## P ENGEMBANGAN I NTERNET OF T HINGS P ADA S MART C ITY
Agung Ahmad 1 , Budi Solihin 2
Jurusan Teknik Informatika UIN Jakarta aa_ahmad@gmail.com 1 , busro77@gmail.com 2
Abstract  Smart city is an advanced urban area that excels in the fields of economy, government, people and life through strong human capital, social capital and ICT infrastructure. This is a new approach to managing the complexity of city life, increasing efficiency, reducing costs and improving the quality of life  of  citizens.  This  paper  is  about  potential  smart  city  applications  as  applied  to  the  domains  of intelligent transportation, intelligent tourism and recreation, smart health, ambient assistance, crime prevention  and  community  safety, governance,  monitoring and infrastructure,  disaster  management, environmental  management,  garbage  collection  and  sewer  management,  smart  homes,  and  smart energy. This smart city application supports the vision of the future of cities, which aims to exploit ICTs, namely the internet of things technologies (IoT), for the provision of value added services. Furthermore, this paper presents technical solutions for energy control and comfort at home for proof of the concept of  smart  city  infrastructure  applications.  The  demonstration  described  here  is  about  how  smart applications  can  manage  energy  and  comfort  control  in  a  room  that  has  a  number  of  people  and electrical equipment, with each being a source of heat.
Keywords  Internet of Things, smart city

## I. P ENDAHULUAN
Konsep smart city menyoroti pentingnya ICT untuk meningkatkan profil kota. Sebuah kota dapat disebut 'pintar' ketika investasi dalam modal manusia dan sosial dan infrastruktur komunikasi tradisional dan  modern  mendorong  pertumbuhan  ekonomi  yang  berkelanjutan  dan  kualitas  hidup  yang  tinggi, dengan pengelolaan sumber daya alam yang bijaksana melalui tata kelola partisipatif (Caragliu, 2011). Kota pintar juga didefinisikan sebagai kota yang menghubungkan infrastruktur fisik, infrastruktur ICT, infrastruktur  sosial,  dan  infrastruktur  bisnis  untuk  meningkatkan  kecerdasan  kolektif  kota  (Harrison, 2010). Internet of Things (IoT) dianggap sebagai penelitian utama dan aliran inovasi yang mengarah ke banyak  peluang  untuk  layanan  baru  dengan  menghubungkan  dunia  fisik  dan  dunia  maya  dengan sejumlah  besar perangkat elektronik yang didistribusikan di rumah, kendaraan, jalan, bangunan, dan banyak lingkungan publik lainnya (Moreau , 2012). Perkotaan IOT dirancang untuk mendukung visi kota cerdas, yang bertujuan untuk memanfaatkan teknologi paling canggih untuk mendukung layanan bernilai tambah bagi administrasi kota dan warganya (Zanella, 2014). Kota pintar di seluruh dunia hidup di  bawah  'banjir  data'  di  mana  data  besar  yang  dihasilkan  oleh  orang  dan  sensor  diproses  untuk pengambilan keputusan (Molinari, 2014).
Tujuan  dari  makalah  ini  adalah  untuk  menampilkan  peran  yang  dapat  dimainkan  IoT  di  kota pintar.  Makalah  ini  dimulai  dengan  meninjau  layanan  dan  aplikasi  yang  mendukung  kota  pintar. Layanan ini termasuk ke dalam domain transportasi cerdas, pariwisata dan rekreasi cerdas, kesehatan cerdas, lingkungan hidup dengan bantuan ambient, pencegahan kejahatan dan keselamatan masyarakat, tata kelola, pemantauan dan infrastruktur, manajemen bencana, manajemen lingkungan, pengumpulan sampah dan pengelolaan saluran pembuangan, rumah pintar dan energi pintar. Akhirnya ini dibuktikan melalui contoh seorang demonstran sebagai bukti konsep konservasi energi dan kenyamanan di sebuah ruangan.
