IOT PLATFORM
5.3 Dasar Teori
5.3.1 Node Mcu
NodeMCU adalah sebuah papan mikrokontroler berbasis ESP8266 (atau versi lebih baru seperti ESP32) yang digunakan untuk proyek-proyek Internet of Things (IoT).
Kegunaan NodeMCU:
• Membuat smart home (rumah pintar)
• Monitoring suhu dan kelembaban secara online
• Otomatisasi berbasis sensor
• Proyek-proyek IoT lainnya yang terhubung ke internet atau jaringan lokal
5.3.2 IoT Platform
Gambar 1. IoT Platform
Platform IoT adalah teknologi multi-lapisan yang memungkinkan penyediaan, pengelolaan, dan otomatisasi langsung perangkat yang terhubung dalam cangkupan Internet of Things. Untuk developer, platform IoT menyediakan aplikasi untuk perangkat yang terhubung serta menjaga skalabilitas dan kompabilitas lintas perangkat. Setiap perangkat IoT memungkinkan untuk terhubung ke perangkat IoT lain dan aplikasi untuk menersukan informasi menggunakan protokol internet standar. Platform IoT menghubungkan data ke sistem sensor dan memberikan wawasan menggunakan aplikasi back-end untuk menciptakan kesan banyaknya data yang dikembangkan oleh banyak sensor.
5.3.3 Fungsi IoT Platform
Fungsi IoT menjalankan fungsi sebagai middleware yang berfungsi sebagai mediator anatar Perangkat keras dan lapisan aplikasi. Tugas utamanya mencakup pengumpulan data dari perangkat melalui berbagai protokol dan topologi jaringan, konfigurasi dan kontrol perangkat jarak jauh, manajemen perangkat, dan pembaruan firmare over-the-over.
Ada beberapa kriteria penting lainnya yang membedakan platform IoT antara satu sama Lain seperti:
1. Scalable (cloud native)
Platform IoT canggih memastikan skalabilitas elastis di sejmlah titik akhir yang mungkin dibutuhkan klien. Kemampuan ini diterima begitu saja untuk penggunaan cloud publik, tetapi harus secara khusus diuji dalam hal penyebaran di tempat, termasuk kemampuan penyeimbangan beban platform untuk kinerja maksimal server.
2. Customizable
Customizable pada platform IoT merujuk pada kemampuan untuk mengonfigurasi dan menyesuaikan berbagai fitur dan fungsi platform sesuai dengan kebutuhan pengguna atau pengembang. Dengan kata lain, platform IoT yang dapat disesuaikan memungkinkan pengguna untuk menyesuaikan berbagai aspek seperti protokol komunikasi, integrasi dengan perangkat keras dan perangkat lunak lainnya, antarmuka pengguna, serta kemampuan analisis data.
3. Secure
Keamanan data melindungi data yang dikirimkan antara perangkat IoT dan server dengan menggunakan teknologi enkripsi yang kuat. Autentikasi memastikan bahwa hanya perangkat yang sah yang diizinkan untuk terhubung ke platform IoT dan bahwa hanya pengguna yang sah yang memiliki akses yang tepat. Otorisasi mengatur hak akses untuk pengguna dan perangkat, sehingga hanya pengguna yang memiliki izin yang memadai yang dapat mengakses data atau mengontrol perangkat.
5.3.4 Jenis-Jenis Platform IoT
a. Antares
Antares, merupakan sebuah platform IoT besutan dari PT. Teklom Indonesia yang telah mulai dikembangan dan diuji dengan ketat pada tahun 2016 hingga akhirnya dapat kita gunakan saat ini sebagai API gateway untuk pengembangan perangkat berbasis IoT (Widiyaman, 2022). Antares juga telah mendapat sertifikasi global untuk platform IoT di ajang OneM2M Ceremony Award, sehingga menjadikan paltfrom ini diakui oleh badan standar teknologi informasi dunia.
1. Fitur Selain karena platform ini berasal dari indonesia, antares memberikan beberapa fitur yang dapat kalian nikmati, diantaranya adalah sebagai berikut :
a. Aman, Seluruh komunikasi ditransmisikan di jalur yang telah dienkripsi. Segalanya diatur agar sangat handal, aman, dan tagguh di atas Securetransport Layer.
b.Handal, Antares menjamin akan memenej infrastruktur selama 24/7. Jadi kita cukup fokus pada ide perangkat IoT yang akan kita bangun.
c. BeragamPerangkat, Antares medukung berbagai macam perangkat seperti Arduino, ESP8266, Android, Raspberry Pi, dll dan berbagai macam bahasa pemrograman. d. Open API, Kita tidak hanya bisa mengontrol aplikasi melalu dashboard, namun juga menggunakan API yang disediakan oleh antares.
