Pengantar Apa Itu Internet of Things (IoT)

Artikel ini menjelaskan definisi / pengertian IoT (Internet of Things), prinsip kerjanya, karakteristik IoT, manfaat mengapa harus menggunakan IoT, perangkat kerasnya, blok konektivitas dan protokolnya, arsitektur devais-nya, best practice dari standar keamanannya serta perkembangan IoT menjadi IoE (Internet of Everything).

Pendahuluan

Teknologi komunikasi, kecerdasan buatan, miniaturisasi, otomasi, dan revolusi informasi telah membawa kita ke era revolusi industri 4.0 yang mengubah cara orang hidup, bekerja, dan berhubungan satu sama lain. Internet of Things (IoT) adalah teknologi yang memungkinkan semua orang dan semua hal terhubung, menjadi tanpa batas (borderless). Saat ini Internet of Things (IoT) terus berkembang menjadi Internet of Everything (IoE).

Gambar 1. Internet of Things (IoT)

Apakah Itu Internet of Things?

Pengertian Internet of Things (IoT) adalah mengacu pada jaringan perangkat dengan pengidentifikasi unik (unique identifiers) yang saling terhubung dan dapat saling berkomunikasi, yang dapat mengumpulkan dan bertukar data tanpa interaksi manusia melalui jaringan internet (Zubovich, 2023).

Dalam kehidupan sehari-hari manusia menggunakan berbagai perangkat elektronik, baik sebagai alat komunikasi, peralatan rumah tangga, benda elektronik yang dapat dikenakan seperti jam dan sepatu yang dapat digunakan untuk memantau aktifitas dan kondisi kesehatan orang. Demikian juga dalam industri banyak sekali peralatan dan perangkat yang harus dikendalikan dan dipantau kinerjanya agar menghasilkan produk yang sesuai standar dan menghasilkan revenue yang bagus.

Semua perangkat dan peralatan elektronik yang terhubung dengan internet dapat mengirimkan dan bertukar data ke sistem pengendali yang pada gilirannya dapat melaporkan kondisi kinerja masing-masing perangkat, melaporkan aktivitas yang dilakukan seseorang dan kondisi kesehatannya, bahkan sistem juga dapat memutuskan apa yang seharusnya dilakukan ketika menghadapi situasi tertentu.

Komponen kunci dari IoT adalah benda/obyek fisik yang disematkan dengan elektronik, proses, perangkat lunak (software), sensor, aktuator, dan konektivitas jaringan (network connectivity). Kombinasi dari komponen kunci ini yang akan menentukan keuntungan yang didapatkan dari penerapan IoT.

IoT memungkinkan obyek untuk diindra dan dikendalikan dari jarak jauh melintasi suatu infrastruktur jaringan yang ada, membuat suatu kesempatan untuk mengintegrasikan lebih banyak hal antara dunia fisik dan sistem berbasis komputer sehingga dapat menghasilkan peningkatan efisiensi, akurasi, dan keuntungan ekonomi.

Prinsip Kerja IoT

Prinsip kerja IoT dari suatu perangkat yang terhubung sampai menghasilkan “nilai” untuk manusia dimulai dari membuat hubungan dari perangkat yang digunakan ke jaringan (Device Connection). Perangkat ini bisa berupa sensor atau perangkat elektronik lainnya, yang dapat pula disematkan kecerdasan buatan di dalamnya. Berikutnya dilakukan pengambilan data dari sensor/perangkat, kemudian menyimpannya dalam memori sistem (Data Sensing).

Data yang diambil ini kemudian dikirimkan melalui jaringan ke pusat pengendali, baik di cloud atau bisa juga pada pengolah data lokal (edge data transport), untuk diolah lebih lanjut. Selanjutnya data akan diolah dan dianalisis di pusat pengendali menggunakan perangkat lunak (Data Analytics). Pengolahan data dilakukan dengan Big Data analysis, Artificial Intelligence, dan cognitive analysis.

