mise en place d’une plateforme de télécommande des Équipements Électrique à distance

8/12/2019 Mise en Place dUne Plateforme de Tlcommande Des quipements lectrique Distance

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Remerciements

Cest avec plaisir que nous rservons ces quelques lignes en signe de

gratitude et de profonde reconnaissance lgard de tous ceux qui nous ont

aids la ralisation de notre projet de fin dtude.

Nous tenons en premier lieu exprimer notre gratitude envers notre

encadreur de lentreprise Tunisie Cartes, o nous avons effectu notre

projet de fin dtudes, MonsieurBoussaid ARAFET, qui nous a permis de mener

terme ce travail, par ses soutiens, ses prcieux conseils et ses bien vaillances.

Nous adressons tous nos remerciements notre professeur et

coordinateur de LASTIC3 Monsieur Chrif ADNANE et tous nos enseignants

pour leurs prcieux conseils, leurs soutiens et leurs remarques pertinentes qui

nous ont permis de mener au terme ce projet.

Noublions pas ladministration de lUniversit Virtuelle de Tunis qui fut

assez visionnaire pour nous offrir tous les moyens de russite.

Que les membres de jury trouvent nos profondes gratitudes pour lhonneur

quils nous font en assistant notre soutenance.


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Table des matires

Introduction gnrale ............................................................................................................... 1

ChapitreI : Prsentation Gnrale ......................................................................................... 3

Introduction ................................................................................................................................ 4

I. Cadre du projet ............................................................................................................ 4II. Prsentation de la socit daccueil.................................................................... 5III. Cahier de charge propos ................................................................................... 7III.1. Contexte ................................................................................................................. 7

III.2. Les objectifs raliser dans notre projet ............................................................... 8

III.3. Contraintes ............................................................................................................. 8

III.4. Structure gnrale du systme ............................................................................... 9

IV. Chronogramme ................................................................................................. 10Conclusion ................................................................................................................................ 10

Chapitre II : Etude pralable ................................................................................................ 11

Introduction .............................................................................................................................. 12

I. Le systme domotique ...................................................................................... 12I.1. Quest ce que la domotique? ................................................................................. 12

I.2. Pourquoi la domotique ? ........................................................................................ 13

I.2.1. Le confort ............................................................................................................ 13

I.2.2. La scurit ........................................................................................................... 13

I.2.3. La gestion dnergie ............................................................................................ 14

II. Le service des messages courts (SMS) ............................................................ 14II.1. Format dun message court ................................................................................... 15

II.2. Caractristiques ..................................................................................................... 16

III. Prsentation dun modem GSM....................................................................... 16III.1. Les commandes Hayes pour modem (Commandes AT) .................................... 17

III.1.1. Principes gnraux ............................................................................................ 18

III.1.2. Fonctionnement ................................................................................................ 18

III.1.3. Commandes ddis au service SMS ................................................................. 19


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III.1.4. Interface modem GSM ..................................................................................... 20

IV. Prsentation du Microcontrleur ...................................................................... 20IV.1. Caractristiquesprincipales dun microcontrleur............................................. 21

IV.1.1. Les avantages dun microcontrleur ............................................................... 21

IV.1.2. Contenu dun microcontrleur ........................................................................ 21

IV.2. Le PIC ................................................................................................................. 21

IV.2.1. Dfinition ......................................................................................................... 22

IV.2.2. Architecture ...................................................................................................... 22

IV.2.3. Identification des PICs ..................................................................................... 22

IV.2.4. Organisation dun PIC...................................................................................... 23

IV.3. Le microcontrleur PIC 16F877 .................................................................. 24

IV.3.1. Dsignation ....................................................................................................... 24

IV.3.2. Caractristiques ................................................................................................ 25

IV.3.3. Mmoires du PIC 16F877 ................................................................................ 26

IV.3.3.1. Mmoire vive RAM ...................................................................................... 26

IV.3.3.2. Mmoire morte FLASH ................................................................................ 26

IV.3.3.3. Mmoire EEPROM ....................................................................................... 26

IV.3.4. Brochage ........................................................................................................... 26

IV.3.4.1. Ports dentre/sortie....................................................................................... 27

IV.3.4.2. Interruption RB0/INT .................................................................................... 28

IV.3.5. Module de commande ...................................................................................... 28

IV.3.5.1. Relation entre (PIC, Sorties numriques) ...................................................... 28

IV.3.5.2. Module de contrle dtat............................................................................. 29

IV.3.5.3. Module de mesure de tension ........................................................................ 30

IV.3.5.5. La liaison RS232 ........................................................................................... 31

IV.3.5.5. Prsentation du MAX232 .............................................................................. 31

IV.3.2. Le QUARTZ .................................................................................................... 33

Conclusion ................................................................................................................................ 33

Chapitre III : Etude conceptuelle ......................................................................................... 34

Introduction .............................................................................................................................. 35

I. Les besoins fonctionnels................................................................................... 35I.1. Authentification ...................................................................................................... 35

I.2. Administration ........................................................................................................ 35


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II. Conception du systme ................................................................................... 36

II.1. Mthodes de conception ....................................................................................... 36

II.1.1. Mthodes fonctionnelles .................................................................................... 36

II.1.2. Mthodes orientes objets .................................................................................. 36

II.2. Conception de lapplication.................................................................................. 36

II.2.1. Choix du modle de conception ......................................................................... 37

II.2.2. Langage UML .................................................................................................... 37

II.2.2.1. Diagrammes de cas dutilisation..................................................................... 38

II.2.2.2. Diagrammes de classe ..................................................................................... 39

II.2.2.3. Diagrammes de squences .............................................................................. 39

II.2.3. Conception de notre application ........................................................................ 39

II.2.3.1. Reprsentation des diagrammes de cas dutilisation...................................... 39

II.2.3.2. Reprsentation des diagrammes de squences ............................................... 42

II.2.3.3. Reprsentation du diagramme de navigation .................................................. 45

Conclusion ................................................................................................................................ 47

Chapitre IV : Implmentation de lapplication Smart House ............................................. 48

Introduction .............................................................................................................................. 49

I. Environnement logiciel .................................................................................... 49I.1. Choix du langage Java ........................................................................................... 49

I.1.1. Java 2 Micro Edition ........................................................................................... 49

I.1.1.1. Larchitecture J2ME........................................................................................ 50

I.1.1.2. Les configurations et les profils ....................................................................... 50

I.1.2. Netbeans .............................................................................................................. 52

I.2. ISIS ......................................................................................................................... 52

I.3. ARES...................................................................................................................... 52

I.4. PIC C Compiler ...................................................................................................... 53

I.5. PICPgm .................................................................................................................. 53

II. Implmentation ................................................................................................. 54

II.1. Ralisation de la carte lectronique ...................................................................... 54

II.1.1. Schma fonctionnel de la carte .......................................................................... 54

II.1.2. Simulation de la carte ........................................................................................ 57

II.1.3. Routage de la carte ............................................................................................. 58

II.1.4. Programmateur du PIC ...................................................................................... 59


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II.2. Ralisation de lapplication mobile...................................................................... 60

II.2.1. Programmation dune classe MIDlet................................................................. 60

II.2.2. Prsentation des interfaces de lapplication mobile........................................... 62

II. Tests et Rsultats .............................................................................................. 65Conclusion Gnrale .............................................................................................................. 67

Bibliographie & Neto graphie .................................................................................................. 68

Liste des Acronymes ................................................................................................................ 70

Annexes .................................................................................................................................... 72


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Liste des figures

Figure 1.1: Camra de vido de surveillance ............................................................................ 6

Figure 1.2: Structure gnrale du Systme Smart House .................................................... 9

Figure 2.1: Format dun message court................................................................................... 15

Figure 2.2: Carte PC Card / PCMCIA Card ............................................................................ 17

Figure 2.3: Modem GSM ........................................................................................................ 17

Figure 2.4: Schma du fonctionnement des commandes AT .................................................. 18Figure 2.5: Communication en Usart Terminal ...................................................................... 20

Figure 2.6: Le Microcontrleur PIC16F877-20 ...................................................................... 24

Figure 2.7: Structure interne du PIC ....................................................................................... 25

Figure 2.8: Brochage du Microcontrleur PIC 16F877 .......................................................... 27

Figure 2.9: Relation entre (PIC, Sorties Numriques) ............................................................ 28

Figure 2.10: Commande de sortie numrique ......................................................................... 28

Figure 2.11: Schma interne de relais ..................................................................................... 29

Figure 2.12: Relation entre (PIC, Entres Numriques) ........................................................ 39

Figure 2.13: Relation entre (PIC, Entres Analogiques) ......................................................... 30

