TELKOM NIKA , Vol.11, No .3, Septembe r 2013, pp. 5 63~574   ISSN: 1693-6 930,  accredited  A  by DIKTI, De cree No: 58/DIK T I/Kep/2013   DOI :  10.12928/TELKOMNIKA.v11i3.1056    563      Re cei v ed Ma rch 1 8 , 2013;  Re vised July  16, 2013; Accepted July 2 9 ,  2013   Wireless Sensor Network for Forest Fire Detection      M. Y. Hariy a w a n 1 , A. Guna w a n  2 , E. H. Putra* 3   Dep a rtment of Electrical E ngi neer ing, Po lite k nik Calt e x  Ria u  Jala n Umba n Sari No 1 Pek a nbar u, T e lp. (0 761) 5 3 9 3 9   *Corres p o ndi n g  author, e-ma i l :  y a nuar @pcr. a c.id, agu n@ p c r.ac.id, emans a@pcr.ac.i d        Abs t rak   Kebak ara n  hut an  meru pak an  salah s a tu  masal ah ya ng  me ng anca m  k e lestar ian  huta n . Siste m   penc eg aha n d i ni u n tuk i n d i ka si keb a kar an  hutan  san gat  dip e rluk an. L u a snya  huta n   me nj adi s a l ah  satu   mas a l ah ya ng  dih ada pi  dal a m  p e m a n tau a n  kond isi h u t an.  Untuk  me ng atasi  mas a la h i n i ,  diranc ang  su atu   sistem  d e teksi kebak aran   h u tan den ga n me nga do psi  J a ri n gan  Sens or N i r k abe l (W irel es s Sens or N e tw ork)   me ng gun aka n   beb erap a n o d e  sens or. Seti ap n o d e  se ns or me mil i ki  mi krokontro ler, p e manc ar/pe ner ima   dan ti ga se nso r . Metode pe ng ukura n  di lakuk an d eng an  me nguk ur suh u , a p i, tingk at met ana, h i drok arb o n ,   dan  CO2  di  b e bera pa k a w a s an  huta n  d a n   me ng ukur  pe mbakar an  ga mb ut di  se bua h s i mu lator.  Dari  h a sil  pen guk uran su hu, kadar  met ana, gas  h i dro k arbo n dan C O 2 di daer ah  terbuka  me nu njukk an tidak  ad a   tanda-ta nd a k ebak aran  kar ena  ni lai  su h u , metan a , g a s hi drok arbo n, da n CO2   ada lah  di  b a w ah  pen guk uran d i  ruan g si mul a to r.       Ka ta  k unc i:  de teksi kebak ara n  hutan, j a rin g an sens or nirk abe l, nod e sen s or       A b st r a ct     Forest fires ar e one of  problem s  that threaten sustainability of  the for e st. Early pr evention syst em  for indications  of fore st fires is absolutely necessary . T h e   extent of the f o rest  to b e  o n e of the  pro b le ms   enco unter ed i n  the forest co n d itio n  mo nitori ng. T o  ov erco me  the  prob le ms  of forest e x tent, desi gne d  a   system  of fore st fire detecti o n  syste m  by  a dopti ng  th e Wi reless S ens or  Netw ork (WSN) usin g  mu ltipl e   sensor n odes.  Each sensor  node h a s a  microc ontro l l e r, transmitter / receiver a n d  three sensor s.  Measur e m ent meth od is  p e r forme d   by measur ing  t he  temp eratur e, fla m e, t he lev e ls  of meth an e,   hydroc arbo ns, and CO2 i n  so me forest  are a  and the co mb ustion of pe at in  a si mul a tor. F r om results of   me asur e m ents  of temp eratur e, levels  of me thane, a  hy dro c arbo n gas a n d  CO2 in a n  o pen ar ea i n d i c a tes   there  are  no  si gns  of fires  d u e  to t he v a l ue  of th e  te mper a t ure,  metha ne,  hydr ocarb o n   gas, a n d  CO2   is  bel ow  the me a s ure m e n t in the space si mula tor.     Ke y w ords : forest fire detectio n , w i reless sen s or netw o rk, sensor no de        1. Introduc tion  Fores t s cons titute a  s o urc e  of life for all livi ng things .  With the fores t, s y mbios i s ,  and the  chai n  can  run  ou r life.  