Simulation et installation d'une maison intelligente dédiée aux personnes vivant avec handicapés

ANNEE-ACADEMIQUE : 2022-2023

République Démocratique du Congo

UNIVERSITE PEDAGOGIQUE NATIONALE

Faculté des Sciences Economiques et de Gestion



DEPARTEMENT DES SCIENCES COMMERCIALES, ADMINISTRATIVES ET DE GESTION INFORMATIQUE

B.P. 8815

Kinshasa j Ngaliema

SIMULATION ET INSTALLATION D'UNE MAISON
INTELLIGENTE DEDIEE AUX PERSONNES VIVANTS
AVEC HANDICAPES



KAMBONAKO MANTADILA Mardochée

Mémoire de fin d'études présenté et défendu pour l'obtention du grade de licenciée en Sciences Commerciales et Administratives.

Option : Gestion Informatique

Orientation: Réseaux d'Entreprise et maintenance

Directeur Ir Richard KITONDUA LUBANZADIO

Professeur



II

EPIGRAPHE

L'informatique est le chemin qui mène à la réussite.

Mardochée KAMBONAKO MANTADILA.



III

IN MEMORIAM

Hommage à vous ma très chère maman modestine MATUTA LUYEYE, pour m'avoir mis au monde, orienté, conseillé et protégé tout au long de mon jeune âge.

Voilà aujourd'hui les fruits de votre effort lequel vous ne consommez pas. Je garderai vos sages conseils et vos bonnes manières.

Que ton âme repose en paix et que la terre de nos ancêtres soit douce et légère à votre égard.

Votre fils Mardochée KAMBONAKO MANTADILA



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DEDICACE

A l'éternel Dieu tout puissant pour la vie et la grâce qu'il ne cesse de m'offrir, Je dédie ce travail à ma famille KAMBONAKO.

A vous Mon père Dr. Ph. Rhobonet KAMBONAKO DIMBOTE pour les conseils, l'amour, les soutiens moraux et réconforts que vous avez manifestes à votre fils.

A vous ma très chère soeur et mes très chers frères : Durbine KAMBONAKO TANDU, harvne KAMBONAKO TIABAMFUMU, gamaliel KAMBONAKO DIMBOTE et dirane MAYO merci pour l'amour ma famille.

A vous ma base solide les futurs ingénieurs : Tichic KIESE YUMBA, Pierre
MULUMBA ILUNGA, Etienne LANDA KITSONGO, Helena PEMBA BANY ET
Bertino DIZEKELE merci beaucoup chers camarades pour l'amour et pour l'amitié,
je vous aime beaucoup.

Mardochée KAMBONAKO MANTADILA.



V

REMERCIEMENTS

Je remercie DIEU le tout pissant de nous avoir donné la santé et la volonté d'entamer et de terminer ce mémoire.

Tout d'abord, ce travail ne serait pas aussi riche et n'aurait pas pu avoir le jour sans l'aide et l'encadrement de Pr. Richard KITONDUA, je le remercie pour la qualité de son encadrement exceptionnel, pour sa patience, sa rigueur et sa disponibilité durant la rédaction de ce mémoire.

Je remercie le Pr. Idée AMISI ALFANI pour l'amour d'un père à son fils et les conseils, motivation, encadrement, il a toujours été un bon maitre pour moi. Un jour il m'a dit » au berceau à la tombe la vie de l'homme est relationnel » merci cher maitre.

Je tiens à remercier de tout mon coeur le général Gabriel AMISI KUMBA dit TANGO-FOUR pour l'amour et pour la route qu'il m'a donné, merci beaucoup mon général pour tout.

Nos remerciement s'adresse à mon père Pr. Rhobonet KAMBONAKO pour son l'intelligence qui m'a donnée.

Nos remerciements s'adressent également à tous nos professeurs pour leurs générosités et la grande patience dont ils ont su faire preuve malgré leurs charges académiques et professionnelles.