Figure 2.14: Diviseur de tension ............................................................................................. 30

Figure 2.15: Cble RS232 ....................................................................................................... 31

Figure 2.16: Structure interne et externe de MAX232 ............................................................ 32

Figure 2.17: Liaison RS232 entre lordinateur et la carte....................................................... 32

Figure 2.18: Schma de QUARTZ .......................................................................................... 33

Figure 3.1: Diagramme de cas dutilisation gnral de notre systme domotique ................. 40

Figure 3.2: Diagramme de cas dutilisation dtaill de notre systme domotique ................. 41

Figure 3.3: Diagramme de cas dutilisation de Piloter les diffrents quipements

lectriques ............................................................................................................................... 42


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Figure 3.4: Diagramme de squence Demande daccs laplateforme domotique ......... 43

Figure 3.5: Diagramme de squence Activer un quipement lectrique .......................... 44

Figure 3.6: Diagramme de squence Consulter ltat dun quipement lectrique .......... 45

Figure 3.7: Diagramme de navigation de lapplication mobile de notre systme ................... 46

Figure 4.1 : Architecture de la plateforme J2ME ................................................................... 49

Figure 4.2: Schma fonctionnel de la carte ............................................................................. 54

Figure 4.3 : Schma du bloc .................................................................................................... 55

Figure 4.4: schma de simulation de la carte lectronique en ISIS ........................................ 56

Figure 4.5 : schma de routage de la carte sur ARES ............................................................. 57

Figure 4.6: Schma de la carte en 3D...................................................................................... 58

Figure 4.7: Programmateur de PIC ......................................................................................... 59

Figure 4.8: Cycle de vie dun MIDlet ............................................................................... 61

Figure 4.9: La page daccueil de Smart House ................................................................. 61

Figure 4.10: Interface dauthentification................................................................................. 61

Figure 4.11: Interface de la liste des quipements lectriques ................................................ 62

Figure 4.12:Interface de lquipement Climatiseurs.......................................................... 62Figure 4.13: Interface pour activer le climatiseur du Salon .................................................... 62

Figure 4.14: Interface de lquipement Portes...................................................................... 63

Figure 4.15: Interface pour ouvrir la porte principale ............................................................. 63

Figure 4.16: Interface de lquipement Fentres.................................................................. 63

Figure 4.17: Interface de lquipement Eclairage................................................................ 63

Figure 4.18: Interface de lquipement Arrosage................................................................. 64

Figure 4.19: Interface de lquipement Systme Alarme..................................................... 64


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Figure 4.20: Notre carte lectronique................................................................................... 65


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Introduction Gnrale

1

Introduction Gnrale

Avec la diversit des moyens de communication humaine, les technologies de

linformation et des tlcommunications sont devenues une condition suffisante pour assurer

une communication illimite avec tous les habitants de la plante. Nous pouvons alors nous

demander quelle sera la prochaine tape ?

La communication homme-machine ou machine-machine peut tre considre comme

tant un nouveau type de dialogue possible. En effet, depuis une dizaine d'annes les appareilsdeviennent intelligents, agissent selon le profil des utilisateurs et sont capables de prendre des

dcisions de manire autonome.

En pensant la technologie de tlcommunication GSM, il nous vient immdiatement

lesprit la communication vocale, lenvoi et la rception des SMS et des MMS, linternet

mobile, et tous ce qui fonctionne en utilisant cette technologie moderne introduite dans notre

vie quotidienne.

Nous pouvons donc imaginer, en se servant de ces services fournis travers la

technologie GSM, que la maison communicante fera partie de notre futur. Qui ne voudrait pas

d'une maison qui prend en charge les tches domestiques, qui assure ses occupants plus de

confort, de scurit et de bien-tre, qui leur facilite la vie et rpond leurs besoins et dsirs

avant mme qu'ils aient t formuls ? Tout ceci est du domaine de la domotique. Par

domotique, il est possible de contrler et de commander des systmes distance en ayant

recours au rseau GSM. Des applications peuvent tre utilises dans divers domaines comme

le contrle et la commande distance des machines, des systmes dalarme et de surveillance,de commander des portes et des fentres ou dallumer des lampes

Cest dans ce cadreque se situe notre projet de fin dtudes intitul Mise en place

dune plateforme de tlcommande des quipements lectriques distance Smart House .

Ce projet a pour objectif de dvelopper un systme ou une plateforme daide

ladministration des quipements domestiques. Ce systme permet le pilotage et la

surveillance des diffrents dispositifs disponibles dans la maison ainsi que la description des

services fournis et les actions quon peut les invoquer.


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Introduction Gnrale

2

Pour se faire, nous avons divis le travail en quatre parties. Premirement, nous avons

commenc par une prsentation gnrale de notre projet dans laquelle nous allons prsenter la

socit daccueil, le cadre de projet et les objectifs raliser. Ensuite, dans le deuxime

chapitre, nous avons fait une tude dtaille sur la domotique, le service des messages courts

et le modem GSM. Le troisime chapitre est la reprsentation des besoins et des exigences qui

ont incit au dveloppement de cette application ainsi que la conception que nous avons

adopt pour sa ralisation. La ralisation de notre application sera prsente, dans le

quatrime chapitre, dans lequel nous prsenterons lenvironnement de dveloppement et les

divers composants implments dans larchitecture de notre systme.

Nous finirons ce rapport par une conclusion gnrale rcapitulative des diffrentes

phases de notre travail, signalant les cts bnfiques du projet et nonant les perspectives du

travail labor.


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Chapitre I Prsentation gnrale

4

Prsentation Gnrale

I ntroduction :

Lobjectif de ce chapitre introductif est de mettre notre travail dans son contexte

gnral. Tout dabord, nous commenons par faire une prsentation succincte du sujet en

dtaillant son cadre et ses fonctionnalits. Ensuite, nous prsentons lorganisme dac cueil.

Enfin, nous dtaillons le cahier des charges propos et le chronogramme suivi tout au long de

la ralisation de ce projet.

I . Cadre du projet :Notre projet Smart House a t ralis dans le but de rpondre un ensemble de

besoins qui spcifient prcisment les services demands et attendus par lutilisateur. Ces

services, qui sont regroups sous le terme "domotique", concernent principalement le confort

(commande distance d'appareils ou quipements,..), la scurit (protection contre les

intrusions, dtection d'incendie, l'conomie d'nergie (gestion du climatiseur, dclairage..).

En effet, notre systme permet de piloter de faon simple et confortable lensemble de

quipements lectriques notamment lclairage, les climatiseurs, les ouvrants, larrosage et le

systme alarme.

De plus lutilisateur a besoin dun tel systme de pilotage, lorsquil est engag dans son

travail. Par exemple, lorsquil part le matin de son logement, il peut oublier de dsactiver le

climatiseur ou douvrir les fentres. En outre, lorsque lutilisateur sort en dplacement

inattendu, il peut oublier aussi dactiver le systme alarme et il ne peut pas faire larrosage.

Donc, le but de notre application est de surmonter ces problmes en offrant le service

Smart House avec lequel il peut par une simple application de son tlphone portable

commander les quipements lectriques de son domicile distance.


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5

Dans le cadre du projet de fin dtudenous nous proposons de raliser une carte

lectronique de commande connecte via un port srie RS232 avec un modem GSM, ainsi une

application tlphonique permettant le contrle et la commande des quipements lectriques

distance.

Lutilisation de cette carte est facile dont lutilisateur pourra, laide de son tlphone

portable, commander, contrler ou surveiller des quipements lectriques, travers une

application installe sur le mobile permettant lenvoie dun simple SMS cod qui contient une

information ou un ordre, ou bien la rception dun message de compte rendu qui lui informe

sur ltat rcent du systme surveill.

II. Prsentation de la socit daccueil:Notre projet de fin dtudes a t effectu au sein de lentreprise Tunisie Cartes

qui se situe Ariana.

Tunisie cartes, est une socit de mise en place des systmes de scurit domicile et

de go-localisation distribuant et installant un concept innovant dans le domaine des nouvelles

technologies en matire de scurit. Ainsi elle rassemble de nombreux savoir-faire en matire

de scurit, protection, conception, installation, maintenance et dpannage. Aprs une tude

sur place ou sur plan, Tunisie cartes proposera des solutions adaptes aux besoins des clients.

Elle utilise une large gamme de matriel de scurit de marques reconnues pour leur

fiabilit en dtection (vol, intrusion, incendie), automatisme de portails, surveillance vido,

sonorisation.

