## JURNAL TEKNIK INFORMATIKA
Halaman Jurnal: http://jurnal.stmik-dci.ac.id/index.php/jutekin/ Halaman LPPM STMIK DCI : http://lppm.stmik-dci.ac.id/
REVIEW OPTIMASI ENERGI PADA PROTOKOL INTERNET OF THINGS
(STUDI AWAL PERANCANGAN SISTEM TRACKING KENDARAAN BERBASIS INTERNET OF THINGS)
Nizirwan Anwar 1 , Budi Tjahjono 2 ,  Masmur Tarigan 3
Prodi Teknik Informatika Fakultas Ilmu Komputer Universitas Esa Unggul Email : nizirwan.anwar@esaunggul.ac.id 1 , budi.tjahjono@esaunggul.ac.id 2 , masmur.tarigan@esaunggul.ac.id 3

## ABSTRAK
Internet  of  Things  adalah  salah  satu  teknologi  yang  paling  cepat  berkembang. Dalam hal penggunaan dan inovasi, itu meningkat pesat. Banyak pengembangan sensor, Layanan,  dan  infrastruktur  dilakukan.  Karakteristik  sistem  IoT  yang  berbiaya  rendah, energi  rendah,  dan  pemrosesan  rendah  menimbulkan  masalah  ketika  ada  peningkatan jumlah  node  dan  volume  data.  Dengan  banyak  produksi  (pabrikan)  perangkat  yang dibangun  tanpa  memperhatikan  standardisasi.  Kondisi  ini  akan  menyebabkan  sistem turun,  mengurangi  tingkat  keamanan,  dan  pada  akhirnya  mengurangi  tingkat  Kualitas Layanan.
Kata kunci : Internet of Things, Optimasi energi, Biaya Rendah, Kendaraan, Tracking.

## I. PENDAHULUAN
Terdapat  3  (tiga)  komponen pembangunan Internet  of  Things (IoT) yaitu  sisi  Sensor,  Infrastruktur  Jaringan ( Hardware dan protocol ),
Layanan/ Services .  Permasalahan  muncul karena  perkembangan  atau scale-up mulai  dari  jumlah  titik  tersambung, volume  data  terkirim  dan  kebutuhan level kualitas yang semakin tinggi. Di sisi lain  karakteristik  dari  perangkat  adalah low  power,  low  cost,  low  storage  and low processing.
Dari  sisi  sensor  perkembangan didorong  oleh  perkembangan  teknologi elektronika.  Semakian  banyak  fungsi
konversi  data  fisika  ke  data  elektronik yang  dilakukan  oleh  sensor.  [1].
Kebutuhan  yang  meninggkat  dari  sisi fungsi dan jumlah menyebabkan munculnya  perangkat  sensor  tanpa memperhatikan standarisasi. [2][3].
Implementasi    IoT  berkembang  sesuai dengan  dinamika  masyarakat.  Muncul layanan  berbasis  IoT
baru  dan
pengembangan  seperti smart  home, smart  farming,  e-transportation dan lainnya. [4].
Munculnya    Aplikasi  berbasis  IoT akan  mendorong  pertumbuhan  Sensor dan  Pengguna.  Pertumbuhan  tersebut mendorong bertambahnya jumlah
koneksi  dan  aliran  data  antar  node menghasilan  kepadatan  lalu  lintas  data yang  semakin  besar.    Antisipasi  yang kurang  atau  salah  akan  mengakibatkan permasalahan kemacetan jaringan, latency ,  data  hilang  dan  sistem down . Masalah  tersebut  juga  menurunkan tingkat  keamanan  sistem  dari  serangan jaringan.[5].  Infrasturktur  IoT  akan memegang peran penting dalam menjamin  kehandalan  sistem  atau  level Quality  of  Service  layak.  Terdapat  dua komponen  utama  infrastruktur  jaringan yaitu  perangkat  keras  berupa  sistem transmisi  data  dan  manajemen  jaringan yang  di  dalamnya  adalah protocol . Network  protocol yang  digunakan jaringan  IoT  adalah  memanfaatkan infrastruktur  di  jaringan  computer.
Namun dalam perkembangannya
muncul protocol yang dibangun menyesuaikan karakteristik dari perangkat  dan  aplikasi  berbasis  IoT. protocol yang dibangun juga menyesuaikan  karakteristik  komponen pendukung  IoT  dan  dapat  dijadikan referensi/rujukan dasar dalam
penentuan  perangkat  sensor  dan end user equipment.
Permasalahan  utama  sebagian besar  sistem  IoT  adalah  bagaimana dapat  mengirimkan  data  dalam  waktu yang  cukup,  sumber  daya  infrastruktur komunikasi yang terbatas dan konsumsi energi  yang  minimal.  [6].  Cara  yang dapat  dipergunakan  adalah  dengan menentukan protocol pengiriman  data. Terdapat  2  (dua)  permasalahan  utama dalam
mengukur kehandalan
infrastruktur komunikasi yaitu :
1. Kecepatan pengiriman data 2. Optimalisasi konsumsi energi
Kedua  faktor  tersebut  sangat dipengaruhi  volume  data  dan coverage
area .

