I n d o n e s i a n   J o u r n a l  o f  E l e ct ri c a l  E n g i n ee r i n g  a n d   C o m p u t e S ci en ce   Vo l .   1 1 ,  No .   2 A u g u s t   2 01 8 p p .   4 37 ~ 4 45   I SSN :   2 50 2 - 4 75 2 D O I :   1 0. 11 5 9 1/ i j e ec s . v 1 1 . i 2 .p p 4 3 7 - 4 4 5          4 37       J o u r n a l  h o m e p a g e h ttp : //ia e s c o r e . c o m / j o u r n a l s / i n d e x . p h p / i j e e c s   W i r e l e s s   S e ns o r  N e t w o r k D e s i g n f o r  E a r t hqua ke s   a nd  L a nds l i de s   E a r l y  W a r ni ng s       H a z i e l  L a t u p a p u a 1 ,   A nd r i a s   I  L a t up a pua 2 ,   A b di   W a h a b 3 ,   M u d r i k   A l a y dr u s 4   1 , 3 , 4 D e p a rt m e nt  of E l e c t ri c a l   E ng i ne e ri ng M e rc u Bua na   U ni ve rs i t y , J a ka rt a , Indone s i a   2 D ep ar t m en t   of   L an d  M an ag em en t ,  P at t i m u ra  U ni ve rs i t y , A m bon, Indone s i a       A r t i c l e I n f o     AB S T RACT   A r tic le  h is to r y :   R e c ei v e d   A p r   1   ,  2 0 1 8   R e v i s e d   A p r   2 2 ,  2 0 1 8   A cc e p t e d   A p r   2 7 ,  2 0 1 8       Indone s i a  i s  l oc a t e d a t  t he  j unc t i on of t hre e  t e c t oni c  p l a t e s , a nd t he  M a l uku  Is l a nd i t  s e l ha s  10 fa ul t  l i ne  z one s , s o t he  i m p a c t   of  fre que nt   t e c t oni c   e a rt hqua ke s  t he re  re s ul t e d i n a  dom i no e ffe c t , s uc a s   t he   fre que nt   oc c urre nc e   of s oi l  l a nds l i de s  a t  s e ve ra l  p oi nt s  i n t he  c i t y  of A m bon. T hi s   re s e a rc h a i m s  t o de s i g n a  m oni t ori ng  s y s t e m   for  m e a s u re m e nt s  of e a rt hqua ke   i ndi c a t i on  a nd  l a nds l i de s  i nt e g ra t e d vi a  W i re l e s s  S e ns or N e t w ork (W S N ) by   i m p l e m e nt i ng   a   s t a t op ol og y , Z i g Be e , W i F i  t e c hnol og y  S hi e l d a nd G P RS   (G e ne ra l  P a c ke t  Ra di o S e rvi c e ). T he  W i re l e s s  S e ns or N e t w ork (W S N ) i s   ut i l i z e t o a c qui re  t he  da t a , w hi c h i s  m oni t ore d a nd c ont rol l e d c e nt ra l l y  a nd  c a be   di s t ri but e w i de l y . By  de t e c t i ng  s us p i c i ous  i ndi c a t i ons  s uc h a s  t re m or  or l a nds l i de s  t hroug h node s  or e nd de vi c e s , t he  s y s t e m   p rovi de s   i nform a t i on  t o t he  num be r of m oni t ors  a nd w a rni ng s . T he   s y s t em  can  al s o  b e acces s ed  i n   r eal - t i m e v i a t h e w eb s i t e b y  acces s i n g  t h e I P   ad d r es s   o f   t h Wi r el es s - L AN  d ev i ces  Wi - F i   A rdui no S hi e l d .   K e yw o r d s :   E a r t h q u a k e   L a n d s l i d e   W i r el es s  S e n s o r  N e t w o r k   GS M   Wi - Fi   Copy r i ght  ©  201 8   Ins t i t ut e  of  A dv anc e E ngi ne e r i ng  and Sc i e nc e   A l l   ri g h t s re se rv e d .   C o r r e s p o n d i n g  A u t h o r :   H a z i e l   L a t u p ap u a   D e p a r t m e n t  o f  E l ec t r i ca l   E n g i n e er i n g ,   M e r c u   B u a n a  U n i v e r s i t y ,  J a k a r t a ,  I n d o n e s i a .   E m a il:  h a z i e l v an l a t u @ g m a i l . c o m       1 .   I NT RO D UC T I O N   I n d o n es i a i s  l o c a t ed  a t  t h e   j u n c t i o n   o f t h re e   t e c t o n i c   p l a t es  E u r a s i an  p l at e ,  t h e  P a c i f i c p l a t e an d   t h e   A u s t r a l i a n  p l a t e .  T h es e  p l at e s  m ee t  i n  t h e  M a l u k u   i s l a n d s   f o r m in g   a  t r o u g h ,   w h i c h  h a s  a  d e p t h  o f  b e t w e e n   ( 4 5 00 - 7 00 0 )  m e t e r ,   k n o w n  a s  a  s u b d u c t i o n  z o n e .   T h e   A m b o n  I s l a n d  h a s   t e n   f a u lt   z o n e s ,   a n d  t h r e e  o f   t h e m   a r e  i n   d e n s el y   p o p u l a t ed   r es i d e n t i al  a r e a s T h a r ea   f r o m   P a t t i m u r a   S t r e e t  t o  B a t u m ej a S t r e et  i s   a   r e g i o n   i n c l u d e d  i n   o n e  o f  t h e  f a u l t  z o n e s .  T h e s e f r a g m e n t s  w i l l   b e  a c t i v at ed  i n   c as e  o f  a l a r g e   e a r t h q u a k e  [ 1 ] .   B a s e d  o n  i n t e r v i e w s  w i t h   t h He a d  o f  Da t a  a n d  I n f o r m a t i o n  S e c t i o n  S t a .  G e o f .  C l a s s  I   M e t e o r o l o g i c a l ,   C l i m a t o l o g i c a l ,   a n d  G e o p h y s i c a l   A g e n c y   ( B a d a n   M e t e o r o l o g i ,   K l i m a t o l o g i ,   d a n   G e o f i s i k a   K o t a   A m b o n ) ,  t h e y  r e c o r d e d  t h a t  t h e  e a r t h q u a k e s  h a p p e n e d  8 8  t i m e s  s i n c e  T u e s d a y ,  O c t o b e r  3 1 ,  2 0 1 7  a t   2 0. 31  W I T   u n t i l   W e d n e s d a y ,   0 1   N o v e m b e r   2 0 1 7  a t  1 1 . 3 0  W I T .  W h e r e  t h e  p r e l i m i n a r y  e a r t h q u a k e  h a p p e n e d   w i t h  m a g n i t u d e  5 . 7   R i ch t er  s c al e ( R S )   a t   20 . 3 1   W I T ,   f o l l o w e d  b y  5 . 6  R S   e a r t h q u a ke  a t  2 0: 34  W I T ,  6 . 2  R S   a t   2 0. 50  W I T ,  5. 2 R S   a t  2 0. 59  W I T ,  5 . 6 R S   a t  21 . 3 7  W I T ,  a n d   8 2   f o l l o w e d  b y  E a r t h q u a k e  w i t h  r e l a t i v e l y  s m a l l   m a g n i t u d e   u n t i l   W e d n e s d a y ,  0 1  N o v e m b e r  2 0 1 7  a t  1 1 . 3 0  W I T .  T h e  c a u s e  o f  t h e  e a r t h q u a k e s  i s  a  f a u l t  u p  i n   t h e   s o u t h e r n  s e a b e d  o f  A m b o n  C i t y  [ 2 ] .  R e g i o n a l  D i s a s t e r  M a n a g e m e n t  A g e n c y  ( B a d a n  P e n a n g g u l a n g a n   B e n c a n a   D a e r a h  K o t a  A m b o n ) ,  v e r i f i e d   t h e  d a t a  p o i n t   o f  t h e   n a t u r a l  d i s a s t e r s  t h a t  o c c u r r e d  i n  f i v e  d i s t r i c t s  o f   A m b o n   i n   t h e   p e r i o d   f r o m   M a y   t o   J u n e   2 0 1 7 .   T h e   c o l l e ct e d   d a t a   ar e   l e s s   t h a n  1 2 4   p o i n t s   o f  d i s as t e r   l a n d s l i d e s ,   a n d  a s  m a n y  a s  2 1 8  h o u s e s  t h r e a t e n e d  b y   t h e   l a n d s l i d e s .  T h e  p e r i o d  o f  M a y - J u n e  20 17   w it h   1 24   p o i n t s   l a n d s l i d e s   a r e   s c a t t e r e d   i n  f i v e  d i s t r i c t s  i n  t h e  c i t y  o f  A m b o n .   T h e r e  w e r e   s l i g h t l y  d a m a g e d  1 7 6   h o u s e s w e r e  d a m a g e d  1 6  u n i t s ,  h e a v i l y  d a m a g e d  5 2  u n i t s ,  e m b a n k m e n t s  w e r e  d a m a g e d  s i x  p o i n t s ,   p u b l i c  f a c ilit ie s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                         I SSN :   2 50 2 - 4 75 2   I n d o n e s i a n   J   E l e c   E n g  &  C o m p   S c i ,   Vo l .   