Abstrak — Kebakaran  hutan  merupakan  bencana  yang  dapat merusak lingkungan dan mengancam kelangsungan hidup hewan dan manusia. Proses pemadaman kebakaran hutan menjadi lebih mudah  apabila  kebakaran  dapat  dideteksi  dengan  cepat  saat besarnya api masih terkontrol. Teknologi Wireless Sensor Network (WSN)  dapat  diaplikasikan  dalam  sistem  pendeteksi  dini kebakaran  hutan  dan  dapat  me- monitoring kondisi  suatu  area secara realtime .  Tujuan  dari  penelitian  ini  adalah  dilakukannya komunikasi Wireless Sensor Network antara node sensor  dan webserver untuk  memetakan  titik  api  kebakaran  hutan.  Pada penelitian  ini  digunakan  tiga node sensor  dan  satu webserver dengan menggunakan modul xbee s1 dan protokol digimesh untuk membentuk  jaringan  yang  terhubung  secara wireless . Webserver diimplementasikan  pada raspberry  pi 2.  Hasil  pengujian menunjukkan  setiap node sensor  dapat  mengirimkan  sinyal kebakaran kepada webserver . Jarak maksimum antar modul xbee s1 adalah 28 meter dengan  sinyal RSSI local sebesar  -57 dBm dan sinyal  RSSI remote sebesar  -60  dBm. Node sensor  yang  tidak terjangkau langsung dengan webiserver akan mengirimkan sinyal secara  berurutan  ke node sensor  yang  lebih  dekat  untuk menyampaikan sinyal ke webserver . Webserver dapat menyimpan kondisi setiap node sensor kedalam database dan memetakan area kebakaran yang terintegrasi dengan google maps .
Kata Kunci — Google Maps , Node Sensor, Pemetaan Kebakaran, Webserver , Wireless Sensor Network .

## I. PENDAHULUAN
EBAKARAN  hutan  merupakan  bencana  yang  dapat dicegah  dan  dikendalikan  dengan  penanganan  yang terencana, menyeluruh, terpadu dan berkelanjutan. Pemerintah Indonesia  melalui  Departemen  Kehutanan  sudah  melakukan usaha  untuk  mencegah  kebakaran  hutan,  diantaranya  dengan melakukan  patroli  kawasan  hutan,  pengamatan  pada  menara pengawas,  sampai  penggunaan  citra  satelit  [1].  Namun pengawasan tersebut  masih belum bisa  mendeteksi kebakaran dengan cepat. Misalnya saja penggunaan teknologi citra satelit yang hanya dapat menyediakan gambar pada suatu daerah yang sama  di  bumi  setiap  dua  hari  sekali.    Hal  ini  merupakan  jeda waktu yang lama untuk mendeteksi kebakaran hutan, selain itu kualitas  gambar  dari  satelit  juga  terpengaruh  oleh  cuaca  [2]. Semakin  lama  proses  pendeteksian  kebakaran,  maka  proses pemadaman menjadi semakin sulit dilakukan serta menimbulkan dampak yang semakin besar, misalnya kerusakan ekologi  yang  semakin  luas  serta  dampak  kabut  asap  yang membahayakan kesehatan makhluk hidup.
Salah satu faktor penting dalam pemadaman kebakaran hutan adalah  proses  komunikasi  untuk  melaporkan  peringatan kebakaran secepat mungkin dan informasi lokasi titik api yang akurat  saat  terjadi  kebakaran  hutan  [1].  Semakin  cepat kebakaran  hutan  dapat  dideteksi,  maka  proses  pemadaman kebakaran  yang  dilakukan  menjadi  semakin  mudah,  karena kondisi  api  masih  dalam  fase  terkendali  untuk  dipadamkan. Perkembangan  teknologi Wireless Sensor Network (WSN) dalam  beberapa  tahun  terakhir  memungkinkan  teknologi  ini untuk diaplikasikan dalam membuat pendeteksi dini kebakaran hutan.  Sifat  WSN  ini  adalah  dapat  me- monitoring suatu  area pemantauan secara realtime .
Pada  penelitian ini dilakukan pembuatan sistem komunikasi dalam  pelaporan  dan  peringatan  kebakaran  hutan  berbasis elektronik dengan   mendesain suatu Wireless Sensor Network (WSN) untuk pemetaan titik  api. Penelitian ini berfokus pada bagaimana  mendesain  jaringan  komunikasi  data  antar node sensor  pemberi  peringatan  kebakaran  hutan  dengan  suatu webserver . Node sensor akan berada dalam posisi tersebar dan saling  berkomunikasi  dalam  satu  jaringan  agar  dapat mengirimkan data sampai kepada webserver . Saat terjadi sinyal peringatan  kebakaran  dari  salah  satu node sensor,  maka  data peringatan  tersebut  diteruskan  oleh node sensor  yang berdekatan untuk dapat sampai ke webserver . Pada webserver akan  dilakukan  pengolahan  data  untuk  memberikan interface kepada user mengenai  area  yang  terdampak  api  saat  terjadi kebakaran. Dengan desain komunikasi yang berbasis elektronik tersebut, maka peringatan kebakaran dapat dilaporkan dengan cepat kepada pihak yang terkait dalam menangani kebakaran.

