Comparing the Performance of LoRaWAN and MQTT Protocols for IoT Sensor Networks
Article Sidebar
Published:
Jul 11, 2024
Keywords:
IoT Sensor Network, LoRaWAN, MQTT, Throughput, Power Consumption
Main Article Content
Abstract
IoT (Internet of Things) Sensor Networks are an important infrastructure in facilitating data collection from various widespread sensor devices. In this context, the selection of the right communication protocol plays a key role in determining the performance and efficiency of the network. Two commonly used protocols in IoT sensor networks are LoRaWAN and MQTT. The study aims to compare the performance between LoRaWAN and MQTT protocols for IoT sensor networks in various critical aspects such as differing in terms of the number of end devices, data transmission period, gateway radius distance, and power consumption, Data collected from sensors connected to LoRaWAN and MQTT gateways. The data includes Throughput, Packet Loss, and power consumption The results show that LoRaWAN is generally superior to MQTT in terms of Throughput and Packet Loss, especially at long gateway radius distances. LoRaWAN also has lower power consumption compared to MQTT, but MQTT also excels in Data Transmission Period and Number of End Devices in terms of Throughput and Packet Loss. The selection of the right protocol should be based on the needs and characteristics of the application to be implemented.
Article Details
How to Cite
Fauzan Prasetyo Eka Putra, Ubaidi, Holipah, Moch. Amir Mahmud, & Reni Paradina. (2024). Comparing the Performance of LoRaWAN and MQTT Protocols for IoT Sensor Networks. Jurnal Informasi Dan Teknologi, 6(2), 221-228. https://doi.org/10.60083/jidt.v6i2.565
Issue
Section
Articles
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
References
[1] U. Yudatama et al., Memahami Teknologi Informasi: Prinsip, Pengembangan, dan Penerapan. Kaizen Media Publishing, 2023.
[2] A. Wibowo, “Internet Of Things (Iot) Dalam Ekonomi Dan Bisnis Digital,” Penerbit Yayasan Prima Agus Tek., pp. 1–94, 2023.
[3] E. Erwin et al., Pengantar & Penerapan Internet Of Things: Konsep Dasar & Penerapan IoT di berbagai Sektor. PT. Sonpedia Publishing Indonesia, 2023.
[4] K. D. Irianto, “Evaluasi dan Analisis Kinerja LoRa Pada Sistem Irigasi Pertanian Berbasis IoT,” 2022.
[5] F. P. E. Putra, F. Muslim, N. Hasanah, R. Paradina, and R. Alim, “Analisis Komparasi Protokol Websocket dan MQTT Dalam Proses Push Notification,” J. Sistim Inf. dan Teknol., pp. 63–72, 2023.
[6] N. Noprianto, H. E. Dien, M. H. Ratsanjani, and M. A. Hendrawan, “Analysis of LoRa with LoRaWAN Technology Indoors in Polytechnic of Malang Environment,” Sist. J. Sist. Inf., vol. 13, no. 2, pp. 698–712, 2024.
[7] N. latifah Husni, R. Vira, D. Andika, A. S. S. Handayani, and S. Rasyad, “Monitoring dan Analisis Kualitas Kinerja Jaringan Protokol Message Queue Telemetry Transport pada G-Bot (Garbage Robot),” J. Ampere, vol. 7, no. 1, pp. 39–48, 2022.
[8] S. F. R. Bachri, “Implementasi Protocol LoRaWAN pada Wireless Sensor Network untuk Sistem Kompos Pintar dengan modul komunikasi LoRa.” Fakultas Sains dan Teknologi UIN Syarif Hidayatullah Jakarta.
[9] H. Hartatik et al., DATA SCIENCE FOR BUSINESS: Pengantar & Penerapan Berbagai Sektor. PT. Sonpedia Publishing Indonesia, 2023.
[10] A. W. Widodo, B. Fatkhurrozi, and Y. L. R. E. Nugrahini, “Rancang Bangun Wireless Sensor Network sebagai Sistem Monitoring Kadar Gas Amonia pada Perternakan Ayam Berbasis Lora,” ULIL ALBAB J. Ilm. Multidisiplin, vol. 2, no. 2, pp. 887–898, 2023.
