RANCANG BANGUN SISTEM MONITORING PLAT NOMOR KENDARAAN BERMOTOR Haniah Mahmudah 1) , Nur Adi S 1) , Okkie Puspitorini

RANCANG BANGUN SISTEM MONITORING PLAT NOMOR KENDARAAN BERMOTOR

  1) 1) 1) 1) Haniah Mahmudah , Nur Adi S , Okkie Puspitorini , Ari Wijayanti 1 Prodi T. Telekomunikasi, Departemen Teknik Elektro

  Politeknik Elektronika Negeri Surabaya (PENS) Kampus PENS, Jalan Raya ITS Sukolilo, Surabaya 60111 E-mail: haniah@pens.ac.id ; nuradi@pens.ac.id

  Abstract Recently transportation system has been developed rapidly, thus it is required smart traffic and intelligent systems. Intelligent system for supporting tranportation management utilize technogy such as information, sensor, control, and computerized or database can be used to develop automation in information system and transportation management is called Intelligent Transportation System (ITS). In order to support it required device for monitoring vehicle that is able to work automatically to detect vehicles using RFID sensor and database. Vehicle monitoring device which is able to work automatically for detecting vehicle by utilizing RFID sensor and database is required for that purpose. System design for monitoring vehicle for detecting vehicle uses one piece of RFID tag to be placed on it and RFID reader, camera, microproccesor and server. RFID reader to be put in roadside and it bring vehicle identity and camera for capturing vehicle object. Information that has been read by RFID reader and camera is transmitted via wireless connection to computer server through HSPA network. The result for planning system is placing RFID reader at elevation 1.5 m without considering angle with RFID tag to be placed above vehicle roof.

  RFID reader only able for reading RFID Tag that is installed on moving vehicle with velocity less than 10 km/h. Identity information for vehicle which is sent by server through wireless via HSPA network and time of transmitted average data is 8 - 10 seconds.

  Keywords: ITS, RFID Tag, RFID Reader, HSPA Abstrak Sistem transportasi pada saat ini berkembang begitu pesat, sehingga membutuhkan sistem lalu lintas yang smart dan intelligent. Sistem cerdas untuk mendukung manajemen transportasi dengan pemanfaatan teknologi (informasi, komunikasi , sensor, kontrol dan komputerisasi atau database) untuk membangun sistem informasi dan manajemen transportasi secara otomatis berupa Intelligent Transportation System (ITS). Untuk mendukung hal tersebut membutuhkan suatu peralatan untuk monitoring kendaraan bermotor yang mampu bekerja secara otomatis dengan mendeteksi kendaraan bermotor menggunakan sensor RFID dan database. Desain sistem monitoring plat kendaraan bermotor dengan mendeteksi kendaraan bermotor yaitu dengan menggunakan satu buah RFID Tag diletakkan pada kendaraan dan RFID Reader, kamera, mikroposesor dan server. RFID Reader diletakkan di sisi jalan sebagai pembaca dari Tag yang membawa identitas kendaraan dan kamera sebagai penangkap objek dari kendaraan bermotor. Data yang terbaca oleh RFID Reader dan kamera dikirimkan secara wireless ke server melalui jaringan HSPA. Hasil rancang bangun sistem adalah penempatan RFID Reader diletakkan Reader hanya mampu membaca RFID Tag yang terpasang pada mobil yang bergerak dengan pada ketinggian 1,5 m tanpa memperhatikan sudut dengan RFID Tag diletakkan diatas mobil. RFID kecepatan 10 km/jam. Data identitas kendaraaan bermotor yang dikirim ke server menggunakan wireless melalui jaringan HSPA dengan waktu pengiriman data rata-rata 8s/d10 detik.

