Conception Et Réalisation D'un Smart Home: Internet of Things

 

 

Conception et réalisation d’un

SMART HOME  INTERNET  INTERN ET OF OF THINGS THINGS

REALISE PAR : SOUKAINA WARACH ET YOUNES NACIRI

1 

 

 

Table des matières ........................... ........................... ........................... ........................... .......................... .......................... ........................... ....................... .........4 Introduction générale ............. ......................... ........................... ........................... .................... .......5 Chapitre 1 : L’internet des objets (IOT) et le SMART HOME ............ I.  I. 

........................... ........................... ........................... ........................... .......................... .......................... ........................... ....................... .........5 Introduction .............

II.  II. 

L’internet des objets IOT ............. .......................... .......................... .......................... ........................... ........................... .......................... .................. .....5

III.  III.  IV.   IV.

.......................... .......................... .......................... ........................... ....................... .........6 Le Smart-Home ou la maison intelligente ............. Conclusion ............. .......................... ........................... ........................... ........................... ........................... .......................... .......................... ......................... ............6

Chapitre 2 : Description de projet ............ .......................... ........................... .......................... .......................... ........................... ........................... .................... .......7 I.  I. 

Introduction ............. ........................... ........................... ........................... ........................... .......................... .......................... ........................... ....................... .........7

II.  II. 

......................... .......................... ........................... ........................... .......................... .......................... ......................... ............7 Le cahier des charges ............

III.   III.

Structure de la maison ............ ......................... ........................... ........................... .......................... .......................... ........................... ....................... .........7

IV.  IV. 

.......................... ........................... ........................... ........................... ........................... .......................... .......................... ......................... ............9 Conclusion .............

Chapitre 3 : Etude de partie matériel et logicielle de projet ............ ......................... .......................... .......................... ......................... ............9 I.  I. 

Introduction ............. ........................... ........................... ........................... ........................... .......................... .......................... ........................... ....................... .........9

II.  II. 

......................... ........................... ........................... .......................... ........................... ........................... ........................... .................. ....9 Partie matérielle ............

1.  1. 

Le module Wifi ESP8266 12E ............ ......................... ........................... ........................... .......................... .......................... .......................... ............... 9

2.  2. 

Le capteur humidité & température DHT11 ............ ......................... ........................... ........................... ........................... ................ .. 11

3.  3. 

Le capteur de gaz MQ2 ............. ........................... ........................... .......................... .......................... ........................... ........................... .................. ..... 13

4.  4. 

Les LEDs ............. .......................... ........................... ........................... ........................... ........................... .......................... .......................... ......................... ............ 14

III.  III. 

.......................... ........................... ........................... .......................... .......................... ........................... ..................... ....... 15 Partie logicielle et web .............

1.  1. 

......................... ........................... ........................... .......................... .......................... ........................... ........................... .................. ..... 15 L’Arduino IDE ............

2.  2. 

Dashboard NODE-RED ............ .......................... ........................... .......................... .......................... ........................... ........................... .................. ..... 16

3.  3. 

MQTT broker et HIVEMQ ............ ......................... .......................... ........................... ........................... .......................... .......................... ............... 17

IV.   IV.

Conclusion ............. .......................... ........................... ........................... ........................... ........................... .......................... .......................... ....................... .......... 18

........................... ........................... .......................... ........................... ....................... ......... 18 Chapitre 4 : réalisation de système Smart-Home ............. I.  I. 

........................... ........................... ........................... ........................... .......................... .......................... ........................... ..................... ....... 18 Introduction .............

II.  II. 

L’implémentation de notre système ............ ......................... .......................... ........................... ........................... ........................... ................ .. 19

1.  1. 

........................... ........................... ........................... ........................... .......................... .......................... ....................... .......... 19 Fonction d’éclairage .............

2.  2. 

........................ 20 Fonction d’acquisition des données telles que la température et l’humidité.. ........................

3.  3. 