[11] H. Herman, R. Umar, and A. P. Marsaid, “Analisis Keamanan Jaringan LAN Terhadap Kerentanan Jaringan Ancaman DDoS Menggunakan Metode Penetration,” JURIKOM (Jurnal Ris. Komputer), vol. 10, no. 1, pp. 317–329, 2023.
[12] R. Rinaldy and M. Ikhsan, “Determinant Analysis Of Conflict On Project Results In Aceh Province,” Int. J. Eng. Sci. Inf. Technol., vol. 1, no. 1, 2021, doi: 10.52088/ijesty.v1i1.37.
[13] S. Supiyandi, C. Rizal, M. Iqbal, M. N. H. Siregar, and M. Eka, “Smart Home Berbasis Internet of Things (IoT) Dalam Mengendalikan dan Monitoring Keamanan Rumah,” J. Inf. Syst. Res., vol. 4, no. 4, pp. 1302–1307, 2023.
[14] T. Maharani, “Perkembangan Penggunaan Internet of Things Untuk Masa Yang Akan Datang,” 2023.
[15] A. Selay et al., “Internet Of Things,” Karimah Tauhid, vol. 1, no. 6, pp. 860–868, 2022.
[16] T. Hadyanto and M. F. Amrullah, “Sistem Monitoring Suhu dan Kelembaban pada Kandang Anak Ayam Broiler Berbasis Internet of Things,” J. Teknol. dan Sist. Tertanam, vol. 3, no. 2, 2022.
[17] H. Mantik, “Revolusi Industri 4.0: Internet of Things, Implementasi Pada Berbagai Sektor Berbasis Teknologi Informasi (Bagian 1),” JSI (Jurnal Sist. Informasi) Univ. Suryadarma, vol. 9, no. 2, pp. 41–48, 2022.
[18] R. Rahim et al., “Breadth First Search Approach for Shortest Path Solution in Cartesian Area,” 2018, doi: 10.1088/1742-6596/1019/1/012036.
[19] I. G. A. Gunadi and D. O. Rachmawati, “Review Penggunaan Sensor Pada Aplikasi IOT,” Wahana Mat. dan Sains J. Mat. Sains, dan Pembelajarannya, vol. 16, no. 3, 2022.
[20] I. A. Ashari, P. Purwono, and I. Arfianto, “Penerapan Internet of Things (IoT) dengan Pendekatan Metode Inverse Distance Weight (IDW),” UHB Press, vol. 1, no. 1, pp. 1–83, 2023.
[21] I. Dermawan, A. Baidawi, Iksan, and S. Mellyana Dewi, “Serangan Cyber dan Kesiapan Keamanan Cyber Terhadap Bank Indonesia,” J. Inf. dan Teknol., vol. 5, no. 3, pp. 20–25, 2023, doi: 10.60083/jidt.v5i3.364.
[22] A. Pradiptya, “LKP: Membangun Sistem Koneksi melalui Konfigurasi pada Lorawan Gateway.” Universitas Dinamika, 2023.
[23] H. Andi Ircham, “INTERNET OF THINGS (SISTEM DAN APLIKASI).” Nobel Press, 2023.
[24] D. P. Darmawan, E. Suryani, and H. Fabroyir, “Monitoring Tegangan Gardu Trafo Tiang Menggunakan IoT Berbasis Lorawan pada PLN Distribusi Jawa Timur,” JIM J. Ilm. Mhs. Pendidik. Sej., vol. 8, no. 3, pp. 2346–2353, 2023.
[25] A. Muzakir, “Sistem Monitoring Daya Listrik Internet Of Things (Iot) Menggunakan Algoritma Fuzzy Logic Sugeno dan Firebase Berbasis Android.” Fakultas Sains dan Teknologi UIN Syarif Hidayatullah Jakarta, 2023.
[26] T. Darmana and F. Annas, “IMPLEMENTASI SISTEM MONITORING BUS TRANS SEMARANG BERBASIS LORA (LONG RANGE),” SAINSTECH J. Penelit. DAN Pengkaj. SAINS DAN Teknol., vol. 32, no. 1, pp. 24–40, 2022.
