Perancangan Smart Surveillance System Pada Smarthome Menggunakan NI MyRIO

  Vol. 2, No. 8, Agustus 2018, hlm. 2854-2860 http://j-ptiik.ub.ac.id

  

Perancangan Smart Surveillance System Pada Smarthome Menggunakan NI

₁ MyRIO _{2 3} Novaria Elsari Ryzkiansyah , Wijaya Kurniawan , Barlian Henryranu Prasetio

  Program Studi Teknik Informatika, Fakultas Ilmu Komputer, Universitas Brawijaya ₁

  

Abstrak

Smarthome merupakan inovasi dalam memberikan kualitas kenyamanan dalam aktivitas sehari-hari.

  Keberadaan pencuri atau orang asing ke dalam rumah memberikan rasa takut bagi pemilik rumah dalam melakukan aktivitas di dalam atau di luar rumah. Dari permasalahan tersebut, pada penelitian ini, dilakukan pemodelan rumah dan penerapan sistem keamanan yang dapat mencegah terjadinya pencurian. Proses pengawasan terhadap pencuri atau orang asing di dalam rumah dilakukan menggunakan kamera dan sensor accelerometer, serta menggunakan alarm dan email untuk memperoleh informasi adanya pencuri atau orang asing. Sebagai pengendali utama digunakan NI MyRIO. Penelitian ini menggunakan metode template matching untuk membandingkan dan mendeteksi kondisi rumah ketika sistem dijalankan dengan perubahan kondisi yang terjadi. Pengujian dilakukan dengan beberapa skenario berbeda, dari 5 kali pengujian pengambilan gambar template memiliki selisih waktu error sebesar 0.06%. Gambar pembanding yang digunakan pada sistem memiliki rata-rata selisih waktu error sebesar 0.33%. Dari percobaan sensor accelerometer dan buzzer sebanyak 12 kali diperoleh hasil sebelas kali sukses dan satu kali gagal. Untuk server email yang dapat digunakan ke dalam sistem adalah smtp.gmail.com dengan port 587.

  Smarthome, Kamera, Accelerometer, NI MyRIO, Email, Template Matching.

  Kata kunci:

Abstract

  

Smarthome is an innovation in providing quality comfort in everyday activities. The presence of thieves

and stranger into the house gives a fear to the home owner in doing activities inside or outside the home.

From these problems, in this study, home modeling and implementation of security systems that can

prevent the theft act is required. The process of monitoring the thief and stranger in the house is done

using the camera and accelerometer sensor, and use the alarm and email to obtain information of the

thief and stranger. As the main controller used NI MyRIO. This study uses template matching method

to determine comparing and detect home conditions when the system is run with changing conditions.

Testing is done with several different scenarios, from 5 times the testing of shooting templates having

the difference of error time of 0.06%. the comparative image used on the system has an average error

time difference of 0.33%. From the accelerometer sensor and buzzer experiments as much as 12 times

the results obtained eleven successes and one failed. For an email server that can be used into the system

is smtp.gmail.com with port 587.

  Keywords: Smarthome, Camera, Accelerometer, NI MyRIO, Email, Template Matching.

  memberikan keamanan, kenyamanan dan juga 1. dapat menghemat listrik. Ada banyak contoh

   PENDAHULUAN smarthome , seperti menyalakan dan mematikan

  Rumah merupakan bangunan yang ditempati lampu otomatis, menyalakan air ketika air bagi semua orang, digunakan untuk melindungi didalam tandon sudah terlihat habis, hingga dari siang dan malam serta cuaca seperti hujan. pintu otomatis terbuka sendiri ketika ada orang

  Seiring berjalannya teknologi, banyak rumah yang akan masuk. yang di desain agar dapat melakukan tugasnya

  Keamanan diri sendiri maupun keluarga sendiri. Rumah ini biasanya disebut dengan merupakan alasan utama untuk menjalankan smart home. Smarthome dirancang dengan

  smarthome, 90% konsumen sutuju bahwa

  mengguanakan bantuan komputer agar dapat

  Fakultas Ilmu Komputer Universitas Brawijaya

2854 keamanan adalah alasan yang paling utama dalam menjalankan system smarthome. (Icontrol Network, 2015). Di Indonesia, kasus pencurian dengan pemberatan (curat) di rumah kosong ataupun pertokoan dan bangunan yang ditinggal oleh pemiliknya, mengalamai peningkatan hingga 6% pada tahun 2013 (Detik.com, 2014). Dari kasus-kasus pencurian tersebut dibutuhkan sebuah system yang dapat mendeteksi adanya pencuri saat rumah dalam keadaan kosong tanpa membutuhkan tambahan tenaga manusia. Penggunaan kamera pada saat ini diharapkan dapat memberikan system yang sesuai dengan kebutuhan di atas.

