ISSN(p): 2338-8323  | ISSN(e): 2459-9638 | Vol. 9 | No. 1 | Halaman 232 - 248 DOI : http://dx.doi.org/10.26760/elkomika.v9i1.232

## Sistem Multihop Jaringan Sensor Nirkabel pada Media Transmisi Wi-Fi

## RATNA SUSANA, FEBRIAN HADIATNA, APRIANTI GUSMANTINI
Teknik Elektro Institut Teknologi Nasional Bandung, Indonesia Email: ratnassn@yahoo.com
Received 30 November 2020 | Revised 12 Desember 2020 | Accepted 12 Januari 2021

## ABSTRAK
Dengan menerapkan sistem multihop pada jaringan sensor nirkabel, pembacaan kondisi  lingkungan  dapat  dilakukan  pada  lingkungan  yang  lebih  luas.  Pada penelitian  ini,   sistem  multihop  jaringan  sensor nirkabel menggunakan platform IoT NodeMCU V3 yang memiliki modul Wi-Fi ESP8266. Jumlah sensor node yang digunakan merupakan batas maksimal client yang dapat terhubung kepada Wi-Fi ESP8266, yaitu 1 sink node  dan 4 sensor node. Sensor node akan mengirimkan datanya  kepada  sink  node,  kemudian  data  tersebut  akan  dikirimkan  kepada website  untuk  ditampilkan  pada  dashboard  Adafruit.io.  Pengiriman  data  diuji menggunakan 2 topologi yaitu bus dan tree. Berdasarkan hasil pengujian, jarak maksimal pengiriman data pada topologi bus tanpa penghalang adalah 72 meter dengan  delay  pengiriman  64  detik  dan  topologi  tree  adalah  108  meter  dengan delay  pengiriman  14  detik.  Sistem  multihop  pada  topologi  bus  dan  tree  dapat mengirim data dengan 2 penghalang yang memiliki ketebalan 15 cm dengan delay pengiriman 29 detik pada topologi bus dan 14 detik pada topologi tree.
Kata kunci: jaringan sensor nirkabel, multihop, Wi-Fi, NodeMCU V3

## ABSTRACT
By applying a multihop system on wireless sensor network, reading environment condition  can  be  done  in  wider  environment.  In  this  study,  multihop  system  in wireless  sensor  network  uses  IoT  NodeMCU  V3  platform  which  has  a  Wi-Fi ESP8266 module. The amount of node sensor is the maximum limit of client which can be linked to Wi-Fi access point in Wi-Fi ESP8266 module, i.e 1 sink node and 4 sink node. The node sensor will transfer the data to the sink node, then the data will  be  transfered  to  the  website  to  be  shown  on  Adafruit.io  dashboard.  The transmission data is tested using 2 topologies, i.e bus and tree. Based on the test, the maximum distance of data transmission in bus topology without barrier is 72 meters  with  delivery delay which  takes  64 seconds and  in tree topology  is  108 seconds with delivery delay which takes 14 seconds. The multihop system in the bus topology and the tree topology can send the data with 2 barriers which has 15 cm  width  and  delivery  delay  among  the  nodes  which  takes  29  seconds  in  bus topology and 14 seconds in tree topology.
Keywords : wireless sensor network, multihop, Wi-Fi, NodeMCU V3

