InComTech: Jurnal Telekomunikasi dan Komputer vol.13, no.3, Desember 2023, 233-247 http://publikasi.mercubuana.ac.id/index.php/Incomtech P-ISSN: 2085-4811 E-ISSN: 2579-6089
Kombinasi BLE dan Wi-Fi pada Node Jaringan Sensor Nirkabel untuk Aplikasi Smart Farming
Adi Pandu Wirawan * , Happy Nugroho
Teknik Elektro, Universitas Mulawarman, Jl. Sambaliung No. 09 Kampus Gunung Kelua Samarinda Kalimantan Timur *Email Penulis Koresponden: adipandu@ft.unmul.ac.id
Abstrak :
Isu  terkait produktivitas pertanian sering kali dijumpai di era modern,  salah  satu  penyebabnya  adalah  faktor  iklim  suhu dan kelembapan yang dapat mempengaruhi hasil pertanian sehingga diperlukan pemantauan real-time terhadap kondisi suhu  dan  kelembapan  tersebut  melalui  suatu  sistem monitoring . Konsep pertanian dengan memanfaatkan sistem monitoring ini  dikenal  dengan  nama smart  farming. Implementasi smart  farming dapat  dilakukan  melalui pemanfaatan  Jaringan  Sensor  Nirkabel  (JSN).  Dalam mengimpelementasikan  JSN  dilingkungan  pertanian diperlukan karakteristik JSN dengan konsumsi energi rendah serta  jarak  jangkauan  yang  jauh.  Pada  penelitian  ini  telah dibagun  sistem  JSN  yang  dapat  bekerja  pada  dua  jaringan radio berbeda yaitu Bluetooth Low Energy (BLE) dan Wi-Fi dengan tujuan untuk menyelesaikan permasalahan terhadap jarak jangkauan JSN dengan tetap mendapatkan keunggulan dalam  hal  penghematan  energi  dari  teknologi  BLE. Kombinasi  BLE  dan  Wi-Fi  ke  dalam  sistem  JSN  telah diimplementasikan ke dalam prototipe node sensor dan node koordinator. Sistem telah diuji untuk mengirimkan data suhu dan kelembapan dari sensor yang ditempatkan di lingkungan pertanian  ke server dengan  melewati  dua  protokol  yang komunikasi berbeda. Node sensor dapat mengirimkan data suhu, kelembapan dan level baterai melalui jaringan BLE. Node koordinator dapat meneruskan data dari node sensor melalui jaringan Wi-Fi. Melalui pengujian jarak jangkauan node JSN didapatkan jarak terjauh yang dapat dicapai antara node sensor  dan gateway adalah  sebesar  60  m.  Melalui pengujian kinerja jaringan didapatkan nilai PDR 100% saat interval waktu pengiriman atar paket lebih tinggi dari 300 ms serta dapat diketahui pula nilai throughput tertinggi sebesar 5.28 Kbps yang dapat dicapai saat interval waktu pengiriman atar paket 100 ms.
This is an open access article under the CC BY-NC license
Kata Kunci : JSN; BLE; Wi-Fi; pertanian;
Riwayat Artikel: Diserahkan 26 Juli, 2023 Direvisi 03 Agustus, 2023 Diterima 09 November, 2023
DOI : 10.22441/incomtech.v13i3.21800

