ABSTRACT

An integration of a GPS receiver module and GPRS for monitoring and tracking of vehicle position has been designed and implemented. The GPS receiver module is a equipment able to generate position data, but it unable to send the data position to the control system. A GPRS technology in mobGPile device can transmit data over internet, so it can be used to transmit object position to control system in order to be monitored.

This research aims to build a system for monitoring and tracking the vehicle?s position. The system are divided into three parts: block I, block II and block III. Block I consist of two devices : A GPS receiver module and a cellular phone running a java application (J2ME). The application is used to stream, parse and processed NMEA data from the GPS receiver module before transmiting it to the control system (block II) over a GPRS connection. Block II consists of a web server and a database server for catching the data position sent from block I and store it in database server. Block III consists of visualization and monitoring application to visualize vehicle?s positions over the digital map. The last position of the vehicle data are taken from the database server.

The result of this research is an integration of two technologies that can be used to monitor and track of vehicles position. The success of the monitoring and tracking are dependent on : the NMEA data stream from the GPS receiver module, the accuracy of GPS receiver module and the digital map used by the system.

Key words : GPS, GPRS, NMEA, Tracking, J2ME

1. ?PENGANTAR

Kasus yang membutuhkan mekanisme pemantauan posisi kendaraan semakin banyak, misalkan kasus dalam perusahaan taksi, distribusi barang, penyalahgunaan pemakaian mobil dinas dan sistem pengiriman BBM, barang pada perusahaan jasa.

Perusahaan maupun instansi biasanya menggunakan media komunikasi radio untuk mengetahui dengan menanyakan kepada pengemudi dimana posisinya. Jawaban yang diberikan pengemudi dijadikan dasar untuk mengetahui posisi kendaraan tersebut. Cara ini membuat data yang diberikan kadang tidak akurat, karena tergantung dari jawaban dari pengemudi.

Kemajuan teknologi penentuan lokasi seperti GPS (Global Positioning System) berkembang pesat dengan tingkat akurasi yang semakin teliti, bermacam variasi dan semakin murah. Posisi dapat diketahui jika membawa alat yang diberi nama GPS receiver yang berfungsi untuk menerima sinyal dari satelit GPS. GPS receiver berbentuk modul menghasilkan data NMEA yang berisi data posisi.

Perkembangan jaringan teknologi (wireless) khususnya handphone semakin pesat. Sebuah handphone tipe tertentu sudah dilengkapi fitur Java dan GPRS. Fitur Java memungkinkan menambahkan aplikasi yang dibangun dengan J2ME. Teknologi GPRS (General Packet Radio Service) dapat digunakan sebagai media pengiriman data secara nirkabel melalui koneksi internet.

Tracking kendaraan adalah mekanisme bagaimana memantau keberadaan kendaraan yang bergerak dan jalurnya di muka bumi. Pengertian bergerak dalam perpektif geografi adalah perpindahan posisi suatu obyek dari suatu koordinat ke koordinat lain. Tracking diperoleh dengan merekam data perpindahan tersebut. Penerapan sistem ini, pihak operator tidak perlu menanyakan ke pengemudi tentang posisinya.

Modul GPS receiver mempunyai karekteristik dapat menghasilkan informasi data posisi tetapi tidak dapat mengirimkan data tersebut dengan jarak jauh. GPRS sebagai teknologi komunikasi wireless dapat mengirimkan data melalui jaringan internet. Karakteristik yang dimiliki oleh GPS dan GPRS dapat diintegrasikan untuk membangun sistem monitoring posisi dan tracking kendaraan.

2. ?CARA PENELITIAN

Penelitian ini secara garis bersar dibagi menjadi beberapa blok, yaitu blok I, blok II, dan blok III. Pembagian masing-masing blok dapat dilihat pada gambar berikut.

Pembagian komponen blok sistem

2.1 Komponen Blok I

Pada Blok I berisi seperangkat GPS dan handphone. Blok I bertugas mengirimkan data posisi yang dibaca dari GPS ke Blok II secara otomatis.

