Ind o n es ian Jou r n al  o f   E le ctric a l E n g in ee r ing   and  C o mp u t er  S c ienc e   V ol . 8 ,  No.  3 ,  Dec em be r   20 17 , p p .  7 0 2   ~  7 0 4   DO I: 1 0. 11 5 91 / i j ee c s .v 8 . i 3 . pp 7 0 2 - 7 0 4           7 02       Rec ei v ed   A ug us t  6 , 2 01 7 ;   Rev i s ed   O c to be r   2 0 ,   2 01 7 ;   A c c ep ted   Nov e mb er  1 0 ,  20 17   Imp le men tat i on   of  Cl ou d Co nn e cted  S mart Pl ug   w ith   Energ y  M on i to ri ng  S y s tem       C. Ch enn ak es av an   Dep a rtm e n t  o f  El e c tr i c a l  a n d  E l e c tr o n i c s  E n g i n e e ri n g  (M a ri n e ),  AM E T  Un i v e rs i ty       Ab strac t     I n te rn e t  o f  T h i n g s   (Io T)   i s   th e   e x p a n s i o n   o f  web   a d m i n i s tra ti o n s .   Em p l o y m e n ts   o f  n e w   a d v a n c e m e n ts  i n  I o T  c o n d i t i o n  a re  e x p a n d i n g  q u i c k l y .  A Sm a rt  Hom e  i s  a d d i t i o n a l l y  o n e  o f  t h e  u s e s  o f  Io T .   A  Sm a rt  Swit c h b o a rd   c o n s tra i n s   c u s to m e r’ s   e x e c u ti o n   i n   wat c h i n g   h o m e   s e tt i n g s   a n d   c o n tr o l l i n g   h o m e   m a c h i n e s .  Th i s   p a p e r  s h o w s   a n   a p p ro a c h   to   m a n a g e   th e   p ro g re s s i o n   o f  Sm a rt  Hom e   a p p l i c a t i o n s   b y   c o n s o l i d a t i n g   Io T   wit h   W e b   s e rv e r   a n d   Clo u d   o r g a n i z e .  Th e   a p p ro a c h   c o n c e n tra t e s   o n :  (1 )  i m p l a n t i n g   i n s i g h t   i n t o   s e n s o r s   u t i l i z i n g   En e rg i a   s ta g e   [7 ];   (2 )   Crea ti n g   c o l l a b o r a ti o n s   wit h   b ri l l i a n t  th i n g s   u t i l i z i n g   Bl y n k - Clo u d  s t a g e ;  (3 ) e x p a n d i n g  i n fo rm a ti o n  t r a d e   p ro fi c i e n c y .  At  t h e   p o i n t  whe n  t h e s e   fa m i l y  u n i t  g a d g e ts   i n   b ri l l i a n t  h o m e s   i n te rfa c e   wi t h   th e   web   u ti l i z i n g   l e g i ti m a te   d e s i g n ,  th e n   e n ti re   fr a m e work   c a n   b e   c a l l e d   a s   Sm a rt  Hom e   i n   Io T   c o n d i t i o n   o r  Io T   b a s e d   Sm a rt  Hom e s .  K e e n   Hom e s   c o n ta i n s   fa m i l y   u n i t  g a d g e t s /h o m e   a p p a ra tu s e s   c o u l d   s c r e e n   a n d   c o n tro l   re m o t e l y .   In   a d d i ti o n ,  w e   e x e c u te   th re e   c a s e s   to   s h o w  th e   a p p ro a c h ' s   p o s s i b i l i ty   a n d   p r o d u c ti v i ty ,  i .e .,   m e a s u ri n g   h o m e   c o n d i ti o n s ,  o b s e rv i n g   e l e c tri c a l   m a c h i n e s ,   a n d   c o n tr o l l i n g   h o m e  ro b o ti z a ti o n .       Key w ords :  Sm a rt  Swit c h  Bo a r d ,  In te rn e t  o f  Th i n g s ,  B l y n k - Cl o u d  Pl a tf o rm ,  En e rg i a          Copy righ t  ©  2 0 1 7   I ns titu t e  o f  Adv a nc e d  Eng i ne e ring  a nd   Sc ie nc e .  All  righ t s  re s e rve d.       1.  Int r o d u ctio n   S m art  S w i tc hb o ard  S y s tem   i s   an   i n tel l i ge n t,  en erg y   c on s c i ou s   wi th  a  W i - F i   c on ne c ti on   tha t  i s   a bl e  t o  m on i tor  the   en erg y   c on s um ed   b y   ap pl i an c es   an d  a l s o  a l l o w s   the   us er  to  c on tr ol   tho s e  el ec tr i c a l   ap p l i an c es   f r o m   an y wh ere  i n  t he   wor l d  us i ng   a  s m artpho ne   or  m ob i l e  de v i c e   i nte r f ac e  [ 1].   