  Kata Kunci: ITS, RFID Reader, RFID Tag, HSPA

  PENDAHULUAN

  Dewasa ini perkembangan sistem transportasi di Indonesia sangatlah pesat seiring dengan kebutuhan masyarakat pada sistem transportasi baik itu kebutuhan transportasi pribadi maupun trasportasi publik. Akan tetapi pertumbuhan kebutuhan system transportasi ini tidak seiring dengan ketersediaan insfrastruktur jalan, akibatnya muncul berbagai macam permasalahan seperti kemacetan, kecelakaan lalu lintas dll. Saat ini kemacetan menjadi masalah utama dalam sistem transportasi terutama untuk daerah perkotaan bahkan jalan bebas hambatanpun tak luput dari kemacetan. Untuk mengatasi hal tersebut dibutuhkan suatu sistem cerdas dan smart yang membantu pengendara berlalu lintas dengan adanya komunikasi yang baik antara kendaraan dan insfrastuktur di jalan raya. Sistem ini dikenal dengan Intelligent Transportation System (ITS) melalui komunikasi vehicle to insfracture (V2I). Sistem ini memanfaatan berbagai teknologi (informasi, komunikasi , sensor, kontrol dan komputerisasi atau database) untuk membangun sistem informasi dan manajemen transportasi secara otomatis. Sensor akan dipasang dijalan raya untuk mendeteksi dan identifikasi kendaraan yang selanjutnya akan diolah oleh data center.

  Beberapa penelitian telah dilakukan untuk membangun sistem ini diberbagai dunia. Banyak penelitian diantaranya menggunakan sensor berupa RFID untuk identifikasi kendaraan (N Ying, 2013, Eun Kyu Lee, 2009). N Ying dkk melakukan penelitian menggunakan metode LANDMARC untuk mengetahui lokasi kendaraan yang akurat menggunakan sensor RFID dan GPS (N Ying, 2013). J.Wang dkk juga meneliti aplikasi RFID adalah untuk mendeteksi posisi kendaraan (J.Wang, 2014). Evizal dkk meneliti tentang pelacakan plat kendaraan dan sistem manajemen kendaraan (Evizal, 2013). Beberapa penelitian ini menyatakan bahwa sensor RFID sebagai alterntif sensor yang dapat digunakan untuk aplikasi ITS. Selalin sensor hal yang penting pula adalah dalam ITS ketersedian kanal pada komunikasi V2I ini sangat penting sehingga pemilihan teknologi komunikasinya menjadi sangat penting. Eun Kyu Lee dkk telah meneliti beberapa aplikasi RFID Reader pada frekuensi UHF diusulkan untuk beberapa aplikasi kendaraan mulai dari navigasi yang aman dalam aplikasi transportasi cerdas (Eun Kyu Lee, 2009). Sebagai studi pendahuluan Nuradi dkk telah melakukan studi pendahuluan dengan melakukan pengukuran level daya pada sistem komunikasi existing di sekitar jalan tol untuk mengetahui karakteristik lingkungan, agar dapat digunakan untuk mendukung implementasi ITS di Surabaya (Nuradi, 2014).

  Sedangkan pada penelitian ini dibuat rancang bangun sistem monitoring plat nomer kendaraan menggunakan sensor RFID yang dipasang pada kendaraan dan insfratuktur jalan. Data hasil sensor ini akan dikirimkan ke database server menggunakan teknologi jaringan HSPA.

  Paper ini terdiri dari, Bagian 1 adalah pendahuluan, bagian 2 adalah metode penelitian dilanjutkan dengan hasil pembahasan pada bagian 3 dan ditutup dengan kesimpulan.

METODE PENELITIAN

1. Perancangan dan Pembuatan Sistem

  Rancangan dan pembuatan sistem monitoring plat nomor kendaraan bermotor terdiri dari dua bagian penting yaitu perancangan sisi client dan perancangan sisi server seperti terlihat pada Gambar 1. Board Perangkat Keras Web Server Reader RFID kamera Modem Database Server Skema peletakan RFID tag dan kamera dan board Boar Akses ke Web Server RFID d

  

Gambar 1. Blok diagram sistem

  Perancangan dan Pembuatan Sisi Client

  Untuk perancangan pada client terdiri atas beberapa perangkat pendukung untuk komunikasi yang terintegrasi satu sama lain, yaitu RFID Reader sebagai pembaca informasi data yang dibawa oleh RFID Tag dan informasi tersebut oleh RFID reader

