## RANCANG BANGUN DATABASE DUA ARAH DENGAN KENDALI RASPBERRY PI PADA INTEGRASI SISTEM INFORMASI GEOGRAFIS PENYAKIT MENULAR

## Angga Prasetyo
Fakultas Teknik, Program Studi Teknik Informatika Universitas Muhammadiyah Ponorogo Email: uzhumaki07@gmail.com

## ABSTRAK
Puskesmas  sebagai  unit  kesehatan  tingkat  pertama  memiliki  tugas  pokok  yaitu  pengobatan,  perawatan kesehatan, kesehatan lingkungan, membina kesehatan ibu dan anak, pencegahan penyakit menular, pencatatan dan pelaporan. Dari keseluruhan tugas tampaknya tidak seluruhnya digarap oleh puskesmas terutama pencatatan dan pelaporan  untuk  pencegahan  penyakit  menular  serta  pola  penyebarannya.  untuk  mengawasi  dan  mengendalikan perencananan program kesehatan termasuk penekanan penyebaran penyakit menular, puskesmas belum memiliki alat  bantu  yang  terintegrasi  satu  atap  secara real  time dengan  dinas  kesehatan,  untuk  itu  dibutuhkan  sistem informasi geografis (SIG) untuk memvisualisasikan data penyakit menular, hal ini juga perlu ditunjang perangkat yang optimal dengan biaya  yang  murah dengan  menggunakan raspberry pi sebagai kendali otomasi  server data dalam  replikasi.  Proses  memanfaatkan  replikasi database dua  arah  menggunakan  dua  server  dengan  server  satu sebagai master sedangkan server lainnya berfungsi sebagai slave. Hasil pengujian replikasi pada transaction rate untuk  meminimalkan  antrian  data  node  1  pada  nilai  1,99/detik  setiap  transaksi  data,  node  2  nilai  2,02/detik, sedangkan balancer dengan  nilai  1,91/detik,  sedangkan response  time atau  kecepatan  replikasi database dalam menangkap dan mengirimkan data sangat efektif, pada node 1 0,33/s untuk kecepatan proses, node 2 dengan waktu 0,01/s, dan balancer 0,13/s.
Kata kunci: puskesmas, replikasi database dua arah, penyakit menular, dinas kesehatan, sistem informasi geografis (SIG).

## ABSTRACT
People health clinic as the first level of the health unit has the main task, namely treatment, health care,  environmental  health,  maternal  and  child  health  fostering,  infectious  disease  prevention,  record keeping and reporting. Of the overall task seems not entirely worked out by the health center primarily for recording and reporting to the prevention of infectious diseases and patterns of spread. to supervise and  planning  control  health  programs  including  suppression  of  spread  of  infectious  diseases,  health centers do not have the tools that are integrated with the one roof in real time with the health department, for  it  takes  a  geographic  information  system  (GIS)  to  visualize  the  data  of  infectious  diseases,  it  also needs to be supported device optimal at low cost by using raspberry pi as automation control server in the replication of data. The process utilizes bi-directional database replication using two servers with one server as the master, while the other server is functioning as a slave. The test results on the transaction replication rate to minimize data queue node 1 to the value of 1.99 / sec each transaction of data, node 2 value  of  2.02/s,  while  a  balancer  with  a  value  of  1.91  /  sec,  while  the  response  time  or  the  speed  of database replication in capture and transmit data very effectively, at node 1 0.33/s to speed the process, node 2 with a time of 0.01/s, and a balancer 0.1/s.
Keywords:  puskesmas,  bi-directional  database  replication,  infectious  diseases,  public  health  office, geographic information system (SIG).