Tunisie cartes offre aussi des solutions de gestions de scurit domicile a distance a

travers plusieurs produits innovants qui offrent plusieurs avantages telles que :

VIDEO SURVEILLANCE A DISTANCE:- Depuis n'importe quel PC dans le monde, visualisez en direct vos tablissements par

Internet, et consultez les films enregistrs. Aucun besoin de logiciel particulier, de licence

coteuse, ou d'abonnement.

- Avec un simple tlphone 3G, sans PC, gardez le contact visuel avec votre entreprise.


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- Recevez un email ou un SMS d'alerte en cas d'intrusion. La vido surveillance vous vitera

souvent de vous dplace.

CAMERAS DE VIDEO SURVEILLANCE :En fonction du site et des besoins des clients, Tunisie carte quipe les locaux de camras de

surveillance, ou utilise celles existantes. Sa large gamme permet de couvrir chaque situation

(contre-jour, obscurit, extrieurs, camras pilotables, anti vandale, Infra rouge...)

A DISTANCE

A distance depuis un PC connect Internet ou depuis un tlphone 3G, vous visualisez votre

entreprise en direct et consultez les enregistrements de vidosurveillance.

F igure 1.1: Camra de vido de sur veil lance


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III. Cahi er de charge propos:La ralisation du systme va consister mettre en uvre un microcontrleur PIC,

interfac avec le modem GSM, et pilotant une sortie de commande de puissance tout-ou-rien

(type relais lectromcanique).

Afin de le concrtiser on va passer par les tapes suivantes :

Etude sur le modem GSM et le microcontrleur PIC. Conception du systme. Ralisation de lapplication. Test du fonctionnement de lapplication.

I I I .1. Contexte :Avec le dveloppement des quipements lectriques du logement, un nombre de plus en

plus grand des systmes lectriques permettent de piloter de faon simple et confortable

lensemble de ces quipements notamment lclairage, les climatiseurs, les ouvrants ,

larrosage et le systme alarme. On appelle ces systmes la domotique .

Cest dans ce contexte que se droule notre projet de fin dtude Smart House qui

consiste mettre en place une plateforme de tlcommande des quipements lectriques

distance en utilisant un modem GSM pour lenvoi et la rception des SMS partir dune

application installe sur tlphone portable.

En effet, le systme doit permettre lutilisateur la commande et le contrle des

quipements lectriques (Climatiseur, clairage, systme alarme), la surveillance distance

en rcuprant tout instant ltat de son systme via lenvoi dun SMS.

Notre systme lectronique est compos dune carte dinterface et un modem GSM. La

liaison entre ces deux quipements se fait travers une communication srie RS232.


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I I I .2. Les objecti fs raliser dans notr e projet :

Notre projet de fin dtudes a pour objectifs de:

Prsenter une large ide sur le service SMS et ses diffrents composants pour passeren deuxime lieu prsenter lentit intervenante dans la transmission de donnes qui

est le modem GSM avec toutes ses particularits.

Dvelopper une application mobile cre en J2ME (Java 2 Micro Edition) afin depiloter notre systme. Cette application constitue dune interface affichant les

quipements lectriques suivants :

Les climatiseurs Les portes : La porte principale et la porte garage Les Fentres Larrosage Le systme alarme Lclairage

Prsenter une large ide sur le Microcontrleur PIC 16F877-20 qui est le cur de lacarte lectronique afin de bien expliquer sa construction dans le chapitre de

ralisation.

I I I .3. Contraintes :

Ce projet de fin dtudes est raliser durant une priode de quatre mois. Au bout de

laquelle un rapport bien rdig ainsi quune application rpondant aux diffrents besoins qui

seront prsents dans la partie Spcification fonctionnelle et non fonctionnelle du rapport.


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I I I .4. Str ucture gnrale du systme :

F igure 1.2: Structure gnrale du Systme Smart H ouse

Le fonctionnement du systme est simple, il sufft de piloter laide dune application

installe sur le tlphone portable, qui envoi un SMS crypt contenant la tche effectuer

vers le modem GSM pour commander ou contrler les entrs ou les sorties, en ca s dune

erreur le modem GSM nous envoie un SMS derreur.

Il existe deux mthodes denvoie et de rception des SMS (Short Message Service). Soit

en utilisant le mode texte, soit en utilisant le mode PDU (Protocol Description Unit). Nous

avons opt, pour notre application, pour le premier mode du fait quil est plus simple

utiliser. Le mode texte se base sur les commandes AT. Donc avec ces commandes, on peut

lire, envoyer, effacer et recevoir des SMS en mode texte.


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I V. Chronogramme :Pour la ralisation de notre projet de fin dtudes, il nous a t ncessaire de suivre une

dmarche bien dtermine. Le chronogramme ci-dessous donne une ide approximative sur le

droulement de ce projet.

Tableau 1: Chr onogramme suivi pour la rdaction du rapport

Tche

2011

Fvrier Mars Avril Mai Juin

1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4

Cahier des charges

Etude pralable

Conception

Ralisation & Tests

Rdaction de Rapport

Conclusion :

Tout au long de ce chapitre, nous avons pu situer le cadre gnral de notre projet de fin

dtudes, savoir la prsentation des ses objectifs, la socit daccueil, le cahier des charges

propos ainsi que le chronogramme suivi pour la ralisation des diffrentes tapes du projet.

Dans le chapitre suivant, nous donnerons une ide sur le systme domotique , une

prsentation sur le modem GSM et ses diffrents composants ainsi que la carte lectronique.


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Chapitre II Etude Pralable

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Chapitre II

Etude pralable

La domotique Le service des messages courts SMS Prsentation du modem GSM Prsentation du Microcontrleur


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Etude pralable

I ntroduction :

La ralisation de notre projet ncessite une tude approfondie sur certaines notions qui

touchent non seulement le cadre gnral du projet, mais aussi son implmentation. Pour bien

assimiler ces diffrentes notions, nous dtaillons, dans un premier lieu, la dfinition de ladomotique ainsi que ses avantages. Ensuite, nous prsenterons les mthodes denvoi et de

rception des messages SMS et lentit intervenante dans la transmission de donnes qui est le

modem GSM avec toutes ses particularits. Nous terminerons ce chapitre avec une

prsentation dtaille sur le microcontrleur.

I . Le systme domotique :Avec le dveloppement des quipements lectriques du logement, un nombre de plus en

plus grand des systmes lectriques permettent de piloter de faon simple et confortable

lensemble de ces quipements notamment lclairage, le climatiseur, les ouvrants, larrosage

et le systme alarme. On appelle ces systmes la domotique .

Les progrs technologiques, notamment de l'informatique, de la tlcommunication et de

l'lectronique ont permis le dveloppement de systmes de transmission, des commandes

distance et favoris l'closion d'une offre abondante de nouveaux services pour les occupants

des logements.I.1. Quest ce que la domotique?

La domotique rassemble les technologies de l'informatique, des tlcommunications

l'lectronique et de utilises dans les domiciles. Elle vise assurer des fonctions de scurit,

de confort, de gestion d'nergie et de communications. Les appareils de la maison sont

intgrs au sein des systmes qui doivent communiquer entre eux afin de grer des

automatismes[1].


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actions peuvent se faire selon un choix particulier, selon une dure ou un nombre de

dtections ou bien directement par tlphone ou par un ordinateur distance.

Ces actions peuvent tre aussi diverses que [3]:

Enclenchement de certaines lumires intrieurs pour simuler une prsence (descentaines de combinaisons alatoires sont possibles)

Enclenchement dun signal acoustique destin dcourager les visiteurs Cration et envois dun SMS sur votre portable Composition dun numro de tlphone afin dactiver un service de scurit

I .2.3. La gestion dnergie:

Un systme domotique peut diminuer de 40% 70% la facture d'nergie du domicile sans

toucher au confort de vie. La domotique va influencer la dpense d'nergie sur deux

lments :

La suppression de la consommation lectrique inutile : L'conomie d'nergie, c'estavant tout supprimer une nergie dpense alors qu'elle n'est pas utilise.En effet,le

gaspillage d'nergie peut tre limit avec des produits domotiques afin de ne pas avoir

de lampe oublie la cave pendant plusieurs jours, un clairage surdimensionn ou

une lampe allume en plein jour.

La distribution de chaleur dans les pices : Une rgulation intelligente de lnergiedans les pices est essentielle, non seulement pour les factures dnergie, mais aussi

pour le confort de vie. Le rglage des tempratures est simple et visuel, chaque pice

peut bnficier dun rglage qui lui est propre (absence/prsence, jour/nuit) et une

commande distance par tlphone est possible afin de mettre la maison sur confort

ou bien conomie lors de l'absence des habitants.

I I . Le service des messages courts (SMS) :Le service des messages courts (SMS) consiste mettre et recevoir des messages

alphanumriques avec uniquement un terminal mobile (portable GSM).

