SISTEM PENGAWASAN RUANGAN BERSIFAT REAL TIME MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER DAN PERANGKAT BERGERAK BERBASIS ANDROID DENGAN FORMAT STANDAR VIDEO H.264.
SISTEM PENGAWASAN RUANGAN BERSIFAT REAL TIME
MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER
DAN PERANGKAT BERGERAK BERBASIS ANDROID
DENGAN FORMAT STANDAR VIDEO H.264
LAPORAN TUGAS AKHIR
RIZALDI MARTAPUTRA
0810452071
JURUSAN SISTEM KOMPUTER
FAKULTAS TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS ANDALAS
PADANG
2013
SISTEM PENGAWASAN RUANGAN BERSIFAT REAL-TIME
MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER
DAN PERANGKAT BERGERAK BERBASIS ANDROID
DENGAN FORMAT STANDAR VIDEO H.264
Rizaldi Martaputra1, Ervan Asri, M.Kom2, Derisma, M.T3
1
Mahasiswa Sistem Komputer Fakultas Teknologi Informasi Universitas Andalas
2
3
Dosen Teknik Komputer Politeknik Negeri Padang
Dosen Sistem Komputer Fakultas Teknologi Informasi Universitas Andalas
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk membuat suatu sistem pengawasan ruangan yang
bersifat real-time dengan menggunakan platform mikrokontroler Arduino dan
perangkat mobile. Sistem yang dibuat terdiri atas tiga komponen utama yaitu alat
pengawasan, server, dan perangkat mobile berbasis Android yang digunakan user.
Alat pengawasan terdiri atas webcam, mikrokontroler Arduino, dan sensor PIR.
Agar sistem yang dibuat bisa memenuhi syarat real-time, data video yang
ditangkap oleh webcam dikirimkan ke user dalam format standar video H.264.
Streaming video pada perangkat user dicapai dengan menggunakan cara
progressive download and play. Data yang didapat dari ujicoba sistem
menunjukkan bahwa nilai delay yang dicapai lebih besar dari 150 ms (nilai delay
untuk real-time system) sehingga sistem yang dibuat belum bisa disebut sebagai
real-time system.
Kata kunci: Real-time system, H.264, Android, video streaming
x
REAL-TIME ROOM MONITORING SYSTEM
USING MICROCONTROLLER
AND ANDROID BASED MOBILE DEVICE
WITH STANDARD VIDEO FORMAT H.264
Rizaldi Martaputra1, Ervan Asri, M.Kom2, Derisma, M.T3
1
Undergraduate Student, Computer System Major, Information Technology Faculty,
Andalas University
2
3
Lecturer, Computer Engineering, Padang State Polytechnic
Lecturer, Computer System, Information Technology Faculty, Andalas University
ABSTRACT
The purpose of this research is to implement a real-time room monitoring system
using microcontroller platform Arduino and Android based mobile device.
Implemented system consists of 3 main components: monitoring device, server,
and Android based mobile device used by the user. The monitoring device
consists of webcam, Arduino, and PIR sensor. In order to achieve real-time
requirement, video data captured by webcam is transferred to the user in H.264
standard video format. Video streaming in user device is achieved using
progressive download and play technology. Data collected from this experiment
shows that video delay is greater that 150 ms (maximum delay for a real-time
video streaming). It means that the implemented system haven’t met real-time
system requirement.
Keywords: Real-time system, H.264, Android, video streaming
xi
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Pemanfaatan sistem pengawasan dan keamanan menggunakan Closed-
circuit Television (CCTV) sudah merupakan hal yang lumrah saat ini. Hal ini
sering kita jumpai pada tempat-tempat umum seperti bank, bandara, pertokoan,
dan kampus. Sistem ini biasanya diimplementasikan dengan menempatkan
kamera di pojok-pojok ruangan dan kemudian video yang ditangkap oleh kamerakamera tersebut bisa dilihat pada sebuah ruangan kontrol. Fitur tambahan pada
sistem ini bisa berupa peringatan dini berupa pesan singkat (SMS), email, atau
alarm dan fitur perekaman menggunakan Digital Video Recorder (DVR). Adanya
CCTV bisa membantu pihak kepolisian dalam penyelidikan suatu kasus
kriminalitas.