Fonction de surveillance de fuites de gaz. ............. .......................... .......................... .......................... ........................... ..................... ....... 21

III.   III.

Notre Système en totale ............. ........................... ........................... .......................... .......................... ........................... ........................... .................. ..... 23

IV.   IV.

Conclusion ............. .......................... ........................... ........................... ........................... ........................... .......................... .......................... ....................... .......... 26

Conclusion générale............ générale......................... ........................... ........................... ........................... ........................... .......................... .......................... ......................... ............ 27 Références ............ ......................... ........................... ........................... .......................... .......................... ........................... ........................... .......................... ......................... ............ 28 Annexes ........... ......................... ........................... .......................... ........................... ........................... .......................... ........................... ........................... ........................... ................ .. 29

2

 

 

Table de figures Figure 1: ESP8266 ESP8266 12E et leur description  description 

10

FIGURE 2: CAPTEUR DE TEMPERATU TEMPERATURE RE ET D'HUMIDITE DHT11 FIGURE 3: ESP8266 12E INTERFACE AVEC DHT11 FIGURE 4: FACE BREAKOUT MQ-2 FIGURE 5: ARRIERE BREAKOUT MQ-2

11  12  13  13 

FIGURE 6: ESP8266 12E AVEC MQ2 FIGURE 7: LES LEDS FIGURE 8: ESP8266 12E AVEC UNE LED FIGURE 9: PRESENTATION DE L’INTERFACE INITIALE DU LOGICIEL  LOGICIEL  FIGURE 10: EXEMPLE NODE-RED FIGURE 11: EXEMPLE DASHBOARD NODE-RED FIGURE 12: EXEMPLE D'UTILISATION DE HIVEMQ BROKER FIGURE 13: MONTAGE LED ET ESP8266 12E POUR NOTRE SYSTEME FIGURE 14: CODE ARDUINO POUR L'ECLAIRAGE AUTOMATIQUE FIGURE 15: CODE ARDUINO POUR LE DHT 11 FIGURE 16: CODE ARDUINO POUR LE DHT 11 –  11  –  SUITE FIGURE 17: INITIALISATION DES ENTREES DE MQ2 FIGURE 18 : CODE DE FONCTION DE DETECTION DE FUITE DE GAZ FIGURE 19: L'APPLICATION WEB DASHBOARD DE NOTRE SYSTEME FIGURE 20: LA CONFIGURATION NODE-RED POUR NOTRE SYSTEME FIGURE 21: MQTT HIVEMQ DES TOPICS DE NOTRE SYSTEME FIGURE 22: L'ACQUISITION DES DONNEES DE TEMPERATU TEMPERATURE RE ET HUMIDITE FIGURE 23 : MONTAGE DE NOTRE SYSTEME FIGURE 24: NOTRE MINI-SMART-HOME AVEC LES 3 FONCTIONNALITES FONCTIONNALITES

14  14  15  15  16  17  18  19  20  21  21  22  22  23  23  24  24  25  25 

3

 

 

Introduction générale

L'évolution de la technologie et du mode de vie nous permet aujourd'hui de prévoir des logements mieux adaptés. Aujourd'hui, de plus en plus les fabricants proposent des boîtiers grand  public pour rendre r endre à soi-même sa maison connectée à faible coût, via le pilotage d’un smartphone. Lorsqu’on dit des objets connectés, donc électroménager connecté et où la démocratisation des smartphones a changé notre rapport à Internet, certains fabricants cherchent à connecter les appareils électriques de l’ensemble des maisons par le moyen le plus facile possible, et exploiter l’attrait des appareils smartphone pour transformer le pilotage en super télécommande. La forte augmentation des ventes de smart phone et de tablettes électroniq ue ue se fait en même temps qu’une adoption rapide par le grand public des technologies de la domotique ainsi que l’autopilotage. Au fond, le smartphone, avec sa connectivité WIFI intégrée, devient une télécommande universelle pour toute la maison et les équipements électriques. Dans ce travail, nous proposons de concevoir un modèle réduit d'une « SMART HOME ». Cette maquette permettrait d’implémenter des fonctions de domotique à savoir : La gestion d’éclairage, l’acquisition l’acquisition de la température à l’intérieur de de la maison, la détection de fuite de gaz et de la fumée. Ces scénarios seront automatisés via des cartes « Arduino » exécutant des programmes informatiques et aussi via l’interface graphique réalisé avec ‘Dashboard ‘ Dashboard Node-red’ Node-red’.. Le rapport est organisé en quatre quatre chapitres, le premier fait objet d’une présentation générale de la IOT la IOT ainsi que ses applications et les différents types de technologies utilisées. Le second chapitre est dédié à la description du projet ; la présentation du cahier des charges et les enjeux envisagés pour notre système smart-home. Le troisième chapitre est consacré à la description de la partie matérielle et logicielle l ogicielle du projet, les composantes de notre solution vont être détaillées, les applications et modules basée sur la technologie Arduino et le Dashboard Node-Red Node-Red,, et le mqtt. Le quatrième chapitre est consacré à la conception et la réalisation de notre projet Maison intelligente.  Nous détaillerons les phases de la mise en place de notre système smart home.