1 1 , N o 2 A u g u s t  20 18   :   4 37     4 45   4 38   w e r e   s e v e r e l y   d a m a g e d   a n d   l i g h t   o f   e a c h   o f  t h e  u n i t s .  T h e  m a i n  f a c t o r s  o f  l a n d s l i d e s  i n  A m b o n  i t s e l f  i s  h e a v y   r a i n f al l ,   e ar t h q u a k e s  a r e r e l a t i v el y   o c c u r ,  a n d  s et t l em e n t s  o n  t h e  s l o p e s  o r  s t ee p  s l o p e .   L a n d s l i d es  a r e  a d i s p l ac e m en t   o f  m at e r i al     f o r m i n g   o f   t h e   s l o p e ,  m a y   b e   t h e   o r i g i n a l   r o c k ,     s o i l   w e a t h e r i n g ,   m a t e r i a l   p i l e  o r  a  c o m b i n a t i o n  o f  t h e s e  m a t e r i a l s   w h i c h  m o v e s  d o w n w a r d  a n d  o u t  t o  t h e  s l o p e s   o r  f a l l i n g  t o w a r d s  t h e   b a s e   o f   t h e  s l o p es  b e c au s e   o g r a v i t y   c o n t r o l T h er e  a r e  s e v e r a l   t y p e s  o f   la n d s lid e s   c at eg o r i z e d  b a s e d  o n  t h e  m o v em e n t  an d  t h e m a t e r i a l .     T h e t y p e o f  l a n d s l i d e  m a t e r i a l   i s  d i v i d e d  i n t o  t h e  r o c k s ,   d e b r i s  m a t e r i a l  a n d  s o i l .  L a n d s l i d e s  o f  t h i s  t y p e   o f t e n  h a p p e n   i n  A m b o n  c i t y .   T h e  t o p o g r a p h y   o f  A m b o n  c i t y   i s   a r o u n d   7 3%  o f   t h e   m a i n l a n d  r e g i o n ,  w h ic h   c a n  b e  c l a s s i f i e d  h i l l y  t o  s t e e p  s l o p e ,  w i t h  a  s l o p e  o f  o v e r     2 0 %  [ 3 ] .  A c c o r d i n g   t o   [ 1 ] ,   t h e   g e o g r a p h y   o f  A m b o n   C i t y   r e g i o n   c o n s i s t s   o f   3 5 9 . 4 5   s q u a r e   k i l o m e t e r s   o f   l a n d s  a n d  m o s t l y  c o n s i s t  o f  h i l l y  t e r r a i n  w i t h  s t e e p  s l o p e s  o f  u p   t o  1 86 . 9 0  k m 2   o r  a b o u t  5 2 %  o f  t h e  t o t a l  l a n d   a r e a .   I n  t e r m s  o f  t o p o g r a p h y ,  m o s t  a r e a s  o f  A m b o n  C i t y  a r e  h i l l y  a r e a s  w i t h  a  s t e e p  s l o p e  o f  3 0 º - 4 5 º  t o  v e r y   s t e e p e r  t h a n  4 5 º ,  a n d  o n l y  a b o u t  1 7 %  o f  i t s  l a n d  a r e a  c a n  b e   g r o u p e d   f l a t   o r   s l o p i n g   w i t h   a   s l o p e   o f   l e s s  t h a n   3 0 ° .   L a n d s l i d e   d i s a s t e r  t h a t  o c c u r r e d  i n  A m b o n  i s  a  t y p e  o f  t r a n s l a t i o n a l  l a n d s l i d e ,  n a m e l y  t h e  m o v e m e n t  o f   s o i l  a n d  r o c k s  i n   t h e   f i e l d   o f  s l i p - s h a p e d   s l o p i n g   r a m p s .   T h e   m a i n   f a c t o r  o f  t h e  o c c u r r e n c e  o f  l a n d s l i d e   d i s as t e r   i t   s e l f  a r e  h i g h  r ai n f a l l   [ 3 ] ,  r e l a t i v e  ea r t h q u a k e  [ 2 ,  4 ] ,  an d  r e s i d e n t i a l  a r ea s  o n  t h e  s l o p es  o r  s t e e p   c l i ffs  [5 ].   M o n i t o r i n g   t h r o u g h   a n   i n t e g r a t e d  s y s t e m  i s  o n e  o f  t h e  s o l u t i o n  t h a t  c a n  p r e v e n t  a n d  m i n i m i z e  l o s s e s   c au s e d  t h e  e ar t h q u a k e s  a n d  t h e l an d s l i d e s  u n d e s i r ab l e .  T h e  w el l  p r o p r i e t a r y   t e c h n o l o g y   s u i t e d  f o r  a c q u i r i n g   d a t a   w i d e l y   i n   n a t u r e   o r   a r e a s   f o r  a  p u r p o s e  s u c h  a s  m o n i t o r i n g  a n d  m a i n t a i n a n c e  i s  v i a  W i r e l s s  S e n s o r   N e t w o r k  ( W S N )  t e c h n o l o g y  [ 4 - 8 ] .   W S N   i s   v er y   ef f ec t i v e l y   a p p l i e d  t o  l ar g e  g e o g r ap h i ca l  a r e as .  T h e  a r ea  o f   u s e  o f  t h e s e  w i r e l e s s  s e n s o r s  a r e  s u c h  a s  p o l l u t i o n  o r  a i r  c o n t a m i n a t i o n  m o n i t o r i n g  s y s t e m s ,  n u c l e a r   r e a c t o r   c o n t r o l l e r s ,   f i r e   d e t e c t i o n   s y s t e m s ,   h a b i t a t   m o n i t o r i n g   a r e a s ,   o b j e c t   t r a c k i n g   o r   o t h e r   c o n d i t i o n s   [ 9 ] .   I t   r e q u i r e s  an  i n t eg r at ed  w i r e l e s s  s y s t e m  s u c h  a s   W S N  t h a t  i s  e a r l y  w a r n i n g  a n d  a b l e  t o  d e t e c t  e a r l y  i n d i c a t i o n s   o f   n a t u r a l  d i s a s t e r s   s u c h   a s   l a n d s l i d e s   a n d  e a r t h q u a k e s   a n d  a l s o   m o n i t o r   t h e   l a r g e   s c a l e   e n v i r o n m e n t a l   c o n d i t i o n s  [ 4 - 7 ] .  W i r e l e s s  S e n s o r  N e t w o r k  ( W S N )  c o l l e c t e d  t h e   i n f o r m a t i o n   f r o m   t h e   e n v i r o n m e n t   t o   m e as u r t h e i n c i d e n c e o f  m e c h a n i ca l ,  t h e r m a l ,  b i o l o g i ca l ,  c h e m i c al ,  o p t i ca l  o r  m a g n e t i c  a n d  t r a n s m i t   i n f o r m a t i o n   c o l l e c t e d   f r o m   s e n s o r  n o d e  t o  a  s i n k  n o d e  o r  n e t w o r k  c o o r d i n a t o r  [ 1 0 ] .     I n  t h i s  r e s ea r c h ,  we   u s e d  A r d u i n o  A T M e g a   2 56 0  m i c r o c o n t r o l l e r   th a t i s   a n   o p e n - s o u r c e  e q u i p p e d   w i t h  A r d u i n o   S I M 9 0 0  G S M / G P R S   S h i e l d   m o d u l e .   F o r   t h e   w ir e le s s   c o n n e c t i o n ,  w e   c h o s e  t h e  W i z F i   2 50 - b a s e d  A r d u i n o  W i F i  S h i e l d  d e v i c e ,  h i g h - i n t e g r i t y  w i r e l e s s  m o d u l e  t h a t  s u p p o r t s  I E E E  8 0 2 . 1 1 b / g / n  [ 8 ] ,   a n d   t h o t h er   w i r e l e s s   m o d u l e   i s   t h e   A r d u i n o   Z i g b e e   ( I E E E   8 0 2 . 1 5 . 4 )   f o r   W i r e l e s s   S e n s o r   N e t w o r k   ( W S N )   i m p l e m e n t a t i o n s  t o  m o n i t o r  f i e l d - s e n s i n g   i n d i c a t o r s .   T h e  i m p l e m e n t e d  s e n s o r s  i n  t h e  f i e l d  a r e  A r d u i n o  S W - 4 2 0  a s  a  v i b r a t i o n  d e t e c t i o n  s e n s o r s ,  A r d u i n o  R a i n d r o p  s e n s o r  f o r   d e t e c t i n g   t h e i n t e n s i t y  o f  r ai n f a l l ,  w a t e r   l e v e l s  i e  t h e  v o l t a g e  d i v i d e r  s e n s o r  a n d  t h e  s y s t e m  c o m e s  w i t h   A l a r m   B u z z e r   A r d u i n o   a s   a n   a l a r m   s y s t e m .   W S N   m o n i t o r i n g   s y s t e m   p e r f o r m a n c e   e v a l u a t i o n   i n d i c a t e d  t h e  e a r t h q u a k e  a n d  l a n d s l i d e s  i n  t h i s  s t u d y  i s   e x p e c t e d   t o  p r o v i d e  t h e  c a p a b i l i t i es  o f   t h e s y s t em  i n  a r e al   en v i r o n m en t .       