## 1. PENDAHULUAN
Berbagai macam isu  terkait pertanian sering kali dijumpai di era modern seperti isu terkait produktivitas pertanian. Salah satu penyebabnya adalah faktor iklim suhu dan kelembapan yang dapat mempengaruhi hasil pertanian [1] sehingga diperlukan pemantauan real-time terhadap  kondisi  suhu  dan  kelembapan  tersebut.  Dalam praktiknya, pemantauan real-time tentu sulit untuk dilakukan tanpa bantuan suatu sistem monitoring sehingga aktivitas pertanian perlu bertransformasi dari pertanian konvensional  ke  pertanian  modern  dengan  memanfaatkan  teknologi  untuk menyediakan  suatu  sistem monitoring dalam  rangka  meningkatkan  produksi, efisiensi  dan  efektivitas  dilingkungan  pertanian. Konsep  transformasi  dari pertanian konvensional ke pertanian modern dengan memanfaatkan teknologi ini dikenal  dengan  nama smart  farming . Smart  farming merujuk  kepada  sebuah konsep pertanian modern dengan menggunakan bantuan teknologi informasi dan komunikasi pada mesin dan alat pertanian serta jaringan sensor untuk membantu dalam pengawasan proses produksi pertanian [2 , 3] . Implementasi smart  farming dapat  dilakukan  melalui  pemanfaatan  sistem monitoring jarak jauh melalui sistem Jaringan Sensor Nirkabel (JSN). Istilah JSN dapat diartikan sebagai suatu jaringan yang menghubungkan satu atau lebih node sensor  dengan node koordinator  atau sink melalui  komunikasi  nirkabel [4] .  JSN memiliki  keunggulan  dibandingkan  dengan  sistem monitoring populer  lainnya seperti Internet of Things (IoT). IoT memiliki persyaratan utama dimana koneksi internet  dibutuhkan  dalam  implementasinya  sedangkan  pada  JSN  dimungkinkan terjadinya  komunikasi  data  dalam  satu  jaringan  meskipun  tanpa  tersedianya konektivitas  internet.  Teknologi  JSN  dipandang  sangat  sesuai  diterapkan  pada smart  farming jika  digunakan  pada  daerah-daerah rural atau  pedesaan  yang cenderung  memiliki  konektivitas  internet  terbatas.  Daerah rural juga  sering menjadi pilihan utama lokasi pertanian skala besar karena biaya lahan yang lebih rendah serta area produksi yang lebih luas dibandingkan wilayah urban . Implementasi  JSN  pada  daerah rural membutuhkan  perangkat  yang  hemat energi serta jarak jangkauan yang jauh. Salah satu teknologi komunikasi nirkabel yang  sering  digunakan  pada  JSN  adalah Bluetooth  Low  Energy (BLE).  BLE merupakan  teknologi  komunikasi  hasil  pengembangan Bluetooth yang  memiliki keunggulan dalam hal penghematan energi. Dengan konsumsi energi yang rendah dapat meningkatkan lifetime sensor ketika menggunakan sumber daya baterai [5 , 6] . Disisi lain BLE memiliki kelemahan dimana jarak jangkauannya yang tergolong pendek [7-9] sehingga  akan  menjadi  permasalahan  bila  diimplementasikan  pada lahan pertanian di daerah rural yang cenderung memiliki lahan produksi yang luas dan memerlukan transmisi data jarak jauh.
Wi-Fi  merupakan  salah  satu  teknologi  komunikasi  nirkabel  yang  populer digunakan untuk mentransmisikan data dalam jarak yang jauh. Wi-Fi dipandang mampu  untuk  mengatasi  permasalahan  jarak  jangkauan  yang  dialami  oleh teknologi  BLE.  Implementasi  Wi-Fi  pada  wilayah  pertanian  juga  secara  model matematis terbukti dapat menjangkau hingga radius 100 m [10] . Untuk mengatasi permasalahan jarak jangkauan pada BLE dengan tetap mempertahankan konsumsi energi  rendah  dari  teknologi  tersebut  maka  dipandang  penting  untuk  melakukan penelitian yang mengkombinasikan teknologi BLE dengan teknologi Wi-Fi dalam satu  sistem  JSN.  Dengan  memanfaatkan  keunggulan  teknologi  Wi-Fi  untuk
Wirawan et al., Kombinasi BLE dan Wi-Fi pada Node Jaringan Sensor Nirkabel untuk …
komunikasi jarak jauh dan keunggulan BLE dalam hal lifetime diharapkan dapat memberikan  manfaat  dimana  penggunaan  baterai  pada node sensor  ( battery- powered node ) [11 , 12] memungkinkan untuk diimplementasikan sehingga node sensor  dapat  bertahan  lama  di  area  yang  minim  infrastruktur  listrik  dan  minim konektivitas internet.
Node koordinator merupakan salah satu perangkat yang dapat menjadi jembatan penghubung komunikasi antara node sensor dan gateway . Node koordinator sering juga disebut sebagai cluster head yang berperan untuk menerima data dari node sensor,  serta  sebagai  wadah  agregasi  data  dari  beberapa node sensor  yang terkelompokkan menjadi satu atau lebih cluster [13] . Node koordinator ini dapat difungsikan sebagai penghubung komunikasi antara jaringan BLE dan jaringan Wi- Fi  dimana  data  dari node sensor  akan  diterima  oleh node koordinator  melalui jaringan BLE dan diteruskan kembali melalui jaringan Wi-Fi untuk dikirimkan ke gateway terlebih dahulu sebelum sampai kepada server untuk kemudian disimpan pada database .
Implementasi dua jaringan radio BLE dan Wi-Fi ke dalam JSN tersebut tentu memiliki  tantangan  dimana  transmisi  data  harus  berjalan  diatas  dua  protokol komunikasi  yang  berbeda.  Atas  gagasan  dan  permasalahan  tersebut  maka dipandang  perlu  untuk  melakukan  penelitian  terkait  bagaimana  merancang prototipe node JSN  dengan  dua  jaringan  radio  BLE  dan  Wi-Fi  serta  melakukan pengujian kinerja hasil rancangan dalam hal jarak jangkauan dan kualitas layanan jaringan agar dapat digunakan pada aplikasi smart farming .

