Abstrak —Sistem navigasi menggunakan teknologi GPS saat ini sudah  sangat  maju  ketika  digunakan  di  luar  ruangan.  Namun, sistem tersebut masih kurang akurat ketika digunakan di dalam ruangan.  Hal  tersebut  disebabkan  karena  GPS  tidak  bekerja dengan baik ketika berada di dalam ruangan. Di sisi lain, sudah ada  sistem  yang  dapat  menggantikan  GPS  untuk  studi  kasus  di dalam  ruangan,  salah  satunya  yaitu  sistem  indoor  localization berbasis Wi-fi . Memanfaatkan sistem indoor localization berbasis Wi-fi , dibuatlah sistem  navigasi yang dapat digunakan di dalam ruangan. Sistem indoor localization digunakan untuk menentukan posisi pengguna. Setelah posisi pengguna diketahui, rute terbaik menuju  tujuan  pengguna  ditentukan  dengan  bantuan  algoritma A*  dan  kompas  digital  digunakan  untuk  menentukan  arah kemana  pengguna  harus  pergi.  Studi  kasus  ini  dilakukan  di kampus Teknik Informatika ITS. Sistem indoor localization yang digunakan  untuk  menggantikan  fungsi  GPS  dalam  menentukan posisi  mampu  menghasilkan  presentase  rata-rata  akurasi pendeteksian lokasi sebesar 88,953%. Sedangkan untuk uji coba pencarian rute, sistem indoor navigation dapat memberikan rute terpendek pada semua kasus percobaan.
Kata  Kunci —Algoritma A*,  Indoor  Localization,  Indoor Navigation, Kompas Digital , Wi-fi

## I. PENDAHULUAN
AAT  ini  terdapat  banyak  bangunan  yang  tersusun  dari banyak lantai, puluhan bahkan ratusan kamar dan koridor. Terkadang  hal  tersebut  membuat  seseorang  merasa  kesulitan dalam  mencari  dan  menuju  sebuah  lokasi  di  dalam  sebuah bangunan.  Sistem  navigasi  diketahui  dapat  membantu menyelesaikan permasalahan tersebut. Berkat teknologi Global Positioning System (GPS), navigasi saat ini sudah sangat maju untuk  kasus  di  luar  ruangan,  tetapi  belum  ada  standar  khusus dan  belum  terlalu  umum  digunakan  untuk  kasus  di  dalam ruangan.
GPS  mempunyai  manfaat  yang  sangat  besar  pada  sistem navigasi, namun sistem  ini  memiliki  akurasi  yang rendah saat pengguna  berada  di  suatu  ruangan  atau  bangunan  [1].  Oleh karena  itu,  diperlukan  sistem  lain  yang  lebih  akurat  ketika digunakan  untuk  navigasi  di  dalam  ruangan.  Selain  GPS, kompas  adalah  salah  satu  alat  bantu  dalam  navigasi.  Kompas mampu  memberikan  rujukan  arah  tertentu,  sehingga  sangat
membantu  dalam  bidang  navigasi.  Seiring  dengan  kemajuan teknologi smartphone ,  kini  kompas  dapat  dibuat  pada perangkat mobile dengan platform Android  [2]. Dalam Tugas Akhir ini dibuat sistem indoor navigation yang memanfaatkan sistem indoor localization menggunakan sinyal Wi-fi . Sistem tersebut dapat menggantikan fungsi GPS sebagai penentu  posisi  pengguna.  Sistem indoor  localization menggunakan  sinyal Wi-fi memiliki  akurasi  yang  lebih  baik ketika  berada  di  dalam  ruangan  [3].  Setelah  posisi  pengguna diketahui, rute terbaik menuju lokasi tujuan pengguna akan dan ditampilkan  pada  peta.  Kompas  digital  digunakan  untuk menentukan arah kemana pengguna harus pergi. Studi kasus ini dilakukan di kampus Teknik Informatika ITS.

