Pemantauan hidrologi dan akses real-time ke data sangat berharga untuk penelitian hidrologi dan pengelolaan sumber daya air. Dalam beberapa dekade terakhir, perkembangan pesat dalam teknologi digital, sistem mikro-elektromekanis, teknologi penginderaan mikro berdaya rendah, dan peningkatan proses manufaktur industri Hidrologi DAS telah menghasilkan pengambilan data waktu nyata melalui sistem Jaringan Sensor Nirkabel (Wireless Sensor Networks/WSNs). Dalam studi ini, sistem WSN yang kuat dan murah yang dioperasikan dari jarak jauh dikembangkan untuk memantau dan mengumpulkan data hidrologi waktu nyata dari daerah aliran sungai pertanian kecil dalam kondisi cuaca buruk dan topografi dataran tinggi yang berbukit di Ontario Selatan, Kanada. Sistem WSN dirakit menggunakan komponen perangkat keras yang tersedia, dan sistem operasi open source digunakan untuk meminimalkan biaya. Sistem yang dikembangkan telah diuji secara ketat di laboratorium dan lapangan dan terbukti akurat dan andal untuk Hidrologi DAS memantau parameter iklim dan hidrologi. Data kelembaban tanah dan limpasan untuk 7 mata air, 19 musim panas, dan 19 peristiwa curah hujan musim gugur selama lebih dari dua tahun berhasil dikumpulkan di daerah aliran sungai pertanian eksperimental kecil yang terletak di dekat Elora, Ontario, Kanada. Sistem WSN yang dikembangkan dapat dengan mudah diperluas untuk tujuan sebagian besar aplikasi pemantauan hidrologi, meskipun secara eksplisit dirancang untuk proyek yang berfokus pada pemetaan Area Sumber Variabel (VSA) di daerah aliran sungai pertanian kecil.
Data iklim dan hidrologi jangka panjang Hidrologi DAS yang berkualitas tinggi sangat penting untuk penelitian hidrologi dan penerapan strategi pengelolaan air yang efektif baik pada skala lapangan maupun daerah aliran sungai. Pemantauan dan pengumpulan data jangka panjang dari daerah aliran sungai yang terletak jauh memakan waktu dan mahal; karena kebutuhan untuk sering berkunjung ke lokasi untuk memelihara dan memantau instrumen dan Hidrologi DAS untuk pengumpulan data [1]. Meskipun pendekatan ini melibatkan banyak waktu dan sumber daya; itu penting dan berharga. Saat ini, sejumlah teknologi akuisisi data sedang digunakan untuk mendapatkan data hidrologi. Akurasi, resolusi, dan skalabilitas adalah beberapa masalah penting yang perlu ditangani dalam mengembangkan sistem pemantauan hidrologi yang efisien dan kuat [2] [3]. Pada teknik sebelumnya, jaringan Hidrologi DAS tipe analog dengan kabel dan sejumlah sensor yang terhubung ke data logger digunakan untuk pemantauan hidrologi. Kebutuhan kabel di lapangan meningkatkan biaya dan membatasi ukuran spasial area pemantauan [4] [5] , sedangkan jaringan nirkabel digital dapat digunakan untuk mengumpulkan data jangka panjang pada skala dan resolusi yang lebih besar sambil mempertahankan jaringan yang kuat dan andal kinerja [6] [7] [8].
Dalam beberapa tahun terakhir, perkembangan pesat teknologi WSN telah menciptakan peluang baru untuk penginderaan, komputasi, dan komunikasi dalam berbagai aplikasi di bidang sains dan teknik. WSNs mengintegrasikan proses penginderaan, komputasi, dan komunikasi real-time dan menyediakan teknik observasi, pemantauan, pengumpulan data yang efisien dan hemat biaya, melakukan komputasi lokal dan menyampaikan kemampuan data agregat [9] [10].
WSN terdiri dari beberapa hingga beberapa “node” (dikenal sebagai Mote di Amerika Utara) di mana setiap node terhubung ke satu atau lebih sensor [11]. Setiap node sensor memiliki empat komponen utama: 1) mikroprosesor & ADC (analog to digital converter), 2) transceiver & antena, 3) unit memori, dan 4) sensor eksternal [12]. Node sensor individu terdiri dari sejumlah sensor terprogram. Setiap node terhubung secara nirkabel ke node lain, dan akhirnya ke base station pusat (Gambar 1). Sebuah WSNs digital terdiri dari node terdistribusi secara spasial terhubung ke sensor berkomunikasi dua arah ke lokasi pusat [13]. Karena WSN tidak memerlukan kabel, kabel ini lebih murah dan lebih mudah dipasang, selain membutuhkan perawatan yang rendah.