Vol. 14. No. 02, Mei 2023: 67-71 http://publikasi.mercubuana.ac.id/index.php/jte p-ISSN: 2086 ‐ 9479   e-ISSN: 2621-8534

## Pemantauan Posisi Multi-Node Menggunakan Aplikasi GUI pada LoRaWAN
Adam Fiqih Ristanto, Pauladie Susanto, Yosefine Triwidyastuti, Musayyanah*

## Charisma Dimas Affandi, Fifin Ernawati
Teknik Komputer, Universitas Dinamika, Surabaya * musayyanah@dinamika.ac.id
Abstrak—  Perangkat  Internet  of  Things  (IoT)  merupakan perangkat  yang  terkoneksi  pada  jaringan  internet.  Salah  satu media transmisi yang low power berbasis IoT adalah LoRaWAN. LoRaWAN mampu menerima data dari banyak user pada jarak jauh  dan  terkoneksi  langsung  dengan  database  server  melalui internet.  Pada artikel ini, membahas mengenai monitoring posisi multi-node  pada  jaringan  LoRaWAN.  Terdapat  tiga  node, direpresentasikan sebagai end node. LoRaWAN sebagai satu node server  atau  disebut  LoRa  Gateway.  Pada  node  server  terpasang aplikasi  berbasis  Graphic  User  Interface  (GUI)  yang  dapat memantau posisi end node secara real time. Pengujian pada artikel ini, meliputi pengujian transmisi packet loss dari end node ke node server, dan pengujian aplikasi untuk memenuhi Human Computer Interaction (HCI). Hasil transmisi tiga node end ke LoRa Gateway berturut-turut  adalah  6,04%,  1,13%,  dan  1,9%.    Pengujian kelayakan  aplikasi  dari  segi  sudut  pandang  pengguna  telah memenuhi  standart  HCI  dengan  nilai  sangat  setuju  61%  dan setuju 50%.
Kata  Kunci—  Graphic  User  Interface,  Human  Computer Interaction, IoT, LoRaWan, LoRa, Node, packet loss
DOI: 10.22441/jte.2023.v14i2.002

## I. P ENDAHULUAN
Salah satu teknik memantau jarak jauh  dengan memanfaatkan teknologi berbasis Internet of Things (IoT). IoT menghubungkan  sensor, komputer,  jaringan, Radio  Frequency Identification (RFID),  sistem  tertanam,  dan  teknologi komunikasi [1]. IoT menawarkan teknologi dengan daya yang rendah, kecepatan transmisi tinggi pada jarak jauh, kompleksitas rendah,  dan  penerapan  perangkatnya  terjangkau.  Saat  ini, penerapan IoT dibarengi dengan Low Power Wide Area Network (LPWAN).  LPWAN  merupakan  salah  satu teknologi berdaya rendah  seperti  Sigfox,  Zigbee,  NB-IoT,  dan  LoRaWan. LoRaWan dapat terintegrasi dengan beberapa platform jaringan di  dunia,  penelitian  terkait  topik  ini  banyak  dilakukan  di  lima tahun terakhir ini [2].
LoRaWAN  menyediakan  mekanisme  komunikasi  banyak perangkat dan gateway. LoRaWAN dianggap salah satu solusi dari  permasalahan  IoT,  karena  terdapat  pengaturan Spreading Factor (SF)  yang  dapat  memperkecil jamming dari  proses komunikasi  untuk  nilai  SF  tinggi  [3].  Penerapan  IoT  dengan LoRa  telah  dilakukan  pada  [4]  dan  [5]  untuk  monitoring  data sensor  secara  jarak  jauh.  Kedua  penelitian  tersebut menggunakan perangkat LoRa sebagai satu perangkat pengirim dan  satu  penerima,  tidak  menerapkan  multi  komunikasi  antar perangkat. Pada artikel ini membahas kinerja LoRaWan sebagai
penerima  dari  multi  perangkat  pengirim  dan  monitoring  data posisi aplikasi GUI secara real time .