## 1. PENDAHULUAN
Jaringan sensor nirkabel merupakan jaringan dengan sekumpulan sensor node yang tersebar. Sensor node pada jaringan sensor nirkabel memiliki kemampuan untuk mengumpulkan data, berkomunikasi dengan sensor node lain serta menyampaikan data menuju sink node. Aplikasi Internet  of  Things  (IoT)  yang  saat  ini  berkembang,  salah  satunya  adalah  memanfaatkan jaringan sensor nirkabel. Data-data dari sensor node yang terhubung dalam suatu jaringan, dapat  dikirimkan  ke cloud  melalui  internet  yang  selanjutnya  dapat  ditampilkan  melalui smartphone atau personal computer yang terkoneksi dengan internet. Implementasi sensor node  pada  sistem  berbasis  IoT  telah  dikembangkan  pada  sejumlah  penelitian  yang mengembangkan  sistem monitoring  seperti  monitoring  kualitas  air  dan  tanah  pertanian (Syafiqoh,  dkk,  2018) ,  sistem monitoring  cuaca (Babu,  dkk,  2018)  (Nikhilesh,  dkk, 2020) (Islam,  2019), monitoring  lingkungan  (Shirsath  &  Waghile,  2018)  dan  monitoring tempat penyimpanan benih kedelai (Sasono, dkk, 2017) .
Ada beberapa parameter yang dapat diuji untuk mengetahui kinerja dari suatu jaringan sensor nirkabel,  seperti delay  pengiriman  data,  jarak  komunikasi  antar  sensor  node,  throughput, jumlah sensor node terpasang  ataupun  Received Signal  Strength Indicator (RSSI).  Kualitas suatu sistem berbasis jaringan sensor nirkabel salah satunya tergantung dari modul transceiver yang digunakan sebagai media transmisi data. Pemilihan modul transceiver akan tergantung pada kebutuhan sistem itu sendiri., oleh karena itu hasil pengujian terhadap modul transceiver dipandang perlu dilakukan agar dapat dijadikan dasar untuk melakukan desain sistem yang menggunakan jaringan sensor nirkabel. Evaluasi karakteristik XBee Pro dan nRF24L01+yang dilakukan oleh Fajriansyah dkk adalah salah satu penelitian yang dilakukan dengan pengiriman data  antar sensor  node  untuk  mendapatkan  referensi  paket  data  dan  delay  yang  akan menunjukkan performa kedua modul transceiver pada pengujian indoor (Fajriansyah, dkk, 2016) . Pengujian kinerja XBee pada topologi bus, star, mesh dan hybrid yang menghasilkan nilai parameter RSSI, throughput, delay dan packet loss (Rofii, dkk, 2018) dapat menjadi acuan  pemilihan  topologi  yang  tepat  untuk  implementasi  sistem  dengan  jaringan  sensor nirkabel.
Sensor  node  yang  membentuk  jaringan  sensor  nirkabel  mempunyai  batas  jangkauan pengiriman  data,  sehingga sensor  node  yang  berada  jauh  dari  sink  node  tidak  dapat mengirimkan data langsung menuju sink node. Namun dengan sistem komunikasi multihop, memungkinkan dilakukannya komunikasi antar sensor node terdekat terlebih dahulu hingga data  yang  dikirimkan  oleh sensor  node  awal  sampai  pada  sink  node.  Selain  itu,  delay pengiriman  data  pada  komunikasi multihop  lebih  kecil  dari  pada  komunikasi  singlehop (Kurniawan, dkk, 2016). Dengan sistem komunikasi multihop, setiap sensor node dapat saling berkomunikasi dengan lebih dari satu sensor node lainnya. Konstruksi jaringan sangat mempengaruhi konsumsi daya setiap node pada jaringan sistem nirkabel (D. Rajendra Prasad, 2016) . Jika  dibandingkan  dengan  sistem  komunikasi singlehop,  komunikasi  multihop membutuhkan daya yang cukup besar dalam beroperasi (M Pešović, dkk, 2010).
Berdasarkan spesifikasinya platform ESP8266 dapat digunakan  sebagai node  pada jaringan sensor  nirkabel  dengan  efisiensi  ekonomi  dan  daya  yang  lebih  baik  dibandingkan  dengan Ethernet Shield untuk Arduino, Zigbee,  Wify Shield Sparkfun, Wi-Fi Shield untuk Arduino, dan Huzzah Wi-Fi Shield dari Adafruit (Mehta, 2015). ESP8266 merupakan platform IoT yang dilengkapi  dengan  mikrokontroler  dan chip  Wi-Fi.  Sehingga  untuk  membuat  node  pada jaringan  sensor  nirkabel  ESP8266  tidak  memerlukan  tambahan chip  Wi-Fi.  Pada  saat  ini terdapat versi terbaru dari ESP8266 yaitu NodeMCU V3 yang memiliki fungsi dan jumlah pin yang  lebih  banyak  dengan  spesifikasi  konsumsi  daya  yang  sama.  Berdasarkan  pengujian
Quality  of  Service  sistem  komunikasi  yang  dilakukan  pada  penelitian  Smart  Home  System dengan  sistem client  –  server  menggunakan  NodeMCU  V3,  didapatkan  hasil  bahwa  sistem dapat bekerja dengan baik (Purnawan & Rosita, 2019).
Pengembangan Room  Exhaust  Ventilation  System  (REVS)  yang  dilakukan  oleh  Shun,  dkk dengan  tiga  ESP8266  NodeMCU,  menunjukkan  bahwa  dua sensosr  node  yang  dibangun mampu berkomunikasi dan berinteraksi dengan satu actuator node dalam satu jaringan sensor nirkabel. Sistem ini mampu melakukan monitoring dan kendali jarak jauh melalui aplikasi web dengan biaya rendah (Shun, dkk, 2020) . Demikian pula pada sistem yang dibangun oleh Ouldzira, dkk, dengan empat modul NodeMCU yang difungsikan sebagai static access point, server  dan  client  telah  memungkinkan  NodeMCU  ini  saling  berkomunikasi  melalui  protokol HTTP  dan  melakukan  deteksi  serta  pemantauan  objek  secara  jarak  jauh (Ouldzira,  dkk, 2019) . Sedangkan uji kualitas sinyal pada NodeMCU yang membentuk jaringan yang terdiri dari coordinator, repeater dan end device pada pemantauan suhu, menunjukkan kondisi sinyal yang stabil di luar ruangan dengan jarak di bawah 50 m dan di dalam ruangan dengan jarak di bawah 20 m (Silveira & Bonho, 2016).
Pada  penelitian  ini  dilakukan  pengujian  pengiriman  data  menggunakan  sistem multihop jaringan  sensor nirkabel  pada  media  transmisi  Wi-Fi  untuk  topologi bus  dan  tree. Platform yang digunakan adalah NodeMCU V3 yang telah memiliki modul Wi-Fi ESP8266 di dalamnya. Dalam membangun sebuah multihop jaringan sistem nirkabel, perlu dipastikan bahwa setiap node dapat mengetahui data dari node mana yang akan diterima dan kepada node mana data akan dikirimkan. Selain itu, node harus mengetahui apa yang harus dilakukan jika terdapat data yang dikirimkan pada waktu yang bersamaan.