Salah satu hal yang masih bisa dikembangkan lagi pada sistem pengawasan
di atas adalah jarak kendali sistem. Pada sistem yang sudah ada kebanyakan
kendali dilakukan pada sebuah ruangan yang di dalamnya terdapat monitormonitor untuk melihat gambar yang ditangkap oleh setiap kamera pengawas.
Sistem ini bisa dikembangkan lagi menjadi sistem pengawasan di mana pengawas,
sebagai pengguna, bisa melakukan tugasnya tidak hanya di ruang kendali tapi juga
secara mobile menggunakan perangkat seperti smartphone atau tablet yang sudah
jamak digunakan saat ini untuk komunikasi. Selain itu fungsi kendalinya bisa
ditambah sehingga tidak hanya sebatas melihat gambar yang ditangkap oleh
kamera tapi juga mengendalikan dari jauh arah sorot kamera sehingga
keseluruhan ruangan bisa diawasi secara langsung.
Tantangan yang dihadapi untuk implementasi sistem pengawasan ruangan
menggunakan perangkat bergerak ini adalah bagaimana caranya agar sistem yang
dibuat bisa bersifat real-time. Ini sangat penting karena dengan sistem yang
bersifat real-time user akan bisa mengawasi kejadian di suatu tempat saat kejadian
tersebut berlangsung. Salah satu faktor yang memegang peranan penting dalam
menentukan apakah sistem tersebut bisa memenuhi syarat sebagai real-time
1
system adalah bagaimana proses kompresi data saat dikirimkan dan proses
dekompresi data pada perangkat bergerak pengguna.
Salah satu standar video terbaru dan paling banyak digunakan saat ini
adalah H.264/AVC (Advanced Video Coding). Standar ini dikembangkan secara
bersama oleh International Telecommunications Union (ITU) dan International
Standars Organization (ISO). Dengan standar ini ukuran video hasil kompresi
menjadi lebih kecil yang berarti bandwidth dan media penyimpanan yang terpakai
dalam pengaplikasiannya akan lebih sedikit[8]. Akan tetapi di sisi lain standar
video ini cukup rumit dan memberikan tantangan sendiri dalam mengembangkan
program atau interface yang menggunakannya agar tetap bisa didapatkan
performa kompresi yang maksimal, kualitas gambar yang baik, dan efisiensi
penggunaan bandwidth[8]. Karena masalah tersebutlah penulis bermaksud untuk
melakukan penelitian dengan judul “Sistem Pengawasan Ruangan Bersifat
Real-Time Menggunakan Mikrokontroller dan Perangkat Bergerak Berbasis
Android dengan Format Standar Video H.264”.
1.2
Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah disebutkan, masalah yang dikaji pada
penelitian ini adalah :
1) Bagaimana caranya mengirim data hasil kompresi melalui internet agar
bisa diterima oleh perangkat bergerak milik pengguna.
2) Bagaimana caranya melakukan dekompresi data yang diterima oleh
perangkat bergerak agar bisa ditampilkan oleh aplikasi.
3) Bagaimana caranya proses kompresi, pengiriman, dan dekompresi itu bisa
dilakukan dengan cepat dan efisien sehingga memenuhi time constraints
real-time system.
4) Bagaimana caranya agar pengguna bisa menggunakan aplikasi untuk
mengendalikan arah sorot kamera pengawas.
2
1.3
Batasan Masalah
Batasan masalah dari tugas akhir ini adalah sebagai berikut:
1) Perangkat bergerak yang dipakai menggunakan sistem operasi Android.