Proses komponen blok I

Modul GPS receiver dan handphone dikoneksikan menggunakan bluetooth, kemudian data posisi dari modul GPS receiver diambil handphone melalui aplikasi J2ME. Aplikasi ini pertama mengambil data NMEA tipe RMC. Data tersebut kemudian di parsing untuk dipisahkan antara data longitude, latitude dan kecepatan dikirimkan ke Web Server melalui jaringan GPRS. Gambar proses yang terjadi di Blok I dapat dilihat pada gambar di atas.

2.2 Komponen Blok II

Blok II berisi Web server dan Database server yang berfungsi menerima data dari Blok I. Proses yang terjadi pada Blok II dapat dilihat pada gambar berikut.

Proses komponen blok II

Web server dilengkapi dengan pemrograman internet server-side scripting ASP untuk menangkap data posisi (longitude dan latitude), kecepatan dan status yang dikirim dari Blok I.

2.3 Komponen Blok III

Blok III berfungsi memvisualisasikan posisi kendaraan di atas peta digital. Data posisi dan tracking kendaraan diambil dari database. Tipe koordinat yang digunakan pada MapObject (ActiveX untuk menampilkan peta) adalah D.d, sehingga data longitude dan latitude dari database (dalam bentuk DM.m) perlu dikonversi ke bentuk D.d. Data tersebut dijadikan dasar untuk memvisulisasikan posisi kendaraan yang diwakili dengan sebuah titik di atas peta digital yang telah diload dari file *.shp sebelumnya. Proses pada blok III dapat dilihat pada gambar 4.

Proses komponen blok III

3. ?HASIL DAN PEMBAHASAN

Penelitian ?dengan melakukan perjalanan langsung pada sebagain jalan di kota DIY dengan membawa modul GPS receiver dan handphone yang sudah dilengkapi dengan program J2ME.

Sistem ini dilihat dari sisi operator berisi tampilan peta digital dan titik-titik yang mengambarkan posisi kendaraan. Operator hanya dengan melihat tampilan monitoring, maka visualisasi akan selalu terupdate secara otomatis.

3.1 Pembacaan Informasi dari GPS

Data posisi dikirim dari modul GPS dalam format NMEA-0183 tipe RMC dengan koneksi melalui bluetooth. Pada penelitian ini data yang diterima di handphone tidak selamanya lengkap. Perbandingan data penuh dan tidak penuh adalah sebagai berikut:

Contoh data lengkap:

$GPRMC,065102,A,0745.6301,S,11024.5308,E,000.0,066.2,030306,001.1,E*65

Contoh data tidak lengkap:

A,0745.6301,S,11024.5308,E,000.0,066.2,030306,001.1,E*65

Pembacaan data penuh akan menghasilkan informasi posisi dan visualisasi yang baik. Aplikasi yang dibangun belum stabil, karena pada waktu tertentu aplikasi akan tertutup sendiri tanpa ada pesan kesalahan.

3.2 Hasil Pengiriman Data Posisi

Berdasarkan hasil penelitian di lapangan dengan pengaturan interval pengiriman dalam handphone adalah 3 detik diperoleh data seperti pada tabel 1.

Tabel 1.? Data posisi hasil pengiriman

Keterangan:

Interval = waktu pengiriman dikurangi waktu pengiriman sebelumnya.

Dari tabel 1 di atas dapat diambil kesimpulan bahwa:

1. Rata-rata jeda waktu pengiriman???????? : 7.1 detik
2. Pengiriman tercepat????????????????????????????????? : 6.8 detik
3. Pengiriman terlama?????????????????????????????????? : 7.7 detik

3.3 Besar Data GPRS

Besar data yang dikirim penulis dapat dari daftar log GPRS pada handphone.

Hasil penelitian didapat data sebagai berikut:

1. Jumlah data ??? : 51 data
2. Total sent : 26.14 kb
3. Total receiver : 29.01 kb

Jumlah data yang dikirim per satu kali kirim berdasarkan data di atas dirumuskan sebagai berikut:

Jadi per satu kali pengiriman data posisi sebuah taksi adalah : 1.08 Kb.