## 2. PERANCANGAN DAN REALISASI
Penelitian ini akan menguji sistem multihop jaringan sensor nirkabel menggunakan 2 topologi jaringan, dengan sampel data suhu dan kelembapan. Ada 4 sensor yang ditempatkan pada 4 titik  berbeda,  untuk  mengetahui  kondisi  lingkungan  pada  area  yang diamati.  Diagram  blok sensor node  pada sistem multihop jaringan sensor nirkabel dapat dilihat pada Gambar 1.
. Gambar 1. Diagram Blok Sensor Node  pada Sistem Multihop Jaringan Sensor Nirkabel
Pada sensor node , sensor suhu dan kelembapan akan membaca data suhu dan kelembapan udara pada lingkungan, keluaran sensor suhu berupa sinyal digital akan dibaca dan diolah oleh mikrokontroler. Pada saat data suhu dan kelembapan dibaca oleh mikrokontroler, RTC ( Real Time  Clock)  akan  memberikan  keterangan  waktu  pada  setiap  data.  Kemudian  data  suhu, kelembapan, dan keterangan waktu yang telah diterima oleh mikrokontroler, akan dikirimkan melalui Wi-Fi menuju mikrokontroler pada sink node  atau sensor node  lain. Diagram blok sink node  pada sistem multihop jaringan sensor nirkabel dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar 2. Diagram Blok Sink Node  pada Sistem Multihop Jaringan Sensor Nirkabel
Sink node  akan menerima data dari semua sensor node  yang dikirimkan melalui Wi-Fi. Sama seperti sensor node, sink node  juga mempunyai kemampuan untuk memberikan keterangan waktu dari RTC. Sehingga, sensor node dapat memberikan keterangan waktu penerimaan data dari  setiap sensor node.  Kemudian seluruh  data pada  sink node   akan dikirimkan  ke  cloud melalui Wi-Fi yang mempunyai koneksi dengan internet. Data yang terdapat pada cloud, dapat diakses oleh webserver. Melalui website IoT data suhu dan kelembapan dari webserver dapat ditampilkan, disimpan, dan diunduh.
Pada penelitian ini node yang digunakan berjumlah lima. Empat node sebagai sensor node dan satu node sebagai sink node , kelima node dapat saling berkomunikasi langsung tanpa router. Setiap node terdiri dari NodeMCU V3, sensor DHT11 dan RTC DS1307. Sensor DHT11 berfungsi  untuk  membaca  kondisi  suhu  dan  kelembapan  udara  sebagai  sampel  data.  RTC DS1307 berfungsi untuk memberikan keterangan waktu pada saat data suhu dan kelembapan dibaca oleh mikrokontroler.

## 2.1 Realisasi Perangkat Keras
Pada realisasinya, pin data pada DHT11 dihubungkan pada pin GPIO 14 NodeMCU V3.  Pin SDA dan SCL pada IC RTC DS1307 dihubungkan pada pin GPIO 5 dan GPIO 4 NodeMCU V3. NodeMCU V3 diaktifkan dengan 2 baterai 1,5 volt yang dihubung seri menjadi 3 volt. Gambar hubungan pin DHT11 dan RTC DS1307 pada NodeMCU V3 dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 4. Rangkaian Node
Gambar realisasi perangkat keras dari node yang dibuat dapat dilihat pada Gambar 5.

## Gambar 5. Hasil Realisasi Perangkat Keras

## 2.2 Perancangan Perangkat Lunak
Terdapat dua jenis topologi yang akan diuji pada penelitian ini, yaitu topologi bus dan topologi tree. Sehingga terdapat dua konsep program yang digunakan.

## 2.2.1 Algoritma Program Topologi Bus
Pada topologi bus, terdapat 2 program yang berbeda, yang pertama program untuk sink node yang  menggunakan  mode  Wi-Fi station  (STA)  dan  access  point  (AP), yang  kedua  untuk  4 sensor node  yang menggunakan sistem pergantian mode Wi-Fi antara station  dan access point. Gambar urutan node topologi bus dapat dilihat pada Gambar 6.
Sink Node (STA+AP) Sensor Node 1 (STA/AP) Sensor Node 2 (STA/AP) Sensor Node 3 (STA/AP) Sensor Node 4 (STA/AP) Gambar 6. Urutan Node Topologi Bus
Program sink node  menggunakan mode Wi-Fi station dan access point, sehingga sink node menjadi server dan client. Sink node  menjadi server untuk sensor node , sehingga sink node dapat mengumpulkan data dari sensor node. Pada saat data client sudah diterima oleh server, server akan mengirimkan pesan kepada client bahwa data yang dikirimkan sudah diterima. Sebagai client, sink node    akan  terhubung kepada Wi-Fi  yang  mempunyai  koneksi  internet untuk mengirimkan data yang sudah dikumpulkan kepada website IoT Adafruit.io. Selain itu data  yang  telah  dikumpulkan  akan  ditampilkan  pada  serial  monitor  untuk  perekaman  data menggunakan  perangkat  lunak  PLX-DAQ. Flowchart  program  sink  node  pada  topologi  bus dapat dilihat pada Gambar 7. Sensor node  1, 2, 3 dan 4 menerapkan mode Wi-Fi station dan access point secara bergantian. Sebelumnya, sensor node diberikan keterangan nomor node, kemudian node akan melakukan  pembacaan nomor node. Apabila nomor node  merupakan node  1,  2,  atau  3,  program  akan  menggunakan  pergantian  mode  Wi-Fi.  Pada  program pergantian mode Wi-Fi, sensor node  akan menerapkan mode Wi-Fi access point atau sebagai server,  untuk  dapat  menerima  data  dari  sensor  node   lainnya.  Setelah data diterima  Wi-Fi access point akan dinon-aktifkan, dan mode Wi-Fi akan beralih menjadi station atau sebagai client. Sensor node  akan mengirimkan data yang telah diterima dari sensor node  sebelumnya dan data yang dibaca oleh sensor node  tersebut kepada server. Server akan mengirimkan pesan kepada client apabila data yang dikirimkan client telah sampai di server. Client hanya akan meneruskan membaca data dari sensor dan mengirimkan datanya kepada server apabila client telah menerima pesan tersebut. Flowchart program sensor node 1, 2, 3, dan 4 pada topologi bus dapat dilihat pada Gambar 8.
Sensor node tidak dapat menggunakan mode Wi-Fi STA+AP seperti pada sink node, sebab alamat IP  mode Wi-Fi acces point pada ESP8266 merupakan alamat IP yang tetap tidak dapat ubah. Sehingga mode Wi-Fi STA+AP tidak dapat mengirimkan data kepada node dengan mode Wi-Fi yang sama, karena mempunyai alamat IP yang sama.
Start Terhubung dengan Adafruit.io? Menghubungkan ulang Yes No Client terhubung? Menungu Client terhubung No Yes A A Inisialisasi : SSID dan password STA+AP Wi-Fi, Wi-Fi server, Wi-Fi client , dan set Adafruit.io Wi-Fi STA+AP ON (Sebagai Client dan Server ) Membaca data Client Mengirim data client pada feed Adafruit.io End Mengirim pesan kepada Client bahwa data sudah diterima
Gambar 7. Flowchart Program Sink Node pada Topologi Bus
Start A Inisialisasi : Nomor node, SSID dan password STA dan AP, Wi-Fi server , dan Wi-Fi client Wi-Fi STA ON (sebagai Client) Terhubung ke Server? Menghubungkan ulang Membaca data suhu dan kelembapan Yes No Mengirimkan data kepada server End Server mengirim pesan? Menunggu server mengirim pesan Yes No Membaca nomor node Node sensor = 4 ? B Wi-Fi AP ON (sebagai Server) A Client terhubung? Menungu Client terhubung No Yes Membaca data Client Wi-Fi AP OFF A B Yes No
Gambar 8. Flowchart Program Sensor node 1, 2, 3, dan 4 pada Topologi Bus

