## JURNAL ILMIAH FLASH
Vol. 10 No. 1, Halaman: 31 - 35 Juni 2024

## SISTEM INTERNET OF THINGS (IOT) DETEKSI KEBAKARAN LAHAN PADA DAERAH TANPA INFRASTRUKTUR INTERNET
Maria R. Mauk 1 *, Stephanie I. Pella 2 , dan Hendro F J Lami 3 1,2,3 Prodi Teknik Elektro Fakultas Sains dan Teknik Universitas Nusa Cendana
* E-mail: rinmauk@gmail.com

## Abstrak
Tujuan  penelitian  ini  adalah  untuk  mendesain  sistem  internet  of  things  pendeteksian  dan  pelaporan  kejadian kebakaran dari daerah tanpa akses internet ke daerah dengan akses internet. Sistem ini dibangun menggunakan mikrokontroller  ESP  8266  dan  sensor  suhu  DHT11  keduanya  sebagai  sensor  node,  dan  Raspberry  pi  yang dihubungkan  dengan  modul  Lora  sebagai  gateway.  Pengiriman  data  antar  sensor  node  dan  gateway menggunakan IEEE 802.11n,  antar Lora gateway menggunakan Lorawan. Akses dan pengiriman data Sensor node menggunakan bahasa pemrograman C sedangkan Lora gateway dibangun menggunakan python dan juga terdapat sebuah basis data MySql  pada gateway penerima untuk menampung data-data hasil sensing sensor node,  PHP  My  Admin  untuk  insert  data  ke  basis  data  MySQL  dan  menampilkan  data  ke  website  uji.  Sistem kebakaran  di  desain  dengan  ketentuan  jika  tidak  ada  kebakaran  maka  setiap  30  detik  sensor  DHT11  akan mengirimkan  data  namun  jika  ada  kebakaran  maka  setiap  1  detik  sensor  akan  mengirimkan  data,  untuk pendeteksian kebakaran berdasarkan perubahan suhu yang terjadi dalam waktu yang singkat. Pengiriman data Lora gateway terbagi menjadi 2 bagian yaitu paket-paket regular dan critical sebanyak 9 data tetapi dalam kondisi critical lora akan tetap mengirim data. Hasil penelitian membuktikan dengan adanya penempatan lora gateway, data  dari  node  sensor  mampu  menjangkau  daerah  lain  walaupun  tanpa  akses  internet  dan  user  berhasil mengakses informasi dan data-data hasil publikasi sensor node melalui webserver
Kata kunci : Kebakaran, LORA , IEEE 802.11n , Gateway , Sensor Node

## PENDAHULUAN
Kebakaran  lahan  yang  sering  terjadi  di NTT  terutama  saat  musim  kemarau  yang mengganggu aktivitas manusia dan menimbulkan  banyak  kerugian  di  berbagai bidang.  Berdasarkan  data  dari  Kementerian Lingkungan  Hidup  dan  Kehutanan,  Nusa Tenggara  Timur  merupakan  provinsi  dengan kebakaran.  hutan  dan  lahan  paling  besar sepanjang  2020  dan  bertambah  luas  setiap tahunnya  [1].  Salah  satu  cara  menanggulangi kebakaran yaitu dengan melakukan pendeteksian tanda-tanda terjadinya kebakaran tersebut [2].
Disisi lain sistem komunikasi yang sudah berkembang menjadi jaringan layanan. Masing- masing layanan diproses server untuk kepentingan data pengguna dan juga perkembangan  internet  of  thing  yang  semakin meluas membuat perusahaan-perusahaan teknologi mengembangkan teknologi pengiriman  data  jarak  jauh  berdaya  rendah salah  satunya  Lora  dengan  protokol  Lorawan. Perkembangan  implementasi  aplikasi  IOT sampai  saat  ini  yang  sudah  dirasakan manfaatnya di berbagai bidang seperti layanan pertanian  [3],  Kesehatan  [4],  peternakan  [5],
transportasi  [6],  energi  [7]  dan  masih  banyak lagi.