Les messages courts SMS sont spcifis par lETSI. Il y a deux faons de transmettre un

message SMS, soit en mode PDU (Protocol Description Unit) soit en mode TEXT. Le mode

TEXT, non support par la plupart des tlphones portables et les modules GSM, permet

denvoyer des SMS sans codage pralable ltape de numrisation. Par contre, en mode


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PDU, qui est le mode de base, le message envoyer est codifi en une suite de caractres

hexadcimaux avant de le transformer en un train binaire dans le but daugmenter le nombre

de caractres quun SMS peut comporter. Diffrents types de codage sont utiliss pour passer

du mode PDU en mode TEXT. Le plus rpondu est celui nomm 7-bits GSM alphabet quioffre le maximum de caractres envoyer (160 caractres). Pour ce type de codages chaque

caractre est code sur sept bits.

II.1. Format dun message court:

Un message court est compos de 160 caractres cods au maximum par lASCII 7

bits, issus de la couche applicative SM-AL (Short Message Application Layer). Son format

est dfini par la recommandation ETSI 3.40 de GSM et un en-tte doit tre ajout pour

prciser ladresse de destination du message court. La couche SM-TL (Short Message

Application Layer) pourra alors le transporter. Le format dun message court est prsent par

la figure suivante :

UDHL

Identifiant

Longueur de donnesPort de destination

Port dorigine

Identifiant

Longueur de donnes

Identifiant de message

Nombre total de SMS concatns

SMS courantDonnes

TP-UD = 140 octets

F igure 2.1: Format dun messagecour t


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I .2. Caractristiques :

Le service SMS connat, de nos jours, un succs considrable. Ce succs dmontre

lintrt particulier que les consommateurs lui prtent et ce en adoptant spontanment ce

mdia. Ceux-ci en ont fait un vritable phnomne de socit disposant par exemple de son

propre vocabulaire. Ce sont aujourdhui plus de 15 milliards des SMS qui sont changs

chaque mois dans le monde. Parmi les caractristiques du SMS, on peut citer :

Au point de vue technique : ce service utilise le canal de signalisation SS7(Signalisation Smaphore n7) qui permet de vhiculer les donnes de contrle et qui

est parallle au canal des donnes sur lequel circulent les communications vocales. Ce

canal de signalisation offre des capacits suffisantes pour permettre lacheminement

de mini messages texte pour les abonnes. Toutefois, cette capacit excdentaire est

limite 128 octets.

Au point de vue conomique :eux-mmes surpris par le succs dun produit dont lisnavaient pas dans un premier temps spcifiquement assur la promotion. Le SMS est

aujourdhui une source importante de revenus pour les oprateurs.

I I I . Prsentation dun modem GSM:Un modem GSM est un modem sans fil qui fonctionne avec un rseau GSM. Il se

comporte comme nimporte quel modem. La principale diffrence entre les deux modems

tant que le modem envoie et reoit les donnes par lintermdiaire dune ligne tlphonique

fixe alors que le modem GSM envoie et reoit les donnes par lintermdiaire des ondes

radio.

Un modem GSM peut tre un appareil externe ou une carte PC Card / PCMCIA Card. Eneffet, un modem GSM externe est gnralement connect un ordinateur via un cble srie ou

un cble USB. Il peut se prsenter aussi sous la forme dune carte PC Card / PCMCIACard

conue pour tre utilise avec un ordinateur portable.

Comme un tlphone mobile GSM, le modem GSM ncessite une carte SIM dun

oprateur GSM afin dassurer son fonctionnement. Comme il a t mentionn dans les

sections prcdentes, les ordinateurs utilisent des commandes AT pour contrler les modems.


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Les deux modems GSM et Dial-up ont en commun un ensemble de commandes AT standard.

On peut donc utiliser un modem GSM comme un modem dial-up.

Outre les commandes AT standard, les modems GSM soutiennent une longue srie de

commandes AT lesquelles sont dfinies dans les normes GSM. Avec ltendue commandes

AT, on peut raliser des fonctions telles que :

La lecture, lcriture et la suppression des SMS. Lenvoi des SMS. Le suivi de la puissance du signal. Le contrle de ltat et le niveau de la charge de la batterie. La lecture, lcriture et la recherche des entres du rpertoire.

Le nombre des messages SMS peuvent tre traits par un modem GSM la minute est trs

faible (environ six dix SMS par minute).

F igur e 2.2: carte PC Card / PCMCIA Card F igur e 2.3: Modem GSM

I I I .1. Les commandes Hayes pour modem (Commandes AT) :

Durant plusieurs annes, les modems Hayes ont t un standard. Mais comme le champ

des fabricants de modems a augment, beaucoup ont adhr, plus ou moins, au standard

Hayes. Ce qui suit est une liste partielle de lensemble de commandes Hayes qui sont appeles

les commandes AT .Pour la manipulation dun modem GSM, nous avons besoin dutiliser

un ensemble de commandes Hayes. [4]


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Le caractre ? est souvent remplac par un chiffre ou par un nombre selon lutilisation.

I I I .2. I nterfaage modem GSM :

Pour communiquer avec le GSM, on utilise le port COM (1 ou 2) du PC. Ds que ce

dernier est ouvert, on peut interroger facilement le modem du GSM en utilisant les

commandes AT et connaitre presque tous les informations et de transfrer des donnes.

On interroge le modem GSM par la commande AT+CGMM pour lidentification

du modle, la commande AT+CGMI pour lidentification du constructeur et la commande

AT+CGMR pour connaitre le numro de srie du tlphone.

Figur e 2.5: communi cation en Usart Terminal

I V. Prsentati on du microcontrleur :Un microcontrleur est un circuit central de systmes lectroniques intgrant un

microprocesseur et des fonctions supplmentaires (mmoire, mmoire non-volatile, Interfaces

analogiques). [6]


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I V.1. Caractristiques principales dun microcontrleur:

Le microcontrleur possde plusieurs caractristiques notamment :

De nombreux priphriques dE/S. Une mmoire de programme. Une mmoire vive (en gnral de type SRAM). ventuellement une mmoire EEPROM destine la sauvegarde par programme des

donnes la coupure de lalimentation.

Un processeur 8 ou 16 bits. Faible consommation lectrique.

IV.1.1. Les avantages dun microcontrleur:

Lutilisation des microcontrleurs pour les circuits programmables plusieurs points

forts est bien relle. Il suffit pour sen persuader, dexaminer la spectaculaire volution de

loffre des fabricants des circuits intgrs en ce domaine depuis quelques annes. En effet, le

microcontrleur est moins cher que les autres composants quil remplace. Dune autre part, le

microcontrleur diminue les cots de main duvre.

IV.1.2. Contenu dun microcontrleur:

Un circuit microcontrleur doit contenir dans un seul botier tous les lments de base

quon verra par la suite. En effet, pour lanalyse des divers systmes raliss avant

lavnement des microcontrleurs, les fabricants des circuits intgrs ont affin un peu la

dfinition de ce quil fallait intgrer pour arriver un schma type analogue.

I V.2. Le PIC :

Les microcontrleurs PIC (ou PICmicro dans la terminologie du fabricant) forment une

famille de microcontrleurs de la socit Microchip. Ces microcontrleurs sont drivs du

PIC1650 dvelopp l'origine par la division microlectronique de General Instruments.

Le nom PIC n'est pas officiellement un acronyme, bien que la traduction en Peripheral

Interface Controller (contrleur d'interface priphrique) soit gnralement admise.

Cependant, l'poque du dveloppement du PIC1650 par General Instruments, PIC tait un

acronyme de Programmable Intelligent Computer ou Programmable Integrated Circuit .


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IV.2.1. Dfinition:

Les PIC intgrent une mmoire de programme, une mmoire de donnes, des ports

d'entre-sortie (numriques, analogiques, MLI, UART, bus IC, etc.), et mme une horloge,

bien que des bases de temps externes puissent tre employes. Certains modles disposent deport et units de traitement de l'USB.

Les Pics sont trs performants de par leur vitesse d'excution, et peu couteux, les

microcontrleurs PIC se sont imposs avec succs depuis une dizaine d'annes et se retrouvent

aujourd'hui dans de nombreux appareils trs divers (programmateurs domestiques ou

d'appareils lectromnager; Tlcommande; thermostats lectroniques...).

IV.2.2. Architecture :

Les PIC se conforment l'architecture Harvard : ils possdent une mmoire de

programme et une mmoire de donnes spares. La plupart des instructions occupent un mot

de la mmoire de programme. La taille de ces mots dpend du modle de PIC, tandis que la

mmoire de donnes est organise en octets.

