Sistem Monitoring Ketinggian Air Berbasis Web Server Menggunakan Wireless Sensor Network Dan Arduino Uno

SISTEM MONITORING KETINGGIAN AIR BERBASIS WEB SERVER
MENGGUNAKAN WIRELESS SENSOR NETWORK
DAN ARDUINO UNO

SKRIPSI

AFIFUDIN
101402013

PROGRAM STUDI S1 TEKNOLOGI INFORMASI
FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2017

Universitas Sumatera Utara

SISTEM MONITORING KETINGGIAN AIR BERBASIS WEB SERVER
MENGGUNAKAN WIRELESS SENSOR NETWORK
DAN ARDUINO UNO


SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat memperoleh ijazah Sarjana
Teknologi Informasi
AFIFUDIN
101402013

PROGRAM STUDI S1 TEKNOLOGI INFORMASI
FAKULTAS ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2017

Universitas Sumatera Utara

PERSETUJUAN

Judul

: SISTEM MONITORING KETINGGIAN AIR
BERBASIS WEB SERVER MENGGUNAKAN

WIRELESS SENSOR NETWORK DAN ARDUINO
UNO

Kategori

: SKRIPSI

Nama

: AFIFUDIN

Nomor Induk Mahasiswa

: 101402013

Program Studi

: SARJANA (S1) TEKNOLOGI INFORMASI

Fakultas


: ILMU KOMPUTER DAN TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Komisi Pembimbing

:

Pembimbing 2

Pembimbing 1

Ainul Hizriadi, S.Kom, M.Sc.

Seniman, S.Kom, M.Kom.

NIP.

NIP. 19870525 201404 1 001


Diketahui/Disetujui oleh
Program Studi S1 Teknologi Informasi
Ketua,

Romi Fadillah Rahmat, B.Comp.Sc., M.Sc.
NIP. 19860303 201012 1 004

Universitas Sumatera Utara

PERNYATAAN

SISTEM MONITORING KETINGGIAN AIR BERBASIS WEB SERVER
MENGGUNAKAN WIRELESS SENSOR NETWORK
DAN ARDUINO UNO

SKRIPSI

Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri, kecuali beberapa
kutipan dan ringkasan yang masing-masing telah disebutkan sumbernya.


Medan,

April 2017

Afifudin
101402013

Universitas Sumatera Utara

UCAPAN TERIMA KASIH

Alhamdulillah, segala puji bagi Allah SWT yang telah memberikan rahmat, karunia,
taufik dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Penulis
mengucapkan terima kasih kepada:
1. Bapak Prof. Dr. Opim S Sitompul, selaku dekan Fakultas Ilmu Komputer dan
Teknologi Informasi (Fasilkom-TI) yang telah banyak memberikan dukungan
dan bimbingannya.
2. Bapak Seniman, S.Kom., M.Kom, selaku pembimbing 1 dan Bapak Ainul
Hizriadi S.Kom., M.Sc, selaku pembimbing 2 yang telah banyak memberikan
bimbingan, motivasi dan dukungannya selama penyusunan dan penulisan

skripsi ini.
3. Bapak Indra Aulia, S.TI., M.Kom dan Ibu Sarah Purnamawati, ST, M.Sc sebagai
tim penguji, atas segala koreksi, kritik dan saran dalam penyempurnaan
penulisan skripsi ini.
4. Ketua program studi Teknologi Informasi, Bapak Romi Fadillah Rahmat,
B.Comp.Sc., M.Sc. dan sekretaris program studi Teknologi Informasi, Ibu Sarah
Purnamawati, ST, M.Sc, serta seluruh Bapak dan Ibu dosen pengajar yang telah
memberikan ilmu yang bermanfaat bagi penulis.
5. Kedua orang tua tercinta, Ayah Rujito dan Ibu Atik Fulayatun yang memberikan
dukungan, masukan, semangat serta nasehat-nasehat yang sangat dibutuhkan
penulis juga selalu mendoakan dan senantiasa memberikan kasih sayang
sepanjang masa.
6. Abang Ahmad Lutfi S.Hi yang selalu memberikan motivasi dan arahannya, serta
adik-adik Mundzir Hidayat dan Fulaikhah yang selalu memberikan dukungan.
7. Rekan-rekan PT. Poda Husari Digital, Abang Zainul Fahrudin Berutu S.Kom,
Wisnu Wardhana Sitorus, Ikram Hadi Simatupang, Andrian Junaidi dan Kak
Ayu Purnamasari yang selalu memberi dukungan.
8. Teman teman program studi teknologi informasi, Wisnu Wardhana Sitorus,
Reza Taqyuddin, Patricia M P, Nana Nerina Nst, Indra Nababan, Muhammad
Habib Purba, Defri Agung, Dimas Poetra, Cethi setiawan dan seluruh Teman-