## II. P ENELITIAN TERKAIT
LoRaWAN  merupakan  teknologi  LPWAN  yang  banyak diadopsi oleh kalangan industri dan akademik saat ini, karena dapat  beroperasi  pada unlicensed frekuensi.  Pengaturan kecepatan,  konsumsi  daya  dan throughput dapat  disesuaikan dengan aplikasi IoT [6].  LoRaWan dianggap salah satu solusi dari  berbagai  permasalahan  IoT.  Banyak  penelitian  yang menggunakan  LoRaWan  seperti  pada  [7],  untuk  monitoring data  sensor  tekanan  darah,  kadar  glukosa  dan  suhu  tubuh  di lingkungan  urban  atau  perkotaan,  dengan  jangkauan  jarak  33 km 2 . Pada [8] mengimplementasikannya pada smart city untuk 20 perangkat pengirim dengan keberhasilan penerimaan 99%.
Graphical User Interfaces (GUI) membuat pengguna dapat berinteraksi  dengan  aplikasi  perangkat  lunak  melalui  elemen desain grafis seperti gambar, teks, dan widget [9]. Pemantauan data  terasa  mudah  dengan  perangkat  lunak  yang  terintegrasi dengan  perangkat  keras,  untuk  menampilkan  data  secara real time . Perlu adanya penilaian terhadap aplikasi yang telah dibuat yang dikenal dengan Human Computer Interaction (HCI). HCI merupakan  indikator  penilaian  kemudahan  atau  kepuasan penggunaan  terhadap  teknologi  atau  perangkat  lunak.  HCI bergantung  pada representative pengguna  atau  penilaian pengguna  [10].  HCI  dapat  dilakukan  dengan  menyebarkan angket  pada  pengguna  dengan  memberikan  daftar  pertanyaan terkait perangkat lunak tersebut.
Berdasarkan  penelitian-penelitian  tersebut  LoRaWan sangat  tepat  untuk  pemantauan  data  jarak  jauh.  Artikel  ini mengintegrasikan  perangkat  keras  dengan  perangkat  lunak dengan mentransmisikan data posisi secara real time . Perangkat keras  terdiri  dari  Gateway  dan  tiga  node  pengirim.  Perangkat lunak  adalah  aplikasi  GUI  untuk  memvisualkan  data  posisi tersebut.  Selain  itu,  artikel  ini  juga  menganalisa  skalabilitas performa  jaringan  Gateway,  dengan  tiga  perangkat  pengirim, memaparkan pembuatan aplikasi GUI dan menganalisi standar HCI dari aplikasi tersebut.
Kontribusi dari penelitian ini adalah membuat skenario dan algoritma  multi  komunikasi  antara  LoRaWAN  dengan  tiga node pengirim dengan mentransmisikan data posisi secara real time . Penelitian ini juga mengintegrasikan LoRaWAN dengan aplikasi  GUI  untuk  menampilkan  data  posisi  dalam  bentuk diagram konstelasi dua dimensi.
Bagian Bab I dan II membahas terkait urgenitas penelitian dari  artikel  serta  penelitian  terdahulu,  Bab  III  membahas
skenario  sistem  komunikasi,  Bab  IV  mengenai  analisis  dari hasil  pengujian.  Bab  V  adalah  kesimpulan  yang  kemudian diikuti dengan saran, ucapan terimakasi dan referensi.

## III. M ETODOLOGI P ENELITIAN
Gambar  1  merepresentasikan skenario  komunikasi perangkat  pengirim  yang  selanjutnya  disebut  node  pengirim, dengan  perangkat  penerima  yang  selanjutnya  disebut  node Gateway .  Berdasarkan  skenario  tersebut,  terdapat  tiga  node pengirim,  satu  node Gateway dan  satu  perangkat  lunak  untuk visualisasi data. Node pengirim terdiri dari mikrokontroler yang terhubung  langsung  dengan  LoRa  dan  sensor  GPS.  Node tersebut  akan  mengirimkan  data  berupa  posisi  dan  data  pilot sebagai identitas pembeda setiap node pengirim. Node Gateway merupakan salah satu media komunikasi LoRa yang terhubung dengan  internet.  Node  ini  mampu  menerima  data  dari  multi node  pengirim.  Selain  itu,  node Gateway juga  terhubung dengan  mini  komputer Raspberry  Pie untuk  proses  kompilasi dan running program. Operating system yang ada didalamnya juga terpasang aplikasi GUI dengan menggunakan library dari phyton yaitu  Tkinter.  Informasi  yang  ditampilkan  pada  GUI adalah berupa diagram konstelasi dua dimensi dari data posisi node  pengirim,  lokasi  dari  node  pengirim  dapat  dipantau dengan mudah.
Gambar 1. Perancangan Sistem Komunikasi