## II. DASAR TEORI

## A. Xbee
Xbee merupakan  sebuah  modul  komunikasi  radio  yang diproduksi  oleh Digi  International .  Modul Xbee dapat melakukan  komunikasi  antara  satu  dengan  lainnya  tanpa melalui  kabel  ( wireless ).  Modul xbee cocok  digunakan  pada aplikasi-aplikasi  yang  memerlukan  komunikasi  antar  modul yang tersebar, namun memiliki kesulitan apabila dihubungkan melalui kabel.
Xbee diproduksi  dalam  varian Xbee reguler dan Xbee Pro pada frekuensi 2.4 GHz. Perbedaan dari keduanya terletak pada

## Desain Wireless Sensor Network dan Webserver untuk Pemetaan Titik Api pada Kasus Kebakaran Hutan
Irwan Candra Dwinata, Muhammad Rivai, Eko Setijadi Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111
e-mail : muhammad_rivai@ee.its.ac.id, ekoset@ee.its.ac.id, irwan.candra12@mhs.ee.its.ac.id
K
Tabel 1 Jangkauan Modul Xbee Jenis Xbee Jangkauan Line Of Sight Arus Tx Arus Rx Xbee 2.4Ghz S1 Reguler 90 m 45 mA 50 mA Xbee 2.4 S1 Ghz Pro 1.6 km 250 mA 55 mA Xbee 2.4 S1 Ghz Pro International J varian 1 km 150 mA 55 mA Xbee Pro  900  Mhz S3B 14.5 km 215 mA 29 mA Xbee 868 Mhz S8 4 km 48 mA 27 mA
jarak  jangkauan  antara  2  modul xbee .  Modul xbee pro menggunakan  daya  pancar  yang  lebih  besar,  sehingga  jarak jangkauan xbee pro  lebih  jauh  dibandingkan  dengan xbee reguler. Xbee pro  juga  memiliki  harga  yang  lebih  mahal daripada xbee reguler.  Selain  frekuensi  2.4  GHz, xbee juga mengeluarkan varian dengan frekuensi 900 MHz dan  frekuensi 868 MHz. Perbedaan jarak jangkauan antar modul xbee dapat dilihat pada tabel 1 [3].

