Rancangan  sistem  tracking  armada  kelapa  sawit  menggunakan telekomunikasi mandiri metode penyimpanan data store dan forward
The  palm  oil  fleet  tracking  system  design  uses  independent telecommunications, store and forward data storage methods
Umar Tsani Abdurrahman*, Nurkholis, Iskandar, Pria Sukamto
*  Teknik  Informatika,  Sekolah  Tinggi  Teknologi  Muhammadiyah  Cileungsi,  Cileungsi,  Bogor,  Jawa  Barat, Indonesia
INFORMASI ARTIKEL ABSTRAK
Article History:
Submission: 25-02-2024 Revised: 13-05-2024
Accepted: 23-05-2024
Kata Kunci :
8266 IoT; GIS; starlink; remote area; asset tracking
Keywords: 8266 IoT; GIS; starlink; remote area; asset tracking
Korespondensi:
Umar Tsani Abdurrahman Umar.tsani @sttmcileungsi.ac.id Dalam rangka meningkatkan efisiensi operasional perkebunan sawit, salah satu  caranya  adalah  melakukan  pemantauan  armada  operasional perkebunan  melalui  sistem  IoT.  Berbeda  dengan  sistem  IoT  umumnya dimana  tersedia  akses  internet  atau  WIFI,  pada  perkebunan  sawit infrastruktur  telekomunikasi  tersebut  sebagian  besar  tidak  tersedia karena  berada  pada  lokasi  remote.  Oleh  karena  itu  artikel  ini  akan membahas  perancangan  IoT  berbasis  pada  jaringan  8266  Wifi  dan optionnya  dengan  LoRaWan.  Rancangan  ini  juga  akan  otomatis mensupport  jaringan  Starlink  melalui  koneksi  Wifi.  Rancangan  sudah diujikan dan berjalan dengan baik pada mode direct data transfer dari IoT device ke Wifi akses point terdekat. Sistem IoT juga secara otomatis akan menyimpan pengukurannya pada device untuk dikirimkan saat kapanpun Wifi  terdeteksi.  Kemampuan  penyimpanan  data  device  tersebut  pada rancangan  ini  dibuat  sampai  lebih  dari  1  Giga  items  atau  lebih  dari  10 tahun bekerja. Settingan untuk tiap device disimpan pada micro SD, begitu juga  semua  data  yang  belum  dikirim  ke  server,  ini  memudahkan  untuk deployment  dan  maintenance.  Pengembangan  berikutnya  yang  kiranya diperlukan adalah mode store and forward dari satu IoT device ke peer IoT device yang serupa yang dapat berjalan otomatis, sehingga coverage area dari  jaringan  dimana  unit-unit  beroperasi  secara  efektif  dapat  menjadi berlipat ganda.

## ABSTRACT
In order to increase the operational efficiency of palm oil plantations, one way is to monitor plantation operational fleets through the IoT system. In contrast to IoT systems in general where internet or WIFI access is available, in palm oil plantations the telecommunications infrastructure is mostly not available because it is in remote locations. Therefore, this article will discuss IoT design based on the 8266 Wifi network and its options with LoRaWan. This  plan  will  also  automatically  support  the  Starlink  network  via  a  Wifi connection. The design has been tested and runs well in direct data transfer mode from the IoT device to the nearest WiFi access point. The IoT system will also automatically save measurements on the device to be sent whenever Wi-Fi is detected. The data storage capability of the device in this design is made  up  to  more  than  1  Giga  items  or  more  than  10  years  of  operation.
Settings for each device are stored on the micro SD, as is all data that has not been sent to the server, this makes deployment and maintenance easier. The next development that is needed is a store and forward mode from one IoT device to a similar peer IoT device that can run automatically, so that the
Volume 5, Nomor 1, Juni 2024, hlm 27-33 INFOTECH: Jurnal Informatika & Teknologi p ISSN 2722-9378 | e ISSN 2722-9386 http://jurnal.sttmcileungsi.ac.id/index.php/infotech

## 28 Umar Tsani Abdurrahman, Nurkholis, Iskandar, Pria Sukamto
Solusi sistem tracking armada kelapa sawit dengan menggunakan jaringan telekomunikasi mandiri dan metode penyimpanan data store dan forward
coverage  area  of  the  network  where  the  units  operate  effectively  can  be doubled.

