Aplikasi Tracking Posisi Smartphone Dengan
advertisement
1 Aplikasi Tracking Posisi Smartphone Dengan Penghematan Energi Berbasis Cell-ID Sequence Matching Angga Adityanto, Waskitho Wibisono, dan Baskoro Adi Pratomo Jurusan Teknik Informatika, Fakultas Teknologi Informasi, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 E-mail: [email protected], [email protected], [email protected] Abstrak— Pada saat ini teknologi pencarian posisi sudah bukan hal yang baru lagi. Sejak beberapa tahun lalu perkembangan aplikasi pencarian posisi mulai berkembang secara global. Dahulu mungkin kita perlu membeli perangkat untuk mengetahui posisi kita ada dimana. Namun sekarang teknologi pencarian tersebut sudah banyak tertanam di dalam telepon genggam, terutama yang berbasis Android. Kebanyakan teknologi pencarian posisi sekarang menggunakan teknologi GPS, namun GPS memakan banyak energi meskipun hasilnya mendekati akurat. Teknologi pencarian posisi menggunakaan Cell lebih hemat energy dibandingkan dengan teknologi GPS, namun teknologi ini tidak bisa mencari posisi secara akurat. Tugas akhir ini menerapkan metode pencarian lokasi berbasis Cell-ID Sequence Matching. Metode ini memanfaatkan kebiasaan rute yang dilewati oleh pengguna untuk dimasukkan ke dalam basis data untuk kemudian dicocokkan pada saat tracking nantinya. Pada setiap pengguna melewati Cell yang berbeda akan dicocokkan dengan data yang terdapat di basis data, sehingga bisa dihitung posisi estimasi dari pengguna. Hasil dari uji coba tugas akhir ini menunjukkan pencarian posisi menggunakan Cell mendekati hasil akurasi dari pencarian lokasi dengan menggunakan GPS. Tanpa pembacaan GPS pada saat tracking, hasil estimasi posisi pengguna mendekati akurasi pencarian posisi menggunakan GPS dan tentunya lebih hemat energi. Kata Kunci— Cell-ID, efisiensi energi, GPS, positioning, sequence matching. teknologi GPS ini, memungkinkan kita untuk menentukan secara akurat keberadaan posisi kita. Namun terdapat kelemahan di dalam teknologi GPS ini, yaitu teknologi GPS ini menggunakan banyak energi, sehingga baterai ponsel kita akan lebih cepat habis.[1] Teknologi GPS bukan satu-satunya teknologi yang bisa dipergunakan dalam masalah pencarian posisi. Teknologi lainnya yang bisa digunakan dalam masalah pencarian posisi adalah teknologi pencarian posisi berbasis cell tower. Dengan teknologi pencarian posisi berbasis cell tower ini dapat memperkirakan posisi dimana kita berada saat ini, tetapi terdapat kelemahan dalam teknologi ini, yaitu tidak dapat menentukan posisi kita secara akurat, butuh perhitungan yang lebih kompleks untuk menentukan posisi secara akurat dengan teknologi ini. Namun teknologi ini mempunyai kelebihan dibanding teknologi GPS, yaitu teknologi berbasis cell tower ini tidak mengkonsumsi banyak energi seperti teknologi GPS, sehingga teknologi berbasis cell tower ini lebih hemat energi [1]. Penggabungan kedua teknologi ini memanfaatkan pola rute yang biasa dilewati oleh pengguna. Dengan memanfaatkan rute yang biasa dilewati pengguna maka akan tercipta suatu history data yang bisa digunakan dalam mencari posisi pengguna. II. DASAR TEORI I. PENDAHULUAN Teknologi pencarian posisi merupakan teknologi yang sudah umum digunakan saat ini. Banyak aplikasi yang dikembangkan berdasarkan teknologi ini. Sejak beberapa tahun lalu perkembangan aplikasi pencarian posisi mulai berkembang secara global dan sangat pesat. Dahulu mungkin kita perlu membeli beberapa perangkat hanya untuk mengetahui posisi kita ada dimana. Namun sekarang teknologi pencarian tersebut sudah banyak tertanam di dalam telepon genggam ataupun smartphone, terutama yang berbasis Android. Pada ponsel berbasis Android ini tertanam teknologi pencarian lokasi. Aplikasi yang berbasis penentuan posisi untuk ponsel Android sudah banyak ada dan sebagian besar menggunakan teknologi GPS. Dengan menggunakan