2 .   LI TER A T U R E R E V I E W     2 . 1     L a n d s lid e s ,   E a r t h q u a k e s   a n d   R a in f a ll  in t e n s it y   T h e  b i g g e s t  f a c t o r s  o f  l a n d s l i d e s  a r e  t h e  h i g h  i n t e n s i t y  o f  r a i n f a l l  [ 4 - 7 ]   a n d  t h e  e a r t h q u a k e’ s  s h a k e s   f a c t o r s .  A c c o r d i n g  t o   R e g u l a t i o n  o f  H e a d  o f  M e t e o r o l o g y ,  C l i m a t o l o g y ,   a n d   G e o p h y s i c s   A g e n c y   ( B M K G ) ,   N o .  K E P . 0 0 9   o f  2 0 1 0  o n   S t a n d a r d   O p e r a t i n g   P r o c e d u r e s   f o r  I m p l e m e n t a t i o n  o f   E a r l y   W a r n i n g ,   R e p o r t i n g   a n d   D i s s e m i n a t i o n   o f  E x t r e m e  W e a t h e r   I n f o r m a t i o n ,  e x p l a i n e d   in  T a b le  1 ,   th a i f   t h e   i n t e n s i t y   o f  h e a v y   r a in f a ll  ( 1 0 - 2 m m / h  a n d   50 - 1 00  m m / d a y )  a n d  v e r y  h e a v y  r a i n f a l l  i n t e n s i t y  ( >  2 0  m m / h  a n d >  1 0 0  m m / d a y ) ,   t h e  p o t e n t i a l  o c c u r r e n c e  l a n d  m o v e m e n t   o r   l a n d s l i d e s  a n d  f l o o d i n g .       T a b le  1 .  C la s s if ic a t io n   o f   R a in f a ll  I n t e n s it y     No .   R a in f a ll   in t e n s it y     Cl a s s   P e r  hou r   ( Mm )   P e r  d ay   ( Mm )   P e r  m ont h   R a i n y  d a y   ( da y )   E s t i m at ed  T o t a l   R a in f a ll ( M m )   C u m u la t iv e  R a in f a ll  M ont h ( M m )   1.   < 1   < 5   5 - 6   10 - 15   10 - 15   v e r y  m ild   2.   1 - 5   5 - 20   6 - 7   60 - 70   70 - 85   m ild   3.   5 - 10   21 - 50   6 - 7   180 - 210   250 - 295   m o d e r at e   4.   10 - 20   51 - 100   2 - 4   150 - 250   400 - 545   h ea v y   5.   >  2 0   >  100   1 - 2   110 - 300   510 - 845   ve r y he a vy     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n e s i a n   J  E l e c  E n g  &  C o m p   S c i     I SSN :   2 50 2 - 4 75 2       W i r e l e s s   S e n s o r  N e t w o r k   D e s i g n  f o r  E a r t h q u a k e s   a n d   L a n d s l i d e s  E a r l y  W a r n i n g s   ( H a z i e l  L a t u p a p u a )   4 39   B a s ed  o n   i n t er v i e w s  B M K G   r e co r d e d   t h a t   t h e ar t h q u a k e   h a p p e n ed  8 8  t i m e s ,  t h e  c a u s o f   t h e   e a r t h q u a k e   i s   a   f a u l t   u p   i n  t h e  s o u t h e r n  s e a b e d  o f  A m b o n  C i t y .  J u d g i n g  f r o m   t h e  d e p t h  o f  h i s  h y p o c e n t e r ,  t h e   e ar t h q u ak e  t h a t  o cc u r r e d  i s  a  s h a l l o w  s p e ci es  s u s p e c t ed  a s  a  r e s u l t   o f   f au l t   ac t i v i t y   t o   r i s e   S o u t h   S er am .   T h i s   i s   i n   a c c o r d a n c e   w i t h   t h e   r e s u l t s   o f   t h e   a n a l y s i s   o f   t h e   s o u r c e   m e c h a n i s m s   i n d i c a t i n g   t h a t   a l l   o f   t h e   e ar t h q u ak e s   t h at   o cc u r   h av a   f au l t   s o u r ce   m ec h a n i s m .  T h e c au s e o f  t h e  e ar t h q u a k e  i s  a f a u l t  u p  i n  t h e   s o u t h e r n   s e a b e d   o f   A m b o n   C i t y .   E n e r g y   f r o m  t h e  f a u l t  i s  c a l l e d  s t i l l  a c t i v e ,  b e c a u s e  a f t e r s h o c k s  a r e  s t i l l   o n g o i n g .  A c c o r d i n g  [ 1 ] ,  T h e  M o l u c c a  S e a  c o l l i s i o n  z o n e   l i e s  i n  t h e  a r e a  o f   t h e   c o m p l e x   j u n c t i o n   b e t w ee n  t h E u r a s i a n ,   A u s t r a l i a n ,   P a c i f i c   a n d   P h i l i p p i n e   p l a t e s .   B o t h  t h e  S a n g i h e   v o l c a n i c  a r c  o n   t h e   w e s t   a n d   t h e   H a l m a h e r a  ar c  o n  t h e e a s t  ar e  a ct i v e  a n d  co n v ex  t o w a r d  t h M o l u c c s e a .   E ar t h q u a k e   f o ci   d ef i n e   t w o   B e n i o ff  z o n es ,  e a ch  d i p p i n g  aw a y  f r o m  t h e M o l u cc a  S e a b en e at h  t h e  f l a n k i n g  v o l c a n i ar c .   T h e   m a g m a t i c   a r c s   a r e   s e a p a r a t e d  b y  2 5 0  k m  a t  t h e i r  c l o s e s t  a p p r o a c h .  T r o u g h s  u p  t o  3  k m  d e e p   b o r d e r   t h e   a r c s   a l o n g   t h e   s i d e s   f a c i n g   t h e  M o l u cc a  S ea .        2 .2   T h e  C o m p o n e n t   o f   W i re l e s s  S e n s o r  N et w o r k s     W i r el es s   s e n s o r   n e t w o r k   ( W S N )   i s  a w i r el es s  n e t w o r k  t h at  u s es  a s e n s o r  t h a t  i s  co n n ec t e d  i n  a   n e t w o r k   t o   m o n i t o r  t h e  s t a t e  o f  p h y s i c a l  o r  e n v i r o n m e n t a l  c o n d i t i o n s .  W S N  i m p l e m e n t a t i o n  i n  a  s y s t e m  h a s   s ev er al  ad v a n t a g es  o v e r  c a b l e  i m p l m en t a s i o n   b a s i s .  W S N  i s  f o r m e d  b y  a  n u m b e r  o f  s e n s o r   d o t s   s c a t t e r e d   i n   a n  a r e a c al l e d  t h s e n s o r   f i e l d ,  a s  d e p i c t e d  i n  F i g u r e  1 .  E a c h  s e n s o r  n o d e  h a s  t h e  a b i l i t y  t o  c o l l e c t  d a t a  a n d   c o m m u n i c a t e   w i t h   o t h e r  s e n s o r  n o d e s .           F i g u r e 1 .   S ch e m e o f  W i r e l e s s  S en s o r  N e t w o r k       T h e   t a r g e t   n o d e s   i s   i n   c h a r g e d   s t i m u l a t i o n   s i g n a l s ,  t h e n  t h e  s e n s o r  n o d e  w i l l  i n s t a n t l y  f i n d  t h e  l a t e s t   d a t a  o b t a i n e d  f r o m  t h e  s e n s i n g  h e a d  t o  t h e  s i n k  n o d e  [ 1 1 ] .   T h e   t o p o l o g i e s   o f   t h e   W S N   i m p l e m e n t a t i o n   c o u l d   b e  s t a r  t o p o l o g y ,  c l u s t e r / t r e e  T o p o l o g y ,  a n d  m e s h  t o p o l o g y  [ 8 ] .   A r d u i n o  m i c r o c o n t r o l l e r  b o a r d  i s  a n  o p e n  s o u r c e  a n d  d e r i v e d  f r o m  p l a t f o r m  d e s i g n e d  f o r  e a s e  o f   w i r i n g   a n d   i n   b u i l d i n g   a   w i d e   r a n g e   o f   e l e c t r o n i c   a p p l i c a t i o n s   [ 6 ,   8 ] .   I n   t h i s   r e s e a r c h ,   u s e s   A r d u i n o   A T m e g a 25 6 0 w i t h  G B o a r d   P r o  f o r  c o o r d i n a t o r  n o d e ,  t h a t  t h e  m a i n b o a r d  m i c r o c o n t r o l l e r  A r d u i n o  c o m p a t i b l e   w i t h  W I F I  S H I E L D  F I 2 5 0  m o d u l e ,  a n d  p r o v i d e d  t h e  m o d u l e  S I M - 9 0 0  G S M  /  G P R S  s er v i c e  ( s h o r t  m es s ag s er v i c e )  m o d u l e ,  t h e s e m o d u l e  o p e r a t e s  at  a  v o l t a g e  o f  3 . 0   -   5 . 5 V  D C .  