Kinerja Sistem

4. Kinerja Sistem

Gambar 3. Diagram komunikasi antara field server dengan Main server .

3.2. Perangkat Keras

Gambar 5. Arsitektur jaringan untuk pengujian sistem

Untuk menguji kinerja dari Raspberry Pi

Gambar 4. Raspberry Pi Mini PC sebagi field server, Raspberry Pi diimplemetasikan seperti Gambar 5. Secara garis besar arsitektur

tersebut terdiri dari node sensor, Raspberry Pi sebagai mengimplementasikan field server pada paper ini

Hardware yang

digunakan

untuk

field server , satu PC untuk emulasi jaringan internet adalah perangkat Raspberry Pi Mini-PC yang

dan seperangkat PC cluster sebagai main server. ditunjukkan oleh Gambar 4. Raspberry Pi adalah

Node sensor yang kami gunakan adalah node sensor sebuah perangkat Mini PC yang dikembangkan

berbasis Arduino Due seperti pada Gambar 6 yang Raspberry Pi Foundation. Spesifikasi dari Raspberry

telah dibangun Muntaqo, et al (2013). Pemrograman PI yang digunakan pada implementasi dapat dilihat

yang digunakan Arduino adalah pemrograman bahasa pada Tabel 1.

C. Karena node sensor pada penelitian ini diatur hanya digunakan sebagai generator data saja, maka

data yang dihasilkan node sensor bukan hasil sensing data yang dihasilkan node sensor bukan hasil sensing

Gambar 6 Arduino Due node sensor

Untuk melakukan pengujian sistem, perlu ditentukan terlebih dahulu bagaimana bentuk dan

Gambar 8. Grafik waktu komputasi parsing data karakter aliran data jaringan sensor yang akan

sensor

diteruskan menuju Main Server lewat internet. Pada paper ini, bentuk dan karakter aliran data jaringan

Pada Gambar 8 dapat dilihat bahwa semakin sensor yang menuju field server didasarkan pada

banyak banyak data yang dibawa dalam satu paket, bentuk data sensor akselero pada penelitian Muntaqo,

waktu komputasi akan semakin lama. Akan tetapi et al (2013). Pada protokol jaringan sensor nirkabel

perbedaan lama waktu komputasi yang dialami tiap tersebut, bentuk datanya adalah seperti pada Gambar

jenis paket tidak terlalu mencolok. Rata-rata

7. bentuk data tersebut dimulai dengan karakter @ dan diakhiri dengan karakter #. Diantara dua karakter

perbedaan waktu parsing antara suatu paket dengan tersebut terdapat data hasil pengukuran sensor dan

paket yang memiliki satu data lebih banyak hanya keterangan tentang data sensor tersebut, seperti : ID

0,01-0,02 detik.

sensor, jenis sensor tersebut, dan informasi berapa nilai sensor yang berada diantara karakter @ dan #

4.2. Pengukuran Round Trip Time

yang digunakan sebagai pengecekan keutuhan data. Round Trip Time (RTT) adalah waktu yang dibutuhkan oleh client dalam mengirimkan suatu data

menuju server dan kemudian server memberikan konfirmasi kepada client. Proses client mengirimkan data kemudian server memberikan konfirmasi kepada client disebut round. Gambar 9 dapat memperjelas proses satu round pada sistem yang dibangun pada

paper ini. Pada Gambar 9, satu round ditunjukkan

Gambar 7. Format data jaringan sensor nirkabel oleh urutan sistem blok diagram 2,3,4,5, dan 6. Jadi,

4.1. Penghitungan waktu komputasi penerimaan

nilai RTT dapat dicari dengan menghitung delay yang

terjadi pada blok diagram 2,3,4,5, dan 6 sehingga

data sensor

Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya, Sehingga persamaan RTT dapat dicari dengan persamaan (1).

proses penerimaan data dari node sensor ke field

server adalah dengan proses parsing data sensor dan penyimpanan data hasil parsing ke database di field server . Karena data yang datang ke field server pada sebuah jaringan sensor real berbeda-beda tergantung jumlah data sensor yang dibawanya, maka pada paper ini dilakukan perhitungan waktu komputasi dengan variabel banyaknya data sensor yang dibawa sebuah paket serial. Pada paper ini, pengukuran waktu komputasi dilakukan dengan menghitung waktu parsing tiap paket yang dibangkitkan oleh arduino node sensor selama 300 detik. Tiap sesi pengukuran waktu

komputasi dibeda-bedakan

berdasarkan

banyaknya data tiap paket.