Beberapa  penelitian  terdahulu  yang menggunakan  LORA,  contohnya  pada  [8] menerapkan  lora  guna  pengambilan  data sensor,  sumber  data  dipisahkan  berdasarkan zona tertentu dan pengambilan data dibedakan atas  topik  memakai  protocol  MQTT  kemudian dimasukan  di  basis  data.  [9]  merancang sebuah  komunikasi  berbasis  blynk  untuk pengambilan  data  antara  sensor  namun  pada sistem  ini  di  asumsikan  hanya  terjadi  pada daerah  dengan  dukungan  akses  jaringan internet.  [10]  merancang  sistem  MQTT  untuk monitoring suhu dan kelembapan, [11] mengintegrasikan  MQTT  dan  HTTP  dengan plant  pengaturan  kelembapan  tanah  pada daerah pertanian lahan kering, [12] menerapkan IOT green house dapat dimonitor dan  dikontrol  dari  jarak  jauh  melalui  jalur internet,.  Namun,  masih  banyaknya  daerah  di NTT  khususnya  pada  lahan  pertanian  yang belum  mendapatkan  layanan  akses  internet sehingga  diperlukan  pengiriman  data  yang mampu menjangkau daerah tersebut. Sehingga penelitian ini akan mengintegrasikan pengiriman  data  menggunakan  lora  dan
internet  untuk  komunikasi  antar  daerah  tanpa akses  internet  dengan  daerah  yang  sudah mendapatkan  layanan  akses  internet  untuk pendeteksian dan pelaporan kejadian kebakaran pada  lahan pertanian.
Penelitian  ini  meliputi  dua  fokus  utama. Pertama perancangan sistem deteksi kebakaran  lahan  menggunakan  ESP  8266 daqn sensor DHT11. Titik fokus kedua  adalah integrasi jaringan IEEE 802.11n dan LoRaWAN untuk pelaporan hasil deteksi.

## METODE PENELITIAN
Penelitian  dibagi  dalam  tiga  tahap  yaitu perancangan sistem, implementasi sistem dan pengujian sistem.
Perancangan sistem meliputi penentuan instrumentasi  penelitian  dan  desain  blok diagram  sistem.  Sistem  terdiri  dari  beberapa sensor  node,  sebuah  gateway  pengirim  di lokasi  pengindraan  dan  sebuah  gateway penerima  di  area  yang  dilayani  oleh  jaringan internet.  Sensor  node  terdiri  dari  ESP  8266 yang  terkoneksi  dengan  sensor  suhu  DHT11 mengirimkan  data  suhu  dan  kelembapan secara  periodik  ke  gateway  perngirim  melalui jaringan IEEE 802.11n dan kemudian disimpan pada basis data . Gateway pengirim terdiri dari Raspberry  Pi  yang  dilengkapi  dengan  modul LoRa  untuk  pengiriman  data  jarak  jauh.  Pada saat  tidak  terjadi  kebakaran  gateway  pengirim mengirimkan  data  suhu  secara  berkelompok. Pada  saat  kebakaran  terdeteksi  gateway pengirim  mengirimkan  data  suhu  segera setelah data diterima.  Pada gateway penerima ditempatkan  juga  sebuah  basis  data  dan webeserver sehingga pengguna dapat mengakses data pengindraan melalui jaringan internet. Blok diagram sistem dapat dilihat pada Gambar 1.
Gambar 1. Blok Diagram Sistem
Implementasi  dan  pengujian  sistem meliputi  implementasi  dan  pengujian  deteksi terjadinya  kebakaran,  pengiriman  data  dari node  sensor  ke  gateway  pengirim  dengan jaringan  IEEE  802.11,  pengiriman  data  antara gateway  pengirim  dan  gateway  penerima dengan  jaringan  LoRaWAN  dan  pembuatan basis data dan webpage.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## HASIL
Bagian  pertama dari implementasi sistem  adalah  deteksi  kebakaran  lahan.  ESP 8266  terhubung  dengan  sensor  DHT  sesuai konfigurasi pada Tabel 1 dan skrip pembacaan data dapat dilihat pada Gambar 2.
Tabel 1. Konfigurasi Pin DHT 11
DHT 11 ESP 8266 Pin VCC Pin 3,3 V Pin Out D1 Pin Ground Pin Ground
Gambar 2. Skrip pembacaan data DHT 11
Pengujian deteksi perubahan suhu pada jarak  tertentu  dari  titik  api  dan  jeda  waktu setelah patiterdapat titik api dapat dilihat pada Gambar 3.
