## M onitoring Area Perkebunan Kopi dan Kubis Serta Pohon
Pelindung (Pinus) dengan M enggunakan Teknologi W SN (W irelesss Sensor Network ) dan Computer Vision
Muhammad Benny Chaniago Ari Purno Wahyu Wibowo Program Studi Sistem Informasi Program Studi Sistem Informasi Universitas Widyatama Universitas Widyatama Bandung Bandung benny.chaniago@ widyatama.ac.id ari.purno@ widyatama.ac.id
Abstrak-Perkebunan  merupakan  sebuah  area  atau  bidang  kegiatan  yang  dilakukan  oleh  petani  untuk bercocok  tanam.  Area  perkebunan  membutuhkan  pengawasan  dalam  prosesnya  dan  aktivitas   ini membutuhkan effort yang sangat besar oleh setiap petani. Dengan berkembangnya teknologi informasi saat ini,  ada  beberapa  teknologi  yang  dapat  diadopsi  oleh  petani  dalam  aktivitas  pengawasan  perkebunannya dengan menggunakan teknologi WSN dan computer vision . Kedua teknologi ini dapat menjadikan kegiatan petani lebih efektif dan efisien karena sistem pengawasan dapat dilakukan dari jarak jauh untuk memonitor kondisi  perkebunannya,  baik  dalam  kondisi  normal  ataupun  dalam  kondisi  tanaman  membutuhkan treatment dikarenakan kekurangan air atau terkena hama penyakit. Pada penelitian ini penerapan teknologi tersebut dapat membantu petani dalam mengelola perkebunannya menjadi lebih efektif dan efisien sehingga dapat  melakukan  panen  pada  perkebunan  dengan  produks i  lebih  banyak  lagi  dan  dengan  kualitas  yang semakin baik.
Keyword : WSN, Computer Vision, Perkebunan

## Article history:
Received: 20 Feb 2019 Received in revised form: 17 March 2019 Accepted: 23 April 2019 Available online: April 2019

## I. PENDAHULUAN
Perkebunan merupakan sebuah area atau bidang kegiatan  yang dilakukan oleh petani untuk bercocok tanam.  Indonesia  merupakan  sebuah  negara  agraris  yang  masih  mengandalkan  hasil  dari  perkebunan sebagai penyumbang devisa terbesar setelah migas dan sektor perik anan. Beberapa perkebunan produktif di Indonesia telah dilakukan sejak zaman kolonial belanda, dimana perkebunan kopi  dibuka  di  area yang strategis dengan dilengkapi oleh jalan raya dan sumber air. Jenis perkebunan produktif tersebut adalah kina, teh  dan  cokelat  sedangkan  perkebunan  baru  adalah  sawit  yang  banyak  dibuka  di   daerah  Sumatera  dan Kalimantan.
Area  perkebunan  saat  ini  sudah  sangat  banyak,  ada  yang  dikelola  oleh  swasta  dan  pemerintah. Dengan  bantuan  dari  pihak  tersebut  maka  sistem  peng awasan  dan  monitoring  dapat  dengan  mudah dilakukan karena didukung oleh dana dan peralatan yang modern, sedangkan masalah yang dihadapi saat ini adalah bagaimana membuat sebuah sistem monotoring perkebunan tradisional dan pada area lahan yang terbatas.  Lokasi  perkebunan  tradisional  banyak  yang  menanam  tanaman  yang  memiliki  nilai  jual  yang tinggi  dan  tidak  kalah  dengan  perkebunan    yang  dibuka  oleh  pihak  swasta  atau  pemerintah.  Perkebunan tradisional biasa dibuka dekat hutan lindung dan masih menyisakan pohon  nauangan, di daerah Jawa Barat khususnya  daerah  perkebunan  dibuka  pada    arae  dekat  dengan  perbukitan  dan  berundak -undak,  sebagai contoh daerah sekitaran kaki Gunung M anglayang, Gunung Puntang dan Sumedang. Hasil perkebunan kopi
tersebut  dirasa  belum  optimal  karena  luasnya  area  sehingga  diperlukan  waktu  yang  lama  dalam  proses pengawasan dan sistem pengaturan unsur lainnya seperti pupuk dan peng awasan terhadap hama penyakit.
Pada  perkembangan  teknologi  saat  ini,  beberapa  konsep  pertanian  m odern  banyak diimplementasikan dengan biaya dan teknologi yang lumayan mahal dan hanya terjangkau oleh perkebunan swasta dan pemerintah.
Penerapan  konsep  pertanian  modern  tersebut  mampu  meningkatkan  hasil  panen  dan  memotoring hasil  perkebunan  tersebut.  Paper  penelitian  ini  akan  menjelaskan  penerapan  sebuah  teknologi  pertanian modern  dengan  menggunakan  teknologi  komputerisasi .  Pada  area  perkebunan  akan  dipasang  beberapa sensor  dan  kamera  pengawas  yang  akan  mengirimkan  data  secara  paralel  dan  dapat  digunakan  secara mobile.  Teknologi  computer  vision  memungkinkan  dipergunakan  untuk  mend eteksi  hama  dan  penyakit yang  menyerang  pada  perkebunan  tersebut  sehingga  sistem  monotoring  dapat  terbantu  dan  menghem at waktu.  Agar sistem terbut bisa berjalan maka  diperlukan sebuah sistem yan g terintegrasi dan terkoneksi dengan  sebuah  server.  Pada  server  tersebut  tersimpan  database  jenis  tanaman  perkebunan  dan  penyekit yang  menyerang  serta  solusi  penanggulangannya.  Metode  computer  vision  yang  dipasang  pada  kemera langsung digunakan untuk melihat keadaan perkebunan secara langsung dan melihat kondisi tanaman serta jenis vegitasi yang menyerang tanaman tersebut. Area yang luas dan jauh dengan sumber arus listrik tidak memungkinkan digunakan, maka sistem sensor akan mengambil daya dari sebuah sol arcell yang dipasang pada  sensor  di  area  perkebunan.  Sistem  memiliki  keunggulan  yaitu  kemudahan  dalam  penempatan  dan penggunaan arus listrik yang rendah .