## 2. METODE
Tahapan penelitian yang dilakukan dapat dilihat pada Gambar 1. Tahapan yang dilakukan  diantaranya  merencanakan  jaringan  komunikasi,  melakukan  rancang bangun perangkat node JSN termasuk melakukan pemrograman pada development board menggunakan  Arduino  Web  Editor,  merancang server berbasis  web, melakukan pengujian sistem pengiriman data dengan bantuan aplikasi Postman dan Serial Monitor pada Arduino Web Editor, melakukan pengujian jarak jangkauan, serta mengukur kinerja jaringan berdasarkan parameter packet delivery ratio dan throughput untuk kemudian dilakukan analisis dan penarikan kesimpulan.

## 2.1. Perencanaan Jaringan Komunikasi
Pada penelitian ini diusulkan konsep dual radio network BLE dan Wi-Fi pada JSN seperti yang diilustrasikan pada Gambar 2. Jaringan terdiri dari node sensor, node koordinator, gateway dan server yang  masing-masing  terkoneksi  secara nirkabel. Node sensor  dan node koordinator  terkoneksi  melalui  jaringan  BLE sedangkan node koordinator dan gateway hingga server terkoneksi dengan jaringan Wi-Fi lokal.
Gambar 2. Konsep Dual Radio Network BLE dan Wi-Fi pada JSN
Node sensor  dirancang  untuk  mengirimkan  data  dari  sensor  suhu  dan kelembapan serta level baterai dengan struktur data yang mengacu pada protokol GATT  berupa  atribut  yang  terdiri  dari profile , service dan characteristic untuk kemudian  mengirimkan  notifkasi  secara  periodik  melalui  struktur  data  tersebut [15] . Rancangan struktur GATT pada node sensor dapat dilihat pada Gambar 3. Pada satu atribut struktur data yang dikirimkan oleh node sensor terdapat satu service yang  terdiri  dari  empat characteristic berbeda  yang  digunakan  masing- masing untuk mengirimkan data suhu, kelembapan, level baterai node sensor dan timestamp atau  penanda  waktu  pengiriman  paket.  Diperlukan  nomor  identitas khusus dalam melakukan pengenalan service dan characteristic kepada perangkat penerima.  Sesuai  standar  dari  GATT,  masing-masing  nomor  identitas  tersebut memiliki spesifikasi khusus yang telah diatur didalam sebuah identitas unik yang bernama Universally Unique Identifier (UUID). Detail UUID yang dipakai untuk masing-masing atribut struktur data dapat dilihat pada Tabel 1.
Wirawan et al., Kombinasi BLE dan Wi-Fi pada Node Jaringan Sensor Nirkabel untuk …
Tabel 1. Detail Atribut pada Node Sensor BLE Atribut UUID Properties  Value Service 6e400001-b5a3-f393-e0a9-e50e24dcca9E - - Characteristic 1 00002a6e-0000-1000-8000-00805f9b34fb Notify Data Suhu ( ℃ ) Characteristic 2 00002a6f-0000-1000-8000-00805f9b34fb Notify Kelembapan (%) Characteristic 3 00002a19-0000-1000-8000-00805f9b34fb Notify Level Baterai (%) Characteristic 4 6e400003-b5a3-f393-e0A9-e50e24dcca9e Notify Timestamp
Data suhu, kelembapan, level baterai dan timestamp yang dikirimkan oleh node sensor  akan  diteruskan  oleh node koordinator  melalui serial  port sebelum dikirimkan  melalui  jaringan  Wi-Fi,  sehingga  memerlukan  struktur  paket  data khusus.  Penanda  ( flag )  spesifik  diperlukan  untuk  dapat  membedakan  masing- masing jenis data sensor tersebut dari satu aliran data serial. Flag khusus lain juga diperlukan  untuk  menandai  awal  dan  akhir  paket  untuk  dapat  memberikan kemampuan  pada System  on  Chip (SoC)  dalam  mengenali  struktur  data  dan menampungnya ke dalam buffer sebelum dikirimkan ke gateway dalam bentuk satu paket data. Selain itu flag tersebut juga digunakan untuk melakukan filter terhadap data mana yang harus dikirimkan dan yang tidak perlu dikirimkan dari seluruh data yang ditransmisikan melalui serial port . Flag juga diperlukan untuk mempermudah parsing data pada server nantinya sebelum disimpan ke dalam database . Atas dasar tersebut  maka  dilakukan  perancangan  struktur  paket  data  yang  digunakan  pada node koordinator seperti ditampilkan pada Gambar 4 dan Tabel 2.
Gambar 4. Rancangan Struktur Paket Data pada Node Koordinator
Tabel 2. Detail Struktur Paket Data pada Node Koordinator Flag Fungsi # Penanda awal paket ( start flag ) T Penanda data sensor suhu K Penanda data sensor kelembapan L Penanda data level baterai W Penanda data waktu pengiriman paket @ Penanda akhir paket ( end flag )