## 2.2.2 Algoritma Program Topologi Tree
Pada topologi tree, terdapat 2 program yang berbeda, yang pertama program untuk sink node yang menggunakan mode Wi-Fi station dan access point, yang kedua untuk 4 sensor node menggunakan mode  Wi-Fi station. Gambar node  topologi tree dapat dilihat pada Gambar 9.
Sink Node (STA+AP) Sensor Node 1 (STA) Sensor Node 2 (STA) Sensor Node 3 (STA) Sensor Node 4 (STA) PC
Gambar 9. Node Topologi Tree
Program sink node  menggunakan mode Wi-Fi station dan access point, sehingga sink node menjadi server  dan  client.  Sink  node    menjadi  server  untuk  4  sensor  node.  Sink  node mempunyai  daftar  alamat  IP client  yang  akan  terhubung,  sehingga  hanya  client  dengan alamat  IP terdaftar  yang  dapat  mengirimkan  datanya.  Sesuai  dengan  jumlah  client  yang terdaftar, sink node  akan membaca 4 paket data dari alamat IP  yang berbeda, dalam satu loop 1 client akan mengirimkan 1 data agar penerimaan data tidak bentrok. Pada saat data client sudah diterima oleh server, server akan mengirimkan pesan kepada client bahwa data yang dikirimkan sudah diterima. Apabila pada saat pembacaan data, jumlah data yang diterima kurang dari  4, sink  node   akan melakukan pembacaan  ulang  pada  Alamat IP   yang  belum mengirimkan  datanya.  Sebagai client,  sink  node    akan  terhubung  kepada  Wi-Fi  yang mempunyai  koneksi  internet  untuk  mengirimkan  data  yang  sudah  dikumpulkan  kepada website  Adafruit.io.  Selain  itu  data  yang  telah  dikumpulkan  akan  ditampilkan  pada  serial monitor  untuk dapat  direkam  menggunakan perangkat  lunak  PLX-DAQ. Flowchart  program sink node pada topologi tree dapat dilihat pada Gambar 10.
Start Terhubung dengan Adafruit.io? Menghubungkan ulang Yes No Client terhubung? Menungu Cliient terhubung No Yes A A Inisialisasi : SSID dan password STA+AP Wi-Fi, Wi-Fi server, Wi-Fi client , IP Address client ,  dan set Adafruit.io Wi-Fi STA+AP ON (sebagai Client dan Server ) Mengirim data client pada feed Adafruit.io End IP Address Client yang terhubung sesuai dengan IP Address Client yang terdaftar? Membaca data Client Yes Membaca ulang IP Address Client yang terhubung No B B Mengirim pesan kepada client bahwa data sudah diterima Semua Client dengan IP Address terdaftar telah mengirim data? Baca ulang data Client Yes No
Gambar 10. Flowchart Program Sink Node pada Topologi Tree
Semua sensor node  mempunyai program yang sama, sensor node  menerapkan mode Wi-Fi station atau sebagai client. Sensor node  akan mengirimkan data yang telah dibaca oleh sensor
kepada server  dan  menunggu  pesan  balasan  dari  server.  Server  akan  mengirimkan  pesan kepada client apabila data yang dikirimkan client telah sampai di server. Client hanya akan membaca  data  dari  sensor  dan  mengirimkan  datanya  kepada server  apabila  client  telah menerima pesan tersebut. Flowchart program sensor node pada topologi tree dapat dilihat pada Gambar 11.
Start Terhubung dengan Server ? Menghubungkan ulang Yes No A
A Inisialisasi : SSID dan password STA Wi-Fi, Wi -Fi server , Wi-Fi client, IP Address Wi-Fi STA ON ( node sebagai client ) Membaca data suhu & kelembapan Mengirim data suhu & kelembapan ke Server End Server mengirim pesan? Menunggu Server mengirim pesan Yes No
Gambar 11. Flowchart Program Sensor Node pada Topologi Tree

## 2.2.3 Format paket data
Pada pengiriman paket data dari satu node kepada node lainnya, diperlukan format paket data agar  data  yang  dikirimkan  mudah  dimengerti  dan  jelas  dari node  mana  data  tersebut dikirimkan.  Sistem multihop  jaringan  sensor  nirkabel  pada  topologi  bus  dan  topologi  tree memiliki format data yang berbeda.
a. Format paket data pada topologi bus
Sensor node pada sistem multihop jaringan sensor nirkabel dengan topologi bus, mengirimkan data dengan cara meneruskan data berurutan dari sensor node  paling jauh dari sink node hingga sensor node  terdekat dengan sink node . Urutan pengiriman data topologi bus dapat dilihat pada Gambar 12.