  • dikirim ke Raspberry pi B menggunakan kabel serial RS 232. Selain informasi tentang identitas mobil, sistem dilengkapi dengan kamera yang terhubung melalui slot
  • USB pada Raspberry pi B . Kamera berfungsi untuk mengambil gambar (image) plat nomor mobil, jenis mobil atau foto pengemudi sebagai data pelengkap identitas (ID) mobil yang sudah terekam pada RFID Tag. Sebagai indikator bahwa data dari Raspberry pi B sudah siap untuk dikirim, maka output Raspberry pi B

  juga dilengkapi

  • dengan LCD yang dapat menunjukkan data yang siap dikirim oleh Raspberry pi B ke sisi Server. Berdasarkan prinsip kerjanya, sistem monitoring di sisi Client ini, menggunakan beberapa perangkat antara lain : RFID reader dengan tipe PF-5210 dan tipe RFID Tag adalah PFH-300. Disamping itu sistem ini juga menggunakan kamera digital Logitech QuickCam Pro dan Raspberry Pi B+ digunakan sebagai microprocessor yang mengontrol semua aktifitas sistem disisi Client. Setelah semua data yang diinginkan sipa untuk dikirimkan, maka microprocessor akan memerintahkan proses pengiriman ke sisi server melalui USB modem dengan jaringan HSPA.

  Disamping perancangan dan pembuatan perangkat keras dan perangkat lunak tersebut diatas, yang tak kalah pentingnya adalah perancangan peletakan perangkat tersebut supaya bisa bekerja secara optimal. Perlu diketahui bahwa sensor (RFID) yang digunakan mempunyai spesifikasi teknis tertentu, sehingga perlu perlakuan tertentu juga agar dapat dimanfaatkan secara optimal. Pada penelitian ini set-up peletakan perangkat di sisi client dapat dilihat secara rinci seperti pada Gambar 2. Reader & Board RFID

  h (m) d (m) Gambar 2. Set-Up Perangkat di sisi Client Gambar 2, menunjukkan set-up peletakan sensor (RFID) di sisi client. Dalam hal ini ada beberapa ketentuan yang harus diperhatikan antara lain : letak RFID Tag harus berada di tempat yang mudah untuk di-capture oleh RFID reader, sehingga pembacaan indentitas akan lebih optimal. Pada penelitian ini, posisi RFID Tag diletakan pada kaca depan atau pada Cup mobil dengan RFID Reader berada pada posisi diatas ketinggian kendaraan. Meskipun RFID Reader mempunyai antenna dengan polaradiasi omnidireksional tetapi coveragenya terbatas, oleh karena itu pemasangan RFID Tag harus benar-benar diperhatikan. Agar RFID Reader tidak mengganggu pengguna jalan, maka posisi yang paling tepat berada pada bahu jalan dengan jarak aman dan masih berada dalam toleransi coverage area. Sedangkan

  • kamera dan mikrokontroler (Raspberry pi B ) sebaiknya diletakan dalam satu box dengan RFID Reader dan dilengkapi dengan power supply (box harus terbuat dari bahan waterproof).

  Perancangan dan Pembuatan Sisi Server

  Pada penelitian ini, server yang dibuat berupa database yang berisi tentang identitas lengkap dari kendaraan seperti : Nomor Kendaraan, Nama Pemilik Kendaraan, Alamat Pemilik, Tanggal masa aktif STNK, Nomor rekening Bank dari pemilik kendaraan dsb, bahkan data base ini sebaiknya terintegrasi dengan data dari institusi terkait supaya flesibel dan mudah jika akan digunakan untuk kepentingan yang lebih luas. Semua data yang berada pada database ini disesuaikan dengan identitas (ID) kendaraan dari RFID Tag di sisi Client. Pembuatan Database menggunakan software MySQL yang sudah terintegrasi dengan XAMPP, dan ditampilkan pada website secara real time menggunakan scrip PHP. Perlu diketahui bahwa PHP dan MySQL digabungkan untuk mendapatkan cara mudah namun kuat untuk membuat halaman web yang dinamis dan benar-benar interaktif dengan user, sedangkan XAMPP digunakan sebagai tampilan off-line untuk proses regristrasi setiap

  ID kendaraan bedasarkan RFID Tag yang sesuai (regristasi bisa dilakukan baik untuk regristrasi awal maupun update data). Selain merancang database, pada sisi server juga dibangun website yang akan digunakan untuk menampilkan data kendaraan yang dikirim dari sisi client secara real time. Data kendaraan yang masuk akan ditampilkan pada tampilan awal website data kendaraan masuk pada tabel system_log. Database ini juga dilengkapi dengan fitur Registrasi User untuk regristasi user baru dan update data.