## 1. PENDAHULUAN
Lahan  sawit,  sering  kali  tersebar  di  daerah  terpencil  dengan  aksesibilitas  yang  terbatas, menemui kendala signifikan dalam hal telekomunikasi, internet, dan penerapan Internet of Things (IoT) [1] , [2] . Keterpencilan geografis menciptakan tantangan infrastruktur telekomunikasi yang serius.  Menara  sinyal  dan  jaringan  telepon  seluler  mungkin  terbatas,  mengakibatkan  daerah tersebut  memiliki konektivitas  yang  rendah.  Kondisi ini dapat  menghambat  lahan  sawit  untuk memanfaatkan  layanan  telekomunikasi  modern,  yang  merupakan  elemen  kunci  dalam meningkatkan efisiensi dan keberlanjutan dalam manajemen perkebunan kelapa sawit.
Selain  telekomunikasi  yang  terbatas,  akses  internet  yang  terbatas  di  daerah  terpencil  juga memperlambat implementasi teknologi Internet of Things (IoT) di lahan sawit. Solusi berbasis IoT, seperti  sensor  untuk  pemantauan  tanah,  cuaca,  dan  pertumbuhan  tanaman,  memerlukan konektivitas  yang  kuat  untuk  beroperasi  secara  efektif.  Keterbatasan  infrastruktur telekomunikasi dan akses internet menjadi penghalang untuk memanfaatkan potensi penuh dari solusi  IoT  yang  dapat  meningkatkan  efisiensi,  memprediksi  perawatan,  dan  mengoptimalkan manajemen lahan sawit.
Upaya  untuk  mengatasi  keterpencilan  dari  lahan  sawit  dapat  melibatkan  pengembangan infrastruktur telekomunikasi dan akses internet yang lebih baik, sekaligus mendorong penerapan teknologi  IoT.  Penggunaan  teknologi  satelit  dan  solusi  nirkabel  inovatif  dapat  memberikan alternatif  yang  efektif  untuk  mengatasi  kendala  geografis.  Dengan  meningkatnya  konektivitas, lahan  sawit  dapat  memanfaatkan  keuntungan  teknologi  berbasis  data,  meningkatkan  efisiensi operasional, dan mengambil langkah menuju pertanian yang lebih berkelanjutan.
IoT  device  dengan  menggunakan  8266  dalam  beberapa  tahun  ini  berkembang  pesat. NodeMCU  ESP8266  adalah  modul  WiFi  yang  memungkinkan  kita  sebagai  pengembang  untuk dengan  mudah  mengintegrasikan  konektivitas Internet  pada  proyek  Internet  of  Things.  Modul dimaksud dapat dilihat pada Gambar 1 .
Gambar 1 . 8266 Module [3]
Untuk memulai, langkah pertama yang perlu diambil adalah mempersiapkan perangkat keras dan lunak. Dari segi perangkat keras, kita memerlukan NodeMCU ESP8266, kabel USB micro, dan opsionalnya,  breadboard  dan  kabel  jumper.  Secara  perangkat  lunak,  Arduino  IDE  merupakan pilihan yang umum digunakan, dan perlu ditambahkan dukungan untuk ESP8266 agar kita dapat memprogram NodeMCU.
Setelah  perangkat  keras  dan  lunak  terpasang,  langkah  berikutnya  adalah  mempersiapkan NodeMCU. Hubungkan NodeMCU ke komputer menggunakan kabel USB micro, dan pastikan kita telah  memilih  board  dan  port  yang  sesuai  dalam  Arduino  IDE.  Langkah  selanjutnya  adalah mencoba  kode  contoh  sederhana,  seperti  contoh  Blink,  yang  memungkinkan  NodeMCU  untuk mengendalikan  LED.  Dengan  menggunakan  Serial  Monitor,  kita  dapat  memantau  output  dan memastikan bahwa NodeMCU berfungsi dengan benar.
