Monitoring sensor geoteknik dan struktural sangat penting untuk menjaga keselamatan dan produktivitas selama operasional infrastruktur. Dengan memanfaatkan teknologi wireless, proses monitoring dapat dilakukan secara efektif dan lebih hemat biaya. Namun, salah satu persyaratan utama dalam sistem wireless monitoring adalah keandalan komunikasi data sensor.
Salah satu alasan teknologi IoT (Internet of Things) belum sepenuhnya banyak digunakan dalam industri ini adalah masih adanya keraguan terhadap data logger wireless yang menggunakan baterai. Perkembangan teknologi elektronik saat ini memungkinkan perangkat IoT memiliki konsumsi energi hanya dalam skala mikro hingga nanoampere, sehingga dapat beroperasi selama bertahun-tahun dengan baterai.
Hal tersebut mengurangi kekhawatiran mengenai penggunaan baterai untuk monitoring jangka panjang. Namun, konektivitas wireless tetap dapat mengalami kehilangan data secara berkala. Kehilangan data dapat terjadi sementara akibat interferensi sinyal dari jaringan lain atau dalam jangka panjang akibat adanya penghalang fisik.
Dalam kondisi tersebut, data penting dari sensor geoteknik mungkin tidak dapat mencapai perangkat pusat pengumpulan data atau Gateway dari perangkat di lapangan yang disebut Node.
Tantangan Keandalan Komunikasi Wireless
Untuk mengatasi kehilangan data, Node wireless konvensional umumnya menggunakan mekanisme retransmission. Sistem akan mengirim ulang data beberapa kali, biasanya hingga tiga kali untuk setiap pembacaan sensor, guna meningkatkan keandalan komunikasi.
Namun, mekanisme tersebut tidak sepenuhnya bebas dari kegagalan. Jika beberapa kali retransmission tetap tidak berhasil mengirimkan data sensor ke Gateway, Node biasanya hanya mengandalkan memori internal yang terbatas untuk menyimpan salinan lokal data.
Data tersebut kemudian dapat diambil secara manual dengan mengunjungi Node di lokasi proyek. Akan tetapi, metode ini menjadi sangat mahal, melelahkan, dan tidak praktis apabila proyek memiliki ratusan bahkan ribuan Node, terutama jika perangkat dipasang di lokasi terpencil.
Pada lokasi remote, kunjungan lapangan harus direncanakan beberapa hari sebelumnya dan biayanya dapat mencapai ribuan dolar. Bahkan, beberapa instalasi memiliki akses yang sangat sulit sehingga pengambilan data secara fisik hampir tidak mungkin dilakukan.
Ackcio Beam: Keandalan sebagai Inti Sistem
Ackcio Beam dirancang dengan mengutamakan keandalan. Sistem ini menggunakan pendekatan tiga tingkat untuk mencapai keandalan komunikasi data end-to-end lebih dari 99% melalui jaringan long-range multi-hop wireless mesh.
1. Flash Memory pada Ackcio Node
Setiap Ackcio Node dilengkapi memori internal 8 MB yang menyimpan setiap pembacaan sensor secara berkala sebagai cadangan.
Data ditimpa menggunakan mekanisme round-robin, sehingga salinan lokal dari seluruh pembacaan sensor yang memiliki timestamp tetap tersimpan terlepas dari kualitas koneksi jaringan wireless.
Pengguna juga dapat menggunakan aplikasi Android Ackcio untuk mengekspor data yang tersimpan di flash memory dalam format CSV sesuai kebutuhan.
2. Flash Memory pada Ackcio Gateway
Ackcio Gateway memiliki mode konsumsi daya rendah yang aktif ketika suplai daya utama 12 V tidak tersedia.
Dalam kondisi tersebut, Gateway tetap dapat menerima data sensor dan menyimpannya secara lokal pada onboard flash memory hingga suplai daya utama kembali tersedia.
Gateway mampu menyimpan data sensor hingga empat bulan. Setelah daya utama kembali, data dapat disimpan secara otomatis ke memori utama Gateway.
3. Main Memory pada Ackcio Gateway
Setiap Gateway dilengkapi tambahan memori 16 GB untuk menyimpan data sensor dari seluruh proyek secara permanen.
Software server Snape pada Gateway mengelola pengiriman data melalui API/FTP ke server pihak ketiga. Jika terdapat data yang gagal diunggah akibat gangguan koneksi Internet atau masalah server, sistem akan mengunggah kembali data tersebut pada waktu berikutnya.
Fitur remote access seperti DDNS juga memungkinkan data diakses melalui Internet tanpa harus datang langsung ke lokasi proyek.
Pengembangan Fitur untuk Meningkatkan Keandalan
Ackcio terus mengembangkan fitur baru untuk meningkatkan keandalan sistem wireless monitoring.