It   c an   po wer   up   t o  s i x   d i f f erent  ap pl i an c es .  T he   ordi na r y   d ev i c es   a r e  thu s   m ad e   s m art  an d  op er ate d   ef f i c i en tl y .   T hi s   c an   r ed uc e  t he   m on thl y   el ec tr i c al   b i l l s   a nd   m ak es   the   pl an e t   a  gree ne r   p l ac e  t o  l i v e.  O u r   S m art  S w i tc hb o ard  i s   ab l e  to  c on tr ol   up   t o  s i x   di f f erent  a pp l i a nc es .   T ho s e  ho us e ho l d  ap p l i an c es   w i l l   c on n ec t  t o  th e  s wi tc h  m od ul es .  It  i nc l ud es   an y   s ort  of   m od ul e   whi c h  c ha n ge s   i ts   po s i t i o n  as   i t  go t  f l ag .   Cha ng e  m od ul e  as s oc i a ted   wi th  th e  ga dg et  s uc h  tha t   when   i t  c ha ng es   the   ex pre s s ,  the   c on di ti on   of   f a m i l y   un i t  g ad g et  i nt erf ac es   w i th   i t  w i l l   l i k ewi s e   c ha ng e .  T r an s f ers   c an   be   uti l i z ed   as   a  s w i tc h  m od ul e.  It  i s   a n  el ec tr om ag ne ti c   ga d ge t  or  r eg ul arl y   c al l e d  as   h an d - o ff   s w i tc h.  It  s ep arates   t wo   c i r c ui ts   e l ec tr i c a l l y   a nd   i n terf ac es   the m   att r ac ti v e l y .   In   es s en t i al   tr an s f er  the r e  ar e  thre e  c o nta c tors   w h i c h  ar e  t y pi c al l y   O pe n  ( NO ) ,  ordi n aril y   s hu t  ( NC) ,  an d  n orm al   ( CO M).  CO M  i s   t y pi c al l y   as s oc i at ed   wi th  th e  N C.  A t   ord i na r y   c on di t i o n  when   f am i l y   u ni t  ga dg ets   i s   no t  i n  w ork i ng   m od e  the n  ha n d - of f   i s   on   NO   s tat e.  W he n  i t   ge ts   f l ag   th en   i t  c h an ge s   t he   s tat e  t o  N C  a nd   the   ga dg et   w i l l   ge t  o n  wor k i ng   s t ate   [ 6].   S wi tc h   Mo du l e  wi l l   as s oc i at e  w i t h  the   S m art  Mi c r oc on tr o l l er.  I t  wi l l   go   a bo u t  as   i nt erf ac e  ga dg e t   be t w e en  f am i l y  u ni t  ga dg et s  an d C l ou d  S erv er.   Us i ng   a  s m artpho ne   we  c an   i ns tan t l y   k no w   th e  w e a the r   c on d i ti on   of   Lo nd o n  or  the   s toc k s   an d  o i l   pric es   i n   US   m ar k et  or  m a k e  a  v i d eo   c al l   to   ou r   f am i l y   an d   f r i en d s   an y where   on   the   gl o be .   B ut  we  c an no t  c on tr ol   th e  e l ec tr i c a l   de v i c e s   pres en t  i n   ou r   ho m e/o f f i c e  on c e   w e   are   ou t  of   the   bu i l d i n g.  W e  d on ’ t  k no w   the   e ne r g y   c o n s u m ed   b y   an   e l ec tr i c a l   ap pl i an c e  i n  ou r   ho m e/o ff i c e.  W e   ha v e  no   wa y   to  k no w   an d  s wi tc h  O F F   a  l i gh t  bu l b  or  a  w as hi ng   m a c hi ne   or  an   ai r - c on d i ti on er  tha t   i s   l ef t  O N  af ter  s om eb od y   l e av e s   the   r o om .  W e  c an no t  s et  p o w er  on /of f   s c he du l i ng  f or thes e d ev i c e s .       2.  Rel ated  W o r k s a n d  M eth o d o log ies  Use d   IoT   ba s ed   S m art  S w i tc h bo ard  i s   de s c r i be d  ba s e d  on   L a y e r ed   A r c hi t ec tur e.   T he   s hre w d   S w i tc h bo ard  f r a m ew ork   i s   s ep arat ed   i nto   thre e  l a y e r s :  ap pl i c at i on   l a y er,  orga ni z e  l a y er,  a nd   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