2. Pengujian Sistem

  Sistem yang telah berhasil dirancang dan dibuat, maka harus dilakukan pengujian terhadap kinerja dari sistem tersebut. Pengujian dilakukan terhadap beberapa parameter antara lain :

  Pengujian terhadap ketinggian letak RFID Reader

  Pada pengujian ini dilakukan dengan memasang RFID Reader dengan variasi ketinggian 2 m dan 1,5 m dari permukaan tanah. Sedangkan RFID Tag dipasang pada kendaraan bermotor yang bergerak dengan kecepatan tertentu. Dimana posisi RFID Tag berada pada kaca depan dan pada Cup kendaraan, pengujian dilakukan sebanyak 10 kali, selama 3 hari berturut-turut.

  Pengujian terhadap sudut baca RFID Reader

  Pengujian peletakan RFID Reader dengan sudut tertentu terhadap posisi RFID

  Tag

  yang terpasang pada kendaraan, pengujian ini dilakukan untuk mengetahui sudut baca dari RFID Reader. Pengujian dilakukan dengan meletakan RFID Reader dengan ketinggian optimal yaitu 1,5 m, dengan jarak 1-5 meter dan RFID Tag diletakan pada sudut pada 0º, 90º, 180º dan 270º. Hasil percobaan ini diharapkan untuk mengetahui pada sudut berapa sajakah RFID Reader bisa membaca RFID Tag dengan baik. Skema pengujian sudut baca RFID Reader dapat dilihat pada Gambar 3.

  

Gambar 3. Skema pengujian sudut baca RFID Reader.

Pengujian terhadap kecepatan pergerakan RFID Tag

  Pengujian RFID Tag terpasang pada kendaraan bermotor bergerak dengan kecepatan tertentu sehingga dapat terbaca oleh RFID Reader. Pengujian ini dilakukan dengan posisi RFID Reader diletakkan pada ketinggian 1,5 meter dan RFID Tag dipasang pada didalam kaca depan kendaraan dengan kondisi kaca kendaraan terbuka, dimana kendaraan tersebut bergerak dengan variasi kecepatan 0km/jam, 5km/jam, 10km/jam dan 20km/jam.

  Pengujian terhadap kehandalan jaringan HSPA

  Pengujian dilakukan pada kendaraan bermotor dengan RFID Tag terpasang pada bagian atas kendaraan tersebut. Kendaraan bermotor bergerak dengan kecepatan 10 km/jam melintasi RFID Reader. Pengujian dilakukan 10 kali selama 2 hari, hal ini dilakukan untuk mengetahui pengaruh variasi waktu yang ditempuh selama pengiriman data berupa data ID Tag dan gambar berupa objek kendaraan dari sisi client ke sisi server menggunakan Raspberry pi B+ berbasis TCP/IP. Tujuan dari pengujian ini untuk mengetahui kehandalan jaringan HSPA dalam melewatkan data dari client ke server. Pengujian waktu pengiriman data dari client ke database server ditampilkan pada layar LCD, seperti dapat dilihat pada Gambar 4.

  

Gambar 4. Lama Waktu Pengiriman Data dari Client ke Server

Pengujian pembacaan RFID Reader pada mobil secara seri

  Pengujian ini dilakukan pada pembacaan RFID Reader terhadap RFID Tag yang terpasang pada kendaraan dengan kondisi kendaraan bergerak secara seri dengan kecepatan tertentu. Pengujian ini dimaksudkan untuk mengetahui sensitivitas RFID

  Reader

  pada saat harus meng-cupture RFID Tag dalam waktu yang bersamaan (jarak sama, posisi kiri kanan). Skema pengujian dapat dilihat pada Gambar 5. Reader (θ) & RFID

  1,5 mete

  1 1 meter t

Gambar 5. Skema pengujian pembacaan RFID Reader pada posisi

kendaraan secara seri

  Pengujian pembacaan RFID Reader pada mobil secara pararel

  Pengujian pembacaan RFID Reader terhadap RFID Tag yang dipasang pada kendaraan yang bergerak secara pararel. Pengujian dilakukan dengan 3 kendaraan dengan jeda jarak 1 kendaraan terhadap yang lain berturut-turut 1, 2 dan 3 meter dengan kecepatan pergerakan 10 km/jam. RFID Reader dipasang pada ketinggian optimal yaitu 1,5 meter dengan jarak 1 meter dari RFID Tag. Pengujian cara ini, dimaksudkan untuk mengetahui kemampuan RFID Reader meng-capture Objek dengan jeda waktu tertentu. Skema pengujian dapat dilihat pada Gambar 6. Reader RFID