Les PIC sont des processeurs dits RISC, c'est--dire processeur jeu dinstruction

rduit. Plus le nombre dinstructions est rduit, plus le dcodage est rapide, et plus lecomposant fonctionne vite. Cependant, il faut plus d'instructions pour raliser une opration

complexe.

Un cycle d'instruction d'un PIC dure 4 temps d'horloge. La plupart des instructions

durent un cycle, sauf les sauts qui durent deux cycles. On atteint donc des vitesses leves.

Avec un quartz de 4 MHz (ou l'horloge interne), on obtient donc 1 000 000 de

cycles/seconde, or, comme le PIC excute pratiquement 1 instruction par cycle, hormis les

sauts, cela donne une puissance de lordre de 1MIPS (1 million d'instructions par seconde).

Les PIC peuvent tre cadencs 20 MHz (srie PIC16), 40 MHz (srie PIC18), et

48 MHz (exemple : PIC18F2550 PIC avec USB) et 64 MHz (exemple : PIC18F25K20

PIC en 3,3 V).

IV.2.3. Identification des Pics :

Nous prsenterons les mthodes utilises pour identifier les rfrences des circuits pic,

ce qui nous renseigne dj sur un certain nombre de paramtres importants.


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Une rfrence de microcontrleur Micro chip est toujours de cette forme: xx (L)

XXyyzz Expliqu dans le tableau suivant :

Tableau 3: I dentif ication du PIC

XX FAMILLE DE COMPOSANTE (12-14-16-17-18)

L Tolrance plus importante de la plage detension

XX : Type de mmoire de programme C - EPROM or EEPROM

CR - PROM

F - FLASH

yy Identification : type (84, 877)

Zz Vitesse maximum du quartz

IV.2.4. Organisation dun PIC:

Un microcontrleur se prsente sous la forme d'un circuit intgr runissant tous leslments d'une structure base de microprocesseur.

Voici gnralement ce que l'on trouve l'intrieur d'un tel composant:

Un microprocesseur (C.P.U.). Une mmoire de donne (RAM et EEPROM). Une mmoire programme (ROM, OTPROM, UVPROM ou EEPROM). Des interfaces parallles pour la connexion des entres / sorties. Des interfaces sries (synchrone ou asynchrone) pour le dialogue avec d'autres units. Des timers pour gnrer ou mesurer des signaux avec une grande prcision temporelle. Des convertisseurs analogique / numrique pour le traitement des signaux.


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I V.3. Le microcontrleur PIC 16F877:

Nous allons maintenant sintresser la structure interne du PIC 16F877, avec lequel

nous avons ralis notre projet de fin dtudes. Ce 16F877 est un microcontrleur de

MICROCHIP, fait partie intgrante de la famille des Mid-Range (16) dont la mmoire

programme est de type flash (F). (Voir figure 2.6)

F igur e 2.6: Le M icrocontrleur PI C16F877-20

IV.3.1. Dsignation :

PIC 16 F 87720

Le numro 16 signifie qu'il fait partie de la famille "MID-RANGE". C'est un

microcontrleur de la famille 8 bits. Cela veut dire que l'ALU (Arithmetic and Logique Unit

ou Unit Arithmtique et Logique en franais) traite naturellement des mots de 8 bits

maximum.

La lettre F indique que la mmoire programme de ce PIC est de type "Flash". Chaque

ligne de mmoire est un mot de 14 bits.

Les trois derniers chiffres permettent d'identifier prcisment le PIC, ici c'est un PIC de type

877.

La rfrence 16F877 peut avoir un suffixe du type "-XX" dans lequel XX reprsente la

frquence d'horloge maximale que le PIC peut recevoir. [7]

16 indique la famille

Mind-Range

Frquence dhorloge

de 20MHzIdentitMmoire utilise

de type FLASH


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IV.3.2. Caractristiques :

Les principales caractristiques de ce microcontrleur sont [8]:

Frquence fonctionnement leve, jusqu 20 MHz Une mmoire morte de type FLASH de 8 kmots (1mot = 14 bits), elle est

rinscriptible volont.368 octets de RAM

Une mmoire EEPROM pour sauver des paramtres de 256 octets. Une mmoire vive de 368 octets. 32 Entres et Sorties bidirectionnelles. 8 convertisseurs A/N 10 bits Liaison SSP Bus I2C 3 Temporisateurs : TIMER0 (8 bits avec pr diviseur), TIMER1 (16 bits avec pr

diviseur avec possibilit dutiliser une horloge externe rseau RC ou QUARTZ) et

TIMER2 (8bits avec pr diviseur et post diviseur).

Une tension d'alimentation entre 2 et 5,5 V.

Figur e 2.7: Structure in terne du PIC


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IV.3.3. Mmoires du PIC 16F877 :

Le PIC 16F877 dispose de trois types de mmoires :

IV.3.3.1.Mmoire vive RAM :

Cest de la mmoire daccs rapide, mais labile (c'est--dire quelle sefface

lorsquelle nest plus sous tension); cette mmoire contienne les registres de configuration du

PIC ainsi que les diffrents registres de donnes. Elle comporte galement les variables

utilises par le programme.

IV.3.3.2. Mmoire morte FLASH :

Cest la mmoire programme proprement dite. Chaque case mmoire unitaire fait 14

bits. La mmoire FLASH est un type de mmoire stable, rinscriptible volont. Cette

mmoire qui a fait le succs de microprocesseur PIC. Dans le cas du16F877, cette mmoire

FLASH fait 8 Kmots. Lorsque lon programme en assembleur, on crit le programme

directement dans cette mmoire.

III.3.3.3. Mmoire EEPROM :

Elle est de 256 octets, lectriquement effaable, rinscriptible et stable. Ce type de

mmoire est daccs plus lent, elle est utilise pour sauver des paramtres. Ladresse relative

de laccs EEPROM est comprise entre 0000 et 00ff, ce qui nous permet dutiliser quun

registre de huit bits pour dfinir cette adresse.

IV.3.4. Brochage :

Le botier du PIC 16F877 dcrit par la figure 2.8 comprend 40 pins : 33 pins

dentres/sorties, 4 pins pour lalimentation, 2 pins pour loscillateur et un pin pour le reset

(MCLR).

La broche MCLR sert initialiser le microcontrleur en cas de la mise sous tension, de

remise zro externe, de chien de garde et en cas de la baisse de tension dalimentation. Les

broches VDD (broches 11 et 32) et VSS (broches 12 et 31) servent alimenter le PIC.


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Figur e 2.8 Brochage du M icrocontrleur PIC 16F877

Les courants vhiculs dans le PIC sont loin dtre ngligeables du fait des

nombreuses entres/sorties disponibles.

IV.3.4.1. Ports dentre/sortie :

Les Pics 16F877 contiennent les 5 ports suivants :

Port A : 6 pins I/O numrotes de RA0 RA5. Port B : 8 pins I/O numrotes de RB0 RB7. Port C : 8 pins I/O numrotes de RC0 RC7. Port D : 8 pins I/O numrotes de RD0 RD7. Port E : 3 pins I/O numrotes de RE0 RE2.Tous ces ports se trouvent dans la banque 0, mais tous leurs registres se trouvent dans la

banque 1, pour dterminer les modes des ports (I/O), il faut slectionner leurs registres

TRISX:

Le positionnement dun bit 1 place le pin en entre. Le positionnement de ce bit 0 place le pin en sortie.


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IV.3.4.2. Interruption RB0/INT :

Cette broche a une double fonction. En faite, elle peut tre utilise comme une broche

standard RB0 ou comme une entre dinterruption INT.

Si cette broche est utilise comme une entre d'interruption externe, elle doit tre

maintenue un niveau haut par l'intermdiaire de rsistances de 10 k pour ne pas dclencher

dinterruptions imprvues, cela permet aussi de relier plusieurs sources d'interruptions sur une

mme ligne.

IV.3.5. Module de commande :

IV.3.5.1. Relation entre (PIC, Sorties Numriques) :

F igur e 2.9: Relation entr e (PIC, Sorties Numriques)

Le PIC reoit une commande numrique sous forme dun mot binaire (0/1) qui dfinit

ltat de systme command partir de PC et lenregistre priodiquement laide dun

langage de programmation.

A laide dun programme mis au point, le PIC va alors modifier ltat de 8 sorties selon lavariation de ces valeurs.

Chaque sortie est commande par un relais 12V, un transistor et une diode.

F igure 2.10: Commande de sortie numrique


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En effet, un relaiest un appareil compos dune bobine (lectroaimant) qui agit sur un

ou plusieurs contacts, lorsquelle est parcouruepar un courant lectrique.

