Materi tentang Internet of Things (IoT)

Assalamu‘alaikum wr. wb.

Halo gais! Saat ini, Perkembangan zaman semakin modern dan maju dan penggunaan Internet juga seperti Makanan sehari-hari. Kita sudah tidak bisa lepas dari Internet, dan apapun itu sudah serba Internet. Itulah yang dinamakan sebagai Internet of Things atau IoT, yang membantu dalam mempermudah dalam Kehidupan sehari-hari. Sebenarnya, apa itu Internet of Things (IoT)? Mari kita bahas pada Artikel ini sampai tuntas.

Ilustrasi Internet of Things (IoT)

Sumber Artikel Materi : Dicoding.com (Blog), Kajianpustaka.com, Kelasplc.com, dan Binaracademy.com (Blog)

A. Pengertian Internet of Things (IoT)

IoT adalah Singkatan dari Internet of Things, yang berarti Internet adalah segalanya. Artinya konsep dimana suatu objek memiliki teknologi seperti sensor dan perangkat lunak, bertujuan untuk berkomunikasi, terhubung dan bertukar data dengan perangkat lain ketika terhubung dengan Internet.

Hal ini menunjukkan bahwa internet berperan aktif dalam aktivitas digital sehari-hari. Tentunya hal ini memudahkan Anda jika ingin mentransfer data atau berkomunikasi dengan seseorang selagi Anda masih memiliki koneksi Internet.

IoT adalah teknologi yang erat kaitannya dengan istilah M2M (Machine-to-machine). Alat yang digunakan dalam M2M dapat berkomunikasi, oleh karena itu disebut Perangkat Cerdas atau Smart Devices.

Tujuan dibuatnya smart device atau perangkat pintar hanya untuk membantu dan menjadi solusi untuk menyelesaikan berbagai masalah atau masalah dan tugas manusia.

Itulah mengapa IoT adalah salah satu kemudahan yang diciptakan untuk membantu semua orang melakukan pekerjaannya. Perkembangan teknologi ini tentunya tidak mudah, beberapa langkah harus dilakukan untuk menghadirkan kemudahan bagi masyarakat.

B. Unsur Komponen pembentuk Ekosistem IoT

Dalam perkembangan teknologi ini untuk mendukung pekerjaan manusia, IoT memiliki beberapa komponen yang menjadi bagian penting untuk memudahkan aktivitasnya.

Julukan "hal besar berikutnya" memberi IoT potensi besar untuk menjadi lebih baik di masa depan. Karena bisa dikatakan bahwa teknologi dapat banyak meningkatkan kehidupan.

Pada dasarnya, IoT merupakan konsep teknologi yang menghubungkan perangkat lain dengan media online dan dapat dikendalikan dari jarak jauh. Banyak negara maju yang mengadopsi ini, Indonesia juga menerapkannya, meski bukan mayoritas.

Untuk menciptakan Ekosistem IoT, kita tidak hanya membutuhkan perangkat pintar, tetapi juga berbagai elemen pendukung lainnya. Berikut ini adalah berbagai elemen yang membentuk Internet of Things (IoT) :

1. Artificial Intelligence (Kecerdasan Buatan)

Yang pertama adalah Kecerdasan Buatan. Kecerdasan Buatan (AI) adalah sistem kecerdasan manusia yang diimplementasikan atau diprogram ke dalam mesin untuk memungkinkan mesin berpikir dan bertindak seperti manusia. Kecerdasan buatan sendiri memiliki beberapa cabang salah satunya adalah Machine Learning (ML).

Dalam IoT, hampir semua mesin atau alat bisa menjadi mesin pintar. Ini berarti bahwa IoT akan berdampak besar pada semua kehidupan kita. Kecerdasan buatan ini bertanggung jawab untuk mengumpulkan Data, merancang dan mengembangkan Algoritma, serta memasang Jaringan.

2. Sensor

Sensor adalah suatu benda yang memiliki fungsi menerima data dari suatu objek. Informasi yang relevan dapat berupa informasi seperti suhu udara menurut layar video.