Gambar 3. Pengujian Perubahan Suhu
Hasil  pengujian  menunjukkan,  dengan titik api kecil seperti pada Gambar 3, suhu naik sebesar  4,  3.8,  2  dan  1 derajat  Celsius  pada jarak  1,2,3,dan  4  m  pada  waktu  30  sekon setelah  api  menyala.  Tetapan  ini  digunakan pada  implementasi  pengambilan  keputusan terjadi kebakaran. Apabila kenaikan perubahan suhu  dalam  2  pengambilan  data  yang berturutan  lebih  kecil  dari  1 o C  maka  dianggap tidak terdeteksi titik api, status kebakaran aman (f=0)dan  pembacaan  data  suhu  dilakukan setiap  30  detik.  Apabila  kenaikan  perubahan suhu  dalam  dua  pembacaan  data  berturutan antara 1-3 o C maka status kebakaran waspada (f=1)  dan  jarak  antara  pembacaan  suhu ditingkatkan  ke  setiap  1  detik.  Apabila pembacaan  kenaikan  suhu  menunjukkan perubahan  lebih  besar  dari  3 o C  dari  pertama kali  memasuki  status  waspada  makan  status
float s = dht.readTemperature(); int h = dht.readHumidity(); Serial.print("suhu saat ini :"); Serial.print(s);

## Sistem Internet of Things (IoT) Deteksi Kebakaran Lahan pada Daerah Tanpa
Infrastruktur Internet
Mauk 1 *, Pella 2 , dan Lami 3 33
berubah  menjadi  positif  kebakaran.  Status kebakaran akan kembali ke aman (f=0), dengan asumsi api berhasil dipadamkan. apabila terjadi penurunan  suhu  sebesar  1 o C  dalam  selang waktu 30 detik pada saat f=1 atau f=2. Hasil pengujian sistem deteksi kebakaran dapat dilihat pada Gambar 5. Status kebakaran  bernilai  0  pada  saat  diasumsikan tidak  terjadi  kebakaran,  bernilai  1  apabila diwaspadai  terjadi  kebakaran  dan  2  apabila positif terjadi kebakaran.
Gambar 4. Hasil Pengujian Deteksi Kebakaran
Tahap  kedua  pada  penelitian  berupa implementasi pengiriman data dari sensor node ke  gateway  pengirim  dan  penyimpanan  pada basis  data  di  gateway  pengirim.  Pengiriman data menggunakan metode POST pada HTTP. Potongan skrip pengiriman data id node, suhu, kelembapan dan hasil deteksi kebakaran  dapat dilihat pada Gambar 5.
Gambar 5. Petikan kode Program Pengiriman Data antar Sensor Node dan Gateway
Ketika data yang pengindraan diterima oleh webserver, sebuah skrip PHP digunakan untuk menyimpan data tersebut dalam sebuah basis
data. Contoh hasil penyimpanan data dilihat pada Gambar 6.
Gambar 6. Tampilan Basis Data.
Kolom pada tabel Sent bernilai 0 pada apabila data  tersebut  belum  diteruskan  ke  gateway penerima  dan  bernilai  1  jika  data  telah diteruskan ke Gateway penerima.
Tahap  berikutnya  adalah  implementasi pengiriman  data  antar  gateway  pengirim  ke gateway  penerima.  Gateway  pengirim  dan penerima yang telah dilengkapi dengan modul LoRa dapat dilihat pada Gambar 7.
Gambar 7. Gateway Pengirim dan Penerima
Gateway  pengirim  akan  mengecek  data pengindraan  pada  basis  data  yang  belum diteruskan  ke  gateway  penerima  sent=0) secara  berkala.  Pada  saat  data  yang  diterima mengindikasikan  tidak  terjadi  kebakaran, gateway  pengirim  menunda  pengiriman  data sampai paling tidak terdapat 10 data pengindraan  yang  perlu  dikirimkan  untuk memaksimal ukuran payload dalam LoRaWAN (240  bytes).  Pada  saat  data  pada  basis  data menunjukkan  ada  indikasi  terjadi  kebakaran maka gateway pengirim langsung mengirimkan data tersebut tanpa penundaan untuk mempercepat  data  tersebut  diterima  oleh pengguna.  Hasil  pengujian  pengiriman  data antar gateway dapat dilihat pada Gambar 8. Data  yang  diterima  oleh  gateway penerima kemudian disimpan dalam basis data gateway  penerima  untuk  ditampilkan  pada halaman  web,  seperti  yang  ditunjukan  pada Gambar 9.
postData = "id=01&suhu=" + String(s) + "&kelembapan="+ String(h)+
"&kebakaran=" + String(f)+ "&sent=" +
String (k);
http.begin(w,"http://192.168.43.200/tarini .php");
http.addHeader("Content-Type", "application/x-www-form-urlencoded");
int httpCode = http.POST(postData);
Gambar 8. Hasil Pengujian Pengiriman Data antar Gateway
Gambar 9. Tampilan halaman web

## PEMBAHASAN
Deteksi  kebakaran  secara  otomatis pada beberapa penelitian sebelumnya menggunakan  sensor  api  untuk  mendeteksi kebakaran. Kelemahan pada sistem seperti ini adalah jarak pengindraan yang sangat terbatas, maksimal 40 cm pada penelitian pada [14] dan 100 cm pada [15].