## II. PROTOCOL
Dalam  proses  pengiriman  data dalam  jumlah  besar,  tujuan  dan  asal yang banyak, infrastruktur yang heterogen,  format  data  yang  beragam perlu  sebuah  manajemen  komunikasi data yang baik. Salah satu bagian adalah penggunaan  sebuah  mekanisme  baku untuk  pengiriman  data.  Mekanisme tersebut  terdiri  dari  alur  pengiriman data  serta  format  data  terkirim. Mekanisme tersebut dinamakan sebagai Network protocol . Berkembang banyak Network
protocol Standar  dari  pabrik  perangkat komunikasi  maupun  asosiasi  bidang komunikasi.  Secara  umum protocol s dapat  didefinisikan  sebagai  sebuah formal  standard  yang  berisi  aturan, prosedur dan format data yang menjadi acuan  dalam  komunikasi  antar  dua perangkat atau lebih.
sistem  komunikasi  IoT memiliki karakteristik khusus dibandingkan komunikasi  perangkat  lain  seperti komputer  dan  smartphone.  Standarisasi perangkat yang belum lengkap,
perkembangan  titik  komunikasi  yang cepat  dan  perkembangan  perangkat baru dan beragam. Berkembang berbagai macam protocol sesuai dengan kebutuhan  sistem  IoT yang  dibangun. Berbagai  jenis protocol muncul  seperti data  link protocol s  like  NFC,  RFID,  LTE,
Wi-Fi, Zigbee, etc., and interact with the platform  and  with  the  application  levels through Internet communication technologies .[2], beberapa protocol yang dikembangkan oleh pabrikan dan perbandingan diantaranya [7] Perkembangan lain adalah munculnya Middleware yang di
dalamnya  terdapat desirable  protocol with  all  functionalities.  Middleware  for an IoT provides interoperability between the devices or applications. [8]. Tantangan selanjutnya adalah bagaimana membangun protocol
jaringan  yang  terbuka  yang  mengacu kepada security, scalability, mobility, and energi management  are  presented  in relation to their corresponding features [9]
Peneltian  dan  pengembangan protocol akan  terus  berlanjut  seiring dengan perkembangan dari layanan IoT, kepadatan  lalu  lintas  ( traffic )  data, munculnya  perangkat  perangkat  baru. Tuntutan  akan  kehadalan  sistem  juga mendorong  pengembangan protocol jaringan khususnya untuk IoT.