Wildf i res a r e  a  se ri ous p r obl e m  f a cin g  tod a y. It has be en  fel t  by the  publi c   and g o vern m ent. Land  an d fore st fire s in Ria u  p r o v ince h a s a  con s id era b le  effect on th e  occurre n ce o f  haze p o llution acro ss st ate boun dar i e s. In gen eral, fires in Riau province  in   peatlan d s do minate the  re gion  by 60%.  The r efo r e smog con s titutes natural  p h enome non   th at  comm only occurs du rin g  fire se ason a nd have an i m pact on n e i ghbo ring  cou n tries  su ch a s   Malaysia a n d  Singapo re.   To redu ce th is p r obl em, the gove r nm e n t ha s lau n ched  seve ral  prog ram s   ori ented to  a n   appe al or  a l egal  san c tion  again s t any  action th at threate n s t h e  su staina bility of the fore st.  Ho wever,  althoug h the  en tire work p r o g ram  ha s b e en de sig ned,  the forest s still sho w s a p r etty  poor [1].   In the term of the current techn o logi cal   developme n ts, su staina bility program s tend t o   requi re  a  sy stem  cap abl e of a nalyzi ng a nd m o n i toring i ndi ca tion of forest fires.  Wirel e ss  techn o logy th at is able to  send d a ta without  u s ing  wire s is exp e cted to be come one of the  developm ent  of a pplied  tech nolo g y that  can  s uppo rt forest  co nservatio n  p r og ram.  Th e   monitori ng sy stem is expe cted to pre s e n t data in t he form of a fire indication for the vast la nd   even.    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          ISSN: 16 93-6 930   TELKOM NIKA   Vol. 11, No. 3,  September 20 13:  56 3 – 574   564 1.1. Wireless  Sensor Ne tw o r k (WSN)  Wirel e ss Sen s or  Network  (WSN) i s   a u n i t of  the mea s urem ent  p r o c ess, comp uting,  an d  comm uni cati ons that pro v ide admini s trative c apa b ilities to a device, observation, and any  treatment for any events and ph eno mena that  o c cur in th e environ ment  using  wirel e ss  t e chn o logy .  This  sy st em  is mu ch mo r e  ef f i ci ent th an the u s e o f  cable s . Thi s  sy stem ha s a  function fo r v a riou s type s  of appli c ation s . WS N  te ch nology p r ovid es th e foun d a tion to  con d u ct  experim ents  on the  environment. F o r example,  bi ologi sts  want  to monito r t he b ehavio r  of  animal s  in th eir habitat, e n vironm ental  research ers requi re a system ca pabl e of monitori ng  environmental pollution, farmers  can increase yields  by examinin g soil fertility, geologi sts  need a  system to monitor sei s mi c activity, even  in the m ilitary also needs a system that able to monit o r  area s that are difficult to achi eve. Overall human a c t i vities r equi re  monitorin g  WSN  system s.  In som e  of t he literature   related  to th e  implem ent ation of  WS N that u s e s   a multi- sen s o r y, dev elope d ma n y  robot s [4]  [5]. In 198 9 [6], su gge sts th e imp o rtan ce  of the   developm ent  of multisen so r to impr ove i n telligent  syst ems. Multi s e n so r ap plications i n  ro botics,  biomedi cal  sy stem s, monit o ring  eq uipm ent, rem o te sensi ng and   transport   sy ste m s de scribe d   [7]  in 200 2. David L. Hall an d  Jame s  Lliná s  explain th eoretical int r od u c tion to m u ltisen so r fu sion  of  data [8]. They provide tuto rials on  data fu sion, t he d a ta  fusion a pplications, p r o c e ss m odel s, a nd  the ide n tifica tion of a ppli c ation  en gin eerin g,  which aim s  to  show ho w th e sen s or fu