## A. Desain Tampilan GUI
Visualisasi tampilan bagian depan dari aplikasi GUI terlihat pada Gambar 2. Tampilan GUI tersebut memberikan informasi terkait identitas node pengirim, posisi node saat ini, dan waktu. Tampilan  Visual  GUI  ini,  muncul  secara real  time pada  mini komputer. Adapun tampilan menu GUI terdiri dari:
1. Combo  Box/  Box Ganda  yang  digunakan  untuk menampilkan  pilihan  node  pengirim,  yang  akan ditampilkan informasinya.
2. Multi Textbox menampilkan seluruh informasi data dan mencatat waktu terima data, data posisi sensor GPS.
3. Pada tautan Data Node menampilkan informasi posisi node pengirim pada google map.
4. Waktu  terima  data  dari  node  pengirim  pada  node Gateway .
5. Informasi waktu terima data dari node pengirim sampai ditampilkan pada aplikasi GUI.
Gambar 2. Tampilan Utama GUI

## B. Posisi Node pada Tampilan Map Koordinat
Data posisi node pengirim akan ditampilkan pada koordinat 2  dimensi longitude dan latitude ,  dengan  cara  melakukan double klik  pada  tautan  Data  Node.  Tampilan  posisi  node pengirim dapat dilihat pada Gambar 3.  Bagian vertikal adalah posisi latitude, sedangkan horizontal adalah longitude Tampilan koordinat akan terpisah dengan tampilan utama dari visual GUI.
Gambar 3. Tampilan koordinat dari node pengirim

## C. Algoritma Komunikasi Gateway
Komunikasi  node Gateway merupakan  komunikasi terpenting dari penelitian ini, dibuat sebuah algoritma Gateway dengan  tujuan  tidak  adanya  tabrakan  data  dari  ketiga  node pengirim  tersebut. Flowchart algoritma  ditunjukkan  pada Gambar 4. Data yang diterima dari setiap node pengirim oleh Gateway terdiri  dari  identitas  node  dan  data  GPS. Gateway mengaktifkan mode  receiver kemudian  terdapat  pengecekan data  setiap  node  pengirim  dengan  memastikan  data  yang diterima tidak null atau tidak kosong. Jika data tidak null, maka data diterima. Kemudian data tersebut dipisah antara identitas node pengirim dan data GPS untuk ditampilkan di aplikasi GUI. Kemudian Gatway kembali mengaktifkan mode receiver nya.
Node 2 Node 1 Node 3 La tit u d e Longitude
Gambar 4. Algoritma node Gateway

## D. Algoritma Tampilan GUI
Data  yang  sudah  diterima  dan  diolah  oleh  node Gateway , akan  diterima  di  bagian multibox GUI.  Data  dari Gateway disinkronkan dengan GUI dengan cara menyamakan tipe data data tersebut. Algoritma pada GUI ditunjukkan pada Gambar 5. Pada multi box GUI akan menampilkan data node dan data GPS dalam  bentuk  tautan . Ketika User mengklik  tautan  tersebut, maka data posisi dari node pengirim dapat dimunculkan pada form yang berbeda dari multibox utama dari GUI.
Gambar 5. Algoritma GUI

## IV. H ASIL DAN A NALISA
Hasil  pengujian  dan  analisis  dari  penelitian  ini  terdiri  dari paparan pembuatan aplikasi GUI, uji performa komunikasi node pengirim dengan node Gateway , dan penilaian HCI dari angket pengguna aplikasi GUI.

## A. Pembuatan Aplikasi GUI
Langkah  awal  membuat  GUI  adalah  inisialisasi  dan pembuatan  dimensi  awal  pada  GUI  seperti  pada  Gambar  6. Dimensi tersebut terdiri dari combo box , check button dan label terlihat pada Gambar 7. Combo box terdapat tiga pilihan node pengirim  dan view  all untuk  melihat  semua  data  dari  node pengirim seperti pada Gambar 8. Informasi dari node pengirim atau  semua  node  pengirim  terlihat  pada  Gambar  9  sampai Gambar  10.  Tampilan  data  posisi  ditunjukkan  dengan  visual dua  dimensi  informasi  node  pengirim  yang  ditunjukkan  pada Gambar  11  dengan  form  baru  dari  tampilan  utama  GUI, sedangkan  Gambar  12  menampilkan  informasi  seluruh  node pengirim.
Gambar 6. Tampilan kosong dari GUI
Gambar 7. Tampilan aplikasi GUI
Gambar 8. Tampilan menu node pengirim
Gambar 9. Tampilan menu combox node pengirim
Gambar 10. Tampilan menu combo box “View All”
Gambar 11. Tampilan form baru koordinat node pengirim
Gambar 12. Tampilan form baru “View All”