## II. LANDASAN TEORI
Tipe  identifikasi  menggunakan  teknik remote  sensing pada  area  perkebunan  menggunakan gelombang spectometer yang secara khusus bisa digunakan untuk mengidentifikasi tanaman. Pada beberapa aplikasi bisa dilihat dengan menggunakan pengaturan gelombang sensor yang diatur pada spectral library [1].
Identifikasi  tanaman  yang  sehat  dan  tidak  bisa  dilihat  akan  diklasifikasikan  dengan  menggunakan metode remote  sensing ,  yaitu    dengan  pengambilan  data  yang  bisa  dilakuka n  secara  digital,  dengan pendekatan  sistem  pengawasan.  Sistem  tersebut  bisa  digunakan  untuk  mendistribusikan  data  dan menyajikan  data  secara  geografis    yaitu   berdasarkan  data  lahan. Aplikasi  bisa  menampilkan  data  secara geografis mengenai data kesuburan dan kelembaban tanah dengan menggunakan teknologi kamera Landsat [2].
Teknologi remote sensing mampu digunakan untuk  mengoleksi data secara random yang diterapkan pada  sektor  pertanian.    Pemasangan  dan  penggunaannya  tidak  begitu  mahal.  Beberapa  sistem  sudah dikombinasikan  dengan  alat  drone   yang  digunakan  untuk  mengambil  rangkaian  citra  udara  sehingga mengurangi waktu monitoring dan pengawasan. Sistem pengambilan data secara realtime dan lebih presisi merupakan  keunggulan  tersendiri  dari  remote  sensing  dengan  estimasi  data  yang  diambil  berupa  data biomasa, jenis pohon, hasil panen dan penggunaan bahan organik lainnya  [3].
Penggunaan teknologi thermal imaging memungkinkan adanya transformasi atau perubahan energi yang diambil dari citra satelit. Informasi dari perubahan tersebut akan diimplementasikan dengan adanya perubahan pixel yang diambil dari sumber yang berbeda data yang biasa disebut dengan data fusion [4].