F o r   t h e  s t a t i o n  n o d e s  i n  t h i s  r e s e a r c h ,   u s e s  A r d u i n o  U n o  t h a t  t h e  m i c r o c o n t r o l l e r - b a s e d   b o a r d  a t  A t m e g a 3 2 8 .  T h i s  s e r i e s  h a s  1 4  d i g i t a l  i n p u t / o u t p u t   p i n s   ( w h e r e   6   p i n s   c a n   b e   u s e d   a s   a   P W M   o u t p u t ) ,   6   a n a l o g   i n p u t s ,   1 6   M H z   c r y s t a l   o c i l l a t o r s ,   U S B   c o n n e c t i o n ,  a n d   a n  e l e c t r i c a l   j ac k   r es e t  b u t t o n  [ 8 ,  1 5 ] .   I n  t h i s  s t u d y ,  u s e s  A r d u i n o  S h i e l d  W i - F i   d e v i c e   a s   a n  i n t e r f a c e  a p p l i c a t i o n  o n  m o n i t o r i n g  t h r o u g h  a   w e b s i t e  d e s i g n e d  u s i n g  h t m l .  A r d u i n o  W i F i  S h i e l d  i s  b a s e d  W i z n e t F i 2 5 0  w i r e l e s s  m o d u l e   w i t h   a   s m a l l   s i z e   t h at   h as  a   h i g h  l e v e l  o f  i n t e g r a t i o n ,  s u p p o r t s  I E E E  8 0 2 . 1 1 b / g / n  [ 1 1 ,  1 2 ] .  T h e  o t h e r  w i r e l e s s  m o d u l e  i s  Z i g b e e   d e v i c e ,   z i g b e e   i s   a   w i r e l e s s   n e t w o r k i n g  s t a n d a r d  t e c h n o l o g y  t h a t  i n t e n d e d  f o r  r e m o t e  c o n t r o l  a n d  s e n s o r   a p p lic a t io n s  a r e  s u i t a b l e  f o r   o p e r a t i o n   i n   i n d o o r   a n d  o u t d o o r  e n v i r o n m e n t s  a n d  r e m o t e  l o c a t i o n s  t h a t  a r e   d i f f i c u l t   t o   r e a c h .   Z i g b e e   u s e s   t h r e e  d i f f e r e n t  b a n d s  t h a t  u s e d  i n  g l o b a l  i s  2 . 4 G H z ,  a n d  9 1 5 M H z  o r  8 6 8  M H z   b a n d s   f o r   E u r o p e a n   A m e r i c a n .   2 5 0 k b p s   d a t a   r a t e   i n   t h e  2 . 4 G H z ,  9 1 5 M H z  a n d  8 6 8 M H z  4 0 K b p s  i n  a t  2 0 k b p s   [ 1 2 - 1 4 ] .  X B e e  S e r i e s  2 C  d e v i c e  h a s  2 0  p i n s  w i t h  d i f f e r e n t  f u n c t i o n s  a n d   i t   w o r k s   o n   a   v o l t a g e   o f   3 . 3 V .   T h e   p i n s  f o r  s e n d i n g  a n d  r e c e i v i n g  d a t a  a r e  t h e  d a t a  p i n  O U T  ( T X )  b y  2  p i n s  a n d  d a t a  p i n s   I N   r e c e i v e r   ( R X )   o f   3   p i n s  [ 1 3 ] .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                         I SSN :   2 50 2 - 4 75 2   I n d o n e s i a n   J   E l e c   E n g  &  C o m p   S c i ,   Vo l .   1 1 , N o 2 A u g u s t  20 18   :   4 37     4 45   4 40   I n  t h i s  s t u d y ,  w e  u s e   t w o   s e n s o r s  o n  s t a t i o n  n o d e s ,  w h i c h  a r e  c o m p a t i b l e  w i t h  A r d u i n o  s e n s o r   p r o d u c t s .  T h e  A r d u i n o  S W - 4 20 - N C  o n  e a s t  s t a t i o n  n o d e  i s  i n t e n d e d  t o  d e t e c t  a n y  i n d i c a t i o n  o f  e a r t h q u a k e   v i b r a t i o n s  a n d  t h e  n o d e   o n  t h e   s o u t h   s t a t i o n   u s e s   r a i n d r o p   s e n s o r   f o r   d e t e c t i n g   t h e   r a in f a ll in t e n s it y  t o   m e a s u r e   i n d i c a t i v e s   o f   t h e   o c c u r r e n c e   o f  l a n d s l i d e s .  A r d u i n o  v i b r a t i n g  s e n s o r  m o d u l e  S W - 4 20 - N C  c o n s i st s   o f  L M 3 9 3   c o m p a r a t o r .   T h e  c o m p a r a t o r   i s   u s e d  t o  d e t e c t  w h e t h e r  t h e r e  a r e  v i b r a t i o n s  b e y o n d  t h e  t h r e s h o l d .       2 .3   Q u a l i t y  o f  S er v i c e   o f  W S N   Q u a l i t y  o f  s e r v i c e  ( Q o S )  o f  W S N  c a l c u l a t e d  i s  t h r o u g h p u t ,  p a c k e t  l o s s  r a t i o ,  d e l a y  a n d  R e c e i v e d   S i g n a l   S t r e n g t h   I n d i c a t o r  [ 8 ,  1 0 ] .  A n a l y z i n g  t h e  W S N  n e t w o r k  w a s  c o n d u c t e d  t o  d e t e r m i n e  t h e  q u a l i t y  o f   s y s t e m  p e r f o r m a n c e  r e a l  e n v i r o n m e n t .  T o  d e m o n s t r a t e  t h e  p er f o r m a n c e  o f  W S N ,  t h e  p ar a m e t er s   ar c al cu l a t e d ,   am o n g  o t h er s :     T hr o ug hp ut   ( k b ps ) =   N u mb e r   of   P ac k e t s   Se n t T im e   T ak en             ( 1 )           P a c k e t  L o s s  R at i o  i s  a  v a l u e t h a t  s t a t e s  t h e  n u m b e r  o f  p ac k et s  t h at  f ai l e d  t o  b e  s u b m i t t ed   t o   t h e   s p e ci f i c  o b j e c t i v e s  t h r o u g h  t h e  t r a n s m i s s i o n  m e d i u m   .  I t   c a n  b e  f o r m u l a t e d   i n   t h e  f o l l o w i n g   e q u a t i o n  [ 8 ] ,     P a c k e t   L o s s   R a t i o   ( % ) =   N u mb e r   of   P ac k e t s   Se n t N u mb e r   of   P ac k e t s   R ec ei v ed N u mb e r   of   P ac k e t s   Se n t s     ( 2 )       T h e   d e l a y   o r   l a t e n c y   i s   t h e   t i m e   i t   t a k e s   t h e   d a t a  t o  t r a v e l  f r o m  o r i g i n  t o  d e s t i n a t i o n .  I t  c a n  b e   fo rm u l a t e d   a s  fo l l o w s   [8 ],     D el ay   ( s ec o n d s ) =   P ac k e t s   R ec ei v i n g   T i me P ac k e t   D el i v e r y   T i me P ac k e t s   R ec ei v i n g   T i me   ( 3 )       T h e  R e c e i v e d  S i g n a l  S t r e n g t h  I n d i c a t o r  ( R S S I )  i s  a n  i n d i c a t o r  f o r  t h e  l e v e l   o f   r e c e i v e d   p o w e r   o f   a   w i r e l es s  t r an s m i t t e r  d e v i c m ea s u r e d  i n   - d B m   a c ce s s i b l e  b y  t h e  e n d  d e v i c e [ 9 ] ,     R S S I   ( d B m ) =     1 0   l o g P Rx ( mW )       ( 4 )         3 .   RE S E AR C H  DE S I G   3 .1   G o al s  a n d   O b j e c t i v e s   H e r e ,  a n  i n t e g r a t e d  s y s t e m  f o r  m o n i t o r i n g  a n  e a r t h q u a k e  a n d  l a n d s l i d e s  i n d i c a t i o n  i s  d e s i g n e d .   T h e   n o d e s   i n s i d e   t h e  s y s t e m  a r e  l i n k e d  i n  a  W i r e l e s s  S e n s o r  N e t w o r k  ( W S N ) ,  a n d  t h e  W S N  i s  c o n n e c t e d  t o  t h e   i n t e r n e t   v i a  a  c o o r d i n a t o r  n o d e  b y  a  W i F i  t e c h n o l o g y  s h i e l d   a n d   G P R S  ( G en er al  P a ck e t  R a d i o  S er v i c e ) .   T h is   s t u d y   i n c l u d e s   t h e   c r e a t i o n   i n d i c a t i o n   W S N   m o n i t o r i n g   s y s t e m  o f  e a r t h q u a k e  a n d  l a n d s l i d e  b y  f i l i n g  a  s t a r   t o p o l o g y   a s   w e l l   a s  u t i l i z i n g  Z i g B e e  t e c h n o l o g y  f o r  w i r e l e s s  d a t a  t r a n s m i s s i o n  i n  W S N  a n d  G S M  ( G lo b a S y s t e m   f o r   M o b i l e   C o m m u n i c a t i o n s )   o r   G P R S   f o r   c o m m u n i c a t i o n  v i a  S M S   ( S h o r t   M e s s a g e   S e r v i c e ) .   