## B. Protokol Digimesh
Pada  sistem  komunikasi wireless sensor network ,  proses untuk routing data merupakan hal yang penting. Routing data ini  cocok  apabila  menerapkan  jaringan mesh .  Salah  satu protokol  komunikasi  jaringan mesh bernama  protokol digimesh . Protokol ini dikembangkan oleh Digi International . Protokol  ini  merupakan  pengembangan  dari  protokol Zigbee . Dalam membuat jaringan mesh , setiap node memiliki hubungan yang  homogen,  yaitu  setiap node dapat memiliki kemampuan untuk  melakukan routing data.  Sehingga  jaringan  ini  juga disebut peer-to-peer mesh networking . Gambaran dari protokol digimesh ini dapat dilihat pada gambar 1 [4].
Protokol digimesh ini  memiliki  kelebihan  dalam  membuat jaringan mesh , yaitu:  Setiap node bersifat homogen dan dapat melakukan routing data  Proses routing data  menggunakan  AODV  ( Ad  hoc  On- Demmand Vector Routing )
Gambar 1 Protokol Digimesh
 Proses pembuatan tabel routing data hanya dilakukan  saat dibutuhkan
 Node dapat dihubungkan dan dicopot dari jaringan dengan mudah
 Menggunakan ACK untuk memastikan pengiriman data [5].

## C. Mikrokontroller
Mikrokontroller STM32F103C8  merupakan  golongan STM32  berbasis  ARM Cortex M3  prosesor  32  bit.
Mikrokontroller ini  termasuk  dalam  kategori  performa menengah pada golongan STM32. Mikrokontroller STM32F103C8  memiliki  frekuensi clock maksimum  sebesar 72  MHz.  Memiliki  64  Kbyte flash  memory dan  20  Kbyte SRAM,  serta tegangan suplai 2 Volt sampai 3.6 Volt. Pinout dari perangkat mikrokontroller STM32F103C8 dengan 48 pin dapat dilihat pada gambar 2 [6].
Beberapa fitur yang dimiliki mikrokontroller STM32F103C8 yaitu:
 Memiliki 7 timer
 Mendukung interface komunikasi  2  buah  I2C,  3  buah USART, CAN, USB
 7- channel DMA controller
 Debug mode  menggunakan Serial  Wire  Debug (SWD)
dan interface JTAG

## D. Raspberry pi 2
Raspberry  pi 2  merupakan  sebuah  mini  komputer  yang diperkenalkan  pada  Februari  2015.  Performa Raspberry  pi 2 didukung oleh prosessor Broadcom BCM2836 yang merupakan generasi  prosesor  berbasis  ARM Cortex -A7 quad  core 900MHz. Raspberry pi 2 ini memiliki kapasitas RAM sebesar 1 GB. Dengan dimensi  modul 85 x 56 x 17  mm dan disuplai oleh  tegangan  5V  dan  arus  2A  yang  dipasang  dengan menggunakan Micro USB  [7].  Perangkat raspberry  pi dapat dilihat pada gambar 3.
Fitur tambahan yang terdapat pada raspberry yaitu:
 Memiliki Slot Micro SD
 Memiliki 40 Pin GPIO ( General Purpose Input/Output )  Multiple  Port meliputi:  4  USB port ,  Full  HDMI,  4 pole Stereo output dan komposit video port , CSI camera port , dan DSI display port .
Gambar 2 Mikrokontroller STM32F103C8 pinout
(b)
Gambar 3 (a) Diagram Pinout GPIO (b) Raspberry pi 2

