[26 Juni 2025], Perkembangan teknologi Internet of Things (IoT) membawa transformasi besar dalam berbagai sektor, termasuk pertanian. Melalui sensor nirkabel dan sistem otomatisasi, IoT memungkinkan pengumpulan serta analisis data secara real-time untuk mendukung praktik pertanian cerdas. Tantangan utama dalam penerapan IoT di lahan pertanian adalah keterbatasan energi perangkat, karena sebagian besar sensor bergantung pada baterai dengan daya terbatas. Jika konsumsi energi tidak dikelola dengan baik, umur perangkat berkurang drastis dan sistem menjadi tidak efisien. Oleh karena itu, dibutuhkan strategi efisiensi energi yang mampu memperpanjang umur jaringan sekaligus menjaga keandalan transmisi data.

Sistem yang dikembangkan adalah Region-based Energy-efficient IoT Agriculture Network (REAN). Model ini membagi area pertanian ke dalam beberapa wilayah yang masing-masing dilengkapi dengan node sensor heterogen. Pemilihan kepala klaster dilakukan menggunakan algoritma Region Clustering and Cluster Head Selection (RCHS), sedangkan pengiriman data memanfaatkan algoritma Shortest Routing and Less Cost (SRLC) untuk menemukan jalur transmisi paling hemat energi. Beberapa node dilengkapi dengan kemampuan energy harvesting untuk memanfaatkan energi dari lingkungan sekitar, sehingga dapat berfungsi sebagai relay node yang memperkuat daya tahan jaringan. Proses simulasi dijalankan pada platform Matlab dengan membandingkan REAN terhadap protokol lain seperti LEACH, SEP, ZSEP, dan hetDEEC.

Hasil simulasi menunjukkan bahwa REAN mampu meningkatkan efisiensi energi dan memperpanjang umur jaringan secara signifikan dibandingkan protokol lain. Berdasarkan parameter First Node Dead (FND), Half Node Dead (HND), dan Last Node Dead (LND), REAN menghasilkan kinerja lebih baik dengan jumlah putaran aktif yang lebih panjang. Energi yang dikonsumsi dalam setiap putaran juga lebih rendah, dengan rata-rata hanya 0,21 mJ per node, lebih hemat dibandingkan protokol pembanding. Selain itu, throughput data yang dihasilkan REAN juga lebih tinggi, sehingga memastikan kelancaran transmisi data meskipun jumlah node dan area jaringan meningkat. Efisiensi ini dicapai berkat mekanisme klasterisasi regional yang seimbang dan jalur transmisi adaptif berbasis jarak serta tingkat energi. Temuan ini sejalan dengan tren penerapan IoT hemat energi di bidang pertanian, di mana keberlanjutan jaringan menjadi faktor utama dalam mendukung produksi pangan yang berkelanjutan.

Penerapan model REAN dalam jaringan IoT pertanian terbukti mampu meningkatkan efisiensi energi, memperpanjang umur perangkat, serta menjaga kestabilan transmisi data. Dengan mengombinasikan algoritma klasterisasi regional dan jalur transmisi terpendek, sistem ini tidak hanya mengurangi konsumsi energi tetapi juga memastikan skalabilitas jaringan untuk area pertanian yang lebih luas. Keunggulan ini menjadikan REAN sebagai salah satu strategi potensial dalam mendukung pertanian cerdas yang berorientasi pada keberlanjutan.

Referensi

• Priyanka, B. H. D. D., Udayaraju, P., Koppireddy, C. S., & Neethika, A. (2023). Developing a region-based energy-efficient IoT agriculture network using region- based clustering and shortest path routing for making sustainable agriculture environment. Measurement: Sensors, 27(February), 100734. https://doi.org/10.1016/j.measen.2023.100734.