Gambar 9. Blok diagram proses pengiriman data

sensor

Dimana, adalah nilai Round Trip Time dan menunjukkan nilai delay yang dihasilkan

Dimana x adalah jumlah data maksimal yang proses blok diagram i.

diteruskan oleh field server dalam sekali proses pengiriman,

menunjukkan kecepatan data sensor yang datang ke field server, RTT menunjukkan round trip time, dan menunjukkan waktu komputasi penerimaan data sensor oleh field server. Apabila persamaan tersebut terpenuhi, data sensor yang masuk ke database fieldserver akan sama atau lebih sedikit dari jumlah data yang dikirim field server dalam sekali forward dalam waktu yang sama atau dibawah nilai

1/ . Pada Tabel 2 ditunjukkan hasil pengukuran

data loss pada pengiriman paket serial berisi 1 data sensor selama 60 detik. Berdasarkan grafik pada

Gambar 10. Grafik Distribusi RTT terhadap jumlah data yang dikirim

Gambar 8, untuk paket serial berisi satu data sensor adalah 0,088 detik, maka jumlah penerimaan

Distribusi nilai RTT hasil pengujian terhadap data oleh field server adalah 1/0,088=11 paket/detik. banyaknya data sensor yang dikirim dari field server

Akan tetapi Tabel 2 menunjukkan bahwa pada ke main server dapat dilihat pada Grafik di Gambar

=20, masih memiliki nilai data loss yang

10. Pada pengukuran ini, Banyaknya data yang kecil. Hal tersebut dapat disebabkan oleh adanya dibawa dalam sekali pengiriman berkisar dari 1

buffer antrian pada sistem field server yang masih bisa sampai 150 data. Berdasarkan hasil pengukuran

menampung antrian ketika data datang ke field server. tersebut, diambil nilai Trendline untuk membuat

kesimpulan bentuk distribusi RTT. Persamaan yang Tabel 2. Hasil pengukuran data loss pada paket berisi dihasilkan trendline dalam menyimpulkan distribusi

1 data

RTT arsitektur di paper ini adalah :

Rate

Jumlah Data

Jumlah Data Hasil Loss

0,0493x + 1,895 0

4.3. Perhitungan kecepatan maksimal data sensor

3 Setelah waktu komputasi penerimaan data

6 sensor dan Distribusi RTT diketahui, maka

1337 163 pengaturan kecepatan aliran data dari node sensor

1939 1061 menuju field server dapat dilakukan. Pengaturan

1862 kecepatan ini dilakukan untuk mencegah adanya 4138 kemacetan aliran data pada field server. Apabila data

yang datang dari sensor melebihi nilai 1/(waktu Pada sistem yang telah dibuat, jumlah data komputasi penerimaan), maka akan terjadi data loss

maksimal yang bisa dibawa adalah 150 data tiap satu akibat data sensor tidak tertangani. Apabila data

kali forward data. Berdasarkan fungsi distribusi RTT sensor yang masuk ke field server memiliki

pada persamaan (2), untuk pengiriman data dengan kecepatan data yang lebih tinggi daripada kecepatan

junlah data 150 didapatkan nilai RTT = 11,92026615 field server dalam meneruskan data ke main server

detik. Dengan begitu, dapat dilakukan estimasi (round), maka akan terjadi penumpukan data di field

= 150/9,29 = server jika aliran data sensor tersebut bersifat

kecepatan data maksimal

16,14639 data/detik. Secara teori, apabila pada kontinyu dan terus-menerus. Maka dari itu, Aliran

melebihi 16,14639 data data sensor perlu dibatasi sesuai persamaan (5).

kondisi tersebut

perdetik, maka akan terjadi penumpukkan data di field server dan dapat berjalan dengan baik cukup

dengan hanya mengatur

= 16 data/detik saja. Akan tetapi, banyak kondisi yang menyebabkan pada jaringan bersifat fluktuatif yang

menyebabkan pada waktu tertentu nilainya lebih menyebabkan pada waktu tertentu nilainya lebih

sensor maksimal untuk mengurangi data loss dan seimbang, lalu terjadi nilai RTT yang melebihi nilai

penumpukkan data di field server. Akan tetapi perhitungan, maka akan terjadi penambahan nilai

masih terdapat kekurangan dari sistem yang dibuat, delay yang bersifat berkelanjutan seperti efek

dimana kemampuan penanganan data oleh domino, dimana satu delay yang melebihi perkiraan

raspberry masih rendah dan nilai RTT yang masih akan menyebabkan delay bertambah terus-menerus

tinggi sehingga batasan kecepatan aliran data seperti pada Gambar 11.

sensor menjadi rendah. Untuk memperbaiki performa tersebut, dapat dilakukan dengan

memperbesar bandwidth internet, melakukan upgrade perangkat komputer di main server, dan perbaikan strategy komunikasi di jaringan sensor nirkabel.