4

 

 

Chapitre 1 : L’internet des objets (IOT) et le SMART HOME I. 

Introduction

Aujourd’hui les systèmes intelligents ne cessent de croître en comp complexité. lexité. Cette extrême c’est une suite à une large bande des exigences du marché, de la concurrence interne, de la qualité ainsi que de la densité et de la diversité des produits qu’ils tra traitent itent afin de satisfaire les besoins des Consommateurs avec une utilisation optimale. Actuellement les nouvelles technologies et la fiabilité de la technique sans fils a permis l'essor vers des nouvelles inventions dans plusieurs et diversités domaines tel tel que : l’armé, l’industrie, l’agriculture … etc. Parmi ces créations, la maison intelligente qui recevra dans le proche futur un large champ d’application. En effet ces systèmes intelligents sont capables de s’adapter à une certaine évolution de l’environnement à l’intermédiaire des Entrées et Sorties ainsi que des moyens de communications et même les interfaces électroniques de traitement. Par conséquence, la maison de demain sera une maison intelligente qui va gérer non seulement la consommation d'énergie, mais aussi sécuriser les accès et rendre accessible par n’importe quelle pièce de l'habitat.  l'habitat.  

II. 

L’internet des objets IOT

L’IoT est l'interconnexion avec l’internet de toutes les choses qui nous entourent, et comprend les sciences de l’électronique l’électronique et les sciences des télécommunications, tél écommunications, et avec toutes les innovations  possibles dans ce domaine, l'IoT l' IoT devient encore plus puissant et sa définition devient aussi plus souple pour suivre le développement technologique. Donc, l’IoT peut être décrit comme co mme étant le nouveau besoin de toutes les entités pour communiquer les uns avec les autres, non seulement les choses, mais aussi les organismes vivants peuvent être une partie de cette technologie. Considéré comme la troisième évolution de l'Internet,  baptisé  Web  baptisé

3.0 (parfois

perçu

comme

la

généralisation du  du  Web des objets mais aussi comme celle du Web du Web sémantique) qui sémantique) qui fait suite à l'ère du Web du  Web

5

 

 

social,   l'Internet des objets revêt un caractère universel pour désigner des objets connectés aux social, usages variés, dans le domaine de la e-santé, la  e-santé, de  de la domotique la domotique ou du  du quantified self .  L'Internet des objets est en partie responsable d'un accroissement exponentiel du volume de données généré sur le réseau, à l'origine du Big du  Big data.  data. 

III.  Le Smart-Home ou la maison intelligente

La maison intelligente est le domaine applicatif dans lequel nous menons nos travaux, c’est un domaine qui a attiré beaucoup d’attention dans la communauté commun auté de l’intelligence. Une maison intelligente ou smart home est une résidence équipée de technologie d’intelligence ambiante, qui anticipe et répond aux besoins de ses occupants en essayant de gérer de manière optimale leur confort et leur sécurité par des système d’action tout en mettant en œuvre des connexions

avec

le

monde

extérieur.

Par définition cette réalisation intelligente permet à ses propriétaires d’avoir l’accès au confort sans effort, d’être dans un environnement plus sécuritaire avec un consensus d’amélioration de l’efficacité énergétique. Maison intelligente est le terme te rme communément utilisé pour définir une résidence équipée des électroménagers, d’éclairage, de chauffage, de climatisation, de téléviseurs, d’ordinateurs et des systèmes d’avertissement d’avertissement audio vidéo où tous ces articles sont capables de communiquer c ommuniquer entre eux via un système intelligent. 

IV.  Conclusion Dans ce chapitre nous avons présenté l’internet des objets et la maison intelligente et ses  ses   fonctionnalités ainsi que son impact sur la vie de l’individu. Dans le chapitre suivant nous donnons une présentation générale de notre projet, les objectives et les fonctions de Smart-Home proposée.