## 1. PENDAHULUAN
Pusat  kesehatan  masyarakat  (puskesmas)  merupakan  salah  satu  bentuk  pelayanan  kesehatan  yang diberikan  pemerintah  yang  tertuang  pada  peraturan  menteri  kesehatan  No  75/2014/Bab  I/Pasal  1 disebutkan  puskesmas  adalah  fasilitas  pelayanan  kesehatan  yang  menyelenggarakan  upaya  kesehatan masyarakat  dan  kesehatan  perseorangan  tingkat  pertama  dengan  mengupayakan  promotif  dan  preventif untuk  mencapai  derajat  kesehatan  masyarakat  setinggi-tingginya.  Puskesmas  sebagai  unit  kesehatan tingkat  pertama  yang bersentuhan langsung dengan  masyarakat  memiliki tugas  pokok  yaitu  pengobatan, perawatan  kesehatan,  kesehatan  lingkungan,  membina  kesehatan  ibu  dan  anak,  pencegahan  penyakit
menular, pencatatan dan  pelaporan. Dari  keseluruhan  tugas  tampaknya  tidak  seluruhnya  digarap  oleh puskesmas  terutama  pencatatan  dan  pelaporan  untuk  pencegahan  penyakit  menular  serta  pola penyebarannya.  Untuk  mengetahui  pola  penyebaran  penyakit  menular  dibutuhkan  suatu  integrasi  data dan informasi yang real time agar proses penanganan  serta antisipasi tidak lamban. Untuk  mengintegrasikan  data  yang real  time ,  antara  puskesmas  dan  dinas  kesehatan  dalam kegiatan  pencegahan serta  penanggulangan penyakit  menular  diperlukan  strategi  dengan memanfaatkan replikasi database dua arah. Replikasi dua arah adalah replikasi basis data menggunakan dua  server dengan server satu sebagai master sedangkan server lainnya berfungsi sebagai slave , dimana saat  master  melakukan  perubahan  data  secara  otomatis slave akan  melakukan  perubahan  sesuai  data yang  diubah  pada  master  begitu  pula  sebaliknya[7].  Proses  otomasi  membutuhkan  server  data  yang  harus dibangun tetapi untuk merealisasikan membutuhkan investasi sangat mahal untuk itu dibutuhkan perangkat murah dan memiliki performa tinggi dengan Raspberry pi .
Dalam proses  pengambilan keputusan untuk  pencegahan penyebaran penyakit  menular  oleh  dinas kesehatan  dibutuhkan  visualisasi  data  dalam  bentuk  pemetaan  pola  sebaran  penyakit  menular  dengan memanfaatkan  sistem  informasi  geografis  (SIG).  Menurut  [9]  Sistem  informasi  geografis (SIG) adalah sistem yang berdasarkan data keruangan dan merepresentasikan dalam bentuk obyek di  bumi, dalam SIG sendiri terdapat teknologi informasi yang merupakan perangkat dalam menganalisa data, menyajikan data secara terkomputerisasi. Dengan pola SIG sebagai pemetaan sebaran penyakit menular serta replikasi dua arah  untuk  sinkronisasi  data  antara  puskesmas  dan  dinas  kesehatan  diharapkan  dapat  menjadi  surveilan dalam proses antisipasi pencegahan penyebaran penyakit menular yang real time .
Sinkronisasi  adalah  proses  penyesuaian  data  terhadap  skala  waktu  dari  proses  osilasi  yang  terjadi antara      proses  osilasi  tersebut  [1].  Pada  dasarnya  sinkronisasi  terdiri  dari  dua  jenis  yaitu one-way  file syncrhronization (sinkronisasi  satu  arah)  dimana  file-file  yang  telah  mengalami  perubahan  pada  bagian pusat  ( source )  akan  dibuat  salinannya  dan  dipindah  ke  lokasi  targetnya.  Pada one-way  file synchronization ini, tidak  ada  file  dari  target  yang  akan  menuju  ke  bagian source . Sedangkan pada jenis  yang  kedua, two-way  file  syncrhonization (sinkronisasi  2  arah)  proses  pembuatan  salinan  dan pemindahannya  dapat  berjalan  2  arah  baik dari source ke target maupun sebaliknya.
Replikasi  adalah  suatu  teknik  untuk  melakukan  kopi  dan  pendistribusian  data  dan  objek-objek database dari  satu database ke database lain  dan  melaksanakan  sinkronisasi  antara database sehingga konsistensi data dapat terjamin [3]. Dengan  menggunakan  teknik replikasi ini, data dapat didistribusikan ke lokasi  yang  berbeda melalui koneksi jaringan lokal maupun internet. Proses sinkronisasi atau dikenal dengan real  time  replication dapat  dilakukan  jika  tidak  ada  toleransi  data  yang  hilang  atau  perbedaan data,  antara  data  di site sekunder  harus  sesuai  dengan site utama  [4]  seperti  yang  ditunjukkan  pada Gambar 1.