I n   a d d i t i o n ,  i n f o r m a t i o n   o n  r e a l   t i m e   e a r t h q u a k e s  a n d  l a n d s l i d e s  i s   s h o w n  a p p l i c a t i v e  w e b - b a s ed  i n t e r f a ce .           Fi g u r e   2 .   S t a t i o n s  n o d e s  a n d  c o o r d i n a t o r  n o d e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n e s i a n   J  E l e c  E n g  &  C o m p   S c i     I SSN :   2 50 2 - 4 75 2       W i r e l e s s   S e n s o r  N e t w o r k   D e s i g n  f o r  E a r t h q u a k e s   a n d   L a n d s l i d e s  E a r l y  W a r n i n g s   ( H a z i e l  L a t u p a p u a )   4 41   T h e   t h e o r e t i c a l   s t u d y   w a s   d o n e   i n   l a b o r a t o r y   o f   T e l e c o m m u n i c a t i o n   a n d   E l e c t r o m a g n e t i c s   a t   U n i v e r s i t a s   M e r c u  B u a n a   U n i v e r s i t y ,   J a k ar t a ,  w h er e b y ;   t h e   t e s t i n g   o f   t h e   s y s t e m   w a s   p e r f o r m e d   i n  t h e   n e i g h b o r h o o d   o f   t h e   r e s i d e n t   B T N   K an aw a ,   J l .   B T N   K a n a w a  B a t u  M er a h ,   D i s t r i c t   o f   S i r i m a u ,  A m b o n .   F i g u r e   2   s h o w s  t h e  l o c a t i o n  o f  t h e  s t a t i o n  a n d  c o o r d i n a t o r  n o d e s  i n s t a l l e d  i n  t h e  f i e l d .     3 . 2 .   H a r d w a r e   a n d   S of t w a r e   T h e  h a r d w a r e  m o d u l e s  u s e d  i n  t h i s  s t u d y   a r e   A r d u i n o  S W - 4 20 - NC   m o d u l e s  ( e n d  d e v i c e s   i m p l e m e n t e d   o n   N o r t h   a n d   S o u t h   s i d e s   o f   t h e   c o o r d i n a t o r )   a n d   s e n s o r s   m o d u l e s   f o r   r a in f a ll  in t e n s it y   d e t e c t i o n   ( i m p l e m e n t e d   i n   t h e   e n d   d e v i c e s   e a s t e r n   a n d   e a s t   s i d e s   o f   t h e   c o o r d i n a t o r ) .   M i c r o c o n t r o l l e r   m o d u l e s  u s e d   a r e   t h e   A r d u i n o  M e g a   ( A t m e g a 2 5 6 0 )   w i t h   G b o a r d   P r o - 9 0 0   G S M   S I M .   F o r  c o m m u n i c a t i n g   p u r p o s e s ,  X B e e  S o c k e t  c o m m u n i c a t i o n  b o a r d s ,  X B e e  2 m W  W i r e  A n t e n n a   -   S e r i es   2 ,  a n d  W i z n e t F i 2 5 0 - b a s ed   A r d u i n o  W i F i  S h i e l d  a r e  u s e d .  T h e  o v e r a l l  d e s i g n e d  s y s t e m  i s  s h o w n  i n  F i g u r e  3 .   T h e s o f t w ar e u s e d   in  t h is   s t u d y  i s  t h e  A r d u i n o  I D E ,   W i r e s h a r k   V 2 . 4 . 5   a n d  X - CT U .           (a )                                                                                              (b )       (c )     F i g u r e   3   ( a ) .   I m p l e m e n t a t i o n   o f   t h e  e a s t e r n  s t a t i o n  n o d e ;  ( b )   s o u t h e r n  s t a t i o n  n o d e ;     ( c )  C o o r d i n a t o r  n o d e       3 . 3 .   S y s te m  T e s ti n g   T h s y s t e m   w as   t e s t ed   b y   m ea s u r i n g  t h e  p ar a m e t er s  o f  Q u al i t y  o f  S e r v i ce  ( Q o S ) ,  n a m e l y   T h r o u g h p u t   ( 1 ) ,  P a c k e t  L o s s  R a t i o  ( 2 ) ,  D e l a y  ( 3 )  a n d  a l s o  m e a s u r i n g  t h e  s i g n a l  s t r e n g t h  i n  t e r m  o f  R e c e i v e d   S i g n a l  S t r e n g t h  I n d i c a t o r  ( 4 ) .  A n a l y z i n g  t h e   W S N  n e t w o r k  w a s  c o n d u c t e d  t o  d e t e r m i n e  t h e   p e r f o r m a n c e   o f   a   r e a l  s y s t e m  e n v i r o n m e n t  a n d  s o m e  m e a s u r e m e n t s  o n  t h e  e a s t e r n  s t a t i o n   n o d e   ( e a r t h q u a k e   s e n s o r )   f o r   4   d a y s   w e r d o n t o   s e e t h e  r e l i a b i l i t y  o f  t h e  s y s t e m .  F u r t h er m o r e ,  t h e s y s t e m  w a s  t es t e d  i n  r e a l   t i m e  b y  a cc e s s i n g   t h e   w e b s i t e   o f   t h e   l o c a l   h o s t  W i F i  S h i e l d  s y s t e m ,  w h i c h  d i s p l a y s  t h e  c u r r e n t  s t a t u s  o f  t h e  s t a t e  o f  t h e  s e n s o r s   o r  e n d  d e v i c e s .       4 .   RE S U L T S   AND DI S CU S S I O N   4 .1   A na l y s i s  T hr o ug hp ut ,   D e l a y ,   P a c k et   L o s s  R a t i o ,   R e s p o n s  T i m e  of   S ys t e m   T a b l e  2  s h o w s  t h e  m e a s u r e d  r e s u l t s  o f  t h e  Q u a l i t y  o f  S e r v i c e  ( Q o S )  a n a l y s i s  o f  t h e   s y s t e m ,   a n d   t h e   R SSI .   T a b l e  2  s h o w s  a n  o p t i m u m  t h r o u g h p u t  w i t h  a n  a v e r a g e  v a l u e  o f  1 4 8 8   K b p s ,   t h e   a v e r a g e   d e l a y   o f   0 . 0 4 5   s e c o n d s ,   t h e   a v e r a g e   p a c k e t   l o s s   r a t i o  b e l o w  0 % ,   a n d   t h e   R S S I  o f   - 3 1   d B m ,  i n  a  2 0  m e t e r  n o d e  s t a t i o n   d i s t a n c e   s c e n a r i o   t o   a   c o o r d i n a t o r   n o d e   m o n i t o r e d  t h r o u g h  a  m o n i t o r i n g  c e n t e r .  T h e  r e s u l t s  a r e  n o t  t o o  f a r   f r o m   m e a s u r e d   a t   a n o t h e r  d i s t a n c e  s c e n a r i o s ,  1 4 7 0  K b p s  f o r  t h e  t h r o u g h p u t  a v e r a g e ,  d e l a y  a v e r a g e  i s  0 . 0 4 9   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                         I SSN :   2 50 2 - 4 75 2   I n d o n e s i a n   J   E l e c   E n g  &  C o m p   S c i ,   Vo l .   1 1 , N o 2 A u g u s t  20 18   :   4 37     4 45   4 42   s ec o n d s ,   p a ck e t   l o s s  r at i o   0 . 0 2 % ,   an d   R S S I   - 4 0  d B m  i n  s c e n a r i o s  o f  4 0  m e t e r s .  I n  6 0  m e t e r  s ce n a r i o ,  t h e   r e s u l t s   a r e   1 4 6 5   K b p s   f o r   t h r o u g h p u t  a v e r a g e ,  d e l a y  a v e r a g e  i s  0 . 0 4 8  s e c o n d s ,  p a c k e t  l o s s  r a t i o  0 . 1 1 % ,  a n d   R SSI   - 5 6   d B m .   I n   8 0   m e t er   s c en ar i o ,  t h r e s u l t s   a r e   1 4 3 2  K b p s  f o r  t h r o u g h p u t  a v e r a g e ,  d e l a y  a v e r a g e  i s   0 . 0 51   s e c o n d s ,   p a c k e t   l o s s   r a t i o   0 . 42 % ,   a n d   R S S I   - 7 9   d B m .  A t   l a s t  i n   1 0 0  m e t e r  n o d e   s t a t i o n   d i s t a n c e   s c e n a r i o   t o   a  c o o r d i n a t o r  n o d e ,  t h e  r e s u l t s  a r e  1 3 8 5  K b p s  f o r  t h r o u g h p u t  a v e r a g e ,  d e l a y  a v e r a g e  i s  0 . 0 5 2   s e c o n d s ,   p a c k e t  l o s s   r a t i o  0 . 6 8 % ,   a n d   R S S I   - 8 5   d B m .   