## II. TINJAUAN PUSTAKA
A. Location Based Service (LBS)
Location Based Services (LBS) atau layanan berbasis lokasi adalah  layanan  informasi  yang  dapat  diakses  melalui mobile device dengan menggunakan mobile network , yang dilengkapi kemampuan  untuk  memanfaatkan  lokasi  dari mobile device tersebut.  Layanan  berbasis  lokasi  dapat  digambarkan  sebagai suatu layanan yang berada pada pertemuan tiga teknologi yaitu: Geographic Information  System , Internet  Service , dan Mobile Device [4]. Salah satu contoh dari aplikasi yang menggunakan konsep LBS adalah aplikasi maps .

## B. Global Positioning System (GPS)
GPS  merupakan  singkatan  dari Global  Positioning  System yang  merupakan  sistem  navigasi  yang  dapat  memberikan informasi  tentang  sebuah  lokasi.  GPS  merupakan  teknologi yang  awalnya  digunakan  untuk  kepentingan  militer  dan sekarang dapat digunakan untuk kepentingan masyarakat biasa [4].  Posisi  sebuah  objek  yang  dideteksi  oleh  GPS  biasanya direpresentasikan dalam bentuk koordinat garis bujur dan garis lintang.  GPS  dapat  memberikan  informasi  lokasi  dengan menggunakan minimal 3 satelit.
C. Indoor Positioning System (IPS)
Indoor  Positioning  System (IPS)  adalah  teknologi  yang digunakan  untuk  mendeteksi  posisi  sebuah  objek  di  dalam

## Sistem Navigasi Indoor Menggunakan Sinyal Wi-fi dan Kompas Digital Berbasis Integrasi dengan Smartphone untuk Studi Kasus pada Gedung Bertingkat
Alifa Ridho Musthafa, R.V. Hari Ginardi, dan F.X. Arunanto Jurusan Teknik Informatika, Fakultas Teknologi Informasi, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia e-mail : hari@its.ac.id, anto@if.its.ac.id, alifa12@mhs.if.its.ac.id
S
ruangan. Teknologi ini dapat menggantikan fungsi GPS ketika berada  di  dalam  ruangan.  Tidak  seperti  GPS  yang memanfaatkan  satelit,  IPS  memanfaatkan  beberapa  teknologi lain,  diantaranya  RFID,  jaringan  seluler,  sinar  inframerah, Bluetooth, dan WLAN [4].

## D. Indoor Localization
Indoor  localization mempunyai  kemiripan  dengan Indoor Positioning System (IPS). Namun, ada perbedaan yang sangat jelas  antara  kata positioning dengan localization. Indoor positioning memiliki  akurasi  lebih  detail  dari  pada  teknologi indoor localization . Indoor positioning menentukan koordinat global dari sebuah lokasi (contoh: garis bujur dan garis lintang), sedangkan indoor  localization menentukan  koordinat  relatif (contoh: Kampus Teknik Informatika, Ruang Administrasi) [4].
E. Indoor  Localization  Menggunakan  Sinyal  Wi-fi  dan
Clustering Filtered K-Nearest Neighbors
Sistem indoor localization yang memiliki kemampuan untuk mendeteksi  lokasi  pengguna  di  dalam  ruangan  dengan menggunakan data kekuatan sinyal Wi-fi yang ditangkap oleh smartphone pada  ruangan  tersebut.  Hasil  yang  didapatkan adalah  informasi  lokasi  pengguna  seperti:  nama  ruangan  atau area lokasi keberadaan pengguna serta tingkat lantai dari lokasi tersebut.
Sistem  ini  telah  dikembangkan  pada  studi  kasus  pada Gedung Teknik Informatika ITS. Sistem memberikan performa yang  baik  dengan  persentase  rata-rata  akurasi  pendeteksian lokasi sebesar 93,21% untuk seluruh test area pada setiap lokasi uji coba [3].

## F. Android Studio
Android  Studio  adalah  sebuah  lingkungan  pengembangan resmi yang digunakan untuk mengembangkan perangkat lunak berbasis sistem operasi Android. Android Studio dapat berjalan di berbagai platform , seperti Windows, Linux dan Macintosh. Spesifikasi hardware minimal  yang  diharuskan  agar  Android Studio  dapat  berjalan  adalah  memiliki  2  GB  RAM,  memiliki sisa  penyimpanan  sebesar  2  GB,  dan  telah  terpasang Java Development Kit [5].