  Pada saat ini, banyak yang menggunakan kamera sebagai alat pengintai untuk meningkatkan keamanan pada sebuah bangunan atau rumah. Kamera yang terpasang akan dihubungkan dengan computer yang dapat diamati langsung oleh pemiliknya atau satpam. Hal ini tentu tidak efektif untuk memberikan keamanan pada rumah. Karena jika satpam atau pemilik rumah lalai dan kelewatan mengamati kondisi kamera, maka tidak menutup kemungkinan pencurian bisa terjadi. Untuk memenuhi kebutuhan system untuk merekam menggunakan kamera yang dapat mengirimkan pesan atau terisi program diperlukan sebuah kontroler untuk menyimpan program tersebut. Kontroler yang digunakan seperti Arduino, Raspi, atau NI MyRIO.

  NI MyRIO merupakan sebuah kontroler yang dapat terkoneksi dengan banyak perangkat keras. Sistem operasi pada NI MyRIO menggunakan system operasi real-time berbasis linux. FPGA pada MyRIO dapat menjalankan akuisisi data dengan kecepatan tinggi. Didalam kontroler MyRIO sudah disediakan sensor

  accelerometer yang dapat diguanakan untuk

  menentukan letak kontroler dan wifi yang dapat digunakan untuk mengirimkan pesan kepada pemilih rumah.

  Accelerometer merupakan sensor yang

  digunakan untuk menentukan derajat kemiringan melalui sumbu X, Y, dan Z pada MyRIO. Ketika kontroler berubah tempat maka nilai sumbu X, Y, dan Z juga akan berubah. Dengan adanya sensor accelerometer, dapat bermanfaat untuk mengidentifikasi adanya guncangan yang terjadi karena sentuhan manusia. Untuk mencegah terjadinya pencurian, juga diperlukan adanya pemberitahuan kepada pemilik rumah. Penggunaan email pada smartphone tentu akan berguna dan lebih efisien jika dimanfaatkan sebagai media penerima pesan kondisi rumah.

  Email (Electronic mail) merupakan sebuah surat elektronik yang dikirimkan melalui jaraingan internet. Email banyak digunakan untuk mengirim dan menerima pesan baik itu pesan text atau pesan dengan melampirkan file. Selain murah, email juga mudah, cepat dan efisien dalam mengirim dan menerima pesan. Oleh sebab itu, email banyak digunakan dalam hal mengirim atau menerima pesan. Pengiriman peringatan tentu tidak bisa dilakukan dengan sembarangan, dibutuhkan sebuah metode yang dapat membedakan kondisi rumah dalam keadaan aman atau tidak. Sistem menjadi buruk jika salah memberikan informasi kepada pemilik rumah.

  Template matching merupakan metode image processing yang digunakan untuk

  menetukan dan menemukan perbedaan objek pada dua gambar dengan menggunakan gambar template sebagai acuan. Pada template matching terdapat dua jenis pendekatan, yaitu pendekatan berbasis fitur dan pendekatan berbasis template. Pendekatan berbasis fitur digunakan ketika gambar memiliki fitur yang kuat dan memliki resolusi gambar yang besar. Sedangkan pendekatan bebasis template digunakan ketika gambar tidak memiliki fitur yang kuat dan sebagian besar gambar yang dibandingkan cocok dengan gambar template.

  Berdasarkan latar belakang ini, penulis terinspirasi untuk melakukan sebuah penelitian terhadap keamanan rumah yang dapat mamanfaatkan sebuah pendeteksi untuk mencegah terjadinya pencurian di rumah. Oleh Karena itu, akan dibuat teknologi keamanan rumah dengan menggunakan kontroler MyRIO yang akan disambungkan dengan kamera untuk mendeteksi jika ada seseorang yang masuk ketika rumah dalam keadaan kosong dan dapat memberikan tindakan pencegahan pertama ketika terjadi pencurian di dalam rumah. Selain itu, kontroler MyRIO juga dapat memberikan pencegahan ketika kontroler di pegang oleh pencuri atau orang asing dengan menyalakan alarm berupa buzzer .