## 2.2. Perancangan Perangkat Node Sensor
Komponen  utama node sensor  terdiri  dari microcontroller , radio  transceiver , sensor, baterai dan serial port. Node sensor dirancang menggunakan development board berbasis  ESP32.  ESP32  merupakan  SoC  yang  dapat  berperan  sebagai microcontroller sekaligus radio transceiver dengan kemampuan untuk melakukan komunikasi dalam jaringan BLE. Prototipe node dirancang untuk dapat membaca besaran  suhu  dan  kelembapan  dengan  menggunakan  sensor  AM2301.  Untuk kemudahan implementasi di area remote , node sensor akan dicatu menggunakan sebuah  baterai.  Dengan  sumber  daya  utama  menggunakan  baterai, node sensor memerlukan  suatu  indikator  yang  dapat  memantau  konsumsi  daya  agar  dapat diketahui  jika  sumber  daya  utama  akan  habis.  Untuk  mendapatkan  nilai  level
baterai  diperlukan  konversi  dari  pembacaan  tegangan  baterai.  Sebagai pengembangan  dari  model node sensor  yang  telah  dibuat  pada  penelitian sebelumnya [7] , akan ditambahkan transistor jenis MOSFET IRF9530 dan IRF530 serta  peningkatan  nilai  resistor  yang  lebih  tinggi  yaitu  10KΩ  dan  100KΩ  pada rangkaian pengukur level baterai dengan tujuan untuk menghemat konsumsi arus serta  mengurangi  arus  bocor  selama  pembacaan  tegangan.  Skematik  rangkaian node dapat dilihat pada Gambar 5. Daftar komponen serta koneksi ke pin General Purpose Input/Output (GPIO) ESP32  dapat dilihat pada Tabel 3.
Gambar 5. Skematik Rangkaian Node Sensor
Tabel 3. Daftar Komponen No. Komponen Fungsi Pin GPIO 1. ESP32 DOIT Devkit V1 Microcontroller, BLE Transceiver - 2. Sensor AM2301 Membaca suhu dan kelembapan D23 3. MOSFET IRF9530 Mengurangi konsumsi arus - 4. MOSFET IRF530 Switch rangkaian pengukur level baterai D5 5. Resistor R1 100KΩ, R2 10KΩ  Pembagi tegangan D4 6. Resistor R3 100KΩ Pull-up resistor - 7. Baterai CR2302 3x3V Sumber tegangan -

## 2.3. Perancangan Perangkat Node Koordinator
Node koordinator  dirancang  menggunakan development  board ESP32  DOIT DevKit V1 dan development board Wemos D1 Mini berbasis SoC ESP8266. ESP32 digunakan sebagai receiver BLE sedangkan Wemos D1 Mini digunakan sebagai transmitter node koordinator ke jaringan Wi-Fi. Kedua development board tersebut terhubung melalui hardware serial port pada pin TX dan RX masing-masing. Node koordinator  dicatu  menggunakan  sumber  tegangan  baterai  9V  yang  terhubung langsung dengan ESP32. Skematik rangkaian node koordinator secara keseluruhan dapat dilihat pada Gambar 6.
Development board Wemos D1 Mini diprogram untuk dapat mendeteksi start flag  dan end  flag ,  menampungnya  ke  dalam  satu  paket  data  serta  membaca Received Signal Strength Indicator (RSSI) seperti pada Gambar 7(a). Pada Gambar 6(b)  ditampilkan  juga  program  untuk  mengirimkan  paket  data  dengan  format Javascript Object Notation (JSON) yang standar digunakan pada HTTP Request
Wirawan et al., Kombinasi BLE dan Wi-Fi pada Node Jaringan Sensor Nirkabel untuk …
berbasis RESTful API [15] . Sesaat setelah end flag terdeteksi maka data RSSI akan ditambahkan  kedalam  paket  untuk  kemudian  dikirimkan.  LED built-in yang terdapat pada board diprogram untuk menyala sesaat setelah end flag terdeteksi dan mati ketika satu paket telah selesai dikirimkan melalui jaringan Wi-Fi. LED built- in ini menjadi indikator bahwa paket telah dikirimkan. Gambar 6. Skematik Rangkaian Node Koordinator
(a) (b) Gambar 7. Program Pendeteksian Start Flag , End Flag dan RSSI (a) serta Fungsi Pengiriman Paket Data melalui HTTP Request dengan Format JSON (b).