Mardochée KAMBONAKO MANTADILA.



vi

LISTE DES FIGURES

Figure I. 1 : Logo de Zigbee 6

Figure I. 2 : Logo de Bluetooth 7

Figure I. 3 : Logo de Wi-Fi 8

Figure I. 4 : Logo de NFC 9

Figure I. 5: Les trois couches d'un modèle IOT 10

Figure I. 6: Domaines d'application de l'IoT 12

Figure I. 7 : santé intelligent 13

Figure I. 8 : agriculture intelligente 14

Figure I. 9 : les réseaux intelligents 15

Figure I.10 : l'industrie intelligente .16

Figure I.11 : environnement intelligent ...17

Figure II. 1: Exemple de système domotique d'une maison. 20

Figure II. 2 : Les domaines de la maison intelligente. 21

Figure II. 3 : serrures de porte 25

Figure II. 4 : ampoules connectées .26

Figure II. 5 : les thermostats intelligents 26

Figure II. 6 : hubs intelligents 27

Figure II. 7 : capteurs de mouvement 29

Figure II. 8 : câble coaxial 29

Figure II. 9 : câble à paire torsadée 29

Figure II. 10 : la fibre optique 29

Figure II.12 : Ethernet sur courant porteur 30

Figure II.13 : passerelle 30

Figure II.14 : point d'accès sans fils 31

Figure II.15 : Ethernet 31

Figure II.16 : Routeur 32

Figure III. 1: Exemple d'une maison intelligente pour les handicapées. 35

Figure III. 2: logo UML. 36

Figure III. 3: Relation entre les acteurs d'une maison intelligente. 37

Figure III. 4: Diagramme de cas d'utilisation d'une maison intelligente. 39

Figure III. 5: schéma globale. 41

Figure III. 6: Les éléments du Smart Home dans Smart Phone. 42

Figure III. 7: Configuration de la passerelle domestique. 42

Figure III. 8: Configuration de la passerelle domestique. 46

Figure III. 9: Configuration du récepteur distant. 46

Figure III. 10: Configuration de Ventilateur (Fan). 47

Figure III. 11: Conditions de fonctionnement. 47

Figure III. 12: Test de fonctionnement. 48

Figure III. 13: Les éléments d'un système de détection de fumée. 49

Figure III. 14: Les conditions de fonctionnement. 51

Figure III. 15: Le fonctionnement du système de détection d'incendie. 53

Figure III. 16: Les éléments composant le système de détection de CO. 53

Figure III. 17: Test de fonctionnement de système de détection de CO. 55

Figure III. 18: Le système de détection de température. 55

Figure III. 19: Les conditions de fonctionnement. 56

Figure III. 20: Test de fonctionnement de système de détection de température. 57



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LISTE DES TABLEAUX

Table III. 1 : Analyse et détermination de durée de différentes taches Table III. 2 : cahiers de charge



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LISTE DES ABBREVIATIONS

IoT : Internet of Things

IdO : internet des objets

RFID : Radio Frequency Identification

IBSG : Independent Business Scientific Group

DVD : Digital Video Disc

IEEE : Institute of Electrical and Electronics Engineers

PC : Personal Computer

Wi-Fi : Wirless Fidelity

PDA : Personal Digital Assistant

NFC : Near Field Communication

IP : Internet Protocol

M2M : Machine to Machine

GPS : Global Positioning System

CO2 : Dioxyde de carbone

SMS : Short Message Service

P2P : Peer to Peer

PSN : Play Station Network

LAN : Local Area Network

WAP : Wet Ass Pussy

SSID : Service Set Identifier

WPA2-PSK : Wi-Fi Protected Access 2 - Pre-Shared Key

DHCP : Dynamic Host Configuration Protocol

CO : monoxyde de carbone

UML : Unified Modeling Language

OMT : Object Modeling Technique

OOSE : Object Oriented Software Engineering

OMG : Object Management Group



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INTRODUCTION GENERALE

De nos jours la domotique est de plus en plus utilisée dans le monde. C'est un terme générique regroupant toutes les techniques permettant d'automatiser la gestion d'une maison, de la rendre "intelligente". Ces techniques font massivement appel à l'informatique et aux objets connectés afin de faciliter la vie de l'utilisateur. Cet ensemble de techniques peut servir à plusieurs choses : automatiser certaines tâches pour faciliter la vie de l'utilisateur, augmenter la sécurité de l'habitat, ou encore réduire la consommation énergétique du logement.