2. Protokol Selain itu ada satu hal lagi yang cukup menarik dari Antares ini, yaitu dukungan protokol komunikasi. Antares menyediakan 3 protokol yang dapat kita gunakan untuk pengembangan IoT kita diantaranya adalah sebagai berikut : a. HTTP
b. MQTT
c. COAP
Dengan begini kita dapat menggunakan protokol yang sesuai dengan kebutuhan kita pada saat melakukan pengembangan perangkat, karena mungkin setiap pengembang memiliki selera tersendiri dengan jalur komunikasi yang digunakan.
3. Akses Data Untuk akses datanya sendiri antares memberikan dua pilihan, yaitu Free dan Juga Extra. Dimana untuk yang free kita bisa megakses API sebanyak 10.000/hari dengan gratis, sedangkan untuk Extra harus membayar Rp. 0.1/akses jika sudah melebihi 10.000. Dan masih banyak fitur lainnya, detailnya kalian dapat lihat pada gambar berikut :
b. Thingsboard
Thingsboard adalah platform IoT open-source yang memungkinkan pengembangan, manajemen proyek IoT yang cepat. Tujuan lainnya adalah untuk menyediakan solusi cloud IoT out of the box atau di tempat yang memungkinkan penginsfrastruktur pada server untuk aplikasi IoT
c. KAA
Kaa adlah teknologi middleware IoT yang berlalu untuk semua skala pengembangan IoT perusahaan. Ini menyediakan berbagai fitur yang memungkinkan pengembangan membangun aplikasi canggih untuk SMART PRODUCT, mengelola ekosistem perangkat secara fleksibel, mengatur pemrosesan data
d. Google Cloud IoT Core
Google cloud internet of things core adalah layanan yang dikelola sepenuhnya untuk menghubungkan dan mengelola perangkat IoT dengan aman, dari beberapa hingga jutaan data.
e. AWS IoT
AWS IoT adalah platform IoT yang menyediakan sekumpulan layanan-layanan berbasis cloud computing oleh amazon sejak tahun 2002. AWS IoT memvisualkan data dengan cara lebih efektif yaitu dengan bagan yang menyajikan : Key performance indicators (KPI), relationships, Comparisons, Distributions, and Compositions
5.3.5 NodeMCU dan ESP32 dalam IoT
NodeMCU adalah papan pengembangan berbasis mikrokontroler ESP8266 yang dilengkapi dengan modul WiFi, sehingga sangat populer untuk proyek-proyek IoT karena kemudahan pemrogramannya menggunakan bahasa Lua dan Arduino IDE. Sedangkan ESP32 adalah versi pengembangan dari ESP8266 yang memiliki fitur lebih lengkap, termasuk konektivitas WiFi dan Bluetooth, serta performa lebih tinggi.
Perbedaan utama NodeMCU (ESP8266) dan ESP32:
| Fitur | NodeMCU (ESP8266) | ESP32 |
| Prosesor | Single-core 80 MHz | Dual-core 240 MHz |
| WiFi | Ya | WiFi + Bluetooth |
| Pin I/O | Sekitar 11 GPIO | Hingga 36 GPIO |
| Memori RAM | Lebih kecil | Lebih besar |
| Fitur tambahan | – | ADC, DAC, Touch sensor, PWM |
| Konsumsi daya | Lebih rendah | Lebih tinggi |
5.3.6 Protokol Komunikasi dalam IoT
Agar perangkat IoT dapat saling berkomunikasi dan mengirim data ke platform IoT secara efektif, digunakan protokol komunikasi tertentu. Beberapa protokol utama yang sering digunakan dalam IoT adalah:
- MQTT (Message Queuing Telemetry Transport)
Protokol ringan yang menggunakan model publish-subscribe, cocok untuk perangkat dengan sumber daya terbatas dan jaringan tidak stabil. Banyak digunakan di platform seperti Blynk, Thingsboard, dan AWS IoT. - HTTP/HTTPS
Protokol standar web yang banyak digunakan, cocok untuk aplikasi yang membutuhkan komunikasi satu arah atau polling data secara berkala. - CoAP (Constrained Application Protocol)
Protokol yang didesain khusus untuk perangkat dengan sumber daya sangat terbatas, berjalan di atas UDP sehingga lebih efisien. - WebSocket
Protokol yang memungkinkan komunikasi dua arah secara real-time, digunakan untuk aplikasi yang memerlukan update data cepat dan interaktif.