Setelah berhasil menjalankan proyek sederhana, langkah berikutnya adalah mengeksplorasi proyek-proyek lebih lanjut. Mulai dari membaca sensor dan mengontrol perangkat fisik hingga mengimplementasikan  komunikasi  WiFi  untuk  mentransfer  data  antar  perangkat.  NodeMCU ESP8266 memberikan fleksibilitas yang tinggi untuk pengembangan proyek IoT, dan pemahaman
yang  lebih  mendalam  tentang  pemrograman  dan  fungsionalitas  perangkat  tersebut  akan membantu kita mengembangkan proyek IoT yang lebih kompleks dan inovatif.
NodeMCU ESP8266 memiliki kemampuan WiFi yang sangat berguna dalam konteks proyek Internet  of  Things.  Sebagai  sebuah  modul  mikrokontroler  yang  didukung  oleh  chip  ESP8266, NodeMCU memungkinkan kita untuk mengintegrasikan konektivitas nirkabel ke dalam proyek- proyek  kami  dengan  sangat  efisien.  Kemampuan  utama  NodeMCU  adalah  kemampuan  untuk terhubung ke jaringan WiFi, memungkinkan pertukaran data dan pengendalian perangkat secara nirkabel.
Pertama-tama, kita perlu memastikan bahwa NodeMCU terhubung ke jaringan WiFi. Dengan menggunakan Arduino IDE [4] , kita dapat dengan mudah mengonfigurasi pengaturan WiFi seperti nama jaringan (SSID) dan kata sandi. Setelah terhubung, NodeMCU dapat berkomunikasi dengan perangkat lain dalam jaringan yang sama. Ini membuka pintu untuk berbagai aplikasi IoT, mulai dari pemantauan lingkungan hingga pengendalian perangkat di jarak jauh.
Selain  itu,  NodeMCU  mendukung  protokol  komunikasi  nirkabel  seperti  MQTT,  yang memungkinkan  pertukaran  data  yang  efisien  dan  andal  antar  perangkat  IoT.  Ini  sangat bermanfaat  ketika  kita  ingin  membuat  sistem  yang  dapat  mengirim  dan  menerima  data  dari server  atau  perangkat  lain  di  internet.  Dengan  demikian,  kemampuan  WiFi  dari  NodeMCU membuka potensi besar untuk pengembangan proyek-proyek IoT yang terkoneksi secara online.
Sistem Store and Forward dalam konteks Internet of Things adalah strategi komunikasi yang mengizinkan perangkat untuk mengumpulkan dan menyimpan data secara sementara sebelum mengirimkannya ke tujuan akhir. Di lingkungan IoT, di mana perangkat dapat beroperasi dalam kondisi jaringan yang tidak stabil atau terbatas, pendekatan ini memberikan keandalan yang lebih tinggi dalam pengiriman dan penerimaan data.
Dalam implementasi sistem Store and Forward, perangkat IoT memiliki kemampuan untuk menangkap  data  dari  berbagai  sensor  atau  sumber,  dan  kemudian  menyimpannya  dalam penyimpanan  lokal  sebelum  mengirimkannya  ke  cloud  atau  server  pusat.  Ini  memungkinkan perangkat untuk berfungsi secara mandiri, bahkan ketika tidak ada koneksi jaringan yang aktif. Data yang dikumpulkan dan disimpan sementara tersebut dapat diatur untuk dikirimkan pada interval waktu tertentu atau saat koneksi jaringan menjadi stabil.
Keuntungan  utama  dari  sistem  store  and  forward  yaitu  kemampuannya  untuk mengoptimalkan penggunaan sumber daya, termasuk energi dan bandwidth. Perangkat IoT dapat menyesuaikan pengiriman data sesuai dengan kondisi lingkungan dan ketersediaan sumber daya, menghasilkan efisiensi yang lebih baik dan memungkinkan operasi yang lebih andal dalam situasi keterbatasan konektivitas. Seiring dengan meningkatnya kompleksitas jaringan IoT, sistem Store and Forward menjadi solusi krusial untuk memastikan keandalan dan efektivitas komunikasi data di seluruh ekosistem IoT yang terhubung.
Adapun  tujuan  penelitian  ini  yaitu  membuat  rancangan  telekomunikasi  prototype  untuk sistem  tracking  armada  penarikan  kelapa  sawit  menggunakan  telekomunikasi  menggunakan module NodeMCU ESP8266 untuk memantau 10 ribu sampai 15 ribu kendaraan.