## G. SQLite
SQLite adalah sebuah open source database sangat terkenal pada perangkat kecil seperti Android karena cukup stabil. Pada platform Android,  SQLite  dijadikan  satu  di  dalam  Android runtime , sehingga setiap aplikasi Android dapat membuat basis data SQLite. SQLite menggunakan antarmuka SQL, sehingga cukup mudah untuk digunakan [6].

## H. Gedung Teknik Informatika ITS
Gedung Teknik Informatika ITS terletak di Jl. Teknik Kimia, Gedung Teknik Informatika, Kampus ITS Sukolilo, Surabaya. Gedung  ini  mulai  beroperasi  pada  tahun  2008  setelah sebelumnya  jurusan  Teknik  Informatika  menempati  gedung lama yang berjarak 500 meter ke arah barat dari gedung saat ini [7]. Gedung Teknik Informatika ITS ditunjukkan oleh Gambar 1.

## I. Kompas Digital Android
Kompas digital di ponsel dan tablet Android diaktifkan oleh sebuah  sensor  yang  disebut  sensor  magnet.  Sensor  tersebut digunakan untuk mengukur kekuatan dan arah medan magnet.
Gambar 1 . Gedung Teknik Informatika diambil dari sebelah utara gedung
Dengan menganalisis medan magnet bumi, sensor ponsel dapat menentukan orientasi yang cukup akurat [2].

## J. Algoritma A*
Algoritma  A*  digunakan  dalam  menemukan  lintasan terpendek pada suatu graf dan merupakan pengembangan dari algoritma Best  First  Search (BFS).  Sama  seperti  BFS, algoritma A*  juga  menggunakan  fungsi  heuristik. Biaya  yang diperhitungkan didapat dari biaya sebenarnya ditambah dengan biaya perkiraan. Algoritma A* adalah algoritma yang complete dan optimal. Hal  ini  berbeda  dengan Greedy  best-first  search yang  hanya  memperhitungkan  biaya  perkiraan  saja.  Dengan biaya  perkiraan  yang  baik,  algoritma  ini  dapat  menyajikan solusi yang optimal [8].

## III. ANALISIS DAN PERANCANGAN

## A. Analisis Sistem
Aplikasi  yang  dibangun  merupakan  aplikasi  berbasis perangkat bergerak Android. Aplikasi ini memiliki kemampuan untuk menentukan posisi, rute terbaik, dan arah perjalan untuk mencapai  lokasi  tujuan  pengguna.  Semua  informasi  tersebut akan disajikan pada layar smartphone pengguna. Kebutuhan utama dalam aplikasi ini antara lain:
1. pengguna dapat mengetahui posisi keberadaannya,
2. pengguna dapat melakukan navigasi.

## B. Perancangan Sistem
Arsitektur  sistem  pada  aplikasi indoor navigation ini ditunjukkan  pada  Gambar  2.  Berdasarkan  gambar  tersebut, perangkat bergerak berbasis Android dengan basis data SQLite digunakan untuk menjalankan beberapa kebutuhan  fungsional yang  berkaitan  dengan  proses  navigasi.  Perangkat  Android yang  digunakan  oleh  pengguna  diharuskan  memiliki  koneksi internet  yang  baik  agar  dapat  menghubungkan smartphone yang digunakan dengan sistem indoor localization . Sistem indoor localization yang  digunakan  merupakan sistem yang dikembangkan pada ASP.NET Web Service . Web
Service tersebut  dapat  diakses  dengan  http request dengan format yang sudah ditentukan dan mengembalikan teks dengan format XML yang berisi informasi lokasi pengguna. Informasi lokasi  pengguna  kemudian  digunakan  sebagai  titik  awal  pada pencarian rute menuju tujuan.
Gambar 2. Arsitektur Sistem
Gambar 3. Proses prediksi lokasi pengguna