## Gambar 12. Urutan Pengiriman Data Topologi Bus
Pada topologi bus, semakin dekat sensor node  dengan sink node  semakin banyak pula data yang diteruskan. Agar data mudah dibedakan, setiap data harus memiliki identitas dari node mana  data  tersebut  berasal.  Pada  penelitian  ini,  format  paket  data  topologi bus  adalah (nomor sensor  node  /waktu  pengiriman/data  suhu/data  kelembapan). Nomor sensor  node    digunakan  sebagai  identitas  sensor  node    pengirim  data,  tanda  garis  miring sebagai pemisah jenis data, kemudian semua data ditempatkan dalam tanda kurung agar data terkelompokan. Jumlah karakter yang dikirimkan adalah 18 karakter.
b. Format paket data pada topologi tree Pada  sistem multihop  jaringan  sensor  nirkabel  dengan  topologi  tree,  seluruh  sensor  node mengirimkan  data  secara  bersamaan  kepada sink  node.  Sensor  node    pada  topologi  tree, memiliki alamat IP  yang berbeda-beda. Sehingga sink node  mampu membedakan data yang diterima  data  dari  alamat IP    sensor  node,  tanpa  perlu  penambahan  identitas  data.  Pada penelitian  ini,  format  paket  data  topologi bus  adalah  waktu  pengiriman/data  suhu/data kelembapan. Untuk mempermudah pembacaan data, setelah paket data diterima, sink node akan menambahkan alamat IP  sensor node  yang mengirimkan data. Sehingga format data yang  ditampilkan  pada  PLX-DAQ  adalah  (alamat  IP/waktu  pengiriman/data  suhu/data kelembapan). Alamat IP sebagai identitas sensor node  pengirim data  garis miring sebagai pemisah  jenis  data,  kemudian  semua  data  ditempatkan  dalam  tanda  kurung  agar  data terkelompokkan. Jumlah karakter yang dikirimkan adalah 14 karakter.

## 3. PENGUJIAN DAN ANALISIS
Untuk  mengetahui  kemampuan  sistem multihop  jaringan  sensor  nirkabel  pada  media transmisi  Wi-Fi  dengan  menggunakan  NodeMCU  V3,  dilakukan  pengujian  pada  beberapa parameter. Diantaranya adalah  kesesuaian data antara yang dikirimkan oleh sensor node dengan data yang diterima oleh sink node , jarak maksimum pengiriman data, serta delay pengiriman data.

## 3.1 Pengujian Kesesuaian Data
Dalam sistem multihop jaringan sensor nirkabel diperlukan pengujian  kesesuaian data pada sensor node  dan sink node . Pengujian dilakukan dengan menghubungkan semua node pada personal komputer melalui kabel USB. Data yang dikirimkan oleh sensor node  dan data yang diterima oleh sink node  direkam menggunakan perangkat lunak PLX-DAQ, dan data yang di tampilkan pada website Adafruit.io akan diunduh dalam format .csv. Kemudian, seluruh data tersebut dibandingkan dan dilihat kesesuaiannya. Pengujian dilakukan pada topologi bus dan topologi tree. Jumlah data yang akan direkam dan disesuaikan pada pengujian ini adalah 30 data pada masing-masing sensor node. Hasil pengujian kesesuaian data pada topologi bus dapat dilihat pada Tabel 1 dan hasil pengujian kesesuaian data pada topologi tree dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 1. Hasil Pengujian Kesesuaian Data pada Topologi Bus Data Data dikirim oleh Sensor node Data diterima oleh Sink node Data yang ditampilkan Adafruit.io Jumlah Data Persentase Jumlah Data Persentase Jumlah Data Persentase Suhu Sensor node 1 30 100% 30 100% 27 90% Kelembapan Sensor node 1 30 100% 30 100% 27 90% Suhu Sensor node 2 30 100% 30 100% 25 83% Kelembapan Sensor node 2 30 100% 30 100% 24 80% Suhu Sensor node 3 30 100% 30 100% 27 90% Kelembapan Sensor node 3 30 100% 30 100% 27 90% Suhu Sensor node 4 30 100% 30 100% 27 90% Kelembapan Sensor node 4 30 100% 30 100% 27 90% Tabel 2. Hasil Pengujian Kesesuaian Data pada Topologi Tree Data Data dikirim oleh Sensor node Data diterima oleh Sink node Data yang ditampilkan Adafruit.io Jumlah Data Persentase Jumlah Data Persentase Jumlah Data Persentase Suhu Sensor node 1 30 100% 30 100% 26 87% Kelembapan Sensor node 1 30 100% 30 100% 27 90% Suhu Sensor node 2 30 100% 30 100% 24 80% Kelembapan Sensor node 2 30 100% 30 100% 27 90% Suhu Sensor node 3 30 100% 30 100% 28 93% Kelembapan Sensor node 3 30 100% 30 100% 29 97% Suhu Sensor node 4 30 100% 30 100% 27 90% Kelembapan Sensor node 4 30 100% 30 100% 27 90%
Hasil pengujian menunjukkan bahwa seluruh data pada topologi bus dan tree 100% dikirim oleh sensor node menuju ke node lainnya. Kemudian data yang diterima oleh sink node 100% sesuai dengan yang dikirim oleh sensor node. Namun tidak semua data yang telah diterima oleh sink node ditampilkan pada dashboard Adafruit.io. Terdapat 1 hingga 6 data yang tidak ditampilkan,  hal  tersebut  disebabkan  oleh  kecepatan  internet  yang  tidak  stabil  sehingga menyebabkan beberapa data dari sink node tidak terkirim pada website Adafruit.io
3.2 Pengujian Jarak dan Delay Pengiriman
Media  transmisi  Wi-Fi  memiliki  batas  jangkauan  koneksi,  sehingga node  memiliki  jarak maksimal pengiriman data. Selain itu, adanya penghalang di antara node dapat mempengaruhi pengiriman data. Untuk mengetahui kemampuan modul Wi-Fi ESP8266 pada NodeMCU V3, dilakukan pengujian jarak maksimal pengiriman data pada daerah terbuka tanpa penghalang dan daerah dengan penghalang.

