatu total transmisi GPRS, dengan kalimat matematika sebagai berikut: - Waktu total transmisi rugi-rugi alat delay transmisi = Delay propagasi - 1,456 1,050 (2,67 10-3 60)= 0,2458 menit
Jadi delay transmisi alat SIM508 ini adalah 0,4059 menit. Adanya delay propagasi tersebut bisa disebabkan oleh proses pada provider GSM itu sendiri. Dan dapat disimpulkan suatu delay pada GPRS tak dipengaruhi oleh tempat pengiriman teteapi lebih dipengaruhi oleh waktu pengiriman. 5. KESIMPULAN dan SARAN Tingkat akurasi alat SIM508 adalah 26,476 meter dengan pembanding Google Earth. Percobaan ini dilakukan pada lima tempat berbeda. Delay transmisi data dengan media GPRS adalah 2,67 10-3 detik. Delay propagasi alat SIM508 adalah 0,2458 menit. Pada jarak tertentu sebagai contoh dalam 1 negara, jarak tidak berpengaruh terhadap waktu total pengiriman asalkan dengan kekuatan sinyal yang sama. Yang paling berpengaruh dari besar kecilnya delay transmisi adalah kecepatan media dan besar paket data. Beberapa saran yang dapat diambil untuk pengembangan sistem pelacakan ini adalah sebagai berikut : 1. Pengembangan webserver dan database bisa ditingkatkan agar bisa lebih menarik dan layak jual. 2. Alat SIM508 dapat diganti dengan hardware lain untuk menambah kemampuan dari sistem GPS itu sendiri. 3. Output bisa diperbanyak dengan tidak hanya data longitude dan latittude. Mungkin bisa ditambah dengan kecepatan dan suara dari input. DAFTAR REFERENSI [1] Dr Jopy Thungari, Pemerataan Tenaga Kesehatan, www.manadopost.co.id/index.php?mib=berita.detai l&id=59239, di akses tanggal 15 Oktober 2010 [2], GPS (Global Positioning System), http://www.scribd.com.2010 [3] Klaus Betke. 2001. The NMEA0183 Protocol [4] Abidin H.Z., 2007. Penentuan Posisi dengan GPS dan Aplikasinya. Cet,3. Jakarta: Pradnya Paramita [5], RS232 Serial Connector, http://www.lammertbies.nl/comm/cable/rs- 232.html.2010 BIOGRAFI M. Razaq Jaya S. dilahirkan di Surabaya, 09 Oktober 1986. Merupakan putra ketiga dari lima bersaudara. Lulus dari SD Pucang 1 tahun 1999 dan melanjutkan ke SLTP YPPMIAssalam Solo. Kemudian melanjutkan ke SMAN 02 Surabaya pada tahun 2002 dan lulus pada tahun 2005. Setelah menamatkan SMA, penulis melanjutkan studinya di Jurusan Teknik Elektro Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya pada tahun 2005. Pada bulan Juni 2011 penulis mengikuti seminar dan ujian Tugas Akhir di Bidang Studi Telekomunikasi Multimedia Jurusan Teknik Elektro FTI ITS Surabaya sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik Elektro.