Disini akan dijelaskan beberapa hal mengenai teori yang berkaitan dengan perangkat lunak yang diimplementasikan. Hal ini ditujukan untuk memberikan gambaran secara umum terhadap sistem yang akan dibuat. Selain itu hal tersebut berguna untuk menunjang pembuatan sistem sehingga kebutuhan akan sistem dapat diketahui. A. GPS GPS(Global Positioning System) adalah sistem navigasi yang dibangun berdasarkan pada satelit yang mengorbit di angkasa. Sebenarnya sistem ini awalnya dibangun untuk kebutuhan militer, namun pada perkembangannnya sistem ini diperbolehkan digunakan oleh masyarakat umum[2]. Dengan mengirimkan informasi yang dibutuhkan, maka pengguna bisa menggunakan teknologi ini untuk mengetahui posisinya. 2 B. Sistem Selular Menurut referensi [4], jangkauan koneksi antara telepon genggam dengan cell sulit untuk didapatkan hasil yang pasti. Cell dibangun agar jangkauannya saling overlap dengan tujuan ketika bergerak, maka cell yang terkoneksi dengan telepon genggam akan berubah, namun area dari overlapping ini tidak boleh terlalu luas, karena akan mengakibatkan inteferensi antar cell. Pembagian area dalam kumpulan cell-cell merupakan prinsip penting GSM sebagai sistem telekomunikasi selular. Cell-cell tersebut dimodelkan sebagai bentuk heksagonal seperti pada gambar di atas. Tiap cell mengacu pada satu frekuensi pembawa / kanal tertentu. Pada kenyataannya jumlah kanal yang dialokasikan terbatas, sementara jumlah cell bisa saja berjumlah sangat banyak. Untuk memenuhi hal ini, dilakukan teknik pengulangan frekuensi (frequency reuse). Antara cell yang berdekatan frekuensi yang digunakan tidak boleh bersebelahan kanal atau bahkan sama. Tiap cell mempunyai kombinasi id yang unik, id ini terdiri dari cell id, MCC, MNC, LAC. Tiap bagian dari id dapat mempunyai kesamaan antar cell, namun kombinasi semua id adalah unik untuk tiap sel. Cell id adalah id dari cell, MCC atau Mobile Country Code adalah kode negara dari cell, MNC atau Mobile Network Code adalah kode operator cell, dan LAC atau Local Area Code adalah kode area dari cell. C. Google Map API Google membuat API untuk Google Map sehingga mengijinkan pengembang perangkat lunak untuk mengintegrasikan Google Map kedalam situs web. Sebelum pengembang dapat menggunakan google map dalam situs web, pengembang harus meminta API key, ketika meminta key, pengembang harus memiliki akun Google, dan memasukkan alamat web pengembang, Google akan membuat kombinasi kode terdiri dari angka dan huruf, key ini digunakan untuk melakukan permintaan data ke servis peta Google. D. Sequence Matching Sequence matching adalah sebuah cara untuk menenutukan kecocokan di antara rangkaian data. Dengan melihat rangkaian dari data yang ada di basis data maka akan dicocokkan dengan rangkain data yang akan digunakan. Dalam pengerjaan Tugas Akhir ini metode sequence matching ini digunakan untuk mencocokkan sequence data cell id yang terdapat di dalam basis data dengan cell id yang dilewati pengguna saat itu. Ketika pengguna melewati rangkaian cell yang cocok dengan rangkaian cell yang ada di basis data maka aplikasi ini akan memperhitungkan estimasi posisi pengguna menggunakan rumus seperti dalam (1). Rumus tersebut mengimplementasikan sumber referensi dari [1]. (1) Gambar 1. Pembagian cell Rumus tersebut adalah rumus untuk menghitung estimasi posisi dari data pembacaan GPS. Xest adalah posisi latitude estimasi sedangkan Yest adalah posisi longitude estimasi. x1 adalah posisi latitude dari pembacaan GPS yang waktunya lebih kecil dari waktu saat mendeteksi cell sedangkan x2 adalah posisi latitude dari pembacaan GPS yang waktunya lebih besar dari waktu saat mendeteksi cell. y1 adalah posisi longitude dari pembacaan GPS yang waktunya lebih kecil dari waktu saat mendeteksi cell sedangkan y2 adalah posisi longitude dari pembacaan GPS yang waktunya lebih besar dari waktu saat mendeteksi cell