ssion   measure to g e t results. Th ey also  sho w  a flow  chart  to explain th e different  ways to co nne ct  multiple  sensors i n  one device. In [ 9 ] multis en so r  is  us e d  fo r  mon i to r i ng  w e ld in g in th e   automotive in dustry, with a  mult i-se nsory, it is possib l e to  measure cu rre nt, voltage and  po we r  weldi ng. The  use of multisen so r also can b e  se en  in [10], who desig ned a l i ght-ad d ressa b le   potentiomet r i c  sen s or  (lap s) a s  the  real ization  of p o rtable multise n so r dev i c e. The  light sou r ce   and ele c tro n i c  oscillato r in clud e multiple xer, pre - ampli f ier and a hig h -pa s s filter.  WSN comp o nents in clud e  sen s ors, wireless  mod u le s, and PC. All compo nent s will form  a monitori ng  system that i s  able to di splay the  data  in the form of sen s or  ch ara c teri stics  are   use d  to ta ke  advantag e of  wirele ss  me dia. Becau s e  it can  be  used to  sha r e  appli c ation s ,  use   sen s o r  type selecte d  ba se d on appli c ati on.      Table 1. Type  of Sensors  Ty pe  o f Senso r s   Senso r   Temper ature   Thermistor,  th er mocouple  Pressure    Pressure gauge,  baromete r , ionization gauge   Optic Photodiodes,  ph ototransis tors, infrared sensors,  C CD  sensors  Acoustic   Piezoelectric  resonators, microph ones  Mechanical    Strain gauges, ta ctile sensors, ca pacitive diaphragms,  piezoresistive cells  Movement and V i bration   Accelerometers, g y roscopes, phot o sensors  Position    GPS, ultrasound - based s ensors, infrared -based se nsors,  inclinometers  Humidit y     Capacitive and resistiv e sensors, h y gr ometers, ME MS- based humidit y  sensors  Radiation   Ionization detecto rs, Geiger –Muel ler counters       1.2.  Wireless Se nsor Net w o r k Archi t ec tu re   Each no de WSN system s  gene rally co n s ist of  sen s in g, processin g ,  communi cat i on and  power that  can be illust rated as in  Figure 1.  How to com b i ne this is the thi n g to watch  out  for  whe n  we d o  the de signin g . The system  pro c e s sor  i s  the most imp o r tant  part of the WSN  syst em  that can affect the perform ance or en ergy con s umpti on. Several o p tions fo r the  pro c esso r m a y  cho o s e  incl ud e:    Microcontroll er   Digital  si gnal  pro c e s sor   Applicatio n-specifi c   IC    Field progra mmable g a te array      Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  1693-6 9 30       Wirel e s s  Sen s or  Netw or k for Fo re st  Fire Detec t ion  (M.Y. Hariy a wan)  565   Figure 1. Gen e ral a r chitect u re of a WS N      A.   Uvt r on Flam e  Detecto r   Flame  se nso r  i s  u s e d  to  detect th e p r ese n ce of fi re that in dicate a fi re. In  pl annin g  to  use fi re  sen s or mad e   Hamamat s u type R286 8.  T h is fo rm of  comm uni cati ng sen s or ci rcuit   C37 04 kit  tha t   is  o nboa rd, as sh own  in Figure  2.  T h i s  sen s o r  will detect UV  lig ht  in  the 185 -260   nm interval d e tected a s  UV light from the fire.  The s e sen s o r s a r e not able to detect the si ze of  the fire, be ca use  ba sically the cig a rette at a dist a n ce up to 5  met e rs can b e  d e tected  by these   sen s o r s. In realization, flame sen s o r  is activa ted wh en the rated  voltage of 350 Vdc, so it is  necessa ry to  activate  C37 04  kit. The i n put volt age  required fo r th is  kit C3 704   9-30  Vd c ran ge,  but if we have a fixed voltage of 5 volts, we si mply  mengin putka nnya to terminal 'O' on the  kit  becau se ba si cally the input  voltage of 9-30  Vdc ea rlie r will be di reg u lator be 5 vo lts.          