## III. PERANCANGAN SISTEM

## A. Cara Kerja Sistem
Secara  garis  besar,  sistem  akan  memiliki  beberapa node sensor  dan  sebuah webserver yang  terhubung  dalam  sebuah jaringan wireless agar  dapat  memetakan  titik  api  pada  kasus kebakaran.  Posisi node sensor  akan  tersebar  pada  area pemantauan  dan  memiliki  jarak  yang  bervariasi  terhadap webserver . Cara kerja seperti ini dapat dilihat pada gambar 4.
B. Pengujian Komunikasi Sistem
Node sensor  yang  tersebar  pada  area pemantauan  memiliki jarak  yang  bervariasi.  Kondisi  tersebut  dibedakan  menjadi  2 bagian. Pertama yaitu node sensor yang berada pada jangkauan modul  komunikasi  radio  maka node sensor  dapat  mengirim sinyal  kebakaran  kepada webserver secara  langsung.  Kedua yaitu node sensor  yang  berada  jauh  dari webserver sehingga untuk mengirimkan sinyal kebakaran, node sensor yang jauh
Gambar 4 Posisi Sebaran Node Sensor dan Webserver
Gambar 5 Pengujian Komunikasi Wireless Sensor Network
akan  mengirimkan  sinyal  ke node sensor  yang  lebih  dekat. Kemudian node sensor  yang  lebih  dekat  mengirimkan  ulang sinyal  tersebut.  Hal  ini  dilakukan  berulang  sampai  sinyal kebakaran sampai pada webserver .
Untuk  membuat  komunikasi  antara node sensor  dan webserver dalam  mengirimkan  sinyal  kebakaran  serta jangkauan node sensor dekat dan node sensor jauh dalam proses komunikasi,  maka  dalam  penelitian  ini  dibuat  3  buah node sensor dan sebuah webserver . Node sensor tersebut diberi nama node 1, node 2, dan node 3. Dalam pengujian tersebut nantinya setiap node sensor,  yaitu node 1, node 2,  dan node 3  dapat mengirimkan data sinyal kebakaran kepada webserver . Skema pengujian  komunikasi wireless sensor network tersebut  dapat dilihat pada gambar 5.
C. Diagram Blok Node Sensor
Secara umum node sensor terdiri atas power suplai, sensor, mikrokontroller pengolah  data,  modul  komunikasi  radio  dan antena. Pada penelitian ini bagian dari node sensor yang diteliti difokuskan pada proses komunikasi. Diagram blok node sensor dapat dilihat pada gambar 6.
Gambar 6 Diagram Blok Node Sensor
Gambar 7 Diagram Blok Webserver

## D. Diagram Blok Webserver
Webserver merupakan  sebuah  pusat  data  dimana node 1, node 2,  dan node 3  akan  mengirimkan  data  sinyal  kebakaran agar sampai kepada webserver . Webserver ini diimplementasikan  ke  dalam hardware Raspberry  pi 2.  Pada webserver ini semua data sinyal kebakaran yang diterma oleh webserver disimpan  kedalam  sebuah database . Webserver ini juga bertugas untuk menampilkan database mengenai kondisi kebakaran dengan interface yang dapat  memetakan area  yang terdampak kebakaran kedalam sebuah peta. Dengan pemetaan kebakaran  ini  diharapkan user dapat  mengetahui  area kebakaran  secara  efisien  dan  menarik.  Diagram  blok  pada webserver ditunjukkan pada gambar 7.

## IV. HASIL PENGUJIAN
Pada  bab  ini,  dipaparkan  mengenai  hasil  realisasi  desain node sensor  dan webserver serta  hasil  pengujian  untuk memetakan kebakaran.

## A. Realisasi Node Sensor
Realisasi node sensor terdiri atas power supply , trigger sinyal kebakaran, mikrokontroller STM32f103c8, modul komunikasi xbee s1 digimesh ,  serta  antena. Node sensor  tampak  dalam terlihat seperti gambar 8. Node sensor tampak luar terlihat pada gambar 9.
Gambar 8 Node Sensor Tampak Dalam
Gambar 9 Node Sensor Tampak Luar
B. Realisasi Webserver
Realisasi webserver terdiri atas power supply , raspberry pi 2, modul  komunikasi xbee s1 digimesh ,  serta  antena.  Realisasi webserver dapat  dilihat  pada  gambar  10.  Tampilan interface dari webserver dapat dilihat dengan menghubungkan webserver pada  sebuah  komputer.  Kemudian  dilihat  pada web browser google chrome seperti pada gambar 11.
Gambar 10 Realisasi Webserver
Gambar 11 Tampilan webserver dilihat melalui komputer

## Gambar 12 Hasil Pengiriman Sinyal Kebakaran
C. Pengujian Pengiriman Sinyal Kebakaran
Setiap node sensor, yaitu node sensor 1, node sensor 2, dan node sensor  3  mengirimkan  akan  mengirimkan  sinyal kebakaran.  Hasil  pengiriman  sinyal  kebakaran  dapat  dilihat pada gambar 12.

