INTERNET OF THINGS
Dalam berkembangnya IoT, kita
perlu komponen dasar yang mempengaruhi perkembangan tersebut antara lain :
Things, Gateways, Cloud Gateway, Streaming data Processor, Data Lake, Big Data
Warehouse, Data analytics, Machine learning and the models ML generates,
User applications berikut adalah penjelasannya :
Things adalah
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Data analytics. dapat
menggunakan data dari gudang data besar untuk menemukan tren dan mendapatkan
wawasan yang dapat ditindaklanjuti. 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.
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.
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).
- Bisnis dalam IoT
Manfaat penerapan IoT dalam
bisnis diantaranya adalah bisa meningkatkan efisiensi operasional,
produktivitas, menciptakan peluang bisnis baru, mengurangi downtime,
memaksimalkan pemanfaatan aset, dan meningkatkan inovasi produk
(Sumatosoft.com, 2023). Dalam buku laporan McKinsey & Company yang berjudul
“The Internet of Things: Catching Up to an Accelereating Opportunity”
yang ditulis oleh Mark Patel, Michael Chui, dan Mark Collins pada November
2021, pada tahun 2030, diperkirakan IoT dapat menghasilkan nilai ekonomi
sebesar $5,5 triliun hingga $12,6 triliun secara global, terutama dalam
aplikasi B2B (Business to Business). Meskipun ada kesempatan besar untuk
penerapan IoT di bisnis, masih ada beberapa tantangan yang harus diatasi.
Contoh Penerapan IoT dalam
Bisnis
Berikut ini adalah contoh-contoh
penerapan IoT (Internet of Things) untuk memberdayakan manufaktur.
Penerapan IoT menyebabkan revolusi industri lainnya. Alasannya sederhana:
perangkat kecil yang terhubung ke internet meningkatkan produktivitas,
meminimalkan pengeluaran tak terduga, dan mempengaruhi keamanan kerja:
a. Remote Process
Monitoring (Monitoring Proses Jarak Jauh)
Pada proses manufaktur, sebagian
besar proses berjalan otomatis dan bergantung pada perangkat lunak khusus agar
terhindar dari kesalahan manusia. Pekerjaan yang bersifat rutin dapat
dipercayakan kepada mesin yang dapat bekerja sepanjang waktu. Hal ini menawarkan
produktivitas kerja yang lebih tinggi dengan biaya yang lebih rendah. Hal ini
semua dapat dihubungkan dalam jaringan sehingga pemantauan proses manufaktur
dapat dilakukan dari jarak jauh.
b. Inventory
Management System (Sistem Manajemen Inventori)
Dalam pengelolaan suplai untuk
manufaktur dapat ditambahkan barcode atau RFID pada setiap
material bahan baku. Dengan penambahan ID ini, dapat dilakukan
pengelolaan inventory yang jauh lebih baik, baik dalam
penempatan, monitoring ketersediaan, pelacakan pemakaian material dan
menentukan kapan harus melakukan re-inventory.
Manajemen jarak jauh, otomatisasi
proses, dan optimalisasi memberikan hasil yang signifikan. Efisiensi
pabrik-pabrik ini semakin meningkat dengan penerapan sistem manajemen
inventaris.
c. Pemeliharaan peralatan
secara prediktif
Pabrik menginvestasikan jumlah
uang yang mengesankan dalam perbaikan dan pemeliharaan peralatan. Selain itu,
setiap jeda menghentikan produksi (downtime) merupakan kerugian uang
yang signifikan. Namun, sensor yang terhubung pada peralatan dapat terus
mengukur performa peralatan untuk mendeteksi setiap perubahan sebelum terjadi
kerusakan. Jika cacat pada alat terdeteksi, sistem dapat menjadwalkan perawatan
secara otomatis untuk memperbaikinya sebelum menjadi masalah. Dengan demikian
pemeliharaan yang sifatnya prediktif dapat dilakukan.
d. Sistem keamanan cerdas
Sistem keamanan modern melakukan
lebih dari sekadar memungkinkan pengamatan situasi dari kantor yang berbeda
atau di gudang. Menggunakan kecerdasan buatan, kamera pintar dapat mengenali
wajah dan memberi tahu jika ada orang asing yang memasuki ruangan dengan akses
terbatas. Sensor dengan pengenalan kebisingan atau gerakan membantu mencegah
perampokan dan meningkatkan keamanan fasilitas manufaktur secara keseluruhan.
e. Logistic Management (Manajemen
Logistik)
Menghubungkan produsen dengan
pengecer, sistem logistik dengan IoT memberikan banyak kemungkinan untuk
meningkatkan keamanan dan keandalan. IoT dalam bisnis sudah memungkinkan hal
ini.