Universitas Sumatera Utara

teman program studi teknologi informasi khususnya angkatan 2010 Kom A atas
segala doa dan dukungannya selama ini.
9. Bang Manaf, Bang Faysal Hamid, Kak Umi, Kak Maya, bu Delima dan seluruh
keluarga besar Teknologi Informasi yang selalu memberikan dukungan.
10. Teman-teman Kos Pamen, Abang Ahmad Sofwan (Manambin), Nehru Siregar
(Dikot Walker), Toras, Jefri dan yang lainnya serta Abang-abang alumni Kos
Pamen yang telah memberikan motivasi dan dukungan.
11. Teman-teman sejawat Yuliono, Abuel, Suci Setio Nugroho yang telah
memberikan dukungan dan motivasi.

Akhirnya, penulis berharap agar skripsi ini berguna dan memberikan manfaat
kepada seluruh pembaca.

Universitas Sumatera Utara

ABSTRAK


Banjir merupakan kejadian alam yang dapat terjadi setiap saat dan sering
mengakibatkan kerugian jiwa, harta dan benda. Kejadian banjir tidak dapat dicegah,
namun hanya dapat dikendalikan dan dikurangi dampak kerugian yang diakibatkannya.
Data dari BNPB menyebutkan bahwa sepanjang tahun 2016-2017 di Indonesia, banjir
menempati urutan teratas dari jumlah kejadiannya, yaitu sebesar 32,9% dari total
bencana alam, kemudian disusul oleh bencana tanah longsor yang menempati posisi 2
dengan persentase 27,1%, puting beliung 29,1%, kebakaran hutan dan lahan 5,8%.
Penelitian ini dilakukan dengan merancang perangkat Wireless Sensor Network (WSN)
dimana perangkat akan mengukur ketinggian permukaan air dengan menggunakan
Sensor Hc-sr04, kemudian data hasil pengukuran diolah oleh unit Arduino uno sehingga
menghasilkan jarak, selanjutnya data dikirim ke web server melalui modul GSM, pada
penelitian ini menggunakan modul GSM SIM800L. Kemudian data ketinggian air
disajikan pada aplikasi sistem monitoring secara real time. Setelah melakukan
penelitian dan merancang perangkat serta pembangunan aplikasi ini, dapat diambil
kesimpulan bahwa perangkat Wireless Sensor Network dapat mengukur ketinggian air
dengan keakuratan mencapai 99.15% dan Pengiriman data ke Web Server terlambat
beberapa detik, rata-rata delay dari setiap pengiriman data adalah 2,5 detik. Informasi
mengenai data ketinggian air yang dipantau menggunakan perangkat WSN dapat
ditampilkan secara real time pada aplikasi sistem monitoring.


Kata kunci: Sistem Monitoring, Banjir, Arduino Uno, Wireless Sensor Nework, Web
Server.