Hasil analisis data digunakan untuk menentukan aksi yang harus dilakukan atau memproses sesuatu yang secara cerdas dapat dilakukan (Data Value). Nilai data ditentukan oleh aksi yang dapat dilakukan setelah dilakukan analisis. Terakhir data dan hasil analisisnya akan digunakan untuk aplikasi tertentu, untuk keuntungan/benefit stakeholder atau diambil manfaat nyatanya untuk manusia (Human Value).

IoT mempunyai beberapa karakteristik, seperti berikut ini (Oforji dkk, 2018):

1. Interkonektivitas (Interconnectivity): Obyek fisik/benda (“things”) harus dihubungkan ke infrastruktur jaringan. Dengan IoT, semuanya dapat saling terhubung dan terhubung ke internet.
2. Kecerdasan (Intelligence): Ekstraksi pengetahuan dari data yang diambil sangatlah penting. Sensor menghasilkan data, namun data ini ini harus dapat diinterpretasikan secara tepat.
3. Scalability: jumlah “things” yang dapat dikoneksikan ke dalam infrastruktur IoT dapat ditingkatkan setiap waktu sesuai dengan kebutuhan.
4. Identitas unik (Unique Identity): setiap perangkat IoT mempunyai alamat IP. Identitas unik ini sangat membantu untuk melacak peralatan dan waktu untuk diminta statusnya.
5. Dinamik dan Self-Adapting: Perangkat IoT harus secara dinamis menyesuaikan diri dengan konteks yang berubah. Misalnya kamera yang dimaksudkan untuk pengawasan, mungkin harus bekerja dalam kondisi yang berbeda dan pada situasi cahaya yang berbeda (pagi, siang, malam). Selain itu, jumlah perangkat juga dapat berubah secara dinamis.
6. Arsitektur (Architecture): Arsitektur jaringan IoT secara alami bersifat heterogen karena harus mendukung berbagai produk dari pabrik yang berbeda untuk digunakan dalam suatu jaringan IoT. Perangkat yang ada di IoT bervariasi berdasarkan jaringan dan platform perangkat keras yang beragam. Mereka dapat saling berhubungan dengan perangkat lain atau platform layanan melalui jaringan yang berbeda.
7. Konektivitas: Konektivitas menyediakan aksesibilitas dan kompatibilitas jaringan. Masuk jaringan adalah aksesibilitas sementara kompatibilitas menawarkan kemampuan umum untuk memanfaatkan dan menghasilkan data.
8. Layanan terkait hal-hal (Things-related Services): IoT mampu menawarkan layanan terkait hal-hal dalam batasan hal-hal, seperti perlindungan privasi dan konsistensi semantik di antara hal-hal nyata dan hal-hal virtual terkait. Untuk menyajikan layanan yang berhubungan dengan benda dalam batasan benda, teknologi di dunia fisik dan dunia informasi akan berubah.
9. Keamanan (Security): Keamanan sebagai manfaat dari IoT juga merupakan fitur dari IoT. Keamanan sangat penting. Ini mencakup keamanan data pribadi pengguna dan kesejahteraan fisik. Memberikan keamanan untuk titik akhir, jaringan, dan data yang bergerak melintasi semuanya menunjukkan pembuatan pola keamanan yang akan bertahan.

Mengapa Internet Of Things?

Manfaat adanya Internet of Things (IoT) akan membantu orang untuk hidup dan bekerja lebih cerdas, serta mendapatkan kendali penuh atas hidup mereka. Dengan IoT orang dapat mengakses informasi dari mana saja kapan saja dengan perangkat apa saja. IoT telah mengintegrasikan masyarakat manusia dengan sistem fisik dengan konfigurasi yang fleksibel.