IoT adalah teknologi dengan banyak sensor yang menerima banyak data untuk memberikan informasi yang lengkap kepada penggunanya. Oleh karena itu diperlukan sensor untuk teknik ini. 

3. Konektivitas

Untuk mengirimkan data yang diambil oleh sensor, yang terakhir membutuhkan Internet sebagai media data. Ada banyak pilihan koneksi, seperti jaringan seluler atau Wi-Fi. Salah satunya dengan menggunakan penyimpanan Cloud yang bernama IoT Cloud.

Kedua sumber Internet masing-masing memiliki banyak kelebihan dan kekurangan. Namun, IoT adalah sistem yang stabil, sehingga disarankan untuk menggunakan pendekatan yang lebih stabil.

4. Data Olahan (Visualisasi Data)

Setelah melalui pengiriman yang mana memerlukan konektivitas, maka informasi yang diterima melewati sebelum pesanan ditempatkan dan dibentuk.

5. User Interface (UI)

Anda akan diperintahkan untuk menggunakan teknologi pengenalan tersebut. Biasanya digunakan pada smart devices seperti smartphone, tablet dan komputer. Hal ini berfungsi saat perangkat dikendalikan oleh IoT itu sendiri.

C. Mekanisme dan Manfaat dari Internet of Things (IoT)

Cara kerja dari program ini sangat sederhana. Dengan menggunakan instruksi program  terandung setiap perintah dapat menghasilkan sebuah interaksi pada sesame perangkat yang terhubung secara langsung tanpa kehadiran intervensi dari pengguna.

Bisa dikatakan bahwa teknologi ini di atur sedemikian rupa agar memudahkan pengguna dalam melakukan control jarak jauh terhadap suatu objek kendali. Faktor utama dari kelancarannya adalah stabilisasi jaringan konktivitas.

Dimana konektivitas menjadi kunci dari keberhasilan terhubungnya sistem dan perangkatnya. Manusia hanya menjadi pengawas dan memonitor setiap aktivitas dari perangkat ketika sedang menjalankan perintah. 

Dalam penerapannya sendiri internet of things ini membawa banyak sekali manfaat. Selain manfaat utamanya untuk mempermudah pekerjaan manusia, internet of things juga bermanfaat dalam berbagai bidang. Berikut beberapa diantaranya :

1. Pertanian

Penerapan IoT dalam sektor pertanian dapat dilakukan dengan berbagai macam cara. Salah satunya dalam urusan pengumpulan data. Data-data yang dikumpulkan dapat berupa suhu, kelembapan, curah hujan, kadar air dalam tanah, dan pemantauan hama. 

Contohnya, petani dapat mengetahui data-data yang penting seperti kadar air dalam tanah dan suhu sekitar dengan sensor yang ditanamkan. Data-data yang terkumpul dapat digunakan untuk mengambil sebuah keputusan guna meningkatkan kualitas dan kuantitas, meminimalkan risiko, dan mengurangi usaha yang diperlukan untuk mengelola pertanian.

2. Kesehatan

Dalam dunia kesehatan, internet of things terus dikembangkan. Direncanakan ke depannya seluruh hasil pemeriksaan dapat langsung diterima oleh para tenaga medis atau rumah sakit. Data-data yang dikirimkan seperti halnya tekanan darah, riwayat penyakit, penyakit yang sedang dialami, dan lain-lain.

Sebenarnya, teknologi IoT saat ini sudah diterapkan dalam sektor kesehatan ini, contohnya seperti robot perawat di sebiah klinik di Moskow yang membantu tugas dari para tenaga kesehatan di masa pandemi sekarang ini.

3. Transportasi

Berikutnya adalah sektor Transportasi. IoT dapat membantu manusia dalam mengintegrasikan, mengontrol, dan memproses informasi pada sistem transportasi. Penerapan internet of things ini berkembang sangat pesat dan dapat diimplementasikan pada mesin kendaraan atau pada fungsi kemudinya.

