Avinash BABOELAL Arnaud CETOUTE

IUT de Kourou Tuteur : Mr V. Robinet

LA DOMOTIQUE RAPPORT DE PROJET TUTORE

2013/2014

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Table des matières Introduction ............................................................................................................................................ 2

Remerciements ....................................................................................................................................... 4

I. Le rôle du Raspberry Pi .................................................................................................................... 5

Les ports GPIO ..................................................................................................................................... 5

Le programme Python ......................................................................................................................... 6

II. La maquette..................................................................................................................................... 7

Réalisation ........................................................................................................................................... 7

Electronique ........................................................................................................................................ 8

III. Le Site Web .................................................................................................................................. 9

Réalisation du site ............................................................................................................................... 9

Base de données ............................................................................................................................... 13

Conclusion ............................................................................................................................................. 15

Annexe ................................................................................................................................................... 16

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Introduction

Dans le cursus scolaire de la deuxième année du DUT, nous avions pour but de monter un projet dont nous avions le choix du sujet. Apres puiseurs recherches et propositions de sujet, nous avons donc décidé de nous orienter vers la domotique. Nous sommes Avinash BABOELAL et Arnaud CETOUTE, étudiants en Réseau & Télécommunications à l’IUT de Kourou et notre thème est d’administré une maison par le biais d’un site web. Pour cela nous avons décidé d’utiliser un Raspberry Pi (terme qui sera défini par la suite) qui nous servira de serveur et qui sera relié à une carte électronique réalisé par nos camarades du département Génie Électrique et Informatique Industrielle. La carte électronique sera située dans la maison du client, grâce auquel il pourra contrôler sa maison à partir d’un navigateur web à n’importe quel endroit dans le monde.

Schéma représentant le fonctionnement.

Chemin bleu : information partant depuis le capteur vers l’utilisateur.

Chemin bordeaux : action ordonné par l’utilisateur vers le composant choisit.

Par exemple : Un utilisateur se connecte sur un navigateur web à partir de son ordinateur. A partir du site, il peut voir l’état de sa maison. Le raspberry étant connecté sur internet.

Maison client

Raspberry Pi

Internet

Ordinateur du client

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Et pour terminer nous avons décidé d’illustrer ce projet avec une maquette que nous avons construite. Notre rapport sera divisé en trois parties, la première partie sera intitulée « Le rôle du Raspberry Pi » qui comprendra :

L’explication et les différentes fonctionnalités des ports GPIO.

Le programme permettant l’interaction entre l’utilisateur et la maison

La deuxième partie sera intitulée « La maquette », elle comprendra :

La réalisation de la maison

La carte électronique de la maison

La deuxième partie sera intitulée « Le Site Web », elle comprendra :

Les différentes parties du site web

L’explication de la base de données

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Remerciements

Nous tenons à remercier dans un premier temps, toute l’équipe pédagogique de L’IUT de Kourou et les intervenants professionnels responsables de la section Réseaux & Télécommunications, pour avoir assuré la partie théorique de celle-ci.

Nous tenons à remercier tout particulièrement et à témoigner toute ma reconnaissance à Monsieur

Vivien ROBINET, pour le temps qu’il nous a consacré : son aide, ses explications sans oublié le matériel

qu’il nous a emprunté.

Je remercie également Monsieur Patrick DOLLIN et Monsieur Mickael MODIKA pour l’aide et les conseils ainsi que les composants qu’ils nous ont empruntés.

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I. Le rôle du Raspberry Pi

Qu’est-ce qu’un raspberry pi ? Un raspberry pi petit ordinateur de la taille d’une carte de crédit, conçu par le créateur de jeux vidéo David Braben. Cet ordinateur peut être dirigé par plusieurs versions du système d’exploitation Linux. Composé de 2 ports USB et d’un port RJ45, il a à sa portée un grand nombre d’utilisations possible. Comme expliqué ci-dessus, un raspberry pi ayant les fonctionnalités d’un ordinateur, nous avons décidé d’en utiliser un pour installer le serveur (site & base de données) et surtout pour sa portabilité et son faible cout.

Les ports GPIO

Nous avions prévu d’utiliser une carte électronique pour pouvoir gérer les différents capteurs, mais en étant dépourvu de temps la carte électronique n’a pas pu être prête. Nous avons pris la décision de finaliser le projet par d’autres moyens, et pour cela nous utiliserons les ports GPIO du raspberry qui nous serviront d’entrée et de sortie. Les ports GPIO (General Purpose Input/Output, c'est-à-dire entrée/sortie pour un usage général) sont des ports d'entrée/sortie très utilisés dans le monde des microcontrôleurs, en particulier dans le domaine de l'électronique embarquée. Selon la configuration, ces ports peuvent fonctionner aussi bien en entrée qu'en sortie. Lorsqu'un port GPIO est configuré en tant que sortie, on peut écrire dans un registre interne afin de modifier l'état d'une sortie. Lorsqu'il est configuré en tant qu'entrée, on peut détecter son état en lisant le contenu d'un registre interne.

