SmartPJU: IoT-Based Public Street Lighting Management System

Ringkasan

SmartPJU merupakan sistem monitoring dan kontrol Lampu Penerangan Jalan Umum (LPJU) berbasis IoT yang dirancang untuk mendukung pengelolaan perangkat secara jarak jauh melalui jaringan internet.

Proyek ini dikembangkan untuk mengatasi keterbatasan sistem penerangan jalan konvensional yang umumnya memerlukan inspeksi langsung di lapangan ketika terjadi gangguan atau perubahan konfigurasi. Dengan memanfaatkan perangkat berbasis ESP32, komunikasi ESP-NOW, REST API, serta integrasi WhatsApp Gateway, sistem mampu melakukan pemantauan kondisi perangkat secara real-time sekaligus memberikan kemampuan kontrol dari jarak jauh.

Selain menyediakan dashboard monitoring, SmartPJU juga memungkinkan operator berinteraksi langsung dengan perangkat menggunakan perintah WhatsApp sehingga proses pengelolaan menjadi lebih sederhana dan mudah diakses tanpa memerlukan aplikasi khusus.

Implementasi Sistem

Arsitektur SmartPJU terdiri dari beberapa lapisan komunikasi yang saling terintegrasi untuk membentuk sistem monitoring dan kontrol yang andal.

ESP32 Gateway berfungsi sebagai penghubung utama antara perangkat lapangan dan server. Pada sisi perangkat, komunikasi antara Gateway dan perangkat Master dilakukan menggunakan UART, sedangkan komunikasi antara Master dan Slave menggunakan protokol ESP-NOW yang memungkinkan pertukaran data secara efisien tanpa memerlukan infrastruktur jaringan tambahan.

Seluruh data status perangkat dikirimkan oleh Gateway ke server menggunakan protokol HTTP setiap 5 detik sehingga kondisi perangkat dapat dipantau secara real-time.

Pada sisi server, data yang diterima diproses dan disimpan ke database untuk kebutuhan monitoring, histori perangkat, serta analisis kondisi sistem. Server juga terhubung dengan layanan WhatsApp Gateway yang memungkinkan pengguna melakukan kontrol perangkat melalui pesan WhatsApp.

Backend dan WhatsApp Gateway

Backend dikembangkan menggunakan Node.js dan Express.js dengan dukungan Redis sebagai penyimpanan data cepat serta sistem cache untuk meningkatkan performa komunikasi antar layanan.

Salah satu fitur utama sistem adalah integrasi dengan WhatsApp Gateway menggunakan library Baileys. Melalui integrasi ini, operator dapat mengelola perangkat secara langsung menggunakan perintah WhatsApp.

Beberapa perintah yang tersedia antara lain:

Melihat Daftar Perangkat

"/devices" Menampilkan seluruh perangkat yang telah terdaftar pada sistem.

Melihat Status Gateway

"/status [NODE_ID]" Menampilkan status perangkat tertentu secara real-time.

Mengubah Mode Operasi

"/set_mode [NODE_ID] SCHEDULE|MANUAL" Mengubah mode operasi perangkat menjadi mode otomatis berdasarkan jadwal atau mode manual.

Mengatur Jadwal Operasi

"/set_schedule [NODE_ID] --ON [HH:MM:SS] --OFF [HH:MM:SS]" Mengatur waktu nyala dan mati perangkat ketika mode SCHEDULE aktif.

Menyalakan Perangkat

"/on [NODE_ID]" Mengaktifkan perangkat secara manual.

Mematikan Perangkat

"/off [NODE_ID]" Menonaktifkan perangkat secara manual.

Restart Perangkat

"/restart [NODE_ID]" Mengirimkan perintah restart ke perangkat Gateway.

Sistem Monitoring dan Deteksi Gangguan

Selain menyediakan fitur kontrol jarak jauh, SmartPJU juga memiliki mekanisme pemantauan kondisi perangkat secara otomatis.

Server melakukan validasi terhadap data yang diterima dari setiap node. Jika ditemukan ketidaksesuaian status perangkat atau kegagalan komunikasi secara berturut-turut sebanyak tiga kali, sistem akan menganggap perangkat mengalami gangguan.

Ketika kondisi tersebut terjadi, WhatsApp Gateway secara otomatis mengirimkan notifikasi kepada operator sehingga tindakan perbaikan dapat dilakukan lebih cepat.

Sebaliknya, ketika perangkat kembali beroperasi secara normal, sistem juga akan mengirimkan notifikasi pemulihan (recovery notification) sehingga operator dapat mengetahui bahwa masalah telah terselesaikan.

Fitur ini membantu meningkatkan keandalan operasional sistem serta mengurangi kebutuhan inspeksi lapangan secara langsung.

Fitur Utama

• Monitoring perangkat LPJU secara real-time.
• Kontrol perangkat melalui WhatsApp.
• Pengaturan jadwal otomatis ON/OFF.
• Mode operasi Manual dan Schedule.
• Monitoring status node dan gateway.
• Deteksi gangguan perangkat secara otomatis.
• Notifikasi gangguan dan pemulihan melalui WhatsApp.
• Penyimpanan histori data perangkat.
• Arsitektur berbasis ESP-NOW untuk komunikasi perangkat lapangan.

Tantangan Teknis

Beberapa tantangan yang dihadapi selama pengembangan proyek antara lain:

• Menjaga stabilitas komunikasi ESP-NOW pada jarak operasional yang bervariasi.
• Sinkronisasi data antara Gateway, Master, dan Slave.
• Penanganan kondisi perangkat offline dan reconnect otomatis.
• Pengembangan mekanisme notifikasi yang tidak menghasilkan spam ketika terjadi gangguan berulang.
• Integrasi komunikasi IoT dengan WhatsApp Gateway secara real-time.

Kesimpulan

SmartPJU berhasil mengintegrasikan teknologi Embedded System, IoT Communication, Backend Service, dan WhatsApp Automation dalam satu platform yang terpusat.

Melalui kombinasi ESP32, ESP-NOW, REST API, dan WhatsApp Gateway, sistem mampu menyediakan monitoring real-time, kontrol jarak jauh, serta deteksi gangguan otomatis yang membantu meningkatkan efisiensi pengelolaan infrastruktur penerangan jalan umum.

Proyek ini memberikan pengalaman praktis dalam pengembangan sistem IoT skala terdistribusi, komunikasi antar perangkat, pengembangan backend, integrasi layanan pihak ketiga, serta perancangan sistem monitoring yang berorientasi pada keandalan operasional.