Cest un phnomne lectrique (courant ou tension) qui contrle la commutation On /

Off d'un lment lectrique (relais statique).Comme la commande peut tre ralise sous faible puissance (faible tension, faible courant),

et que la partie coupure peut commuter des puissances importantes, on peut dire que ce

composant est un amplificateur de courant.

Nous prsentons dans la figure suivante, la structure interne dun relais ainsi nous

ferons une tude plus dtaille sur les relais dans lAnnexe B .

F igure 2.11: Schma interne de relais

IV.3.5.2. Module de contrle dtat:

F igure 2.12 : Relation entre (PI C, Entres Numriques)

Le PIC reoit un mot binaire quil donne ltat du systme (0: non active /1 : active) et

lenregistre priodiquement laide dun langage deprogrammation.

I


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V.3.5.3. Module de mesure de tension :

F igure 2.13: Relat ion entr e (PI C, En tres Analogiques)

Le PIC reoit des grandeurs lectriques telles que la tension quon va la mesurer et

lenregistrer dans sa mmoire priodiquement laide dun langage de programmation.

Cette fonction consiste mesurer la tension analogique aux bornes dun systme lectrique.

F igure 2.14: Diviseur de tension

Le microcontrleur mesure des tensions de 5V maximum donc on a utilis la rgle de

diviseur de tension pour diviser la tension 5V.

Quelque soit la tension mesurer on a utilis un potentiomtre pour rgler la tension

mesurer 5V comme montre la figure 2.15.

Choix des rsistances :

Vs=Ve*R2/R1+R2 R2=Vs*R1/Ve-Vs


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IV. 3.5.4. La liaison RS232 :

La liaison RS232 est une liaison srie qui permet de transmettre des informations sans

avoir transmettre l'horloge de synchronisation. Elle utilise des tensions de fonctionnement

non compatibles avec la logique 5V car elle fonctionne sur les niveaux +12V ou -12V. Sonprincipal intrt est un nombre de fils rduit, puisque trois suffisent la transmission

dinformations : un fil pour mettre, un autre pour recevoir et un dernier pour la masse.

Pour notre projet, nous avons d prvoir la connexion du port srie du PC la plaquette grce

une prise DB9.

F igure 2.15: Cble RS232

Le botier ne peut quenvoyer ou recevoir des donnes codes entre 0 et 5V du fait de

lalimentation du PIC et des diffrents composants qui lentourent. Or, comme nous lavons

remarqu la liaison RS232 utilise un codage sur les niveaux +12 et 12V. Il faut donc insrer

un composant nomm MAX232 en amont du connecteur DB9 afin de convertir les signaux en

0-5V.

IV.3.5.5. Prsentation du MAX232 :

Le Max 232 est un standard depuis longtemps, il permet de raliser des liaisons

RS232 et des interfaces de communications, il amplifie et met en forme deux entres et deux

sorties TTL/MOS vers deux entres et deux sorties RS232. [9]

Le MAX232 est un circuit intgr cr par le constructeur MAXIM. Il se prsente

sous la forme dun botier DIL 16 (2* 8 broches) et salimente sous 5V.

Le MAX232 sert dinterface entre une liaison srie TTL dont les niveaux sont 0 et 5V

et une liaison RS232 qui a pour niveaux12V et +12V.


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Nous prsenterons la structure interne et externe ainsi que le brochage dun

MAX232 dans la figure 2.16.

Figure 2.16: Structure in terne et externe de MAX232

Nous pouvons remarquer ci-dessus quil y a deux entres TTL/CMOS ainsi que 2

entres RS232 avec leurs sorties correspondantes.

Dans notre cas il permet de raliser la liaison RS232 entre lordinateur et la carte.

Figur e 2.17: Liaison RS232 entre lordinateur et la carte


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Chapitre III Etude Conceptuelle

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Chapitre III

Etude

Conceptuelle

Les besoins fonctionnels Conception du systme

Mthodes de conception Conception de notre application


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Etude conceptuelle

Introduction

En se basant sur ltude pralable faite prcdemment, nous allons exprimer les

besoins fonctionnels dans une premire partie afin de dterminer les caractristiques que

doivent satisfaire les composants du systme pour aboutir la ralisation de notre projet.

Ensuite, nous allons aborder la partie conception qui prsente ltape la plus importante pour

le dveloppement de nimporte quel projet.

I . Les besoins fonctionnels :La spcification fonctionnelle dcrit les fonctions principales de lapplication cre qui

doivent rpondre nos besoins dgags dans ltude faite prcdemment et sont rsumes ci

dessous:

I .1. Authentif ication :

Les utilisateurs du systme doivent sauthentifier travers un login et un mot de passe,

pour pouvoir accder linterface mobile des services offerts par notre systme domotique.

I .2. Admin istration :

Dans notre projet nous allons dvelopper un systme qui permet dadministrer un

rseau domotique distance par un mobile.

Ladministration distance sera applique aux diffrents quipements lectriques

domotiques et au niveau de la base de donnes. En effet, notre systme devra tre capable:

De visualiser les actions que lutilisateur peut les invoquer. De permettre lutilisateur de consulter les tats des quipements lectriques

distance.

De permettre lutilisateur de piloter les diffrents quipements lectriques distance. De permettre lutilisateur dtre notifi sur les diffrents changements dans son

rseau.


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I I . Conception du systme :Une fois lanalyse des besoins et la spcification des exigences du projet sont

labores, on aborde la partie conception qui constitue la phase la plus importante dans le

cycle de dveloppement dun projet puisquelle permetde traduire lensemble des exigences

exposes en une solution.

Tout dabord, nous donnons une ide sur les mthodes de conceptions utilises dans

une application. Ensuite nous prsenterons la conception de notre systme domotique aprs

avoir prciser la mthode utilise.

I I .1. Mthodes de conception :

Une mthode de conception dfinit une dmarche reproductible qui vise lobtention des

rsultats fiables. Dune manire gnrale, les mthodes permettent de construire des modles

partir dlments de modlisation qui constituent des concepts fondamentaux pour la

reprsentation des systmes ou des phnomnes.

Les mthodes dfinissent galement une reprsentation souvent graphique qui permet

dune part de manipuler aisment les modles, et dautre part de communiquer et dchanger

linformation entre les diffrents intervenants. Une bonne reprsentation recherche lquilibre

entre la densit dinformation et la lisibilit [6].

II.1.1. Mthodes fonctionnellesElle consiste dfinir les fonctions des composantes dun systme et leurs relations

fonctionnelles. Le systme est conu dun point de vue fonctionnel, en partant dune vue de

haut niveau, quon affine successivement afin dobtenir une conception plus dtaille. Ltat

du systme est centralis et partag par les fonctions qui agissent sur cet tat.

II.1.2. Mthodes orientes objets

Cest une mthode de conception qui permet de programmer en termes dobjets. Le

systme est vu comme un ensemble dobjets, plutt que comme un ensemble de fonctions.

Ltat du systme est centralis, et chaque objet gre linformation concernant son propre tat.

Les objets disposent dun ensemble dattributs qui dfinissent leurs tats, et dun ensemble

doprations qui permettent dagir sur ces attributs [7].

I I .2. Conception de lapplication:

La conception de lapplication vise principalement prciser le modle danalyse de

telle sorte quil peut tre implment avec les composants de larchitecture. Cette opration

reprsente la phase la plus complexe du projet.


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II.2.1 Choix du modle de conception :

Dans le cas de notre projet, on a choisi lapproche objet pour la conception de

lapplication. En effet, lapproche objet est une ide qui aplusieurs avantages dont on cite [7]:

Le systme dvelopp est plus facile maintenir du fait que les objets sontindpendants. Ils peuvent tre modifis. Mais, le fait de modifier limplmentation

dun objet ou de lui ajouter des services ne doit pas affecter les autres objets du

systme.

Les objets sont considrs comme des composants rutilisables appropris vu leurindpendance. On peut alors dvelopper des conceptions laide des objets crs dans

une autre conception.

Pour certaines classes du systme, il existe une correspondance claire entre les entitsdu monde rel (tels que les composants matriels) et les objets du systme qui le

contrlent ce qui permet damliorer la comprhension de la conception.

Pour la modlisation de notre application, on a choisi le langage UML (Unified Modeling

Language) qui permet de modliser un problme de faon standard.

II.2.2 Langage UML :

UML est un langage de modlisation qui permet dexprimer et dlaborer des modles

objet, indpendamment de tout langage de programmation. LUML est sous lentire

responsabilit de lOMG (Object Management group).Il a t conu pour servir de support

une analyse base sur les concepts objet. Il se dfinit comme un langage de modlisation

graphique et textuel destin comprendre et dcrire des besoins, spcifier et documenter des

systmes, esquisser des architectures logicielles, concevoir des solutions et communiquer

des points de vue.