IJE E CS     IS S N:  2 50 2 - 4 75 2     Imp l em en ta ti o n o f  Cl ou d   C on ne c t ed   S m art  P l ug   wi t h  E ne r gy   Mo n i tor i ng   …   ( C. C he nn ak es av an )   703   de tec t i ng   l a y er .   S tarti ng   f r om   the   bo tto m ,  s en s i ng   l a y e r   i s   r es po ns i bl e  f or  da ta  c ol l ec ti on   f r om   al l   the   ho m e  ap p l i a nc es   a nd   i t   s en ds   d ata   to  the   m i dd l e   l a y er  tha t   i s   ne t wor k   l a y er.   Net w ork   l a y er   us es   i nt ernet   f or  s en di ng   da ta   to   the   up pe r   m os t  ap p l i c a ti o n  l a y er  whi c h  ha s   d i f f erent  ap p l i c at i on s   o n  di f f erent  l e v el   f or  di f f erent  pu r po s es .  F or  i nf or m ati on   ac c u m ul ati on   an d  i nf orm ati on   prep arin g  at  t he   d ete c ti ng   l a y er  i t  ut i l i z ed   m i c r oc on tr ol l er  –   CC 32 00   f r om   T ex a s   Ins tr um en ts   i s   the   w orl d's   f i r s t  W i - F i   en s ured  s i ng l e   c hi p   m i c r oc on tr ol l er  un i t  ( MCU)   s ho wn   [Fig ure   2(a) ].   It  i nc l ud es   a  hi g h  p erf or m an c e  A R M  C o r tex - M4   proc es s or  s u bs y s t em   r un ni ng   at   80   M H z   an d   a  W i - F i   s ub s y s tem .   T he   W i - F i   s ub s y s tem   c om pris es   of   a  c o m m i tte d  A RM  MCU,   a   80 2. 11 b/ g/n   r a di o ,  ba s eb a nd ,  an d  M A C  w i t h  c ap a bl e  c r y pto   m oto r   f or  qu i c k ,  s ec ure  Int erne t   as s oc i ati on .   C C32 00   c hi p  s up po r ts   S t ati on ,  A c c es s   P oi nt  a nd   W i - F i   Di r ec t  m od es .  It  a l s o  s up po r ts   W P A 2  pe r s on al   a nd   en t erpr i s e  s ec uri t y   an d  W P S   2.0 .   Mu l t i p l e  pro v i s i o ni n g  m eth od s   are  s up po r te d  i nc l ud i ng   S m art c on f i g,  A P   m od e  an d  W P S .  It  i nc orpor ate s   i ns ert ed   T CP /IP   s tac k   an d  nu m erous   Int ern et  c o nv e nti on s   f or  s i m pl e  w eb   ge t  t o.   It  c o ns um es   v er y   l o w   po we r   a nd   ac c ordi ng  to  T I, i t c a n run f or m ore tha n a   y e ar f r o m  a  s i ng l e c oi n - c el l  ba tte r y .   T he r e  are  three  m aj or  pa r ts   to  thi s   ap p l i c ati on .  T he y   are  the   d ev i c e,  c l o ud   s erv er  an d   the   m ob i l e  ap p.  E ac h  of   the s e  f ea tures   an d  the   t ec hn ol o gi es   us e d  i n  th i s   proj ec t  are  ex pl a i ne d   be l o w   [ 2].   B l y nk   i s   a  s m artpho n e  a pp l i c at i on   th at  a l l o w s   t he   de v el op er  to  c r ea te   a  c us tom   ap p  ac c ordi ng  to  th e  ap p l i c at i o n  s ho w n   F i gu r e   1 ( b).   It  l e v er ag es  t he  r es ou r c es  of  a  s m artpho ne  s uc h  as   the   tou c h   s c r ee n  to   pro v i de   a  s et   of   wi d ge ts   t ha t  as s i s ts   to  c r ea te   a  c us tom   us er  i nt erf ac e  to   c on tr ol   the   de v i c e  r em ote l y   [ 9].   I t  c on s i s ts   of   t w o  m ai n   el em en ts ,  an   ap p l i c a ti on   r u nn i ng   on   A nd r o i d  an d  a  l i br ar y  c om pa ti b l e  wi t h t h e  W i r i ng  f r a m e wor k  w i th  ou r  pr oj ec t b oa r d .             F i g ure   1 ( a) .   TI - CC320 0  La un c h p ad     F i g ure   1 ( b) .   