Jarak  pengindraan  yang  sangat  pendek ini  mengakibatkan  dibutuhkan  banyak  sekali sensor untuk melayani lahan pertanian dengan luas  lebih  dari  100  m 2 .  Sebagai  gambaran dengan  radius  pengindraan  40  cm,  sebuah sensor  node  mampu  melayani  lahan  seluas kurang lebih   0.5  m 2 sehingga  untuk  melayani lahan  seluas  100  m 2 dibutuhkan  kurang  lebih 200  sensor  node.  Dengan  perhitungan  yang sama  ketika  radius  pengindraan  berubah menjadi  100  cm  (1m)  dibutuhkan  32  sensor untuk melayani daerah seluam 100 m 2 .
Pada  sistem  yang  dibangun  pada penelitian ini, sensor node mampu mendeteksi perubahan suhu sebesar  1 o C dalam  waktu 30 detik setelah ada titik api pada jarak 4m. Pada keadaan normal (tidak ada pemicu), perubahan suhu  1 o C  dalam  waktu  30  detik  bukan merupakan  hal  yang  wajar.  Karena  sistem  ini diimplementasikan pada lahan pertanian maka
kenaikan  suhu  yang  tidak  normal  patut diwaspadai  sebagai  adanya  titik  api.  Dengan radius  pengindraam  4  m,  hanya  dibutuhkan kurang lebih 2 sensor node untuk melayani luas wilayah 100 m 2 .
Penelitian-  penelitian  pendahulu  yang membahas penerapan IoT pada lahan pertanian  berasumsi  bahwa  tersedia  jaringan internet  pada  daerah  pengindraan  [8-10], sehingga pengiriman data pengindraan dilakukan  menggunakan  jaringan  Wifi  (IEEE 802.11).  Hal  ini  sulit  direalisasikan  pada beberapa  lahan  pertanian  dalam  skala  besar yang  terletak  didaerah  terpencil,  dimana pembangunan infrastruktur telekomunikasi tidak meguntungkan secara ekonomi. Beberapa penelitian juga telah memanfaatkan
jaringan
LoRa untuk
mengirimkan  data  pengindraan  seperti  pada [3,5]  dengan  melengkapi  setiap  sensor  node dengan  modul  LoRa.  Penerapan  dengan  cara seperti  ini  menjadi  tidak  efisien  secara  biaya karena harga modul LoRa yang yang tergolong mahal.  Terlebih  lagi  apabila  sistem  yang dibangun  membutuhkan  jumlah  sensor  node yang banyak.
Sistem yang dibangun pada penelitian ini memberikan
jalan tengah
dengan mengintegrasikan jaringan WiFi dan LoRaWAN untuk  pengiriman  data  pengindraan  pada daerah tanpa jaringan internet

## PENUTUP
Sistem  deteksi  kebakaran  lahan  pada daerah  tanpa  infrastruktur  internet  berhasil diimplementasikan  menggunakan  ESP  8266 dan  Sensor  DHT11  sebagai  pendeteksi kebakaran dan integrasi jaringan IEEE 802.11 dan  LoRaWAN  sebagai  kanal  komunikasi dalam melaporkan hasil pengindraan.
Penggunaan  perubahan  suhu    yang  di ukur  menggunakan  sensor  DHT  11  sebagai dasar  penentuan  terjadi  kebakaran  terbukti mampu menghemat penggunaan sensor node secara  significant  dibanding  penggunaan sensor api pada penelitian-penelitian sebelumnya dengan tetap menjaga keakuratan deteksi kebakaran.
Pada pelaporan hasil deteksi kebakaran, integrasi  jaringan  IEEE  802.11  dan  jaringan LoraWAN  memampukan  sistem  bekerja  pada wilayah tanpa infrastruktur internet tanpa harus melengkapi setiap sensor node dengan modul LoRa.