Figure 2. Block  circuit C3 7 04.      The wo rki ng prin ciple   of  th is seri es  of kit  C3 704  is cha nging  the  sup p ly voltage  of 5 volt s  to 350 volts  DC at the  Hi gh Voltage  DC to DC c o n v erter to a c tivate the sen s or.  While Si gnal  Processin g   Circuit  se rve s  t o  regul ate  the  amou nt of i n comin g  p u ls e s  from the  UV Tron  sen s or f o r   2 se co nd s  wil l  be respon de d by the  C37 04 a  pul se  wi dth of 10  ms.  Output p u lse s  of 1 0  m s   ca n   be co uplin g  the output capa citor to p r odu ce  a wi der p e rio d . In planni ng, i t  is use d  by  1   microfara d s  capa citor to produ ce an o u tput of 1 seco nd peri o d on t e rmin al Cx C3704  kit.      B.   MQ-2 Gas Sensor  MQ - 2  ga s   s e n s or  is  h i gh ly s e ns itive  to  s u bs ta nc es  Sn O 2 , w h ic h  is  lo w   c o nd uctivity  in   clea n air. When flamma ble ga s is  detecte d,  the sen s o r  wil l  be highe r con d u c tivity  and   con c e n tration  of the gas  also in crea se d. By us ing simple el ect r ocircuit it will  be conve r te d  according to the co ndu ctivity chang e of t he output si g nal of gas  co nce n tration.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          ISSN: 16 93-6 930   TELKOM NIKA   Vol. 11, No. 3,  September 20 13:  56 3 – 574   566 MQ-2  sen s o r  also h a s hi g h  sen s itivity to LP G, Prop ane an d Hyd r ogen, an d u s ually are u se d  for   methane a n d  flammable vapors an d more. MQ2 is  suitabl e for smoke a nd ga s dete c tion, also   relatively inexpen sive. The physi cal form  of the MQ-2 sen s o r  is sho w n in Figu re  3.        Figure 3. MQ -2 Ga s Sen s o r       C.   LM35 Tem p e r ature Sensor  LM35 tem p e r ature  se nsor i s  a tran sdu c e r  that  ha s a  functio n  to co nvert the tem peratu r e   scale into  el ectri c al  quan tities in the f o rm of  volta ge. LM3 5  ha s hig h  a c curacy an d ea se of   desi gn  wh en  comp ared to  t he oth e r tem peratu r e  sen s or, LM 35  also  ha s  a lo w  ou tput impe dan ce  and  high  line a rity so that  it ca n  be  ea sil y  con n e c t ed with  a  seri es of  sp eci a l co ntrol and   do e s   n o t  requi re fu rthe r adj ustme n t. The tem perature  ca n be   m easure d  by th e IC i s  q u ite  wide, b e twe e n - 55  C to 15 0  C. Figu re 4 shows the ba si c ci rcuit LM 3 5 .        Figure 4. The  Basic  Circuit LM35       D.   Nod e  Sensor  System se nsor no de  con s ists of 3 pi eces  of  sen s o r s, micro c ontrollers an d RF modul e   KYL 500s, a s  sho w n in Fig u re 5.       Figure 5. Sensor  Nod e       To be abl e to sen d  serial  data over th e air at lea s t  need a d e vice that can  make th e  pro c e ss of la ying a digital serial d a ta to the carrie r freque ncy to a highe r freq uen cy and th en   emitted into t he air.  One e x ample of th e RF m odul e  that can  do  this is th e m odule KYL  5 00S  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  1693-6 930       Wirel e s s  Sen s or  Netw or k for Fo re st Fire  Detectio n (M .Y. Hariya wa n)   567 Wirel e ss  Dat a  Tra n sceive r. Wirele ss  Data Mo dule  KYL 500S tran sceivers can tran smit  and   receive  seri al  data th rou g h  the me dium  of air,  with  4 33/868/9 15 MHz  fre quen cy  and   ba ud rate   up to 38,40 0 bps. Use  of these mod u le s is q u ite pr a c tical b e cau s e of the fairly small in  size  and  can  be  conn e c ted  dire ctly t o   the  RS23 2. The  mod u le  works  with  su pply bet wee n  3.3 to  5 V D C.  