6

 

 

Chapitre 2 : Description de projet I. 

Introduction En plus de simplifier la vie, une maison intelligente devient tout à la fois confortable,

communicante, évolutive, autonome, sûre et économe. Notre mission consiste à réaliser une maison intelligente en implémentant des fonctions de domotique à savoir la gestion d’éclairage, l’acquisition de la

température température

II. 

à l’intérieur

de la

maison

et

la détection

de de

fuite de gaz

.  . 

Le cahier des charges

L’objectif de notre travail  travail  est d‘établir les 3 fonctions de la domotique suivantes : ➢ 

Gestion d’éclairage via une interface web facile à utiliser  pour   pour allumer et éteindre la lampe dans la pièce.

➢ 

Acquisition de la température et humidité par un capteur de température et humidité DHT11  pour contrôler le climat à l’intérieur de la maison.

➢ 

La surveillance de fuites de gaz par un capteur de gaz MQ2, Il est apte à détecter le GPL, le  butane, le propane, le méthane, l'alcool, l'hydrogène, la fumée. On peut peut ajouter une alarme pour informer l’utilisateur en cas de danger .

L'ordinateur est relié au carte par un port USB qui sert à transmettre le code Arduino ainsi qu’à alimenter en électricité la carte Arduino ESP8266. Les données extérieures des capteurs sont envoyées à la carte Arduino, qui envoi à son tour les données reçus à la carte ESP8266 12E. De plus, les données relevées par les capteurs peuvent être visibles sur une page WEB implémenter à l’aide de NODE-RED NODE-RED Dashboard et le broker MQTT, qui nous permet de contrôler les appareils électriques en fonction des données reçues et afficher ces données sous s ous format des courbes.

III.  Structure de la maison La première étape consiste à créer une maison. Pour cela, nous avons dessiné la structure  principale. La maquette est de taille de 31 cm sur 28 cm constitue d’une chambre 1, une chambre  chambre   2  et une cuisine.

7

 

 

•

  Capteur d’humidité et température : 

Ce dispositif permet d’améliorer la gestion d’énergie de la maison. En effet nous avons utilisé un dispositif prenant en charge la détection de la température et de l’humidité dans l’entourage de la maison. Nous avons avons utilisé comme matériel :

  Un capteur DHT 11

o

  Les câbles

o

  La carte ESP8266 12E

o

•

  Capteur de gaz :

La sécurité est devenue un élément primordial dans le choix d’une maison. Et l’une des plus grande crainte d’accident reste l’incendie. Ainsi nous avons utilisé un détecteur de gaz dans la cuisine pour une bonne sécurité. Ce détecteur déclenche une alarme sous format d’une notification.  notification.  Le matériel utilisé pour le gaz est le suivant :

 

o

Un détecteur de gaz

  Une LED bleu

o

  Les câbles

o

  La carte ESP8266 12E

o

•

  Une Lampe (LED) :

Pour simuler la fonction d’éclairage automatique nous avons utilisé comme matériel :

  Une LED blanc

o

  Les câbles

o

o

  La carte ESP8266 12E

8

 

 

IV.  Conclusion Dans ce chapitre nous avons présenté les fonctionnalités qu’on  qu’on  va implémenter et la structure générale de notre SMART HOME de l’individu.  l’individu.  Nous allons décrire dans le chapitre suivant, les composants logiciels et les matériels essentielles pour réaliser notre projet.

Chapitre 3 : Etude de partie matériel et logicielle de projet I. 

Introduction Dans le présent chapitre on va décrire les composants nécessaires pour la réalisation d’un

 premier prototype, les caractéristiques et les spécifications de ces composants et la simulation de montage. Un composant assure les protocoles de communication et la connectivité sans fil (ESP8266), et d’autre composants jouent le rôle des capteurs qui traitent tr aitent et analysent les données (DHT11, MQ2).  MQ2). 

II. 

Partie matérielle

1.  Le module Wifi ESP8266 12 Pour rendre la maison connectée et commandable à distance nous avons le choix de de travailler soit avec une carte car te wifi pour Arduino, ce dernier a une zone de co commande mmande inférieure à 15 mètres, ce qui nous a obligé d’utiliser le module (WI-FI) l'ESP8266 12 E, dont on a choisi de le configurer autant que serveur avec une page Web accessible via l’adresse IP. IP.