## D. Pembacaan Data Node Sensor Pada Database
Sinyal  kebakaran  yang  diterima  oleh webserver akan disimpan  kedalam database .  Hasil database pada webserver dapat dilihat pada gambar 13.
Gambar 13. Database pada Webserver
Gambar 14 Tampilan Webserver saat Kondisi Baik
Gambar 15 Detail Informasi Node Sensor
Gambar 16 Tampilan Webserver saat Terjadi Kebakaran
E. Hasil Tampilan Pemetaan Kebakaran Pada Webserver Interface pada webserver untuk pemetaan api diintegrasikan dengan google maps . Hal ini dapat mempermudah user untuk mengetahui area kebakaran. Untuk menambah detail dari posisi kebakaran,  maka  ditambahkan  tabel  yang  berada  pada  bagian bawah website . Koordinat dari setiap node sensor ditunjukkan pada  kolom latitude dan longitude .  Status  dari  setiap node sensor terdapat pada kolom “Status”. Sedangkan kolom waktu datang menunjukkan waktu node sensor mendeteksi kebakaran. Tampilan webserver saat  kondisi  baik  dapat  dilihat  pada gambar  14.  Detail  informasi  lokasi  dan  kondisi node sensor dapat  dilihat  pada  gambar  15.  Serta  tampilan webserver saat terjadi kebakaran dapat dilihat pada gambar 16.

## F. Pengujian Komunikasi Wireless Sensor Network
Pengujian  komunikasi  yang  pertama  dilakukan  adalah mengukur  jarak  maksimum  antara  2  buah  modul xbee s1 digimesh . Pengukuran dilakukan secara Line of Sight dari jarak 0 meter. Kemudian meningkat lebih jauh dengan jarak 2 meter. Hasil  pengujian  jarak  komunikasi  dapat  dilihat  pada  tabel  2. Dari data tersebut didapatkan jarak terjauh antara 2 modul xbee s1 digimesh adalah 28 meter dengan sinyal RSSI local sebesar -57 dBm dan sinyal RSSI remote sebesar -60 dBm.
Tabel 2
Pengujian Jangkauan antara 2 Modul Xbee S1 Digimesh No Jarak Sinyal Local (dBm) Remote (dBm) 1 0 m -33 dBm -35 dBm 2 2 m -37 dBm -40 dBm 3 4 m -48 dBm -50 dBm 4 6 m -48 dBm -51 dBm 5 8 m -48 dBm -50 dBm 6 10 m -50 dBm -52 dBm 7 12 m -52 dBm -53 dBm 8 14 m -55 dBm -57 dBm 9 16 m -55 dBm -56 dBm 10 18 m -56 dBm -58 dBm 11 20 m -55 dBm -58 dBm 12 22 m -56 dBm -58 dBm 13 24 m -57 dBm -59 dBm 14 26 m -57 dBm -60 dBm 15 28 m -57 dBm -60 dBm 16 30 m Tidak terdeteksi Tidak terdeteksi Tabel 3 Pengujian Komunikasi WSN No Penerima Pengirim Jarak Sinyal Local (dBm) Remote (dBm) 1 Webserver Node 1 20 m -59 -57 2 Webserver Node 2 40 m -57 -52 3 Webserver Node 3 60 m -57 -52 Tabel 4 Pengujian Tranfer Data Node Sensor Node Sensor Rata-rata kecepatan data 1 3.63 Kbps 2 2.91 Kbps 3 3.11 Kbps
Selanjutnya  dilakukan  pengujian  apakah node sensor  yang berada pada jarak yang jauh dapat mengirimkan sinyal kepada webserver . Node sensor  2  terletak  40  meter  dari webserver (tidak  terjangkau)  dan Node sensor  3  terletak  60  meter  dari webserver (tidak  terjangkau).  Namun  antara node sensor  1, node sensor 2, dan node sensor 3 masih dapat berkomunikasi karena  antar  modul xbee masih  berjarak  20  meter.  Hasil pengujian didapatkan node sensor 1, node sensor 2, dan node sensor 3 dapat mengirim data dengan baik. Hasil pengujian ini dapat dilihat pada tabel 3.
Pengujian  selanjutnya  yaitu  mengukur  kecepatan  transfer data  dari node sensor  1, node sensor  2,  dan node sensor  3 kepada webserver .  Transfer  data  dilakukan  secara  kontinyu selama 60 detik. Selanjutnya diambil nilai rata-rata kecepatan transfer  data  dari  setiap node sensor.  Hasil  pengujian  dapat transfer data node sensor dilihat pada tabel 4.