Misalnya: Pelacakan
pengiriman, sistem ini dapat melacak pesanan sudah sampai di mana
pengirimannya. Sensor kecil dipasang agar dapat mengirim sinyal tentang lokasi
barang yang sebenarnya dan memperkirakan waktu kedatangan. Mereka juga dapat
melaporkan kondisi pengiriman (suhu, kelembaban, tingkat getaran, dan
lain-lain) yang sangat bermanfaat saat menangani barang yang mudah rusak;
Contoh lainnya: Kontrol jarak tempuh dan biaya bahan bakar, sensor juga dapat mengontrol jarak tempuh kendaraan yang menentukan apakah pengemudi mematuhi rute yang telah ditentukan. Fitur ini, bersama dengan kontrol biaya bahan bakar, dapat membantu mengungkap pengemudi yang tidak dapat diandalkan yang menggunakan kendaraan untuk tujuan mereka sendiri.
Persiapan yang harus dilakukan untuk
dapat menerapkan IoT dalam bisnis:
- Menetapkan tujuan bisnis
- Menentukan kebutuhan IoT dalam bisnis
- Membangun infrastruktur jaringan
- Memilih perangkat IoT yang tepat
- Memililh platform IoT
- Mengembangkan strategi keamanan sistem
- Mengembangkan kemampuan analisis data
- Melakukan pelatihan karyawan
Model
referensi IoT adalah kerangka kerja atau standar yang digunakan untuk
memahami, merancang, dan mengimplementasikan sistem IoT. Model ini
memberikan gambaran umum tentang komponen utama dalam sistem IoT dan bagaimana
komponen-komponen tersebut saling berinteraksi. Model ini membantu dalam
standarisasi, interoperabilitas, dan pengembangan solusi IoT yang lebih efisien
dan terintegrasi.
Berikut
adalah beberapa elemen kunci dalam model referensi IoT:
1. Lapisan
Perangkat (Device Layer):
Ini adalah
lapisan paling dasar yang terdiri dari perangkat IoT fisik seperti sensor,
aktuator, dan perangkat yang dapat terhubung ke
internet. Perangkat-perangkat ini bertanggung jawab untuk mengumpulkan
data dari lingkungan, mengirimkannya ke lapisan berikutnya, dan menerima
perintah untuk melakukan tindakan tertentu.
2. Lapisan
Jaringan (Network Layer):
Lapisan
ini bertanggung jawab untuk menyediakan komunikasi antara perangkat IoT dan
lapisan berikutnya (aplikasi atau cloud). Ini melibatkan berbagai
teknologi jaringan seperti Wi-Fi, Bluetooth, dan jaringan seluler.
3. Lapisan
Aplikasi (Application Layer):
Lapisan
ini terdiri dari aplikasi yang mengolah dan menganalisis data yang dikirimkan
oleh perangkat IoT. Aplikasi ini dapat digunakan untuk berbagai keperluan,
seperti pemantauan, pengontrolan, dan pembuatan laporan.
4. Lapisan
Cloud (Cloud Layer):
Lapisan
ini berfungsi sebagai pusat penyimpanan dan pemrosesan data yang dikirimkan
dari perangkat IoT. Cloud juga menyediakan platform untuk berbagai layanan
IoT, seperti penyimpanan data, analisis, dan pemodelan.
Contoh Model Referensi IoT
Beberapa
model referensi IoT yang umum digunakan antara lain:
- Model Referensi IoT-A:
Model ini
didasarkan pada proyek penelitian IoT-A yang didanai oleh Komisi Eropa dan
merupakan salah satu model referensi IoT yang paling lengkap.