[27] J. Informasi, Y. Mar, and N. Ratnasari, “Penerapan Media Pembelajaran Untuk Anak Penderita Autisme Menggunakan Teknologi Augmented Reality,” vol. 5, no. 4, pp. 39–52, 2023, doi: 10.60083/jidt.v5i4.413.
[28] M. Apriannur, D. T. Nugrahadi, A. Farmadi, M. I. Mazdadi, and F. Indriani, “Implementasi Algoritma Enkripsi AES-128 bit pada Data RFID pada Jarngan 802.11 n dan 802.11 ac dengan Monitoring Jarak Jauh Berbasis MQTT,” J. Inform. Polinema, vol. 10, no. 1, 2023.
[29] A. T. Sitanggang and Y. Desnelita, “Tingkat Pemahaman Mahasiswa antar Pembelajaran Online dan Offline dalam Masa Pandemi Covid-19 Menggunakan Metode Forward Chaining,” J. Inf. dan Teknol., vol. 4, no. 1, pp. 64–69, 2022, doi: 10.37034/jidt.v4i1.187.
[30] A. A. A. Suhud, “Model Jaringan Mesh Pada Sistem Internet Of Things (Iot) Untuk Pemantauan Lingkungan.” Politeknik Negeri ujung Pandang, 2022.
[31] R. M. Aji, A. Kusyanti, and F. A. Bakhtiar, “Implementasi Algoritme Salsa20 Untuk Mengamankan Data GPS Menggunakan Perangkat Raspberry Pi 3,” JATISI (Jurnal Tek. Inform. dan Sist. Informasi), vol. 10, no. 2, pp. 81–93, 2023.
[32] P. Gunoto, A. Rahmadi, and E. Susanti, “Perancangan Alat Sistem Monitoring Daya Panel Surya Berbasis Internet of Things,” Sigma Tek., vol. 5, no. 2, pp. 285–294, 2022.
[33] V. Reinard, H. Hugeng, and H. S. Utama, “Perancangan Sistem Pemantauan Sensor Pada Programmable Logic Controller Mesin Produksi Berbasis Internet Of Things,” INTRO J. Inform. dan Tek. Elektro, vol. 2, no. 2, pp. 48–55, 2023.
[34] R. Subekti et al., Transformasi Digital: Teori & implementasi Menuju Era Society 5.0. PT. Sonpedia Publishing Indonesia, 2024.
[35] A. A. Nuzuli, M. D. Khairy, A. N. Defitri, A. L. Dyakiyyah, and A. Heryanto, “Pengolahan data sensor IOT dengan Apache Spark menggunakan metode Batch Processing,” J. Netw. Comput. Appl. (ISSN 2964-6669), vol. 2, no. 3, pp. 87–106, 2023.
[36] F. Afrizal and B. N. Prastowo, “Vehicle Detection System Using Ultrasonic And Magnetic Fields Sensors Based On LoRa Communication,” IJEIS (Indonesian J. Electron. Instrum. Syst., vol. 12, no. 2, pp. 157–168.
[37] L. Patria and P. D. P. Adi, “SISTEM PEMANTAUAN CERDAS UNTUK PERTANIAN BERBASIS TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS INTELLIGENT MONITORING SYSTEM FOR AGRICULTURE BASED ON INTERNET OF THINGS TECHNOLOGY.”
[38] M. Marsyela and I. Yelfianhar, “Rancang Bangun Alat Pengaman Gudang Menggunakan Komunikasi LoRa Gateway,” JTEIN J. Tek. Elektro Indones., vol. 4, no. 2, pp. 1068–1080, 2023.
[39] O. Rahmawan and D. A. Prasetya, “Gateway Lora-Mqtt Untuk Transmisi Data Monitoring Mobil Listrik ECRC UMS.” Universitas Muhammadiyah Surakarta, 2023.
[40] S. E. Erwin et al., “INTERNET OF THINGS.”
[41] M. S. D. Nubatonis, H. F. J. Lami, and S. I. Pella, “KUALITAS SINYAL DAN KINERJA JARINGAN DATA ANTAR LORA GATEWAY RFM95,” J. Ilm. Flash, vol. 9, no. 1, pp. 37–41, 2023.