3.4 Monitoring Posisi Terakhir

Sebelum ditampilkan dalam MapObject, maka data dari Database yang berformat DM.m harus diubah menjadi D.d.

Visualisasi posisi terakhir

Posisi titik yang menggambarkan taksi selalu berpindah-pindah sesuai data posisi terakhir yang diambil dari database.

3.5 Tracking Kendaraan

Proses tracking kendaraan diawali dengan mengambil data track dari database berdasarkan tanggal tertentu. Titik awal pergerakan diwakili dengan titik berwarna merah sedangkan titik yang bergerak berwarna hijau, sedangkan garis track yang dilalui berwarna biru.

Visualisasi garis diambil berdasarkan koordinat

Hasil penelitian bahwa garis track dihasilkan dengan menggabungkan sebuah posisi dengan posisi berikutnya. Hasil garis track secara visual kadang tidak sesuai dengan jalur jalan. Hal tersebut dapat terjadi pada saat jalan bercabang kendaraan tidak mengirimkan posisinya.

4. ?KESIMPULAN

Dari hasil penelitian, perancangan dan implementasi yang telah dilakukan maka dapat disimpulkan bahwa:

1. Koordinat yang diperoleh dari modul GPS receiver dalam bentuk DM.m harus diubah ke bentuk D.d agar dikenali pada MapObject.
2. Proses pengiriman data menggunakan GPRS rata-rata membutuhkan waktu sekitar 3 detik dengan jumlah data yang dikirim sebesar 1.08 KB.
3. Aplikasi J2ME yang diinstall pada handphone belum berfungsi maksimal (100%) karena pada waktu tak tentu aplikasi tertutup sendiri.
4. Ketepatan visualisasi posisi dan tracking ditentukan oleh akurasi modul GPS receiver dan peta digital yang digunakan.

5. ?DAFTAR PUSTAKA

1. [And07] Sunyoto, Andi., 2007, ?Thesis: Integrasi Modul GPS Receiver dan GPRS untuk Penentuan Posisi dan Jalur Pergerakan Obyek Bergerak (Studi Kasus : Penentuan Posisi Taksi di Yogyakarta)?, S2 Jurusan Ilmu Komputer, UGM, 2007.
2. [Bal--] Baldus, G., Kim J.,____?Collier County Government: Integrating GIS and Real-Time Vehicle Tracking for County Emergency Response?, Naples, Florida.
3. [Fal00] Fallon, E., 2000, ?Dublin Bus Tracking Service Design and implementation of a device independent passenger information?,? http://citeseer.ist.psu.edu/rd/79396097%2C435540%2C1%2C0.25%2CDownload/ftp%3AqSqqSqftp.cs.tcd.ieqSqpubqSqtech-reportsqSqreports.00qSqTCD-CS-2000-47.pdf, (Di download 26 Juni 2006).
4. [Fen01] Feng Y, Zhu J., “Wireless Java Programming with Java 2 Micro Edition”, SAMS, Indianapolish, 2001.
5. [Haf96] Hafberg, G., 1996, ?Integration of Geographic Informastion Systems and Navigation Systems for Moving (Dynamic) Objects Like Vehiclas and Ship ?,? http://gis.esri.com/library/userconf/proc95/to300/p272.html.
6. [Has95] Hasanuddin, A.Z., 1995.,? ?Penentuan Posisi dengan GPS dan Aplikasinya?. Pradnya Paramita. Jakarta.
7. [Pet06] Peter’s and Joe’s, 2006,? ?NMEA Data?, http://www.gpsinformation.org/dale/nmea.htm, 4 Dec 2006.
8. [Pra02] Prahasta, E., 2002 ?Konsep-Konsep Dasar Sistem Informasi Geografis?, Informatika, Bandung.
9. [Sch05] Schmidt, A., Holleis, P., Kranz, Matthias., Rukzio, E., ____, ?Accessing GPS Receiver from Mobile Phone Via Bluetooth?, http://www.hcilab.org/documents/tutorials/BT_GPS/BT_GPS.htm, Ludwig-Maximilians-University Munich, Desember 2005.