9

 

 

Figure 1: ESP8266 12E et leur description

Caractéristiques Caractéris tiques : ▪ 

Wi-Fi Module - Module ESP-12E similaire à ESP-12 module, mais avec 6 GPIOs supplémentaires. Module ESP8266 ESP-12E

▪ 

USB intégré Adaptateur UART série (SiliconLabs CP2102)

▪ 

Bouton de réinitialisation

▪ 

Touche d'entrée (également utilisé pour boot loading)

▪ 

Montage en surface, LED rouge contrôlable par l'utilisateur

▪ 

Régulateur de tension 500mA 3.3V (LM1117)

▪ 

Deux entrées d'alimentation protégée par diode (l'un pour un câble USB, une autre pour une  batterie)

▪ 

Têtes - 2x 2,54 mm en - tête à 15 broches avec ave c accès à GPIO, SPI, UART, CAN et broches d'alimentation

10

 

  ▪ 

Alimentation - 5V via port micro USB

▪ 

Dimensions - 49 x 24,5 x 13mm

Présentation : La puce ESP8266 nécessite 3.3V tension d'alimentation. Il ne doit pas être alimenté ali menté avec 5 volts comme les autres cartes Arduino.  NodeMCU ESP-12E carte carte de Dev peut être connecté à 5V en utilisant le connecteur micro USB ou une broche Vin disponible à bord. Les broches d’E d’E /  / S de ESP8266 communiquer ou entrée / sortie max 3.3V seulement. Dire que les  broches ne sont pas 5V entrées tolérantes. d’E / Si vous avez à l'interface avec 5V broches d’E  / S, vous devez utiliser le système de conversion de niveau (soit construit vous - même en utilisant la tension de résistance diviseur.

2.  Le capteur humidité & température DHT11

 Figure 2: Capteur Capteur de température et et d'humidité DHT11 DHT11

Présentation : Le capteur DHT11 mesure et fournit les valeurs d'humidité et de température en série sur un seul fil. Il peut mesurer l'humidité relative en pourcentage (20 à 90% d'humidité relative) et la température en degrés Celsius dans la plage de 0 à 50 ° C. Il a 4 broches ; dont l’un est utilisé pour la communication de données sous forme sérielle. sériel le.  

11

 

 

Les impulsions de TON et TOFF différentes sont décodées sous forme de logique 1 ou de logique 0, d'impulsion de début ou de fin de trame.

Caractéristiques Alimentation: 3 à 5 Vcc Consommation maxi: 2,5 mA Plage de mesure: - température: 0 à +50 °C - humidité: 20 à 100 % HR Précision: - température: ± 2 °C - humidité: ± 5 % HR Dimensions: 16 x 12 x 7 mm

 Figure 3: ESP8266 12E 12E interface avec DHT11

12

 

 

3.  Le capteur de gaz MQ2 Présentation : Ce capteur utilise le dioxyde d’étain (SnO2) dont la conductivité électrique éle ctrique varie en fonction de la  présence de polluants. Cela permet la détection de gaz à l’aide d’une résistance chauffante (RH) et d’une résistance (RS) dont la valeur diminue avec l’augmentation l’aug mentation de la concentration en gaz. RS est  branchée en série avec une résistance de charge RL (De 1 K Ohm par exemple sur mon mon breakout).

   Figure 4: Face Breakout Breakout MQ-2 

Breakout MQ-2   Figure 5: Arrière Breakout

Ce capteur est très simple à utiliser, il a une sensibilité élevée et un temps de réponse rapide. Toutefois il ne peut être utilisé que pour des expérimentations et pas pour des dispositifs de sécurité car il n’est pas homologué pour cela. Il faut p ar ailleurs attendre 24 heures de préchauffage pour améliorer la précision des mesures.

13

 

 

Il est sensible aux gaz suivants sui vants : Méthane (CH4), Butane (C4H10), GPL (Propane (C3H8) + Butane), hydrogène (H2) ainsi qu’aux alcools et aux fumées.  fumées. 

 Figure 6: ESP8266 12E 12E avec MQ2 

4.  Les LEDs On a utilisé une LED blanche pour simuler une lampe dans notre projet et une LED bleue pour simuler l’alarme quand il y a une fuite de gaz.  gaz. 