[42] B. W. Aji and H. Nurwasito, “Implementasi Sistem Monitoring Sungai berbasis LoRa-MQTT Gateway,” J. Pengemb. Teknol. Inf. dan Ilmu Komput., vol. 7, no. 4, pp. 1689–1698, 2023.
[43] F. N. Panggabean, S. Pramono, and A. T. Hidayat, “Sistem Pemantauan Parameter Kelistrikan berbasis Komunikasi LoRaWAN dengan Platform Antares,” J. Electron. Electr. Power Appl., vol. 3, no. 1, pp. 145–151, 2023.
[44] A. R. AL FAJRI and M. I. SUTIKNO, “Sistem Catu Daya dan Pengiriman Data untuk Mendukung Smart Trapping (Alat Perangkap dan Penghitung Hama Serangga),” 2022.
[45] R. R. Maulana, “LKP: Kontroling dan Monitoring TDS (Total Dissolved Solid) Menggunakan Filter Median.” Universitas Dinamika, 2024.
[2] A. Wibowo, “Internet Of Things (Iot) Dalam Ekonomi Dan Bisnis Digital,” Penerbit Yayasan Prima Agus Tek., pp. 1–94, 2023.
[3] E. Erwin et al., Pengantar & Penerapan Internet Of Things: Konsep Dasar & Penerapan IoT di berbagai Sektor. PT. Sonpedia Publishing Indonesia, 2023.
[4] K. D. Irianto, “Evaluasi dan Analisis Kinerja LoRa Pada Sistem Irigasi Pertanian Berbasis IoT,” 2022.
[5] F. P. E. Putra, F. Muslim, N. Hasanah, R. Paradina, and R. Alim, “Analisis Komparasi Protokol Websocket dan MQTT Dalam Proses Push Notification,” J. Sistim Inf. dan Teknol., pp. 63–72, 2023.
[6] N. Noprianto, H. E. Dien, M. H. Ratsanjani, and M. A. Hendrawan, “Analysis of LoRa with LoRaWAN Technology Indoors in Polytechnic of Malang Environment,” Sist. J. Sist. Inf., vol. 13, no. 2, pp. 698–712, 2024.
[7] N. latifah Husni, R. Vira, D. Andika, A. S. S. Handayani, and S. Rasyad, “Monitoring dan Analisis Kualitas Kinerja Jaringan Protokol Message Queue Telemetry Transport pada G-Bot (Garbage Robot),” J. Ampere, vol. 7, no. 1, pp. 39–48, 2022.
[8] S. F. R. Bachri, “Implementasi Protocol LoRaWAN pada Wireless Sensor Network untuk Sistem Kompos Pintar dengan modul komunikasi LoRa.” Fakultas Sains dan Teknologi UIN Syarif Hidayatullah Jakarta.
[9] H. Hartatik et al., DATA SCIENCE FOR BUSINESS: Pengantar & Penerapan Berbagai Sektor. PT. Sonpedia Publishing Indonesia, 2023.
[10] A. W. Widodo, B. Fatkhurrozi, and Y. L. R. E. Nugrahini, “Rancang Bangun Wireless Sensor Network sebagai Sistem Monitoring Kadar Gas Amonia pada Perternakan Ayam Berbasis Lora,” ULIL ALBAB J. Ilm. Multidisiplin, vol. 2, no. 2, pp. 887–898, 2023.
[11] H. Herman, R. Umar, and A. P. Marsaid, “Analisis Keamanan Jaringan LAN Terhadap Kerentanan Jaringan Ancaman DDoS Menggunakan Metode Penetration,” JURIKOM (Jurnal Ris. Komputer), vol. 10, no. 1, pp. 317–329, 2023.
[12] R. Rinaldy and M. Ikhsan, “Determinant Analysis Of Conflict On Project Results In Aceh Province,” Int. J. Eng. Sci. Inf. Technol., vol. 1, no. 1, 2021, doi: 10.52088/ijesty.v1i1.37.
[13] S. Supiyandi, C. Rizal, M. Iqbal, M. N. H. Siregar, and M. Eka, “Smart Home Berbasis Internet of Things (IoT) Dalam Mengendalikan dan Monitoring Keamanan Rumah,” J. Inf. Syst. Res., vol. 4, no. 4, pp. 1302–1307, 2023.