HSDPA (high speed downlink Packet Access) adalah teknologi yang datang menyertai 3G. yang membedakan antara 3G dan HSDPA adalah kecepatan akses transfer datanya walaupun infrastruktur yang digunakan sama, sehingga untuk mengimplementasikan HSDPA tidak memerlukan biaya investasi yang tinggi. Kecepatan HSDPA yang dipasang mendukung 1.8 Mbit/s sampai 3.6 Mbit/s saat downlink. Untuk kedepannya direncanakan mencapai 7.2 Mbit/s. Keuntungan yang dapat diperoleh adalah user dapat untuk mengakses data yang besar.

1. ?Pendahuluan

Solusi mobiltas adalah menggunakan teknologi wireless, yang memungkinkan pengguna untuk menjelajah dengan murah tanpa diributkan dengan kabel, walaupun masih memerlukan penanganan infrastruktur back-end. Dalam pembicaraan sehari-hari wireless adalah sebuah bungkus lama untuk radio transmiter (perpaduan antara peralatan receiver dan transmitter) seperti diterapkan pada jaman radio telegram. Sekarang teknologi tersebut berkembang pesat dengan memunculkan fitur baru.

Fenomena ketika GPRS keluar pertama kali, fitur ini menjadi pertimbangan utama saat membeli ponsel. Ketika teknologi 3G atau dieropa dikenal dengan nama UMTS (universal mobile telecomunication system) juga sama. Kemunculan 3G dibarengi dengan kemunculan HSDPA (high speed downlink packet access). HSDPA adalah keturunan dari 3G. HSDPA ini dikenal dan digolongkan ke dalam teknologi 3.5G, karena kecepatan transfer datanya lebih bagus dibanding 3G. 3G pada permulaannya maksimal sampai 384 kbit/s, sedangkan dengan HSDPA dapat dinaikkan menjadi 14 Mbit/s.

Salah satu alasan HSDPA muncul hampir berberengan dengan 3G, karena HSDPA berjalan difrekuensi yang sama yang digunakan 3G. Sehingga investasi yang ditanamkan tidak terlalu besar terutama untuk software dan hardware.

Perkembangan HSDPA tidak terlepas dari perkembangan teknologi GSM pada tiap generasinya. Tiap generasi memiliki kemampuan transfer data yang lebih cepat. Berikut evolusi perkembangan generasi ke generasi GSM sampai ke arah HSDPA.

2. ?Generasi Perkembangan GSM

2.1. Generasi Pertama (1G)

Hampir semua teknologi dimulai untuk keperluan militer yang kemudian dipergunakan untuk umum. Sama halnya dengan perkembangan teknologi GSM. Waktu 1G pendek di dalam perkembangan teknologi telepon mobile. 1G berupa telepon analog yang diperkenalkan pada tahun 1980an dan dilanjutkn sampai digantikan dengan generasi kedua (2G) yang berbentuk digital. Beberapa generasi pertama mengikuti standar NMT (Nordisk MobilTelefoni atau Nordiska MobilTelefoni-gruppen), CDPD (Celluler Digital Packet Data, Mobitex and DataTAC).

2.2. Generasi Kedua (2G ? 2.75G)

Perbedaan utama antara dua sistem telepon mobile yang sukses ini yaitu 1G dan 2G adalah sinyal radio yang digunakan. Jaringan 1G mengunakan analog sedangkan 2G adalah digital. Percakapan dalam 2G diencode menjadi sinyal digital, tapi dalam 1G hanya dimodulasi ke frekuensi yang lebih tinggi (150 MHz ke atas). Terdapat dua standar besar dan kuduanya komersial, yaitu: dari Eropa dan dari America. Sekitar 60% sekarang dikuasai oleh pasar dari standar Eropa. Yang termasuk dalam generasi ini adalah:

1. GSM (Global System for Mobile Communications) adalah standar paling populer untuk telepon mobile di dunia. Layanan GSM digunakan lebih dari 2 milyar orang di 212 negara dan kawasan. Jumlah negara yang banyak mengadopsi standar GSM memungkinkan kerjasama antar operator sehingga dapat digunakan untuk komunikasi user antar negara walaupun dengan operator yang berbeda. GSM bebeda dengan pendahulunya dalam jalur pensinyalan dan percakapan semuanya dalam bentuk digital. Fakta ini juga berarti komunikasi data telah dibangun dalam sistem.
2. GPRS (General Packet Radio Service) adalah layanan data mobile yang tersedia pada telepon GSM. GPRS sering disebut sebagai generasi ?2.5G?, yaitu teknolgi antara generasi pertama dan generasi kedua dalam teknologi telepon mobile. Dibandingkan dengan pendahulunya GPRS memiliki transfer data yang cepat. GPRS memanfaatkan kanal TDMA yang tidak terpakai pada jaringan GSM. Dalam teori terbatas untuk paket data 171.2 kbit/s (menggunakan 8 slot dan CS-4 coding). Realisasinya bit rate nya adalah 30-80, karena memungkinkan menggunakan maksimal 4 slot untuk downlink.
3. EDGE (EGPRS) (Enhanced Data rates for GSM Evolution) adalah teknologi telepon mobile yang memperbaiki jaringan 2G dan 2.5G khususnya dalam jalur komunikasi data. Teknologi ini bekerja pada jaringan GSM. EDGE dapat bekerja pada janringan GPRS ada.
4. HSCSD (High-Speed Circuit-Switched Data), iDEN (Integrated Digital Enhanced Network, D-AMPS (Digital AMPS), IS-95, PDC (Personal Digital Cellular), CSD (Circuit Switched Data), PHS (Personal Handy-phone System), WiDEN (Wideband Integrated Dispatch Enhanced Network) and CDMA2000 (1xRTT/IS-2000)

2.3. ?Generasi ketiga (3G ? 3.75G)

Layanan luar biasa 3G memberikan kemampuan untuk mentransfer secara simultan baik data voice dan non-voice data (seperti saat download informasi, pertukaran email dan instant messaging). Standar 3G di dalamnya adalah:

1. UMTS (3GSM) (Universal Mobile Telecommunications System) menggunakan W-CDMA di bawah standar 3GPP. UMTS mempunyai layanan data secara teori sampai 11 Mbit/s, meskipun dalam perkembangannya yang disebarkan ke user dalam jaringan performanya hanya mencapai 384 kbit/s untuk handset R99 dan 1-2 Mbit/s untuk handset HSDPA untuk koneksi downlink.
2. 3.5G ? HSDPA (High-Speed Downlink Packet Access) adalah protokol dalam telepon mobile berbasis jaringan UMTS 3G yang menyediakan transfer data yang lebih cepat. Sekarang HSDPA yang dipasang mendukung 1.8 Mbit/s sampai 3.6 Mbit/s saat downlink. Untuk kedepannya direncanakan mencapai 7.2 Mbit/s.
3. W-CDMA (Wideband Code Division Multiple Access), FOMA (Freedom of Mobile Multimedia Access), 1xEV-DO/IS-856 (1x Evolution-Data Optimized), TD-SCDMA (Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access), GAN/UMA (Generic Access Network), 3.75G ? HSUPA (High-Speed Uplink Packet Access).

Evolusi 3G ke 3G

Untuk dapat membandingkan perbedaan tiap generasi dapat dilihat pada tabel berikut:

2.4. Cara Kerja

Pada dasarnya layana HSDPA tidak beda jauh dengan layanan yang diberikan oleh generasi sebleumnya yaitu: GPRS, CDMA, EDGE dan 3G. Teknologi tersebut memiliki kesamaan bahwa sama-sama menggunakan layanan lewat jalur IP (internet protokol). HSDPA diperkenalkan oleh Third Generation Partnership Project (3GPP) release 5standar. Tujuan utamanya adalah meningkatkan standar througput melalui konsep multiple input multple output (MIMO) atau dengan teknik antena array. Proses kerja cell menggunakan alokasi asymetrics spectrum frekuensi dalam multi carries cell. Efisiensi dari sistem menjadi dua kalilipat, yang artinya juga meningkatkan persepsi pelanggan terhadap kualitas layanan.