Migrasi pedesaan-perkotaan cenderung berdampak pada pemberian layanan di kota-kota karena sumber  daya  yang  terbatas.  Akibatnya,  konsep  kota  pintar  telah  diadopsi  untuk  meningkatkan pengiriman  layanan  di  daerah  perkotaan.  Penelitian  ini  adalah  tentang  bagaimana  kota  dapat
dikompromikan melalui adopsi IoTs. Sebuah survei literatur dilakukan pada apa yang merupakan kota pintar dan domain apa dari setiap kota yang dapat dibuat pintar melalui adopsi IoT. Domain transportasi, pariwisata, kesehatan, lingkungan hidup yang dibantu, pencegahan kejahatan, tata kelola, manajemen infrastruktur,  manajemen  bencana,  manajemen  lingkungan  dan  manajemen  energi  diidentifikasi. Melalui  sampling  literatur,  aplikasi  IoT  untuk  berbagai  domain  ini  diidentifikasi.  Selain  itu,  di lingkungan laboratorium, solusi teknis prototipe untuk kontrol energi dan kenyamanan di rumah untuk bukti  konsep  aplikasi  infrastruktur  kota  cerdas  dikembangkan.  Demonstran  yang  dijelaskan  di  sini adalah tentang bagaimana aplikasi pintar dapat mengelola kontrol energi dan kenyamanan di sebuah ruangan yang memiliki sejumlah orang dan peralatan listrik, dengan masing-masing menjadi sumber panas.

## II. S TUDI L ITERATUR
Bagian  ini  menawarkan  contoh  aplikasi  kota  cerdas  untuk  transportasi  cerdas,  energi  cerdas, kesehatan cerdas, lingkungan  hidup dengan bantuan ambient, pencegahan kejahatan dan keselamatan masyarakat, tata kelola, pemantauan kondisi dan pemeliharaan infrastruktur, manajemen bencana dan keadaan darurat, rumah pintar, pariwisata dan rekreasi dan manajemen lingkungan.

## 2.1 Smart Transport
Sistem  transportasi  terintegrasi  akan  membutuhkan  satu  tiket  dalam  bentuk  kartu  pintar  yang dapat  diisi  dengan  uang  dan  digesek  pada  setiap  titik  masuk  ke  sistem  transportasi  menggunakan teknologi Near Field Communication (NFC) untuk mengirimkan informasi dari kartu ke mesin bacaan dan kembali. Pembayaran dipotong sesuai dari kartu untuk perjalanan yang dilakukan. Di setiap tempat parkir terdapat meteran yang mendeteksi keberadaan mobil yang diparkir melalui tanda di pelat nomor segera  setelah  mobil memasuki teluk dan mulai menghitung  biaya parkir ketika mereka menumpuk. Pengendara mendaftarkan akun etoll dengan biro jalan dan dikeluarkan dengan  kartu etoll frekuensi radio  (RFID)  yang  diaktifkan  pada  mobil.  Ketika  mobil  berjalan  di  bawah  gerbang  etoll,  detail pengemudi dan detail jarak yang mereka lalui dibaca oleh pembaca kartu di gerbang etoll, dan diteruskan ke server di biro jalan.
2.2 Smart Tourism
Sebuah museum telah menambah sistem realitas dengan kode QR yang ditempatkan di titik-titik strategis di museum. Pengunjung menggunakan ponsel pintar untuk mengambil gambar kode QR. Setiap kode QR menghubungkan ponsel ke URL yang memberikan perincian di bagian museum tempat mereka berada.
2.3 Smart Health
Aplikasi seluler, sensor jaringan area tubuh  dan ekosistem  manajemen kesehatan pribadi telah diakui  sebagai  komponen  penting  dari  platform  teknologi  generasi  perawatan  kesehatan  berikutnya karena  potensi  mereka  untuk  memungkinkan  warga  memainkan  peran  aktif  dalam  pengelolaan kesehatan mereka (Nollo, 2014) . Aplikasi kesehatan seluler (ponsel cerdas dan tablet) dapat terhubung ke perangkat medis atau sensor (misalnya gelang, jam pintar, patch, dll.) Dan memberikan bantuan dan pengingat pribadi. Melalui penggunaan sensor yang terhubung langsung ke perangkat seluler, sekarang mungkin untuk mengumpulkan sejumlah besar data.
2.4 Lingkungan Hidup dengan Bantuan
Untuk  mendorong  lansia  agar  tinggal  di  rumah  mereka  lebih  lama  dan  tidak  di  panti  jompo, mereka memakai sensor tubuh untuk mendeteksi parameter tubuh. Sensor ini terhubung ke pengasuh mereka secara nirkabel. Jika salah satu parameter keluar dari jangkauan, alarm ke pengasuh dipicu.