## Gambar 1. Proses Sinkronisasi Replikasi
Proses replikasi dari satu database ke database lain pada server yang berbeda menimbulkan beban yang  sangat  tinggi  sehingga  dibutuhkan  penyeimbang  atau  dikenal load  balancing . Load  balancing merupakan  kemampuan  untuk  mentransfer  setiap  bagian  dari  proses  untuk  permintaan  sistem  utama  ke sistem independen lainnya yang akan ditangani secara bersamaan [8]. Terdapat beberapa macam algorima load balancing terdiri dari:
1) Random allocation
Dalam random  allocation proses  HTTP  ditugaskan  ke  server  dengan  memilih  secara  acak diantara  kelompok  server  [6].  Pada  kondisi  ini,  salah  satu  server  mungkin  dapat  ditugaskan mengeksekusi proses permintaan dengan membagi beban performa server.
2) Round robin
Kondisi lainnya menurut [2], bahwa suatu load balancing beroperasi menggunakan round robin membuat  internal counter dari backend yang  terakhir  digunakan,  dan  menggunakan  pilihan berikutnya  dari  daftar  berurutan  semua  backend  yang  diketahui.  Ketika  setiap  permintaan  tiba,
backend berikutnya dipilih dan counter akan bertambah.
Pada penelitian ini untuk menguji kelayakan replikasi dan proses load balancing maka dibutuhkan perangkat  yang  fleksibel  dan  murah  yaitu raspberry  pi [5],  menyatakan raspberry  pi merupakan komputer  mikro  dengan  ukuran  kartu  kredit  yang  memiliki Single  on  Chip Broadcom  2835 mencakup memori  hingga  1 GHz hanya  membutuhkan  daya  3,5 wat t.    Perangkat  ini  nantinya  akan  digunakan sebagai proses otomasi sistem infromasi geografis penyakit menular yang berada di puskesmas.
Sistem  Informasi  Geografis  (SIG)  / Geographic  Information  System (GIS)  adalah  suatu  sistem informasi  berbasis  komputer,  yang  digunakan  untuk  memproses  data  spasial  yang  ber-georeferensi (berupa detail,  fakta, kondisi) yang disimpan  dalam  suatu  basis  data dan  berhubungan  dengan persoalan serta keadaan dunia nyata ( real world ). Manfaat SIG secara umum memberikan informasi  yang mendekati kondisi dunia nyata,  memprediksi suatu hasil dan perencanaan strategis seperti ditunjukkan pada Gambar 2.
Gambar 2. Model Peta Vektor Surveilan [9]

## 2. METODOLOGI PENELITIAN
Penelitian  ini  menggunakan  pendekatan  meliputi library  research dan field  research ,  untuk mendesain  pola  sinkronisasi.  Proses  ini  merupakan  kegiatan  untuk  mengenali  lebih  lanjut  tentang obyek penelitian beserta  lingkungan  dalam  rangka  mendalami  situasi dan kondisi, dari sinkronisasi dan integrasi yang  akan dikembangkan. Studi pendahuluan dilakukan dengan mengumpulkan data uji beserta pola arsitektur pada SIG dan server database .

## 2.1 Perancangan Topologi Replikasi
Proses  ini  menitikberatkan  pada  proses  dilakukan  pengujian  dari  integrasi  replikasi database pada sistem  informasi  geofrafis  penyakit  menular,  konsep  sinkronisasi  dan  integrasi  data  dan  keberadaan data  kesehatan  akan  ditanamkan  pada webserver ,  dengan  memberikan  alamat address  virtual pada  perangkat raspberry  pi yang  menggunakan  algoritma  random  pada  masing-  masing  unit surveilans dengan dinas kesehatan .
Gambar 3. Model Arsitektur Replikasi Database Dua Arah Pada Raspberry Pi
Proses replikasi yang ditunjukkan pada topologi Gambar 3, lebih mengarah dalam hal  eksplorasi arsitektur  dengan  tujuan  memperoleh  avabilitas  performa  dari  proses load  balancing pada  replikasi database . Sehingga hasil akhir analisis dapat menjadi suatu model dalam pengelolaan database .

## 3. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
Proses pengujian dilakukan dengan membangun replikasi dua arah pada database sistem informasi geografis  penyakit  menular,  dengan  menghubungkan slave  IO  running  master berstatus  yes  pada  setiap node di raspberry pi seperti ditunjukkan pada Gambar 4.
Gambar 4. Perancangan Replikasi Pada Slave Status

## 3.1 Pengujian Kinerja Replikasi
Hasil  peracangan  perangkat  lunak  SIG  dilakukan  proses  input testing di database dengan  data surveilan seperti ditunjukkan  Gambar 5. Penyimpanan database SIG  yang  telah dibangun di puskesmas akan dilakukan pengujian, terdiri dari proses otomasi database tanpa replikasi serta dengan menggunakan replikasi dua arah pada perangkat raspberry pi .
Gambar 5. Tampilan Form Input Data Surveilan Pada SIG
Proses  pengujian database yang  terintegrasi  pada  sistem  informasi  geografis,  tanpa  menggunakan replikasi, pada  masing-masing node raspberry pi menunjukan proses transaction rate node 1 pada nilai 0,7/detik setiap transaksi data dan node 2 pada nilai 0,83/detik setiap transaksi data, sedangkan response time  node  1  dengan  waktu  0,9  s  dan  node  2  dengan  waktu  0,8  s.  untuk  keseluruhan  hasil  proses  dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1. Kinerja database tanpa replikasi Raspberry pi node1 (192.168.2.12) node2 (192.168.2.13) transaction (hits) 577 611 availability  (%) 100 100 elapses time 502,3 502,9 Data transferred (MB) 0,9 0,89 Response time (s) 0,9 0,8 Transaction rate (trans/s) 0,7 0,83 Troughput (MB/s) 0 0 concurrency 0,1 0,01 succesfull transaction (query) 599 570 failed transaction (query) 0 0 Longest transaction (s) 0,02 0,01 shortest transaction (s) 0 0
Sedangkan  pengujian database menggunakan  replikasi,  diperoleh  proses transaction  rate node  1 pada  nilai  1,99/detik  setiap  transaksi  data  dan  node  2  pada  nilai  2,02/detik  setiap  transaksi  data, sedangkan pada balancer berada pada nilai 1,91/detik transaksi data. Aktivitas kecepatan proses replikasi pada database berkaitan dengan response time , pada node 1 dengan waktu 0,33/s untuk kecepatan proses, node 2 dengan waktu 0,01/s dan balancer 0,13/s untuk setiap prosesnya. Untuk keseluruhan hasil proses pengujian dapat dilihat pada Tabel 2.