 Figure 7: les leds  

14

 

 

 Figure 8: ESP8266 12E 12E avec une LED 

III.  Partie logicielle et web 1.  L’Arduino IDE Le logiciel Arduino est un environnement un environnement de développement (IDE) open source et gratuit, téléchargeable sur le site le site officiel Arduino.  Arduino.  L’IDE Arduino permet Arduino permet : ▪ 

D’éditer  un  un programme : programme : des croquis ( sketch en Anglais),

▪ 

De compiler De  compiler ce programme dans le langage « machine » de l’Arduino,  l’Arduino, 

▪ 

téléverser le De téléverser  le programme dans la mémoire de l’Arduino, l’Arduino,  

▪ 

communiquer avec De communiquer  avec la carte Arduino grâce au terminal.

 Figure 9: Présentation initiale du logiciel   9: Présentation de l’interface initiale

15

 

 

2.  Dashboard NODE-RED

Le module Dashboard permet d’ajouter très facilement une (très belle) interface graphique à un projet Node-RED. Le module Dashboard succède au module UI. Avec ce module on peut ajouter des afficheurs pour visualiser sous différentes formes des mesures : gauges, graphique, texte, notification, ou du code HTML libre. On peut aussi ajouter des champs permettant de interactions i nteractions :  bouton, interrupteur, slider (potentiomètre linéaire), champ de saisie (texte ou numérique), liste de choix et des formulaires.

 Figure 10: exemp exemple le NODE-RED

16

 

 

exemple le Dashboard NODE-RED NODE-RED  Figure 11: exemp

3.  MQTT broker et HIVEMQ MQTT permet concrètement aux appareils d'envoyer des informations sur un sujet donné à un serveur qui fonctionne comme un broker de messages. Le broker pousse ces informations vers les clients qui se sont précédemment abonnés. Pour l'utilisateur, un sujet ressemble à un chemin hiérarchique. Les clients peuvent s'abonner à un niveau spécifique de la hiérarchie d'un sujet ou à plusieurs niveaux s'ils utilisent un caractère générique.   HIVEMQ est un courtier un courtier MQTT spécialement conçu pour les entreprises, qui se trouvent à l'ère émergente

de

la

communication

entre

machines

(M2M)

et

de

l'internet

des

objets.

Il a été conçu dès le départ avec une évolutivité maximale et des concepts de sécurité adaptés aux entreprises. HiveMQ implémente le protocole le protocole MQTT , le standard de messagerie M2M de facto. Grâce à sa conformité à 100% à la spécification, spécificati on, il est leader en matière d'adoption professionnelle de toutes les possibilités de l'Internet des objets pour les entreprises.

17

 

 

 Figure 12: exemple HIVEMQ broker exemple d'utilisation de HIVEMQ

IV.  Conclusion Dans ce chapitre nous avons vu la partie matérielle et logicielle dédiée à notre projet. Les composantes de notre solution ont été détaillées puis, les applications et modules basée sur la technologie Arduino et NODE-RED et Mqtt ont été présentées. Ces outils matérielles et logiciels sont nécessaires pour concevoir notre maison intelligente dans le chapitre suivant.

Chapitre 4 : réalisation de système Smart-Home I. 

Introduction

Dans cette partie, nous présentons notre contribution technique et pratique à la fois, qui s’agissait de la programmation pour le contrôle de la maison (étude avant la réalisation) Puis nous  passons à la concrétisation de la maquette conforme à un modèle une petite maison intelligente commandée localement par un une centrale (comme par pc) ou bien à distance par une Smartphone.  Notre projet réalisé vise le contrôle, à distance, d'une maison intelligente par un Smartphone ou une tablette. Le circuit de commande se base sur une carte Arduino. Le contrôle à distance est assuré à travers une connexion WIFI tandis que le disposit dispositif if de commande (carte Arduino) doit être doté d’une interface de communication Wifi « module WIFI ESP8266 ». Cette carte de commande Arduino joue le rôle du cerveau intelligent qui permettra de recevoir les commandes puis les exécuter.

18

 

 

Les applications que nous avion réussi réussi à les mettre en œuvre sont : ▪ 

Le contrôle de l'éclairage.