## C. Perancangan Proses dan Alur Sistem
Proses yang dibangun pada sistem ini meliputi proses prediksi lokasi  pengguna,  proses  mencari  rute  terpendek,  serta  proses implementasi  kompas  digital  dan  panduan  arah.  Pada  proses prediksi  lokasi  pengguna,  data-data  mengenai  sinyal Wi-fi disekitar pengguna akan diambil dan dikirim ke sistem indoor localization . Setelah itu sistem indoor localization mengembalikan teks dengan format XML yang berisi informasi lokasi pengguna. Proses prediksi lokasi pengguna ditunjukkan pada Gambar 3.
Proses  mencari  rute  terpendek  pada  sistem  ini  dilakukan dengan  algoritma  A*.  Algoritma  tersebut  memerlukan perhitungan biaya heuristik.  Biaya  tersebut  dihitung menggunakan Manhattan distance yang ditunjukkan pada (1). Pada  persamaan  tersebut  nilai 𝑑(𝑥𝑦𝑧) merupakan  biaya heuristik  yang  ingin  diketahui.  Biaya  tersebut  dihitung
berdasarkan  selisih  absolut 𝑥 1 , 𝑦 1 ,  dan 𝑧 1 yang  merupakan koordinat node pertama dengan 𝑥 2 , 𝑦 2 , dan 𝑧 2 yang merupakan koordinat node kedua.
  2 1 2 1 2 1 z z y y x x xyz d       (1)
Gambar 4. Antarmuka splash screen dan home
Proses  implementasi  kompas  digital  dimulai  dengan mengaktifkan sensor orientasi pada perangkat Android. Sensor tersebut akan menghasilkan nilai azimuth yang digunakan pada proses  selanjutnya.  Nilai azimuth digunakan  untuk  memutar gambar  tampilan  kompas  dengan  bantuan  animasi  Android. Implementasi  panduan  arah  dilakukan  dengan  menentukan koordinat node pengguna  berada  saat  ini  ( current  node )  dan koordinat node selanjutnya  ( next  node ).  Koordinat  tersebut digunakan  untuk  menentukan  arah  kemana  pengguna selanjutnya harus pergi.

## IV. IMPLEMENTASI SISTEM
Pada bagian implementasi sistem, dibangun aplikasi berbasis perangkat bergerak  Android  yang diberi  nama  WIN.  Aplikasi WIN  dibangun  dengan  bahasa  pemrograman  Java  dengan menggunakan  Android  Studio  sebagai  IDE.  Aplikasi  WIN digunakan  untuk  menjalankan  berbagai  fungsionalitas  sistem yang  memiliki  beberapa  antarmuka,  yaitu  antarmuka splash screen , antarmuka home , antarmuka edit source , antarmuka edit destination , dan antarmuka navigasi.
Pada  antarmuka splash  screen ,  sistem  akan  mengaktifkan koneksi Wi-fi jika sebelumnya belum diaktifkan. Koneksi Wi-fi digunakan  untuk  mengambil  data-data  sinyal Wi-fi di  sekitar pengguna.  Antarmuka home adalah  antarmuka  yang  berisi rangkuman  informasi  titik  awal  dan  titik  akhir  dari  navigasi pengguna.  Proses  navigasi  juga  dapat  dimulai  dari  antarmuka ini.  Antarmuka splash  screen serta  antarmuka home ditunjukkan oleh Gambar 4.
Antarmuka  selanjutnya  adalah  antarmuka edit  source dan edit  destination .  Antarmuka edit source digunakan  untuk menentukan  titik  awal  navigasi.  Sedangkan  antarmuka edit
destination digunakan  untuk  menentukan  titik  akhir  navigasi. Setelah  pengguna  menentukan  titik  awal  atau  titik  akhir, pengguna akan kembali ke antarmuka home . Kedua antarmuka tersebut ditunjukkan oleh Gambar 5.
Gambar 5. Antarmuka edit source dan edit destination

## Gambar 6. Antarmuka navigasi
Antarmuka  yang  terakhir  adalah  antarmuka  navigasi.  Pada antarmuka tersebut pengguna dapat melihat informasi tentang posisinya  saat  ini  dan  posisi  dari  tujuan  akhir.  Selain  itu, terdapat  informasi  mengenai  rute  terpendek  dari  posisi pengguna  saat  ini  sampai  ke  tujuan.  Informasi  tersebut ditampilkan pada sebuah peta. Pengguna juga dapat mengganti tampilan  peta  sesuai  dengan  lantai  yang  diinginkan  melalui tombol yang disediakan. Antarmuka navigasi ditunjukkan oleh Gambar 6.