PERANCANGAN DAN

  Mulai 2.

  IMPLEMENTASI _{Perangkat Lunak Perancangan Program dengan Gambar Perancangan Perancangan Program Mengambil LabView Perancangan Sistem Datadashboard Perancangan} Perancangan Program Template _{Perancangan Program Accelerometer Matching Perangkat Keras Prototipe} Perancangan Perancangan _{Perancangan Program Email} Gambar 1 Blok Diagram Perancangan Sistem

  Gambar 1 merupakan flowchart _Selesai perancangan sistem yang akan dibuat pada smart surveillance sistem. Perancangan sistem dibagi

  Gambar 2 Flowchart Perancangan Sistem

  menjadi dua yaitu perancangan perangkat lunak

  Pada gambar 2 adalah flowchart

  dan perancangan perangkat keras. Pada perancangan sistem secara keseluruhan. perancangan perangkat lunak akan dibagi lagi

  Pada tahap perancangan program mengambil menjadi dua bagian, yaitu perancangan program dan perancangan data dashboard. Perancangan gamabar ditujukan untuk mengambil gambar template dan juga gambar pembanding yang perangkat keras berupa perancangan prototipe. akan di proses pada tahap selanjutnya. Gambar

2.1 Perancangan perangkat lunak

  template akan diambil sekali saja saat sistem Perancangan perangkat lunak pada pertama kali menyala, kamera akan mengambil pembuatan smart surveillance sistem ini satu gambar dan disimpan sebagai template merupakan perancangan program dengan awal. Sedangkan gamabr pembanding akan LabVIEW 2015. Perancangan program yang diambil setiap 30 detik. Alur program akan dibuat antara lain perancangan program mengambil gambar dapat dilihat pada gambar 3. mengambil gambar, perancangan program _Mulai template matching, perancangan program

  accelerometer , dan juga perancangan program email. _{Buka Kamera}

  Perancangan perangkat lunak pada pembuatan smart surveillance sistem ini _Konfigurasi merupakan perancangan program dengan _{pengambilan gambar} LabVIEW 2015. Perancangan program yang akan dibuat antara lain perancangan program mengambil gambar, perancangan program _{Mulai program} template matching, perancangan program

  accelerometer , dan juga perancangan program email. _{Program selesai Ambil gambar} Unconfigures _{Acquisition Selesai}

  Gambar 3 Flowchart Perancangan Program Mengambil Gambar Pada tahap perancangan program template mengetahui adanya kamera yang mengawasi

  

matching ini ditujukan untuk mengetahui adanya gerak-gerinya dan akan mematikan sistem. Hal

  perubahan pada gambar yang disebabkan oleh ini mungkin saja terjadi Karena banyak pencuri pencuri atau orang asing yang memasuki rumah yang sudah professional dan mengerti akan dengan menggunakan metode template adanya kamera pengawas yang akan metching, yaitu denagn mencocokkan gambar menggagalkan aksinya. Alur pembuatan template awal yang telah ditentukan dengan program accelerometer dapat dilihat pada gambar pembanding. gambar 4. _{Buka gambar dari file directori Mulai Mulai Baca gambar Nilai Gambar Template Mulai gambar 1 per 1 Memecah pixel Mulai} Setting Posisi myRIO _{Mencocokkan Posisi Ya Ukur gambar (X,Y) Gambar A dan dibandingkan Gambar B template Nilai Gamabr Nilai Gambar Pembanding Menghitung nilai Gambar – Nilai warna pixel Selesai} Tidak _{Ada perubahan? gambar diubah dalam bentuk persentase Warna pixel Tampilkan array 2D Menampilkan pixel} Pembanding = 0 _{pada gambar Selesai (c) Terdeteksi Selesai Hapus gambar (b)} Gambar 5 Flowchart Perancangan Program

  Accelerometer _Selesai

  Pada perancangan program email digunakan untuk mengirim pesan elektronik kepada pemilik _(a) rumah bahwa ada penyusup yang masuk kedalam rumahnya. Hal ini dilakukan sebagai