adalah waktu dimana pembacaan cell itu berada sedangkan t1 adalah waktu dari x1, y1 dan t2 adalah waktu dari x2, y2. Rumus ini digunakan untuk menghitung hasil estimasi posisi dari perubahan sequence cell. Contoh perhitungan menggunakan rumus tersebut dapat menggunakan gambar 1. Misalkan kita ingin menghitung posisi estimasi kendaraan pada cell dengan ID 3 terlihat titik hijau dan titik biru, titik hijau merupakan posisi estimasi yang akan dihitung, sedangkan titik biru merupakan posisis GPS yang telah direkam sebelumnya. Titik biru GPS sebelum titik hijau dianggap sebagai x1, y1, dan t1 sedangkan titik biru setelah titik hijau kita anggap sebagai x2, y2, dan t2. ∆t adalah waktu yang dibutuhkan kendaraan dari awal masuk cell dengan id 3 hingga posisinya saat itu. III. DESAIN DAN IMPLEMENTASI A. Deskripsi Umum Didalam Tugas Akhir ini, dibangun sebuah perangkat lunak yang bernama CellidDroid. CellidDroid berfungsi untuk memantau rute yang dilewati oleh pengguna. Perangkat lunak ini berjalan pada perangkat mobile smartphone android versi 2.3 dan sesudahnya. Perangkat lunak ini terdiri dari 2 jenis, yaitu CellidDroid web yang berjalan sebagai web, digunakan untuk melihat hasil perhitungan estimasi pengguna melalui web. CellidDroid yang berjalan pada telepon genggam digunakan oleh pengguna 3 pada kendaraan sebagai alat pemantau posisi. B. Arsitektur Sistem Berikut ini adalah langkah - langkah jalannya sistem : 1. Pengguna terlebih dahulu menentukan rute jalan yang akan dimasukkan ke dalam basis data. 2. Data-data yang dimasukkan ke dalam basis data ini adalah hasil pembacaan cellid dan hasil pembacaan GPS. 3. Setelah data-data yang dibutuhkan telah lengkap, aplikasi bisa melakukan proses tracking pada rute yang telah direkam ke dalam basis data. 4. Pada saat proses tracking, ketika pengguna melewati rute yang sudah terekam data-datanya di dalam basis data maka aplikasi akan mendeteksi cell yang dilewati untuk dicocokkan dengan basis data. 5. Bila pembacaan cell yang dilewati saat itu cocok dengan hasil pembacaan cell pada saat training, maka akan dilakukan hasil estimasi posisi dengan menggunakan hasil pembacaan GPS pada saat training. 6. Hasil perhitungan estimasi posisi pengguna dimasukkan ke dalam basis data untuk kemudian dimuat ke dalam web CellidDroid. Menyimpan Data dalam Basis Data Hasil penghitungan pada proses sebelumnya disimpan kembali dalam basis data agar dapat diakses oleh pengguna lain. Menampilkan Informasi Pada Web Proses ini adalah proses terakhir dari serangkaian proses yang ada. Pada tahap ini sistem akan menampilkan data yang telah disimpan dalam basis data agar dapat diakses pengguna lain. Mulai Mempelajari Rute Melakukan pembacaan Cell dan GPS Tidak Cocok Mencocokkan Data Cocok C. Deskripsi Aplikasi Alur setiap proses yang terdapat pada aplikasi digambarkan pada Flowchart untuk memudahkan pemahaman secara garis besar proses yang ada pada sistem. Flowchart aplikasi ini terdapat pada gambar 3.3.Pada CellidDroid ini terdapat beberapa proses yang harus dilakukan agar pengguna dapat mendapatkan informasi yang diperlukan. Beberapa proses tersebut meliputi : Mempelajari Rute Proses pertama dalam menjalankan aplikasi ini adalah mempelajari rute yang akan disimpan dalam basis data. Melakukan Pembacaan Cell dan GPS Setelah supir menentukan rute yang akan disimpan, sistem melakukan penyimpanan data ke dalam basis data. Dalam proses penyimpanan ini dilakukan pembacaan posisi dengan GPS dan Cell id. Mencocokkan Data Pada proses ini sistem melakukan pencocokan data antara pembacaan dengan GPS dengan pembacaan dengan Cell. Apabila data yang disimpan cocok maka proses akan dilanjutkan apabila tidak cocok maka proses akan kembali pada pembacaan data. Melakukan Penghitungan Penghitungan dilakukan dengan menggunakan rumus estimasi posisi pada persamaan (2). Dari hasil perhitungan estimasi ini nantinya akan disimpan ke dalam basis data. Rumus ini didapat dari referensi [1]. (2) Melakukan Penghitungan Menyimpan data dalam basis data Menampilkan Informasi pada Web Selesai Gambar 2. Flowchart Sistem Untuk proses penghitungan estimasi posisi dapat dijelaskan lebih lanjut sebagai berikut: 1. Aplikasi pada smartphone menerima inputan data. 2. Kemudian melakukan pengecekan cell yang diinputkan dengan yang sudah terekam di basis data sebelumnya. 