Universitas Sumatera Utara

WATER LEVEL MONITORING SYSTEM OF WAB-BASED SERVER
USING A WIRELES SENSOR NETWORK AND ARDUINO

ABSTRACT

Flood is one of the natural disasters that can happen every time and sometimes cause a
huge loss in human life, property and objects. Floods event couldn’t be prevented, but
could only be controlled and reduced the impact of the loss. The data from BNBP
during the year 2016 to 2017 in Indonesia shows flood was on the top list for its
occurrence, with the percentage of 32.9% from all the disaster, and then followed by
landslide in the 2nd rank with the percentage of 27.1%, tornado 29.1%, forest and land
fires 5.8%. This research was done by designing a Wireless Sensor Network (WSN)
device where the device will measures the height of water surface with Hc-sr04
sensors, then the measured data is processed by an Arduino uno unit that give result in
distance, next the data was sent to a web server via a GSM module, in which the module

that was used in this research is GSM SIM800L. Then the water level data are presented
on the real time monitoring application. After doing research and designing the device
also developing the application, we can conclude that a Wireless Sensor Network
device can measure water level with the 99.15% accuracy and transmitted data to web
server was late for a couple second, the delay for every transmitted data is 2.5 second.
The information about the monitored water level data using WSN devices can be shown
on the real time monitoring application..
Keyword: System Monitoring, Flood, Arduino Uno, Wireless Sensor Network, Web
Server.

