1.
Wireless sensor
network atau disingkat dengan WSN adalah
suatu peralatan sistem embedded yang di dalamnya terdapat satu atau lebih
sensor dan dilengkapi dengan peralatan sistem komunikasi. Sensor di sini
digunakan untuk menangkap informasi sesuai dengan karakteristik.
Sensor-sensor ini akan mengubah data analog ke data digital. Data ini selanjutnya
dikirim ke suatu node melalui media
komunikasi yang digunakannya,seperti:
- Bluetooth.
- Infrared.
- Wi-Fi.
Kemampuan sensor pada WSN secara luas membuat penggunaannya untuk melakukan
monitoring banyak digunakan. WSN dapat digunakan dengan sensor sederhana yang
memonitor suatu fenomena, sedangkan untuk yang komplek, maka setiap WSN akan
mempunyai lebih dari satu sensor sehingga WSN ini akan dapat melakukan banyak
monitoring suatu fenomena. Jika WSN ini dihubungkan ke gateway yang dapat
mengakses Internet, maka WSN dapat diakses dan berkolaborasi dengan sistem
lain.
Penerapan dan Penggunaan WSN
Teknologi WSN banyak memberikan inspirasi dalam penerapan dan penggunaan untuk
segala bidang. Beberapa contoh penerapannya:
- Monitoring lingkungan.
- Target tracking.
- Pipeline (air, minyak,
gas) tracking.
- Monitoring pertanian.
- Supply chain management.
- Traffic management.
Setiap node WSN akan mengirim data sensor ke suatu base, dan hasil kumpulan
data semuanya akan diolah sehingga akan memberikan suatu informasi.
Arsitektur WSN
Setiap node WSN umumnya berisi sistem sensing, processing, communication, dan
power. Bagaimana menggabungkan ini adalah hal yang harus diperhatikan ketika
kita melakukan perancangan. Sistem processor merupakan bagian sistem yang
terpenting pada WSN, yang dapat mempengaruhi performance ataupun konsumsi
energi. Beberapa pilihan untuk processor, antara lain:
- Microcontroller.
- Digital signal processor.
- Application-specific IC.
- Field programmable gate array.
Ada banyak cara untuk menghubungkan sistem sensing dan processor. Menghubungkan
dua atau lebih analog sensor dengan memanfaatkan multichannel sistem ADC
(Analog to Digital Converter) yang di dalamnya terdapat banyak multiple
high-speed ADC dalam satu IC. Beberapa ADC kadang kalanya menghasilkan noise
yang mengganggu, crosstalk ataupun menurunkan SNR (Signal-to-Noice) pada suatu
kanal. Oleh karena itu, pemilihan ADC juga harus memperhatikan ini. Untuk
memudahkan pemahaman arsitektur WSN, kita akan mengkaji contoh dua rsitektur
WSN, yaitu:
Arsitektur IMote adalah arsitektur dengan
multi-fungsi yang berisi sistem manajemen power, processor, communication
dan interfacing. Sitem sensing digunakan untuk menghubungkan platform ke
multi-sensor board. Sedangkan processor yang digunakan adalah digital
signal processor (DSP) yang bekerja pada tegangan rendah 0.85V, dan frekuensi
rendah 13 MHz. Processor DSP memungkinkan untuk memepercepat operasi komputasi
berbasis multimedia.
Arsitektur XYZ berisi empat sitem, sistem processor yang digunakan ARM7TDMI
core microcontroller yang dapat bekerja pada frekuensi maksimum 58 MHz.
Processor ini dapat bekerja pada mode 32-bit dan 16-bit, dan memory 4 KB boot
ROM dan 32 KB RAM yang dapat ditingkatkan dengan menambahkah flash memory
hingga 512 KB.
Hardware WSN
Membuat hardware untuk WSN kadang kala menjadi masalah karena kita harus
mempunyai kemampuan mengenai hardware, terutama minimum system yang
memanfaatkan microcontroller atau DSP. Alternatif lain, kita juga dapat membeli
hardware WSN kit yang dibuat oleh beberapa vendor. Berikut ini contoh hardware
WSN yang dapat kita beli:
- NI Wireless Sensor Network
(WSN) Starter Kit yang dibuat National Instrument
- ZigBit Development Kit yang
dikembangkan oleh Meshnetics
- MEMSIC wireless sensor network
kits yang dikembangkan oleh MEMSIC,
Masih banyak WSN kit
yang dapat digunakan. Pembaca dapat mencarinya melalui mesin pencari dengan
menggunakan keyword WSN Kit.
Sistem Operasi
Sistem Operasi pada WSN secara logical berada di dalam hardware node WSN, dan
aplikasi menyediakan abstraksi basic programming agar developer dapat membuat
program di atas WSN. Sistem operasi mempunyai kegunaan, yaitu:
- Memory management.
- Power management.
- File management.
- Networking.
- Programming environment.
- API runtime untuk aplikasi.
Berikut ini contoh sistem operasi yang dapat digunakan pada WSN:
- TinyOS, www.tinyos.net
- LiteOS, www.liteos.net
- Windows CE,
www.microsoft.com/windowsembedded
Application Development untuk WSN
Untuk membuat aplikasi berbasis WSN ini, tergantung sistem yang tertanam di
dalam node WSN. Jika WSN menggunakan sistem operasi, maka kita harus membuat
aplikasi yang sesuai dengan API sistem operasi WSN tersebut. Sebagai
Contoh jika kita menggunakan TinyOS sebagai system operasi WSN, maka kita
dapat memanfaatkan bahasa nesC yang bahasanya turunan dari bahasa C. Setelah
membuat program WSN, kita dapat meletakkannya ke dalam hardware WSN.
Tantangan pada WSN
Pada saat ini, perkembangan WSN masih dalam taraf sedang hot untuk diteliti,
karena WSN mempunyai keterbatasan seperti:
- Energi (battery).
- Jangkauan.
Sehingga kita harus merancangnya dengan baik. Selain isu di atas, protocol dan
routing yang digunakan pada WSN juga masih dalam proses penelitian oleh para
peneliti. Oleh karena itu, potensi dan kesempatan untuk meneliti WSN masih
terbuka lebar.