## 2.4. Perancangan Server
Server dirancang untuk dapat menyediakan layanan backend penyimpanan data pada database berbasis Laravel dengan metode RESTful Application Programming Interface (API).  Metode  ini  dianggap  mampu  menjadikan  layanan  berbasis  web yang  dapat  terintegrasi  dengan  berbagai  macam  sistem.  Arsitektur  yang simple, scalable dan  aman  menjadi  keutamaan  metode  ini  dipakai  sebagai  dasar perancangan  agar  dapat  dikembangkan  lebih  jauh  kedepannya.  Tabel  spesifikasi software yang digunakan untuk menyediakan layanan backend ditampilkan pada Tabel 4. Data yang diperoleh dari node sensor akan disimpan pada tabel di database MySQL. Rancangan struktur tabel ditampilkan pada Gambar 8.
Tabel 4. Spesifikasi Software No. Software Fungsi 1. Windows 10 Pro Sistem Operasi 2. XAMPP 3.3.0 Apache web service MySQL database service Database management 3. Composer 2.3.5 PHP dependency manager 4. Laravel 8.83.27 PHP framework 5. Postman 10.16 API tester 6. Git 2.35.1
Version control system
Gambar 8. Rancangan Struktur Tabel pada Database MySQL

## 2.5 Skenario Pengujian Sistem
Pengujian sistem terdiri dari pengujian jarak jangkauan dan pengujian kinerja jaringan.  Pengujian  jarak  jangkauan  bertujuan  untuk  mengetahui  seberapa  jauh sistem  dapat  bekerja  dengan  baik.  Seperti  ditampilkan  pada  Gambar  9,  terdapat jarak uji jangkauan BLE dan jarak uji jangkauan Wi-Fi.
Jarak uji jangkauan BLE telah ditentukan berdasarkan penelitian sebelumnya [7] sedangkan  jarak  uji  jangkauan  Wi-Fi  menjadi  bagian  yang  akan  dianalisis  pada penelitian ini. Node koordinator akan mengirimkan data melewati gateway menuju server melalui  jaringan  Wi-Fi  untuk  selanjutnya  dilakukan  pengujian  kinerja  di dalam jaringan melalui parameter packet delivery ratio (PDR) dan throughput [16].
Wirawan et al., Kombinasi BLE dan Wi-Fi pada Node Jaringan Sensor Nirkabel untuk …

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Rancang bangun berupa prototipe telah dilakukan. Selanjutnya prototipe yang dihasilkan perlu diuji untuk mengetahui bahwa sistem dapat bekerja sesuai dengan yang direncanakan. Pada bagian ini diuraikan hasil rancang bangun prototipe serta pengujian-pengujian apa saja yang dilakukan beserta hasil dan analisisnya.

## 3.1. Prototipe Node JSN
Prototipe node sensor  dan node koordinator  telah  selesai  diimplementasikan sesuai  dengan  skematik  rancangan.  Setiap development  board pada node telah diprogram  menggunakan  perangkat  lunak  Arduino  Web  Editor  pada  layanan Arduino Cloud. Node sensor dan node koordinator hasil implementasi ditampilkan pada Gambar 10.
(a) (b)
Gambar 10. Prototipe Node Sensor (a) dan Node Koordinator (b)

## 3.2. Pengujian Perangkat dan Sistem Komunikasi
Dilakukan  pengujian  pada development  board setiap node dan server untuk memastikan  tiap  komponen  bekerja  dengan  baik  dan  dapat  berkomunikasi mengirimkan data. Hasil pengujian diantaranya sebagai berikut:
1) Simulasi Pengiriman Data ke Server
Simulasi pengiriman data ke server perlu dilakukan untuk mengetahui bahwa server yang  dirancang  telah  siap  menerima,  mengolah  dan  menyimpan  data dilakukan  simulasi  menggunakan  aplikasi  Postman.    Paket  data  dikirimkan melalui  HTTP request ke  API back-end  server dalam  bentuk  JSON  dan didapatkan hasil HTTP response dengan status sukses (Gambar 11(a)) serta data yang telah tersimpan pada database (Gambar 11(b)).
(a) (b) Gambar 11. Simulasi Pengiriman Data melalui HTTP Post Request dengan Aplikasi Postman (a) dan Hasil Data Tersimpan pada Database MySQL (b)