## Tabel 2. Kinerja database dengan replikasi
Raspberry pi node1(192.168.2.12)  node2(192.168.2.13)  Balancer(192.168.2.10) transaction (hits) 599 606 572 availability  (%) 100 100 100 elapsed time (s) 299,8 299,89 299,63 Data transferred (MB) 0,91 0,94 0,89 Response time (s) 0,03 0,01 0,13 Transaction rate (trans/s) 1,99 2,02 1,91 Troughput (MB/s) 0 0 0 concurrency 0,01 0,01 0,25 succesfull transaction (query) 588 609 577 failed transaction (query) 0 0 0 Longest transaction (s) 0,02 0,01 6
Dari hasil pengujian proses penggunaan replikasi database yang ditanamkan pada sistem informasi geografis sangat efektif, hal ini ditunjukkan bahwa seluruh proses data transaction rate di node 1, node 2, dengan  menambahkan balancer mampu  melakukan  aktivitas  dengan  beban  kerja  yang  sangat  tinggi sehingga antrian data dapat diminimalkan, seperti ditunjukkan pada Gambar 6 .

## Gambar 6. Transaction Rate Dari Seluruh Node
Sedangkan  proses  hubungan  kecepatan  atau response  time dalam  replikasi database node  1  dan node  2  sistem  informasi  geografis  dengan  menambahkan balancer maka  diperoleh  pembagian  perfoma kinerja  setiap  node  akan  semakin  cepat  dalam  setiap  detik  pemrosesan  data,  seperti  ditunjukkan  pada Gambar 7
Gambar 7. Response Time Pada Seluruh Node Dan Balancer

## 4. KESIMPULAN
Dari keseluruhan proses pengujian dapat disimpulkan bahwa:
1) Proses  replikasi  dua  arah database yang  terintegrasi  pada  sistem  informasi  geografis,  dengan menambahkan load balancer , diperoleh transaction rate data node 1 pada nilai 1,99/detik setiap transaksi  data,  node  2  pada  nilai  2,02/detik,  hal  ini  dapat meminimalkan  antrian,  sedangkan balancer berada pada nilai 1,91/detik transaksi.
2) Proses response time atau kecepatan replikasi database dalam menangkap dan mengirimkan data sangat  efektif,  pada  node  1  0,33/s  untuk  kecepatan  proses,  node  2  dengan  waktu  0,01/s,  dan balancer 0,13/s.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Balanov  Alexander.,  and  Natalia  Janson.  (2010). Shyncronization  :  From  Simple  ToComplex, Springer Series in Synergetics Ser , Dewey edition. Springer. ISBN 9783642091285.
[2] Dix,  P.  (2010). Service-Oriented  Design  with  Ruby  and  Rails.(1st  edition). Indianapolis:  Addison- Wesley Professional.
[3] Dollimore,  T.  Kindberg  and  G.  Blair.  (2012). Distributed  System  Concepts  and  Design. Boston: Pearson Education, Inc.
[4] Greenwald  R.,  Stackowiak  R.,  &  Stern  J.  (2008). Oracle  Essentials:  Oracle  Database  11g.  (4st edition). Sebastopol: O'Reilly Media, Inc.
[5] Hareendran. (2015). Arduino & Raspberry Pi Camera interface. www. electroschematics.com .
[6] Kamalapur  S.,  &  Deshpande  N.  (2008). Distributed  Systems.2nd  edition. Pune:  Technical Publications.
[7] M.  T.  Ozsu  and  P.  Valduriez.  (2006). Principles  of  Distributed  Databases  (2nd  edition). PrenticeHall: ISBN 0-13-659707-6.
[8] Membrey P., Plugge E., & Hows D. (2012). Practical Load Balancing: Ride the Performance Tiger. (1st edition). New York: Apress.
[9] Paul  Elliott,  D.  (2004). Spatial  Epidemiology:  Current  Approaches  and  Future  Challenges. Environmental Health Perspectives.