## 3.2.1 Pengujian tanpa Penghalang
Pengujian  tanpa  penghalang  dilakukan  dengan  cara  menempatkan node  pengirim  dan penerima  berhadapan  dengan  jarak  yang  bertambah  2  meter  setelah  pengiriman  30  data. Pada topologi bus, sink node , sensor node  2 dan sensor node  4 berada di titik A, kemudian sensor node  1 dan sensor node  3 pada titik B. Pada topologi tree, sink node  ditempatkan pada titik A dan sensor node  1, sensor node  2, sensor node  3, sensor node  4 pada titik B. Titik B akan berpindah 2 meter setelah pengiriman 30 data. Pengujian tanpa penghalang dapat dilihat pada Gambar 13.
Gambar 13. Pengujian tanpa Penghalang
Hasil pengujian jarak dan delay waktu pengiriman pada topologi bus tanpa penghalang dapat dilihat pada Gambar 14. Sedangkan hasil pengujian jarak dan delay waktu pengiriman pada topologi tree tanpa penghalang dapat dilihat pada Gambar 15.
Gambar 14. Hasil Pengujian Jarak dan Delay Waktu Pengiriman pada Topologi Bus tanpa Penghalang
Gambar 14 menunjukkan grafik delay pengiriman data terhadap jarak pada topologi bus tanpa penghalang. Pada topologi bus, sensor node 1 memiliki delay pengiriman  tercepat  karena posisi node  berada  paling  dekat  dengan  sink  node,  pada  posisi  0  meter  sensor  node  1 memerlukan 8 detik untuk menyampaikan datanya pada sink node. Sensor node 4 memiliki delay  pengiriman  terlama  karena  posisi  node  berada  paling  jauh  dari  sink  node,  sehingga sensor node 4 perlu mengirimkan datanya kepada sensor node yang lebih dekat dengan sink node terlebih dahulu. Pada posisi 0 meter, sensor node 4 memerlukan waktu 34 detik untuk menyampaikan datanya pada sink node. Jarak maksimum pengiriman data pada topologi bus
0 50 100 2 6 10 14 18 22 26 30 34 38 42 46 50 54 58 62 66 70 D el ay (d et ik ) Jarak (meter) Topologi Bus Tanpa Penghalang Sensor Node 1 Sensor Node 2 Sensor Node 3 Sensor Node 4
Titik A Titik B
adalah 72 meter dengan delay pengiriman seluruh data 64 detik. Pada saat jarak lebih dari 72 meter sink node tidak menerima data.
(a) (b) (c) (d)
Gambar 15. Hasil Pengujian Jarak dan Delay Waktu Pengiriman pada Topologi Tree tanpa
Penghalang: (a) Sensor Node 1 (b) Sensor Node 2 (c) Sensor Node 3 (d) Sensor Node 4 Gambar  15  menunjukkan  grafik delay  pengiriman  data  terhadap  jarak  tanpa  penghalang dengan topologi tree pada sensor node 1, 2, 3, dan 4. Pada topologi tree seluruh sensor node mengirimkan  datanya  secara  bersamaan  kepada sink  node,  sehingga  delay  pengiriman  4 sensor node tidak jauh berbeda. Pada jarak 0 meter membutuhkan 2 sampai 3 detik untuk mengirimkan  datanya  pada sink  node.  Sehingga  pada  waktu  3  detik  sensor  node  dapat menerima 4 data dari 4 sensor node. Jarak maksimum pengiriman data pada topologi tree adalah 108 meter dengan delay pengiriman data 14 detik. Pada saat jarak lebih dari 108 meter sink node sudah tidak dapat menerima data. Hasil pengujian menunjukkan bahwa semakin jauh jarak antar node, semakin bertambah delay pengiriman data. Hal tersebut disebabkan semakin jauh Wi-Fi terhubung semakin lemah sinyal yang dipancarkan oleh Wi-Fi access point yang menyebabkan koneksi tidak stabil sehingga membutuhkan delay pengiriman lebih lama. Untuk  mengetahui  perbedaan  sistem multihop  menggunakan  topologi  bus  dan  tree  maka dilakukan perbandingan hasil pengujian topologi bus dan tree.
0 5 10 15 2 10 18 26 34 42 50 58 66 74 82 90 98 10 6 D el ay (d et ik ) Jarak (meter) Sensor Node 1 Sensor Node 1 0 5 10 15 2 10 18 26 34 42 50 58 66 74 82 90 98 10 6 D el ay (d et ik ) Jarak (meter) Sensor Node 2 Sensor Node 2 0 5 10 15 2 10 18 26 34 42 50 58 66 74 82 90 98 10 6 D el ay (d et ik ) Jarak (meter) Sensor Node 3 Sensor Node 3 0 5 10 15 2 10 18 26 34 42 50 58 66 74 82 90 98 10 6 D el ay (d et ik ) Jarak (meter) Sensor Node 4 Sensor Node 4
Perbandingan hasil pengujian topologi bus dan tree dapat dilihat pada Tabel 3.
Tabel 3. Perbandingan Hasil Pengujian Topologi Bus dan Tree Tanpa Penghalang Jarak Maksimal (meter) Delay pada <20cm (detik) Delay pada Jarak Maksimal (detik) Topologi Bus 72 8 64 Topologi Tree 108 2 14