Ici nous pouvons observer les ports GPIO en vert, il y’en a huit. Nous avons utilisé ses derniers pour allumer et éteindre des LEDs à partir de notre site web. Ayant rencontré des problèmes avec les capteurs de présence, nous avons décidé de simulé les capteurs par des LEDs.

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Le programme Python En premier lieu nous avions décidé de programmer en C, pour faire la communication entre le raspberry et la base de données. Mais on n’a jamais pu tester notre programme car il y a eu des erreurs de compilations. C’est pour cela que nous avons pris l’initiative de ce changé de méthode et c’est par finalement un programme en Python qui assurera la communication. En gros le programme fait la transition entre le site web et les LEDs. Il nous permet de configurer les ports GPIO en sortie, et d’écouter les informations venant de l’utilisateur qui interagit avec le site web.

Schéma reprenant la communication entre le raspberry et la base de donnée par le biais du programme Python.

Le programme Python met d’abord les ports concernés en écoute.

Puis s’il détecte un changement d’état, il envoie ses informations dans la base de données. Si un utilisateur décide d’allumer une LED, le programme Python écoutant également la base de

données, remarque qu’une modification a été réalisée donc il envoie l’ordre au raspberry et c’est ce dernier qui allumera la LED.

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II. La maquette

Pour mettre en œuvre notre travail et avoir un support physique présentable, nous avons construit une maison en bois.

Réalisation Nous avons tout d’abord modélisé avec Blender une maison en 3D. (Voir annexe pour plus d’image) Ce qui nous a permis de trouver les dimensions de chaque surface afin de bien réalisé ce travail.

Maquette réalisée sur le logiciel Blender.

Une fois que le modèle 3D réalisé, on a coupé les différents surface qui nous a pris énormément de temps, car nous n’avions pas les bons matériaux afin de réaliser ce travail plus efficacement. Nous nous ne sommes pas découragés et après plusieurs jours, plusieurs heures de travail, nous avons réalisé notre maquette qui nous plaisait beaucoup.

Quelques étapes de réalisations

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Maquette réalisée en bois.

Electronique Pour la partie intérieure de la maison, nous avons câblé les LEDS dans différentes parties de la maison derrière chaque vitre pour qu’elle soit plus réelle et agréable à voir.

Pour que ce soit plus présentable, nous avons décidé de commencer à faire passer les câbles dans chaque partie de la maquette.

Câblage

(Veuillez trouver les différentes étapes de construction en annexe.)

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III. Le Site Web Comme expliqué dans l’introduction, le site web a pour but d’administrer la maison. C’est-à-dire : s’informer sur l’état des capteurs, commandé les capteurs et gérer son compte. Le client utilisant notre système de sécurité de maison devra être inscrit sur notre site pour pouvoir, par le biais de son compte, gérer sa maison.

Réalisation du site Ayant une interface simple claire et précise, notre site accorde au client une facilité de compréhension et d’utilisation.

Haut de la page d’Accueil du site. Les différentes parties de notre site seront expliquées en détail plus tard qui sont : - l’Accueil : Qui comporte une bref présentation de notre sujet, la page d’inscription, la page de connexion et quelques pages statiques. - Ma maison : La page mère de notre site, c’est ici que tout le système repose. Elle est divisée en 3 sous parties : Visualisation des capteurs, Gestion des capteurs et Bilan des capteurs.

Accueil : La page d’accueil sert de page vitrine pour notre site, effectivement c’est elle qu’on aperçoit en premier, elle a pour but d’attirer et de donner un aperçu de notre produit au client. La page d’accueil est constituée d’une page d’inscription qui permet à chaque utilisateur de créer son espace personnel. Cette page d’inscription est lié à la de connexion qui permet d’accéder directement au site par le biais de ses identifiants.

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Page d’inscription.

Ma maison : Cette partie nommée « ma Maison », est le cœur de notre site. C’est ici que l’utilisateur peut visualiser l’état des capteurs de sa maison et interagir avec ses derniers. Une première page nous est présentée une fois que nous avons accès à la page « Ma Maison », c’est la page de visualisation.

Page de visualisation des capteurs.