- Model Referensi WSO2:
Model ini
dikembangkan oleh vendor integrasi sumber terbuka WSO2 dan mencakup lima
lapisan horizontal dan dua lapisan lintas sektor.
- Model Referensi Industri
(Industrial IoT Reference Architecture):
Model ini
dirancang untuk industri, dengan fokus pada pemantauan, pengelolaan, dan
interaksi perangkat IoT.
Manfaat
Model Referensi IoT:
Model
referensi IoT memberikan beberapa manfaat penting, antara lain:
- Standarisasi:
Model
referensi membantu dalam menetapkan standar umum untuk arsitektur IoT, yang
mempermudah interoperabilitas antar sistem IoT.
- Interoperabilitas:
Dengan
standar yang sama, perangkat dan sistem IoT dari berbagai vendor dapat bekerja
bersama dengan lebih mudah.
- Efisiensi:
Model
referensi membantu dalam merancang sistem IoT yang lebih efisien dan efektif.
- Penyederhanaan:
Model
referensi membantu dalam menyederhanakan pengembangan dan implementasi solusi
IoT.
Berikut
adalah penjelasan lebih detail tentang model domain IoT:
1. Entitas
Utama:
- Perangkat:
Perangkat
fisik yang dilengkapi dengan sensor, aktuator, dan kemampuan komunikasi untuk
terhubung ke jaringan.
- Entitas Virtual:
Representasi
digital dari perangkat atau objek fisik di dunia nyata, yang menyimpan data dan
informasi tentang perangkat tersebut.
- Layanan:
Fungsi
yang disediakan oleh sistem IoT untuk memproses data, mengontrol perangkat, dan
menyediakan informasi kepada pengguna.
- Sumber Daya:
Komponen
yang digunakan oleh perangkat dan layanan untuk beroperasi, seperti data,
proses, dan jaringan.
2.
Hubungan Antar Entitas:
- Entitas Virtual dan Perangkat
Fisik:
Entitas
virtual berfungsi sebagai perantara antara dunia fisik dan dunia digital,
menerima data dari perangkat dan memberikan perintah ke perangkat.
- Perangkat dan Layanan:
Perangkat
mengirimkan data ke layanan dan menerima perintah dari layanan untuk melakukan
aksi.
- Layanan dan Sumber Daya:
Layanan
menggunakan sumber daya seperti data, proses, dan jaringan untuk melakukan
fungsinya.
3. Cara
Kerja Sistem IoT:
- Penginderaan: Perangkat fisik
mengumpulkan data dari lingkungan sekitarnya menggunakan sensor.
- Komunikasi: Data dikirimkan ke
entitas virtual melalui jaringan.
- Pemrosesan: Entitas virtual
memproses data, mengolahnya, dan mungkin memberikan perintah ke perangkat.
- Aksi: Perangkat fisik
melakukan aksi berdasarkan perintah yang diterima.
- Informasi: Entitas virtual juga
dapat memberikan informasi kepada pengguna atau sistem lain.
4. Manfaat
Model Domain:
- Desain yang Terstruktur:
Model
domain membantu dalam merancang sistem IoT yang terstruktur dan terorganisir,
sehingga lebih mudah dipahami dan dikelola.
- Interoperabilitas:
Model
domain memastikan bahwa berbagai perangkat dan sistem IoT dapat saling
berinteraksi dengan baik.
- Skalabilitas:
Model
domain memungkinkan sistem IoT untuk tumbuh dan beradaptasi dengan perubahan
kebutuhan.
- Keamanan:
Model
domain dapat membantu dalam mengidentifikasi dan memitigasi risiko keamanan
dalam sistem IoT.
Contoh:
Bayangkan
sebuah sistem smart home yang memantau suhu ruangan. Sensor suhu di kamar
adalah perangkat fisik, sementara data suhu yang dikirimkan ke sistem adalah
entitas virtual. Layanan sistem smart home akan menerima data suhu dan
dapat mengontrol AC secara otomatis berdasarkan suhu yang terdeteksi, contohnya
dengan mengaktifkan AC ketika suhu melebihi batas tertentu.
Model
domain IoT adalah konsep penting untuk memahami dan merancang sistem IoT yang
efektif. Dengan memahami entitas utama, hubungan antar entitas, dan cara
kerja sistem, para insinyur dan pengembang dapat membuat sistem IoT yang
terintegrasi, efisien, dan aman.