Perbandingan hasil pengujian menunjukkan, bahwa delay pengiman data antar node paling kecil ada pada topologi tree, hal tersebut disebabkan karena perbedaan algoritma program yang diterapkan. Pada topologi bus, sensor node melakukan 4 komunikasi, yaitu pada saat menerima  data  dari sensor node  lain, memberikan  pesan kepada sensor node  bahwa data telah  diterima,  meneruskan  data  yang  diterima  dan  dibaca  kemudian  menunggu  pesan balasan.  Untuk  melakukan  keempat  komunikasi  tersebut  topologi bus  menggunakan pergantian mode Wi-Fi dari access point ke mode Wi-Fi station. Sehingga selain waktu untuk mengirim  dan  menerima,  topologi bus  membutuhkan  waktu  untuk  melakukan  pergantian mode Wi-Fi. Sedangkan pada topologi tree, sensor node hanya mengirim data dan menunggu balasan  pesan  dari sink  node  tanpa  harus  menghubungkan  ulang  koneksi  Wi-Fi  sehingga waktu yang diperlukan untuk pengiriman data lebih kecil dibandingkan dengan topologi bus.
Jarak  maksimum  pengiriman  data  tanpa  penghalang  menggunakan  topologi bus  berbeda dengan topologi tree, topologi tree memiliki jarak maksimal lebih jauh. Hal tersebut disebabkan jumlah karakter yang dikirimkan pada topologi bus dan topologi tree berbeda. Topologi bus akan  membaca  data  dari node  sebelumnya  dan  meneruskan  data  tersebut  pada  node berikutnya,  sehingga  tiap  melewati node  karakter  jumlah  data  akan  bertambah.  Jumlah karakter pada data yang dikirimkan oleh seluruh sensor node pada topologi bus adalah 74 karakter. Sedangkan pada topologi tree, sensor node hanya mengirimkan data yang dibaca oleh sensor tanpa meneruskan data dari node lain, jumlah karakter pada data yang dikirimkan topologi tree adalah 14 karakter oleh masing-masing sensor node.
3.2.2 Pengujian dengan Penghalang Pengujian  dengan  penghalang  pada  topologi bus  dan  topologi  tree  dilakukan  dengan menempatkan node pada titik A dan node pada titik B di antara penghalang tembok dengan ketebalan  15  cm  dan  jarak  antar node  sejauh  7  m.  Jumlah  tembok  penghalang  akan bertambah  setelah  pengiriman  30  data.  Pengujian  dengan  penghalang  dapat  diliat  pada Gambar 16.
Gambar 16. Pengujian dengan Penghalang
Hasil pengujian sistem multihop dengan penghalang pada topologi bus  dan tree dapat dilihat pada Tabel 4.
Tabel 4. Hasil Pengujian Sistem Multihop dengan Pengalang pada Topologi Bus
Delay (detik) Topologi Nomor Node 1 Penghalang 2 Penghalang 3 Penghalang Bus Sensor node 1 16 29 - Sensor node 2 27 55 - Sensor node 3 39 81 - Sensor node 4 56 107 - Tree Sensor node 1 7 14 - Sensor node 2 5 12 - Sensor node 3 6 15 - Sensor node 4 6 14 -
Hasil pengujian sistem multihop dengan pengalang pada topologi bus menunjukkan sensor node 4 (sensor node terjauh) membutuhkan waktu 56 detik untuk dapat  mengirimkan datanya menuju sink node dengan 1 penghalang pada setiap node yang dilewati. Sedangkan sensor node 1 (sensor node terdekat) membutuhkan 16 detik untuk mengirimkan datanya kepada sink node. Pada saat pengujian dengan 2 penghalang pada topologi bus, delay pengiriman data menjadi lebih lama, yaitu 107 detik untuk node terjauh dan 56 detik untuk node terdekat.
Pada  saat  pengujian  dilakukan  menggunakan  3  penghalang  tidak  ada  data  yang  terkirim dikarenakan koneksi Wi-Fi terputus karena sinyal Wi-Fi yang sangat lemah.
Pengujian  sistem  menggunakan  1  penghalang  pada  topologi tree,  mengakibatkan  setiap sensor node membutuhkan waktu 5 hingga 7 detik untuk mengirimkan datanya. Sama seperti pada topologi bus, pada saat pengujian menggunakan 2 penghalang pada topologi tree, delay pengiriman data menjadi lebih lama yaitu 12 hingga 15 detik. Pada saat pengujian dilakukan menggunakan 3 penghalang tidak ada data yang terkirim dikarenakan koneksi Wi-Fi terputus. Berdasarkan  hasil  pengujian  tersebut, jumlah  penghalang  sangat berpengaruh  pada  waktu pengiriman  data,  hal  tersebut  disebabkan  oleh  banyaknya  penghalang  mempengaruhi kekuatan sinyal Wi-Fi access point terhadap client yang terhubung. Apabila sinyal lemah maka koneksi Wi-Fi tidak stabil sehingga untuk mengirimkan data butuh waktu yang lebih lama.