▪ 

La lecture de différentes données telles que la température et l’humidité.

▪ 

La surveillance de fuites de gaz.

II. 

L’implémentation de notre système

1.  Fonction d’éclairage  Notre dispositif permet d’allumer à distance la lumière via l’application Dashboard NodeDashboard Nodered , commandée à travers la carte Arduino ESP8266 12E à l’aide du programmation Arduino. Arduino .

montage LED et ESP8266 12E pour notre système  Figure 13: montage système

Après avoir exécuter le code Arduino de déclaration déclarati on des bibliothèques et d’initialisation (Annexe 1) et le code Arduino de connexion ESP8266 12E (Annexe 2)  Le branchement branchement de la LED avec avec ESP8266 12E

ESP8266 12E

LED

 D2

+

G

-

19

 

 

Le code Arduino lié à cette fonction :

Arduino rduino pour l'éclairage l'éclairage automatique  Figure 14: code A

2.  Fonction d’acquisition des données telles que la température et l’humidité.   Le programme doit établir une connexion, lire les données reçues, s’il reçoit un "DHT" il lira la valeur analogique du détecteur de température (DHT11) et transformera cette valeur à son correspondant en température (°C), puis envoyer cette température au module WIFI pour l’affichage via l'application web Dashboard créer par Node-red.  Le branchement branchement de DHT11 avec avec ESP8266 12E

ESP8266 12E

Le capteur DHT11

 D1

Out

G

-

 3V

+

Ci-dessous Cidessous le programme dans l’Arduino :  : 

20

 

 

 Figure 15: code Arduino 11 Arduino pour le DHT 11

 Figure 16: code Arduino pour pour le DHT 11 –  11 –  suite  suite

3.  Fonction de surveillance de fuites de gaz. Elle permet de détecter s’il y a des fuites de gaz dans la cuisine à l’aide du capteur c apteur MQ-2 en affichant sur l'application web Dashboard créer par Node-red de commande un message. Par la suite, on peut lancer une alarme pour informer l’utilisateur en cas de danger.    Le branchement branchement de MQ2 avec avec ESP8266 12E

21

 

 

ESP8266 12E

Le capteur MQ2

 AO

AO

G

GND

 3V

VCC

ESP8266 12E

LED bleu

 D7

+

G

-

Ci-dessous Cidessous le programme dans l’Arduino :  : 

 Figure 17: initialisation des entrées de MQ2

 Figure 18 : code de de fonction de détection détection de fuite de gaz

22

 

 

III.  Notre Système en totale Nous avons créé une interface à l’aide de Node-red, Node-red, centralisant les 3 fonctions dans une seule interface afin d’interagir d’interagir directement et facilement ave avec c les modules. Nous Nous avons procédé de deux étapes :

  La 1ère étape est la création de cette application web (figure 19) a l’aide de NODE-RED NODE -RED

•

(figure 20)

 Figure 19: l'app l'application lication web Dashboard de notre système

 Figure 20: la configuration configuration NODE-RED pour pour notre système

créati on des topics dans le broker HiveMQ pour mettre la connexion entre   La 2éme étape est la création

•

les composants matériels et l’application web et interagir avec.

23

 

 

HiveMQ MQ des topics de notre notre système   Figure 21: MQTT Hive

 Figure 22: l'acquisition l'acquisition des données de température température et humidité

Dans l’exemple de (figure 22), on a sur la sortie COM7 de ESP8266 l’exécution de code Arduino lié à notre système Smart-Home, Smart-Home, pour interagir avec l’interface web c'est-à-dire, contrôler l’éclairage l’éclairage simuler dans l’interface par lampe  (on / off), et l’acquisition des données de la température et

24

 

 

l’humidité, et la surveillance surveillance de la fuite de gaz quand il y a une fuite de gaz directement la lampe bleu va être allumé et elle est simulé par une notification notificati on comme dans (la figure 19) au haut à droite.

 Figure 23 : mon montage tage de notre système

 Figure 24: Notre Mini-Smart-home Mini-Smart-home avec avec les 3 fonctionnalités

25

 

 

On a dans la figure 24 , notre système Smart-home qui est composée de 3 pièces , ‘ la chambre 1’ caractérisée par une lampe en haut pour simuler la fonction d’éclairage automatique , et ‘la chambre

2’  caractérisée par le capteur de la température et l’humidité pour la fonction d’acquisition de température et humidité en temps réel , et   ‘la cuisine’ caractérisée par capteur de gaz et une lampe  bleu , pour la fonction de surveillance de fuite de gaz ,si il y a de fuite de gaz dans la cuisine il va allumer la lampe bleu comme une alarme .