2) Sistem diimplementasikan pada sebuah ruangan yang sudah memiliki
koneksi internet.
3) Kamera yang digunakan sudah mendukung format kompresi H.264.
4) Server hanya bisa melayani satu client dalam satu waktu.
1.4
Tujuan
Tujuan yang ingin dicapai dalam pembuatan tugas akhir ini adalah :
1) Membuat sistem pengawasan ruangan menggunakan kamera IP dan
perangkat bergerak di mana pengguna bisa mengawasi ruangan tersebut
melalui perangkat bergeraknya
2) Menganalisa apakah dengan menggunakan format standar video H.264
sistem yang dibuat bisa memenuhi persyaratan untuk disebut sebagai realtime system.
1.5
Sistematika Penulisan
Bab I Pendahuluan, berisi permasalahan yang menjadi latar belakang
penulisan tugas akhir ini, rumusan masalah tersebut, batasan
masalahnya, tujuan penelitian, dan sistematika penulisan laporan
tugas akhir.
Bab II Landasan Teori, berisi dasar ilmu yang mendukung pembuatan
sistem pengontrolan perangkat elektronik ini. Topik yang dibahas
dalam bab ini antara lain adalah real-time system, format standar
video H.264, sistem operasi Android, platform Arduino, sensor
PIR, dan motor servo.
3
Bab III Metodologi Penelitian, berisi langkah-langkah yang ditempuh
dalam pembuatan sistem dan penjelasan mengenai langkah-langkah
tersebut.
Bab IV Analisa dan Perancangan, berisi analisa kebutuhan untuk sistem
yang akan dibuat dan perancangannya.
Bab V Hasil dan Pembahasan, berisi pembahasan mengenai sistem yang
sudah dikembangkan, pengujiannya, dan pengukuran apakah
sistem yang dibuat sudah berhasil menjawab masalah yang dibahas
pada latar belakang pembuatan sistem.
Bab VI Penutup, berisi kesimpulan yang bisa diambil dari pengembangan
sistem ini serta saran-saran untuk peningkatan dan perbaikan yang
bisa diimplementasikan untuk pengembangannya di masa depan.
4
MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER
DAN PERANGKAT BERGERAK BERBASIS ANDROID
DENGAN FORMAT STANDAR VIDEO H.264
LAPORAN TUGAS AKHIR
RIZALDI MARTAPUTRA
0810452071
JURUSAN SISTEM KOMPUTER
FAKULTAS TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS ANDALAS
PADANG
2013
SISTEM PENGAWASAN RUANGAN BERSIFAT REAL-TIME
MENGGUNAKAN MIKROKONTROLER
DAN PERANGKAT BERGERAK BERBASIS ANDROID
DENGAN FORMAT STANDAR VIDEO H.264
Rizaldi Martaputra1, Ervan Asri, M.Kom2, Derisma, M.T3
1
Mahasiswa Sistem Komputer Fakultas Teknologi Informasi Universitas Andalas
2
3
Dosen Teknik Komputer Politeknik Negeri Padang
Dosen Sistem Komputer Fakultas Teknologi Informasi Universitas Andalas
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk membuat suatu sistem pengawasan ruangan yang
bersifat real-time dengan menggunakan platform mikrokontroler Arduino dan
perangkat mobile. Sistem yang dibuat terdiri atas tiga komponen utama yaitu alat
pengawasan, server, dan perangkat mobile berbasis Android yang digunakan user.
Alat pengawasan terdiri atas webcam, mikrokontroler Arduino, dan sensor PIR.
Agar sistem yang dibuat bisa memenuhi syarat real-time, data video yang
ditangkap oleh webcam dikirimkan ke user dalam format standar video H.264.
Streaming video pada perangkat user dicapai dengan menggunakan cara
progressive download and play. Data yang didapat dari ujicoba sistem
menunjukkan bahwa nilai delay yang dicapai lebih besar dari 150 ms (nilai delay
untuk real-time system) sehingga sistem yang dibuat belum bisa disebut sebagai
real-time system.