2.5 Pencegahan Kejahatan dan Keselamatan Masyarakat
Identifikasi penjahat telah dibuat lebih mudah melalui mesin deteksi biometrik mobile. Sidik jari dari seorang tersangka ditangkap ke mesin biometrik genggam polisi. Data ini dikirim melalui jaringan ke  database  sidik  jari  yang  terletak  di  Departemen  Dalam  Negeri  untuk  perbandingan  dan mengembalikan identitas tersangka (Dlodlo, 2013).

## 2.6 Pemerintahan
Jumlah layanan online yang tersedia, tingkat keefektifan dan penggunaan serta tingkat interaksi mereka merupakan indikator penting dari 'tingkat kecerdasan' e-government (Fioroni, 2014). Tagihan air, limbah, listrik, dan tarif masing-masing memiliki tag ID yang dibaca oleh pembaca tag di konter dan  secara  otomatis  dicocokkan  dengan  detail  pengguna  dalam  database  dan  diperbarui  dengan pembayaran dilakukan.
2.7 Pemantauan Kondisi dan Pemeliharaan Infrastruktur
Truk-truk  beban  berat  yang  mengangkut  kargo  melintasi  jembatan  yang  merupakan  rute regulernya cenderung menekan jembatan karena beratnya. Sensor yang mendeteksi integritas struktural jembatan melaporkan kepada badan jalan melalui jaringan pribadi pada kesehatan struktural jembatan ketika truk melewati mereka.
2.8 Manajemen Bencana dan Darurat
Satelit  mendeteksi  tanda  panas  dari  api  yang  baru  saja  dimulai  di  suatu  daerah.  Satelit menyampaikan informasi ke pusat kendali yang mencatat kebakaran di sistem mereka dan mengirimkan truk pemadam kebakaran. Pusat kendali yang sama memicu sirene api yang ditempatkan di titik-titik strategis di daerah itu untuk memperingatkan penduduk.
2.9 Pengelolaan Lingkungan
Para insinyur kota memasang sensor di seluruh kota yang mengukur  suhu, kelembaban relatif, karbon monoksida, nitrogen dioksida, kebisingan dan partikel. Jika salah satu parameter berada di atas ambang batas yang ditetapkan, sensor yang mengaktifkan GPS mengirim alarm ke simpul pusat. Node pada gilirannya mengirimkan informasi ke ponsel dari penghuni.
2.10 Menolak Pengumpulan dan Pengelolaan Saluran Pembuangan
Kota memiliki sensor yang ditempatkan di septic tank sehingga menimbulkan alarm ketika tangki septik mencapai tingkat yang ditentukan. Truk kemudian dikirim untuk membuang limbah dari septic tank. Kotamadya menempatkan sampah di posisi strategis di kota. Tempat sampah memiliki sensor yang meningkatkan  alarm  ketika  tempat  sampah  penuh  dan  truk  pengumpul  sampah  dikirim  untuk mengumpulkan sampah (Dlodlo, 2012).
2.11 Rumah Pintar
Rumah yang kita tinggali dapat dikonfigurasi untuk mengidentifikasi individu, apakah mereka adalah anggota keluarga biasa, tamu, atau orang yang tidak berwenang. Individu diidentifikasi dengan cara apa yang mereka miliki pada orang, misalnya, ponsel pintar yang diidentifikasi melalui gelombang radio. Jika seorang individu di dalam rumah tidak memiliki ID seperti itu maka mereka diidentifikasi sebagai tidak sah dan sinyal alarm disalurkan ke badan eksternal yang relevan atau ke pemilik rumah.
2.12 Smart Energy
Aplikasi  yang  berjalan  di  ponsel  memungkinkan  individu  untuk  mengontrol  perangkat  listrik rumah  dari  jarak  jauh.  Pengguna  memilih  alat  dari  aplikasi  dan  mematikannya.  Permintaan  untuk menonaktifkan lintasan jaringan GSM ke alamat IP alat rumah (Sensormind, 2015).

