Wireless Sensor Network: Fungsi, Arsitektur, Komponen dan Cara Kerja

Pengertian Wireless Sensor Network

Wireless sensor network merupakan sebuah kumpulan node yang dapat berupa sensor yang dapat melakukan pengambilan data pada parameter ukur, kemudian ditransfer pada suatu node sentral atau sebauh server untuk dilakukan pengolahan data.

Node-node yang terdapat dalam wireless sensor network adalah sensor yang ditempatkan pada titik-titik pada suatu area yang hendak diketahui ukurannya. Sebagai contoh pada sebuah ladang pertanian, hendak diketahui kelembaban tanah, maka sensor pengukur kelembaban ditaruh di atas tanah.

Jumlah sensor yang ditaruh di atas tanah pertanian tersebut bukan hanya satu melainkan puluhan sensor. Node-node tersebut masing-masing mempunyai sumber data sendiri yang dapat berupa baterai, dan mempunyai perangkat transmitter data untuk dapat mengirimkan data ke node sentral maupun server.

Wireless sensor network saat ini sudah banyak digunakan diberbagai bidang, mulai dari bidang kesehatan, perumahan, keamanan, dan lain sebagainya. Dalam bidang kesehatan contohnya dapat digunakan sebagai pemantau parameter kesehatan seorang pasien yang dapat dilakukan oleh petugas media maupun pasien tersebut agar dapat melakukan perawatan dan pengecekan secara rutin.

Perbedaan WSN dan IOT

Perbedaan wireless sensor network (WSN) dengan internet of things (IOT) dalam internet. Pada WSN tidak ada koneksi langsung ke internet. Hal tersebut disebabkan karena WSN sebagai sensor dapat terhubung ke router atau node pusat.

Kemudian, seorang penggunaka dapat merutekan data dari router atau node pusat tersebut sesuai dengan keperluan dan keinginan mereka. Selaiknya pada sistem IOT dapat memanfaatkan jaringan sensor nirkabel dengan berkomunikasi dengan routernya untuk mengumpulkan data.

WSN merupakan subset dari IOT. IOT berada di level yang lebih tinggi dibandingkan dengan WSN. Dalam WSN seringkali menjadi teknologi yang digunakan dalam sistem IOT. Hal penting untuk diketahui adalah istilah WSN hampir tidak dapat mencakup IOT.

Hal ini dikarenakan bahwa WSN merupakan jaringan yang hanya terdiri dari sensor nirkabel. Apabila jaringan tersebut menyertakan sensor kabel maka sudah tidak dapat dianggap sebagai WSN, hal ini tidak seperti IOT.

Perangkat apapun yang terhubung ke internet dapat dianggap sebagai perangkat IOT sehingga dapat dipahami sebagai sekelompok banyak perangkat IOT. Sementera, WSN merupakan sekumpulan sensor nirkabel yang bisa saja tidak terhubung ke internet.

Fungsi Wireless Sensor Network

Wireless sensor network dapat diterapkan dalam berbagai bidang seperti pertanian, industri, kesehatan, dan lain sebagainya. Banyak perangkat yang mengandalkan tenaga baterai namun energi terbarukan yang semakin dapat diandalkan maka beberapa perangkat mulai ditenagai oleh gelombang radio sekitar,

WSN dapat terhubung ke WAN, LAN, atau jaringan lainnya sehingga dapat digunakan untuk mentransfer data ke sistem dan aplikasi untuk analisis. Kemudian, data tersebut dapat digunakan oleh suatu instansi untuk meningkatkan kinerja menjadi lebih efisien.

WSN juga dapat dimanfaatkan untuk topologi jaringan mesh. Data yang telah terkumpul dalam sensor kemudian diteruskan dari sensor ke sensor menuju base station. Jaringan mesh seperti ini dapat menjadi intensif energi sebab setiap node harus meneruskan data orang lain dan miliknya sendiri.

Secara garis besar, WSN merupakan jaringan yang dapat mengurangi kebutuhan akan kabel fisik untuk data maupun transmisi data.

Arsitektur Wireless Sensor Network

Arsitektur WSN terdapat beberapa komponen jaringan, diantaranya sebagai berikut:

1. Manager Jaringan, pada manager jaringan memiliki peran untuk konfigurasi jaringan, penjadwalan komunikasi antar perangkat, manajemen tabel routing dan pemantauan, serta pelaporan kesehatan jaringan.
2. Gateway atau yang dapat dikenal dengan akses point dapat memungkinkan terjadinya komunikasi antara host aplikasi dan bidang perangkat.
3. Motes sensor, menjadi perangkat dasar yang dipasang dan dapat merouting paket ke perangkat lain. Dalam sensor khusus dari perangkat dasar tidak memiliki sensor proses maupun peralatan kontrol sehingga tidak memiliki interfasar dengan proses itu sendiri.

Komponen Wireless Sensor Network

Berikut beberapa komponen dalam WSN yang perlu diketahui.

1. Sensor, yang berfungsi untuk mensensing setiap besaran fisis yang ingin diukur. Sensor menjadi alat yang dapat mengubah bentuk energi menjadi bentuk energi lain.
2. External memory, yang berfungsi sebagai tambahan penyimpanan bagi dalam sistem WSN, unit mikrokontroler mempunyai unit penyimpanannya sendiri.
3. Power supply, yang berfungsi sebagai sumber energi dalam sistem WSN secara keseluruhan.
4. Mikrokontroler, yang berperan dalam melakukan fungsi perhitungan, mengendalikan, dan memproses seluruh perangkat yang terhubung dengan mikrokontroler.
5. Transceiver atau communication device memiliki fungsi untuk menerima dan mengirimkan data melalui protokol IEEE 802.15.4 kepada perangkat lain seperti modem RF, modem wifi, dan concentrator.

Cara Kerja Wireless Sensor Network

Berikut cara kerja wireless sensor network yang disusun secara sederhana.

1. Pertama-tama, sensor board mengumpulkan data berupa intensitas cahaya, temperatur, kelembaban, dan pergerakan objek dalam ruangan.
2. Kedua, motes akan mengirimkan data sensing mengarah ke gateway atau communication device.
3. Ketiga, gateway akan memproses dan mengolah data sensing dan mentransfer data tersebut menuju server.
4. Lalu, server akan memproses data dari gateway untuk ditampilkan. Apabila sensor menunjukkan parameter yang melewati ambang batas yang telah ditentukan, server akan memberikan perintah pada kontroler.
5. Setelah itu, kontroler akan mengontrol switch guna menaikkan atau menurunkan kinerja pada peralatan listrik.