3. Apabila cell yang dilewati tersebut cocok dengan yang ada di basis data maka aplikasi melakukan pengecekan semua time yang ada di basis data. 4. Aplikasi akan mencari time yang lebih kecil dan lebih besar dari time yang ada sekarang. 5. Setelah itu maka akan dilakukan proses penghitungan seperti contoh di bawah ini. 4 Gambar 5. Perbandingan pembacaan pada rute 3. IV. UJI COBA A. Uji Coba Kasus Pada uji coba kasus ini terdapat tiga kasus dengan perbandingan masing-masing menggunakan GPS dan Cell. 1. Pada rute 1 ini dilakukan dua perbandingan pencarian posisi. Pada gambar yang berada di sebelah kiri adalah yang menggunakan GPS dan gambar yang berada di sebelah kanan adalah yang menggunakan Cell. Rute 1 adalah rute dari Jalan Manyar kertoarjo hingga Jalan Ngagel. Gambar 3. Perbandingan pembacaan pada rute 1. 2. Pada rute 2 ini dilakukan dua perbandingan pencarian posisi. Pada gambar yang berada di sebelah kiri adalah yang menggunakan GPS dan gambar yang berada di sebelah kanan adalah yang menggunakan Cell. Rute 2 adalah rute dari Jalan Sidotopo Wetan hingga Jalan Teknik Kimia ITS. Gambar 4. Perbandingan pembacaan pada rute 2. 3. Pada rute 3 ini dilakukan dua perbandingan pencarian posisi. Pada gambar yang berada di sebelah kiri adalah yang menggunakan GPS dan gambar yang berada di sebelah kanan adalah yang menggunakan Cell. Rute 3 adalah rute dari Jalan Arif Rahman Hakim hingga Jalan Semolowaru. B. Uji Coba Akurasi Uji coba akurasi dilakukan untuk mengetahui ketepatan penentuan lokasi hasil estimasi dengan lokasi hasil pembacaan GPS. Ketepatan lokasi pengguna dihitung dengan menggunakan perhitungan jarak antara latitude longitude pertama dengan latitude longitude kedua. Uji coba ini menggunakan data yang ada pada Rute 2. Tabel 1. Hasil Perhitungan Estimasi Posisi Cellid Latitude Estimasi Longitude Estimasi 31086 -7.2799970128 112.766161644 31086 -7.27980179036 112.764794461 31086 -7.27967148338 112.76364569 31086 -7.27960486323 112.763038697 31086 -7.27959728354 112.762960461 31086 -7.27957334593 112.762848576 31086 -7.27948631397 112.762278229 31086 -7.27935807918 112.761539648 31086 -7.27923888969 112.760732754 31696 -7.27911412431 112.759804807 31696 -7.27886458901 112.75842017 31696 -7.2786630364 112.757224656 31696 -7.27843343427 112.75585953 31696 -7.2782927656 112.755032576 30294 -7.27805854599 112.753710086 30294 -7.27787936954 112.752690927 30294 -7.27769617652 112.751687973 30296 -7.2775360322 112.750848248 30296 -7.2773224697 112.750152748 30296 -7.27711356234 112.749227217 30296 -7.27688587724 112.748168749 30296 -7.27665573563 112.747059026 31684 -7.27726775058 112.745335417 31685 -7.27807378004 112.74508669 31685 -7.27902810351 112.745547777 31685 -7.27998983172 112.746157082 31685 -7.28099149865 112.746556106 5 Cellid Latitude Estimasi Longitude Estimasi 31685 -7.28187768947 112.746812458 Tabel 2. Hasil Pembacaan GPS Cellid Latitude GPS Longitude GPS 31086 -7.27987303799434 112.765453657394 31086 -7.27987303799434 112.765453657394 31086 -7.27969581077204 112.763871366326 31086 -7.27960549308817 112.763045198014 31086 -7.27959728354468 112.762960461297 31086 -7.27958571038802 112.762915303187 31086 -7.27950291263912 112.762367826825 31086 -7.27940649027072 112.761847350482 Gambar 6. Grafik Akurasi 31086 -7.27925495655554 112.760887158939 31696 -7.27899104462625 112.759143716716 31696 -7.27899104462625 112.759143716716 31696 -7.27871680676248 