## 2. METODE
Pada  tahap  awal  pengembangan  sistem  menggunakan  NodeMCU  ESP8266,  Arduino  IDE, modul GPS, dan modul penyimpanan SD card, langkah pertama yang ditempuh adalah pemilihan perangkat  keras  yang  sesuai  dengan  kondisi  lingkungan  yang  panas  dan  lembab.  Pemilihan NodeMCU ESP8266, modul GPS, dan modul penyimpanan SD card yang tahan terhadap kondisi ekstrem menjadi kunci dalam memastikan kehandalan operasional system [5] .  Modul SD Card dimaksud terlihat pada Gambar 2 .
Solusi sistem tracking armada kelapa sawit dengan menggunakan jaringan telekomunikasi mandiri dan metode penyimpanan data store dan forward
Gambar 2 . Micro SD module [6]
Setelah  pemilihan  perangkat  keras,  dilakukan  konfigurasi  Arduino  IDE  untuk  mendukung pengembangan  dengan  NodeMCU  ESP8266.  Integrasi  modul  GPS  dan  modul  penyimpanan  SD card  memerlukan  penyesuaian  agar  sistem  dapat  membaca  data  lokasi  dan  menyimpannya dengan efisien [7] .
Pengembangan  skrip  Arduino  menjadi  tahap  selanjutnya,  di  mana  perhatian  khusus diberikan pada pengelolaan input dari satu sensor analog dan lima sensor digital. Implementasi fasilitas store and forward menjadi kunci dalam menjaga integritas data ketika koneksi internet tidak stabil [8] .
Integrasi  sensor  analog  dan  digital  menjadi  langkah  selanjutnya,  dengan  sensor  tersebut dirancang untuk memberikan informasi  akurat  mengenai  lingkungan  sekitar. Sensor  suhu  dan kelembaban  tambahan  dapat  diaplikasikan  untuk  memahami  dinamika  lingkungan  yang  lebih luas [9] .  Optimalisasi  daya  menjadi  fokus  untuk  mendukung  kelangsungan  operasi  24  jam. Penggunaan strategi manajemen daya yang efisien, termasuk modul slee p dan kontrol daya yang cerdas, menjadi bagian integral dari pengembangan ini [10] .
Untuk Sensor pokok yang harus terpasang adalah penerima GPS, yang memungkinkan device melakukan tracking posisi kendaraan secara kontinyu 24 jam. Modul ini terlihat pada Gambar 3 .
Gambar 3 . GPS module [11]
Pengujian fungsional dilakukan terlebih dahulu di lingkungan simulasi yang mencerminkan kondisi panas dan lembab. Hasil dari pengujian ini digunakan untuk memvalidasi respons sistem terhadap  fluktuasi  kondisi  lingkungan [12] .  Proses  pengujian  dilanjutkan  di  lapangan  yang sebenarnya,  di  mana  pengumpulan  data  dilakukan  selama  periode  waktu  yang  panjang  untuk mengevaluasi performa dan keandalan sistem dalam kondisi nyata [13] .
Hasil  dari  pengujian  lapangan  menjadi  dasar  untuk  peningkatan  dan  perbaikan  sistem. Pembaruan firmware dan perangkat keras dilakukan berdasarkan evaluasi kinerja dan umpan balik dari pengujian lapangan [14] . Sistem diimplementasikan di lokasi yang ditentukan setelah melalui  proses  pengujian  dan  perbaikan.  Pemantauan  terus-menerus  dilakukan  untuk memastikan  keberlanjutan  operasi  selama  24  jam [15] .  Kesimpulan  dari  pengembangan  ini mencakup  kemampuan  sistem  dalam  memberikan  pemantauan  lingkungan  yang  handal  di lingkungan  panas  dan  lembab.  Proses  pemeliharaan  rutin  dilakukan  untuk  memastikan kelangsungan operasional system [16] .

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Dari  penelitian dan pembuatan  prototipe alat,  software  serta script  web  server  yang  telah dilakukan maka berikut adalah hasil yang didapatkan:
Gambar 4 . Screenshoot posisi kendaraan yg di record dengan alat yang dibuat secara kontinyu dan dikirimkan ke server.