5.3.7 Keamanan dan Privasi pada Platform IoT
Keamanan menjadi aspek sangat penting dalam pengembangan IoT, terutama saat perangkat terhubung dengan internet. Beberapa hal yang perlu diperhatikan adalah:
- Autentikasi dan Otorisasi
Menggunakan metode seperti token atau sertifikat digital untuk memastikan hanya pengguna dan perangkat yang berhak dapat mengakses sistem. - Enkripsi Data
Semua data yang dikirim antar perangkat dan server harus dienkripsi dengan protokol seperti TLS/SSL agar tidak mudah disadap atau dimanipulasi. - Update Firmware Over-The-Air (OTA)
Kemampuan untuk memperbarui perangkat lunak perangkat secara remote guna memperbaiki bug dan menutup celah keamanan. - Segmentasi Jaringan
Memisahkan jaringan IoT dengan jaringan utama agar jika terjadi serangan, dampaknya tidak menyebar luas.
5.3.8 Contoh Implementasi Penggunaan NodeMCU dan Platform IoT
- Smart Home System:
Menggunakan NodeMCU yang terhubung ke platform IoT seperti Blynk atau Thingsboard untuk mengendalikan lampu, kipas angin, dan perangkat lain melalui smartphone. - Monitoring Lingkungan:
Menggunakan sensor suhu dan kelembaban yang terhubung ke NodeMCU untuk mengirim data ke platform IoT sehingga bisa dimonitor secara real-time dan data tersimpan di cloud. - Otomatisasi dan Notifikasi:
Mengatur sistem agar secara otomatis menyalakan atau mematikan perangkat tertentu berdasarkan kondisi sensor, serta mengirim notifikasi ke smartphone.
5.3.9 Kelebihan dan Kekurangan Platform IoT Populer
| Platform | Kelebihan | Kekurangan |
| Antares | Platform Indonesia, API open, aman | Fitur terbatas pada versi gratis |
| ThingsBoard | Open-source, dapat self-hosting | Memerlukan setup server sendiri |
| Kaa | Middleware fleksibel untuk enterprise | Kompleks untuk pengguna pemula |
| Google Cloud IoT Core | Scalable, aman, integrasi Google | Berbayar, kompleks bagi pemula |
| AWS IoT | Fitur lengkap, skalabilitas tinggi | Biaya mahal, kurva belajar tinggi |
5.3.10 Arsitektur Sistem IoT
Arsitektur IoT biasanya terdiri dari beberapa lapisan yang saling berinteraksi untuk menjalankan sistem secara efektif. Lapisan-lapisan utama meliputi:
- Lapisan Perangkat (Perception Layer)
Meliputi sensor dan aktuator yang berfungsi mengumpulkan data fisik (suhu, kelembapan, cahaya, gerakan) dan menjalankan aksi. - Lapisan Jaringan (Network Layer)
Bertugas mengirimkan data dari perangkat ke server atau cloud menggunakan protokol komunikasi (WiFi, LTE, Zigbee, Bluetooth, dll). - Lapisan Platform/Processing (Middleware Layer)
Tempat penyimpanan, pengolahan, dan analisis data yang diterima dari perangkat. Platform IoT seperti ThingsBoard, Antares, AWS IoT berperan di lapisan ini. - Lapisan Aplikasi (Application Layer)
Berisi aplikasi yang berinteraksi dengan pengguna, seperti dashboard monitoring, aplikasi mobile, sistem kontrol, dan notifikasi. - Lapisan Keamanan (Security Layer)
Meliputi protokol dan mekanisme untuk menjaga keamanan data dan perangkat IoT di semua lapisan.
5.3.11 Manfaat Penggunaan Platform IoT dalam Pengembangan Sistem
- Mempercepat Pengembangan
Platform IoT menyediakan API dan layanan yang memudahkan developer untuk fokus pada logika bisnis tanpa perlu membangun infrastruktur dari nol. - Pengelolaan Perangkat Terpusat
Memungkinkan manajemen ribuan perangkat secara efisien, termasuk konfigurasi, pemantauan, dan pembaruan firmware. - Skalabilitas Mudah
Dapat dengan mudah menambah perangkat dan pengguna tanpa mengubah arsitektur secara besar-besaran. - Integrasi Data dan Analisis
Memungkinkan integrasi data dari berbagai sumber dan melakukan analisis real-time untuk pengambilan keputusan lebih cepat.
5.3.12 Contoh Kasus Penggunaan IoT Platform
- Smart Agriculture
Menggunakan sensor tanah, kelembapan, dan cuaca yang terhubung ke platform IoT untuk memonitor dan mengendalikan irigasi secara otomatis. - Monitoring Kesehatan
Alat wearable yang mengirim data kesehatan pasien ke platform IoT sehingga dokter bisa memonitor secara real-time. - Smart City
Menggunakan sensor di berbagai titik kota (lampu jalan, parkir, sampah) untuk meningkatkan efisiensi pengelolaan kota.