## B. Penilaian Pengguna pada Aplikasi GUI
Aplikasi  GUI  yang  didesain  perlu  dilakukan  penilaian dalam  mengoperasikan  aplikasi,  dengan  cara  menyebarkan angket.  Angket  terdiri  dari  delapan  belas  pertanyaan,  yang disebarkan  kepada  13  responden.  Parameter  penilaian  terdiri dari penggunaan teks dan font , latar belakang dan latar depan dari  GUI,  tombol-tombol  GUI,  struktur  menu  GUI,  efesiensi aplikasi  GUI,  fleksibilitas  dan robustness. Total  pertanyaan pada angket  terdapat 18 pertanyaan.  Kriteria penilaian Sangat
Setuju  (SS),  Setuju  (S),  Normal  (N),  Tidak  Setuju  (TS),  dan angat  Tidak  Setuju  (STS).  Hasil  Angket  terbanyak  pada penilaian  desain dan  efesiensi  dari  aplikasi, yaitu  61%  sangat setuju  dan  50%  setuju.  Hal  ini  menunjukkan  bahwa  aplikasi GUI  pemantau  data  node  wisatawan  memenuhi  standar  HCI. Hasil pengolahan angket disajikan pada Tabel 1.
Tabel 1. Hasil Angket Responden
No Parameter STS TS N S SS Suara Terbanyak 1 Text And Font Usage 0,0 7,7 23,1 30,8 38,5 SS 7,7 7,7 7,7 38,5 38,5 SS & S 2 Background And Foreground 0,0 0,0 30,8 46,2 23,1 S 7,7 0,0 7,7% 38,5 % 46,2 % SS
7,7 7,7 7,7% 38,5 % 38,5 % SS & S 3 Button
0,0 0,0 23,1 % 23,1 % 53,9 % SS
0,0 15, 4 0,0% 46,2 % 38,5 % S 0,0 15, 4 7,7% 15,4 % 61,5 % SS 4 Menu Sturcture And Navigation 0,0 0,0 30,8 % 23,1 % 46,2 % SS
0,0 0,0 7,7% 15,4 % 76,9 % SS 5 Learnability And User Friendly 0,0 15, 4 23,1 % 38,5 % 23,1 %
S
0,0 0,0 30,8 % 30,8 % 38,5 % SS
6 Flexibility
0,0 0,0 23,1 % 46,2 % 30,8 % S
0,0 0,0 23,1 % 23,1 % 53,9 % SS
0,0 7,7 15,4 % 53,9 % 23,1 % SS
7 Robustness
0,0 7,7 15,4 % 53,9 % 23,1 % S
7,7 7,7 15,4 % 30,8 % 38,5 % SS 7,7 7,7 0,0% 53,9 % 30,8 % S Presentase Jawaban Terbanyak SS = 61%; S = 50%
Perhitungan  pada  Tabel  1,  untuk  presentasi  angket  sangat setuju  (SS)  didapat  berdasarkan  persamaan  (1).  Presentasi angket setuju (S) dihitung sesuai persamaan (2).
SS(%) = 𝐽𝑎𝑤𝑎𝑏𝑎𝑛 𝑡𝑒𝑟𝑏𝑎𝑛𝑦𝑎𝑘 (1)𝑆𝑎𝑛𝑔𝑎𝑡 𝑆𝑒𝑡𝑢𝑗𝑢 𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑠𝑒𝑚𝑢𝑎 𝑝𝑒𝑟𝑡𝑎𝑛𝑦𝑎𝑎𝑛 𝑋 100% (1) = 11 18 𝑋 100%  = 61%
S(%) = 𝐽𝑎𝑤𝑎𝑏𝑎𝑛 𝑡𝑒𝑟𝑏𝑎𝑛𝑦𝑎𝑘 (2) 𝑆𝑒𝑡𝑢𝑗𝑢 𝐽𝑢𝑚𝑙𝑎ℎ 𝑠𝑒𝑚𝑢𝑎 𝑝𝑒𝑟𝑡𝑎𝑛𝑦𝑎𝑎𝑛 𝑋 100% (2)
= 9 18 𝑋 100%  = 50%

## C. Pengujian transmisi data pada LoRaWAN
Pengujian  loss  dari  transmisi  data  antara  node  pengirim dengan node G ateway dilakukan pada jarak 100 meter dengan durasi 5 menit. Data yang dikirimkan oleh setiap node pengirim sebanyak  260 byte .  Hasil  pengujian  yang  ditunjukkan  pada
Tabel  2.  Pengujian  ini  juga  merekam  waktu  proses  node Gateway menampilkan data pada aplikasi GUI.
Tabel 2. Hasil Pengujian Loss Node Packet_Loss T_proses N1 6,04% 0,045 detik N2 1,13% 0,09 detik N3 1,9% 0,04 detik Rata-rata 3,02% 0,058 detik
Berdasarkan  rata-rata packet  loss pada  Tabel  2,  kualitas komunikasi LoRaWAN dengan ketiga node pengirim tergolong sangat  baik.  Rata-rata  dari  T_proses  atau  waktu  proses node Gateway menampilkan  data  pada  aplikasi  GUI  sangat  cepat, dikarenakan kecepatan dari mini komputer pada node Gateway .