L'internet des Objets (IoT) s'annonce comme une évolution sans précédent. Le développement de cette technologie de la prochaine génération est devenu une technologie réaliste. Cette révolution facilite la création d'objets intelligents permettant des avancées dans de multiples domaines, l'un des domaines les plus affectés par l'émergence de l'IoT est la domotique.

Dans le premier chapitre nous présentons les concepts de base relatifs au domaine d'IoT, et dans le deuxième chapitre nous parlons de la maison intelligente pour les handicapées ces critères et présentons aussi le réseau domestique. Dans le troisième chapitre nous présentons la partie simulation de la maison intelligente pour les handicapées en utilisant le langage UML et un smartphone pour contrôler les objets connectés de la maison à distance et nous terminons notre travaille avec une conclusion générale qui résume le but de notre étude, les remarques et les résultats obtenue.^'

01. Problématique

Santé, sécurité, confort, économie, d'énergie, multimédia etc..., dans tous ces services la domotique y intervient. Cependant, dans le cas de notre étudie, il s'agit d'allier confort et sécurité avec économie d'énergie.

D'où notre problématique :

? Comment contrôler et gérer l'accès à une maison et à son éclairage, que ce soit par de handicapées, par des personnes du troisième âge et par des personnes valides ?

? Pourquoi la domotique réduit vraiment notre impact sur l'environnement ?

' Cours sur la domotique : internet

2.

2

La domotique serait une manière de rendre l'habitat ou le lieu de travail de ces personnes plus accessible et faire d'eux des personnes quasi autonomes.

Hypothèse

Pour apporter un peu de lumière à notre problématique, nous essaierons de mettre en place une solution accessible financièrement et performante dans son exploitation.

A l'aide du logiciel IDE (integrated development environment) nous allons programmer une carte ARDUINO. Cela nous permettra de gérer l'allumage et l'extinction des lampes de la maison, soit en programmant le moment d'exécution de ces tâches ou soit en les exécutants en temps réel.

L'accès à la maison se fera grace à une carte puce radio de la technologie RFID (Radio frequency identification) qui permet d'identifier des objets lorsqu'ils passent à proximité d'un champ magnétique généré par un lecteur RFID.

Cette carte contiendra les informations de son propriétaire, les lecteurs seront placés aux entrées. Notre système permettra d'identifier une personne en temps réel et de lui donner ou non l'accès à la maison. Un dispositif d'alarme se déclenche lorsqu'il y a intrusion.

3. Choix et intérêt du sujet 03.1. Choix du sujet

Le choix de ce sujet a été motivé par le fait que de nos jours tout a tendance. A être automatisé et qu'il y a une opportunité à saisir.

De plus, ce travail aura un impact social vu qu'il permettra le bien-être des personnes ayant une mobilité réduite. Avec la domotique c'est votre maison qui s'adapte à vos besoins et à vos envies.

En RDC 13 millions des personnes, vivent avec un handicap en 2021 selon la fédération nationale des associations de personnes vivant avec handicap, soit 16% e la population.

On y retrouve des personnes vivant avec des déficiences auditives, motrices, visuelles et psychiques. Ces personnes handicapées manquent parfois d'assistance dans leur habitat ou sur leur lieu de travail, ce qui entraîne une certaine dépendance d'auxiliaire de vie.



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03.2. Intérêt du sujet

L'intérêt de ce sujet a été motivé par la réduction de la consommation d'énergie est primordiale pour la préservation de notre planète. Selon la banque mondiale, 19% de la population a accès au courant électrique en RDC, cela ne nous exemple pas des gaz à effet de serre que la population mondiale émane à cause de l'utilisation des appareils électrique.

Ce travail n'est pas élaboré seulement pour l'obtenir du diplôme, il est important pour nous d'apporter un plus sur ce que nos prédécesseurs ont pu réaliser dans ce domaine et aussi pour qu'il soit une référence pour ceux qui viendront après nous.