## III. A RSITEKTUR
3.1 Gambaran Umum Penggunaan IR untuk Mengontrol Peralatan
Penelitian dilakukan untuk secara otomatis mengendalikan alat yang biasanya dikontrol dengan menggunakan remote control genggam. Kontroler ini bergantung pada radiasi  inframerah (IR) untuk komunikasi dengan alat. Di sini, sebuah dioda pemancar cahaya (LED) IR pada pengendali jarak jauh mengirimkan  informasi  yang  diambil  oleh  penerima  IR  dalam  alat.  Awalnya,  modul  IR  pada  alat menerima sinyal infra merah dari pengendali jarak jauh, mendemodulasi dan mengeluarkan kode yang diterima  ke  mikrokontroler  yang  ditanamkan  dalam  peranti.  Kode  yang  diterima  ini  memicu  sirkuit logika dalam alat setiap kali tombol remote control ditekan.
Untuk  secara  otomatis  mengontrol  alat  menggunakan  sinyal  IR,  kami  memasukkan  rangkaian yang berisi mikrokontroler. Mikrokontroler ini menjalankan pustaka IR yang menerima dan mengirim kode jauh IR dalam beberapa protokol. Untuk mengendalikan alat dengan LED IR yang terhubung ke mikrokontroler, protokol yang digunakan oleh alat harus diketahui oleh mikrokontroler. Ini dilakukan sebagai berikut: Menggunakan remote control alat, penerima IR menafsirkan data yang dihasilkan dari penekanan tombol jarak jauh, menyalinnya ke mikrokontroler dan kemudian  mengirimkannya ke  IR LED untuk transmisi bila diperlukan. Karena protokol berbeda dari pabrikan ke pabrikan, pabrikan alat harus diatur untuk menggunakan pustaka dengan benar pada mikrokontroler.
Oleh karena itu langkah-langkah yang diperlukan adalah:
 Dapatkan kode IR dari kendali jarak jauh yang ada,
 Cantumkan kode IR ini ke mikrokontroler mis. Arduino,
 Saat diperlukan, mikrokontroler mentransmisikan kode melalui LED IR untuk menjalankan alat,
 Penerima IR pada alat menerima kode, dan
 Alat ini melakukan tindakan yang diperlukan
3.2 Mengontrol Air Conditioner di Kamar
Salah satu fitur dari kota pintar adalah kontrol optimal konsumsi energi di rumah sambil tetap memberikan kenyamanan pada suhu yang ideal. Metode untuk menjaga kenyamanan di rumah adalah dengan menyesuaikan suhu melalui AC. Arsitektur sistem ini adalah eksperimen dalam menyediakan suhu  yang  tepat  untuk  kenyamanan  optimal  dalam  lingkungan  ruangan  yang  disimulasikan.  Ini menggabungkan  berbagai  sensor  untuk  mendeteksi  apakah  orang-orang  berada  di  ruangan,  apakah jendela  atau  pintu  terbuka  atau  tertutup,  dan  apakah  AC  harus  dinyalakan  atau  dimatikan  untuk mempertahankan suhu yang ideal. Tubuh manusia menghasilkan panas, yang menyebabkan peningkatan suhu dalam ruangan, sehingga menciptakan kondisi yang tidak nyaman. Selain itu, ruangan biasanya juga menyimpan peralatan listrik seperti komputer yang juga menghasilkan panas.
3.2.1 Komponen Sistem
Sistem kontrol yang digunakan dalam proyek penelitian ini terdiri dari rangkaian mikrokontroler yang disebut Arduino, sirkuit mikrokontroler yang disebut Raspberry Pi, sensor jarak ultrasonik, sensor inframerah pasif, sensor arus, jendela dan sensor status pintu, middleware, pemancar inframerah , AC, komponen analitik data, dan aplikasi untuk mengontrol sistem.