  Gambar 4 (a) Flowchart Program Keseluruhan

  pemberitahuan jika kamera menemukan adanya

  Template Match ing, (b) Flowchart Proses

  perbedaan antara gambar template dengan

  Membandingkan Gambar, (c) Flowchart Proses

  gambar pembanding. Proses perancangan

  Penentuan Nilai Gambar

  program email akan dijelaskan pada gambar 6 Gambar 4 (a) merupakan proses keseluruhan berikut ini.

  template matching , dimana tahap awal ketika

  sistem dinyalakan yaitu membuka file gambar _Mulai yang sudah diambil kamera pada program sebelumnya. Kemudian, kedua gambar akan _{Setting mail server} diukur sumbu X dan Z. Tahap selanjutnya adalah

  template matching yaitu mencocokkan gambar

  template dengan gambar pembanding. Lalu, _{Setting Pengirim} warna pixel pada gambar diubah menjadi bentuk array 2D. setelah itu gambar akan dihapus. _{Setting penerima} Gambar 4(b) merupakan proses membandingkan gambar dengan menggunakan metode template _Masukkan

  matching . Proses pertama yang dilakukan pada _pesan

  tahap ini adalah menentukan nilai gambar template dan nilai gambar pembanding. _Kirim Kemudian kedua gambar akan hitung dengan rumus seperti pada persamaan 1. _Selesai

  (1) = −

  Perancangan program accelerometer

  Gambar 6 Flowchart Perancangan Program Email

  digunakan sebagai antisipasi jika pencuri

  Program yang sudah dibuat menggunakan LabVIEW akan diaplikasikan kedalam aplikasi android yaitu Data Dashboard. Program yang ada dalam Data Dashboard akan digunakan untuk mengontrol kamera yang sudah dipasang didalam rumah, seperti mengaktifkan dan menon-aktifkan sistem. Pada tabel 1 berikut merupakan fitur yang ada dalam Data

  Pada Gambar 8 di atas merupakan perancangan buzzer pada NI MyRIO. Buzzer yang digunakan dalam penelitian ini hanya 1 buah, karena hanya digunakan sebagai media pemberitahuan. Buzzer dipasang pada port 26 (DIO13) dan port 24 (DGND).

  Gambar 9 merupakan implementasi sistem yang telah dirancang pada prototipe rumah dengan skala 1: 20. Pada gambar 9, Kamera dipasang pada ruang tamu dengan posisi menghadap pintu masuk. Kontroler MyRIO dapat dipasang disamping kamera atau agak jauh dari kamera tergantung panjang kabel pada kamera serta power supply yang tersedia didalam ruang tamu. Sedangkan buzzer dipasang pada port 26 yaitu port DIO13 untuk kabel warna

  Gambar 9 Implementasi Sistem Pada Prototipe

  Pada tahap implementasi perangkat keras dilakukan pembuatan sistem sesuai dengan perancangan perangkat keras yang telah dilakukan pada bab sebelumnya. Oleh karena itu, sesuai dengan perancangan sebelumnya sensor yang digunakan adalah kamera Logitech type C270 dengan buzzer yang akan disambungkan dengan kontroler MyRIO. Implementasi perangkat keras dapat dilihat pada gambar 9.

  2.4 Implementasi Perangkat Keras

  Pada implementasi perangkat lunak akan dijelaskan implementasi program sesuai dengan perancangan yang telah dibuat, mulai dari kode program awal sampai selesai. Kemudian program dijalankan ke dalam LABVIEW.

  2.3 Implementasi Perangkat Lunak

  Gambar 8 Perancangan Buzzer dengan MyRIO

  Dashboard : Tabel 1 Fitur kontrol yang ada pada perangkat android

  digunakan sebagai media pemberitahuan langsung didalam rumah dengan mengeluarkan bunyi. Buzzer ini akan menyala otomatis ketika kontroler tidak berada pada posisi awal yang telah ditentukan.

  Buzzer merupakan sensor yang akan

  Gambar 7 merupakan perancangan kamera dengan NI MyRIO. Kamera Logitech c270 merupakan sebuah USB kamera, USB kamera ini akan dihubungkan pada port USB yang telah tersedia di bagian atas MyRIO.