In one modul e can b e  use d  as the sen der an d re cei v er. Serial da ta to be tran smitted thro u gh  the RF  mod u l e  KYL 50 0S fed to the  microcontroller serially. Simila rly, the data   received will  be  taken by a  serial mi croco n trolle r. The  dist an ce  coul d be go ne th roug h ab out 100 m - 5 K m .  Baudrate in  the air 12 00  bp s, 240 0  bps,  480 0  b p s, 9 600  bp s, 19 200  bp s, or 38 400   bps.   Modulatio n G F SK (Gau ssi an Frequ en cy Shift Keyin g ) is  used  so  it is anti-inte rf eren ce  and B E R   (Bit Erro r  Rat e ) i s  lo w. Th e phy sical  form of  the  RF t r an sceiver K Y L 500S  mo dule i s   sho w n in   Figure 6.      Figure 6. KYL 500S Data T r an sceiver M odule       ATMEGA853 5 micro c o n troller serve s  as the ce ntra l data processor te m perature, sm oke an d   flame whi c h  will then b e  sent to com p u t er  thro ugh  wirele ss  com m unication cha nnel s. At each   node th ere  are  3 pie c e s  of se nsors  are tem p e r at ure  se nsors, smo k e  and  flame an d  RF  transceive r  m odule KYL eq uippe d 500 s. Circuit at each node i s  sh o w n in Figu re  9.  While th e mo dule s  that a r e on the P C   as a  se rver  a r e fun c tionin g  wirel e ss Tx/ R x KYL   500 s that fun c tion receives the data fro m  the mete r  and the n  se nt to a com pute r  thro ugh a  seria l   cabl e.      2. Rese arch  Metho d   To dete c t fo rest fire s th en  perfo rme d   measur ement s of te mpe r a t ure, flame, l e vels  of  methane,  ga soline, CO an d CO 2 fro m  the bu rnin g p eat. There a r e seve ral  sce nario s to  perf o rm   these me asurements, na m e ly:    1.  Measurement  without burni ng peat in the  spa c e sim u la tor  Fire sen s ing  system u s es three se nso r s to d e tect wh ether a conditio n  can be   con s id ere d  a s  early sympt o m of fire or not. In th is fir e  sen s ing  system used 3 pi ece s  of sen s ors  that will dete c t fire, sm oke and tem p e r ature cha n g e s. Th en the  sen s in g sy stem is  put in  an   encl o sed sp a c e sim u lator  and tempe r at ure mea s u r e m ents, levels  of methane, gasoli ne, CO a nd  CO2 in the  sp ace  simulato r.    2.   Measu r em en t of burned p eat in the enclose d sp ace simulator  At this stage  of peat bu rned ga rb age  inco rpo r ated  into the sim u lator. Th e result s of   measurement s from three sens ors viewe d  and sto r ed  on a com pute r  appli c ation  prog ram.     3.  Measurement  of levels of air in the city  At this stage , observatio n  and testing  in an open  area in the  town of Duri to take   measurement s of temperature, le vels  of methane, hy dro c a r bo ns  a nd CO 2 that can b e  used  as  an indic a tor of fire.    4.  RF Module T e sting  The te st aim s  to  dete r mi ne the  pe rfo r man c e  an d  sign al p r op a gation  ch ara c teri stics  (pathlo s s, p o w er d ensity,  power  and   se nsitivity) of K Y L 20 0U   in shado we d  a r e a s (o utdoo r), and  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          ISSN: 16 93-6 930   TELKOM NIKA   Vol. 11, No. 3,  September 20 13:  56 3 – 574   568 the measurement result s  obtained will  be compared  with the  results of the calcul ation  RS SI  (Re c eive d Signal Strength  Indication ). Sensin g sy st em use d  to perfo rm mea s ureme n ts in  the  scena rio sho w n in Figu re  7.          