I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m p ute E ng in ee ring   ( I J E CE )   Vo l.   7 ,   No .   2 A p r il   201 7 ,   p p .   10 1 2 ~ 10 2 2   I SS N:  2 0 8 8 - 8708 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v7 i 2 . p p 1 0 1 2 - 102 2          1012       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s jo u r n a l.c o m/o n lin e/in d ex . p h p /I JE C E   Desig n of P erva siv e Disco v ery, Ser v ice and Co ntrol   for S m a rt  H o m e Ap plia nces :   An  Integra tion  o Ra spberry   Pi,     UPnP   P ro toco ls a nd  X bee         Sa bria ns y a h Riz qi k a   A kb a r,   M a y s t ia   T ri  H a nd o no ,   Ach m a d B a s u ki   F a c u lt y   o f   Co m p u ter S c ien c e ,   Un iv e rsit y   O f   Bra w ij a y a ,   In d o n e sia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Sep   1 6 ,   2 0 1 6   R ev i s ed   J an   6 ,   2 0 1 7   A cc ep ted   J an   2 0 ,   2 0 1 7       P e rv a siv e   tec h n o lo g y   is  a n   i m p o rtan f e a tu re   in   s m a rt  h o m e   a p p li a n c e s   c o n tro l.   W it h   p e rv a siv e   tec h n o lo g y ,   th e   u se is  a b le   to   d isc o v e a n d   c o n tro l   e v e r y   d e v ice   a n d   e a c h   se rv ice   w i th o u i n it ializa ti o n   c o n f ig u ra ti o n   a n d   se tu p .   S in c e   sin g le - b o a rd   c o m p u ter  o f ten   u se d   in   sm a rt  h o m e   a p p li a n c e s,  c o m b in in g   p e rv a siv e   te c h n o l o g y   a n d   m icro c o m p u ter/sin g le - b o a rd   c o m p u ter   w il b e   i m p o rtan to   b e   a p p li e d   a n d   m a k e   a   p o ss ib il it y   to   c re a te  a   s m a rt  h o m e   s y ste m   b a s e d   o n   th e   re q u irem e n o f   it   u se rs  th a t   w il b e   b e n e f ic ial  f o th e   s m a rt  h o m e   u se rs   a n d   th e   d e v e lo p e rs .   T h is  p a p e p ro p o se d   a   d e sig n   o p e rv a siv e   d isc o v e r y ,   se rv ic e ,   a n d   c o n tro sy ste m   f o s m a rt  h o m e   a p p li a n c e s   b y   in teg ra ti n g   Ra sp b e rr y   P i,   U P n P   p ro t o c o ls ,   a n d   Xb e e   th a a b le   to   c o n tro l   a n   RG L ED  se rv i c e su c h   a sw it c h in g ,   d imm in g ,   c h a n g e   c o lo r   a n d   re a d   a   tem p e r a tu re   se n so a a n   e x a m p le  in   sm a rt  h o m e   a p p li a n c e s T h is  p a p e e n rich e d   t h e   ra sp b e rry   P G P IO   f u n c ti o n   to   b e   a b le  t o   c o n tro l   v ia  T CP /IP   n e tw o rk   w it h   U P n P   p r o t o c o a n d   re c e iv e   in f o rm a ti o n   f ro m   a   tem p e ra tu r e   se n so n o d e   v ia  Xb e e   c o m m u n ica ti o n .   S e rv ice   c o n tro l   ti m e   is  m e a su re d   w it h   UPn P   ro u n d   tri p   ti m e   b y   su b trac ti n g   HTT P   re sp o n se   a rriv a w it h   HTT P   re q u e st  ti m e .   G P IO  p ro c e ss in g   ti m e   m e a su re d   a th e   a p p li c a ti o n   lev e b y   c o u n t in g   a   ti m e th a sta rt s   b e fo re   G P IO  p r o c e ss   a n d   e n d e d   a f ter  G P IO  su c c e ss f u ll y   e x e c u ted .   K ey w o r d :   P er v asiv d is co v er y   Ser v ice  d is co v er y   S m ar h o m e   UP n P     Xb ee   Co p y rig h ©   2 0 1 7   I n stit u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts  re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Sab r ian s y ah   R izq ik Ak b ar   Facu lt y   o f   C o m p u ter   Scien ce ,     Un i v er s it y   O f   B r a w ij a y a ,   I n d o n esia.   E m ail: sab r ia n @ u b . ac . id       1.   I NT RO D UCT I O N   T h S m ar h o m s y s te m   is   o n o f   t h v ar io u s   ap p licatio n s   i n   th I n ter n et  o f   T h in g s   ( I OT )   f ield .   I OT   co n tr ib u te  as  s u p p o r tin g   tec h n o lo g y   i n   th e v er y d a y   li f o f   its   u s er s   a n d   h as  co v er ed   v ar iet y   o f   ar ea s   s u ch   as  tr an s p o r an d   lo g is tics ,   h ea lth ,   s m ar en v ir o n m e n t,  as  w e ll  as  th d o m ai n   o f   p er s o n al  an d   s o cial   [ 1 ] ,   [ 2 ] I n ter n et  So ciet y   d ef i n es  I OT   as  s ce n ar io   w h er n et w o r k   a n d   co m p u t in g   ca p ab ilit ies  w er e   i m p le m e n ted   i n   w id r an g o f   o b j ec ts   s u c h   as  s en s o r s   an d   ev er y d a y   eq u ip m en t h at  is   ab le  to   p r o d u ce ,   ex ch an g a n d   p r o ce s s   d ata  w it h   th m i n i m u m   h u m a n   in ter v e n tio n   [ 3 ] .   I OT   h as  also   b ee n   ap p lied   to   Sm ar Ho m tech n o lo g ie s   to   i m p r o v th q u a lit y   o f   h u m a n   lif b y   i m p la n ti n g   o b j ec ts   ( th in g s )   th at  ar ab le  to   co m m u n icate   w i th   ea c h   o th er   an d   e lab o r atin g   th e   i n f o r m atio n   f r o m   t h e n v ir o n m en t .   On o f   t h e   m a in   is s u e s   i n   a   s m ar t   h o m s y s te m   is   p eo p le  h av d if f er en n ee d s .   W ith   th co m p le x   an d   u n cle ar   r eq u ir em e n t,  t h s m ar h o m d ev elo p m e n t h at   n o f o llo w in g   f u n ct io n al  c lass if icatio n s   b y   it   u s er s   w ill  b v er y   co s tl y   a n d   r ef u s ed   b y   t h u s er s   [ 4 ] .   Sin ce   th e   co m m er cial  s m ar h o m s y s te m   is   u s u all y   e x p en s iv e,   it  i s   p o s s ib le  n o w   to   b u ild   s m ar t   h o m s y s te m   w it h   v ar io u s   k i n d   o f   s in g le - b o ar d   co m p u ter   k n o w n   as  Do - it - Yo u r s el f   ( DI Y)   h o m au to m atio n . W i th   D iY  h o m Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       Desig n   o f P erv a s ive  Dis co ve r y,   S ervice  a n d   C o n tr o l fo r   S ma r t H o me   . . . .   ( S a b r ia n s ya h   R iz q ika   A kb a r )   1013   au to m at io n ,   it   is   p o s s ib le  to   cr ea te  s m ar h o m e   s y s te m   b ased   o n   t h r eq u ir e m en o f   it  u s er s   a n d   w il b e   b en ef icia l f o r   th s m ar h o m u s er s   a n d   th d ev elo p er s   [ 5 ]   S m ar h o m tec h n o lo g ies  ar n o w   leav i n g   in ter ac ti o n s   w it h   co n v e n tio n al  a n d   m a n u all y   c o n f i g u r ed   elec tr o n ic  eq u ip m e n b y   co n n ec tin g   all  t h elec tr o n ic  d ev ic es  in   t h h o m t h r o u g h   t h s m ar o r   in telli g e n t   d ev ices.  S m ar h o m ap p lian c es  an d   it  s er v ices  w i ll  b au to m atica ll y   d is co v er ed   b y   p er v asi v tech n o lo gy  th at  n o w   is   co n s id er ed   as  ess en tial  f ea tu r es  o f   s m ar h o m s y s te m   to   f ac th u s er   f r ien d lin e s s   f ea tu r as   o n o f   th m ai n   ch alle n g es  i n   s m ar h o m ap p lian ce s   [ 6 ] .   Sev er al  t y p e s   o f   r esear ch   h ad   b ee n   co n d u cted   to   ad d   p er v asi v f ea tu r e s   i n   th s m ar h o m s u ch   as  p er v asiv s u r v eilla n ce   s y s te m   [ 7 ] ,   s en s o r   [ 8 ] ,   an d     h ea lt h ca r [ 9 ] .   P er v asiv tec h n o lo g y   w ill   m a k u s er s   n o n e ed   to   b b o th er ed   w it h   t h s m ar h o m ap p lia n ce s   co n f i g u r atio n   a n d   s etu p   o f   t h co n tr o m ec h a n i s m .   T h P er v asiv s y s te m   w ill  h an d le  all  t h e   d ev ice  in ter ac tio n   w it h   e m p h asi s   to   t h t h r ee   m ai n   co m p o n e n t s ,   t h r eg i s tr atio n   o f   th e   s er v ice,   th e   s er v ice  d is co v er y   a n d   in ter ac tio n   [ 1 0 ] .   I n   th T C P /I P   n et w o r k ,   T h er ar e   s ev er al  n u m b er s   o f   p r o to co th at  ab le  to   r ec o g n ize  d ev ice  p er v asiv el y   s u ch   as  J in ( n o w   ca lled   A p ac h R i v er )   [ 1 1 ] ,   UP n P   [ 1 2 ] ,   A llj o y n   [ 1 3 ] ,   etc.   I n   th is   p ap er ,   th e   s y s te m   u s e   UP n P   s i n ce   i h as  au to   I P   an d   u s s tan d ar d   p r o to co s u c h   as   HT T P ,   XM L ,   an d   SO A P   f o r   d ev ice   d is co v er y ,   d ev ice  d escr ip tio n ,   an d   co n tr o l.  UP n P   p r o to co l is w ell   d esi g n ed   f o r   s m all  co m p u ti n g   en v ir o n m e n t s   s u c h   as  s m all  h o m o r   o f f ic n et w o r k s   [ 1 0 ] .   T h er is   als o   p o s s ib ilit y   s m ar h o m s y s t e m   co m m u n icatio n   in ter f ac i s   u s in g   o th er   co m m u n ica tio n   p r o to co ls   o u ts id T C P /I P   n et w o r k ,   s u ch   as  Xb ee   [1 4] ,   B lu eto o th   [ 1 5 ] etc.   Xb ee   is   n o w   co n s id er ed   as  co m m u n icatio n   p r o to co en h an ce m e n f r o m   8 0 2 . 1 5 . 4   p r o to co th at  h as   ess e n tial  f ea tu r e s   s u c h   as  f as t a n d   r eliab le  co m m u n icatio n ,   a u to m at ic  ch a n n e l selec t,  an d   a d d r ess in g   [ 1 6 ] .   T h is   p ap er   f o cu s es   o n   t h d es ig n   o f   p er v a s i v s y s te m   in   t h s m ar h o m b y   i n teg r at in g   p er v asiv e   p r o to co l   in   T C P /I n et w o r k   an d   s en s o r   n et w o r k   to   b ab le  to   r ec o g n ize  b y   t h s m ar h o m u s er   w it h   m i n i m u m   h u m a n   i n ter v e n tio n   an d   p r o v id co n tr o to   th e   s m ar h o m ap p lian ce s .   T h is   p ap er   p r esen ts   p er v asiv s y s te m   d esi g n   f o r   h o m e   ap p lian ce   b y   in teg r ati n g   m icr o co m p u ter   d e v ice  R asp b er r y   P w i th   UP n P   p r o to co to   co n tr o s m ar h o m ap p lian ce   w it h   s m ar la m p   f ea t u r es  a n d   s e n s o r   r ea d in g   a s   an   ex a m p le.   T h e   s m ar la m p   co n tr o p r o v id ed   v ia  T C P /I P   n et w o r k .   T h s e n s o r   d ata  w il s e n d   v ia   Xb ee   co m m u n icatio n   an d   w il b p er v as iv el y   co n n ec ted   to   th e   u s er   t h at  r eq u e s s en s o r   in f o r m atio n .   W i n teg r ate   GUP n P   [ 1 7 ]   ( UP n fr a m e w o r k   b ased   o n   C   P r o g r am m in g )   w it h   R asp b er r y   P GP I ( Gen er al  P u r p o s I n p u Ou tp u t)   [ 1 8 ]   th at  ab le   to   s w i tch   t h la m p ,   c h an g i n g   co lo r   b y   R GB ,   d i m m er   f u n c tio n s   a n d   r ea d   tem p er at u r s en s o r .       2.   RE S E ARCH   M E T H O D   UP n P   is   o n o f   th p o p u lar   p er v asiv e   p r o to co b u ilt  o n   t o p   o f   UDP ,   T C P /I P ,   H T T P ,   an d   XM L .   UP n P   m ad t h co m m u n icatio n   s tan d ar d   b et w ee n   co n tr o ller   ( co n tr o p o in t)   an d   th e   d ev i ce s .   UP n P   P r o to co l   d escr ib ed   f iv e - s tep   o f   co m m u n icatio n   co n s i s o f   d i s co v er y ,   d escr ip tio n ,   co n tr o l ,   an d   ev e n t in g .   T h d is co v er y   an d   d escr ip tio n   p r o ce s s   m ad d ev ices  ad v er ti s ed   th eir   e x is te n ce   to   th co n tr o p o in v ia  n et w o r k   a n d   m ad e   co n tr o p o in ab le  to   r ec o g n iz th e   d ev ice  d escr ip tio n   a n d   s er v ice  i n f o r m atio n .   C o n tr o a n d   ev e n ti n g   p r o ce s s   r eg u late   h o w   t h co n tr o p o in t   s en t   co n tr o d ata  to   t h d ev ic b ased   o n   th e   in f o r m a tio n   i n   d escr ip tio n   p r o ce s s   an d   r ec eiv ed   an   u p d ate d   s t atu s   f o r   ea ch   s er v ice  to   a n y   co n tr o p o in th at  s u b s cr i b ed   to   th s er v ice    p r o v id ed   [ 1 2 ] .   an d   s er v ice  d escr ip tio n   UP n P   Stan d ar d   [ 1 9 ]   in   XM L   f o r m at.   T h f r a m e w o r k   o f   d ev ice   d escr ip tio n   is   w r itte n   in   XM L   f o r m at  a n d   p r esen ted   in   Fi g u r 1 .       1.     2.     3.     4.     5.     6.     7.     8.       9.       10.       11.       12.       13.       14.       15.     16.       . . . . . .    <?xml version="1.0"?>   <root xmlns="...">   ...      <specVe rsion>      <device>        ...        <serviceList>          <service>        <serviceType> …… </serviceType>        <serviceId> …… </serviceId>        <SCPDURL> …… </SCPDURL>        <controlURL> …… </controlURL>        <eventSubURL> …… </eventSubURL>          </service>        </service List>      </device>   </ root >   . . . . . .     Fig u r e   1 Dev ice  Descr ip tio n   T em p late   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I J E C E     Vo l.  7 ,   No .   2 A p r il 2 0 1 7   :   10 1 2     10 2 2   1014   T h d ev ice  &   s er v ice  li s d es cr ip tio n   r ea d   s er v ice  d escr ip tio n   f ile s   th at  s p ec if ica ll y   e x p l ain ed   th e   s er v ice  ac tio n .     T h s er v ice  d e s cr ip tio n   f iles   ar e   w r itte n   i n   X ML   f o r m at   s h o w ed   in   Fi g u r 2 ,   w d esi g n ed   th e   s er v ice  d escr ip tio n   f iles   ( Fo ll o w i n g   UP n P   Sta n d ar d   [ 2 0 ] )   f o r   ea ch   s er v ice  w h ic h   is   s witch i n g ,   d i m m i n g ,   ch an g R GB   co lo r s   an d   r ea d   t h s e n s o r   te m p er atu r e.           1.     2.     3.     4.     5.     6.     7.     8.     9.   10.   11.   12.   13.   14.   15.   16 .   <?xml version="1.0"?>   <scpd xmlns="urn:schemas - upnp - org:service - 1 - 0">      <specVersion>        <major>1</major>        <minor>0</minor>      </specVersion>      ….   </scpd>   <scpd>            <actionList>        <action>          <name>     </name>          <argumentList> </argumentLi st>        </action>         ……      </actionList>   <scpd>     Fig u r e   2 Ser v ice  Descr ip tio n   T em p late        2 . 1 .   Sy s t e m   Desig n   W p r o p o s o u r   s y s te m   d esi g n   p r esen ted   i n   Fig u r 3 .   O u r   S y s te m   f o c u s es   o n   th e   s y s t e m   d ev ice   d ev elo p m en b ased   o n   R asp b er r y   P s i n g le - b o ar d   co m p u ter   s y s te m   t h at  ab le  to   f o u n d   an d   c o n tr o p er v asiv el y   b y   UP n P   C lie n t   o r   k n o w n   a s   t h co n tr o p o in t .   W u s Ge n e r ic  UP n P   C lie n s u c h   a s   U P n P   Sp y   d e v elo p ed   b y   I n tel  to   co n tr o all  o f   o u r   s y s t e m   f ea t u r es  s u c h   as  s w i tch in g   la m p ,   d i m m i n g ,   ch a n g co l o r ,   an d   r ea d   s en s o r   in f o r m atio n   v ia   Xb ee   m o d u l es.  T h R GB   L E p u t   in   G P I p in   4   f o r   th R ed   C o lo r   an d   u s 6 8   Oh m   R esi s to r ,   th b lu co lo r   p u in   GP I p in   5 ,   w h ile  Gr ee n   C o lo r   is   in   GP I 6   alo n g   w i th   5 . 6   Oh m   R esi s to r .   T h e   R GB   led   [ 2 1 ]   h av 1 . 9   f o r w ar d   v o ltag f o r   th r ed   co lo r ,   3 . 3   f o r   th b lu co lo r ,   an d   3 . 2   V   f o r   th g r ee n   co lo r   w it h   2 0   m A   f o r w ar d   cu r r en test   co n d itio n .   T h GP I v o ltag ar 3 . 3 [ 1 8 ]   an d   to   m ak t h R GB   led   liv lo n g er   w n ee d   to   li m it  th cu r r en f lo w   f r o m   GP I to   R GB   led .   T h r esis to r   m e asu r e m en i s   u s i n g   Oh m s   L a w .   Si n ce   7 0   O h m   a n d   5   O h m   r esi s to r   ar n o ab l to   f i n d   i n   t h e   m ar k et,   w e   u s th e   clo s est   v a lu e   w h ic h   is   6 8   Oh m   an d   5 .6   Oh m .             Fig u r e   3 .   S y s te m   De s ig n       Ou r   s y s te m   al s o   eq u ip p ed   w i th   Xb ee   USB   co n n ec ted   to   a   USB   p o r i n   R asp b er r y   P t o   r ea d   th e   te m p er atu r s e n s o r   v al u w ir e less l y   f r o m   s e n s o r   n o d e.   W u s 1 AAA   P A I ( P er s o n al  A r ea   Net w o r k   I D)   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       Desig n   o f P erv a s ive  Dis co ve r y,   S ervice  a n d   C o n tr o l fo r   S ma r t H o me   . . . .   ( S a b r ia n s ya h   R iz q ika   A kb a r )   1015   in   Xb ee   n et w o r k   an d   co m m u n icate   ea ch   o th er   u s i n g   b r o ad ca s m et h o d .   T h Dev ice  s y s t e m   co n n ec ted   w it h   W ir eless   lo ca ar ea   n et w o r k   u s in g   USB   W I - FI  d o n g le  a n d   lo ca ted   in   th s a m n et w o r k   w i th   th co n tr o p o in t.   T h s en s o r   DHT   1 1   w ill b ab le  to   b r ec o g n ized   b y   t h UP n P   co n tr o l p o in t.   T h er ar e   tw o   m ain   p ar ts   o f   th s y s te m   s o f t w ar e.   T h f ir s t p ar t   is   Up n P   m o d u le s   ( UP n P   h an d ler )   th a t   co n tain   an   ad v er tis in g   s er v ic e,   co n tr o an d   e v e n f u n ctio n   f o r   UP n P   p r o to co l,  an d   th e   s ec o n d   p ar i s   t h e   h ar d w ar m o d u le s   ( Har d w ar e   Han d ler )   co n tai n i n g   GP I f u n ctio n   to   m a n a g t h s m ar la m p   &   te m p er at u r e   s en s o r   f ea tu r e s T h d ev ice  d escr ip tio n   is   f illed   w it h   d ev ice  an d   s er v ice  li s t e n titi es  s h o w n   in   T ab le   an d   T ab le  2 .   T h d ev ice  d escr ip tio n   li s ted   th e   d ev ice  t y p e,   f r ien d l y   n a m e,   m a n u f ac tu r er   a n d   m o d el  n a m e.   Fo r   th e   s er v ice  li s t ,   w d ef i n t h er i s   f o u r   m ai n   s er v ice  lis r ep r esen s m ar h o m co n tr o t h at  i s   s w itc h i n g   ( b i n ar y   o u tp u o n   a n d   o f f ) ,   Di m m er   ( an alo g   o u tp u co n tr o l) ,   R GB   ( an alo g   o u tp u co n tr o l)   an d   te m p er atu r s e n s o r   in f o r m atio n   ( a n alo g   i n p u t) .         T ab le   1 .   Dev ice  Descr i p tio n   El e me n   T i p e   D a t a   N a ma   d e v i c e Ty p e   S i n g l e   U R I   u r n : sc h e mas - u p n p - o r g : d e v i c e : B i n a r y L i g h t : 1   f r i e n d l y N a me   S t r i n g   L U P n P   man u f a c t u r e r   S t r i n g   C o mp u t e r   E n g i n e e r i n g   F I L K O M   U B   mo d e l N a me   S t r i n g   M T H   S mart  L a mp   V e r si o n   1 . 0   UDN   S i n g l e   U R I   u u i d : c c 9 3 d 8 e 6 - 6 b 8 b - 4 f 6 0 - 8 7 c a - 2 2 8 c 3 6 b 5 b 0 e 8       T ab le   2 .   