Salah satu contoh internet of things dalam bidang transportasi adalah mobil yang dapat memarkir sendiri dan mobil yang dapat berjalan sendiri (autopilot). Diharapkan dengan adanya IoT dalam sektor transportasi ini angka kecelakaan dapat jauh menurun.

4. Lingkungan

Biasanya untuk sektor lingkungan ini menggunakan aplikasi dan perangkat IoT yang menggunakan sensor.

Contohnya seperti alat yang dapat memantau kualitas udara, alat yang dapat dipasangkan ke satwa liar dalam penangkaran, pengecekan kondisi air, dan lain-lain. Bahkan internet of things juga dapat dimanfaatkan untuk sistem peringatan dini bencana.

5. Otomatisasi Rumah

Perangkat IoT juga tidak hanya bisa digunakan dalam sektor-sektor usaha saja, tetapi ia juga bisa digunakan untuk keperluan pribadi. Kamu dapat membuat rumahmu menjadi serba otomatis, mulai dari menghidupkan lampu, menghidupkan perangkat elektronik, dan sampai membuka pintu rumah. Perangkat-perangkat itu disebut sebagai smart home peripheral atau perangkat rumah pintar. Jika kamu menerapkan IoT dalam rumah, secara tidak langsung kamu sudah memiliki smart home. Keren, kan?

Bukan hanya soal kemudahan, kamu juga dapat menghemat energi. Itu karena kamu dapat mengendalikan perangkat-perangkat pintar di rumahmu dari jarak jauh. Sehingga, otomatis tidak ada energi yang terbuang sia-sia.

Contoh internet of things dalam rumah adalah lampu yang dapat menyala otomatis pada malam hari, kunci pintu yang dibuka dengan sidik jari atau dengan smartphone, tempat makan otomatis untuk hewan, alat penyiram bunga otomatis, dan masih banyak lagi.

D. Arsitektur Internet of Things (IoT)

Sumber : Anakteknik.co.id

Seperti model Lapisan OSI, Arsitektur IoT dibagi menjadi beberapa lapisan, dengan setiap lapisan terdiri dari protokol yang berbeda. Gambar di bawah menunjukkan Arsitektur IoT berdasarkan fungsionalitas dari setiap lapisan :

1. Sensor Connectivity Dan Network Layer : Ini terdiri dari sensor/reader (pembaca) yang bertanggung jawab untuk mengumpulkan data dari lingkungan, jaringan untuk mengumpulkan dan mentransfer data sensor/reader dan aktuator untuk mencapai target sesuai data sensor. Jaringan sensor dapat berupa Wi-Fi, Ethernet, XBee, Bluetooth atau jaringan kabel.
2. Gateway Dan Network Layer : Layer atau lapisan ini menyimpan sebagian besar data dari sensor, reader, tag, dll. Dan mentransfer data ini ke Management Service Layer, yang merupakan lapisan berikutnya. Ia juga bertanggung jawab untuk berbagai protokol jaringan untuk berbagai perangkat IoT. Gateway dapat berupa mikrokontroler, embedded OS, modul Komunikasi Radio atau Signal processor dan modular. Jaringan dapat berupa Wi-Fi, Ethernet, LAN atau WAN.
3. Management Service Layer : Lapisan ini mengamankan analisis perangkat IoT, analisis informasi, dan manajemen perangkat. Ini terdiri dari layanan dukungan operasional untuk memodelkan, mengkonfigurasi dan mengelola perangkat IoT, Billing Support System untuk mendukung penagihan dan pelaporan, dan layanan aplikasi IoT / M2M untuk mengontrol dan mengenkripsi data, mengelola aturan dan proses bisnis, dll. Dengan kata sederhana, lapisan ini memungkinkan ekstraksi informasi yang diperlukan dari data sensor yang dikumpulkan.
4. Application Layer : Lapisan ini menggunakan data yang dikumpulkan untuk melayani tujuan yang diperlukan. Ini mencakup otomatisasi rumah, perawatan kesehatan, pengawasan, retail, tracking, dan otomasi industri.