## 2) Data Serial ESP32 Node JSN
Pengujian  pada  ESP32 node sensor  dilakukan  dengan  mengamati  Serial Monitor. Didapatkan hasil node sensor dapat membaca suhu, kelembapan dan level baterai seperti ditampilkan pada Gambar 12(a). Pengujian juga dilakukan pada  ESP32 node koordinator  dimana  notifikasi  yang  dikirimkan  dari transceiver node sensor  melalui  jaringan  BLE  dapat  diterima  dan  terbaca dengan baik seperti ditampilkan pada Gambar 12(b).
(a)                                                (b) Gambar 12. Serial Monitor Node Sensor ESP32 (a) dan Node Koordinator ESP32 (b)
3) Wemos D1 Mini Node Koordinator Pengujian  dilakukan  pada development  board Wemos  D1  Mini  dengan mengamati  Serial  Monitor  dan  indikator  LED built-in .  LED built-in telah diprogram untuk menyala setiap penanda akhir paket ( end flag ) terdeteksi dan mati ketika setiap satu paket telah selesai dikirimkan ke server melalui jaringan Wi-Fi. Hasil pengamatan menunjukkan node dapat terhubung ke jaringan Wi- Fi, membaca RSSI dan mengirimkan paket data sesuai format yang ditentukan serta diterima dengan sukses ditunjukkan dengan HTTP response berkode 200 seperti ditampilkan pada Gambar 13.
Wirawan et al., Kombinasi BLE dan Wi-Fi pada Node Jaringan Sensor Nirkabel untuk …
(a)                                                (b)
Gambar 13. Serial Monitor (a) dan Indikator LED (b) pada Node Koordinator Wemos D1 Mini

## 3.3. Pengujian Jarak Jangkauan Node JSN
Pengujian  jarak  jangkauan  antara node koordinator  dengan gateway telah dilakukan. Gateway merupakan  sebuah access  point yang  terkoneksi  nirkabel dengan node koordinator sebagai station dan sebuah laptop sebagai local server . Jarak  yang  diuji  merupakan  jarak  antara node koordinator  (B)  dan gateway (C) seperti ditampilkan pada Gambar 14. Sedangkan antara node sensor (A) dan node koordinator (B) telah ditentukan jarak optimal sebesar 10 m berdasarkan penelitian sebelumnya [7] .  Pengujian  dilakukan  mulai  jarak  B-C  10  m  kemudian  secara bertahap  memperpanjang  jarak  setiap  4  m  dengan  melakukan  HTTP request ke server dan mengamati HTTP response serta level RSSI pada Serial Monitor. Hasil pengujian ditampilkan pada Tabel 5.
Tabel 5. Hasil Pengujian Jarak Jangkauan Node JSN Jarak A-B (m) Jarak B-C (m) RSSI (dBm) HTTP Response Code Status Koneksi Server 10 10 -71 200 Tersambung 10 14 -73 200 Tersambung 10 18 -71 200 Tersambung 10 22 -77 200 Tersambung 10 26 -74 200 Tersambung 10 30 -83 200 Tersambung 10 34 -83 200 Tersambung 10 38 -80 200 Tersambung 10 42 -86 200 Tersambung 10 46 -84 200 Tersambung 10 50 -89 200 Tersambung 10 54 -92 -1 Terputus 10 58 -93 -1 Terputus
Pada tabel 5 dapat dilihat bahwa jangkauan optimal terjauh berada pada jarak 50 m dengan level RSSI berada pada nilai -89 dBm. Pada jarak lebih dari 50 m HTTP response menunjukkan  koneksi  ke server telah  terputus  sehingga  total  jarak jangkauan terjauh dari node sensor ke gateway adalah 60 m.
(a)
(b)                                                                   (c)
Gambar 14. Pengujian Jarak Jangkauan Node JSN (a). Tampilan dari Sudut Perangkat Gateway (b). Tampilan dari Sudut Perangkat Node Sensor (c).