Sw itch in g ,   Di m m in g ,   C o lo r   C h an g e,   an d   T e m p er atu r R ea d in g   Ser v ice  L is t   S e r v i c e   N a me   El e me n t   V a l u e   S w i t c h i n g   S e r v i c e   se r v i c e Ty p e   u r n : sc h e mas - u p n p - o r g : se r v i c e : S w i t c h P o w e r : 1   se r v i c e I D   u r n : u p n p - o r g : se r v i c e I d : S w i t c h P o w e r : 1   SC P D U R L   R e so u r c e / S w i t c h P o w e r 1 . x ml   c o n t r o l U R L   R e so u r c e / S w i t c h P o w e r / C o n t r o l   e v e n t S u b U R L   R e so u r c e / S w i t c h P o w e r / Ev e n t   D i mm i n g   S e r v i c e   se r v i c e Ty p e   u r n : sc h e mas - u p n p - o r g : se r v i c e : D i mm i n g : 1   se r v i c e I D   u r n : u p n p - o r g : se r v i c e I d : D i mm i n g : 1   S C P D U R L   R e so u r c e / D i mm i n g 1 . x ml   c o n t r o l U R L   R e so u r c e / D i mm i n g / C o n t r o l   e v e n t S u b U R L   R e so u r c e / D i mm i n g / Ev e n t   C h a n g e   C o l o r   S e r v i c e   se r v i c e Ty p e   u r n : sc h e mas - u p n p - o r g : se r v i c e : C o l o r C h a n g e : 1   se r v i c e I D   u r n : u p n p - o r g : se r v i c e I d : C o l o r C h a n g e : 1   S C P D U R L   R e so u r c e / C o l o r C h a n g e 1 . x ml   c o n t r o l U R L   Re so u r c e / C o l o r C h a n g e / C o n t r o l   e v e n t S u b U R L   R e so u r c e / C o l o r C h a n g e / Ev e n t   S e n so r   S t a t u s Se r v i c e   S e r v i c e   Ty p e     u r n : sc h e mas - u p n p - o r g : se r v i c e : S e n so r L m: 1   S e r v i c e   I D   u r n : u p n p - o r g : se r v i c e I d : S e n so r L m : 1   S C P D U R L   R e so u r c e / S e n so r L m1 . x ml   c o n t r o l U R L   R e so u r c e / S e n so r L m/ C o n t r o l   e v e n t S u b U R L   R e so u r c e / S e n so r L m/ Ev e n t       2 . 2 .   Sw it ching ,   Di mm ing ,   a nd   C ha ng Co lo Serv ice  Str uct ure   S w itc h in g   s er v ice   li s i s   cr ea t ed   f o r   s w i tch i n g   p u r p o s e.   w e   p r o v id B o o lean   d ata  t y p e   s in ce   i h as   o n l y   t w o   ac tio n   w h ich   is   s w i tch   o n   a n d   s w itc h   o f f ,   d etail s   f o r   th is   s er v ices  p r ese n ted   in   T ab le .   s etT ar g et   ac tio n   li s u s ed   w h e n   t h er is   an   ac tio n   f r o m   co n tr o p o in t o   ch an g t h s w itc h   s tat u s   o f f   to   o n   o r   v ice  v er s a.   GetStat u s   ac tio n   lis h a n d led   w h en   th er is   r eq u e s f r o m   co n tr o p o in to   as k   t h c u r r en s w itc h   s tat u s .   S w itc h in g   s er v ices  h ad   s tat u s   an d   tar g et  v ar iab les  w ic h   d ef au lt  s et  to   0   ( tu r n   o f f )   to   h a n d le  th d ata  s h o w n   in   T ab le  4 .   Nex Ser v ice   cr ea ted   is   d i m m in g   f u n ctio n s .   T h is   ac t i o n   lis d ef i n ed   L o ad L e v elT ar g et  a n d   L o ad L e v elSta tu s   ac tio n   li s t.  T h is   A ctio n   L is w il b ab le  to   h a n d le  t h   P u ls e   W id th   Mo d u lato r   i n p u w h ic h   h as   0     2 5 5   v alu an d   g i v e s   s tatu s   to   co n tr o p o in t.    T o   co n tr o d im m in g   f u n ctio n   i n   R GB   L ed ,   w u s e   P u ls W id th   Mo d u latio n   t ec h n iq u an d   cr ea te  it  as  f u n ct i o n     in   R asp b er r y   P w it h   8 - b i v alu ( 0 - 2 5 5 )   an d   co n v er t it  to   d u t y   c y cle  0 - 1 0 0 %.  T h eq u atio n   is   s h o w n   i n   E q u atio n     E q u a tio n   1   P u ls W id th   Mo d u la tio n   E q u a tio n          (                           )   (                                ) (                                  )                                                                                          Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I J E C E     Vo l.  7 ,   No .   2 A p r il 2 0 1 7   :   10 1 2     10 2 2   1 016                                                                              (                                )                                                                             (                 )                                                                           (                 )                                                                                       (                )                                                                                       (                  )     Deta ils   d i m m i n g   s er v ice  lis an d   th d ata  t y p p r esen ted   in   T ab le   an d   T ab le   6   Set L o ad L ev elT ar g et   ac tio n   u s ed   w h e n   t h er i s   c o n tr o p o in w a n to   ch a n g t h la m p   d i m m er .   Get L o ad L e v elStatu s   ac t io n   u s ed   w h e n   co n tr o l p o in t r eq u est s   t h cu r r en t stat u s   f o r   la m p   d i m m er .     C h a n g C o lo r   Ser v ices  lis a n d   d ata  ty p as  s tated   in   T ab le   7   an d   T ab l e   8 ,   co n s is o f   t w o   ac tio n   lis t   w h ic h   is   s etC o lo r C h an g eT ar g et  an d   GetCo lo r C h an g S tatu s .   SetC o lo r C h a n g eT ar g et  u s ed   w h e n   co n tr o p o in t   s en d s   v alu to   c h an g t h l a m p   co lo r .   C o n tr o p o in n ee d s   to   g iv t h r ee   v al u to   ch a n g t h la m p   co lo r   w h ic h   is   r ed   v al u e,   g r ee n   v a lu e,   an d   t h b l u v alu e.   SetC o lo r C h an g eT ar g et  w ill   b r in g   th th r ee   co lo r   v al u e   to   th d ev ice  a n d   GetCo lo r C h an g e Stat u s   w i ll  i n f o r m   co n tr o p o in in f o r m at io n   ab o u t h cu r r en co lo r   la m p .   R ed ,   g r ee n   an d   b lu v al u h av 1   B y te  d ata  ty p w h ich   i s   0 - 2 5 5 .   Fo r   ex a m p le ,   w w an to   ch an g t h L a m p   co lo r   to   w h ite,   t h co n tr o p o i n m u s b s e n 2 5 5   v al u f o r   r ed ,   2 5 5   v alu f o r   g r ee n ,   a n d   2 5 5   v alu f o r   b lu e.     