HSDPA menggunakan kanal baru yang dlimiki oleh 3G yaitu high speed downlink shared channel (HS-DSCH). Kanal tersebut beroperasi berbeda dengan jalur 3G yang ada. Penambahan kanal berupa implementasi adaptive modulation and coding (AMC), hybrid automatic repestreQuest (HARQ), fast packet schedulling, retransmission protokol and fast cell selection (FCS), yang dikendalikan medium access control (AMC) di node yang berkemampuan 3G.HS-DSCH difungsikan untuk proses downlink data ponsel. Sedangkan untuk proses uplink, kemampuan HSDPA tak bisa sebesar downlinknya, yang secara teori hanya mampu sampai 2 Mbit/s.

Jaringan HSDPA secara fisik memiliki 3 kanal, yakni high speed data physich downlink shared channel (HS-PDSC), high speed shared control channel (HS-SCCH) dan high speed dedicated physical control channel (HS-DPCCH). HS-PDSCH mengadopsi adaptive modulation QPSK (quadrature phase shift keying) atau algoritma fase modulasi yang sudah ada, dan 16 QAM (quadrative amplitude modulation) yakni empat aplitude dan empat fase yang memungkinkan pengunaan data rate tinggi dobawah kondisi jaringan radio yang bermacam-macam.

2.5. Keuntungan HSDPA

Penambahan data rates menghasilkan keuntungan bagi operator untuk membuka area baru yang luas, nilai tambah dan kaya akan service untuk media. Keuntungan user dengan kecepatan mencapai megabyte per detik memungkinkan untuk:

1. mengakses internet dengan cepat,
2. mudah mendownload email dan menambahkan attachment,
3. straming audio dan video,
4. mengambil gambar resolusi tonggi
5. multiplayer game.
6. TV broadcasting
7. Dapat menangani kebutuhan secara korporat.

HSDPA sampai saat ini sudah digunakan di 39 negara dan 64 operator. Ke depan HSDPA masih dapat dikembangkan ke arah HSUPA (high speed uplink packet access). Jika teknologi HSDPA tergolong ke dalam teknologi 3.75G maka HSUPA masuk dalam generasi 3.75 (3.75G).

Orang Menggunakan Teknologi 3G

3. ?Kesimpulan

Teknologi komunikasi mobile dikembangkan agar mampu mengirimkan data dengan jumlah yang besar dalam jaringan global. Setiap generasi akan menunjukkan kemampuan yang lebih dalam mengiimkan data dibanding dengan teknologi sebelumnya, tidak terkecuali HSDPA.

4.? Daftar Pustaka

1. Dharma Prakash Agrawal., Quing-An Zeng, 2003 ., ?Introdruction to Wireless and Moblile Systems?, University of Cincinati, Brook/Cole-Thomson Learning.
2. Adjie(red), 2007, ?Downlink Cepat dan Dahsyat di Jalur 3G?, Majalah Selluler, Edisi Januari 2007.
3. Jeff Evans, ____, ?Mobile Wireless Networks ?,http://www.wirelessrerc.gatech.edu/tutorial/ wirelessnetworks.html, Georgia Tech Research Institute, Diakses: 17 Februari 2007.
4. GSM World, ____, ?3GSM Platform?, http://www.gsmworld.com/ technology/ 3g/ evolution.shtml, Diakses 17 Februari 2007.
5. RFID Centre,2005-2006, “Mobility Technologies and Standards”, http://www.rfidc.com/docs/introductiontomobility_standards.htm, Diakses: 17 Februari 2007.