## 3.4. Pengujian Kinerja Jaringan
Parameter  kinerja  suatu  jaringan  sensor  nirkabel  dapat  dilihat  dari  PDR  dan throughput [16] . PDR menunjukkan perbandingan antara paket data yang diterima dengan paket data yang dikirim seperti dituliskan pada (1).
Packet Delivery Ratio (PDR) = !"!#$ &#'(! )*!(+*,# !"!#$ &#'(! )*'*+*, × 100% (1)
Throughput menunjukkan besarnya jumlah data dalam satuan bit yang sukses terkirim dalam satu periode waktu seperti dituliskan pada (2). Besarnya jumlah data dapat dihitung dari panjang satu paket data dalam satuan bytes dikali panjang data tiap  satu  paket  ( l ).  Dengan  menggunakan  aplikasi  Postman  dapat  diestimasikan
Wirawan et al., Kombinasi BLE dan Wi-Fi pada Node Jaringan Sensor Nirkabel untuk …
panjang satu paket data ( l ) setiap kali pengiriman dari node koordinator adalah 112 bytes yang terdiri dari 83 bytes HTTP header dan 29 bytes data dari sensor yang dimodifikasi ke dalam HTTP body .
Throughput = $ × !"!#$ &#'(! )*!(+*,# ! × . /012 𝐾𝑏𝑝𝑠 (2)
Dimana, l : panjang data tiap satu paket yang dikirim (bytes) t : durasi pengiriman data (s)
Uji kinerja jaringan dilakukan pada jarak A-B sejauh 10 m dan jarak B-C sejauh 50  m.  Pengujian  dilakukan  dengan  mengirimkan  paket  data  secara  periodik  dari node sensor  pada  interval  waktu  pengiriman  ( packet  generation  interval )  yang berbeda-beda dengan durasi selama ± 60 detik setiap interval.  Hasil pengukuran dan perhitungan PDR dan throughput ditampilkan pada Tabel 6 dan grafik pada Gambar 15.
Tabel 6. Packet Delivery Ratio dan Throughput Interval (ms) Jumlah Paket Dikirim Durasi (s) PDR (%) Throughput (Kbps) 5000 14 60.3 100.00 0.20 3000 35 59.1 100.00 0.52 1000 74 60.2 100.00 1.08 500 136 60.5 100.00 1.97 300 216 60.6 100.00 3.12 100 376 60.5 97.07 5.28 50 377 60.5 96.02 5.24
Gambar 15. PDR dan Throughput terhadap Packet Generation Interval
Grafik PDR pada Gambar 15 menunjukkan bahwa terdapat penurunan nilai PDR ketika  nilai  interval  kurang  dari  300  ms.  Semakin  kecil  interval  menunjukkan semakin besar data dihasilkan dan semakin cepat data dikirimkan dalam satu satuan waktu  sehingga  sebagian  besar  paket  harus  menunggu  antrian  untuk ditransmisikan.  Antrian  yang  semakin  besar  dapat  menyebabkan  peningkatan jumlah paket yang dijatuhkan ( packet dropped ) sehingga PDR lebih rendah jika paket  dihasilkan  dengan  kecepatan  tinggi.  Interval  lebih  tinggi  dari  300  ms memungkinkan  paket  untuk  dikirim  tanpa  harus  antri  sehingga  kemungkinan packet dropped sangat kecil.
Grafik throughput pada Gambar 15 menunjukkan bahwa semakin besar interval maka nilai throughput cenderung semakin besar namun terdapat sedikit penurunan pada interval 50 ms, hal tersebut dapat disebabkan oleh limitasi kecepatan transfer data ( data rate ) pada physical layer atau hardware serta semakin menurunnya nilai PDR  karena  nilai throughput hanya  dihitung  berdasarkan  paket  data  yang  telah diterima.

## 4. KESIMPULAN
Prototipe node sensor  dan node koordinator  telah  diimplementasikan  pada sistem JSN. Sistem tersebut dapat bekerja pada dua jaringan radio BLE dan Wi-Fi. Node sensor dapat mengirimkan data suhu, kelembapan, level baterai dan penanda waktu  melalui  jaringan  BLE  kepada node koordinator. Node koordinator  dapat mengirimkan data RSSI serta meneruskan data dari node sensor ke dalam satu paket data melalui jaringan Wi-Fi. Dalam pengujian jarak jangkauan, bahwa dengan jarak antara node sensor dengan node koordinator sejauh 10 m didapatkan jarak terjauh yang dapat dicapai antara node koordinator dengan gateway adalah sebesar 50 m. Melalui  pengujian  kinerja  jaringan  sistem  JSN  didapatkan  nilai  PDR  100%  saat interval waktu pengiriman atar paket lebih tinggi dari 300 ms serta dapat diketahui pula nilai throughput tertinggi sebesar 5.28 Kbps yang dapat dicapai pada interval waktu pengiriman atar paket 100 ms. Dengan demikian, prototipe perangkat JSN dengan kombinasi dua jaringan radio BLE dan Wi-Fi yang telah dihasilkan dapat diterapkan  pada  aplikasi smart  farming untuk  menyediakan  layanan  sistem monitoring suhu  udara,  kelembapan  udara  dan  level  baterai node sensor  di lingkungan pertanian dengan radius sejauh 60 m.
Sistem  JSN  yang  dihasilkan  masih  memiliki  potensi  pengembangan  terutama dari  aspek  implementasi multi-node sensor,  analisis  konsumsi  energi,  kombinasi teknologi komunikasi lain seperti LoRa yang memiliki potensi peningkatan jarak jangkauan serta penggunaan SoC BLE lain seperti nRF51822 yang berpotensi dapat mengurangi konsumsi energi pada sistem JSN yang dapat dilakukan pada penelitian yang akan datang.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Ucapan terima kasih disampaikan atas dukungan pendanaan dan fasilitas yang diberikan oleh Fakultas Teknik Universitas Mulawarman dalam kegiatan penelitian dibawah Perjanjian Kontrak No. 6900/UN17.9/PT/00.03/2023.
Wirawan et al., Kombinasi BLE dan Wi-Fi pada Node Jaringan Sensor Nirkabel untuk …