Sin ce   th e   v alu e   is   1   B y t e,   w e   d ec lar t h d atat y p e   f o r   C o lo r R ed T ar g et,   C o lo r Gr ee n T ar g et,   an d   Co lo r B lu eT ar g et  w it h   u i1   t h at   h as   1   B y te  d ata  f r o m   0   to   2 5 5 .       T ab le   3 .   Sw itch in g   Ser v ice  L i s t   A c t i o n L i st   A r g u me n t L i st   N a me   R e l a t e d   S t a t e V a r i a b l e   D i r e c t i o n   S e t T a r g e t   n e w T a r g e t V a l u e   T a r g e t   in   G e t S t a t u s   R e su l t S t a t u s   S t a t u s   o u t       T ab le   4 .   Sw itch in g   Data   T y pe   se r v i c e S t a t e T a b l e   D a t a   T y p e   D e f a u l t   v a l u e   e v e n t   T a r g e t   b o o l e a n   0   No   S t a t u s   b o o l e a n   0   Y e s       T ab le   5 .   Dim m i n g   Ser v ice  L is t   a c t i o n L i st   a r g u me n t L i st   N a ma   r e l a t e d S t a t e V a r i a b l e   d i r e c t i o n   S e t L o a d L e v e l T a r g e t   n e w L o a d l e v e l T a r g e t   L o a d L e v e l T a r g e t   in   G e t L o a d L e v e l S t a t u s   r e t L o a d l e v e l S t a t u s   L o a d L e v e l S t a t u s   o u t       T ab le   6 .   Dim m i n g   Da ta  T y p e   se r v i c e S t a t e T a b l e   T i p e   d a t a   D e f a u l t   v a l u e   A l l o w e d   v a l u e   e v e n t   M i n i m u m   max i mu m   L o a d L e v e l T a r g e t   u i 1   0   0   2 5 5   No   L o a d L e v e l S t a t u s   u i 1   0   0   2 5 5   Y e s       T ab le   7 .   C h an g C o lo r   Ser v ic L is t   a c t i o n L i st   a r g u me n t L i st   N a ma   r e l a t e d S t a t e V a r i a b l e   d i r e c t i o n   S e t C o l o r C h a n g e T a r g e t   n e w R e d T a r g e t   C o l o r R e d T a r g e t   in   n e w G r e e n T a r g e t   C o l o r G r e e n T a r g e t   in   n e w B l u e T a r g e t   C o l o r B l u e T a r g e t   in   G e t C o l o r C h a n g e S t a t u s   R e d S t a t u s   C o l o r R e d S t a t u s   o u t   G r e e n S t a t u s   C o l o r G r e e n S t a t u s   o u t   B l u e S t a t u s   C o l o r B l u e S t a t u s   o u t                 Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       Desig n   o f P erv a s ive  Dis co ve r y,   S ervice  a n d   C o n tr o l fo r   S ma r t H o me   . . . .   ( S a b r ia n s ya h   R iz q ika   A kb a r )   1017   T ab le   8 .   C h an g C o lo r   Data   T y p e   se r v i c e S t a t e T a b l e   T i p e   d a t a   D e f a u l t   v a l u e   A l l o w e d   v a l u e   e v e n t   M i n i m u m   max i mu m   C o l o r R e d T a r g e t   u i 1   0   0   2 5 5   No   C o l o r G r e e n T a r g e t   u i 1   0   0   2 5 5   No   C o l o r B l u e T a r g e t   u i 1   0   0   2 5 5   No   C o l o r R e d S t a t u s   u i 1   0   0   2 5 5   Y e s   C o l o r G r e e n S t a t u s   u i 1   0   0   2 5 5   Y e s   C o l o r B l u e S t a t u s   u i 1   0   0   2 5 5   Y e s       2 . 3 .   T e m pera t ure  Se ns o Serv ice   Str uct ure   W d esig n ed   s en s o r   ac tio n   li s o n l y   h a v o n GetT em p S tatu s   ac tio n   lis s in ce   s e n s o r   o n l y   ab le  to   b r in g   it s   in f o r m a tio n   to   t h c o n tr o p o in t.  W u s DHT   1 1   [ 2 2 ]   T em p er atu r s e n s o r   f o r   th p r o to t y p   an d     DHT   1 1   s en s o r   h av m ea s u r e m en r an g b et w ee n   0     5 0   d e g r ee   C elsi u s   .   GetT em p Stat u s   w il in f o r m   co n tr o l   p o in w h e n   t h c o n tr o p o in r eq u est s   th c u r r en te m p er atu r m ea s u r e m en t.    Sen s o r   s er v ic lis ts   a n d   t h d ata   t y p p r esen ted   in   T ab le  9   an d   T ab le  1 0 .       T ab le   9 .   Sen s o r   Ser v ice  L i s t   a c t i o n L i st   a r g u me n t L i st   N a me   r e l a t e d S t a t e V a r i a b l e   D i r e c t i o n   G e t Te mp S t a t u s   R e su l t S t a t u s   S t a t u s   O u t       T ab le   10 .   Sen s o r   Data   T y p e   se r v i c e S t a t e T a b l e   T i p e   d a t a   D e f a u l t   v a l u e   A l l o w e d   v a l u e   e v e n t   M i n i m u m   max i mu m   S t a t u sT e mp   u i 1   0   0   50   No       T h Sen s o r   w ill  co m m u n icate   w it h   d ev ice  u s i n g   Xb ee   co m m u n icatio n   p r o to co b ased   o n   Z i g b ee .   W h en   s en s o r   f in i s h ed   d ata  ac q u is i tio n ,   t h s e n s o r   w ill   s e n d   t h d ata  to   th e   d ev ice  a n d   t h d ev ice  w i ll  k ee p   t h e   d ata  in s id f ile.   W h e n   C o n tr o p o in as k s   to   t h e   cu r r en te m p er at u r s en s o r ,   th e   d ev ice   w il r ea d   t h c u r r en t   d ata  f r o m   th f ile  a n d   in f o r m   c u r r en t te m p e r at u r s e n s o r   to   co n tr o l p o in t.      2 . 4 .   Sy s t e m   I m p le m e nta t io n   W u s GUP n P   f r a m e w o r k   [ 1 7 ]   f o r   im p le m e n ti n g   UP n P   p r o to co l   to   R asp b er r y   P Dev ice s   an d   s i n ce   GUP n P   is   an   e v en tr i g g er ed   f r a m e w o r k ,   w cr ea te  m o d el  b ased   o n   State  C h ar d iag r a m   s h o w n   in   T ab le  4 I n s id th lo o p ,   w d ec lar th e r is   5   s tate  w h ic h   ar I d le  State,   Di m m i n g   C o n tr o l State,   S w itc h   C o n tr o l State ,   C o lo r   R GB   C o n tr o an d   Sen s o r   Statu s .   I d le  State  cr ea ted   t o   m a k s y s te m   w aiti n g   f o r   an   ev en to   b ca lled   b y   C o n tr o P o i n t.    I d le  State  will  m o v to   S w itc h   C o n tr o State  i f   th er i s   ev e n o n _ s e t_ tar g et  an d   ca ll  GUP n P _ s er v ice_ ac tio n _ g et( ta r g et)   to   g e t t h v al u b ased   o n   w h at   co n tr o l p o in t   n ee d ed .   S w itc h co n tr o l( tar g et)   is   an   ac tio n   to   p ass   th tar g et  v alu to   h ar d w ar h an d l er   p ar f illed   w i th   an   ap p licatio n   to   ac tiv ate  th GP I in   R asp b er r y   P i.  A f ter   O n _ s et_ ta r g et  e v en t   f in i s h ed ,   Gu p n p _ s er v ice_ n o ti f y   w ill   b ca lled   a n d   th R asp b er r y   P w il s e n d   n o tific atio n   to   t h co n tr o p o in d ec lar ed   th at  th e   S w itch   h as  b ee n   t u r n ed   o n .   