04. Méthodes et techniques de recherche 04.1. Méthodes

Une méthode peut être définie comme un ensemble des opérations intellectuelles par lesquelles une discipline cherche à atteindre les vérités qu'elle poursuit. Nous avons fait recours aux méthodes suivantes :

- Méthode analytique : qui nous a conduits dans une analyse détaillée des toutes les informations recueillies de toutes les documentations.

- Méthode historique : elle nous a permis de connaitre l'histoire de la domotique, son développement rôle, et sa mise en oeuvre.

- Méthode PERT : elle nous a permis d'évaluer le cout et du timing du projet.

04.2. Techniques

La technique est l'ensemble de procèdes, des outils dont se sert un chercheur en vue de récolter les données sur terrain. Nous avons utilisé les techniques ci-après :

- Technique documentation : étant l'une des techniques les plus populaires dans le domaine scientifique ; nous avons dû consulter des ouvrages pour nous familiariser avec le sujet.

- Technique logiciel : nous utiliserons le langage UML pour faire notre modélisation. Le langage UML (Unified Modeling Language, ou langage de modélisation unifiée) a été pensé pour être un langage de modélisation visuelle commun, et riche sémantiquement et syntaxiquement.

5. Délimitation du sujet

Ce travail est mis en oeuvre en vue d'être défendu au cours de l'année académique 2022-2023. Le temps d'élaboration de ce document et la mise en place de système se sont effectués durant une période allant de janvier au mois de juin 2023, soit six mois.

Ce travail se basera sur une maquette d'une maison sur packet tracer, nous ne mettrons pas en place un journal qui répertoire le nombre de fois où les cartes ont été utilisé.

6. Subdivision du travail

Outre l'introduction générale et la conclusion générale, ce travail sera subdivisé en trois chapitres qui sont :

1' CHAPITRE 1 : Notion sur l'internet des objets ;

1' CHAPITRE 2 : Maison intelligente dédiées aux personnes handicapées

1' CHAPITRE 3 : Modélisation et simulation d'une maison intelligente pour les handicapées.



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CHAPITRE PREMIER : NOTION SUR L'INTERNET DES OBJETS
TECHNOLOGIE IOT

1.1. Définition de l'IoT (l'Internet des Objets)

L'Internet of Things (IoT) est « un réseau qui relie et combine les objets avec l'Internet, en suivant les protocoles qui assurent leurs communication et échange d'informations à travers une variété de dispositifs. ».

Ainsi, le terme Internet des objets regroupe tous les objets et appareils physiques qui possèdent une identité numérique. Il peut s'agir d'objets du quotidien omniprésents dans les logements (télévision, réfrigérateur, machine à laver, système de chauffage, porte de garage électrique), d'appareils ou de systèmes plus complexes comme des véhicules (avions, voitures autonomes) et l'éclairage d'une ville.

Autrement, L'IoT constitue un écosystème d'objets, de communications, d'applications et d'analyses des données.

1.2. Le principe d'IOT

? Dans «l'internet des objets», les objets peuvent «communiquer» entre eux, sans intervention humaine -La chaîne industrielle IOT peut être divisée en quatre sections : Identité, détection, traitement et transmission d'informations. Les technologies clés de chaque section est respectivement RFID, capteur, puce intelligente et réseau de télécommunications sans fil. La détection de terminal, la connexion réseau et le calcul en arrière-plan sont les trois technologies clés de l'IOT, parmi lesquelles la détection terminale est à la base des trois.²

1.3. Objectifs d'IOT

L'Internet des Objets (IoT) rend les objets qui nous entourent intelligents en leur offrant la faculté de communiquer entre eux ou avec le nuage (Cloud).

L'IoT doit permettre une connectivité pour tout le monde dans tout le temps, partout et idéalement depuis n'importe quelle plate-forme.

De plus l'IoT permet de collecter, stocker, traiter et restituer des données pour améliorer un service ou un produit.

² Cours sur l'objets : plateforme openclassroom



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1.4. Les caractéristiques des objets connectés

? Identité : pour que les objets soient gérables il est essentiel que chaque objet connecté possède une identité unique qui le distingue des autres objets du système.

