IMA4 2017/2018 P69

Présentation du projet

Contexte

L'élève est retournée à l'université de Hohai. Elle est actuellement en échec sur l'unité d'enseignement comportant principalement le projet IMA4. La direction de la spécialité IMA lui a accordé la possibilité de réaliser un redoublement du module projets à distance.

Il est assez compliqué de mettre en place un projet IMA4 à distance : ces projets comportent très majoritairement une partie matérielle. De plus l'élève concernée est assez faible dans le domaine de la réalisation matérielle.

Une tentative est donc faite de préparer un dispositif physique à l'école pour ensuite l'envoyer à l'élève pour que cette dernière puisse le programmer. Il est difficile de demander à l'élève de réaliser elle-même la partie matérielle sachant qu'elle ne pourra pas être correctement encadrée sur ce plan et qu'elle ne dispose probablement pas du matériel nécessaire.

Il est supposé que l'élève a accès à une connexion Internet de type domestique permettant un accès complet vers Internet.

Objectif

Le thème du projet est la programmation d'un capteur domestique connecté. Les données acquises sont assez accessoires, des capteurs assez classiques sont prévus : détecteur de lumière, capteur sonore et capteur de température. Le capteur doit être un minimum portable pour pouvoir se placer dans n'importe quelle pièce d'un logement. Dans ce contexte le capteur doit pouvoir se connecter sur Internet pour pouvoir envoyer ses données sur un serveur. Une application Web doit être fournie pour présenter de façon agréable à consulter les données accumulées.

Une fois la gestion des valeurs bien maitrisées, il est demandé de tester le capteur domestique dans plusieurs scénarios avec une extension sous la forme d'une application Android :

• dispositif "anti-ronflement" : le capteur domestique est placé sur une table de nuit et surveille le niveau sonore, l'application Web permet de faire un bilan rapide du ronflement durant la nuit précédente, l'application Android permet de faire vibrer le téléphone en cas de ronflement trop prolongé ou trop sonore ;
• dispositif "économie d'énergie" : le capteur domestique est placé dans une pièce à usage limité comme un cellier ou une salle de bain, l'application Web permet de faire un bilan du temps où la pièce est éclairée et chauffée sur une semaine, l'application Android permet d'alerter si la pièce reste allumée ou chauffée trop longtemps ou trop fort ;
• dispositif "surveillance de présence" : ce mode est enclenché quand le logement est vide, le capteur domestique est placé dans une pièce centrale, si une fluctuation importante de la lumière est détectée l'application Web previent par l'envoi d'un courriel, dès qu'une personne avec l'application Android se présente dans le logement la liste datée des événements suspects est affichée.
• dispositif "surveillance de température" : ce dispositif ressemble au dispositif "surveillance de présence" sauf que c'est la mise hors-gel d'une pièce qui est supervisée. Même comportement de l'application Web. L'application Android permet d'avertir d'un incident de chauffage.

Description du projet

Le travail à réaliser à l'école pour construire le capteur :

• acquisition de l'unité centrale : Raspberry Pi3 et divers chapeaux (batterie et E/S) ;
• acquisition des capteurs : détecteur de lumière, capteur de température, capteur sonore ;
• réalisation d'un boitier pour le capteur domestique ;
• configuration de la Raspberry Pi3 pour une utilisation en réseau ;
• test des capteurs.

Un serveur virtuel doit être créé sur une machine de l'école pour remonter et stocker les valeurs des capteurs.

Le travail devant être réalisé par l'élève à distance, il est à noter que le travail à effectuer à l'école est nécessaire pour s'assurer que cette seconde étape soit réalisable sans modification du matériel :

• écriture des programmes permettant d'effectuer l'acquisition des valeurs des capteurs ;
• écriture des programmes sur le serveur permettant de remonter et de stocker les valeurs des capteurs, une API REST est recommandée ;
• écriture des programmes sur la Raspberry permettant d'envoyer régulièrement les valeurs des capteurs sur le serveur ;
• écriture d'une application Web sur le serveur pour afficher les valeurs de façon ergonomique : une représentation graphique est demandée ;
• écriture d'une application Android pour accompagner le capteur dans les scénarios envisagés, il est conseillé d'écrire cette application avec "MIT App Inventor".

L'application Android peut utiliser soit WiFi soit BlueTooth pour se connecter au capteur domestique.

Matériel

Liste du matériel fourni :

• Raspberry Pi3 ;
• chapeau d'alimentation pour Raspberry Pi : "Raspi UPS HAT V1.0" [1] ;
• chapeau entrées/sorties : "Universal Plus GPIO" [2] ;
• capteur de température LM35 [3] ;
• platine de détection de son Iduino [4] ;
• capteur de lumière Adafruit GA1A12S202 [5].

Travail effectué

Travail préliminaire à l'école

Boitier pour le capteur domestique

Une première version trop complexe a été abandonnée.

Boitier v1

Une seconde version plus raisonnable est en cours de conception.

Boitier v2

Des ajustements sont en cours pour que le boitier soit finement adapté au matériel.

Configuration de la Raspberry Pi

Configuration réseau de base : la RPi est accessible par ssh.

Test des capteurs

Rien encore.