T h e   c o m m u n i c a t i o n  s y s t e m  c a n  s t i l l  p a s s  t h e  d a t a   p a c k e t s  f r o m  e a c h  n o d e  s t a t i o n  i n  t h e  f i e l d  t o  t h e   n o d e   c o o r d i n a t o r   a n d   m o n i t o r e d   t h r o u g h   t h e   m o n i t o r i n g   c en t e r .  S o ,  t h e c o m m u n i ca t i o n  s y s t e m  i s  a cc ep t a b l e  a n d  r el i a b l e  t o  p a s s  t h e  d at a  p a c k e t s  f r o m  ea ch  n o d e   s t a t i o n  i n  t h e  f i e l d   t o  t h e  n o d e  c o o r d i n a t o r  a n d  m o n i t o r e d  t h r o u g h  t h e  m o n i t o r i n g  c e n t e r .       T a b l e   2 .   M e a s u r e d  T h r o u g h p u t ,  D e l a y ,  a n d  P a c k e t  L o s s  R a t i o   D i s t a nc e s  f r om  s t a t i on nod e s  t c oor d i na t or  nod e   ( m e t e r s )   T h r o u gh pu t  A v e r a g e   ( K b p s )   D e l ay  A v e r a g e   ( se c o n d s)   P a c k e t  L o s s   Ra t i o  ( % )   R SS I   ( dB m )   20   1488   0. 045   0   - 31   40   1470   0. 049   0. 02   - 40   60   1465   0. 048   0. 11   - 56   80   1432   0. 051   0. 42   - 79   100   1385   0. 052   0. 68   - 85         I n  t h e  e a r t h q u a k e  a n d  l a n d s l i d e  v i b r a t i o n   r e s p o n s   t i m e   a n a l y s i s  ( ea s t  n o d e  s t a t i o n ) ,  t h e r ea l  t e s t  an d   m e a s u r e d   d a t a  a c q u i s i t i o n   p r o c e s s   c o n d u c t e d  f o r   4   d a y s   ( 1 9 - 2 2 D e c e m b e r  20 17 )  f r o m  0 7. 0 0  W I T  t o  12 . 0 0   W IT  fo r t h e   s ce n ar i o s ,   w e   o b s e r v e d  i t  a g a i n   a t  d i f f e r e n t  d i s t a n c e s  a s   s h o w n  i n  F i g u r e  2 .  T a b l e  3  g i v e s   t h d a t a  a c q u i s i t i o n  t a k e n  f r o m  t h e   e a s t e r n   s t a t i o n   n o d e .   T h e   D a t a  i n  t h e  f o r m  o f  c a l c u l a t i o n  a n d  v a l u e  a n a l y s i s  o f   t h e  s e n s i t i v i t y  o f  s y s t e m  p e r f o r m a n c e  t h r o u g h  t h e  r e s p o n s e  t i m e  d i s p l a y e d   w i t h   S M S   i n t e r f a c e   a p p l i c a t i o n   a n d  w eb s i t e  i n t e r f a ce   a p p l i ca t i o n  t h a t  c a n  b e  a cc e p t e d  i n  m o n i t o r i n g   c en t e r .       T a b l e 3 .   M e a s u r e d   n o d e   s ta ti o n s   r e s p o n s e   t i m e   D i s t a n c e s  f r o m  s t at i o n   nod e s  t o c oor d i na t or   nod e   ( m et e r s )   V ib r a t io n   S i m ul a t i o n   ( R S )     V ib r a t io n   R e su l t ( lo g ic   i npu t  vol t a g e  :   w e b s i t e)   R e s pons e  T i m e  T hr ou g h   S M S - B a s e d  I n t e r f a ce   A ppl i c a t i on ( s e c ond s )   S c e n a r i o s     A v er a g e     II    III   IV   20   4 .1   699   1. 99   2 .4   1. 78   1. 46   1. 91   40   4 .1   699   2. 51   3. 25   3. 16   3. 01   2. 98   60   4 .1   698   3. 04   3. 02   3. 09   3. 23   3. 09   80   4 .1   701   4. 01   4. 29   3. 89   5. 70   4. 47   100   4 .1   -   -   -   -   -   -         T h e  a v e r a g e  v a l u e  o f  t h e  o p t i m a l  r e s p o n s e  t i m e  i s  1 . 9 1  s e c o n d s   a t   a   d i s t an ce  o f  2 0 m  e as t  s t a t i o n   n o d e  a n d   t h e  s o u t h   s t a t i o n  n o d e   t o   t h e   c o o r d i n a t o r   n o d e . T h e  s y s t e m   wa s  ab l e  t o  d et e c t  t h e  s i m u l a t ed   v i b r a t i o n  a n d  p e r f o r m e d   t h e  w a r n i n g  p r o c e s s  t h r o u g h  S M S  a n d  a l a r m  b u z z e r .   A t th e  d i s t a n ce  o f   8 0   m ,  t h e   a v e r a g e   r e s p o n s e   t i m e   i s   u n s t a b l e   b e c a u s e   t h e   c o o r d i n a t o r   n o d e  i s  n o t  o p t i m a l  t o  c a p t u r e  t h e  d a t a ,  j u s t   c a p t u r e d  o f  4 . 4 7  s e c o n d s .   A n d  a t  a  d i s t a n c e   o 1 00 m ,   th e   m o n i t o r i n g  c e n t e r  d o e s  n o t  g e t  t h e  d a t a  i n f o r m a t i o n   i n   t h e  f o r m   o f  S M S   d e l i v e r e d   b y  t h e  s y s t e m .     4 .2   T e s ti n g  o R e lia b ilit y  a n d   O p t im a S y s t e P e rf o r m a n ce   T a b l e  4  s h o w s  t h e   m e as u r em e n t   r e s u l t s  o f  r a i n f a l l  i n t e n s i t y  i n  t h e  r e a l  r e s e a r c h  l o c a t i o n  c o n d u c t e d   f o r   2 9   d a y s  o n  s o u t h  n o d e  s t a t i o n ,  i t  s t a r t e d   o n  0 2 / 1 2/ 2 0 17  u n t i l  30 / 1 2 / 20 1 7.   T h r o u g h  m e a s u r e m e n t   u s i n g   w a t e r   l e v e l   s e n s o r  a n d  o m b r o m e t e r   l e v e l   s e n s o r  ( s o u t h   n o d e  s t a t i o n )   o n   t h e   s y s t e m ,   h e a v y   r a i n f a l l   w a s   d e t e c t e d  w i t h   t h e   i n t e n s i t y  6 0 . 6 m m   o r   8 03 , 2 0 l o g i c   ( o n   02 / 1 2/ 20 1 7)   a n d   83 . 8 6   m m   o r   7 18 , 61 l o g i c   ( o n   1 1 / 1 2 / 2 0 1 7 ) .   W h i l e   v e r y   h e a v y   r a i n  o c c u r r e d  w i t h  t h e  i n t e n s i t y  o f  1 5 9 . 6 5  m m  o r  4 4 3 , 1 5 4  l o g i c  ( o n   0 9/ 12 / 2 01 7 )   a n d   1 08 . 0 8   m m   63 0 , 4 11   l o g i c   ( o n   16 / 1 2/ 2 0 17 ) .   T h e   p h e n o m e n o n   o f   h e a v y   a n d   v e r y   h e a v y   r a i n f al l  a r e  d e t e ct e d  b y  t h e  s y s t em  a n d  t h e s y s t e m  f o l l o w s   u p  t h e  i n f o r m a t i o n  b y  a c t i v a t i n g  t h e  a l a r m   b u z z e r   a n d   s e n d s  a  w a r n i n g  S M S  n o t i f i c a t i o n  t o  t h e  m o n i t o r s .   B y  a n a l y s i n g  t h e  m e a s u r e m e n t s  a s  g i v e n  i n  T a b l e  4 ,   t h l a n d s l i d es   ca n   p o t e n t i a l l y   o c c u r s   b y   a  v e r y  h e a v y  r a i n f a l l  f a c t o r  w i t h  1 5 9 . 6 5  m m  o r  4 4 3 , 1 5 4  l o g i c   ( o n   0 9/ 12 / 2 01 7 ) ,  t h i s   c o n d i t i o n   i s  s u p p o r t e d  b y  d e t e c t io n   o f   m i l d  s h a k e s  f o r  a  w h i l e  a r o u n d  t h e  l o c a t i o n  b y  t h e   s y s t e m s   t h r o u g h  a   7 5 1 - lo g ic a d ig it a in p u t -   d i s p l a y   o n  t h e   w e b s i t e  p a g e   o r  e q u i v a l e n t   t o  4 . 2   R S   a n d   it   r e l e a s e d  w i t h   n o t i f i c a t i o n s  i n c l u d i n g   S M S  n o t i f i c a t i o n  a t   12 . 3 2   W I T .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n e s i a n   J  E l e c  E n g  &  C o m p   S c i     I SSN :   2 50 2 - 4 75 2       W i r e l e s s   S e n s o r  N e t w o r k   D e s i g n  f o r  E a r t h q u a k e s   a n d   L a n d s l i d e s  E a r l y  W a r n i n g s   ( H a z i e l  L a t u p a p u a )   4 43   T a b l 4 .   