3.2.1.1 Arduino
Arduino adalah platform prototipe open-source berbasis  pada perangkat keras dan lunak yang fleksibel dan mudah digunakan. Ini adalah mikrokontroler single-board, yang dirancang untuk membuat proses menggunakan elektronik dalam proyek multidisiplin  lebih mudah. Konektor yang terekspos di Arduino memungkinkan prosesor untuk dihubungkan ke modul add-on. Arduino mampu berkomunikasi dengan perangkat lunak yang mengeksekusi pada komputer yang terhubung. Sistem Arduino  mudah berinteraksi dengan komputer melalui USB ketika pemrograman diperlukan. Arduino di sisi lain tidak memiliki  kemampuan  penyimpanan  permanen  yang  signifikan,  tetapi  kebanyakan  menggabungkan RAM volatil. Arduino tidak bisa langsung terhubung baik ke monitor atau keyboard dan biasanya tidak meng-host  sistem  operasi.  Di  lingkungan  laboratorium,  dan  aplikasi  dunia  nyata  yang  dibayangkan, Arduino di rumah pintar mendapatkan kode IR dari sensor di rumah. Kode-kode suhu naik, suhu turun, putar  alat,  dan  putar  alat  ke  bawah.  Kode  yang  didapat  kemudian  disematkan  ke  Arduino  untuk ditransmisikan ketika diperlukan.
3.2.1.2 Raspberry Pi
Raspberry Pi adalah komputer papan tunggal yang dikembangkan oleh yayasan Raspberry Pi. Ini menggunakan sistem operasi berbasis kernel Linux. Dibandingkan dengan komputer desktop, Raspberry Pi terbatas pada RAM dan daya CPU. Ini dapat dihubungkan ke monitor, keyboard dan mouse. Ini juga terhubung ke internet secara langsung dan memiliki fasilitas penyimpanan dan sistem operasi.
3.2.1.3 Middleware
Middleware  adalah  sistem  yang  memungkinkan  komunikasi  yang  mudah  antara  hal-hal  dan manusia melalui sejumlah protokol (atau saluran komunikasi) seperti email, Extensible Messaging dan Presence Protocol (XMPP), Hyper Text Transfer Protocol (HTTP), Facebook, Jabber (pesan instan ), MXit, Tag Identifikasi Frekuensi Radio (RFID), kode Quick response (QR), Short Messaging Service (SMS),  Layanan  Pesan  Multimedia  (MMS)  dan  Twitter.  Komponen  utama  middleware  adalah pengontrol. The middleware adalah antarmuka antara layanan bisnis dan  saluran. Layanan  bisnis ini dapat berkisar dari kalkulator, hingga tweet yang kembali pada tingkat bendungan atau suhu suatu objek, untuk  penentuan  tingkat  kelembaban  tanaman,  dll.  Permintaan  layanan  di  middleware  berasal  dari pengguna melalui salah satu yang disebutkan di atas saluran. Mereka diarahkan melalui pengontrol ke layanan bisnis.

## 3.2.1.4 Komponen Data Analytics
Analisis data adalah proses pemeriksaan, pembersihan, transformasi, dan pemodelan data dengan tujuan  menemukan  informasi  yang  berguna,  menyarankan  kesimpulan  dan  mendukung  pengambilan keputusan. Dalam hal ini sistem terus memonitor suhu ruangan sesuai dengan kehadiran orang-orang di ruangan dan sesuai dengan aturan tertentu, mengontrol AC. Suhu di kamar tetap konstan bahkan ketika jumlah  orang  di  ruangan  bervariasi.  Informasi  yang  dihasilkan ditransmisikan  ke  mesin  aturan  yang kemudian memutuskan di mana untuk menyalakan atau mematikan AC.
3.2.1.5 Aplikasi
Komponen  aplikasi  mengandung  aturan  yang  mengatur  keputusan  yang  diambil  pada kendali rumah pintar. Diperkirakan bahwa aplikasi juga akan menerima informasi dari utilitas listrik mengenai penyediaan listrik, dan informasi dari biro cuaca. Aplikasi kemudian membuat keputusan pada aturan
seperti "Jika pintu ditutup dan jendela ditutup dan suhu di bawah tingkat tertentu, kemudian sesuaikan AC  sesuai".  Idealnya  adalah  pada  akhirnya  berada  dalam  posisi  untuk  mengendalikan  seluruh lingkungan rumah pintar dengan cara ini.
4.2.2 Arsitektur Sistem yang Mengontrol Penyejuk Udara di Ruangan
Gambar 1 : Ruang eksperimen terdiri dari sensor berikut, serta aktuator.