Kata kunci: Real-time system, H.264, Android, video streaming
x
REAL-TIME ROOM MONITORING SYSTEM
USING MICROCONTROLLER
AND ANDROID BASED MOBILE DEVICE
WITH STANDARD VIDEO FORMAT H.264
Rizaldi Martaputra1, Ervan Asri, M.Kom2, Derisma, M.T3
1
Undergraduate Student, Computer System Major, Information Technology Faculty,
Andalas University
2
3
Lecturer, Computer Engineering, Padang State Polytechnic
Lecturer, Computer System, Information Technology Faculty, Andalas University
ABSTRACT
The purpose of this research is to implement a real-time room monitoring system
using microcontroller platform Arduino and Android based mobile device.
Implemented system consists of 3 main components: monitoring device, server,
and Android based mobile device used by the user. The monitoring device
consists of webcam, Arduino, and PIR sensor. In order to achieve real-time
requirement, video data captured by webcam is transferred to the user in H.264
standard video format. Video streaming in user device is achieved using
progressive download and play technology. Data collected from this experiment
shows that video delay is greater that 150 ms (maximum delay for a real-time
video streaming). It means that the implemented system haven’t met real-time
system requirement.
Keywords: Real-time system, H.264, Android, video streaming
xi
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Pemanfaatan sistem pengawasan dan keamanan menggunakan Closed-
circuit Television (CCTV) sudah merupakan hal yang lumrah saat ini. Hal ini
sering kita jumpai pada tempat-tempat umum seperti bank, bandara, pertokoan,
dan kampus. Sistem ini biasanya diimplementasikan dengan menempatkan
kamera di pojok-pojok ruangan dan kemudian video yang ditangkap oleh kamerakamera tersebut bisa dilihat pada sebuah ruangan kontrol. Fitur tambahan pada
sistem ini bisa berupa peringatan dini berupa pesan singkat (SMS), email, atau
alarm dan fitur perekaman menggunakan Digital Video Recorder (DVR). Adanya
CCTV bisa membantu pihak kepolisian dalam penyelidikan suatu kasus
kriminalitas.
Salah satu hal yang masih bisa dikembangkan lagi pada sistem pengawasan
di atas adalah jarak kendali sistem. Pada sistem yang sudah ada kebanyakan
kendali dilakukan pada sebuah ruangan yang di dalamnya terdapat monitormonitor untuk melihat gambar yang ditangkap oleh setiap kamera pengawas.
Sistem ini bisa dikembangkan lagi menjadi sistem pengawasan di mana pengawas,
sebagai pengguna, bisa melakukan tugasnya tidak hanya di ruang kendali tapi juga
secara mobile menggunakan perangkat seperti smartphone atau tablet yang sudah
jamak digunakan saat ini untuk komunikasi. Selain itu fungsi kendalinya bisa
ditambah sehingga tidak hanya sebatas melihat gambar yang ditangkap oleh
kamera tapi juga mengendalikan dari jauh arah sorot kamera sehingga
keseluruhan ruangan bisa diawasi secara langsung.
Tantangan yang dihadapi untuk implementasi sistem pengawasan ruangan
menggunakan perangkat bergerak ini adalah bagaimana caranya agar sistem yang
dibuat bisa bersifat real-time. Ini sangat penting karena dengan sistem yang
bersifat real-time user akan bisa mengawasi kejadian di suatu tempat saat kejadian
tersebut berlangsung. Salah satu faktor yang memegang peranan penting dalam
menentukan apakah sistem tersebut bisa memenuhi syarat sebagai real-time
1
system adalah bagaimana proses kompresi data saat dikirimkan dan proses
dekompresi data pada perangkat bergerak pengguna.