Model
fungsional IoT adalah representasi yang menjelaskan bagaimana berbagai
komponen dan fungsi dalam ekosistem IoT berinteraksi dan bekerja
bersama. Model ini fokus pada fungsi-fungsi utama seperti penginderaan,
aktuasi, komunikasi, dan pemrosesan data.
Model
fungsional IoT biasanya menggunakan pendekatan berlapis, dengan lapisan-lapisan
yang berbeda yang mewakili fungsionalitas yang berbeda:
- Lapisan Sensor: Mengumpulkan data dari
lingkungan fisik melalui perangkat sensor dan aktuator.
- Lapisan Jaringan: Memfasilitasi komunikasi
antara perangkat IoT dan jaringan.
- Lapisan Manajemen Data: Memproses dan mengelola
data yang dikumpulkan dari lapisan sensor dan jaringan.
- Lapisan Aplikasi: Menyediakan aplikasi dan
layanan yang memanfaatkan data yang diproses.
Model
fungsional IoT membantu memahami bagaimana berbagai fungsi dalam ekosistem IoT
saling terkait dan bagaimana data mengalir melalui sistem. Model ini juga
dapat digunakan untuk merancang dan mengimplementasikan sistem IoT yang baru.
Selain
itu, model fungsional IoT juga dapat digunakan untuk mengidentifikasi dan
memecahkan masalah dalam ekosistem IoT, seperti masalah keamanan atau
kinerja. Misalnya, model ini dapat digunakan untuk mengidentifikasi celah
keamanan dalam sistem dan mengimplementasikan mekanisme keamanan yang sesuai.
- Model Komunikasi IoT
Model
komunikasi IoT adalah serangkaian aturan dan protokol yang memungkinkan
perangkat IoT untuk saling berkomunikasi, bertukar data, dan berinteraksi
dengan sistem pusat. Model ini memastikan data terkirim dengan aman dan
efisien, mendukung pemantauan, kontrol, dan otomatisasi real-time. Model
komunikasi ini sangat penting karena memungkinkan perangkat IoT untuk bekerja
secara terpadu dan memberikan nilai tambah dalam berbagai aplikasi, mulai dari
smart home hingga industri.
Elemen-elemen
Penting dalam Model Komunikasi IoT:
- Perangkat IoT:
Perangkat
yang dilengkapi dengan sensor, aktuator, dan kemampuan untuk terhubung ke
jaringan.
- Protokol Komunikasi:
Aturan dan
konvensi yang digunakan perangkat IoT untuk bertukar data. Contoh protokol
populer: MQTT, CoAP, dan LWM2M.
- Gateway IoT:
Perangkat
yang berfungsi sebagai jembatan antara perangkat IoT dan jaringan utama,
seringkali awan.
- Jaringan IoT:
Jaringan
nirkabel atau kabel yang memungkinkan perangkat IoT saling berkomunikasi.
- Sistem Pusat/Awan:
Sistem
yang memproses data yang dikirim oleh perangkat IoT, memungkinkan pemantauan,
kontrol, dan pengambilan keputusan.
Jenis
Model Komunikasi IoT:
- Model Klien-Server:
Perangkat
IoT berperan sebagai klien dan mengirimkan data ke server untuk diproses.
- Model Peer-to-Peer:
Perangkat
IoT berkomunikasi langsung satu sama lain tanpa melalui server pusat.
- Model Pub/Sub:
Perangkat
IoT dapat menerbitkan (publish) pesan atau data ke topik tertentu, dan
perangkat lain dapat berlangganan (subscribe) untuk menerima pesan tersebut.
- Model Data Sharing:
Data dari
perangkat IoT dapat dibagikan dan dianalisis dengan data dari sumber lain,
seperti database atau layanan awan.
Manfaat
Model Komunikasi IoT:
- Efisiensi: Memungkinkan perangkat
IoT bekerja secara otomatis tanpa intervensi manusia.
- Efektivitas: Memungkinkan pengumpulan
dan analisis data secara real-time.
- Konektivitas: Memungkinkan perangkat
IoT saling terhubung dan berinteraksi.