## III. METODE PENELITIAN

## Gambar 1.1 Metode Perancangan Monitoring Area Dan Tanaman Pe rkebunan

## Keterangan  :
Pada  Gambar  1.1  adalah  metode  perancangan  area  perkebunan  kopi  yang  dirancang  menggun akan teknologi  WSN  ( Wireless  Sensor  Network ),  sistem  tersebut  biasa  digunakan  di  perkotaan  sebagai pendukung program Smart City. Pada pengujian ini sistem digunakan untuk memonitoring area perkebunan yang sangat luas serta jangkauan area yang berbeda . Sistem WSN memudahkan pemasangan alat dan sensor pada  wilayah  perkebunan  dan  tempat-tempat  yang  tidak  bisa  dijangkau  oleh  kabel  dan  sumber  listrik. Sistem tersebut didukung dengan beberapa hardware dan software  sebagai berikut :

## a. Kamera
Kamera pada sistem ini bisa menggunakan kamera standar dan bisa digunakan pada kondisi di luar ruangan.  Pada  kamera  tersebut  akan  disiapkan  program thermal  imaging yang  akan  digunakan untuk mengambil data kondisi tanaman serta area perkebunan.
b. Mobile Phone
Mobile pada sistem ini digunakan untuk mendata dan mengecek tanaman secara langsung.

## c. Mikrokontroler
Pada sistem ini, mikrokontroler digunakan untuk perantara data yang diinput oleh kamera dengan alat sensor wireless. WSN yang dipasang secara paralel dengan jarak per 30 meter.

## d. Server
Server  pada  sistem  ini  digunakan  untuk  me nyimpan  data  hasil  monitoring   dan  menyimpan  data jenis  penyakit  yang  menyerang  kopi  serta  ta naman  kubis.  Data  yang  tersimpan  di  server  telah dirubah ke dalam kode bilangan matrik.

## e. Komputer
Pada  bagian  ini,  komputer  digunakan  untuk  menambah  data  dan  me nyimpan  hasil  monitoring perkebunan.  Hasil  tersebut  bisa  digunakan  untuk  penelitian  selanjutnya.  Data  yang  tersimpan dibagi  menjadi  dua  bagian  yaitu  data  training  dan  data  testing,  yang  berisi  jenis  penyakit  pada tanaman kopi dan kubis yang berupa foto gejala penyakit dan pengendalia nnya.
f. Wireles Sensor Network
Alat Wireless  Sensor  Network yang  digunakan  berupa  modul  wifi  dimana  modul  tersebut  akan berfungsi  untuk  mengirimkan  data  pada  server  melalui  cloud  computing,  sehingga  sensor  bisa dipasang di area dan bersifat flexible.
Tabel 1.1 Jenis Penyakit Pada Tanaman Kopi
Jenis penyakit Keterangan Hemelia Vastratix. B Penyakit yang menyerang daun kopi yang menyebabkan warna daun kopi menjadi berbintik -bintik dan kemudian menjadi hitam.
Pencegahan adalah dengan memberikan tanaman dan pemangkasan  pada daun kopi. Cendawan Akar Menyerang pada daun dan menyebabkan daun menjadi menguning dan lama kelamaan menjadi rontok. Pencegahan adalah dengan memberikan penambahan pupuk dan pemangkasan pada tanaman yang terkena penyakit. Nematode Pratylenchus coffea Penyakit ini menyerang daun serta batang pohon kopi yang menyebabkan daun pada pohon kopi menjadi kerdil dan menguning.
Pencegahan adalah dengan memisahkan tanaman yang terkena penyakit, memberikan bahan pupuk organik pada tanaman dan membersihkan pertumbuhan tanaman. Steptiadoderas hampei Ferr Penyakit ini menyerang pertumbuhan pada biji kopi, yang diseb abkan oleh hama. Steptiadoderas yang meletakan telurnya pada buah dan lama kelamaan menjadi keras dan mati. Pencegahan adalah dengan pemangkasan batang yang terkena penyakit. Pseudococcus citri Risso Ham a ini menyerang biji dan daun kopi. Hama tersebut biasa menyerang pada musim kering dan  menyebabkan tunas dan buah bergu guran. Pada daun terdapat bintik-bintik hitam sehingga daun dan pohon sekitarnya menjadi terinfeksi.
Pencegahan adalah dengan memberikan pohong naungan untuk tanaman baru .
Xylosandrees morstatii HAC Ham a tersebut termasuk hama pengerek dan  menyerang daun dan buah kopi.
Cabang dan ranting menjadi busuk dan mati. Pencegahan adalah dengan memotong ranting yang mati pada tanaman yang terinfeksi.
Tabel 1.2 Jenis Penyakit Pada Tanaman Kubis Jenis penyakit Keterangan Akar Pekuk (Plasmodiophora brassicae Wor.) Penyakit pada tanaman yang disebabkan oleh serangan oleh jamur. Pencegahan adalah dengan meningkatkan kadar pH dengan cara pengapuran dan  mengobati tanah dengan pupuk anti fungisida . Bercak Daun Alternaria (Alternaria brassicae) Sacc Penyakit yang disebabkan oleh hama daun dan jamur. Pencegahan adalah dengan mengobati tanah dengan pupuk anti fungisida dan memisahkan tanaman yang terkena penyakit.
Penyakit Busuk Hitam [Xanthomonas campestris pv. campestris (Pamm.) Dye] Penyakit yang menyerang hama dan batang tanaman yang menyebabkan batang tanaman menjadi coklat  dan mengering serta lama-kelamaan daun menjadi berguguran.
Pencegahan adalah dengan menyemprot tanaman anti jamur dan memisahkan tanaman yang terkena hama.
Penyakit Busuk Basah [Erwinia caratovora pv. caratovora (Jones) Dye] Ham a yang menyerang bercak daun kemudian menyebar pada tanaman sehingga bercak menjadi besar dan menyebabkan daun kubis menjadi lembab dan mati.
Pencegahan adalah dengan penanaman tanaman pada jarak yang tidak terlalu rapat, proses sanitasi dan pengendalian proses pas ca panen. Penyakit Kaki Hitam Phoma lingam (Tode ex Fr.) Desm.] Penyakit pada daun  menjadi berwarna bintik-bintik kehitaman. Daun muda yang tumbuh berwarna kemerahan. Pencegahan adalah dengan memisahkan tanaman yang terkena penyakit dan memperbaiki sistem sanitasi saat penyemainan tanaman .