Pada screenshot Gambar 4 terlihat dalam bentuk belah ketupat merah adalah posisi dan status dari  kendaraan  yang  dipantau  terlihat  Vehicle  ID:  TruckSawit007(long/lat:10657.94737,- 0624.0000).  Lokasi  dilakukannya  ujicoba  ada  di  sekitar  kampus  STTM  Cileungsi [17] .  Ujicoba dilakukan dengan mode realtime (ada signal Wifi disekitar alat). Adapun waktu yang diperlukan sampai data terlihat pada server dapat disimpulkan pada Tabel 1 .
Tabel 1 . mode penyimpanan data Kondisi Mode Waktu  sampai Data  Tersedia di server Kelengkapan data 1 Sinyal Wifi tersedia Real Time Realtime Data saat ini dan semua history data yg tersimpan pada memory di Alat (32 GB maks) 2  No Signal Store Disimpan di device Data disimpan pada satu file di sdcard pada device, sampai jumlah record diatas 2 milyar (50 tahun pemantauan)
Solusi sistem tracking armada kelapa sawit dengan menggunakan jaringan telekomunikasi mandiri dan metode penyimpanan data store dan forward Kondisi Mode Waktu  sampai Data  Tersedia di server Kelengkapan data 3 Signal Wifi dari Base (No Internet) Store & Forward Disimpan di device (mode Base) Data dipindahkan dari device ke device base (tipe device yg bisa menjadi penampung), kemudian di kirim ke server bilamana Internet tersedia
Dari perancangan sistem dapat digabungkan dengan Fleet management system atau sistem ERP karena sistem ini pada sistem server menggunakan PHP dan MySql. Device untuk pengiriman menggunakan semua hardware yang sudah tersedia secara komersil ( COTS or Commercial of The Shelves ) dan mudah dibuat oleh perakit pemula.
Untuk meningkatkan keandalan perlu dibuat enclosure atau casing dari hardware yang tahan terhadap  air dan debu, dengan casing tambahan standar IP 67 atau 68 seperti pada Gambar 5 berikut [18] .
Gambar 5 . Enclosure tahan air IP 68 [18]
Dengan  demikian  kemungkinan  untuk  solusi  ini  dapat  diterapkan  pada  kendaraan  yang berada pada medan berat menjadi sangat layak. Satu hal lagi mengenai testing penggunaan daya pada alat ini adalah sebesar rata-rata 25 ma pada sistem listrik 12 Volt atau sekitar 15 ma pada sistem  listrik  24  volt.  Secara  perhitungan  jika  batere/accu  dari  kendaraan  operasional mempunyai kapasitas 80 AH maka alat dapat  bekerja selama 80/0.015 (AH/A) atau 5300 jam nonstop tanpa kendaraan dihidupkan.
Dari rancangan dan implementasi alat, maka dihasilkan data pemantauan alat seperti terlihat pada  figure  4,  yang  ditandai  dengan  bentuk  belah  ketupat  merah  dimana  gambar  tersebut menunjukan  posisi  dan  status  dari  kendaraan  yang  dipantau  dengan  nama  Vehicle  ID: TruckSawit007(long/lat:10657.94737,-0624.0000).

## 4. SIMPULAN
Dari penelitian yang telah dilakukan dapat ditarik simpulan sebagai berikut: 1) Solusi ini cukup  matang  untuk  diujicobakan  pada  kendaraan  operasional  kelapa  sawit/pertambangan dimana  tidak  ada  ketersediaan  jaringan Gsm.  2) Server  dapat  dipasang  pada  jaringan  internet
publik  atau  LAN  perusahaan  yang  meningkatkan  aspek  keamanan  data.  3)  Dari  ekstrapolasi penggunaan sumberdaya server, disimpulkan bahwa satu server dapat memanage 10 ribu sampai 50 ribu alat/kendaraan. Akhirnya kesimpulan dan pengujian dari rancangan dan implementasi alat, maka dihasilkan data pemantauan kendaraan yang ditandai dengan bentuk belah ketupat merah  dimana  gambar  tersebut  menunjukan  posisi  dan  status  dari  kendaraan  yang  dipantau dengan nama Vehicle ID: TruckSawit007(long/lat:10657.94737,-0624.0000). dan sistem ini dapat pula  diintegrasikan  dengan  sistem  ERP  untuk  pengelolaan  sistem  yang  lebih  besar.  Sebagai tambahan sistem tracking  yang  dengan store  and  forward  ini  mampu untuk menyediakan  full history dari kendaraan yang dipantau walaupun jaringan internet tidak tersedia diseluruh area dan hanya hotspot yang tersebar di area private yang terbatas.