  Gambar 7 Perancangan Kamera dengan MyRIO

  Kamera merupakan sensor yang akan digunakan untuk mengambil gambar yang akan diproses sistem. Kamera yang digunakan adalah merk Logitech type C270, kamera yang digunakan hanya 1 buah. Perancangan rangkaian kamera dapat dilihat pada gambar 7.

  Perancangan perangkat keras ini dilakukan untuk membuat sistem dapat berjalan sesuai rencana perancangan. Perangkat keras yang digunakan dalam penelitian ini meliputi kamera Logitech c270, buzzer dan NI MyRIO.

  Fitur Deskripsi On Digunakan untuk menyalakan/mengaktifkan system, ketika pemilik rumah ingin bepergian atau meninggalkan rumah. Off Digunakan untuk mematikan system, ketika pemilik rumah sedang berada di rumah.

2.2 Perancangan Perankat Keras

  merah dan port 24 yaitu port DGND untuk kabel warna hitam. Buzzer diletakkan berjauhan dan tersembunyi dengan kontroler agar pencuri atau orang asing tidak berusaha merusak buzzer.

  3.3 Pada Pengujian Buzzer dan Accelerometer

  2 Smtp.relay.gmail.com On v Error _{3 Smtp.relay.gmail.com On v Error 4 Smtp.gmail.com On v Error 5 Smtp.gmail.com On v Error 6 Smtp.gmail.com On v Sukses 7 Aspmx.l.google.com On v Error 8 Aspmx.l.google.com On v Error 9 Aspmx.l.google.com On v Error}

  Tabel 4 Hasil Pengujian Pengiriman Email _{No Server Email Device ketiga (on/off) Port Status 25 465 587 1 Smtp.relay.gmail.com On v Error}

  Untuk melakukan pengujian pengiriman email, kedua perangkat harus dipastikan sudah terkoneksi dengan jaringan wifii. Pada pengujian ini, harus di atur dahulu pengirim, penerima, subjek dan juga isi pesan yang akan dikirim. Pengirim juga harus sudah di atur untuk mengaktifkan aplikasi kurang aman untuk mengakses alamat email yang akan digunakan.

  3.4 Pengujian Pengiriman Email

  Dari hasil pengujian yang dilakukan terhardap buzzer dan accelerometer MyRIO, didapatkan hasil Nilai accelerometer yang didapat akan terus menerus dibandingkan dengan nilai accelerometer selanjutnya. Pengujian ini membuktikan bahwa sebuah sentuhan terhadap accelerometer yang ada di dalam MyRIO juga dapat menimbulkan perubahan nilai yang memicu system untuk memberikan peringatan kepada pemilik rumah. Ini membuktikan bahwa system dapat meminimalkan kondisi pencuri yang hendak mematikan system.

  Pengujian dilakukan dengan cara meletakkan MyRIO pada tempat stabil. Setelah system diletakan dilanjutkan dengan menekan tombol run untuk menjalankan program agar bisa mengkonfigurasi posisi awal. Setelah system selesai dalam proses konfigurasi, pengujian dilanjutkan dengan cara merubah posisi awal dari MyRIO.

  Dari hasil pengujian template matching dapat diketahui bahwa waktu yang diperlukan system mengambil dan memproses gambar dalam proses perulangan diperlukan waktu rata- rata 30.01. Selisih 0.01 tentu memiliki presentase 0.033% error, hal ini menjadikan bahwa system 99.97% sudah sesuai dengan target.

3. PENGUJIAN DAN ANALISIS

  3.1 Pengujian pengambilan gambar

  Tabel 3 Hasil Pengujian Template Matching _{No. Waktu Ambil Gambar Perbandingan (%) Waktu (s) Selisih Waktu(s) Selisih (%) 1. 20.16 0,91 30 2. 20.17 8,7 30} 3. ^{20.17 11,3 30} _{4. 20.18 23,9 30 5. 20.18 19,2 29,6 0,4 1,33 6. 20.19 20.6 30 7. 20.19 0,2 30} ^{8. 20.20 5,1 30 9. 20.20 10,01 30,5 0,5 1,67 10. 21.21 18,3 30.01 0,09 0,33 30 Rata-rata %}

  Pengujian template matching dilakukan dengan melakukan pengamatan dan perbandingan antara gambar template dan gambar pembanding hasil deteksi kamera. Lalu kedua gambar akan diproses pada program LabVIEW dengan menekan tombol “Run” pada pojok kiri atas LabVIEW. Pada pengujian template matching dilakukan dalam 10 kali pengujian.