## IV. IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN SISTEM
Gambar 1.2 Perkebunan Kubis

## Keterangan :
Pada  Gambar  1.2  adalah  pengambilan  sampel  pe rkebunan  kubis  yang  akan  digunakan  sebagai  uji  coba system. Sistem menggunakan teknik image processing yang akan digunakan untuk melihat keadaan kubis dengan melihat data inputan dari thermal imaging . Sistem kemudian akan menampilkan data bentuk visual warna dimana warna kubis yang sehat dan tidak terserang akan diindikasikan dengan warna biru, sedangkan kubis yang terserang penyakit akan diindikasikan oleh sistem dengan warna kuning.

## Gambar 1.3 Proses Pemisahan Secara Visual

## Keterangan :
Pada Gambar 1.3 adalah proses pemisahan image kubis dengan teknik segmentasi warna . Pada proses ini data  kubis  dipisahkan  oleh  sistem  dan  diberi  tanda  marking  dengan  bentuk  segitiga .  Komputer  secara otomatis akan mengkalkulasikan tiap data dan diameter tiap kubis  serta dicatat pada sistem dan tersimpan diserver.

## Gambar 1.4 Proses Thermal Imaging

## Keterangan :
Pada  Gambar  1.4  adalah  hasil  analisis  dengan thermal  imaging yang  berfungsi  mendeteksi  panas  dan tanaman  yang  kering.  Sistem  ini  memberikan  tampilan  secara  visual  dalam  kode  warna  dari  biru  hingga
merah.  Kondisi  menandakan  tanaman  masih  cukup  air  dan  dalam  kondisi  yang  baik,  sedangkan  warna merah menandakan beberapa tanaman dalam keadaan kering . Sistem ini akan membantu mengelola sumber daya penggunaan air sehingga lebih hemat.