  (θ) & 1 meter 1 meter 2 meter 3 meter 1 meter 2 meter 3 meter

  

Gambar 6. Skema pengujian dengan pergerakan kendaraan secara pararel

HASIL DAN PEMBAHASAN

  Tahap demi tahap pengujian sudah dilakukan, sehingga diperoleh data hasil pengujian yang akan disajikan sbb :

  Hasil pengujian terhadap ketinggian letak RFID Reader

  Data ini diperoleh dari pengujian RFID Reader pada ketinggian 1,5m dan 2m dengan RFID Tag dipasang pada kendaraan bergerak dengan kecepatan 10 km/jam.

  Tabel 1 Pengujian RFID Reader pada ketinggian 1,5 m dan 2 m.

  90

  Dari Tabel 1, terlihat bahwa frekuensi keberhasilan terbesar (90%) terletak pada pengujian dengan ketinggian 1,5 meter dan RFID Tag ditempatkan di bagian atas (Roof) kendaraan.

  Hasil Pengujian terhadap sudut baca RFID Reader

  Dari pengujian yang dilakukan dengan skenario seperti Gambar 3, pada ketinggian RFID Reader tetap yaitu 1,5 meter, sedangkan posisi RFID Tag diatas Roof kendaraan dan jarak kendaraan terhadap bahu jalan sejauh 2 meter, maka diperoleh hasil seperti Tabel 2.

  Tabel 2 Pengujian Sudut Baca RFID

  No. Sudut Berhasil (LED menyala) Gagal (LED tidak menyala) 1.

  o

  

 

2.

  o

  10. Percobaan ke 10

  

 

  3. 180

  o

  

 

  4. 270

  o

  

 

     

     

  No. Percobaan RFID di kaca mobil RFID diatas mobil Berhasil Gagal Berhasil Gagal 1,5m 2 m 1,5m 2 m 1,5m 2 m 1,5m 2 m

     

  1. Percobaan ke 1

     

  2. Percobaan ke 2

     

  3. Percobaan ke 3

     

  4. Percobaan ke 4

  5. Percobaan ke 5

   9. Percobaan ke 9

     

  6. Percobaan ke 6

     

  7. Percobaan ke 7

     

  8. Percobaan ke 8

      

  Hasil pengujian pada Tabel 2, tampak bahwa 4 variasi perubahan sudut baca oleh RFID Reader tidak berpengaruh terhadap keberhasilan dalam membaca data dari RFID Tag, hal ini menunjukkan bahwa RFID Reader yang digunakan pada penelitian ini mempunyai polaradiasi Omnidirectional.

  Hasil pengujian terhadap kecepatan pergerakan RFID Tag

  Pada pengujian ini, posisi RFID Reader tetap berada pada ketinggian 1,5 meter dan jarak terhadap bahu jalan sejauh 2 meter. Pengujian dilakukan untuk pengamatan waktu pengiriman data dari sisi client ke sisi server dengan memasang RFID Tag di atas roof kendaraan dan diamati dengan variasi perubahan kecepatan kendaraan. Data hasil pengujian dapat dilihat pada Tabel 3.

  Tabel 3 Hasil pengujian RFID Tag dalam variasi kecepatan.

  Kemampuan RFID Reader Kecepatan mendeteksi Waktu pengiriman No. (Km/jam ) Tidak data (detik) Berhasil berhasil 1.

  5,1

   2.

  5 6,3

   3.

  10 8,2

   4.

  Pada Tabel 3, RFID Reader dapat membaca data dari RFID Tag yang bergerak dengan kecepatan 10 km/h, diatas 10 km/jam pembacaan data tidak berhasil. Selain itu semakin cepat pergerakan RFID Tag maka waktu pengiriman data dari client ke server semakin lama. Hal ini menunjukan bahwa sensitivitas RFID Reader tidak peka terhadap objek yang bergerak cepat.