112.757550931377 31696 -7.27858187827162 112.756732193619 31696 -7.27858187827162 112.756732193619 30294 -7.27795418344879 112.753081371687 30294 -7.27795418344879 112.753081371687 30294 -7.27772884815857 112.751859077949 30296 -7.27742607896746 112.750468892735 30296 -7.27742607896746 112.750468892735 30296 -7.27715880361397 112.74946742401 30296 -7.27690640129105 112.748260629633 30296 -7.27666473141112 112.747117923752 C. Uji Coba Penggunaan Energi Uji coba penggunaan energi ini dimaksudkan untuk mengetahui perbedaan penggunaan energi pada saat melakukan pembacaan GPS dan pembacaan cell. Uji coba penggunaan energi ini dilakukan dengan percobaan sebagai berikut: 1. Baterai saat sebelum uji coba dipastikan penuh 100%. 2. Pembacaan GPS dilakukan selama 60 menit dengan interval pembacaan energi setiap 10 menit. 3. Setelah dilakukan pembacaan GPS selama 60 menit baterai yang tersisa adalah 80%. 4. Untuk melakukan uji coba pembacaan cell kita pastikan baterai smartphone adalah 100%. 5. Pembacaan cell dilakukan selama 60 menit. 6. Setelah dilakukan pembacaan cell selama 60 menit beterai yang tersisa adalah 90% Hasil perbandingan energi antara pembacaan GPS dengan pembacaan cell dapat dilihat pada gambar 7. 31684 -7.27751740975001 112.745136835577 31685 -7.27864791607109 112.74528318475 31685 -7.27864791607109 112.74528318475 31685 -7.2797543596954 112.746039409518 31685 -7.28092213478459 112.746539029224 31685 -7.28153817603936 112.746690691446 Dari perhitungan jarak akurasi hasil estimasi posisi dengan pembacaan GPS dimasukkan ke dalam grafik seperti pada gambar 6. Dari hasil perhitungan itu kemudian di rata-rata sehingga ditemukan bahwa jarak rata-rata dari posisi pembacaan GPS dengan posisi hasil estimasi posisi adalah sebesar 40 meter. Gambar 7. Grafik Penggunaan Energi V. SIMPULAN DAN SARAN Dari hasil pengamatan selama perancangan, implementasi, dan proses uji coba perangkat lunak yang dilakukan, penulis mengambil kesimpulan sebagai berikut: 1. Aplikasi ini berhasil mengaplikasikan sistem pencarian posisi yang dapat mengurangi jumlah energi yang digunakan pada saat proses pencarian namun tetap cukup 6 2. 3. 4. 5. akurat. Aplikasi ini dapat menentukan posisi pengguna smartphone melalui teknologi pencarian posisi berbasis cell tower. Dari uji coba kasus dapat disimpulkan bahwa aplikasi ini mampu memperhitungkan estimasi posisi dari smartphone berdasarkan dari data hasil pembacaan GPS. Dari uji coba akurasi dapat disimpulkan bahwa hasil estimasi posisi dengan hasil pembacaan GPS berbeda ratarata sebesar 40 meter. Dari uji coba penggunaan energi dapat dilihat bahwa untuk tracking menggunakan GPS selama 60 menit menghabiskan energi baterai sebesar 20%, sedangkan untuk tracking menggunakan cell selama 60 menit menghabiskan energi baterai sebesar 10%. Dapat disimpulkan bahwa tracking posisi menggunakan cell dapat menghemat penggunaan energi smartphone sebesar 50%. Adapun saran-saran yang dapat diberikan pengembangan aplikasi ini berikutnya adalah: 1. 2. 3. 4. untuk Menekan penggunaan energi baterai. Meningkatkan akurasi. Penggunaan antarmuka yang lebih menarik. Menggunakan metode tambahan untuk menentukan hasil estimasi posisi. DAFTAR PUSTAKA [1] Paek, Jeongyeup. Kim, Kyu-Han. P. Singh, Jatinder (2011). Energy-Efficient Positioning for Smartphones using Cell-ID Sequence Matching. Department of Computer Science University of Southern California. [2] Anonim. What is GPS?. <URL: http://www8.garmin.com/aboutGPS/>, diakses pada April 2012. [3] Anonim. The Google Directions API.<URL: https://developers.google.com/maps/documentation/directions/>, diakses pada Mei 2012. [4] Pambudi, Doni Setio (2010). PERANCANGAN DAN PEMBUATAN PERANGKAT LUNAKPENDATAAN DAN PENCARIAN DISTRIBUTOR SUMBER DAYA MENGGUNAKAN CELL ID BERBASIS MOBILE. Tugas Akhir, Jurusan Teknik Informatika, Fakultas Teknologi Informasi ITS, Surabaya.
