RIZKY, Robby and Gernowo, Rahmat and Mantoro, Teddy and Syafei, Wahyul Amien (2025) PENGEMBANGAN MULTI – CHANNEL CLUSTERING HIERARCHY MENGGUNAKAN LEACH-HAC UNTUK MENINGKATKAN PERFORMA THROUGHPUT WIRELESS SENSOR NETWORK PADA SISTEM IRIGASI CERDAS. Doctoral thesis, UNIVERSITAS DIPONEGORO.

	Text DISERTASI ROBBY RIZKY-COVER.pdf Download (359kB)
	Text DISERTASI ROBBY RIZKY-1-14 (COVER-ABSTRACT).pdf Restricted to Repository staff only Download (1MB)
	Text DISERTASI ROBBY RIZKY-15-26 (BAB I).pdf Download (576kB)
	Text DISERTASI ROBBY RIZKY-27-73 (BAB II).pdf Download (2MB)
	Text DISERTASI ROBBY RIZKY-74-88 (BAB III).pdf Restricted to Repository staff only Download (1MB)
	Text DISERTASI ROBBY RIZKY-89-116 (BAB IV).pdf Restricted to Repository staff only Download (1MB)
	Text DISERTASI ROBBY RIZKY-117-118 (BAB V).pdf Restricted to Repository staff only Download (463kB)
	Text DISERTASI ROBBY RIZKY-REVISI-119-133 (DAFTAR PUSTAKA).pdf Download (513kB)
	Text DISERTASI ROBBY RIZKY-REVISI-134-181 (LAMPIRAN).pdf Restricted to Repository staff only Download (1MB)

Abstract

Wireless Sensor Network (WSN) merupakan jaringan yang terdiri dari banyak sensor node yang saling terhubung. WSN digunakan untuk memantau suhu dan kelembaban tanah serta mengakuisisi data tersebut sebagai input. Permasalahan utama dalam penelitian ini berfokus pada pengiriman data secara simultan oleh banyak node melalui saluran tunggal, yang mengakibatkan penundaan (delay), kehilangan data (packet loss), dan kemacetan jaringan. Kondisi ini berdampak pada variasi penundaan (jitter) serta rendahnya kecepatan transfer data (throughput), sehingga menurunkan performa WSN. Pendekatan LEACH-HAC menggunakan beberapa saluran untuk mengelompokkan suhu dan kelembaban pada setiap saluran . Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan multi channel dengan menerapkan algoritma LEACH yang bersifat adaptif dalam pembentukan cluster head, menggunakan algoritma HAC sebagai metode klasifikasi berbasis kedekatan antar node, meningkatkan performa WSN melalui penerapan algoritma LEACH-HAC, serta mengeksplorasi pendekatan cluster dalam mengidentifikasi hubungan spasial antar node. Penelitian ini terbagi menjadi beberapa tahapan, yaitu menentukan kriteria data berupa suhu dan kelembaban, membentuk cluster head yang berfungsi sebagai acuan channel bagi anggota node dalam cluster tersebut, serta melakukan proses pengelompokan anggota node dengan metode single linkage untuk menganalisis relasi spasial antar node. Model ini menghasilkan struktur node yang saling berdekatan guna meningkatkan efisiensi komunikasi dalam WSN. Hasil penelitian ini menghasilkan suatu konsep yang dapat meningkatkan performa WSN dalam bentuk sistem pengairan yang optimal berdasarkan suhu dan kelembaban yang sesuai dengan kriteria. Kontribusi penelitian ini berfokus pada perancangan skema komunikasi ganda (multi-channel) yang efisien, dengan menerapkan metode pengelompokan berbasis kedekatan channel untuk membentuk saluran komunikasi paralel dalam jaringan sensor nirkabel. Pendekatan ini bertujuan untuk meningkatkan efisiensi transmisi data serta menyeimbangkan aliran komunikasi dalam jaringan. Selain itu, protokol berbasis LEACH-HAC yang digunakan mengintegrasikan low-energy adaptive clustering hierarchy untuk pembentukan cluster head secara adaptif, serta hierarchical agglomerative clustering untuk mengoptimalkan struktur cluster melalui pengelompokan node-node terdekat. Kontribusi utama dalam penelitian ini meliputi penerapan strategi pembentukan cluster head yang lebih adaptif dan pengelompokan node berdasarkan kedekatan spasial. Dengan pendekatan ini, model yang dikembangkan mampu meningkatkan kinerja jaringan dan menghasilkan sistem pengairan yang optimal, karena mampu menyesuaikan keputusan irigasi berdasarkan data suhu dan kelembapan secara lebih akurat. Hal ini menjadikan sistem lebih efektif dibandingkan dengan pendekatan konvensional.
Kata Kunci: Wireless Sensor Network, Multi Channel Clustering, Sistem Pengairan

Wireless Sensor Network (WSN) is a network consisting of numerous sensor nodes that are interconnected. WSN is used to monitor soil temperature and humidity and to acquire this data as input. The main problem in this research focuses on the simultaneous transmission of data by multiple nodes over a single channel, which causes delays, packet loss, and network congestion. This condition impacts variations in delay (jitter) and low data transfer rates (throughput), thereby reducing the performance of the WSN. The LEACH-HAC approach utilizes multiple channels to cluster temperature and humidity across different channels or between nodes. This research aims to develop multi-node communication by applying the LEACH algorithm, which is adaptive in forming cluster heads, using the HAC algorithm as a classification method based on node proximity, improving WSN performance through the implementation of the LEACH-HAC algorithm, and exploring clustering approaches to identify spatial relationships between nodes. This research is divided into several stages, including determining data criteria in the form of temperature and humidity, forming cluster heads that serve as reference points between nodes for member nodes within the cluster, and conducting the node grouping process using the single linkage method to analyze the spatial relationships between nodes. This model produces a structure of closely located nodes to improve communication efficiency within the WSN. The research outcome provides a concept that enhances WSN performance in the form of an optimal irrigation system based on temperature and humidity criteria. The research contribution focuses on the development of a multi-node communication model that applies proximity-based clustering methods to establish dual communication channels in the wireless sensor network. This approach aims to increase data transmission efficiency while balancing communication flow within the network. In addition, the LEACH-HAC-based protocol integrates the low-energy adaptive clustering hierarchy for adaptive cluster head formation and hierarchical agglomerative clustering for optimizing cluster structures through the grouping of nearby nodes. The main contributions of this research include the implementation of more adaptive cluster head grouping and node grouping based on spatial proximity. Thus, the developed model can improve network performance and produce an optimal irrigation system by adjusting temperature and humidity, making it more effective than conventional approaches.
Keywords: Wireless Sensor Network Performance, Multi Channel Clustering, Irrigation System

Actions (login required)

View Item