Ketika devais/obyek dapat merepresentasikan dirinya secara digital, mereka dapat dikendalikan dari mana pun, karena terhubung ke berbagai sistem dalam internet. Konektivitas obyek ini akan membantu mengambil lebih banyak data dari lebih banyak tempat dan mendapatkan cara yang lebih banyak untuk meningkatkan efisiensi. Konektivitas ini membentuk universal inter-networking.

Dengan mengotomatiskan pekerjaan-pekerjaan dapat membantu meningkatkan kualitas layanan bisnis dan mengurangi kebutuhan akan campur tangan manusia. Selain itu dengan data yang didapat dari perangkat-perangkat yang terhubung dalam jaringan, bisnis pun dapat menuai manfaat IoT dengan membuat keputusan yang lebih berdasar informasi.

IoT merupakan suatu daya transformasional yang dapat membantu perusahaan meningkatkan kinerja melalui IoT analytics dan IoT security untuk mendapatkan hasil yang lebih baik. Platform IoT dapat membantu organisasi mengurangi biaya melalui peningkatan efisiensi proses, pemanfaatan aset dan produktivitas.

Perangkat Keras Internet of Things

Perkembangan Internet of Things (IoT) sangat didukung oleh kemajuan teknologi dalam bidang miniaturiasi teknologi elektronik dan mikroelektromekanik. Teknologi miniaturisasi ini memungkinkannya tercipta mikrokontroler dan mikroprosesor yang makin kecil dan kompleks, sehingga dapat melakukan tugas-tugas pengolahan, pemrosesan, dan pengiriman data menjadi semakin cepat. Komputasi tingkat tinggi juga dapat dilakukan dengan pemrosesan paralel sehingga dapat dilakukan banyak pekerjaan dengan waktu yang lebih singkat.

Teknologi ini juga mendorong dan memungkinkan perkembangan teknologi informasi yang lain termasuk pengembangan perangkat lunak (software). Selain itu, dengan perangkat yang semakin kecil maka daya yang dibutuhkan untuk menjalankannya juga menjadi lebih kecil.

Perangkat elektronik yang digunakan dalam IoT antara lain sensor-sensor, aktuator, mikrokontroler yang disematkan ke dalam berbagai perangkat elektronik yang lebih kompleks seperti smartphone, laptop, kamera digital, wearable electronics (seperti jam tangan, kacamata, sepatu, baju, dan lain-lain), peralatan rumah tangga, peralatan pada industri, dan perangkat apa saja yang data-datanya dibutuhkan untuk kemanfaatan tertentu.

Blok Konektivitas dan Protokol

Untuk menghubungkan devais ke IoT dapat dilakukan dengan kabel, antara lain dengan USB, protokol CAN, dan Modbus; atau dapat juga dilakukan secara wireless misal dengan WiFi, LoRA, dan ZigBee. Blok konektivitas menghubungkan devais dengan platform manajemen devais yang terhubung dengan aplikasi yang dipakai oleh user.  Agar devais yang satu dapat berkomunikasi dengan devais yang lain dan saling bertukar data/informasi diperlukan protokol komunikasi dan standar.

Protokol yang digunakan dalam IoT antara lain: Satelit untuk memungkinkan komunikasi telpon seluler, WiFi yang menyediakan akses internet, Radio Frequency (RF) untuk komunikasi dengan daya rendah, RFID yang digunakan untuk mengidentifikasi sensor dan objek, Bluetooth yang memungkinkan untuk pertukaran data pada jarak dekat, dan Near Field Communication (NFC) yang digunakan untuk berkomunikasi pada jarak dekat juga. Masing-masing protokol ini diatur dengan standar tertentu.

Dengan pemanfaatan teknologi yang lebih maju, misalnya dengan jaringan 5G diharapkan konektivitas IoT menyediakan bandwidth dan kecepatan transfer data yang tinggi, dapat dilakukan data slicing and dicing (pembagian dan pemilahan data), pengurangan waktu pengiriman data, latency yang rendah dan throughput yang lebih tinggi, jaringan dapat mendukung komunikasi secara virtual dengan lebih baik, dan dapat dilakukan predictive analytics dengan big data yang diperoleh.