## 4. KESIMPULAN
Pengujian  dan  pengolahan  data  yang  dilakukan  terhadap  sistem multihop  jaringan  sensor nirkabel  pada  penelitian  ini,  menunjukkan  bahwa  s ink  node  dapat  menerima  seluruh  data sesuai  dengan  data  yang  dikirimkan  oleh sensor  node.  Pada  topologi  bus,  jarak  maksimal pengiriman data adalah 72 meter dengan delay pengiriman seluruh data 64 detik. Sedangkan pada topologi tree, jarak maksimal pengiriman data adalah 108 meter dengan delay data 14 detik pada masing-masing sensor node. Jarak maksimal pengiriman data topologi tree lebih jauh  dibanding  dengan  topologi bus  karena  jumlah  karaktek  yang  dikirimkan  berbeda. Berdasarkan hasil pengujian, delay pengiriman data pada topologi bus lebih lama dari topologi tree karena topologi bus melakukan pergantian Wi-Fi untuk dapat mengirim dan menerima data.  Kecepatan  internet  yang  stabil  dibutuhkan  untuk  pengiriman  data,  agar  data  dapat ditampilkan pada website IoT.

## DAFTAR RUJUKAN
Babu, R. S., Palaniappan, T., Anushya, K., Kowsalya, M., & Krishnadevi, M. (2018). IoT Based Weather  Monitoring  System. International  Journal  of  Advanced  Research  Trends  in Engineering and Technology (IJARTET), 5(13), 105-109.
D.  Rajendra  Prasad,  P.  (2016). Energy  Efficient  Clustering  in  MUlti-hop  Wireless  Sensor. Brazilian Archives of Biology And Technology, 1-15.
Fajriansyah,  B.,  Ichwan,  M.,  &  Susana,  R.  (2016).  Evaluasi  Karakteristik  XBee  Pro  dan nRF24L01+ sebagai Transceiver Nirkabel. ELKOMIKA, 4(1), 83-97.
Islam, M. M. (2019). Weather Monitoring System Using Internet of Things. Trends in Technical & Scientific Research, 65-69.
Kurniawan, A., Munadi, R., & Mayasari, R. (2016). Implementasi dan Analisa Jaringan Wireless Sensor. Seminar Nasional Inovasi dan Aplikasi Teknologi di Industri (SENIATI), (pp. 20-25).
M Pešović, U., J. Mahorko, J., Karl , B., & F. Čučej,. (2010). Single-hop vs. Multi-hop Energy Efficiency  Analysis  in  Wireless  Sensor  Networks. Telekominikascioni  Forum  TELFOR 2010, (pp. 471-474).
Mehta, M. (2015). ESP 8266 : A BREAKTHROUGH IN. International Journal of Electronics and Communication Engineering & Technology, 7-11.
Nikhilesh, K. S., Raaghavendra, Y. H., Soothanan, P. M., & Resmi, R. (2020). Low-Cost IoT Based  Weather Monitoring  System  for  Smart  Community. 2020  Fourth  International Conference on Inventive Systems and Control (ICISC). Coimbatore, India: IEEE.
Ouldzira, H., Mouhsen, A., Lagraini, H., Chhiba, M., Tabyaoui, A., & Amrane, S. (2019). Remote Monitoring of an Object using A Wireless Sensor Network Based on NodeMCU ESP8266. Indonesian Journal of Electrical Engineering and Computer Science, 16(3), 1154 - 1162.
Purnawan, P. W., & Rosita, Y. (2019). Rancang Bangun Smart Home System Menggunakan NodeMCU  Esp8266  berbasis  Komunikasi  Telegram  Messenger. Techno.COM,  18(4), 348 - 360.
Rofii, F., Hunaini, F., & Sholawati, S. (2018). Kinerja Jaringan Komunikasi Nirkabel Berbasis XBee pada Topologi Bus, Star dan Mesh. ELKOMIKA, 6(3), 393-404.
Sasono, S. H., Kusumastuti, S., Supriyanto, E., Widodo, S., & Azizcha, D. (2017). QoS Analysis of Wireless Sensor Networks for Temperature and Humidity Monitoring and Control of Soybean Seed storage Based IoT using NodeMCU. Journal of Applied Information and Communication Technologies (JAICT), 2(1), 1-11.
Shirsath, S., & Waghile, N. (2018). IoT Based Smart Environmental Monitoring Using Wireless
Sensor Network. International Journal of Advanced Research in Electrical, Electronics and Instrumentation Engineering (IJAREEIE), 7(6), 3023-3031.
Shun, W. G., Mariam , W., Hafiza, W., & Annuar, A. Z. (2020). Wireless Sensor Network for Temoerature and Humidity Monitoring Systems based on NodeMCU ESP8266. Dalam Advances in Cyber Security (pp. 262 - 273). Singapore: Springer.
Silveira, E., & Bonho, S. (2016). Temperature Monitoring Through Wireless Sensor Network Using  An  802.15.4/802.11  Gateway. International  Federation  of  Automatic  Control,
(pp. 120 -125). Elsevier.
Syafiqoh,  U.,  Sunardi,  &  Yudhana,  A.  (2018).  Pengembangan  Wireless  Sensor  Network Berbasis Internet of Things untuk Sistem Pemntauan Kualitas Air dan Tanah Pertanian. Jurnal Informatika : Jurnal Pengembangan IT (JPIT). 3(2), 285-289.