Antarmuka Jaringan Seluler dalam Praktik Membangun IoT Middleware dengan Raspberry PI

Antarmuka jaringan seluler pada praktik kali ini menggunakan modul SIM7000C NB-IoT HAT. Modul ini dapat digunakan untuk membangun komunikasi dengan jaringan GSM, LTE CAT-M dan NB-IoT. Sebagai informasi, operator di Indonesia yang sudah menyediakan layanan NB-IoT adalah Telkomsel dan XL, akan tetapi masih terbatas pada area lokasi layanan.

Keuntungan dari modul SIM7000C NB-IoT HAT dapat langsung terpasang pada Raspberry Pi karena tersedia pin female 2x20 pin. Antarmuka ini berguna jika middleware akan digunakan sebagai Internet Gateway Device (IGD). Telah dibahas sebelumnya, perangkat IGD bertugas meneruskan pesan yang diterima dari node sensor ke aplikasi yang ada di internet. Pada tabel dibawah ini berisi informasi pengaturan atau penggunaan pin antara modul NB-IoT dan Raspberry Pi. Informasi ini diperlukan jika akan menambahkan modul lain pada Raspberry Pi.

1. Mengaktifkan UART pada Raspberry Pi dengan perintah sudo raspi-config. Kemudian akan muncul beberapa pilihan, ikuti sesuai perintah berikut :

    • Interfacing options -> P6 Serial -> Would you like a login shell to be accessible over serial?-> no,

    • Would you like the serial port hardware to be enabled? -> yes,

    • The serial login shell is disabled, The serial interface is enabled

2. Berikutnya periksa apakah UART sudah aktif dengan perintah sudo nano /boot/config.txt, pastikan untuk parameter enable_uart=1.

3. Berikutnya periksa apakah modul SIM7000C NB-IoT HAT sudah dapat berkomunikasi dengan perangkat Raspberry Pi. Untuk hal ini dapat digunakan program minicom. Instalasi terlebih dahulu program ini dengan perintah sudo apt-get install minicom.

Lalu jalankan program dengan perintah minicom-D /dev/ttyAMA0. Opsi pada perintah sebelumnya ttyAMA0 adalah UART yang digunakan oleh Raspberry Pi zero, jika menggunakan Raspberry Pi 3 adalah ttys0. Untuk baud rate standarnya adalah 115200, jika ingin diganti ke 9600 dapat menambahkan -b 9600 saat menjalankan minicom.

Keterangan :

AT + CREG?                    Perintah untuk registrasi ke jaringan seluler

AT + CSQ                         Perintah untuk melihat kekuatan signal yang diterima

AT + COPS?                    Perintah untuk melihat operator yang digunakan 

AT + SPSI?                    Perintah untuk melihat mode yang digunakan (GSM, CAT-M1, NB-IoT), dalam contoh adalah GSM (SIMCom, 2018).
 

Informasi lebih detail dari perintah AT dapat dilihat pada halaman :

https://www.waveshare.com/w/upload/6/6a/SIM7000_Series_AT_Command_Manual_V1.03.pdf

4. Setelah modul NB-IoT dapat berkomunikasi dengan Raspberry Pi, berikutnya mengaktifkan antarmuka jaringan seluler dengan program ppp. Instalasi program dengan perintah sudo apt-get install ppp screen elinks.

5. Berikutnya buat berkas untuk mengaktifkan jaringan seluler dengan modul yang telah terpasang dengan perintah sudo nano /etc/ppp/peers/rnet. Isi berkas seperti kode program 3.

6. Lalu jalankan berkas yang telah dibuat dengan perintah sudo pon rnet. Berikutnya akan muncul informasi seperti gambar di bawah ini yang memperlihatkan urutan dari proses pengaktifan jaringan seluler.

Hasil dari proses ini dapat dilihat pada antarmuka jaringan. Contoh pada gambar di bawah ini adalah hasil dari pemeriksaan dengan perintah ip a, dan IP address yang di dapat dari jaringan seluler adalah 10.180.198.162 pada interface ppp0. Perintah pon digunakan untuk mengaktifkan jaringan seluler, poff untuk mematikan jaringan dan plog untuk melihat status atau log aktivitas jaringan seluler.

Pada IoT middleware memungkinkan terdapat berbagai antarmuka komunikasi, agar data yang dikirim nantinya melewati interface ppp0, perlu ditambahkan sebuah routing seperti pada contoh program 4. Jalankan program tersebut dengan ./route.sh.