UML unifie la fois les notations et les concepts orients objet. Il ne sagit pas dune

simple notation graphique, car les concepts transmis par un diagramme ont une smantique

prcise et sont porteurs de sens au mme titre que les mots dun langage [6].

UML unifie aussi les notations ncessaires aux diffrentes activits dun processus de

dveloppement et offre, par ce biais, le moyen dtablir le suivi des dcisions prises, depuis

lexpression des besoins jusqu' le codage. Cest un langage formel possdant les

caractristiques suivantes :

Il nest pas une notation ferme ; elle est extensible, gnrique et configurable parlutilisateur.


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Un langage sans ambiguts Un langage universel pouvant servir de support pour tout langage orient objet. Un moyen de dfinir la structure dun programme.

Une reprsentation visuelle permettant la communication entre les acteurs dun mmeprojet.

Une notation graphique simple, comprhensible mme par des non informaticiens.

UML sarticule autour de plusieurs types de diagrammes, chacun deux tant ddi la

reprsentation des concepts particuliers dun systme logiciel mais, on va reprsenter

seulement ceux qui sont utiliss dans notre projet et qui sont :

Les diagrammes de cas dutilisation. Les diagrammes de classes. Les diagrammes de squence.

II.2.2.1.Diagrammes de cas dutilisation

Les cas dutilisation permettent de modliser et de structurer les interactions entre les

utilisateurs au sens large, appels acteurs et un systme.

Les cas dutilisation reprsentent un moyen danalyse des besoins utilisateurs et

permettent de relier les actions faites par un utilisateur avec les ractions attendues dun

systme. Plusprcisment, un cas dutilisation unitaire est une abstraction dun ensemble de

scnarios concrets effectus sur linitiative dun type dutilisateurs [6].

Les lments de base des diagrammes de cas dutilisation sont :

Les acteurs: ils reprsentent un rle jou par une entit externe (utilisateurs humain,dispositifs matriel ou autre systme) qui interagit directement avec le systme tudi.

Un acteur peut modifier et/ou consulter directement ltat du systme, en mettant et/ou en

recevant des messages susceptible dtre porteurs de donnes.

Cas dutilisation: il reprsente un ensemble de squences dactions qui sont ralisespar le systme et qui produisent un rsultat observable intressant pour un acteur

particulier.

Un cas dutilisation modlise un service rendu par le systme. Il exprime les interactions

acteur/systme et apporte une valeur ajoute notable lacteur concern.


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II.2.2.2. Diagrammes de classes

Une classe dobjets est reprsente par un rectangle comprenant trois parties : nom de

la classe, attributs et oprations (ou mthodes). Les listes des attributs et des oprations sont

toutefois optionnelles suivant le degr de dtail recherch dans un diagramme : ces partiespeuvent tre vides ou mme absentes.

Les attributs et les oprations possdent une visibilit (notamment publique ou

protge) qui est indique par un symbole prcdant leurs noms : si la forme dune clef est

dessine, laccs est protg, il est rduit la classe courante et ses sous-classes.

II.2.2.3. Diagrammes de squences

Un diagramme de squence montre chronologiquement (de haut en bas) les

interactions entre un ensemble dobjets. Chaque objet dispose dune ligne de vie (ligne

verticale). Sur ces lignes de vie, des priodes dactivits sont indiques par des rectangles fins

qui sont superposs en cas dappel rcursif [6].

II.2.3. La conception de notre application :

Pour la conception de notre application, nous avons utilis la technique UML. A partir

de la dfinition des besoins, on identifiera les acteurs et leurs interactions avec le systme, ce

qui permet de dduire assez facilement le diagramme de cas dutilisation gnral.

Le diagramme de cas dutilisation gnral sera spcifi par dautre cas dutilisation.

Ces diagrammes nous permettront dans une deuxime tape de raliser le digramme de classe

du systme et dans la dernire tape, les cas dutilisation seront illustrs laide diagrammes

de squences.

II.2.3.1 Reprsentation des diagrammes de cas dutilisation

Dans la sous section suivante, partir de la dfinition des besoins, on identifiera les

acteurs et leurs interactions avec le systme, ce qui permet de dduire assez facilement le

diagramme de cas dutilisation gnral.

Prsentation de lacteur :Notre projet de fin dtudes possde un seul type dacteurs qui est lutilisateur distance.

_ Utilisateur distant : cet acteur a le droit de se servir de notre plateforme domotique

distance en utilisant son tlphone portable.

Nous procdons par la suite la reprsentation des diagrammes de cas dutilisation UML

pour mettre en vidence les relations existantes entre les acteurs et notre systme domotique.


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Cas dutilisation gnral de notre systme domotique:

A ce stade l, nous prsentons le diagramme de cas dutilisation gnral de notre systme

domotique qui sera affich dans la figure suivante.

F igure 3.1: Diagramme de cas dutilisationde notr e systme domoti que

Lutilisateur doit sauthentifier afin de pouvoir grer la liste des quipements lectriques

soit distance soit localement.

Ce diagramme de cas dutilisation gnral sera spcifi par dautre cas dutilisation. Ces

diagrammes nous permettront dans une deuxime tape de raliser le digramme de classe du

systme et dans la dernire tape, les cas dutilisation seront illustrs laide diagrammes de

squences qui seront prsents dans la sous section suivante.

utilisateur

Smart House

Grer la plateforme domotique

S'authentifier


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Cas dutilisation dtaill :

Le fonctionnement de notre systme domotique peut tre dcrit par le cas dutilisation

de la figure suivante :

F igure 3.2: Diagramme de cas dutilisation dtai l lde notre systme domotique

La figure prcdente rsume les cas dutilisation de lutilisateur distant grer la

plateforme domotique dtaill ci-dessous.

visualiser les actions que lutilisateur peut les invoquer : les actions que lutilisateurpeut visualiser les actions ON , OFF et Automatique pour chacun des

quipements lectriques du systme domotique distance.

consulter les tats des quipements lectriques distance : lutilisateur peutvisualiser ltat de chaque quipement lectrique du systme domotique.

piloter les diffrents quipements lectriques distance : lutilisateur peut dmarrerou arrter ou mettre Automatique chacun des quipements lectriques du systme

domotique distance.

tre notifi sur les diffrents changements dans son rseau.

Utilisateur

Smart House

visualiser les actions

consulter les tats des quipements lectriques distance

piloter les diffrents quipements lectriques

tre notifi sur les diffrents changements dans son rseau


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Cas dutilisation de Piloter les diffrents quipements lectriques :

Le fonctionnement de pilotage de la plateforme domotique peut tre dcrit par le cas

dutilisation de la figure3.3. En effet, lutilisateur distant a le choix de dmarrer, arrter oumettre Automatique les quipements lectriques de notre systme domotique.

F igure 3.3: Diagramme de cas dutilisation de Pi loter les diffrents quipements

lectr iques

II.2.3.2. Reprsentation des diagrammes de squences

Les diagrammes de squence permettent de dcrire les interactions entre les objets

pour chaque cas dutilisation. Dans notre cas, ces diagrammes sont lis aux diagrammes de

cas dutilisation reprsents auparavant.

utilisateur

Smart HouSe

piloter les diffrents quipements lectriques

Dmarrer

Arrter

Activer "Automatique"


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Demande daccs de lutilisateur distant:

Quand un utilisateur veut commander son rseau domotique distance, il peut accder

linterface de la plateforme dans son tlphone portable et il saisit son login et son mot depasse. Les entres seront vrifies dans lapplication mobile. Si tout est bien, linterface de

pilotage des quipements lectriques sera affiche. La figure suivante prsentera le

diagramme de squence Demande daccs de lutilisateur distant.

F igure 3.4:Diagramme de squence Demande daccs la plateforme domotique

: utilisateur distant

l'application Smart House

Tlphone portable

1 : Demander_Affichage_interface "Smart House"() 2 : envoyer_demande()

3 : Traiter_demande()

4 : traitement_effectue()

5 : Afficher_interface()

6 : Saisir_ login_ mot de passe()

7 : Vrifier_login_ mot de passe()

8 : traiter_demande()

9 : Vrification effectue()

10 : Confirmer_accs()


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Activer un quipement lectrique :

Pour activer un quipement lectrique, lutilisateur doit tout dabord saisir son login et

son mot de passe. Ensuite, il demande dafficher linterface de la liste des quipementslectriques et il choisit lquipement quil veut lactiver.Aprs que les actions associes cet

quipement sont affiches, il saisit le bouton dactivation ON . Enfin, le message

quipement activ sera affich aprs le traitement de la demande sera effectu par notre

application Smart House .