Sedangkan, Arsitektur dari Internet of Things adalah sebagai berikut :

1. Things

Things merupakan objek yang dilengkapi dengan sensor yang mengumpulkan data yang akan ditransfer melalui jaringan dan aktuator yang memungkinkan sesuatu untuk bertindak (misalnya, untuk menghidupkan atau mematikan lampu, membuka atau menutup pintu, menambah atau mengurangi kecepatan putaran mesin dan banyak lagi). Konsep ini termasuk lemari es, lampu jalan, bangunan, kendaraan, mesin produksi, peralatan rehabilitasi, dan segala sesuatu yang dapat dibayangkan. Sensor dalam semua kasus tidak melekat secara fisik pada benda-benda. Sensor mungkin perlu memantau, misalnya, apa yang terjadi di lingkungan terdekat dengan suatu benda.

2. Gateways

Gateways adalah sarana yang menyediakan konektivitas antara hal-hal dan bagian cloud dari solusi IoT, memungkinkan preprocessing dan pemfilteran data sebelum memindahkannya ke cloud (untuk mengurangi volume data untuk pemrosesan dan penyimpanan terperinci) dan mentransmisikan perintah kontrol dari cloud ke berbagai hal. Hal-hal kemudian menjalankan perintah menggunakan aktuatornya.

3. Cloud Gateway

Cloud gateway memfasilitasi kompresi data dan transmisi data yang aman antara gateway bidang dan server cloud IoT. Ini juga memastikan kompatibilitas dengan berbagai protokol dan berkomunikasi dengan gateway lapangan menggunakan protokol yang berbeda tergantung pada protokol apa yang didukung oleh gateway.

4. Streaming Data Processor

Streaming data processor berfungsi untuk memastikan transisi input data yang efektif ke danau data dan aplikasi kontrol. Tidak ada data yang sesekali dapat hilang atau rusak.

5. Data Lake

Data lake merupakan sebuah wadah yang digunakan untuk menyimpan data yang dihasilkan oleh perangkat yang terhubung dalam format alami. Data besar datang dalam kumpulan atau aliran. Ketika data diperlukan untuk wawasan yang bermakna, data itu diekstraksi dari danau data dan dimuat ke gudang data besar.

6. Big Data Warehouse

Big data warehouse merupakan data yang difilter dan diproses yang diperlukan untuk wawasan yang berarti diekstraksi dari danau data ke gudang data besar. Gudang data besar hanya berisi data yang dibersihkan, terstruktur, dan cocok (dibandingkan dengan danau data yang berisi semua jenis data yang dihasilkan oleh sensor). Juga, gudang data menyimpan informasi konteks tentang hal-hal dan sensor (misalnya, di mana sensor dipasang) dan aplikasi kontrol perintah mengirim ke hal-hal.

7. Data Analytics

Data analytics dapat menggunakan data dari gudang data besar untuk menemukan tren dan mendapatkan wawasan yang dapat ditindak lanjuti. Ketika dianalisis (dan dalam banyak kasus – divisualisasikan dalam skema, diagram, infografis) data besar menunjukkan, misalnya, kinerja perangkat, membantu mengidentifikasi inefisiensi dan mencari cara untuk meningkatkan sistem IoT (membuatnya lebih dapat diandalkan, lebih banyak pelanggan- berorientasi). Selain itu, korelasi dan pola yang ditemukan secara manual dapat berkontribusi lebih lanjut untuk membuat algoritma untuk aplikasi kontrol.

8. Machine Learning and the models ML generates

Machine learning and the models ML generates dengan pembelajaran mesin, ada peluang untuk membuat model yang lebih tepat dan lebih efisien untuk aplikasi kontrol. Model diperbarui secara berkala (misalnya, seminggu sekali atau sebulan sekali) berdasarkan data historis yang terakumulasi di gudang data besar. Ketika penerapan dan efisiensi model baru diuji dan disetujui oleh analis data, model baru digunakan oleh aplikasi kontrol.