W h ile  co n tr o p o in t   r ec eiv ed   th n o ti f icatio n ,   th s w itc h   co n tr o s tate  tu r n ed   b ac k   to   id le  s tate.   T h Sy s te m   w il tu r n   f r o m   id le   s tate  to   d i m m i n g   co n tr o s tate ,   if   t h er is   a n   e v en o n _ s et_ lo ad _ lev el_ tar g et( )     f u n ct io n   w a s   ca lled .   T h is   ev e n t   o cc u r r ed   if   t h er is   a n   ac t io n   r eq u es f r o m   t h co n tr o p o in th at   w a n t s   to   c h a n g e   th la m p   d i m m er ,     g u p n p _ s er v ice_ ac tio n _ g et   ( n e w L o ad lev elT ar g et)   w ill  e x ec u te  to   g et  t h v alu e   o f   d i m m er   v al u an d   e x ec u te   d i m m in g C o n tr o l   ( lo ad lev el)   t o   g iv e     co n tr o co m m an d   t o   ch an g e   t h GP I v a lu in   R asp b er r y   P i.    T h e   d i m m er   v al u w ill  b f il led   in   all  R ed ,   Gr ee n ,   B lu p ar a m ete r s   an d   s en t i t to   GP I as sh o wn   in   T ab le  5   C o lo r   R GB   C o n tr o s tate  is   t r ig g er ed   if   t h er is   s y s te m   ev en ca lled   o n _ s et_ co lo r _ tar g et.   T h is   ev en t   w ill   g et  R ed ,   Gr ee n ,   a n d   B lu v a lu e   an d   p as s   i to   co lo r co n tr o l( )   f u n ctio n .   T h co l o r co n tr o l( )   f u n c tio n   is   h ar d w ar h a n d ler   f u n ctio n   to   p r o ce ed   R ed ,   Gr ee n ,   an d   B lu v al u to   GP I O.   T h C o lo r   R GB   co n tr o s tate   w il b ch a n g ed   b ac k   to   id le   s tate  a f ter   UP n P   h a n d ler   ap p licatio n   s e n g u p n p _ s er v ice _ n o tify ( )   to   co n t r o p o in t.  Se n s o r   r ea d in g   s tate  t r ig g er ed   w h e n   co n tr o p o in r eq u e s t s   s e n s o r   in f o r m a tio n .   C o n tr o p o in t   r eq u est  w ill  r ec o g n ize  f r o m   o n _ g et_ te m p _ s tat u s ( )   f u n c tio n   an d   th h ar d w ar h a n d ler   w ill   r ea d   tex f il an d   g et  t h n e w e s li n i n   th f ile   w h ic h   is   f illed   w it h   te m p er atu r d ata  f r o m   t h s e n s o r   n o d e.   S en s o r   r ea d in g   s tate  w i ll  b ac k   to   id le  s ta te  w h e n   g u p n p _ s er v ice_ ac tio n _ r etu r n ( ac tio n )   f u n ctio n   i s   s en t   th e   s e n s o r   v al u to   co n tr o l p o in t.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I J E C E     Vo l.  7 ,   No .   2 A p r il 2 0 1 7   :   10 1 2     10 2 2   1018   Fig u r 5   p r esen t   th e   h ar d w a r h an d ler   f lo w ch ar t   co n tai n   s w itc h   GP I co n tr o l,  Di m m er   GP I co n tr o l,  C h a n g C o lo r   GP I co n tr o l,  an d   s en s o r   r ea d in g .   I t   d escr ib ed   R asp b er r y   P f u n ctio n   af ter   r ec eiv i n g   s er v ice  r eq u e s f r o m   t h co n tr o p o in an d   t h e n   e x ec u ted   th e   GP I O.   T h s w itch i n g   GP I f lo w c h ar d escr ib ed   p r o ce s s   af ter   th e   R asp b er r y   P r ec eiv ed   UP n P   m es s ag e   co n tai n   c h an g t h s w itc h i n g   s ta tu s .   I f   th B o o lean   s w itch i n g   s ta tu s   is   c h an g ed   to   1   th GP I w ill  tu r n   o n   th la m p   an d   i f   t h s w i tch i n g   s tat u s   i s   ch a n g to   0   GP I w ill   t u r n   o f f   th e   la m p .   T h d i m m er   f lo w ch ar t d e s cr ib ed   th p r o ce s s   a f ter   t h R asp b er r y   P i r ec ei v ed   ch a n g e   d i m m i n g   v alu e   ( 0 - 2 5 5 )   f r o m   t h UP n P   m ess a g e.   T h d i m m er   v al u w i ll  s etu p   t h P W d u t y   c y cle  an d   w r ite  t h P W v alu to   GP I an d   s etu p   th b r ig h t n e s s   lev el  i n   th la m p .   T h ch an g co lo r   f lo w c h ar d escr ib ed   p r o ce s s   af ter   th R asp b er r y   P r ec eiv ed   ch an g v al u in   R GB   f r o m   t h U P n P   m es s ag ( 0 - 2 5 5   R GB   v al u e)   a n d   w r ite  to   th GP I p r o ce s s .   Sen s o r   r ea d in g   f lo w c h ar d escr ib ed   t h a th e   R a s p b er r y   P i   r ec eiv ed   s e n s o r   v al u p er io d icall y   a n d   w r ite  it  to   t h Se n s o r . tx t   f ile,   i f   co n tr o p o in r eq u ests   th e   s e n s o r   v alu e,   t h R a s p b er r y   P w ill  r ea d   th n e w es lin to   t h tx t   f iles .   Fo r   all  s er v ices,  R a s p b er r y   P w ill  s e n d   n o tific atio n   f ee d b ac k   to   th UP n P   co n tr o p o i n to   m a k th u s er   k n o w   th at  t h ch a n g e   o r   r eq u est  f o r   ea ch   s er v ice  h a s   s u cc es s f u ll y   p r o ce ed ed .             Fig u r e   4 .   StateC h ar t D iag r a m   C o n tr o l ser v ice s   Fo r   UP n P   Han d ler   A p p licatio n       T h is   p ap er   co n d u cted   s ev er a v alid atio n   s ce n ar io s ,   w h ich   is   f u n ctio n al  tes ti n g   to   te s t   w h et h er   R asp b er r y   P i is ab le  to   f in d   a n d   co n tr o l p er v asiv el y   b y   co n tr o l p o in t d ev ice .   Af ter   t h R a s p b er r y   P i tu r n ed   o n ,   th r asp b er r y   w i ll  b r o ad ca s its   p r esen ce   to   th n et w o r k .   W h en   t h b r o ad ca s m ess a g e   ar r ec eiv ed   b y   t h e   co n tr o p o in t,  th c o n tr o p o in w ill  r ec o g n ize  t h d ev ice  an d   s er v ice  d escr ip tio n   w h ic h   h a v t h s w i tch ,   d i m m in g ,   co lo r   R GB ,   an d   s e n s o r   r ea d in g   s er v ices.  No n - f u n ctio n al  te s t c o n d u cted   to   k n o w   th e   p er f o r m a n ce   i n   r o u n d - tr ip   ti m a n d   GP I p r o ce s s i n g   in   t h R asp b er r y   P i.  Fo r   r es p o n s ti m te s t ,   w m ea s u r ti m co n s u m ed   w h e n   R asp b er r y   P i   is   p r o ce s s in g   co n tr o v ia  UP n P   p r o t o co ls   an d   f o r w ar d   to   GPI O.   