## REFERENSI
[1] M. A. Pahmi and N. Arsad, “Pemantauan programmable logic controller berbasis internet of things dengan menggunakan sistem notifikasi,” TEKNOSAINSJurnal Sains, Teknol. dan Inform. , vol. 10, no. 2, pp. 236–243, 2023.
[2] S. E. Cahyani, T. Rohana, S. Arum, and P. Lestari, “Implementasi fuzzy logic pada sistem pengairan sawah dalam meningkatkan efisiensi penggunaan air berbasis IoT,” INFOTECH J. Inform. Teknol. , vol. 4, no. 1, pp. 37–46, 2023.
[3] A. Shukla and R. Diwan, “IOT Based load Automation with Remote Access Surveillance Using ESP 32 CAMand ESP 8266 Module,” Ann. R.S.C.B , vol. 25, no. 3, pp. 6904–6914, 2021.
[4] M. I. Hafidhin, A. Saputra, Y. Ramanto, and S. Samsugi, “ARDUINO UNO,” JTIKOM , vol. 1, no. 2, pp. 59–66, 2020.
[5] et al Johnson, A., “Advancements in IoT Technologies for Environmental Monitoring,” J. IoT Res. , vol. 10, no. 2, pp. 78–92, 2017.
[6] A. Junaidi, F. A. Rakhmadi, A. Melati, and K. Triyana, “Design of Ammonia Gas Measurement System using TGS-826 Sensor , Arduino Nano Microcontroller , 16x2 LCD , and Micro SD Module,” PROC.INTERNAT.CONF.SCI.ENGIN , vol. 3, no. April, pp. 243–244, 2020.
[7] et al. Martinez, K., “Arduino IDE Configuration for Robust IoT Applications,” Int. J. Electron. , vol. 22, no. 4, p. 221–236., 2019.
[8] et al Robinson, H., “Store and Forward Mechanisms in IoT Systems: A Comparative Study,” J. Commun. Eng. , vol. 25, no. 1, p. 78–91., 2020.
[9] et al Chen, Q., “IoT Sensor Integration for Environmental Monitoring,” Sensors Actuators B , vol. 28, no. 2, pp. 789–801, 2021.
[10]  Z. Wang, Y., & Li, “Power Management in IoT Devices,” IEEE Trans. Power Electron. , vol. 23, no. 4, pp. 567–580, 2019.
[11]  M. Hakimi, B. Zohari, M. Fiqri, and B. Mohd, “GPS Based Vehicle Tracking System,” Int. J. Sci. Technol. Res. , vol. 10, no. April, 2021.
[12]   et al. Zhang, J., “Field Testing of IoT Systems in Harsh Environments,” J. F. Stud. , vol. 8, no. 1, pp. 32–45, 2017.
[13]  S. Patel, R., & Gupta, “System Improvement Strategies for IoT in Extreme Conditions,” Int. J. IoT Eng. , vol. 14, no. 2, pp. 112–127, 2021.
[14]   et al. Lee, H., “Continuous Monitoring of IoT Systems in Real-world Environments,” IEEE Trans. Environ. Monit. , vol. 22, no. 3, pp. 201–215, 2018.
[15]   et al Brown, M., “Field Deployment of IoT Systems: Lessons Learned,” J. IoT Implement. , vol. 5, no. 1, pp. 45–58, 2022.
[16]  S. Garcia, L., & Williams, “Sustainability and Maintenance of IoT Systems in Challenging Environments,” Sustain. Technol. J. , vol. 18, no. 2, pp. 89–104, 2023.
[17]  S. Coast, “OpenStreetMap,” Bull. Soc. Cart. , vol. 39, no. 1–2, p. 39, 2015.
[18]  S. R. Turns and L. L. Pauley, “Thermodynamic Properties, Property Relationships, and Processes,” Thermodynamics , pp. 39–144, 2020.