1

BAB I

PENDAHULUAN

1.

1.1. Latar Belakang

Pertanian merupakan salah satu bidang yang sangat penting untuk

memenuhi kebutuhan pokok manusia. Ketika kebutuhan pokok tersebut tidak

mencukupi maka akan menjadi ancama bagi kelangsungan hidup manusia.

Kebutuhan pokok yang tidak tercukupi dalam suatu masyarakat juga akan

menyebabkan permasalahan sosial dan ekonomi yang signifikan. Hal ini juga

berlaku dalam lingkup hidup yang lebih besar, seperti sebuah negara agraris atau

negara yang mengandalkan hasil pertanian. Jika hasil pertanian pada negara

tersebut rendah dan tidak mampu mencukupi kebutuhan pokok warganegaranya

maka akan berdampak kepada kesejahteraan warga negara tersebut.

Salah satu permasalahan yang sangat besar dalam bidang pertanian adalah

kurangnya air dan tidak tentunya sistem irigasi. Air merupakan unsur dasar

tumbuhan untuk berfotosintesis sehingga dapat bertahan hidup dan tumbuh subur.

Kekurangan air akan menyebabkan pertumbuhan tumbuhan sangat terganggu dan

bahkan dapat menyebabkan kematian. Air yang berlebihan juga menyebabkan

tanaman tidak dapat tumbuh karena terjadi pembusukan pada akar tanaman.

Ketersediaan air yang cukup akan sangat membantu pertumbuhan tumbuhan

sehingga dapat tumbuh dengan baik dan berujung pada peningkatan hasil pertanian

[1][2]. Beberapa fungsi air bagi tanaman adalah sebagai berikut.

2

1. Sebagai senyawa pembentuk protoplasma.

2. Sebagai senyawa pelarut mineral

3. Sebagai media terjadinya reaksi-reaksi metabolik

4. Sebagai penghasil hidrogen dalam proses fotosintesis

5. Untuk memelihara tekanan turgor sehingga tanaman tidak layu

6. Air sebagai pendorong proses respirasi, sehingga stomata dapat terbuka dan

proses fotosintesis dapat berlangsung

7. Untuk memelihara pertumbuhan sel dan secara tidak langsung menjaga

suhu tanaman.

Kondisi alam akibat pemanasan global menyebabkan musim di Indonesia

menjadi tidak menentu dibeberapa daerah dan dapat berubah secara mendadak.

Gejala ini menyebabkan curah hujan dalam suatu daerah dapat berubah-ubah. Hal

ini dalam bidang pertanian menyebabkan ancaman menurunnya produksi akibat

kekeringan dan bahkan gagal panen[3].

Salah satu cara untuk menangani permasalahan air adalah sebuah sistem

yang cerdas dan menggunakan sensor agar dapat memonitor kondisi lahan

pertanian. Beberapa alasan mengapa penggunaan sensor pada bidang pertanian

sangatlah perlu sebagai berikut:

1. Mendapatkan data kondisi tanah

2. Memonitor distribusi lahan

3. Jenis tanaman yang berbeda membutuhkan jumlah air yang berbeda

4. Menolong petani untuk mencari solusi yang akurat dari masalah

yangditemukan.

3

Lahan pertanian yang relatif cukup luas membutuhkan banyak sensor untuk

mendapatkan data yang valid dan akurat. Untuk itu tiap sensor harus saling

terhubung agar dapat berkomunikasi. Komunikasi menggunakan kabel sangat tidak

efisien sehingga dibutuhkan sebuah jaringan nirkabel [4].

Selain itu pengamatan data sensor jaringan nirkabel perlu dilanjutkan

dengan sebuah sistem aktuator untuk melakukan tindakan pengairan itu sendiri.

Pada pengembangannya sudah ada sistem pengairan otomatis yang menggunakan

jaringan sensor nirkabel yang langsung terkoneksi dengan server melalui modul

GPRS [5].