## Gambar 1.5 Hasil Monitoring Pendataan Setiap Tanaman Kubis

## Keterangan :
Pada Gambar 1.5 adalah hasil monitoring tanaman kubis pada satu petak area pe rkebunan. Pada proses ini, sistem  akan  memberikan  penomoran  pada  tanaman  secara  visual   dan  data  dari  perkembangan  tanam an tersebut akan disimpan pada database.

## Gambar 1.6 Monitoring Tanam am Kopi Dan Pohon Penaung (Pinus)

## Keterangan :
Pada Gambar 1.6 adalah kondisi perkebunan kopi daerah Jawa Barat yang biasanya ditanam berbarengan dengan  pohon  pelindung.  Fungsi  pohon  pelindung  tersebut  berfungsi  agar  sinar  matahari  tidak  jatuh langsung pada tanaman, serta menjada kondisi tanah agar tidak longsor .

## Gambar 1.7 Monitoring Perkebunan Dan Area Pinus

## Keterangan :
Pada  Gambar  1.7  adalah  hasil  monitoring  dengan  menggunakan thermal  imaging pada  pohon  kopi  dan pinus. Pada gambar tersebut kondisi tanaman masih dalam kondisi aman dan cukup air .

## V. KESIMPULAN
Pada percobaan penelitian di atas, sistem monitoring daerah area perkebunan kopi dan kubis   serta pohon  pelindung  (pinus)  dengan  menggunakan  teknologi  WSN  ( Wirelesss  Sensor  Network )  dapat diimplementasikan pada area perkebunan kopi. Inputan data diambil dari kemera yang terpasang pada dua tempat  yang  berbeda  yaitu  pada  area  kopi  dan  tanaman  kubis.  Pada  tanaman  kubis  teknologi thermal imaging digunakan  untuk  melihat  kondisi  pertumbuhan  tanaman  dan  keadaan  tanahnya,  sedangkan  pada tanaman kopi teknologi thermal digunakan untuk melihat kondisi air dan suhu pohon naungan  dalam hal ini pohon pinus.
Pada tanaman kubis terletak secara berdekatan sehingga proses penggunaan segmentasi warna  pada data tanaman yang diambil dapat dilihat secara otomatis. Data pertumbuhan tanaman dilihat dari diameter tanaman kubis dan kondisi fisik secara langsung dengan parameter perhitungan “area” dan “size” . Area = melihat kondisi tanaman yang terjadi perubahan warna atau tidak, jika terjadi maka kemungkinan tanaman terserang hama. Sedangkan size = digunakan untuk melihat ukuran fisik tanaman jika terjadi perbedaan dan tidak ada perkembangan dengan tanaman yang lain maka kemungkinan terserang hama.
Saran untuk penelitian selanjutnya adalah karena alat ini bekerja dengan bantuan kamera dan sensor WSN  maka  diperlukan  proses  pemeriksaan  yang  berkala  serta  penggunaan  sumber  listrik,  karena  alat bekerja selama 24 jam . Pengaturan IP pada alat sensor dibuat secara berurut agar mudah saat pengecekan dan pemeriksaan serta yang terakhir pemeriksaan posisi kamera agar  ditempatkan pada area yang memiliki pandangan dan jarak jangkau yang luas.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  Jiménez,  M.,  ;  Díaz-Delgado,  R.,  "Towards  a  Standard  Plant  Species  Spectral  Library  Protocol  for Vegetation Mapping: A Case Study in the Shrubland of Doñana National Park," Geo-Info., vol. 4, no. 4, pp. 2472-2495, 2015.
[2]  Nellis, M. D, "Interpretation of thermal infrared imagery for irrigation water resource management," Journal of Geography , vol. 84, no. 1, pp. 11-14, 1985.
[3]  Mohan  Sridharan  ;  Prasanna  Gowda,  "Application  of  statistical  machine  learning  algorithms  in precision agriculture," Asian-Australasian Conference on Precision Agriculture.
[4]  Ozdogan,  M.;  Woodcock,  C.E.;  Salvucci,  G.D.;  Demir,  H.,  "Changes  in summer  irrigated  crop  area and  water  use  in  southeastern  Turkey  from  1993  to  2002:  Implications  for  current  and  futurewater resources," Water Resour., vol. 20, pp. 467 - 488, 2006.