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Cette page vous présente l’intégralité des capteurs virtuels créés. Qu’est-ce que sont les capteurs virtuels ? Les capteurs virtuels sont les capteurs créés par l’utilisateur. Effectivement les techniciens sont censés placé dans la maison du client des capteurs physiques qui seront relié à notre système (dans notre cas notre système est le raspberry pi). Ces capteurs physiques sont mise en place dans la maison du client et doivent être reliés virtuellement et êtres visibles sur notre site. Donc pour cela le client peut créer ses capteurs virtuels une fois qu’il aura pris connaissance du pin (port GPIO) consterné de celui-ci. Par exemple si l’utilisateur a un capteur de présence sur sa terrasse il n’a aucun moyen de connaitre l’état du capteur. Donc via l’interface de création, l’utilisateur donne un nom a son capteur par exemple : capteur_terrasse, il lui assigne sont type : dans ce cas « présence » , il précise aussi le lieu où est situé son capteur : « terrasse » et il lui assigne ensuite le pin sur lequel le capteur physique est relié, et c’est avec le pin que le site pourra informer l’utilisateur sur l’état de son capteur. Cette page est aussi constituée d’une interface permettant de créer des lieux. Pour expliquer clairement son utilité et son fonctionnement, cette interface sera utiliser pour enregistrer différents lieux dans la maison et c’est avec ses informations que l’utilisateur complètera la partie « Lieu » dans la création d’un capteur virtuel.

Création d’un capteur virtuel.

Rajouter un lieu

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Puis à la fin de cette partie l’utilisateur a aussi la possibilité de modifier ou même de supprimé un capteur virtuel.

Supprimer et Modifier un capteur.

La partie la plus important de « Ma Maison » est la partie Gestion des capteurs. Cette partie comprendra un tableau récapitulatif représentant tous les pins et tous les capteurs correspondant à ses pins.

Cette partie donne la possibilité au client d’interagir avec les différents capteurs de sa maison. Par exemple avec un capteur qui a été au préalablement créer virtuellement, si celui-ci est par exemple une lampe, l’utilisateur peu l’allumer et logiquement l’éteindre. C’est peut être aussi le cas pour une alarme qui sera désactivable directement grâce à cet espace. L’utilisateur a aussi à sa disposition le bilan de chaque capteur, c’est-à-dire qu’à chaque fois que l’état du capteur est modifié la date de cette évènement est inscrite et sauvegarder. Gestions des capteurs

Bilan des capteurs.

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Base de données La base donné es est l’élément qui stock toutes les informations, que ce soit les informations liées au compte utilisateur ou toutes les informations concernant les capteurs de la maison. La base de donné est installé sur le même serveur que le site et c’est elle qui est interrogée par le programme en python pour donner les instructions au raspberry, et c’est elle qui aussi qui est interrogée par le site pour récupérer les différentes informations des capteurs. Voilà une illustration qui montre globalement l’utilité de la base de données : (Ce schéma explique aussi en détail tous le processus de notre projet)

Maison

Raspberry pi

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Chemin rouge : Emission. Dans ce cas un utilisateur envoie par exemple l’ordre d’allumer une lampe. Cette information par du site va sur internet puis jusqu’au serveur (raspberry pi). Dans le raspberry pi se trouve la base de donné qui stock les informations, cette dernière étant « écouter » par le programme Python, le programme envoie les ordres ports GPIO du raspberry pi et c’est ainsi que l’infirmation arrive jusqu’à la lampe. Chemin bleu : Réception. Dans ce cas une alarme est déclenchée par un quelconque évènement. Le programme Python lisant « écoutant » les ports GPIO remarque que l’état du port à changer donc il envoie à la base de données la modification et à travers un internet l’information arrive jusqu’au navigateur du client ou est notre site.

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Conclusion Bien que nous ne soyons pas parvenus, à remplir totalement l’objectif qui est d’intégrer de vrai capteur, nous avons tout de même pu mettre en place le plus gros du projet et nous avons réussit à contourner notre problème. Nous sommes parvenus à nous organiser, pour mettre en place une solution pleinement fonctionnelle. L’apprentissage du travail en groupe aura été enrichissant pour chacun d’entre nous, ce qui paraît essentiel avant de découvrir le monde de l’entreprise. A ce jour, la solution que nous avons mise en place, nous permet d’interagir via le site et le plan de lumière mise en place dans la maquette. Nous avons également acquis une plus grande connaissance du système d’exploitation Linux, sur l’outil Raspberry PI, et plus particulièrement en langage SQL et PHP. Pour ce projet nous avons un peu « touché » à tout, voilà une liste de tous les langages que nous avons utilisé (même ceux, qui au final, ne sont intégré au projet) :

C

HTML

CSS

JavaScript

PHP

SQL

Python

Bash

Nous pouvons dire que ce projet tuteuré nous a beaucoup apporté que ce soit en terme technique, dans le travail d’équipe, dans la gestion du temps et aussi dans la communication. La journée porte ouverte nous a essentiellement aidé à faire passer un message à n’importe quel type de public, pour qu’il puisse comprendre l’essentiel sans pour autant connaitre le domaine concerné. Le temps étant gérer par nous-même, cela nous a permis de nous perfectionner dans la répartition des tâches et dans l’organisation. La communication interne a été aussi un point sur lequel nous avons pu apprendre, car c’est une bonne communication interne qui permet de bien gérer le temps, l’organisation et le travail.

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Annexe

Réalisation 3D :

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Quelques étapes de la construction en bois :

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