## III. PROTOCOL CLASSIFICATION
Beragamnya karakteristik protocol dari sisi fungsi, lingkup kerja, interoperabilitas  menjadikan  banyaknya sudut  pandang  dalam  pengelompokan protocol .  Berdasarkan  pendekatan  OSI Layer terdapat klasifikasi ( layer ) Transfer protocol , Data Link protocol . Pendekatan fungsi  terdapat  transfer protocol dan transmission protocol .[9] Pendekatan  klasifikasi protocol yang banyak digunakan adalah membagi
menjadi Application protocol dan Transport  protocol. Application protocol
adalah
standar yang
mengatur bagaimana  data  dari  Aplikasi/User terkirim  ke  perangkat  komunikasi  IoT. Sedangkan  Transport protocol adalah standar dalam pengiriman data dari satu titik ke titik yang lain. [8] Untuk transport protocol menggunakan teknologi yang
berkembang  di  jaringan  secara  umum. protocol yang ada di kelompok ini adalah UDP  dan  TCP.  Sedangkan  application protocol khsuus  berkembang  mengikuti
perkembangan  IoT.  Beberapa  metode pendekatan dalam pengelompokan atau klasifikasi  Application protocol dari  IoT [10]  adalah  XMPP,  MQTT  dan  COAP. Ketiganya  sangat  popular  dipergunakan sebagai protocol dari Aplikasi IoT. Pengembangan penelitian protocol mengacu  kepada  kebutuhan komunikasi  data  dan  permasalahannya. Constrained  Application  protocol (CoAP) dikembangkan  dengan  menambahkan mekanisme re-transmision untuk meningkatkan kehandalan sistem mobile [11]. Protocol Message Queuing Telemetry Transport (MQTT), merupakan  protokol  yang  ber-operasi upper  stack  TCP/IP  dan  saat  ini dikembangkan  dengan  menambahkan mekanime  SEQ,  untuk  meningkatkan kualitas  data  terkirim  atau  mengurangi data hilang. [10]
Selain  terkait  dengan  kualitas data,  pengembangan protocol dilakukan juga  untuk  meningkatkan  optimalisasi energi.  Salah  satu  peneltian  adalah mengembangkan routing protocol untuk mengurangi penggunaan energi. [12].
Dalam review protocol IoT ini akan focus pada pembahasan energi
awareness dari pengembangan protocol. Bagaimana protocol digunakan  untuk mengurangi konsumsi energi dari
perangat IoT.

## IV. ENERGI
Konsumsi energi adalah salah satu permasalahan  penting  di  implementasi Internet  of  Things .  Perangkat  IoT berukuran  kecil,  mobile,  durasi  kerja non-stop,  isu  sumber  daya  listrik menjadi permasalahan. Lemahnya jaringan akan mengakibatkan pemborosan bateray perangkat, mekanisme transfer data yang
complexity    and  sophiscated juga membutuhkan lebih banyak energi.

## Pengiriman  data  dari  sensor  ke
base  station membutuhkan  energi  dari sensor  yang  besar  [13]  IoT Network success  and  performance  enhancement depend heavily on optimization of energi consumption  that  enhance  the  lifetime of IoT [14]
Penelitian yang berkembang di sisi ini adalah :
1. Bagaimana  mengukur  kebutuhan energi  dari  sebuah  sistem  IoT. [12][3][1] 2. Bagaimana menurunkan konsumsi energi dari perangkat.[6] 3. Bagaimana korelasi antara energy awareness dengan reliability awareness .[14] Paper  ini  mengarahkan    pada ruang lingkup ( scope area ) pengembangan protocol untuk
optimalisasi energi.

## V. ENERGY MEASUREMENT
Peneltian terkait dengan optimasi konsumsi  energi  dalam  sebuah  sistem harus  diawali  dengan  menentukan  alat ukur yang valid dan akurat. Satu metoda pengukuran dengan manambahkan measurement  modul  di  tiap  perangkat [15].  Pengukuran  dilakukan  dengan mengukur daya yang dikonsumsi perangkat  dengan  variasi  protocol  WiFi. Hasil pentlitian menunjukkan perbedaan konsumsi  energi  perangkat  antara protocol WPA  dan  WPA1.  Pengukuran energi  dilakukan  untuk  proses  transfer data bukan pemrosesan data.
Pendekatan pengukuran lain adalah dengan penurunan model matematik  menggunakan  probabilitas kegagalan.  Penggunaan  energi  diukur menggunakan peluang
kegagalan batterai dalam  mendukung proses kerja infrastruktur IoT. [3].
VI.