IV.  Conclusion Dans ce chapitre, nous avons présenté en détail la réalisation de notre projet. Nous avons commencé par la réalisation et la description de notre montage de matériel Arduino et notre  programmation avec IDE Arduino pas à pas.

 Nous avons fabriqué f abriqué une maison dite « intelligente ». Effectivement, nous avons conçu une maison automatisée. Elle est capable de gérer l'éclairage  par l’interface l’interf ace web, web , de surveiller la fuite de gaz à l’aide du capture MQ2et MQ2 et de gérer la climatisation par l’acquisition de données avec données  avec le capture DHT11.

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Conclusion générale  Nous avons fabriqué une maison dite « intelligente ». Effectivement, dans le cadre du thème de la domotique, nous avons conçu une maison automatisée. Elle est capable de gérer l'éclairage d’une chambre, de prévenir en cas d'incendie ou dans le cas de fuite de gaz aussi surveillé l'état de la température et l'humidité.  Nous sommes unanimes pour dire dire que ce projet projet nous a permis permis de nous amuser grâce à la manipulation du matériel, tout en acquérant de meilleures connaissances des applications de la domotique, ce qui  pourrait nous être fortement f ortement utile util e pour notre vie professionnelle future. Bien sûr tout ce travail tr avail s’est s’es t déroulé dans les meilleures conditions possible, en effet une bonne cohésion et une bonne entente ont  permis l’obtention d’un travail abouti et satisfaisant. Ce projet nous a fait découvrir un secteur que nous ne connaissions pas vraiment et qui nous a intéressés de plus en plus au fur et à mesure que nous approfondissions nos recherches. En plus de l’expérience humaine, la rencontre avec des pr ofessionnels ofessionnels travaillant dans la domotique nous a permis de recueillir des informations techniques et des explications nécessaires à la compréhension du  principe de fonctionnement de certaine technologie. Le seul point « négatif », serait sûrement le manque de temps pour pouvoir encore approfondir ce travail, car ce dernier ne s'arrête pas ici il a encore plusieurs tache qi peut être amélioré. En effet,  beaucoup de possibilités s’offrent aux passionnés de domotique, domotique, tant sur le matériel disponible que sur   les actions à réaliser. Cependant rien ne nous empêche de continuer sur cette voie de notre propre côté … Ce projet a été vivant, entraînant et motivant pour la suite de nos ét études. udes. Nous pensons avoir entraperçu une partie de notre future vie active.

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Références https://fr.wikipedia.org/wiki/Internet_des_objets   https://fr.wikipedia.org/wiki/Internet_des_objets https://fr.wikipedia.org/wiki/MQTT   https://fr.wikipedia.org/wiki/MQTT https://www.electronicwings.com/nodemcu/nodemcu-mqtt-client-with-arduino-ide  https://www.electronicwings.com/nodemcu/nodemcu-mqtt-client-with-arduino-ide  https://www.electronicwings.com/nodemcu/dht11-sensor-interfacing-with-nodemcu  https://www.electronicwings.com/nodemcu/dht11-sensor-interfacing-with-nodemcu  https://www.electronicwings.com/components/mq2-gas-sensor   https://gist.github.com/neonil123/ea1e57233f3376faa3076561e2dd0381 http://arduino.blaisepascal.fr/presentation/logiciel-ide-arduino/   http://arduino.blaisepascal.fr/presentation/logiciel-ide-arduino/ http://dspace.univtlemcen.dz/bitstream/112/11506/1/Ms.Eln.Selma%2BMoulay%20Abdallah.pdf https://forum.arduino.cc/   https://forum.arduino.cc/

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Annexes Annexe1 : le code Arduino de déclaration des bibliothèques et d’initialisation  

Annexe 2 : la fonction de connexion et reconnexion de ESP8266 avec le broker MQTT et le routeur

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Annexe 2 : l’acquisition des données sur la sortie COM6 de température et humidité et la fuite de gaz

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