Penelitian selanjutnya diharapkan dapat menggabungkan sistem deteksi kebakaran dan upaya  pemadaman  api  secara  otomatis, sehingga  titik  api  dapat  segera  dipadamkan. Juga  diperlukan  penelitian  lanjutan  untuk

## Sistem Internet of Things (IoT) Deteksi Kebakaran Lahan pada Daerah Tanpa
Infrastruktur Internet
Mauk 1 *, Pella 2 , dan Lami 3 35
membandingkan protokol-protokol pada lapisan aplikasi yang cocok diimplementasikan pada transaksi data IoT.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Aliansyah  Muhamad  Agil,  “klhk-catat-areal- hutan-dan-lahan-terbakar-pada-2021-capai- 296942- hektare.html,” KLHK Catat Areal Hutan dan Lahan Terbakar pada 2021 Capai 296.942 Hektare , p. 1, 2021.
[2] I. G. A. A. K. Sentanu et al. , “Kebakaran Hutan Berbasis  Node  Mcu  Esp8266,” J.  Spektrum , vol. 8, no. 1, pp. 286 –291, 2021.
[3] A. H. Ali, R. F. Chisab, and M. J. Mnati, “A smart monitoring  and  controlling  for  agricultural pumps  using LoRa  IOT  technology,” Indones. J. Electr. Eng. Comput. Sci. , vol. 13, no. 1, pp. 286 –292, 2019,
doi:
10.11591/ijeecs.v13.i1.pp286-292.
[4] A.  Reichenbach et  al. , “Rancang Bangun Alat Monitoring  Detak  Jantung  Berbasis  IOT (Internet  Of  Things),” Prog.  Retin.  Eye  Res. , vol. 561, no. 3, pp. S2 –S3, 2019.
[5] L. Germani, V. Mecarelli, G. Baruffa, L. Rugini, and  F.  Frescura,  “An  IoT  architecture  for continuous  livestock  monitoring  using  lora LPWAN,” Electron. ,  vol.  8,  no.  12,  2019,  doi: 10.3390/electronics8121435.
[6] C. Badii, P. Bellini, A. Difino, and P. Nesi, “Sii- mobility:  An  IoT/IoE  architecture  to  enhance smart city mobility and transportation services,” Sensors (Switzerland) , vol. 19, no. 1, 2019, doi:
10.3390/s19010001.
[7] J. M. Paredes-Parra, A. J. García-Sánchez, A. Mateo-Aroca,  and  Á.  Molina- García,  “An alternative internet-of-things solution based on LOra for PV power plants: Data monitoring and management,” Energies ,  vol.  12,  no.  5,  2019, doi: 10.3390/en12050881.
[8] C. Kamienski et al. , “Smart water management platform:  IoT-based  precision  irrigation  for agriculture,” Sensors (Switzerland) , vol. 19, no.
2, 2019, doi: 10.3390/s19020276.
[9] R. Rajavarman, S. G. A. Rengan, P. A. Daniel, R.  ArunKumar,  and  K.  Karuppaiya,  “Smart Agricultural  Water  Irrigation  Monitoring  and Control System Using Iot Blynk Server,” Stud. Rosenthal , vol. XII, no. 1781 –7838, p. 9, 2020.
[10]  A.  B.  Setyawan,  M.  Hannats,  and  G.  E. Setyawan, Sistem  Monitoring  Kelembaban Tanah , Kelembaban Udara , Dan Suhu Pada
Lahan Pertanian Menggunakan Protokol
MQTT , vol. 2, no. 12. 2018.
[11]  H. F. Lami, K. R. Rantelobo, J. F. Mandala, and A. S. Sampeallo, “Integrasi Protokol Mqtt Dan Http  Untuk  Otomasi  Berbasis  Iot  Pada
Pertanian Lahan Kering,” J. Media Elektro , vol. IX, no. 2, pp. 53 –59, 2020, doi:
10.35508/jme.v0i0.3008.
[12] J.  dedy  irawan  Emmalia  A,  “Rangkaian Kontroller,” Jurnall Mnemon. , vol. 1, no. 1, pp. 56 –60, 2018.
[13] Pleva GmbH, “Dht11,” Melliand  Textilberichte , vol. 76, no. 12, p. 1112, 1995.
[14] Fajar M, Sardi J. Designing a Nodemcu Based Fire  Detection  System  Using  Map  and Telegram  Applications.  JTEIN:  Jurnal  Teknik Elektro Indonesia. 2024 Feb 26;5(1):253-62.
[15]   Salindeho  GG,  Wellem  T.  Perancangan  dan
Implementasi Sistem Pendeteksi dan Peringatan Kebakaran berbasis IoT menggunakan NodeMCU ESP8266 dan Sensor  Api.  IT-Explore:  Jurnal  Penerapan Teknologi Informasi dan Komunikasi. 2023 Oct 24;2(3):179-91.