B l y nk  A pp       T he   de v i c e  us es   a  ha l l - ef f ec t  ba s ed   A C  C urr en t  s en s or  an d  a  tr an s f or m er  ba s ed   A C   v o l tag e s en s or t o f i nd   the   i n s tan tan eo us   po w er c o ns um pti o n [ 4 ]. T hi s  v a l u e i s  t he  s um  to tal  of  al l   the   en erg y   c o ns um ed   b y   a l l   the   d ev i c es   c urr en tl y   po wer ed   f r o m   i t.  T hi s   da ta  c an   be   m on i tored   i n  r ea l - ti m e  fr o m   the  m ob i l e   ap p  .P o w er  S c h ed u l i ng   f ea ture  al l o w s   th e  us er  to  c r ea te  an d  s et  th e  on /of f  ti m i ng s  f or eac h d ev i c e.  It c an   be   us ed  t o s i m ul a te  pres en c e  of  pe r s on s  i n h om e a nd  k ee p  the   b urgl ars   a w a y .  O c c up a nc y   de tec ti on   f ea t ure   w h i c h  i s   us ed   s ha r p  IR   S en s or   to  i de nt i f y   th e   v i s i tor  c ou n ts   i n  order   to  l i m i t  the   l oa ds .  B as ed   o n  th e  v i s i tor  c ou nt  we  c an   r e du c e  the   was tag e   of   po w er  an d  the   E l ec tr i c i t y   B i l l .  B l y nk   s ho w n  i n  F i g ure   1(c )   ac ts   as   a  m i dd l e  m an   an d  ha n dl es   the   da ta   tr a ns l at i on   b et ween   the   de v i c e  a nd   the   s m artpho ne   ap p  [ 8].   O nc e  th e  pr oj ec t  ap p l i c at i on   i s   r eg i s tered  th e  s erv er  i s s ue s   a  tok en   w hi c h  m us t   be   i nc l ud ed   i n  the   m ai n  proj ec t  c od e.  It  a l s o  en a bl es   the   d ev i c e  to  c om m un i c ate   be t ween   e ac h  oth er  an d  a l s o  be t w e en   ot he r   web   a pp l i c at i o ns  ov er i n ter ne t [ 3].       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                            IS S N:  25 02 - 4 75 2                    IJE E CS   V ol .  8 ,  N o.  3 ,  Dec em be r   2017  :   7 0 2   –   7 0 4   704       F i g ure   1 ( c ) .   B l y nk - Cl ou d P l atf or m       B ef ore  as s oc i at i ng   t he   g a dg et  t o  a  ge t  to  ac c es s   p oi nt ,  i t  n ee ds   to  j o i n  t he   s y s t em   s af el y .  T he   proc es s   of   c on ne c ti n g  a  ne w   W i - F i   de v i c e  ( s tat i on )   to  a  W i - F i   ne twork   i s   c al l ed   as   Wi - F i   prov i s i on i n g.  T he   prov i s i on i ng   proc es s   i n v o l v es   l oa d i ng   th e  s tat i o n  wi t h  th e  ne t w ork   na m e  r ef err ed   to  as   S S ID  an d  i ts   s ec urit y   c r e de nt i a l s .  T he   us er  ne ed s   to  s e nd   t he   pred ef i ne d  pa s s wor d.  A l t ho u gh   the r e   are  ot he r   m eth od s   s uc h  as   A c c es s   po i nt  m eth od   an d  W P S   m eth od ,  he r e  w e  are  g oi n g  to  us e  S m artConf i g  m eth od   f or  W i - F i   prov i s i o ni ng   o ur  de v i c e  be c au s e  of   i ts   ea s e  of   us e.  S m artConf i g  i s   a  T I  propr i eta r y   pro v i s i on i ng   m eth od   de s i gn e d   f or  he ad l es s   S i m pl eL i nk   de v i c es   s uc h  as   S m art  S wi tc hb o ard  d e v i c e.  It  ut i l i z es   a  p ortab l e   ap p l i c at i on   to   c o m m un i c ate   the   s y s t em   a c c r ed i tat i on s   f r o m   a  c e l l   ph on e,  or  a  t ab l et  to  an   un pro v i s i on e d  W i - F i   ga dg et  [5] .   A f ter  the   s y s t e m   c erti f i c ati on s   are  go t ten   b y   th e  S i m pl eL i nk   ga dg et ,  i t  as s oc i at es   na tura l l y  t o t h e s y s tem . Us er c an  do wn l oa d t h e a n droi d m ob i l e  ap p f r om  G oo gl e  P l a y .       