## R EFERENSI
[1] R. Setiawan and D. Hariyono, “Pengaruh Beberapa Unsur Iklim (Curah Hujan, Suhu Udara, dan Kelembaban Udara) Terhadap Produktivitas Tanaman Jahe (Zingiber officinale),” Jurnal Produksi  Tanaman ,  vol.  10,  no.  12,  pp.  659-667,  Dec.  2022,  doi: 10.21776/ub.protan.2022.010.12.01.
[2] M.  Dhanaraju,  P.  Chenniappan,  K.  Ramalingam,  S.  Pazhanivelan,  and  R.  Kaliaperumal, “Smart Farming: Internet of Things (IoT)-Based Sustainable Agriculture,” Agriculture , vol. 12, no. 10, p. 1745, Oct. 2022, doi: 10.3390/agriculture12101745.
[3] J. Xu, B. Gu, and G. Tian, “Review of agricultural IoT technology,” Artificial Intelligence in Agriculture , vol. 6, pp. 10-22, 2022, doi: 10.1016/j.aiia.2022.01.001.
[4] A. Khalifeh, F. Mazunga, A. Nechibvute, and B. M. Nyambo, “Microcontroller Unit-Based Wireless Sensor Network Nodes: A Review,” Sensors , vol. 22, no. 22, p. 8937, Nov. 2022, doi: 10.3390/s22228937.
[5] É. Morin, M. Maman, R. Guizzetti, and A. Duda, “Comparison of the Device Lifetime in Wireless Networks for the Internet of Things,” in IEEE Access , vol. 5, pp. 7097-7114, 2017.
[6] A.  Muttaqin,  R.  A.  Setyawan,  and  Muslichin,  “Optimasi  Daya  Baterai  Menggunakan Bluetooth Low Energy pada Routing di Wireless Sensor Network,” Jurnal EECCIS , vol. 15, no. 2, pp. 62–67, 2021.
[7] A. P. Wirawan and H. Nugroho, “Perancangan Node Sensor Nirkabel Bluetooth Low Energy Bertenaga Baterai menggunakan ESP32 untuk Aplikasi Pertanian Cerdas,” TELEKONTRAN , vol. 11, no. 1, pp. 12-22, April 2023.
[8] A. M. Haka, V. P. Alaksieva, H. G. Valchanov, “Deployment and analysis of Bluetooth low energy network,” IOP Conference Series: Materials Science and Engineering , vol. 1032, no: 1, 2021, doi: 10.1088/1757-899X/1032/1/012016.
[9] T.  Nurhidayat,  Harjono,  Sugiarto,  and  T.  Ginting,  “Implementasi  Teknologi  iBeacon (Bluetooth Low Energi BLE) di Politama,” in Prosiding SNST ke-9 , 2018.
[10] L. García L, S. Viciano-Tudela, S. Sendra, and J. Lloret, “Practical Design of a WiFi-based Wireless Sensor Network for Precision Agriculture in Citrus Crops,” in Proceedings of the 19th International Conference on Wireless Networks and Mobile Systems (WINSYS) , vol. 1, pp. 107-114, 2022, doi: 10.5220/0011355300003286.
[11] D. J. Managas, I. A. Supriyono, dan H. Junianto, “Perancangan Sistem Pencegahan Pencurian Kendaraan  Bermotor  Berbasis  ESP32  pada  PT.  Suwarna  Dwipa  Maju,”  Technomedia Journal (TMJ), vol. 7, no.2, hlm. 216-230, 2022.
[12] A. Thoriq, L. H. Pratopo, R. M. Sampurno, and S. H. Shafiyullah, “Rancang Bangun Sistem Monitoring Suhu dan Kelembaban Tanah Berbasis Internet of Things,” Jurnal Keteknikan Pertanian (JTEP) , vol. 10, no. 3, pp. 268-280, 2022.
[13] S. W. Nourildean, “ZigBee-Based wireless sensor network topologies using one and multiple coordinators,” Peoridicals of Engineering and Natural Sciences , vol. 8, no. 3, pp. 1625-1640, August 2020.
[14] K. T’Jonck, B. Pang, H. Hallez, and J. Boydens, “Optimizing the Bluetooth Low Energy Service  Discovery  Process,” Sensors ,  vol.  21,  no.  11,  p.  3812,  May  2021,  doi: 10.3390/s21113812.
[15] A.  Ehsan,  M.  A.  M.  E.  Abuhaliqa,  C.  Catal,  and  D.  Mishra,  “RESTful  API  Testing Methodologies: Rationale, Challenges, and Solution Directions,” Applied Sciences , vol. 12, no. 9, p. 4369, Apr. 2022, doi: 10.3390/app12094369.
[16] M. K. U. Khan, K. S. Ramesh, “Effect on Packet Delivery Ratio (PDR) & Throughput in Wireless Sensor Networks Due to Black Hole Attack,” International Journal of Innovative Technology and Exploring Engineering (IJITEE) , vol. 8, no. 12S, pp. 428-432, Oct. 2019, doi: 10.35940/ijitee.L1107.10812S19.