Smart Sensor WiFi

Informations générales

Page de wiki du projet Smart Sensor WiFi

Étudiants Thomas Maurice et Benoit Maliar

Tuteurs Alexandre Boé et Thomas Vantroys

Les fichiers sources du projet sont disponibles via Git. Alexandre : Il n'est pas possible de faire un Git en interne à Polytech ? Thomas M: Pas pour le moment, l'école n'a pas la machine qui va bien. Alexandre : Faut raler ;-)

Liste du matériel nécessaire

Liste non exhaustive, pourra être modifiée !

Désignation	Quantité	Référence	Prix	Disponible en salle de projet
Shield WiFi TEL 0047	1	GoTronic	83€	Nope nope nope Alexandre : il doit y avoir un équivalent, voir Thomas T.M: Yep mais c'est celui là qu'il faut
Module WiFi WizFi210	1	Lextronic	30€	Nope
Quartz 32.768kHz	2	Lextronic	1.15€	Nope
Capteur de présence infrarouge	1	Lextronic	7.92€	Nope
Photorésistance	~2-3	-	quelques €	Nope - je verrai au magasin de l'école
ATMega328p	1 pour le proto	Magasin de l'école	quelques €	Nope - je verrai au magasin de l'école
Cristal 16MHz	1 pour le proto	Lextronic	1.40€	Nope
Capa 22pF pour le quartz	2	Magasin de l'école	quelques €	Nope - je verrai au magasin de l'école
Des résistances	?	Magasin de l'école	quelques m€	Yep

Énoncé initial du projet

L'objectif du projet consiste en la conception et la réalisation de capteurs autonomes communiquant en WiFi afin de pouvoir remonter régulièrement des informations sur l'état des salles de cours. Les capteurs seront par exemple des détecteurs de lumières, de pression, de qualité de l'air, ...

La communication sera obligatoirement réalisée en WiFi sur le réseau de l'université en respectant les contraintes de sécurité (WPA2, ...).

Deux options sont possibles :

• Refaire complètement une carte avec un microcontroleur et une puce wifi (comme par exemple les spark)
• Réaliser un shield pour raspberry pi contenant les différents capteurs.

Analyse du sujet

On a ici affaire à un réseau de capteurs reliés à une base de donnée centrale qui est chargée de recevoir les données des différents capteurs de manière à pouvoir présenter à un utilisateur un état des différentes pièces dans lesquelles on aura disposé les capteurs. Cela peut notamment impliquer :

• Un accès à ces données via une interface web
• Un accès à ces données via une application mobile

Alexandre : On pourrait tout rassembler en une BDD avec un accès à travers un navigateur ?

On identifie donc deux parties au projet :

• La partie capteur
• La partie serveur

Cahier des charges

Spécifications des capteurs

Les caractéristiques souhaitées pour les capteurs sont :

• Être capable de mesurer l'environnement dans lequel évolue le capteur (Pression, température, lumière, présence, ouverture de porte...)
• Contacter le serveur via le WiFi pour actualiser la base. Alexandre : ce qui implique la prise en compte de la sécurité type WPA2
• Éventuellement, être reconfigurable à distance (via un serveur web embarqué dans le microcontrôleur)
• Être capable de gérer sa consommation d'énergie.
• Agir en temps que datalogger si le réseau n'est pas accessible.

Spécifications du serveur

Les caractéristiques souhaitées pour le serveur sont :

• Être capable de contacter ou d'être contacté par les capteurs via le réseau.
• Respecter les contraintes de sécurité (WPA2)
• Être capable d'authentifier les clients
• Stocker les données reçues dans une base de données et éventuellement faire des calculs et des statistiques sur ces données.
• Présenter sous format compréhensibles les données au client (web ou appli)
• Vérifier l'état des capteurs et notifier un responsable en cas d'anomalie (déconnexion du réseau, valeur anormale d'un capteur...)

Propositions de solutions technologiques

Les capteurs

Nous proposons de réaliser une carte basée sur un ATmega328 dans lequel on pourra flasher du code Arduino. Pour gérer le WiFi, nous proposons une solution utilisant le shield TEL 0047 de Wiznet utilisant la puce WiFi WizFi210.

Cette puce gère le WPA2-PEAP mais malheureusement pas dans son firmware natif. Il va donc falloir s'arranger avec Wiznet pour obtenir le firmware qui nous permettra de faire de l'EAP.

Dans un premier temps, on se concentrera sur la mise en place d'un prototype fonctionnel a base d'un simple capteur de température. On étendra ensuite les capacités de la chose à des capteurs peut être plus complexes style I2C ou SPI.

Pour la reconfiguration du capteur, on le fera via un serveur web embarqué dans le microcontrôleur.

Le serveur

On propose une solution à base d'une machine sous Linux hébergeant un serveur MySQL et PHP.

Le SGBD utilisé sera MySQL.

La partie web du serveur destinée à présenter à l'utilisateur une vue des données serait développée en PHP/HTML5/CSS3. Les capteurs enverront les données sous forme JSON au serveur web qui se chargera du traitement.

Travail à effectuer dans un premier temps

Pour la partie BDD/Web

• Structurer les tables dans un diagramme UML qui va bien
• Déterminer une architecture de site (MVC)
• Traiter les données envoyées par les capteurs au format JSON
• Incorporer une interface admin
• Faire un design swag

Pour les capteurs

Avant la réception du matos WiFi:

• Réaliser la lecture d'une température et la formater en JSON Quasiment fait, on peut lire sur les ADC, le formattage n'est qu'une formalité
• L'envoyer sur un port série à interval régulier Pareil mes routines d'envoi de strings sont écrites
• Parser et répondre à des requêtes HTTP sur le port série Fait, mais en série, pas encore adapté au wifi
• Faire fonctionner une RTC pour agir en tant que datalogger En cours mais il manque l'interface avec la carte SD

Après réception du matos WiFi:

• Envoyer les requêtes JSON directement en POST au serveur Web
• Traiter les requêtes client
• Adapter une nouvelle carte avec juste la puce WiFi