Salah satu standar video terbaru dan paling banyak digunakan saat ini
adalah H.264/AVC (Advanced Video Coding). Standar ini dikembangkan secara
bersama oleh International Telecommunications Union (ITU) dan International
Standars Organization (ISO). Dengan standar ini ukuran video hasil kompresi
menjadi lebih kecil yang berarti bandwidth dan media penyimpanan yang terpakai
dalam pengaplikasiannya akan lebih sedikit[8]. Akan tetapi di sisi lain standar
video ini cukup rumit dan memberikan tantangan sendiri dalam mengembangkan
program atau interface yang menggunakannya agar tetap bisa didapatkan
performa kompresi yang maksimal, kualitas gambar yang baik, dan efisiensi
penggunaan bandwidth[8]. Karena masalah tersebutlah penulis bermaksud untuk
melakukan penelitian dengan judul “Sistem Pengawasan Ruangan Bersifat
Real-Time Menggunakan Mikrokontroller dan Perangkat Bergerak Berbasis
Android dengan Format Standar Video H.264”.
1.2
Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah disebutkan, masalah yang dikaji pada
penelitian ini adalah :
1) Bagaimana caranya mengirim data hasil kompresi melalui internet agar
bisa diterima oleh perangkat bergerak milik pengguna.
2) Bagaimana caranya melakukan dekompresi data yang diterima oleh
perangkat bergerak agar bisa ditampilkan oleh aplikasi.
3) Bagaimana caranya proses kompresi, pengiriman, dan dekompresi itu bisa
dilakukan dengan cepat dan efisien sehingga memenuhi time constraints
real-time system.
4) Bagaimana caranya agar pengguna bisa menggunakan aplikasi untuk
mengendalikan arah sorot kamera pengawas.
2
1.3
Batasan Masalah
Batasan masalah dari tugas akhir ini adalah sebagai berikut:
1) Perangkat bergerak yang dipakai menggunakan sistem operasi Android.
2) Sistem diimplementasikan pada sebuah ruangan yang sudah memiliki
koneksi internet.
3) Kamera yang digunakan sudah mendukung format kompresi H.264.
4) Server hanya bisa melayani satu client dalam satu waktu.
1.4
Tujuan
Tujuan yang ingin dicapai dalam pembuatan tugas akhir ini adalah :
1) Membuat sistem pengawasan ruangan menggunakan kamera IP dan
perangkat bergerak di mana pengguna bisa mengawasi ruangan tersebut
melalui perangkat bergeraknya
2) Menganalisa apakah dengan menggunakan format standar video H.264
sistem yang dibuat bisa memenuhi persyaratan untuk disebut sebagai realtime system.
1.5
Sistematika Penulisan
Bab I Pendahuluan, berisi permasalahan yang menjadi latar belakang
penulisan tugas akhir ini, rumusan masalah tersebut, batasan
masalahnya, tujuan penelitian, dan sistematika penulisan laporan
tugas akhir.
Bab II Landasan Teori, berisi dasar ilmu yang mendukung pembuatan
sistem pengontrolan perangkat elektronik ini. Topik yang dibahas
dalam bab ini antara lain adalah real-time system, format standar
video H.264, sistem operasi Android, platform Arduino, sensor
PIR, dan motor servo.
3
Bab III Metodologi Penelitian, berisi langkah-langkah yang ditempuh
dalam pembuatan sistem dan penjelasan mengenai langkah-langkah
tersebut.
Bab IV Analisa dan Perancangan, berisi analisa kebutuhan untuk sistem
yang akan dibuat dan perancangannya.
Bab V Hasil dan Pembahasan, berisi pembahasan mengenai sistem yang
sudah dikembangkan, pengujiannya, dan pengukuran apakah
sistem yang dibuat sudah berhasil menjawab masalah yang dibahas
pada latar belakang pembuatan sistem.
Bab VI Penutup, berisi kesimpulan yang bisa diambil dari pengembangan
sistem ini serta saran-saran untuk peningkatan dan perbaikan yang
bisa diimplementasikan untuk pengembangannya di masa depan.
4