Figure 7. Measu r em ent of burn ed pe at in the encl o se d spa c e  simul a tor       3. Results a nd Analy s is  In Table 2  can be  see n  result s of me asu r em ents of  temperature,  levels of  methane,  hydro c a r bo ns, CO and CO 2 in a simula tor without  th e burni ng pe at. From the results of the s e   measurement s the magnitu de of te mperature, metha ne, hydro c a r bon s, CO an d CO2 a r e st able   durin g the proce s s of colle cting data a n d  in  accordan ce with n o rm al air co nditio n s.       Table 2. Re sults of the me asu r em ents  wi thout bu rne d  peat in the encl o sed spa c e  simulat o r   Data   Tem p erat ure  ( o C)   Metana  (pp m )   Hidrokar bo n  (pp m )   C O  (p pm )  C O 2  (p pm )   87637  31  1  41  5  97  87638  31  1  41  5  97  87639  31  1  41  5  97  87640  31  1  41  5  97  87641  31  1  41  5  97  87642  31  1  41  5  97  87643  31  1  41  5  97  87644  31  1  41  5  97  87645  31  1  41  5  97  87646  31  1  41  5  97  87647  31  1  41  5  97  87648  31  1  41  5  97  87649  31  1  41  5  97          Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  1693-6 930       Wirel e s s  Sen s or  Netw or k for Fo re st Fire  Detectio n (M .Y. Hariya wa n)   569 3.1. Measure ment of the  burning pea t  in the space  simulator   In Figure 8 it can be seen  the result s of m easu r eme n ts of temperature, and le vels of   methane fo r  burni ng p eat  in the sim u lat o r. From  the  results of te mperature  m easure m ent s, the   magnitud e  of  the tempe r at ure  ro se to  3 4  °  C  comp a r ed to  31  ° C with n o  bu rn ing pe at in th e  simulato r. Wh ile methan e l e vels in crea se dramat icall y  in an ave r a ge of 7  ppm  comp ared to  only  1 ppm witho u t  burning p eat  in the simula tor.        Figure 8. Re sults of mea s u r eme n ts of  temperature a n d  methane g a s  levels  in the encl o sed sp ace sim u lator     In Figure 9, it can be seen  the results of  the measure m ent of hy dro c arbon g a s a nd CO 2  levels fo r b u rning p eat in  the  simulato r.  From th e m e asu r em ent of  hydro c a r bo n  ga se s in crea sed  dram atically t o  an  ave r ag e  of 95  ppm   co mpared to  4 1  ppm  with  n o   burni ng  peat  i n  the  sim u lat o r.  While  the ave r age  level  of  CO2  eq ual to  97  ppm  with out bu rnin g p eat in the  si m u lator, alth ou gh  at one point h ad increa se d dram atically to 103 ppm.           Figure 9. Re sults of mea s u r eme n ts  of hydro c a r bo n ga s and  CO2 le vels  in the encl o sed sp ace sim u lator      From the  bu rning p eat in the sim u lato r  sho w e d  an in cre a se in tem peratu r e, leve ls of metha n e ,  a  hydro c a r bo n gas, an d CO 2 and me asurem ent re sults ca n be  use d  as a n   indicator of the  pres enc e  of a fores t  fire.     31.5 32 32.5 33 33.5 34 34.5 87650 87700 87750 87800 87850 87900 o C sequence   number 0 2 4 6 8 10 87650 87700 87750 87800 87850 87900 Metan a sequence   number 89 90 91 92 93 94 95 96 97 87650 87700 87750 87800 87850 87900 ppm sequence   number 96 97 98 99 100 101 102 103 104 87650 87700 87750 87800 87850 87900 sequence number