Jaringan sensor nirkabel terdiri atas banyak sensor node yang terhubung

dengan gateway sebagai penghubung dengan server. Untuk meneruskan banyak

data dari sensor node dibutuhkan gateway dengan spesifikasi komputer, namun

penggunaan komputer untuk sistem jaringan sensor nirkabel pada bidang pertanian

kurang cocok terkait masalah ukuran, daya, dan lokasi yang merupakan lahan yang

terbuka. Untuk itu diperlukan sebuah minikomputer yang salah satunya adalah

Raspberry pi. Gateway dapat dihubungkan dengan sistem pengairan otomatis dan

melakukan proses pengolahan data [6]. Namun hal ini akan berpotensi

memberatkan kinerja gateway karena banyaknya data yang harus diproses serta

keterbatasan ruang penyimpanan.

Penelitian ini dibuat dalam rangka mengambil bagian dalam menyelesaikan

masalah kekurangan air pada pertanian dengan cara merancang gateway untuk

pengairan yang berbasis sistem yang terkoneksi dengan internet atau yang dikenal

dengan Internet of Things (IoT) dimana data diolah di server agar tidak menjadi

4

beban kerja gateway. Penelitian ini diharapkan dapat bekerja dengan baik sehingga

mampu menyelesaikan permasalahan pada bidang pertanian yang menggunakan

jaringan sensor nirkabel dan sistem pengairan otomatis.

.

1.2. Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang masalah yang telah dijelaskan sebelumnya,

disusun rumusan masalah sebagai berikut.

a. Lahan pertanian yang cukup luas membutuhkan pengamatan yang valid dan

akurat untuk melakukan pengairan.

b. Diperlukan sebuah gateway untuk mengamati lahan menggunakan sensor

dengan jaringan sensor nirkabel.

c. Diperlukan gateway yang terhubung dengan sistem aktuator untuk

melakukan pengairan untuk diterapkan di lahan pertanian.

1.3. Batasan Masalah

Batasan masalah pada penelitian ini adalah:

1. Perancangan berfokus pada sebuah gateway dengan menggunakan

raspberry pi yang akan diujikan di lingkungan FT UGM.

2. Sensor node dan web yang dirancang digunakan hanya untuk menguji

kinerja gateway.

3. Data yang dikirimkan gateway ke server menggunakan jaringan internet.

5

4. Sistem aktuator yang diujikan hanya untuk menunjukkan tanggapan akibat

data yang diolah di server.

5. Kebutuhan daya gateway tidak analisis dalam penelitian ini.

1.4. Tujuan Penelitian

Tujuan yang ingin dicapai dari penelitian ini adalah sebagai berikut.

1. Merancang gateway jaringan sensor nirkabel yang memanfaatkan

Raspberry Pi dan XBee.

2. Mengimplementasikan gateway pada sistem aktuator untuk pengairan.

3. Menguji keandalan gateway dalam mengirimkan data ke server melalui

jaringan internet.

1.5. Manfaat Penelitian

Manfaat yang diperoleh dari penelitian ini adalah sebagai berikut.

1. Mempermudah pengamatan kondisi kelembaban tanah lahan pertanian.

2. Mendapatkan sistem pengairan yang presisi untuk bidang pertanian.

3. Menyelesaikan masalah pertanian dalam hal kebutuhan air sehingga dapat

meningkatkan hasil pertanian.

1.6. Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan pada penelitian ini dibagi menjadi lima bab dengan

rincian sebagai berikut.

1. BAB I: PENDAHULUAN

6

Pada bab ini dijelaskan latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah,

tujuan penelitian, manfaat penelitian, dan sistematika penulisan.

2. BAB II: DASAR TEORI

Pada bab ini dijelaskan tentang penelitian-penelitian dan teori-teori terkait

yang digunakan sebagai acuan dan dasar dalam penelitian ini.

3. BAB III: METODE PENELITIAN

Pada bab ini dijelaskan metode yang digunakan dan proses perancangan

sistem dalam peneilitian ini.

4. BAB IV: HASIL DAN PEMBAHASAN

Pada bab ini dijelaskan hasil penelitian serta pembahasannya.

5. BAB V: KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini berisi kesimpulan akhir penelitian dan saran untuk pengembangan

penelitian selanjutnya.