M ea s u r e d  o f  R a i n f al l   I n t e n s i t y   Da t e   R a in f a ll  I nt e ns i t y  pe r  24  H o u r (m l )   R a i nf a l l  I nt e ns i t y pe r   24 H ou r  ( l og i c  i npu t   v o l t a g e)   R a in f a ll I n t e n s it y   pe r  24 H ou r    ( m m )   C la s s if ic a t io n  o f   R a in f a ll  I nt e ns i t y   S M S   N o t if ic a t io n  i M oni t or i ng  C e nt e r   02/ 12/ 2017   304. 5   803. 208   60. 61   H e av y   Ye s   03/ 12/ 2017   0   1023   0   -   No   04/ 12/ 2017   0   1023   0   -   No   05/ 12/ 2017   0   1023   0   -   No   06/ 12/ 2017   34. 2   998. 418   6. 81   V e r y L i g ht   No   07/ 12/ 2017   111   942. 747   22. 10   M o d e r a t e   No   08/ 12/ 2017   0   1023   0   -   No   09/ 12/ 2017   802. 1   443. 154   159. 65   V e r y  H e av y   Ye s   10/ 12/ 2017   0   1023   0   -   No   11/ 12/ 2017   421. 3   718. 617   83. 86   H e av y   Ye s   12/ 12/ 2017   0   1023   0   -   No   13/ 12/ 2017   10. 1   1015. 77   2. 01   M ild   No   14/ 12/ 2017   102. 3   949. 254   20. 36   M ild   No   15/ 12/ 2017   0   1023   0   -   No   16/ 12/ 2017   54 3 .4   630. 411   108. 16   V e r y  H e av y   Ye s   17/ 12/ 2017   0   1023   0   -   No   18/ 12/ 2017   0   1023   0   -   No   19/ 12/ 2017   38. 5   995. 526   7. 66   M o d e r a t e   No   20/ 12/ 2017   32   999. 864   6. 37   M o d e r a t e   No   21/ 12/ 2017   0   1023   0   -   No   22/ 12/ 2017   112. 1   942. 024   22. 31   M o d e r a t e   No   23/ 12/ 2017   10. 4   1 015. 77   2. 07   M o d e r a t e   No   24/ 12/ 2017   0   1023   0   -   No   25/ 12/ 2017   0   1023   0   -   No   26/ 12/ 2017   36. 2   996. 972   7. 20   M ild   No   27/ 12/ 2017   28. 1   1002. 756   5. 59   M ild   No   28/ 12/ 2017   0   1023   0   -   No   29/ 12/ 2017   109. 1   944. 193   21. 70   M o d e r a t e   No   30/ 12/ 2017   0   1023   0   -   No         T a b l e  5 .  M e a s u r e d   R i ct e r  s c al e     T im e   M e as u r e m en t  o f  V i b r a t i o n  I n t en s i t y  V a l u e   Da y  1   ( 19/ 12/ 2017)   Da y  2   ( 20/ 12/ 2017)   Da y  3   ( 21/ 12/ 2017)   D a y 4( 22/ 12/ 2017)   lo g ic  in p u t   vol t a g e     R i c h t er   S c a l e   lo g ic  in p u t   v o l t a g     R i c h t er   S c a l e     lo g ic  in p u t   v o l t a g     R i c h t er   S c a l e   lo g ic  in p u t   vol t a g e   R i c h t er   S c a l e     07. 00   3   1 .2   3   1 .2   238   1 .4   238   1 .4   07. 10   221   1 .3   221   1 .3   221   1 .3   221   1 .3   07. 20   221   1 .3   221   1 .3   221   1 .3   221   1 .3   07. 30   238   1 .4   238   1 .4   238   1 .4   238   1 .4   07. 40   221   1 .3   3   1 .2   221   1 .3   221   1 .3   07. 50   221   1 .3   221   1 .3   221   1 .3   221   1 .3   08. 00   221   1 .3   221   1 .3   238   1 .4   238   1 .4   08. 10   221   1 .3   221   1 .3   221   1 .3   238   1 .4   08. 20   272   1 .6   221   1 .3   238   1 .4   238   1 .4   08. 30   221   1 .3   221   1 .3   221   1 .3   221   1 .3   08. 40   221   1 .3   3   1 .2   221   1 .3   221   1 .3   08. 50   221   1 .3   221   1 .3   221   1 .3   221   1 .3   09. 00   255   1 .5   238   1 .4   221   1 .3   255   1 .5   09. 10   221   1 .3   221   1 .3   238   1 .4   238   1 .4   09. 20   221   1 .3   238   1 .4   221   1 .3   221   1 .3   09. 30   238   1 .4   238   1 .4   221   1 .3   221   1 .3   09. 40   221   1 .3   221   1 .3   221   1 .3   221   1 .3   09. 50   238   1 .4   238   1 .4   238   1 .4   255   1 .5   10. 00   221   1 .3   221   1 .3   221   1 .3   22 1   1 .3   10. 10   238   1 .4   238   1 .4   221   1 .3   221   1 .3   10. 20   221   1 .3   221   1 .3   221   1 .3   221   1 .3   10. 30   221   1 .3   221   1 .3   221   1 .3   238   1 .4   10. 40   238   1 .4   221   1 .3   221   1 .3   221   1 .3   10. 50   221   1 .3   255   1 .5   221   1 .3   238   1 .4   11. 00   221   1 .3   3   1 .2   221   1 .3   221   1 .3   11. 10   238   1 .4   221   1 .3   255   1 .5   238   1 .4   11. 20   221   1 .3   221   1 .3   221   1 .3   221   1 .3   11. 30   221   1 .3   221   1 .3   221   1 .3   221   1 .3   11. 40   238   1 .4   221   1 .3   221   1 .3   238   1 .4   11. 50   221   1 .3   221   1 .3   221   1 .3   221   1 .3   12. 00   272   1 .6   238   1 .4   238   1 .4   238   1 .4     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                         I SSN :   2 50 2 - 4 75 2   I n d o n e s i a n   J   E l e c   E n g  &  C o m p   S c i ,   Vo l .   1 1 , N o 2 A u g u s t  20 18   :   4 37     4 45   4 44   T a b l e 5   s h o w s   t h e  r e s u l t s  o f   v i b r a t i o n   in t e n s it y   o n   e a s t  n o d e  s t a t i o n  ( A r d u i n o  S W - 4 20 - N C )  in  r e a l o c a t i o n   f o r   d a y s   m e a s u r e m e n t  f r o m  1 9/ 1 2 / 2 01 7  u n t i l  2 2 / 12 / 2 0 17 .   M e a s u r i n g  s e n s i t i v i t y  a n d  r e l i a b i l i t y  o f   t h e   p e r f o r m a n c e  o f   t h e  e a s t e r n   s t a t i o n  n o d e ,  t h e   m i n i m u m   d e t e c t ab l e   v i b r a t i o n  r e s u l t   i s w o r t h  3  l o g i c  o r   e q u i v a l e n t  t o  1 . 2  R S   a s  c o m p ar ed  t o   th e   r e s u l t  o b t a i n e d  b y  t h e   N e t i g en  K l u z o w i c z  S m a r t  V i b r a t i o n   M et e r .   T h e  v a l u e  o f  l o g i c - d i g i t a l  i n p u t  v o l t a g e  s t a r t s  t o  c h a n g e  d r a s t i c a l l y  w h e n  t h e  v i b r a t i o n s  r e c e i v e d   b y   t h e   e a s t   s t a t i o n  n o d e  a r e  m o r e  t h a n  1. 2 R S .  T h e  m a x i m u m  v i b r a t i o n  v a l u e  t h a t  c a n  b e  d e t e c t e d  b y  t h e  e a s t e r n   s t a t i o n   n o d e  i s   w o r t h   2 7 2  l o g i c   o r   e q u a l   t o  1 . 6   R S   o n   D a y   I  ( 19 / 1 2/ 20 1 7)  a t  0 8. 2 0 W I T .   T h e  c a l i b r a t i o n  i s  d o n e   t h r o u g h  v i b r a t i o n  t a b l e  o r  s e i s m o m e t e r  f r o m  M e t e o r o l o g y  C l i m a t o l o g y  a n d   G e o p h y s i c s  A g e n c y  o f  A m b o n   C i t y  t o w a r d s  e a s t  s t a t i o n  n o d e  a n d  K l u z o w i c z  S m a r t  V i b r a t i o n  M e t e r   a p p l i c a t i o n   i s   v a l u e   0 . 1   R S   o r  17 0 . 2 14   l o g i c   e v e r y  0 . 1   R S   i n c r ea s e i n  w eb s i t e  i n t e r f a ce   a p p l i c a t i o n .     4 . 3   T h e M o n i t o ri n g   I n t e g r a t ed   S y s t e m  v i a  W e b s i t e   a n d   S MS     A d d i t i o n a l l y   w e   s h o w   t h e  n o t i f i c a t i o n  o f  t h e  m o n i t o r i n g  s y s t e m  o f  e a r t h q u a k e s  a n d  l a n d s l i d e s  t h r o u g h   w e b s i t e  a n d  S M S .  W e  c o n n e ct e d  t h e  W i f i  n e t w o r k - s h i e l d  t o  t h e  s y s t e m ,  a n d  u s e d  t h e  u r l :   h t t p : / / 19 2 . 1 68 . 4 . 1 F i g u r e  4   s h o w s   t h e  p a g e  d i s p l a y  o f  t h e  r e a l - t i m e  m o n i t o r i n g .           F i g u r e  4 .   