ppm Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          ISSN: 16 93-6 930   TELKOM NIKA   Vol. 11, No. 3,  September 20 13:  56 3 – 574   570 3.2. Measure ment of lev e ls of air in th e to w n  o f  Du ri  In Figure 1 0  it can be see n  the re sults  of  measurem ents of temp eratu r e, and l e vels of   methane in t he ope n are a  in the town of Duri. Fr om  the results o f  temperatu r e  measu r em e n ts,  the magnitu d e  of the temp eratu r e rose to 34 °  C  com pare d  to 31  °  C with  no b u rning p eat in t he  simulato r. While methan e  levels rise to  a point 4 ppm while then  back down to 1 ppm with  no   burni ng pe at in the simulat o r.           Figure 10. Re sults of me as urem ents of tempe r ature a nd methan e g a s level s   in the town of  Duri      In Figure 11 i t  can be se e n  the results  of  measu r em ents of hydro c arbon g a s a nd CO 2  levels in th e  open  are a  i n  the town o f  Duri. F r om  the mea s u r ement of hy dro c a r bo n ga se s   increa sed q u i te dramati c a lly to 80 ppm comp are d  to 41 ppm with no bu rn ing peat in the   simulato r. Wh ile the averag e level of CO 2 equal to 97  ppm witho u t burni ng pe at in the simulat o r.         Figure 11. Re sults of me asurem ents of h y drocarbon g a s an d CO 2  levels in the ci ty of Duri       From the re sults of measurem ents of tempe r ature, levels of methane, a hydroca r bo n   gas  and  CO2  in an  ope n a r ea i n  the to wn of  Du ri  sh ows no  si gns of fore st  fire s. It can  be  seen   from the values  of temperatu r e, methane,  hydrocarbo n ga s, and CO 2 are still below the  measurement  results in  a  simulato r. Although  th e levels of met hane  and ot her hyd r o c a r bon   gases con s id erably high er than normal,  but this is  more du e to the factor of air pollution fro m   heavy vehicle s  in the town  of Duri.   31.5 32 32.5 33 33.5 34 34.5 100000 101000 102000 103000 104000 105000 o C sequence   number ‐ 1 0 1 2 3 4 5 100000 101000 102000 103000 104000 105000 Meth an sequence   number 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100000 101000 102000 103000 104000 105000 Hi drokarb o n (ppm ) sequence   number 95.8 96 96.2 96.4 96.6 96.8 97 97.2 100000 101000 102000 103000 104000 105000 C O 2 (ppm ) sequence   number Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
TELKOM NIKA   ISSN:  1693-6 930       Wirel e s s  Sen s or  Netw or k for Fo re st Fire  Detectio n (M .Y. Hariya wa n)   571 3.3. RF Mod u le Testing   3.3.1.  Powe r Re cei v ed Measure m ent   Measurement s were  perfo rmed in o r de r  to det ermi ne  the trend  of receive d  po wer of the  distan ce.   Ta ble 3 i s  the   measurement  of aver age  p o we r of  each  node  re ceive r  with  3 diffe rent  baud rate.       Table 3. Re ceived Powe r  Level   Distance  (meter )   Receive Pow e r  Level ( d Bm)  Data   1200 bps   Data   9600 bps   Data   19200 bps   30 OK   -87   OK   -35.33   OK   -81.33   60 OK   -90   OK   -35.67   OK   -91   90 OK   -92   OK   -36.33   OK   -97.67   120 OK   -93   OK   -36.67   NOT  OK   -100.33   150 OK   -95   OK   -36.67   -  -  180 OK   -97   OK   -37   -  -  210 OK   -98.33   OK   -37.33   -  -  240  NOT OK   -102   NOT OK   -42.67   -  -        Figure 12. Power  Re ceived  Measu r em en t      Ac c o rding to the Table  III and Figure 12, it c a n be  s e en  that the average power  rec e ived  at ea ch  nod e  will  be  sm all e r if th e  dista n