## V. KESIMPULAN
Pada  penelitian  ini  telah  dibuat  dan  dirancangan  desain wireless sensor network (WSN)  dan webserver yang  dapat memetakan titik api untuk aplikasi kebakaran hutan. Pengujian pengiriman serial node sensor menunjukkan bahwa node sensor dapat mengirim sinyal kebakaran kecil, kebakaran sedang, dan kebakaran  besar. Webserver dapat  menerima  data  sinyal kebakaran  dari  ketiga node sensor  dan  memasukkannya  ke dalam database .  Kemudian webserver dapat  memetakan  area kebakaran  pada  suatu  peta  yang  terintegrasi  dengan google
maps .  Kondisi node sensor  dapat  direpresentasikan  pada  peta melalui  gambar  api.  Saat  kondisi  baik,  maka  pada  peta  tidak terdapat  gambar  api.  Sedangkan  saat  terjadi  kebakaran,  pada peta  dapat  menampilkan  gambar  api  sesuai  dengan  kondisi kebakaran  kecil,  kebakaran  sedang,  atau  kebakaran  besar. Lokasi node sensor  dapat  dilihat  secara  mudah  pada  tabel webserver . Pengujian jarak komunikasi antara 2 buah modul RF xbee S1 digimesh menunjukkan jarak terjauh 28 meter dengan sinyal RSSI pada local device sebesar -57 dBm dan RSSI pada remote device sebesar -60 dBm. Pengujian komunikasi secara WSN pada 3 buah node sensor dengan webserver , pada jarak node 1 20 meter dari webserver , node 2 40 meter dari webserver , dan node 3 60 m dari webserver secara Line of Sight (satu jalur lurus)  menunjukkan  sinyal  kebakaran  dari node 1, node 2,  dan node 3 dapat diterima dengan baik oleh webserver .

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  Dephut.  2015. Pedoman  Pengendalian  Kebakaran  Hutan  dan  Lahan . Diakse di < www.dephut.go.id>  pada Januari 2016.
[2] Alkhatib, Ahmad. 2012. Wireless Sensor Network for Forest Fire Detection System - Seminar. Newport:University of Wales.
[3]International,  Digi.  2016. Xbee  Familiy  Features  Comparison. Diakses  di <digi.com> pada Feburari 2016
[4]  International,  Digi.  2008. Wireless  Mesh  Networking. Diakses  di <digi.com> pada Februari 2016
[5]  Libellium.  2012. Waspmote  Digimesh  Networking  Guide .  Libelium Comunicaciones Distribuidas S.L
[6] STMicroelectronics. 2015. Datahseet STM32F103x8.
[7] Raspberry pi 2. Diakses di <www.raspberrypi.org > pada Februari 2016