## V. PENGUJIAN TERHADAP PENGGUNA
Pengujian  terhadap  sistem  yang  telah  selesai  dibangun meliputi  pengujian  fungsionalitas  dan  pengujian  akurasi. Pengujian  fungsionalitas  dilakukan  dengan  metode blackbox .
Sedangkan  pengujian  akurasi  dilakukan  dengan  cara menggunakan aplikasi untuk melakukan navigasi pada keadaan sebenarnya.  Pengujian  ini  bertujuan  untuk  mengukur  tingkat akurasi sistem dalam membantu penggunanya saat menentukan posisi  pengguna  berada  serta  mencari  rute  terpendek  menuju tujuan.  Pengujian akurasi   menggunakan 6 skenario dimana
Tabel 1. Hasil pengujian fungsional No Nama Pengujian Hasil Pengujian 1 Menampilkan posisi pengguna Berhasil 2 Melakukan navigasi Berhasil Tabel 2. Hasil pengujian akurasi Skenario Akurasi (%) Rute 1 93,333 Terpendek 2 84 Terpendek 3 100 Terpendek 4 82,5 Terpendek 5 88,889 Terpendek 6 85 Terpendek Rata-rata Akurasi 88,953
perbedaan tiap skenario terletak pada titik awal dan titik akhir dari navigasi. Hasil dari pengujian fungsional ditunjukkan pada Tabel 1 dan hasil pengujian akurasi ditunjukkan pada Tabel 2.

## VI. KESIMPULAN/RINGKASAN
Sistem telah berhasil menjalankan semua fungsionalitas yang telah  dirancang  sebelumnya  seperti  menentukan  posisi pengguna dan melakukan navigasi. Sistem ini memiliki akurasi pendeteksian  posisi  yang  tergolong  tinggi  yaitu  sebesar 88,953%.  Sistem  yang  dibuat  juga  berhasil  memberikan  rute terpendek pada semua skenario uji coba.
UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis  A.R.M.  mengucapkan  terima  kasih  kepada  Jurusan Teknik  Informatika  Institut  Teknologi  Sepuluh  Nopember, Direktorat  Pendidikan  Tinggi,  Departemen  Pendidikan  dan Kebudayaan  Republik  Indonesia  yang  telah  memberikan dukungan  finansial  berupa  beasiswa  Bidik  Misi  tahun  2012- 2016.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  H.  Fredrick,  "Why  Doesn't  GPS  Work  Inside  a  Building?,"
OpposingViews.com, [Online]. Available: http://science.opposingviews.com/doesnt-gps-work-inside-building- 18659.html. [Diakses 25 Mei 2016].
[2]  Nick, "How to use an Android phone as a compass," [Online]. Available: http://www.phonearena.com/news/How-to-use-an-Android-phone-as-a- compass_id61926. [Diakses 14 Juni 2015].
[3]  M. F. Ghanianto, Implementasi Indoor Localization Menggunakan Sinyal Wifidan  Clustering  Filtered  K-Nearest  Neighbors  untuk  Pelacakan Keberadaan  Seseorang  dan  Evaluasi  Akurasi  Pelacakan  di  Kampus Teknik Informatika ITS, Surabaya, 2015.
[4]  N. Y. Arrifa, R. V. H. Ginardi and A. M. Shiddiqi, "Implementasi Indoor Localization  Menggunakan  Sinyal Wi-fi dan  Decision  Tree  untuk Pelacakan  Keberadaan  Seseorang  di  Kampus  Teknik  Informatika  ITS," Jurnal Teknik POMITS, vol. 2, pp. 33-40, 2014.
[5]  "Android  Studio  The  Official  IDE  For  Android,"  [Online].  Available: http://developer.android.com/sdk/index.html. [Diakses 9 Mei 2016].
[6]  "About  SQLite,"  [Online].  Available:  https://www.sqlite.org/about.html.
[Diakses 11 Juni 2016]. [7]  "Gedung dan Ruang Baca," [Online].
Available: http://if.its.ac.id/fasilitas/gedung-dan-ruang-baca/.  [Diakses  22  Juni 2016].
[8]  S. Russel and P. Norvig, Artificial Intelligence: A Modern Approach, New Jersey: Pearson Education, Inc, 2010.