ce  is fa rth e r away, or it  can b e   said  th at the  quality  of  data re ceived  by the recei v er will get worse t he lon g e r it along  wi th the distan ce. Data can  be  viewed  on th e re ceived  p o we r at no de  baud rate 1 2 00 bp s a nd 1 9 ,200 b p s i s   very small, e v en  inclu d ing the  stand ard  no ise (<-80 d Bm), but du e  to the se nsiti v ity of the module KYL -2 00U  rea c he d 12 3 d Bm, then even su ch  a small po wer  re ceive r  can still receive th e data well. As for  the ba ud rate  9600  bp s, th e received  co nsid era b le  po wer i s   still in   good  qu ality. In this test, t h e   averag e max i mum tra n sm issi on di stan ce in  a sha dowed a r ea  of the mod u l e  is 3 10 m  for  baud rate  120 0 bp s, 23 0 m  for b aud rate  9600  bp s, an d 90  m to  19  200  bp s ba u d rate. It is qu ite   different from  the maximum transmissi on dista n ce  o f  the module s  on the co ndit i on of LOS (L ine  Of Sight) liste d on the data s he et, which is 100 0m.    3.3.2.  Powe r De nsit y Mea s u r em ent   Based o n  the  Fig 13, it can be seen that  t he power de nsity will decrease with increasi ng  distan ce bet ween Tx and Rx. This  is because the dist ance is invers ely propo rtion a l to the power  dens i ty.    ‐ 98 , 6 7 ‐ 40 ‐ 98, 33 ‐ 110 ‐ 100 ‐ 90 ‐ 80 ‐ 70 ‐ 60 ‐ 50 ‐ 40 ‐ 30 ‐ 20 ‐ 10 0 30 60 90 120 150 180 210 Po w e r   Le v e l   (d B m ) Dis t a n c e   ( m et er ) 1200 9600 19200 Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                          ISSN: 16 93-6 930   TELKOM NIKA   Vol. 11, No. 3,  September 20 13:  56 3 – 574   572     Figure 13. Power  Den s ity Measurement      3.3.3. Pathloss  Mea s urem ent  Based  on  Fig u re  14, it can  be  see n  that  if  the farthe r  anatara Tx a nd Rx, the  greater it s  pathlo ss  well.  This i s   co nsi s tent with  the  re su lts  of m easure m ent s of po wer lev e ls  re ceived  by  Rx can b e  se en in table s  4 . 1 and 4.2 as well as  4.6 a nd 4.7 the previous  cha r t, the gre a ter th e   distan ce b e twee n Tx and  Rx will be smaller th e n  the average  power received by the Rx  for  gro w ing lo sse s  that occu rre d, following th is  equation  11,727 ln 56, 999 .          Figure 14. Path Loss Mea s urem ent     3.3.4.  RSSI (Re c ei ved Signal  Strength Indi cati on) Me asure m ent     Figure 1 5  exp l ains that the  RSSI value g enerated  will  be  smalle r if t he di stan ce  b e twee n   the Tx and Rx farther awa y . Thus RSSI value is  inve rsely p r op orti onal to the value of pathlo ss.   RSSI value is obtaine d  in accorda n ce  with  the data re ce ived by the receiver p o we r  measurement  before, that the gr eater th e distan ce b e t ween Tx a n d  Rx, the small e r the received  power. T hat  way, the  d a ta obtai ned  from th e  result s of  me asu r em ents  with d a ta  RSSI  prop ortio nal  calculation.  Just recei v ed  power nearin g th e cal c ulate d  value of RSSI  measurement  results b aud rate is  960 0b ps. By  doing  so, ba udrate  9600 bp s are suitabl e for u s e   in system s de sign ed.     0 50 100 150 200 250 30 60 9 0 120 150 1 8 0 210 240 27 0 300 330 36 0 w/ m2 Dis t a n c e   (m ) x1 0 -7 y   =   11, 72 7l n ( x)   +   56 , 9 99 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 30 60 9 0 12 0 1 50 180 210 24 0 2 70 3 0 0 330 36 0 dB Dist a n c e   (m ) Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.