1. Background Sync
Pembaruan firmware Ackcio Mesh 5.X menghadirkan algoritma background sync yang memungkinkan proses sinkronisasi data berjalan secara otomatis.
Ketika Node terhubung ke jaringan, Node akan meneruskan data menuju Gateway sekaligus menyimpan data tersebut pada flash memory internal.
Jika Node gagal bergabung ke jaringan akibat interferensi atau penghalang fisik, firmware akan menyimpan data pada memori internal dan mencatat kejadian kegagalan transmisi tersebut.
Secara berkala, Node akan memeriksa memori untuk mencari data sensor yang belum berhasil dikirim. Sistem kemudian mencoba mengirimkan kembali data tersebut hingga berhasil mencapai Gateway.
Dengan demikian, setiap data sensor memperoleh beberapa kesempatan untuk dikirimkan. Proses transmisi yang dilakukan secara bertahap juga membuat sistem lebih tahan terhadap gangguan jaringan sementara yang sebelumnya dapat menyebabkan kehilangan data dalam jumlah besar.
Dengan fitur ini, kebutuhan untuk mengunjungi lokasi proyek secara manual guna mengambil data dari Node dapat dikurangi secara signifikan. Data yang sebelumnya gagal dikirim akan disinkronkan secara otomatis di latar belakang tanpa mengganggu proses pengumpulan data sensor secara real-time.
2. Hardware Watchdog
Fitur Watchdog umumnya digunakan pada perangkat yang dipasang di lokasi terpencil, terutama ketika akses manusia terhadap perangkat sangat terbatas.
Karena perangkat Ackcio dapat dipasang di lingkungan yang keras dan remote, terdapat kebutuhan terhadap mekanisme self-recovery.
Dengan fitur Hardware Watchdog, perangkat dapat melakukan pemulihan secara otomatis apabila mengalami kondisi hang atau berhenti beroperasi. Hal ini meningkatkan kemandirian sistem dan mengurangi kebutuhan intervensi manual.
3. Remote Access
Remote troubleshooting memberikan nilai tambah yang besar karena sebagian besar sistem monitoring dipasang di lokasi terpencil.
Namun, mendapatkan kartu SIM dengan public IP, baik static maupun dynamic IP, semakin sulit di banyak negara.
Melalui pembaruan software Snape, pengguna kini dapat memperoleh akses remote meskipun Gateway menggunakan kartu SIM dengan private IP.
Fitur remote access ini dirancang agar mudah dikonfigurasi dan memungkinkan akses 24×7 ke jaringan Ackcio Beam melalui Gateway, terlepas dari jenis koneksi Internet yang digunakan.
Masa Depan Wireless Monitoring Berbasis IoT
Seiring berkembangnya teknologi komunikasi dalam sistem IoT monitoring, tingkat kepercayaan terhadap teknologi ini diharapkan semakin meningkat. Hal tersebut dapat mendorong lebih banyak pengambil keputusan untuk menggunakan sistem monitoring wireless pada berbagai proyek konstruksi, pertambangan, dan infrastruktur.
Dengan teknologi komunikasi canggih serta berbagai peningkatan keandalan seperti background sync, hardware watchdog, remote access, flash memory, dan long-range multi-hop mesh network, Ackcio Beam dirancang untuk memberikan sistem monitoring yang lebih andal sekaligus mengurangi risiko kehilangan data.
Rekomendasi alat untuk monitoring pelabuhan, pertambangan, dan konstruksi lainnya: Ackcio Gateway BEAM-GW
Ackcio Gateway merupakan perangkat utama (master device) yang mengoordinasikan seluruh sistem akuisisi data Ackcio Beam.
Gateway menerima data sensor dari berbagai Node, kemudian meneruskannya ke platform perangkat lunak eksternal pilihan pengguna untuk menganalisis, mengelola, dan merekam data sensor. Gateway juga mendukung komunikasi dua arah, sehingga pengguna dapat mengirimkan pesan konfigurasi ke Node, seperti pembaruan frekuensi pengambilan sampel (sampling frequency), tanpa perlu mengakses Node secara langsung.
Kesimpulan
Ackcio Beam merupakan solusi wireless monitoring yang mengutamakan keandalan komunikasi data sensor. Sistem tiga tingkat penyimpanan data melalui memori Node 8 MB, flash memory Gateway, dan main memory Gateway 16 GB membantu menjaga data tetap tersedia meskipun terjadi gangguan komunikasi, listrik, maupun koneksi Internet.
Ditambah fitur background sync, Hardware Watchdog, dan Remote Access, Ackcio Beam mampu meningkatkan keandalan pengumpulan data dari lokasi proyek yang sulit dijangkau. Teknologi ini sangat sesuai untuk monitoring geoteknik, monitoring struktural, pertambangan, konstruksi, terowongan, dan infrastruktur yang membutuhkan data real-time secara konsisten dan dapat diandalkan.