3.  Co n clus ion   IoT   ha s   nu m er ou s   ap pl i c ati o ns   i n  v ario us   terr i tori e s .   It  ha s   be en   m ad e  f or  S m art   S w i tc h bo ard  S y s t em .  T hi s   pa pe r   i nv es ti g ate d  S m art  S w i tc h bo ard  throu gh   s orti n g  ou t  IoT   w i t h   W e b  s erv er  an d  C l ou d  P l at f or m .   O ur  ap proac h  i nc l ud e d  i ntrod uc i ng   l ea r n i ng   i nto   s en s ors   us i ng   E ne r g i a  organ i z e,  em po w e r i ng   i nte r c ha ng es   wi th  s a v v y   t hi ng s   us i n g  Cl ou d  org an i z at i o ns   f or   ba s i c   ac c es s   i n   di f f erent  r an ge s ,  an d  up grad i n g  da t a  ex c ha n ge   v i ab i l i t y .   T he   ap pro ac h  w as   r ea s on a bl y   u ti l i z e d  f or  s ho wi ng   as s oc i a ti o ns   f or  m ea s urin g   ho m e  c on d i t i on s ,  c he c k i ng   e l ec tr i c a l   m a c hi ne s ,  a nd   c on tr ol l i ng   ho m e  r ob oti z at i on .  T he   f ou nd at i on   c an   b e  r ec ei v e d  f or  or  ad j us ted   to   di f f erent a pp l i c a ti o ns .       Ref er en ce s   [1]    Cha ri th   P e re ra   a n d   Ch i   Haro l d   L i u .   ”T h e   Em e r g i n g   In te r n e t  o f  T h i n g s   M a rk e tPl a c e   fro m   a n   I n d u s tri a l   Pe rs p e c ti v e :  A  Su rv e y ” .   IEEE  Tra n s a c t i o n   o n  Em e rg i n g  T o p i c s  o n  Co m p u t i n g .   2 0 1 5 .   [2]    Al a   Al - Fu q a h a   a n d   M o h s e n   G u i z a n i .   “In te rn e t  o f  T h i n g s :  A  Su rv e y   o n   En a b l i n g   T e c h n o l o g i e s ,  Pro to c o l s  a n d  Ap p l i c a ti o n s ” .   IE EE Co m m u n i c a ti o n  Su r v e y s   a n d  T u t o ri a l s .   2 0 1 5 .   [3]    M o a ta z   So l i m a n   a n d   T o b i   Ab i o d u n .  “ Sm a rt  Hom e :  In te g r a te d   In te rn e t  o f  T h i n g s   w i th   W e b   Se rv i c e s   a n d   Clo u d   Co m p u t i n g ” .  IEE E  i n te rn a t i o n a l   Con fe r e n c e   o n   Clo u d   Com p u ti n g   Te c h n o l o g y   a n d   Sc i e n c e .   2 0 1 3 :   3 1 7 - 3 2 0 .   [4]    D M   Han   a n d   J H  L i m .   " Des i g n   a n d   i m p l e m e n t a ti o n   o f  s m a rt  h o m e   e n e rg y   m a n a g e m e n t  s y s te m s   b a s e d  o n  z i g b e e ” .   IEEE  Tr a n s .  o n  Co n s u m e r El e c tr o n i c s .   2 0 1 0 ;   56 :   1 4 1 7 – 1 4 2 5 .   [5]    CL  W u   a n d   L C  Fu .   " De s i g n   a n d   Rea l i z a t i o n   o f  a   Fr a m e w o rk   fo r  Hum a n – Sy s te m   In t e ra c ti o n   i n   Sm a r t  Hom e s ” .   IEEE  Tra n s .  o n  S y s t e m s ,  M a n  a n d  Cy b e rn e t i c s .   2 0 1 2 ;   42 :  1 5 – 31 .   [6]    L   Che n ,  CD   Nu g e n t   a n d   H  W a n g .   " A  K n o w l e d g e - Dri v e n   Ap p ro a c h   t o   A c ti v i ty   Re c o g n i ti o n   i n   Sm a r t  Hom e s ” .   IEEE  Tra n s .  o n  K n o w l e d g e  a n d  Da ta  E n g .  2 0 1 2 :  9 6 1 – 974 .   [7]    Ki ru b a k a ra m o o r th i   R,  Ari v a z h a g a n   D  a n d   Hel e n   D.  Su rv e y   o n   En c ry p ti o n   T e c h n i q u e s   u s e d   to   Se c u r e  Clo u d  St o ra g e  Sy s te m .   In d i a n   J o u rn a l  o f  Sc i e n c e  a n d  T e c h n o l o g y .  2 0 1 5 ;  8 (3 6 ) .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.