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI

Hal
PERSETUJUAN

ii

PERNYATAAN


iii

UCAPAN TERIMA KASIH

iv

ABSTRAK

vi

ABSTRACT

vii

DAFTAR ISI

vii

DAFTAR TABEL

xi

DAFTAR GAMBAR

xii

BAB 1 PENDAHULUAN

1

1.1 Latar Belakang

1

1.2 Rumusan Masalah

2

1.3 Tujuan Penelitian

2

1.4 Batasan Masalah

2

1.5 Manfaat Penelitian

3

1.6 Sistematika Penulisan

3

BAB 2 LANDASAN TEORI

5

2.1 Bencana Alam

5

2.1.1 Banjir

5

2.1.2 Jenis Banjir

6

2.1.3 Penyebab Banjir

8

2.2 Sistem Monitoring

9

2.2.1 Pengertian Monitoring

9

2.2.2 Tujuan Monitoring

10

2.3 Wireless Sensor Network (WSN)

10

2.4 Perangkat Keras

11

2.4.1 Arduino Uno

11

2.4.2 Sensor Ultrasonik HC-SR04

14

Universitas Sumatera Utara

2.4.3 Modul GSM SIM800L

15

2.4.4 Buzzer

16

2.5 Perangkat Lunak

17

2.5.1 Software Arduino

17

2.5.2 Fritzing

18

2.5.3 Web Server

18

2.5.4 MySQL

19

2.6 Penelitian Terdahulu

20

BAB 3 ANALISIS DAN PERANCANGAN

21

3.1 Alat dan Bahan

21

3.2 Data Yang Digunakan

22

3.3 Arsitektur Umum

22

3.3.1 Pengumpulan Data

23

3.3.2 Proses Data

24

3.3.3 Visualisasi Data

25

3.4 Perancangan Perangkat Wireless Sensor Network (WSN)

25

3.4.1 Flowchart Wireless Sensor Network

25

3.4.2 Perancangan Sensor Ultrasonik Hc-sr04

27

3.4.3 Perancangan Modul GSM SIM800L

27

3.4.4 Perancangan Buzzer

28

3.4.5 Perancangan Keseluruhan Perangkat Wireless Sensor Network

29

3.5 Perancangan Sistem

29

3.5.1 Use Case Sistem Monitoring

29

3.5.2 Perancangan Antarmuka Sistem Monitoring

30

3.5.2.1 Perancangan Halaman Utama Monitoring

31

3.5.2.2 Perancangan Halaman Detail Alat

32

3.5.2.3 Perancangan Halaman Login, Admin dan
Manajemen Alat

33

BAB 4 IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN

36

4.1 Implementasi Sistem

36

4.1.1 Spesifikasi Software Dan Hardware Yang Digunakan

36

Universitas Sumatera Utara

4.1.2 Implementasi Perancangan Perangkat Wireless Sensor Network

37

4.1.2.1 Implementasi Perancangan Sensor Ultrasonik Hc-sr04

37

4.1.2.2 Implementasi Perancangan Modul GSM SIM800L

38

4.1.2.3 Implementasi Perancangan Buzzer

38

4.1.2.4 Implementasi Perancangan Keseluruhan Perangkat
Wireless Sensor Network(WSN)

39

4.1.3 Implementasi Perancangan Antarmuka Sistem

40

4.1.3.1 Implementasi Perancangan Halaman Utama Monitoring

40

4.1.3.2 Implementasi Perancangan Halaman Detail Alat

40

4.1.3.3 Implementasi Perancangan Halaman Login, Admin dan
Manajement Alat
4.2 Pengujian Sistem
4.2.1 Pengujian Perangkat

41
44
44

4.2.1.1 Uji Pengukuran Perangkat

44

4.2.1.2 Uji Waktu Pengiriman Data

47

4.2. Pengujian Kinerja Aplikasi

BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN

48

52

5.1 Kesimpulan

52

5.2 Saran

52

DAFTAR PUSTAKA

53

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Penelitian Terdahulu

20

Tabel 3.1 Alat dan Bahan

21

Tabel 3.2 Tabel Spesifikasi Use Case

30

Tabel 4.1 Perbandingan Hasil Pengukuran

46

Tabel 4.2 Waktu Pengiriman Data

47

Tabel 4.3 Level Status Siaga

48

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Data Bencana Alam

6

Gambar 2.2 Komponen Penyusun Node Dalam WSN

11

Gambar 2.3 Arduino Uno

12

Gambar 2.4 Sensor Ultrasonik Hc-sr04

14

Gambar 2.5 Modul GSM SIM800L

16

Gambar 2.6 Buzzer

17

Gambar 2.7 Software Arduino

17

Gambar 3.1 Arsitektur Umum

23

Gambar 3.2 Flowchart Perangkat Wireless Sensor Network

26

Gambar 3.3 Perancangan Sensor Ultrasonik Hc-sr04

27

Gambar 3.4 Perancangan Modul GSM SIM800L

28

Gambar 3.5 Perancangan Buzzer

28

Gambar 3.6 Arsitektur Rangkaian Perangkat WSN

29

Gambar 3.7 Use Case Sistem

30

Gambar 3.8 Rancangan Antarmuka Halaman Utama

31

Gambar 3.9 Rancangan Antarmuka Halaman Detail Alat

33

Gambar 3.10 Rancangan Antarmuka Halaman Login

33

Gambar 3.11 Rancangan Antarmuka Halaman Admin

34

Gambar 3.12 Rancangan Antarmuka Halaman Tambah Alat

34

Gambar 3.13 Rancangan Antarmuka Halaman Edit Alat

35

Gambar 4.1 Rangkaian Sensor Ultrasonik Hc-sr04

37

Gambar 4.2 Rangkaian Modul GSM SIM800L

38

Gambar 4.3 Rangkaian Buzzer

39

Gambar 4.4 Rangkaian Keseluruhan Perangkat WSN

39

Gambar 4.5 Halaman Utama

40

Gambar 4.6 Halaman Detail Alat

41

Gambar 4.7 Halaman Detail Alat Menampilkan Tabel

41

Gambar 4.8 Halaman Login

42

Gambar 4.9 Halaman Admin

42

Universitas Sumatera Utara

Gambar 4.10 Halaman Tambah Alat

43

Gambar 4.11 Halaman Edit Alat

43

Gambar 4.12 Pengukuran Manual

45

Gambar 4.13 Uji Pengukuran Dengan Perangkat

45

Gambar 4.14 Data Dari Pengukuran Perangkat

46

Gambar 4.15 Grafik Ketinggian Air Tanggal 17 Maret 2017

59

Gambar 4.16 Data Pada Tabel Ketinggian Air Tanggal 17 Maret 2017

59

Gambar 4.17 Grafik Ketinggian Air Pada Tanggal 31 Maret 2017

50

Gambar 4.18 Data Pada Tabel Ketinggian Air Pada tanggal 31 Maret 2017

50

Gambar 4.19 Grafik Ketinggian Air Pada Tanggal 10 Maret 2017

51

Gambar 4.20 Data Pada Tabel Ketinggian Air Pada Tanggal 10 maret 2017

51

Universitas Sumatera Utara