[14] T. Maharani, “Perkembangan Penggunaan Internet of Things Untuk Masa Yang Akan Datang,” 2023.
[15] A. Selay et al., “Internet Of Things,” Karimah Tauhid, vol. 1, no. 6, pp. 860–868, 2022.
[16] T. Hadyanto and M. F. Amrullah, “Sistem Monitoring Suhu dan Kelembaban pada Kandang Anak Ayam Broiler Berbasis Internet of Things,” J. Teknol. dan Sist. Tertanam, vol. 3, no. 2, 2022.
[17] H. Mantik, “Revolusi Industri 4.0: Internet of Things, Implementasi Pada Berbagai Sektor Berbasis Teknologi Informasi (Bagian 1),” JSI (Jurnal Sist. Informasi) Univ. Suryadarma, vol. 9, no. 2, pp. 41–48, 2022.
[18] R. Rahim et al., “Breadth First Search Approach for Shortest Path Solution in Cartesian Area,” 2018, doi: 10.1088/1742-6596/1019/1/012036.
[19] I. G. A. Gunadi and D. O. Rachmawati, “Review Penggunaan Sensor Pada Aplikasi IOT,” Wahana Mat. dan Sains J. Mat. Sains, dan Pembelajarannya, vol. 16, no. 3, 2022.
[20] I. A. Ashari, P. Purwono, and I. Arfianto, “Penerapan Internet of Things (IoT) dengan Pendekatan Metode Inverse Distance Weight (IDW),” UHB Press, vol. 1, no. 1, pp. 1–83, 2023.
[21] I. Dermawan, A. Baidawi, Iksan, and S. Mellyana Dewi, “Serangan Cyber dan Kesiapan Keamanan Cyber Terhadap Bank Indonesia,” J. Inf. dan Teknol., vol. 5, no. 3, pp. 20–25, 2023, doi: 10.60083/jidt.v5i3.364.
[22] A. Pradiptya, “LKP: Membangun Sistem Koneksi melalui Konfigurasi pada Lorawan Gateway.” Universitas Dinamika, 2023.
[23] H. Andi Ircham, “INTERNET OF THINGS (SISTEM DAN APLIKASI).” Nobel Press, 2023.
[24] D. P. Darmawan, E. Suryani, and H. Fabroyir, “Monitoring Tegangan Gardu Trafo Tiang Menggunakan IoT Berbasis Lorawan pada PLN Distribusi Jawa Timur,” JIM J. Ilm. Mhs. Pendidik. Sej., vol. 8, no. 3, pp. 2346–2353, 2023.
[25] A. Muzakir, “Sistem Monitoring Daya Listrik Internet Of Things (Iot) Menggunakan Algoritma Fuzzy Logic Sugeno dan Firebase Berbasis Android.” Fakultas Sains dan Teknologi UIN Syarif Hidayatullah Jakarta, 2023.
[26] T. Darmana and F. Annas, “IMPLEMENTASI SISTEM MONITORING BUS TRANS SEMARANG BERBASIS LORA (LONG RANGE),” SAINSTECH J. Penelit. DAN Pengkaj. SAINS DAN Teknol., vol. 32, no. 1, pp. 24–40, 2022.
[27] J. Informasi, Y. Mar, and N. Ratnasari, “Penerapan Media Pembelajaran Untuk Anak Penderita Autisme Menggunakan Teknologi Augmented Reality,” vol. 5, no. 4, pp. 39–52, 2023, doi: 10.60083/jidt.v5i4.413.
[28] M. Apriannur, D. T. Nugrahadi, A. Farmadi, M. I. Mazdadi, and F. Indriani, “Implementasi Algoritma Enkripsi AES-128 bit pada Data RFID pada Jarngan 802.11 n dan 802.11 ac dengan Monitoring Jarak Jauh Berbasis MQTT,” J. Inform. Polinema, vol. 10, no. 1, 2023.
[29] A. T. Sitanggang and Y. Desnelita, “Tingkat Pemahaman Mahasiswa antar Pembelajaran Online dan Offline dalam Masa Pandemi Covid-19 Menggunakan Metode Forward Chaining,” J. Inf. dan Teknol., vol. 4, no. 1, pp. 64–69, 2022, doi: 10.37034/jidt.v4i1.187.