- Otomatisasi: Memungkinkan sistem
untuk berjalan secara otomatis berdasarkan data yang dikumpulkan.
- Peningkatan Pengalaman
Pengguna: Memungkinkan
interaksi yang lebih intuitif dan cerdas antara pengguna dan perangkat.
Contoh
Penerapan Model Komunikasi IoT:
- Smart Home:
Perangkat
IoT seperti sensor dan aktuator untuk mengontrol suhu, pencahayaan, dan
perangkat rumah tangga lainnya.
- Industri:
Perangkat
IoT untuk pemantauan mesin, manajemen rantai pasok, dan otomatisasi proses.
- Transportasi:
Perangkat
IoT untuk pemantauan lalu lintas, sistem parkir pintar, dan kendaraan otonom.
- Kesehatan:
Perangkat
IoT untuk pemantauan pasien, terapi jarak jauh, dan perangkat medis pintar.
- Model Keamanan IoT
Blok arsitektur ETSI (European Telecommunications Standards Institute) merujuk pada kerangka kerja standar yang digunakan oleh ETSI untuk pengembangan dan promosi standar TIK (Teknologi Informasi dan Komunikasi). ETSI menyediakan platform bagi para pihak yang berkepentingan untuk berkolaborasi dalam pengembangan standar TIK, yang ditujukan untuk penggunaan global.
Berikut adalah beberapa poin penting mengenai blok arsitektur ETSI:
Misi ETSI:
ETSI bertujuan untuk menyediakan platform bagi para pihak yang berkepentingan untuk berkolaborasi dalam pengembangan dan promosi standar TIK yang digunakan secara global.
Lingkup Standardisasi:
ETSI mengembangkan standar untuk berbagai aspek TIK, termasuk perangkat, jaringan, dan cloud.
Standar yang Dibuat:
ETSI menciptakan standar yang ditujukan untuk penggunaan global, dengan keanggotaan dari seluruh dunia dan kemitraan yang mencakup semua wilayah dan sektor yang relevan untuk TIK.
Jenis Standar:
ETSI memproduksi berbagai jenis standar, termasuk Spesifikasi Teknis (TS) dan Laporan Teknis (TR).
Model Referensi IoT World Forum (IWF) adalah kerangka kerja yang digunakan untuk memvisualisasikan, memahami, dan mengorganisasikan sistem IoT. Model ini bertujuan untuk menguraikan masalah IoT menjadi bagian-bagian yang lebih kecil, mengidentifikasi teknologi di setiap lapisan, mendefinisikan antarmuka antar bagian untuk interoperabilitas, dan menetapkan model keamanan berjenjang.
Model Referensi IWF ini memiliki beberapa kelebihan, antara lain:
- Menyediakan kerangka kerja yang komprehensif:
Model ini memberikan panduan yang jelas tentang bagaimana sistem IoT dapat dibangun dan diimplementasikan.
- Memudahkan interoperabilitas:
Dengan mendefinisikan antarmuka, model ini memungkinkan perangkat dan layanan dari berbagai vendor untuk beroperasi bersama.
- Memperkuat keamanan:
Model ini menetapkan model keamanan berjenjang yang memastikan bahwa data dan perangkat IoT dilindungi.
- Meningkatkan pemahaman tentang IoT:
Model ini membantu dalam memahami kompleksitas sistem IoT dan bagaimana berbagai komponen berinteraksi.
Model Referensi IWF juga memiliki beberapa lapisan, yang umumnya terdiri dari:
1. Lapisan Perangkat: Menyediakan perangkat dan sensor yang mengumpulkan data dari lingkungan.
2. Lapisan Jaringan: Menghubungkan perangkat dengan jaringan dan memungkinkan transfer data.
3. Lapisan Sesi: Mengelola komunikasi dan interaksi antara perangkat.
4. Lapisan Awan: Menyediakan infrastruktur penyimpanan dan pemrosesan data.
5. Lapisan Aplikasi: Mengembangkan aplikasi yang memanfaatkan data IoT.
6. Lapisan Manajemen: Mengelola dan memantau perangkat dan sistem IoT.
7. Lapisan Keamanan: Memastikan keamanan sistem IoT.





Tidak ada komentar:
Posting Komentar