## ENERGY OPTIMIZER
Efisiensi energi dari sistem berbasis  IoT  adalah  sebuah  keharusan.
Selain  dari  perkembangan  di  sisi elektronika  dalam  hal  penyediaan batteray  yang  powerfull  dan  perangkat yang hemat ( low) energi, perlu dikembangkan  pula  mekanisme  atau alur  pengolahan  dan  pengiriman  data yang optimal.
Penelitian tentang pengembangan efisinsei  energi  adalah  dengan protocol MAC  DL.  Konsep  nya  adalah  dengan memisahkan  sumber  data packet  loss dan  memberikan  mekanisme  koreksi yang berbeda. Protokol ini menghasilkan life  time perangkat  yang  lebih  panjang
dibandingkan dengan protocol lain. [16] Penelitian lain adalah pengembangan protocol Scalable Context-Aware Objective Function (SCAOF). protocol ini  membuat  sebuah routing  framework yang  fleksibel  f or Low-power  and  Lossy  Networks (RPL) [12].  sistem  yang  dibangun  mampu meningkatkan life time dari perangkat. Pengembangan lain adalah penggunaan IPv6 address auto- configuration yang merupakan substitusi dari  metoda  reduksi control  message . P rotocol ini  digunakan  di  RPL  network.
[6] Metoda  lain  yang  dikembangkan adalah Energy Efficient Routing Techniques . Dalam penelitian ini dilakukan perbandingan terhadap beberapa protocol routing.  [14] Semua  pengembangan  metode optimasi  energi  dilakukan  dengan karakteristik sebagai berikut :
1. Melakukan reduksi beberapa proses  atau  tahapan  yang  tidak perlu dalam pengiriman data atau koreksi data.
2. Mengembangkan konsep probabilitas  jalur  atau  route terdekat dalam pengiriman data. 3. Penjadwalan  perangkat  untuk menghemat konsumsi energi.
4. Pengembangan  dilakukan  melalui modifikasi protocol yang  sudah ada.

## VII. KESIMPULAN
Kecepatan perkembangan implementasi IoT sangat pesat. Peningkatan jumlah titik, ukuran jaringan dan volume data
mengakibatkan  peningkatan  konsumsi energi  yang  besar.  Kegagalan  dalam supply energi akan menurunkan kualitas layanan  sistem  tersebut.  sistem  akan down  jika  sumber  energi  drop,  error akan  muncul  dan vulnerability akan meningkat jika  terdapat perangkat yang energi drop. Perlu sebuah penelitian dan pengembangan  yang  focus  terhadap konsumsi energi.
Selain  pengembangan  di  sisi perangkat  elektronik  khususnya  bateray penyimpanan
dan komponen
semikonduktor  yang  hemat  energi, pengembangan  mekanisme  pegiriman data, dalam hal ini adalah protocol dapat menjadi solusi energi efisiensi dari IoT.
Masih  terbuka  lebar  penelitian  di optimasi konsumsi energi melalui
pengembangan potokol. Mengingat variasi  dan  beragamnya  infrastruktur sistem dan perangkat sensor yang ada di IoT.

## UCAPAN TERIMAKASIH
Ucapan  terimakasih  disampaikan kepada  pihak    pihak  yang  membantu pelaksanaan  penelitian.  Penelitian  ini dibiayai  oleh  Direktorat  Riset  dan
Pengabdian Masyarakat, Direktoriat Jendral Penguat Riset dan
Pengembangan Kementerian Riset,
Teknologi  dan  Pendidikan  Tinggi  sesuai dengan  kontrak  Penelitian  Nomor 14/AKM/PNT/2019  skema  Penelitian
Terapan  Unggulan  Perguruan  Tinggi (PDUPT)  tahun  2019,  kontrak  Penelitian
013/SP-P.Multi/LPPM/III/2019, dan mengucapkan  terima  kasih  kepada Bapak  Dr.  Ir.  Arief  Kusuma  AP,  MBA sebagai  Rektor  Universitas  Esa  Unggul dan  Dr.  Ir.  Husni  S.  Sastramihardja,  MT sebagai  Dekan  Fakultas  Ilmu  Komputer Universitas  Esa  Unggul,  Ibu  Dr.  Erry Yudha  Mulyani,  M.  Sc.  Sebagai  Kepala LPPM Universitas Esa Unggul, serta pada pihak–pihak  lain  yang  tidak  disebutkan satu  persatu  atas  dukungan  dan bantuannya.