 Sensor inframerah pasif untuk mendeteksi tubuh yang hangat setelah berada dalam jangkauan
 Sensor arus untuk mengukur konsumsi energi AC
 Sensor untuk mendeteksi apakah pintu / jendela terbuka atau tertutup
 Penyejuk udara yang dapat dihidupkan / dimatikan, atau suhunya dapat ditingkatkan atau diturunkan
Tujuannya agar sensor di rumah terhubung ke Arduino. Arduino pada gilirannya terhubung ke Raspberry Pi melalui kabel USB. Sepintas Arduino dan Raspberry Pi melakukan fungsi yang  sama. Keduanya terhubung dengan dunia fisik. Perbedaannya adalah Raspberry Pi membutuhkan lebih banyak upaya  dalam  hal  menyusun  sirkuit  elektronik  untuk  terhubung  ke  dunia  fisik  dibandingkan  dengan Arduino.  Fungsi  Arduino  dapat  ditingkatkan  dengan  penambahan  "perisai".  Raspberry  Pi, bagaimanapun,  memiliki  kekuatan  pemrosesan  yang  cukup  besar  dibandingkan  dengan  Arduino. Raspberry  Pi  terhubung  ke  internet  melalui  kabel  Ethernet,  dan  kemudian  ke  middleware.  The middleware  adalah  perangkat lunak  yang  menerjemahkan  antara  protokol  yang  berbeda.  Di  sisi  lain middleware  adalah  aplikasi  yang  mengkonsumsi  data  dan  mengirim  instruksi  ke  aktuator  yang mengendalikan AC. Intelijen terletak pada aplikasi untuk pengambilan keputusan dan kontrol AC.

## IV. K ESIMPULAN
Makalah ini  membahas  penerapan  IoT  di  kota-kota  pintar. Penerapan  ICT  dalam  layanan  dan infrastruktur kota telah mengubah cara kota beroperasi dan memberikan layanan. Domain aplikasi untuk TIK di kota-kota pintar beragam mulai dari transportasi, pariwisata, kesehatan, lingkungan hidup dengan bantuan  ambient,  pencegahan  kejahatan,  tata  kelola,  infrastruktur,  manajemen  bencana,  manajemen lingkungan, rumah pintar hingga energi cerdas.

## R EFERENSI
[1] Caragliu, A., Bo, C.D., Nijkamp, P., Smart cities in Europe, Journal of Urban Technology, Vol. 18, No. 2, 2011
[2] Dlodlo, N., Adopting the internet of things in environmental management in South Africa, 2nd International Conference on Environmental Science and Engineering ICESE 2012, Bangkok, Thailand, 2012
[3] Dlodlo, N., Mbecke, P., Mofolo, M., Mhlanga, M., The internet of things in community safety and crime prevention for South Africa, International Joint Conference on Computers, Information and Systems Sciences and Engineering CISSE 2013, University of Bridgeport, USA, 2013
[4] Fioroni, G., Pistore, M., Ranise, S., Amigoni, F., Caporusso, L., Gleria, F., Maffeis, A., Smart government: towards an innovative concept of a one-stop shop for interactive online services, IEEE- TN Smart Cities White Paper, Trento, Italy, 2014
[5] Harrison, C., Eckman, B., Hamilton, R., Hartswick, P., Kalagnanam, J., Paraszczak, J., Williams, P., Foundations of smarter cities, IBM Journal of research and development, Volume 54, No. 4. Pp. 1- 16, 2010
[6] Molinari, A., Maltese, V., Vaccari, L., Almi, A., Basssi, E., Big data and open data for a smart city, IEEE-TN Smart cities white papers, Trento, Italy, 2014
[7] Moreau, E., Towards smarter cities, Internal white paper v3.0, Dar Group, 2012
[8] Nollo, G., Raffaeta, R., Caon, M., de Luca, A., Feliziani, C., Andrighettoni, P., Conci, N., Forti, S., Ravanelli, L., Gianordoli, M., Caprino, M., Torri, E., Conforti, D., Mion, L., Conci, M., Turra, E., IEEETN Smart cities White Paper, Trento, Italy, 2014
[9] Sensormind, an active framework for the internet of things, http://www.sensormind.net/en/ [10] Zanella, A., Vangelista, L., Internet of things for smart cities, IEEE Internet of Things journal, Volume 1, No. 1, 2014