  Hasil pengujian terhadap kehandalan jaringan HSPA

  Pengujian ini dilakukan dengan kendaran yang terdapat RFID Tag terpasang pada bagian atas kendaraan, posisi RFID Reader tetap berada pada ketinggian 1,5 meter dan jarak terhadap bahu jalan sejauh 2 meter. Kendaraan bergerak dengan kecepatan 10 km/jam melintasi RFID Reader. Data hasil pengujian waktu pengiriman pada kecepatan akses pada jaringan HSPA ditunjukkan pada Gambar 7.

  ) ik 10

  12 8 Lama P engi riman (det 4 6

  2 1 2 3 4 Pengujian ke 5 6 7 8 9 10 Gambar 7. Hasil Pengujian waktu pengiriman data pada jaringan HSPA

  Berdasarkan hasil pengujian pada Gambar 7, terlihat bahwa waktu pengiriman data pada jaringan HSPA

  relatif stabil, karena dari 20 kali pengujian lama waktu berada

  pada kisaran 8 s/d10 detik. Hal ini menunjukan bahwa jaringan HSPA cukup memadai digunakan untuk mendukung implementasi ITS di Gerbang Tol. Kualitas hasil penerimaan data disisi server seperti ditunjukan pada Gambar 8.

  

Gambar 8. Website Sistem Monitoring Plat Nomor Kendaraan di Sisi Server

Hasil pengujian pembacaan RFID Reader pada kendaraan secara seri dan pararel

  Sekenario pengujian RFID Reader terhadap pembacaan RFID Tag dengan arah kedatangan secara seri (2 kendaraan bersamaan). Dari pengujian diperoleh hasil bahwa RFID Reader tidak bisa membaca data yang datangnya benar-benar bersamaan, jadi antara satu data dengan data berikutnya harus ada jeda waktu. Sedangkan pengujian untuk kendaraan yang datangnya berurutan (pararel) pada jarak 1 dan 2 meter menunjukkan frekuensi terbaca lebih kecil dibandingkan dengan jarak 3 meter dengan kecepatan kedaraan bergerak

  10 km/jam. Ini berarti bahwa RFID Reader memerlukan jeda waktu yang cukup untuk pembacaan data berikutnya.

  SIMPULAN

  Berdasarkan hasil pengujian yang dilakukan pada sistem monitoring plat nomor kendaraan di pintu masuk jalan Tol (berbayar), maka dapat diambil beberapa kesimpulan antara lain:

  1. Untuk penempatan RFID Reader diletakkan di bahu jalan dengan jarak 1meter dan ketinggian 1,5 meter, tanpa harus memperhatikan sudut baca terhadap RFID Tag yang diletakkan diatas (roof) kendaraan.

  2. RFID Reader hanya mampu membaca RFID Tag yang dipasang pada roof kendaraan dengan kecepatan pergerakan 10 km/jam.

  3. Jaringan HSPA cukup handal digunakan untuk media pengiriman data pada sistem ini, rata-rata pengiriman data dari client ke server memakan waktu berkisar antara 8 s/d 10 detik.

DAFTAR PUSTAKA

  N Ying, W. Zhong-qin, R. Malekian, W. Ru-chuan & A. H. Abdullah (2013). Design of Accurate Vehicle Location System Using RFID. Journal ELEKTRONIKA IR ELEKTROTECHNIKA, ISSN 1392-1215, VOL. 19, NO. 8, 2013. pp 105-110.

  Jianqiang Wang, Daiheng Ni & Keqiang Li (2014). RFID-Based Vehicle Positioning and Its Applications in Connected Vehicles. Journal Sensors 2014, 14, pp 4226- 4238. Evizal, Rahman T.A & Rahim S.K.A (2013). RFID Vehicle Plate Number (E-plate) for

  th

  Tracking and Management System. ICPADS 19 International Conference on Parallel And Distributed Systems. Eun Kyu Lee, Young Min Yoo & Chan Gook Park (2009). Installation and Evaluation of RFID Readers on Moving Vehicle. VANET 09.

  RFID Sourcebook Lahiri S (2005). . New Jersey: Prentice Hall.

  Nur Adi S, Okkie P, Ari W, 2014, Analysis of Area Environmental Conditions in Surabaya to Support The Communication System of ITS, The Third Indonesian- Japanese Conference on Knowledge Creation and Intelligent Computing (KCIC) , March 25-26, Malang, Indonesia.