R e a l  T i m e   M o n i t o r i n g   b y   W e b s i t e  I n t e r f a ce  A p p           A f t e r  t e s t i n g  b y  a c c e s s i n g  w e b s i t e  a i r  m o n i t o r i n g  s y s t e m  i n  r e a l - t i m e   r u n n i n g   p r o p e r l y .  T h e  s y s t e m  i s   a b l e   t o   p r o v i d e   i n f o r m a t i o n   a b o u t   t h e   v a l u e  o f  r a i n f a l l  i n t e n s i t y  a n d  v i b r a t i o n  s t a t u s  i n  r e a l - t i m e .  F o r  t h e   s c e n a r i o  t h e  s y s t e m  d e t e c t s  v i b r a t i o n s  o f  3 . 0  m a g n i t u d e  a n d  i n t e n s i t y  o f  r a i n f a l l  o v e r  5 0  m m  p e r   d a y ,   s o   t h a t   t h e  s y s t e m  a u t o m a t i c a l l y   p r o v i d e s  i n f o r m a t i o n   i n  t h e  f o r m   o f   S M S   t o  t h e  r e s e a r c h e r  i s  s h o w n  i n  F i g u r e  5 .               F i g u r e   5 .   R e a l T im e   M o n it o r in g   b y   S M S   I n t e r f a ce  A p p   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n e s i a n   J  E l e c  E n g  &  C o m p   S c i     I SSN :   2 50 2 - 4 75 2       W i r e l e s s   S e n s o r  N e t w o r k   D e s i g n  f o r  E a r t h q u a k e s   a n d   L a n d s l i d e s  E a r l y  W a r n i n g s   ( H a z i e l  L a t u p a p u a )   4 45   5 .   CO NCL U S I O N     T h e   s y s t e m   w a s  b u i l t  t o  m o n i t o r  a n d  t o  p r o v i d e  i n f o r m a t i o n  o n  t h e  r a i n f a l l  i n t e n s i t y  a n d  v i b r a t i o n   t h r o u g h   ac c es s   t o   t h e   w eb s i t e   i n   r e a l - t i m e .   T h i n f o r m a t i o n   s u c h   a s   r a i n f a l l   i n t e n s i t y   o n   t h e   p i t c h   i n   m i l l i m e t e r s  w a s  m o n i t o r e d  o v e r  2 4  h o u r s .  T h e  i n f o r m a t i o n  o n  v i b r a t i o n ,  i n  R i c h t e r  s c a l e ,  w a s  o b s e r v e d  b y   A r d u i n o  S W - 4 20 - N C  s e n s o r  c a l i b r a t e d  t h r o u g h  N e t i g e n  p r o g r a m  S m a r t  V i b r a t i o n  M e t e r ,   w h i c h   w a s   a b l e   t o   d e t e ct  t r em o r s   > 3  R S .  T h e  r a i n f a l l  i n t en s i t y  w a s  d e t e ct e d   m o r e  t h a n   > 5 0  m m  b y  t h e  r a i n d r o p  s e n s o r .  W e   h a v e  a l s o  m e a s u r e d  t h e  t h r o u g h p u t ,  d e l a y ,  p a c k e t  l o s s  r a t i o  a n d  R S S I  w i t h   W i r e s h a r k   p r o g r a m       R E F E R E N C E S   [1]   BP S - S t a t i s t i c s  of A m bon M uni c i p a l i t y , “ A m bon M uni c i p a l i t y  i n F i g ure s  2017,”   A m bon:   BP S - S t a t i s t i c s  of A m bon  M uni c i p a l i t y  P ubl i s hi ng , 2017.   [2]   S . R. S ury a w a ns hi R e v i e w of  R i s k  Manage m e nt  f or  L ands l i de  F or e c as t i ng, Moni t or i ng and  P r e di c t i on  us i ng  Wi r e l e s s  Se ns or s  Ne t wor k ,”   Int e rna t i ona l  Confe re nc e  on  Innova t i ons  i n Inform a t i on, E m be dde d a nd  Com m uni c a t i on  S y s t e m s  (ICIIE CS ) 2017.   [3]   M a t he us   S oui s a L i l i H e ndra j a y a   a nd  G una w a H a nda y a ni " L a nds l i de  ha z a rd a nd ri s k a s s e s s m e nt  for A m bon c i t y   us i ng  l a nds l i de  i nve nt ory  a nd g e og ra p hi c  i nform a t i on s y s t e m ,"   Jo ur nal   of   P hy s i c s Conf e r e nc e  Se r i e s  739 (2016)  012078 .   [4]   S . K . G uha  a nd T . K . Bha um i k,  D e s i gn  and  de v e l opm e nt   of  a wi r e l e s s  s e ns or  ne t wor k  f or  t he  s t udy  of  t he r m al   i ns t abi l i t y   of   t he  E ar t h s ur f ac e  as  a pr obabl e  pr e c ur s or  of  e ar t hquak e ,”   2017 1s t  Int . Co nf. E l e c t ron. M a t e r. E ng N an o - T e c hnol og y , p p . 1 6, 2017.   [5]   M V Ra m e s h,  D e s i g n,  de ve l op m e nt , a nd de p l oy m e nt  of a  w i re l e s s  s e ns or ne t w ork for de t e c t i on of l a nds l i de s ,”   A d   H oc  Ne t wor k s , vol . 13, no. P A RT  A , p p . 2 18, 2014.   [6]   V . Boons a w a t , J . E kc ha m a no nt a , K . Bum rung khe t , a nd S . K i t t i p i y a kul , " X Be e  W i re l e s s  S e ns or N e t w orks   for  T e m p e ra t ure  M oni t ori ng ,"   J . Cont . Ne t . Sy s t e m s V ol .12,  no. 5, p p . 41 - 47, 2010.   [7]   H K ot t a   a nd  K Ra nt e l obo,  W i re l e s s  S e ns or N e t w ork for L a nds l i de  M oni t ori ng  i n N us a  T e ng g a ra  T i m ur,”   T E L KO MNIKA   (T e l e c om m uni c at i on, Com put i ng, E l e c t r oni c s  and  Cont r ol ) vol . 9, no. 1, p p . 9 18, 2011.   [8]   M . Iqba l , “ H y bri d T re e - L i ke  M e s h T op ol og y  a s  N e w  W i re l e s s  S e ns or N e t w ork P l a t form ,”   J . Cont . Ne t . Sy s t e m s V ol .12,  no. 5, p p . 41 - 47,  2015.   [9]   A.   S . Ibra hi m , Z . I. Ri z m a n, a nd N . H a fi z a h, “ P e rform a nc e  A na l y s i s  of X be e - Ba s e d W S N  i n V a ri ous  Indoor  E nvi ronm e nt s ,”   J.  B a s i A p p l .  S ci .   R es . , vol 3, no. 11, p p . 20 27, 2013.   [10]   R.  P i y a re S L e e a nd  S . K ore a , “ P e rform a nc e  A na l y s i s  of X Be e  Z B M odul e  Ba s e d W i re l e s s  S e ns or N e t w orks ,”   Int J . Sc i E ng. R e s . vol . 4, no. 4, p p . 1615 1621, 2013.   [11]   V Ra g ha va n a nd H . S ha hna s s e r, “ E m be dde d W i re l e s s  S e ns or N e t w ork for E nvi ronm e nt  M oni t ori ng ,”   J . A dv Com put . Ne t wor k s , vol . 3, no. 1, p p . 13 17, 2015.   [12]   S.  M H a s s a n,  R.  Ibra hi m K Bi ng i , T . D . Chung , a nd N . S a a d, “ A p p l i c a t i on of W i re l e s s  T e c hnol og y  for Cont rol :  A   Wi r el es s H A R T  P er s p ect i v e, ”  P r oc e di a Com put . Sc i . vol . 105, no. D e c e m be 2016, p p . 240 247, 2017.   [13]   E Ü ns a l M M i l l i a nd Y . Çe bi , “ L ow  c os t  w i re l e s s  s e ns or ne t w orks  for e nvi ronm e nt  m oni t ori ng ,”   O nl i ne  J . Sc i T e c hnol . vol . 6, no. 2, p p . 61 67, 2016.   [14]   Is w a ndi , H . T . N a s t i t i , I. E . P ra di t y a , a nd I. W . M us t i ka , “ E va l ua t i on of  X Be e - P ro t ra ns m i s s i on ra ng e  for W i re l e s s   S e ns or N e t w ork’s  node  unde fore s t e e nvi ronm e nt s  ba s e d on Re c e i ve d S i g na l  S t re ng t h Indi c a t or (RS S I),”   P r o c.   -   2016 2nd Int . Conf Sc i . T e c hnol ICST  2016 , p p . 56 60, 2017.   [15]   R.  M una di A Ra khm a n,  a nd  D . P e rda na , “ S m a rt  G a ra g e  Im p l e m e nt a t i on a nd D e s i g n U s i ng  W ha t s a p p   Com m uni c a t i on M e di a ,”   T E L KO MNIKA   (T e l e c om m uni c at i on  Com put . E l e c t r on. Cont r ol ) . , vol . 16, no. 3, p p . 1107 1113, 2018.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.