## DAFTAR PUSTAKA
D.  Hortelano,  T.  Olivares,  M.  C.  Ruiz,  C. Garrido-Hidalgo,  and  V.  López,
“From sensor networks to
Internet of Things . Bluetooth low energy,  a  standard  for  this evolution,” Sensors (Switzerland) , vol. 17, no. 2, pp. 1–31, 2017.
A.  Bujari,  M.  Furini,  F.  Mandreoli,  R.
Martoglia,  M.  Montangero,  and D.  Ronzani,  “Standards  ,  Security and Business Models : Key Challenges  for  the  IoT  Scenario,” pp. 147–154, 2018. D. Deif and Y. Gadallah, “A comprehensive  wireless  sensor Network reliability  metric  for critical Internet of Things applications,” Eurasip  J.  Wirel.
Commun. Netw. , vol. 2017, no. 1,
2017.
K. N. Qureshi, “New Trends in Internet of
Things , Applications , Challenges
, and Solutions IoT,” Telkomnika , vol.  16,  no.  3,  pp.  1114–1119, 2018.
A.  Yang,  Y.  Li,  F.  Kong,  G.  Wang,  and  E. Chen, “Security Control Redundancy Allocation Technology  and  Security  Keys Based on Internet of Things ,” IEEE Access ,  vol.  6,  pp.  50187–50196,
2018. H.  Oh  and  S.  Lim,  “Light-weight  routing
protocol in IoT-Based inter-device
telecommunication wireless environment,” Int.  J.  Electr. Comput.  Eng. ,  vol.  6,  no.  5,  pp.
2352–2361, 2016.
O.  M.  Alliance,  “ Internet  of  Things protocol Comparison,”  pp.  1–22,
2018.
Y. J. Dhas and P. Jeyanthi, “A Review on Internet  of  Things  protocol and Service Oriented Middleware,” in 2019 International Conference on Communication and Signal Processing  (ICCSP) ,  2019,  pp.
0104–0108.
A.  Triantafyllou,  P.  Sarigiannidis,  and  T.
D.  Lagkas,  “ Network  protocol s  ,
Schemes  ,  and  Mechanisms  for Internet of Things ( IoT ): Features
, Open  Challenges , and Trends,” vol. 2018, 2018.
H.  Cheon,  H.  Jisu,  P.  Jin,  and  G.  Shon, “Design and Implementation of a Reliable  Message  Transmission sistem  Based  on  MQTT protocol in IoT,” pp. 1765–1777, 2016.
S. M. Chun and J. T. Park, “A mechanism for reliable mobility management for Internet  of  Things using CoAP,” Sensors (Switzerland) , vol. 17, no. 1, 2017.
Y.  Chen,  J.  P.  Chanet,  K.  M.  Hou,  H.  Shi, and  G.  de  Sousa,  “A  scalable context-aware  objective  function
(SCAOF)  of  routing protocol for agricultural  low-power  and  lossy networks (RPAL),” Sensors (Switzerland) ,  vol.  15,  no.  8,  pp.
19507–19540, 2015.
B.  A.  Ali,  “Trust  Based  Scheme  for  IoT Enabled  Wireless  Sensor,”  pp. 1061–1080, 2018.
K. Kumar, S. Kumar, O. Kaiwartya, Y. Cao,
J.  Lloret,  and  N.  Aslam,  “Cross- layer  energy  optimization  for  IoT environments: Technical advances  and  opportunities,” Energies , vol. 10, no. 12. 2017. A. Venckauskas, N. Jusas, E. Kazanavicius,  and  V.  Stuikys, “Identification  of  dependency among  energi  consumption  and Wi-Fi protocol security  levels within  the  prototype  module  for the IoT,” Elektron. ir Elektrotechnika ,  vol.  20,  no.  6, pp. 132–135, 2014. S.  Hamrioui  and  P.  Lorenz,  “Efficient medium  access protocol for Internet  of  Things applications,” Int. J. Commun. Syst. , vol. 30, no.
10, pp. 1–10, 2017.