Arsistektur Devais IoT

Arsitektur IoT terdiri dari perangkat, struktur jaringan, dan teknologi cloud yang memungkinkan perangkat IoT berkomunikasi satu sama lain (Team Celona, 2022). Arsitektur IoT ini penting, karena administrator menggunakannya untuk mengelola dan mendukung perangkat IoT. Arsitektur IoT memastikan data sampai ke tempat yang diperlukan dan diproses dengan benar. Tanpa arsitektur IoT yang tepat, jaringan akan menjadi tidak dapat diandalkan.  

Arsitektur IoT dapat dijelaskan dari lapisan yang menyusunnya, yaitu tiga lapisan, 5 lapisan, atau 7 lapisan, tergantung pada seberapa akurat IoT yang ingin didapatkan. Lapisan dalam arsitektur antara lain:

a. Perception, lapisan persepsi mewakili perangkat fisik IoT itu sendiri. Setiap perangkat IoT mengumpulkan data yang memerlukan pemrosesan.

b. Transport, lapisan transport bertanggung jawab untuk mengirimkan data yang dikumpulkan ke perangkat cloud atau edge untuk diproses. Lapisan transport mengandalkan gateway internet untuk memindahkan data dari lapisan persepsi fisik ke fase pemrosesan. Administrator biasanya mengandalkan jaringan seluler dan Wi-Fi untuk memindahkan data melalui lapisan transport.

Ada beberapa teknologi berbeda yang dapat digunakan admin sistem selama tahap ini: Seluler 4G LTE / 5G, Wifi, Bluetooth, Jaringan Area Luas Daya Rendah. Administrator dapat mendesain arsitektur IoT mereka dengan campuran dan kecocokan protokol transport. Pada akhirnya, protokol transport yang digunakan harus dapat mendukung data dari sensor ke gateway internet terdekat dengan andal.

c. Processing, setelah data mencapai perangkat cloud atau edge, server dapat mengubah data ini menjadi informasi. Arsitektur IoT modern memanfaatkan pembelajaran mesin dan kecerdasan buatan untuk menciptakan nilai dengan menganalisis data ini.

d. Application, lapisan aplikasi adalah tempat administrator mengelola orkestrasi perangkat IoT, membuat kumpulan aturan, dan menetapkan perjanjian tingkat layanan untuk arsitektur IoT mereka. Arsitektur IoT yang andal menggunakan lapisan aplikasi untuk mengontrol dan mengelola jaringan mereka dari dasbor terpusat. Sentralisasi ini mengurangi kompleksitas, terutama di jaringan IoT perusahaan, yang pada gilirannya meningkatkan efisiensi dan keamanan.

e. Business, pada lapisan ini informasi diubah menjadi intelijen bisnis yang mendorong pengambilan keputusan. Pemangku kepentingan dan eksekutif dapat menggunakan wawasan yang dikumpulkan pada lapisan aplikasi untuk membuat keputusan bisnis yang lebih baik. Lapisan bisnis biasanya bergantung pada laporan dan dasbor langsung untuk intelijen bisnis. Informasi yang dikumpulkan dari lapisan aplikasi dapat diperkaya lebih lanjut pada tingkat ini melalui integrasi dengan yang lainnya.

f. Edge (atau fog computing), lapisan ini melakukan preprocessing data sebelum informasi akan ditransfer ke cloud. Ini adalah tingkat di mana sistem IoT mengubah aliran data dari lapisan persepsi menjadi susunan informasi terstruktur untuk mempermudah analisis lebih lanjut.

g. Security, lapisan ini bertanggung jawab atas kontrol akses ke jaringan IoT, keamanan transfer data, mencegah pelanggaran data, dan melacak perangkat lunak berbahaya.