## V. K ESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  pengujian  dan  analisis  disimpulkan bahwa  LoRaWAN  mempunyai  performa  transmisi  data  yang sangat  baik  dengan packet  loss 6,04%  pada  node  pengirim  1 (N1), 1,13% pada node pengirim 2 (N2) dan  1,9% pada node pengirim  3  (N3).  Visualisasi  data  posisi  dari  aplikasi  GUI dengan rata-rata waktu komputasi yang sangat cepat yaitu 0,058 detik. Penilaian HCI dari GUI komunikasi multi-node mencapai 61% dengan angket sangat setuju dan 50% untuk angket setuju.

## U CAPAN T ERIMA K ASIH
Penelitian ini merupakan salah satu sub topik dari topik besar penelitian  hibah  Kementrian  Pendidikan  dan  Budaya
(Kemdikbud)  dengan  skema  Penelitian  Kerjasama  Antar Perguruan  Tinggi  (PKPT)  dengan  nomor  kontrak  004/ST- PPM/KPJ/VII/2021.
D AFTAR P USTAKA
[1] S.  W.  Nourildean,  M.  D.  Hassib,  and  Y.  A.  Mohammed,  “Internet  of things based wireless sensor network: a review,” Indones. J. Electr. Eng. Comput.  Sci. ,  vol.  27,  no.  1,  pp.  246–261,  2022,  doi: 10.11591/ijeecs.v27.i1.pp246-261.
[2] J. Haxhibeqiri, E. De Poorter, I. Moerman, and J. Hoebeke, “A survey of LoRaWAN  for  IoT:  From  technology  to  application,” Sensors (Switzerland) , vol. 18, no. 11, 2018, doi: 10.3390/s18113995.
[3] A.  Lavric  and  V.  Popa,  “A  LoRaWAN:  Long  Range  Wide  Area Networks study,” 2017 11th  Int.  Conf.  Electromechanical Power Syst. SIELMEN  2017  -  Proc. ,  vol.  2017-Janua,  pp.  417–420,  2017,  doi: 10.1109/SIELMEN.2017.8123360.
[4] R. Angriawan and N. Anugraha, “Sistem Pelacak Lokasi Sapi Dengan Sistem Komunikasi Lora,” pp. 33–39, 2016.
[5] E.  D.  Widianto,  “Rancang  Bangun  Sistem  Pemantau  Kualitas  Udara Menggunakan  Arduino  Dan  Lora  Berbasis  Jaringan  Sensor  Nirkabel,” no. 1, pp. 6–14, 2020.
[6] N. Matni, J. Moraes, H. Oliveira, and D. Rosário, “LoRaWAN Gateway Placement Model for Dynamic,” 2020, doi: 10.3390/s20154336.
[7] A. Mdhaffar, T. Chaari, K. Larbi, M. Jmaiel, and B. Freisleben, “IoT- based Health Monitoring via LoRaWAN,” no. July, pp. 6–8, 2017, doi: 10.1109/EUROCON.2017.8011165.
[8] S. J. Ossont, M. Apetroaie-cristea, and S. J. Cox, “LoRaWAN for Smart City  IoT  Deployments :  A  Long  Term  Evaluation,”  2020,  doi: 10.3390/s20030648.
[9] J.  Chen et  al. ,  “Object  detection  for  graphical  user  interface:  old fashioned  or  deep  learning  or  a  combination?,”  in Proceedings  of  the 28th ACM Joint Meeting on European Software Engineering Conference and Symposium on the Foundations of Software Engineering , Nov. 2020, pp. 1202–1214, doi: 10.1145/3368089.3409691.
[10]  S.  Seinfeld,  T.  Feuchtner,  A.  Maselli,  and  J.  Müller,  “User Representations  in  Human-Computer  Interaction,” Human-Computer Interact. , vol. 36, no. 5–6, pp. 400–438, 2021, doi:
10.1080/07370024.2020.1724790.