9. User Applications

User applications adalah komponen perangkat lunak dari sistem IoT yang memungkinkan koneksi pengguna ke sistem IoT dan memberikan opsi untuk memantau dan mengontrol hal-hal cerdas mereka (sementara mereka terhubung ke jaringan hal-hal serupa, misalnya, rumah atau mobil dan dikendalikan oleh sistem pusat). Dengan aplikasi seluler atau web, pengguna dapat memantau keadaan barang-barang mereka, mengirim perintah untuk mengontrol aplikasi, mengatur opsi perilaku otomatis (pemberitahuan dan tindakan otomatis ketika data tertentu berasal dari sensor).

E. Model Komunikasi pada Internet of Things (IoT)

Di bawah ini adalah berbagai jenis model komunikasi yang digunakan dalam IoT.

1. Publish Subscribe Communication Model : Model ini mencakup penerbit, broker atau konsultan dan konsumen. Penerbit adalah sumber data, yang mengirim data ke topik, dikelola oleh broker. Konsumen berlangganan topik dari konsultan dan tidak memiliki hubungan langsung dengan penerbit.
2. Request Response Model : Ini melibatkan komunikasi dua arah antara klien dan server. Klien mengirim permintaan ke server, yang memproses permintaan, mengambil data dari sumber daya, menyiapkan dan mengirim respons ke klien.
3. Push Pull Model : Ini melibatkan komunikasi langsung antara penerbit dan konsumen, di mana data didorong ke antrian oleh penerbit, dan ditarik atau diambil dari antrian oleh konsumen. Antrian bertindak sebagai penyangga dan memungkinkan komunikasi antara produsen dan konsumen.
4. Exclusive Pair Model : Ini adalah komunikasi dupleks state-full, bi-directional, antara klien dan server, di mana pengaturan koneksi antara klien dan server tetap utuh sampai permintaan dikirim oleh klien untuk menutup koneksi.

Jadi, berdasarkan penjelasan di atas, kita mendapatkan gambaran sederhana bagaimana sebenarnya sistem Internet of Things bekerja.

1. Data dikumpulkan dari lingkungan atau environment oleh sensor / device. Di sini, sensor dapat berupa sensor mandiri atau device yang terembedded dengan sensor seperti ponsel pintar kita. Data ini dapat berupa data sederhana seperti pembacaan suhu atau jarak atau data kompleks seperti video feed.
2. Data yang terkumpul kemudian dikirim ke cloud (internet storage) melalui saluran konektivitas seperti Wi-Fi, Satelit, Bluetooth, LAN, dll, Dipilih sebagai tradeoff antara berbagai parameter seperti konsumsi daya, jangkauan dan bandwidth, sesuai aplikasi IoT tertentu.
3. Setelah data diterima oleh cloud, ia akan diproses oleh program perangkat lunak. Ini melibatkan penggalian informasi yang diperlukan dari data yang diterima. Ini dapat sesederhana menentukan apakah suhu atau jarak pembacaan berada dalam batas yang dapat diterima atau serumit mengidentifikasi objek menggunakan informasi video yang diterima.
4. Setelah data diproses oleh perangkat lunak, hasil akhirnya dikomunikasikan kepada pengguna melalui email, teks atau pemberitahuan. Terkadang, tergantung pada hasilnya, pengguna dapat mengubah parameter yang diperlukan dan memengaruhi sistem. Misalnya, jika pembacaan suhu rumah terlalu rendah, pengguna mungkin meningkatkan suhu pemanas dari jarak jauh untuk meningkatkan tingkat panas. Juga, kadang-kadang, parameter yang diberikan mungkin secara otomatis disesuaikan untuk mendapatkan hasil yang diinginkan, daripada intervensi manusia.

Semoga bermanfaat bagi Mahasiswa Teknik Informatika (TI) dan Teknik Elektro.

Terima Kasih 😄😘👌👍 :)

Wassalamu‘alaikum wr. wb.