F igure 3.5: Diagr amme de squence Activer un quipement lectr ique

: Utilisateur distant

Tlphone portable l'application Smart House

1 : Demander_affichage_la_liste_quipements lectriques()2 : envoyer_demande()

3 : Traitement de la demande()

4 : traietement effectu()5 : Afficher_liste_quipements lectriques()

6 : choisir_quipement lectrique_de_liste affiche()7 : Demander les actions associes l'quipement choisi()

8 : Traitement()

9 : opration russite()

10 : Affichage des actions associes lquipement choisi()

11 : Demander_activer_ l'quipement choisi() 12 : envoyer_demande()

13 : Traitement()

14 : Opration rusiite()

15 : Affichage du message "quipement activ"()


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Consulter ltat dun quipement lectrique:

Lutilisateur peut savoir ltat dun quipement disponible sur le rseau domotique. Tout

dabord, il choisit lquipement de la liste affiche (Climatiseur, Portes, Fentres, SystmeAlarme, Arrosage, Eclairage) et aprs laffichage des actions quil peut invoquer, il valide son

choix dactualiser ltat de cet quipement.

F igure 3.6: Diagramme de squence Consulter ltat dun quipement lectrique

II.2.3.3. Reprsentation du diagramme de navigation

Bien que ce diagramme ne fasse pas parti des diagrammes UML de base, nous avons

prfr de raliser un diagramme de navigation de notre application mobile qui consiste en de

nombreuses pages lies entre elles. Donc, ce diagramme nous a permis de clarifier la

navigation et l'interface qui doivent tre implmentes.

: utilisateur distant

Tlphone portableL'application Smart House

1 : Demander_affichage_liste des quipements lectriques()2 : envoyer_demande()

3 : traitement de la demande()

4 : traitement effectu()5 : Afficher_liste_quipements lectriques()

6 : choisir un quipement lectrique de liste affiche()7 : Demande_actions_associes__l'quipement choisi()

8 : Traitement()

9 : Opration russite()

10 : Affichage des actions associes lquipement choisi()

11 : Choisir l'action "Actualiser"() 12 : envoyer_le_choix()

13 : Traitement()

14 : Opration russite()

15 : Afficher l'tat actuel de l'quipement choisi()


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F igure 3.7: Diagramme de navigation de lapplication mobile de notre systme


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Conclusion :

Tout au long de ce chapitre, nous avons expos les diffrents besoins auxquels doit

rpondre lapplication raliser ainsi que la solution que nous allons adopter pour la

satisfaction de ces exigences stipules. Dans le chapitre suivant, nous allons aborder

limplmentation de cette solution propose tout en voquant lensemble des choix techniques

et logiciels qui nous ont aids dans la ralisation de cette tche.


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Chapitre IV Implmentation de lapplication Smart House

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Chapitre IV

Implmentation de

lapplication Smart House

Environnement logiciel Ralisation de la carte lectronique Ralisation de lapplication mobile Tests et rsultats


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Implmentation de lapplication

Smart House

I ntroduction :

La ralisation est la phase la plus importante aprs celle de la conception. Le choix des

outils de dveloppement dtermine normment le cot en temps de programmation, ainsi que

la flexibilit du produit raliser. Cette phase consiste transformer le modle conceptuel

tabli en des composants logiciels formant notre systme. Dans un premier volet, nous allons

procder la spcification de lenvironnement matriel et logiciel utilis dans notre projet.

Dans un deuxime volet nous expliquerons nous intresserons dcrire les diffrents tapes

de notre systme Smart House et dans un dernier volet nous prsenterons les tests les

rsultats de lapplication.

I . Environnement logiciel :Avant de commencer la description de limplmentation de notre systme, nous

prsenterons les logiciels et les langages que nous avons recours dans notre travail afin de

raliser notre systme Smart House .

I .1. Choix du langage Java :

Java est un pur langage orient objet, ce qui signifie que le niveau le plus externe de la

structure des donnes est lobjet. Il ny a pas de constante, de variable ni de fonction

indpendante en java, on accde toute chose via les classes et les objets. En plus, Java

permet une large panoplie de fonctionnalits intgres : xml, documentation, databases,tomcat ...

En fait, une application crite en java peut tre utilise soit sur un PC, sur un Macintosh,

sur une station Sun utilisant UNIX comme systme dexploitation, etc. Les applications

dveloppes en java ne sont pas dpendantes du systme dexploitation et comme les

communications dans un systme domotique peuvent stablir entre divers types

dquipements, Java semble le langage le plus appropri.

I.1.1. Java 2 Micro Edition :

J2ME ou Java 2 Micro Edition est l'dition de la plateforme Java 2 destination de


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l'lectronique grand public et des systmes embarqus, et plus prcisment dans les

applications mobiles. Des plates-formes Java compatibles avec J2ME sont embarques dans

de nombreux tlphones portables et PDA. Une plate-forme J2ME est structure en un

modle en couches :

une machine virtuelle capable d'excuter une application Java, elle pourra treallge afin de consommer plus ou moins de ressources (KVMouKilobyte Virtual

Machine,CVMou C-Virtual Machine, );

une configuration , une API donnant accs aux fonctions de base du systme ; d'un profil , une API donnant accs aux fonctions spcifiques de la plate forme.

I.1.1.1. L'architecture J2ME :

La technologie J2ME se compose dune machine virtuelle et dun jeu dAPIs

appropries pour fournir des environnements dexcution sur mesure aux terminaux mobiles.

Les deux types de composants principaux de la technologie J2ME sont les configurations et

les profils.

F igur e 4.1 : Ar chitecture de la plateforme J2ME

I.1.1.2. Les configurations et les profils :

Les appareils mobiles possibles sont de nature trs diffrentes, J2ME dfinit alors

deux types de spcifications fonctionnant conjointement, les configurations et les profils.

Les configurations :Une configuration dfinit une plate-forme minimale en terme de services concernant

un ou plusieurs profiles donns. Elle est compose dune machine virtuelle, desbibliothques du noyau, de classes et dAPIs. Actuellement, il y a deux configurations J2ME


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possibles : Connected Limited Device Configuration (CLDC) et Connected Device

Configuration (CDC).

Les configurations sont empilables, de sorte que ce qui est prvu pour s'excuter sur

une configuration CLDC peut s'excuter sur une configuration CDC, pas contre larciproque n'est pas vraie.

CLDC (Connected Limited Device Configuration) concerne les appareils possdant

des ressources faibles (moins de 512 KB de RAM, faible vitesse de processeur, connexion

rseau limite et intermittente) et une interface utilisateur rduite (par exemple un tlphone

mobile ou PDA bas de gamme). Elle sutilise dans une machine virtuelle KVM (Kuaui

VM de Sun) (=V avec limites).

CDC (Connected Device Configuration) concerne les appareils possdant des

ressources plus importantes (au moins 2Mb de RAM, processeur 32bits, une meilleure

connexion au rseau), par exemple un Set Top Box ou certain PDA haut de gamme.Elle

sutilise surune machine virtuelle CVM (CVM=JVM (Sun) mais plus compact). [8]

Les Profils :Pour assurer sa capacit fournir une solution adapte chaque catgorie de

terminaux, J2ME permet la dfinition de profils spcifiques. Ces profils sont des

spcifications dfinis par les acteurs industriels de chaque catgorie de terminaux selon le

Sun's Java Community ProcessSM Program et leur implmentation du profil est la charge

du fabricant de l'appareil.

Un profil est donc ncessaire pour fournir un environnement de fonctionnement

complet pour un type d'appareil donn. Il fourni gnralement l'interface utilisateur, les

mthodes d'entres-sorties et le mcanisme de persistance pour un groupe d'appareil. Il doit se

suffire lui mme et ne pas ncessiter l'ajout d'autres classes java. Toutefois certains profils

peuvent tre crs pour rpondre certaines capacits ou services d'appareils (RMI,

multimdia,...). Un appareil peut donc supporter plusieurs profils. Sun propose deux profils

de rfrence J2ME : le profil Foundation et le profil Mobile Information Device Profile

(MIDP).

Le profil Foundation est destin la configuration CDC. Les dveloppeurs qui

utilisent ce profil ont accs une implmentation complte des fonctionnalits de J2SE.

Le profil MIDPest destin la configuration CLDC. Il prend en charge un nombre

limit des classes de J2SE et dfinit des classes d'entre/sortie et d'interface spcialises pour

8/12/2019 Mise en Place dUne Platef

mise en place d’une plateforme de télécommande des Équipements Électrique à distance

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