W e   u s g e n er al  co n tr o l   p o in t U P n P   Sp y   cr ea ted   b y   I n t el  to   f i n d   an d   co n tr o l th R asp b er r y   P i G P I O ,   an d   m ea s u r t h s er v ice  r esp o n s e   ti m u s i n g   W ir esh ar k   p ac k et  s n i f f er .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       Desig n   o f P erv a s ive  Dis co ve r y,   S ervice  a n d   C o n tr o l fo r   S ma r t H o me   . . . .   ( S a b r ia n s ya h   R iz q ika   A kb a r )   1019         Fig u r e   5 .   Har d w ar Han d ler   Ap p licatio n       3.   RE SU L T A ND  AN AL Y SI S   T h s m ar h o m f u n ctio n s   ar class i f ied   i n to   en ter tai n m en t,  h o m s ec u r it y ,   a n d   h o m a u to m atio n .   I n   h o m au to m atio n   f u n c tio n ,   s m ar h o m u s er   is   h a v i n g   a ttit u d   n eg ati v el y   r elate d   to   co s an d   w a n to   h av s i m p le  s y s te m   t h at  ab le  to   c o n tr o th ap p lian ce s   [ 4 ] .   T h attitu d n eg a tiv e l y   r elate d   to   co s is   ca u s ed   b y   co m m er cial  s m ar h o m s y s te m   th a u s u all y   e x p en s i v e,   an d   s in ce   o u r   s y s te m   i s   b u ilt  o n   t o p   o f   s in g le - b o ar d   co m p u ter   th at  h as   DiY  f ea t u r es,  it  is   p o s s ib le  to   cr ea te  s m ar h o m s y s te m   b ased   o n   t h u s er   r eq u ir e m e n s o   u s er   an d   d e v elo p er   ar e   ab le  to   ad j u s t t h co s t   o f   t h s y s te m   b ased   o n   w h at  u s er   r ea ll y   n ee d .   T h is   p ap er   also   ab le  to   en r ich   t h f ea tu r es  o f   th s m ar h o m i n   a u to m at io n   f u n ctio n s   w ic h   m ak e s   t h s m ar h o m co n tr o l   s i m p ler   s i n ce   th ap p lian ce s   w il b ab le  to   r ec o g n ize  p er v asiv el y   b y   th u s er   co n tr o d ev ice,   s o   th u s er   w ill   b ab le  t o   f o cu s   on   th co n tr o r a th er   th an   co n f ig u r i n g   IP   ad d r ess   f o r   ea ch   o f   th ap p l ian ce   d ev ices.  T h d ev ice  is   ab le  to   r ec o g n ize  p er v asi v el y   b y   t h UP n P   Sp y   ap p licatio n   s h o w n   i n   Fi g u r 6 .           Fig u r 1 UP n P   Sp y   Ge n er ic  C o n tr o l P o in t   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I J E C E     Vo l.  7 ,   No .   2 A p r il 2 0 1 7   :   10 1 2     10 2 2   1020   3 . 1 .   Ro un d - T ri p T i m P er f o r m a nc e   Ser v ice  r esp o n s ti m is   m ea s u r ed   b y   m ar k in g   R o u n d   T r ip   T im P ac k et  f r o m   HT T P   r eq u est  s e n b y   UP n P   Sp y   co n tr o p o in ap p licatio n   an d   HT T P   r esp o n s f r o m   t h R asp b er r y   P i.  R o u n d   T r ip   T im i s   m ea s u r ed   b y   s u b tr ac ti n g   ti m e   in   HT T r esp o n s w it h   HT T P   r eq u est.  A n   E x a m p le  o f   s er v ice  co n tr o p ac k et   an d   R o u n d   T r ip   T im p r esen ted   in   T a b le  1 .   P ac k et  n u m b e r   1 5 5 4   i d en tif ied   as  HT T R eq u est  p ac k et  w it h   P OST   m et h o d   s en b y   UP n P   Sp y   co n tr o p o in to   r e m o tel y   s w itc h   t h GP I in   R a s p b er r y   P i.  P ac k et  n u m b er   1 5 6 0   id en tif ied   as  HT T P   R e s p o n s w it h   2 0 0   OK  R esp o n s C o d f r o m   R a s p b er r y   P i.  T im d if f er e n ce   b et w ee n   p ac k et  is   ca lc u lated   a s   R o u n d   T r ip   T im in   ( m s )   as   s tated   in   T ab le  1 .   R o u n d - tr ip   ti m e   m ea s u r e m e n t   is   co n d u cted   i n   ev er y   s er v ice  i n   th s y s te m   w h ich   i s   s w itc h i n g ,   d i m m i n g ,   R GB ,   an d   s en s o r   r ea d in g   s er v ices.        T ab le  1 .   Ser v ice  C o n tr o l P ac k et   P a c k e t   N u mb e r   T i me   S o u r c e   I P   D e st i n a t i o n   I P   P r o t o c o l   L e n g t h   I n f o   R o u n d   T r i p   T i me     ( ms)   1 5 5 4   2 7 3 . 1 0 0 4 0 3   1 9 2 . 1 6 8 . 1 3 7 . 1 2 3   1 9 2 . 1 6 8 . 1 3 7 . 8 7   H TT P / X M L   6 0 7   P O S T   / R e so u r c e / S w i t c h P o w e r / C o n t r o l   H TT P / 1 . 1         0 . 0 6 0 7 1   1 5 6 0   2 7 3 . 1 6 1 1 1 3   1 9 2 . 1 6 8 . 1 3 7 . 8 7   1 9 2 . 1 6 8 . 1 3 7 . 1 2 3   H TT P / X M L   3 2 5   H TT P / 1 . 1   2 0 0   OK         Fig u r 2   p r esen ea ch   s er v ice   r o u n d   tr ip   tim e.   T h av er ag s er v ice  r o u n d   tr ip   ti m f o r   s w i tch i n g   s er v ices   is   0 . 1 2 0 8 0 5 6   m s ,   d i m m er   s er v ice  i s   0 . 0 7 2 8 2 1   m s ,   c h a n g e   co lo r   s er v ice   is   0 . 1 0 2 6 7 1   m s ,   an d   0 . 6 2 0 7 1 6   m s   f o r   s e n s o r   s er v ic es.             Fig u r 2 .   Ser v ice  R e s p o n s T im e       3 . 2 .   G ener a l P urpo s I np ut  O utput   P ro ce s s ing   T i m e   T h GP I p r o ce s s in g   ti m m ea s u r ed   i n   a n   ap p licatio n   b ased   o n   c lo ck   t i m er   f u n ctio n   s h o w n   i n   Fig u r 3 .   W h e n   co n tr o p o in t   ca ll  a   d i m m er   f u n ctio n ,   f u n c tio n   o n _ s et_ lo ad _ lev el_ tar g et ( )   is   ca lled   a n d   t h e   clo ck   s tar to   co u n t.  Di m m in g co n tr o l( )   f u n ct io n   w il ex ec u te  th GP I p r o ce s s in g   at  r as p b er r y   P an d   r ig h t   af ter   th UP n P   h a n d ler     s en s er v ice_ ac tio n _ r etu r n ( )   is   ca lled   th ti m er   w ill  s to p   an d   p r in th ti m s p en b y   th s er v ices.  GP I p r o ce s s in g   ti m m ea s u r all  la m p   s er v ice s   in   s w itc h in g ,   d i m m i n g   an d   R GB   s er v ices.                        Fig u r 3 .   GP I P r o ce s s in g   M ea s u r e m en t M e th o   G_MODULE _EXPORT   void on_set_load_level_target(GUPnPService *service,  GUPnPServiceAction *action, gpointer user_data){   double timeSpent;   begin = clock(); //Time begin    gupnp_service_action_get(action, "newLoadlevelTarget",  G_TYPE_UINT, &loadLevel, NULL);     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       Desig n   o f P erv a s ive  Dis co ve r y,   S ervice  a n d   C o n tr o l fo r   S ma r t H o me   . . . .   ( S a b r ia n s ya h   R iz q ika   A kb a r )   1021   GP I p r o ce s s in g   ti m r es u l p r esen ted   i n   F ig u r 9   s h o w ed   t h at  s w itc h in g   s er v ice s   av er a g e   p r o ce s s in g   ti m is   0 . 0 0 0 9 0 8 7 8   m s ,   d i m m i n g   s er v ice  0 . 0 0 1 2 2 5 0 8   ms a n d   R GB   s w itc h i n g   s er v ic e   0 . 0 0 1 5 4 8 2 6 .           Fig u r 4 .   GP I Ser v ice  P r o ce s s i n g   T i m e       4.   C O NCLU SI O N   T h is   p ap er   p r esen ted   s m a r h o m s y s te m   d e s ig n   w it h   s in g le - b o ar d   co m p u ter   s y s te m   t h at   en r ich i n g   a u to m a tio n   f ea t u r e s   b y   ad d in g   p er v a s iv e   d ev ic an d   s er v ice   d is co v er y   p r o to co l.  Ou r   s y s te m   co m b i n ed   UP n P   p r o to c o l,  R asp b er r y   P an d   Xb ee   to   cr ea te   a   p er v asiv s y s te m   d e v ice  in   s m ar h o m e   ap p lian ce   w it h   R GB   L E co n tr o an d   s en s o r   r ea d in g   as  a n   ap p licatio n s   ex a m p le .   T h s y s te m   u s e s   UP n P   p r o to co to   m ak e   d ev ice  p er v asi v el y   r ec o g n ized   b y   t h e   c o n tr o p o in t,  an d   ab le  to   co n tr o th R GB   L E f ea t u r es  s u c h   a s   s w itc h i n g ,   d i m m in g ,   a n d   c h a n g e   co lo r   v ia   GP I co n tr o in   R a s p b er r y   P i.  C o n tr o p o i n al s o   ab le  to   f i n d   a n d   r ea d   th e   te m p er atu r s e n s o r   d ata  v ia  Xb ee   c o m m u n icatio n   co n n ec ted   to   a   s en s o r   s y s te m   w i th   DHT   1 1   as  te m p er atu r s en s o r .   UP n P   P r o ce s s in g   ti m is   m ea s u r ed   w ith   UP n P   r o u n d   tr ip   ti m b y   s u b tr ac ti n g   HT T P   r esp o n s ar r iv al  w it h   HT T P   r e q u est  ti m e.   GP I p r o ce s s i n g   ti m e   m ea s u r ed   at  t h e   ap p licatio n   lev el  b y   co u n ti n g   ti m er   t h at  s tar t s   b ef o r G P I p r o ce s s   an d   en d ed   af ter   GP I s u cc ess f u ll y   ex ec u ted .   T h e   R es u lt  s h o w ed   th at  in   w ir ele s s   n et w o r k ,   t h av er a g s er v ice  r o u n d   tr ip   ti m f o r   s w itch in g   s er v ices   is   0 . 1 2 0 8 0 5 6   m s ,   d i m m er   s er v ice  is   0 . 0 7 2 8 2 1 m s ,   ch an g e   co lo r   s er v ice   i s   0 . 1 0 2 6 7 1   m s ,   a n d   0 . 6 2 0 7 1 6   m s   f o r   s en s o r   s er v ice s .   GP I p r o ce s s in g   ti m f o r   s w itc h in g   s er v ice s   i s   0 . 0 0 0 9 0 8 7 8   m s ,   d i m m i n g   s er v ice   0 . 0 0 1 2 2 5 0 8 ,   R GB   s w itch i n g   s er v ice  0 . 0 0 1 5 4 8 2 6   ms ,   a n d   s e n s o r   r ea d in g   i s   0 . 0 0 0 9 9 7 3 8   ms .       RE F E R E NC E S   [1 ]   L .   A t z o ri,   e a l . T h e   In tern e o f   T h in g s: A   su rv e y ,   Co mp u ter   Ne two rk s,  v o l /i ss u e :   IV ( 54 ) ,   p p .   2 7 8 7 - 2 8 0 5 ,   2 0 1 0 .   [2 ]   C.   R y u   a n d   C.   W .   Hu r,   A   M o n i to ri n g   S y ste m   f o In teg r a t e d   M a n a g e m e n o f   Io T - b a s e d   Ho m e   Ne t w o rk ,   In ter n a t io n a J o u rn a o E lec trica a n d   C o mp u ter   En g in e e rin g   ( IJ ECE ),   2 0 1 6 .   [3 ]   K.  Ro se ,   e a l. T h e   In tern e o f   T h in g s:  A n   Ov e rv ie Un d e rsta n d in g   th e   Iss u e a n d   Ch a ll e n g e o f   a   M o re   Co n n e c ted   W o rl d ,   T h e   In ter n e S o c iety   ( IS OC) ,   2 0 1 5 .   [4 ]   T .   L u o r,   H. - P .   L u ,   H.  Yu   e   Y.  L u ,   Ex p lo rin g   th e   c rit ica q u a li ty   a t tri b u tes   a n d   m o d e ls  o f   s m a rt  h o m e s,”  M a tu rita s,   v o l.   8 2 ,   p p .   3 7 7 - 3 8 6 ,   2 0 1 5 .   [5 ]   V .   Vu jo v ic  a n d   M .   M a k sim o v ic ,   Ra sp b e rry   P a a   S e n so W e b   n o d e   f o h o m e   a u to m a ti o n ,   Co mp u ter a n d   El e c trica En g in e e rin g ,   v o l .   4 4 ,   p p .   1 5 3 - 1 7 1 ,   2 0 1 5 .   [6 ]   T .   A d io n o ,   e a l. Ra p id   P r o to ty p in g   M e th o d o lo g y   o f   L ig h tw e i g h El e c tro n ic  Dri v e rs   f o S m a rt  Ho m e   A p p li a n c e s,   In ter n a ti o n a J o u rn a o El e c trica a n d   C o mp u ter   En g in e e rin g   ( IJ ECE ),   2 0 1 6 .   [7 ]   A .   L o n g h e u ,   e a l. A n   In telli g e n a n d   P e rv a siv e   S u rv e il lan c e   S y st e m   f o Ho m e   S e c u rit y ,   In ter n a ti o n a J o u r n a o f   Co mp u ter s C o mm u n ic a ti o n s &   C o n tro l,   p p .   3 1 2 - 3 2 4 ,   2 0 1 2 .   [8 ]   G .   S trato g ian n is,   e a l. ,   Us e r   a n d   h o m e   a p p li a n c e p e rv a si v e   in tera c ti o n   in   a   se n so d riv e n   sm a rt  h o m e   e n v iro n m e n t:   T h e   S a n d S   a p p ro a c h ,   e m   S e ma n ti c   a n d   S o c i a M e d ia   Ad a p ta ti o n   a n d   Per so n a li z a ti o n   ( S M AP ) T re n to ,   2 0 1 5 .   [9 ]   H.  M e d jah e d ,   e a l. ,   A   p e rv a si v e   m u lt i - se n so d a ta  f u sio n   f o s m a rt  h o m e   h e a lt h c a re   m o n it o rin g ,   e m   Fu zz y   S y ste ms   ( FUZ Z ) ,   T a ip e i,   2 0 1 1 .   [1 0 ]   N.  Bh a tt i,   e t   a l. ,   S e rv ice   d isc o v e r y   p ro to c o ls  i n   P e rv a siv e   Co m p u ti n g A   re v ie w ,   e m   M u lt i - T o p ic  C o n fer e n c e   ( INM IC),   2 0 1 4   IE EE   1 7 t h   I n ter n a ti o n a ,   Ka ra c h i,   2 0 1 4 .   [1 1 ]   A p a c h e   S o f t w a re   F o u n d a ti o n ,   Jin A rc h it e c tu re   S p e c if ica ti o n ,   [ On li n e ].   A v a il a b le:   h tt p s:/ /ri v e r. a p a c h e . o rg /ab o u t. h tml.  [ A c c e ss e d   0 5   M a y   2 0 1 6 ] .   [1 2 ]   Op e n   Co n n e c ti v it y   F o u n d a ti o n ,   A b o u UPn P ,   [ On li n e ] .   A v a il a b l e h tt p :/ / o p e n c o n n e c ti v it y . o rg /u p n p .   [ A c c e ss e d   2   M a y   2 0 1 6 ] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.