Standar Keamanan IoT dan Best Practice

Standar Keamanan IoT adalah standar peraturan untuk keamanan perangkat IoT yang dikeluarkan oleh organisasi yang bereputasi baik dan diterima secara luas untuk memastikan persyaratan keamanan untuk perangkat IoT, data pengguna data, dan masalah terkait (Allen, 2021). Standar keamanan dan best practice keamanan dihubungkan dengan lapisan dalam arsitektur IoT. Setiap lapisan arsitektur IoT mempunyai isu keamanan tertentu dan terdapat best practice yang dapat dilakukan untuk menjamin keamanan pada lapisan tersebut.

Pengantar Internet of Everything

Pada saat ini IoT telah berkembang menjadi Internet of Everything (IoE), yang didefinisikan sebagai jaringan koneksi antara orang, benda, data, dan proses yang memberikan kecerdasan umum dan peningkatan kognisi di seluruh lingkungan jaringan. IoE dapat meningkatkan kemampuan entitas yang berpartisipasi dan menghadirkan kecerdasan jaringan untuk memfasilitasi pengambilan keputusan yang lebih cerdas dan pertukaran data yang mudah.

Dalam IoE, koneksi internet tidak terbatas pada laptop atau smartphone tetapi juga diperluas ke obyek, orang, dan aktivitas real-time. Hal ini menciptakan ekosistem terdistribusi yang mampu menghasilkan informasi berharga dan mengubahnya menjadi tindakan (action) untuk bisnis, industri, dan individu (Kanade, 2022).

Gambar 2. Perkembangan Internet of Things menjadi Internet of Everythings (Zubovich, 2023)

IoE mempunyai beberapa fitur kunci, antara lain (Zubovich, 2023):

1. Pemrosesan data terdesentralisasi: Data dalam IoT tidak diproses secara terpusat melainkan diproses pada beberapa node yang terdistribusi.
2. Masukan/keluaran data: perangkat dapat menggunakan data eksternal sebagai input dan menukarnya dengan komponen jaringan lain jika diperlukan.
3. Interkoneksi dengan teknologi lain: IoE bekerja selaras dengan teknologi lain seperti AI, ML, IoT, big data, cloud, fog, dan edge computing. Selain itu, kemajuan IoE saling terkait dengan teknologi yang digunakan perusahaan untuk proses transformasi digital.

IoT yang berkembang menjadi IoE mempunyai empat elemen kunci yaitu people (orang), things (benda fisik), data, dan proses. Elemen-elemen dalam IoE digambarkan dalam bentuk diagram seperti gambar 3 di bawah ini (Zubovich, 2023).

Gambar 3. Elemen-elemen dalam IoE

Terlihat dari gambar 3 tersebut, bahwa dalam IoE orang dapat terhubung ke orang (P2P), orang dapat terhubung ke mesin (P2M), atau bisa juga mesin terhubung ke mesin (M2M) dalam suatu jaringan. Node-node dalam jaringan dapat mengirimkan/bertukar data dan saling berkomunikasi satu sama lain dalam suatu proses yang ditentukan dalam suatu sistem IoE. IoE merupakan growth engine (mesin pertumbuhan) yang mempercepat penerapan IoT dalam segala bidang.

Bersambung ke bagian 2…..Internet of Things (IoT) dalam Bisnis dan Tantangan Penerapannya

Disadur dari:

Indraswati, T. D. (2023). Internet of Things (IoT) dalam Bisnis. Di dalam: Bairizki, A.(Ed.) Pengantar Bisnis (Respons Dinamika Era Digital). Seval Literindo Kreasi (Penerbit SEVAL), Lombok Barat.

Keterangan:

Penulis Bab “Internet of Things (IoT) dalam Bisnis” dalam buku tersebut adalah Dr. Ir. Tris Dewi Indraswati, ST, MT yang juga dosen tetap Prodi Teknik Elektro Institut Teknologi Indonesia.