  3.2 Pengujian Template Matching

  Dari hasil pengujian tersebut dapat disimpulkan bahwa ketika sistem dinyalakan, sistem akan mengambil gambar satu kali untuk dijadikan sebagai gambar template. Rata-rata pengambilan gambar adalah 29,6 detik dan rata- rata selisih yang terjadi sebesar 0,06 %.

  Tabel 2 Hasil Perbandingan Pengambilan Gambar Pembanding _{Pengambilan Wktu Tunggu Pengambila n (stopwatch) Waktu Tunggu Program Selis ih Persentase Selisih} Gambar 1 ^{30 30} _{Gambar 2 30 30 Gambar 3 29 Gambar 4 30 1 0,03 30 30 Gambar 5 29 Rata-Rata 0,4 0,06% 30 1 0,03}

  Pengujian pengambilan gambar dilakukan dengan menempatkan kamera diruang yang akan dideteksi (ruang tamu) dengan posisi kamera menghadap pintu masuk. Setelah kamera sudah sesuai dengan posisi yang telah ditentukan, sistem dapat dinyalakan dengan menekan tombol run pada program. Saat sistem berjalan, maka kamera akan mengambil gambar pertama untuk dijadikan sebagai template. Kemudian sistem akan mengambil gambar kedua sebagai pembanding setiap 30 detik sekali.

  10 Smtp.relay.gmail.com Off v Error _{12 Smtp.relay.gmail.com Off v Error 11 Smtp.relay.gmail.com Off v Error} selama-mudik-lebaran-2014-meningkat _{15 Smtp.gmail.com Off v Error 14 Smtp.gmail.com Off v Error 13 Smtp.gmail.com Off v Error} [Accessed 25 1 2017]. _{17 Aspmx.l.google.com Off v Error 16 Aspmx.l.google.com Off v Error} Icontrol Network, 2015. 2015 State of the Smart

  America: Icontrol _{18 Aspmx.l.google.com Off v Error} Home Report, Network.

  Dari hasil pengujian email dapat disimpulakan bahwa email yang dikirim harus melalui proses pengisian identisas pengirim, penerima dan juga isi pesan yang akan dikirimkan. Agar email dapat diterkirim, maka dibutuhkan port server 587 dengan server email smtp.gmail.com. Pemilihan port server juga tergantung pada jaringan yang dipakai. Alamat email pengirim juga harus diatur agar mengaktifkan aplikasi kurang aman agar perangkat lain yang akan menggunakan alamat email dapat digunakan pada sistem. Hal ini membuktikan bahwa port dan server yang digunakan sangat berpengaruh terhadap kondisi pengiriman pesan. Konfigurasi email pemilik rumah juga memiliki peran penting untuk melancarkan proses pengiriman pesan.

  4. KESIMPULAN

  Dari hasil penelitian yang telah dilakukan untuk memenuhi permasalahan yang ada pada rumusan masalah, hasil dari perancangan dan implementasi sistem, serta pengujian alat yang telah dilakukan, maka dapat diambil kesimbulan bahwa untuk mendapatkan sebuah gambar yang akan dijadikan template maka dibutuhkan sebuah kamera yang terhubung dengan kontroler MyRIO dengan program yang sudah dirancang agar dapat mengambil gambar saat sistem pertama kali dinyalakan. Metode template

  matching digunakan sebagai metode untuk

  membandingkan dan mencocokkan gambar template dan gambar pembanding. Posisi kontroler dapat menentukan nilai dari sensor

  accelerometer , ketika nilai accelerometer sudah

  ditentukan maka sistem akan melakukan perulangan untuk mencocokkan nilai

  accelerometer . Jika nilai accelerometer berubah

  maka sensor buzzer akan menyala. Email akan terkirim kepada pemilik sistem ketika server yang digunakan adalah smtp.gmail.com dengan menggunakan port 587.

  5. DAFTAR PUSTAKA

  Detik.com, 2014. Detik. [Online] Available at: http://news.detik.com/berita/2652267/w aspada-pencurian-di-rumah-kosong-