SERVER CYBER-PHYSICAL SYSTEM UNTUK TEKNOLOGI SWARM USV
Abstract
Perkembangan teknologi Unmanned Surface Vehicle (USV) kini mengarah pada penerapan konsep Swarm yang memungkinkan kolaborasi antar-wahana untuk misi pemantauan area luas. Namun, operasional Swarm USV menghadapi tantangan krusial terkait integrasi data terpusat dan aksesibilitas pemantauan secara real-time, terutama ketika server lokal beroperasi pada jaringan seluler dengan alamat IP dinamis. Penelitian ini bertujuan merancang bangun server Cyber- Physical System (CPS) dengan arsitektur Edge Computing menggunakan Raspberry Pi 3 guna mengatasi kendala latensi dan konektivitas tersebut. Solusi yang ditawarkan menerapkan metode kontainerisasi menggunakan Docker untuk menjalankan layanan orkestrasi data n8n dan basis data PostgreSQL yang terintegrasi melalui protokol komunikasi ringan MQTT. Untuk menjamin keamanan dan aksesibilitas jaringan dari jarak jauh, sistem ini mengimplementasikan metode Overlay Network berbasis Tailscale guna mengatasi hambatan Network Address Translation (NAT) tanpa memerlukan IP publik statis. Berdasarkan pengujian yang telah dilakukan, sistem mampu memproses, memvalidasi, dan menyimpan data telemetri kompleks (navigasi dan parameter lingkungan) ke dalam basis data terpusat dengan tingkat keberhasilan 100%. Pengujian kinerja jaringan melalui jalur VPN menunjukkan rata-rata latensi pengiriman data sebesar 145 ms, yang masih berada dalam batas toleransi operasional, serta membuktikan bahwa server mampu beroperasi stabil tanpa kegagalan layanan selama pengujian durasi 3 jam.
Kata Kunci: Cyber-Physical System, Swarm USV, Edge Computing, MQTT, Docker, Tailscale
References
E. A. Lee, “Cyber Physical Systems: Design Challenges,” in 11th IEEE International Symposium on Object and Component-Oriented Real-time Distributed Computing (ISORC), 2008, pp. 363–369.
Z. Liu, Y. Zhang, X. Yu, and C. Yuan, “Unmanned Surface Vehicles: An Overview of Developments and Challenges,” Annual Reviews in Control, vol. 41, pp. 71–85, 2016.
M. A. Salam, “Perancangan Sistem Manajemen Daya Pada Unmanned Surface Vehicle (USV) Dengan Penggerak Hybrid,” pp. 1–115, 2019.
E. Upton and G. Halfacree, Raspberry Pi User Guide, 4th ed. Indianapolis, IN: John Wiley & Sons, 2016.
D. Pratama and A. Asnil, “Sistem Monitoring Panel Surya Secara Realtime Berbasis Arduino Uno,” MSI Transactions on Education, vol. 2, no. 1, pp. 19–32, 2021, doi: 10.46574/mted.v2i1.46.
D. Merkel, “Docker: Lightweight Linux Containers for Consistent Development and Deployment,” Linux Journal, vol. 2014, no. 239, art. 2, March 2014.
R. Fielding and J. Reschke, “Hypertext Transfer Protocol (HTTP/1.1): Semantics and Content,” Internet Engineering Task Force (IETF), RFC 7231, June 2014. [Online].
Available: https://tools.ietf.org/html/rfc7231
ECMA International, “The JSON Data Interchange Syntax,” Standard ECMA-404, 2nd ed., Dec. 2017.
J. A. Donenfeld, “WireGuard: Next Generation Kernel Network Tunnel,” in Proceedings of the 24th Annual Network and Distributed System Security Symposium (NDSS), San Diego, CA, 2017.