[30] A. A. A. Suhud, “Model Jaringan Mesh Pada Sistem Internet Of Things (Iot) Untuk Pemantauan Lingkungan.” Politeknik Negeri ujung Pandang, 2022.
[31] R. M. Aji, A. Kusyanti, and F. A. Bakhtiar, “Implementasi Algoritme Salsa20 Untuk Mengamankan Data GPS Menggunakan Perangkat Raspberry Pi 3,” JATISI (Jurnal Tek. Inform. dan Sist. Informasi), vol. 10, no. 2, pp. 81–93, 2023.
[32] P. Gunoto, A. Rahmadi, and E. Susanti, “Perancangan Alat Sistem Monitoring Daya Panel Surya Berbasis Internet of Things,” Sigma Tek., vol. 5, no. 2, pp. 285–294, 2022.
[33] V. Reinard, H. Hugeng, and H. S. Utama, “Perancangan Sistem Pemantauan Sensor Pada Programmable Logic Controller Mesin Produksi Berbasis Internet Of Things,” INTRO J. Inform. dan Tek. Elektro, vol. 2, no. 2, pp. 48–55, 2023.
[34] R. Subekti et al., Transformasi Digital: Teori & implementasi Menuju Era Society 5.0. PT. Sonpedia Publishing Indonesia, 2024.
[35] A. A. Nuzuli, M. D. Khairy, A. N. Defitri, A. L. Dyakiyyah, and A. Heryanto, “Pengolahan data sensor IOT dengan Apache Spark menggunakan metode Batch Processing,” J. Netw. Comput. Appl. (ISSN 2964-6669), vol. 2, no. 3, pp. 87–106, 2023.
[36] F. Afrizal and B. N. Prastowo, “Vehicle Detection System Using Ultrasonic And Magnetic Fields Sensors Based On LoRa Communication,” IJEIS (Indonesian J. Electron. Instrum. Syst., vol. 12, no. 2, pp. 157–168.
[37] L. Patria and P. D. P. Adi, “SISTEM PEMANTAUAN CERDAS UNTUK PERTANIAN BERBASIS TEKNOLOGI INTERNET OF THINGS INTELLIGENT MONITORING SYSTEM FOR AGRICULTURE BASED ON INTERNET OF THINGS TECHNOLOGY.”
[38] M. Marsyela and I. Yelfianhar, “Rancang Bangun Alat Pengaman Gudang Menggunakan Komunikasi LoRa Gateway,” JTEIN J. Tek. Elektro Indones., vol. 4, no. 2, pp. 1068–1080, 2023.
[39] O. Rahmawan and D. A. Prasetya, “Gateway Lora-Mqtt Untuk Transmisi Data Monitoring Mobil Listrik ECRC UMS.” Universitas Muhammadiyah Surakarta, 2023.
[40] S. E. Erwin et al., “INTERNET OF THINGS.”
[41] M. S. D. Nubatonis, H. F. J. Lami, and S. I. Pella, “KUALITAS SINYAL DAN KINERJA JARINGAN DATA ANTAR LORA GATEWAY RFM95,” J. Ilm. Flash, vol. 9, no. 1, pp. 37–41, 2023.
[42] B. W. Aji and H. Nurwasito, “Implementasi Sistem Monitoring Sungai berbasis LoRa-MQTT Gateway,” J. Pengemb. Teknol. Inf. dan Ilmu Komput., vol. 7, no. 4, pp. 1689–1698, 2023.
[43] F. N. Panggabean, S. Pramono, and A. T. Hidayat, “Sistem Pemantauan Parameter Kelistrikan berbasis Komunikasi LoRaWAN dengan Platform Antares,” J. Electron. Electr. Power Appl., vol. 3, no. 1, pp. 145–151, 2023.
[44] A. R. AL FAJRI and M. I. SUTIKNO, “Sistem Catu Daya dan Pengiriman Data untuk Mendukung Smart Trapping (Alat Perangkap dan Penghitung Hama Serangga),” 2022.
[45] R. R. Maulana, “LKP: Kontroling dan Monitoring TDS (Total Dissolved Solid) Menggunakan Filter Median.” Universitas Dinamika, 2024.