? Interactivité : les progrès technologiques ont permis de connecter une grande variété d'objets et de dispositifs. Un objet n'a pas besoin d'être connecté à un réseau à tout moment. Pour des objets dits passifs tels que des livres ou des DVD, des étiquettes RFID doivent seulement être en mesure de signaler leur présence, de temps en temps, comme le moment de quitter le magasin.

? Sensibilité : un objet a la capacité de percevoir son environnement et peut collecter ou transmettre des informations à celui-ci. Il peut ainsi avoir des capteurs signalant les niveaux de température, humidité, de vibrations, d'emplacement ou de bruit.

? Autonomie : c'est la caractéristique la plus importante pour l'objet connecté. On désigne la capacité de l'objet d'agir sans l'intervention d'un tiers. En d'autres termes, les objets doivent pouvoir être traités et surveillés individuellement, généralement depuis un point éloigné, et doivent fonctionner indépendamment d'une télécommande.

1.5. Les protocoles de communication pour l'IOT

L'IoT se base sur plusieurs protocoles de communication, chacun d'eux a ses propres avantages et ses propres inconvénients, il est à distinguer plusieurs types de protocole qui sont comme suit :

1.5.1. ZigBee

Figure 1.1 : Logo de Zigbee
Source : Google

Le ZigBee est un protocole de communication sans-fil à courte portée et à faible consommation énergétique basé sur la norme IEEE 802.15.4 pour une suite de protocoles de communication de haut niveau utilisés pour créer des réseaux personnels avec des radios numériques de petite taille et de faible puissance.

Il est maintenu par un consortium regroupant des entreprises, des universités et des organismes gouvernementaux connus sous le nom de ZigBee Alliance.

Le standard 802.15.4 sur lequel se base le protocole ZigBee définit plusieurs bandes de fréquences radio pour la communication (868 MHz, 915 MHz et 2.4GHz).

? Avantage : Technologie peu consommatrice en énergie et s'intègre à bas coût dans les équipements.

? Inconvénients : Couverture réseau limitée à une faible zone autour de la passerelle. Achat d'appareils spécifiques car la technologie n'est pas disponible dans les smartphones et ordinateurs.

Applications :

? Home automation : Chauffage, ventilation, air conditionné, sécurité, éclairage, et contrôle d'objets.

? Industrielles : Détection de situation d'urgence, contrôle de machines

? Auto motive : Contrôle de la pression des pneus, etc. ;

? Agriculture : Mesure de l'humidité du sol, détection de situations pour l'usage des intrants, mesure de la salinité du sol, etc.

? Autres : Contrôle d'équipement électronique, communication entre PC et périphériques, etc.

1.5.2. Bluetooth



Figure 1.2 : Logo de Bluetooth
Source : Google

Le Bluetooth est peut-être la technologie de communication à courte portée la plus connue, qui est devenue extrêmement populaire pour les applications grand public basées sur l'IoT telles que le transfert de fichiers de périphérique à périphérique et les haut-parleurs et casques sans fil. Cependant, Bluetooth, une norme



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? Avantage : Très Haut débit, qualité du signal assurée, connexion simple et rapide à la passerelle.

IEEE 802.15, est également devenu un acteur important dans les environnements industriels intelligents [16]. Et c'est tout simplement un outil de communication sans fil permettant l'échange de données numériques entre appareils électroniques. La portée Bluetooth est très réduite, ce qui la réserve à des usages à très courte distance. La liaison Bluetooth est utilisée pour simplifier les connexions entre appareils électroniques, en supprimant les câbles.

? Avantage : Haut débit, faible portée, quasiment intégré dans tous les appareils du quotidien.

? Inconvénients : La portée relativement courte et les faibles taux de transfert de données sont un obstacle dans certaines applications. Bluetooth Mesh est plus adapté aux réseaux locaux de proximité.

? Applications : Les domaines d'application de la connexion Bluetooth sont très vastes dans la bureautique : en effet, elle permet de s'affranchir des fils pour les liaisons entre ordinateur et souris, clavier, imprimantes et scanners.

1.5.3.Wi-Fi (Wirless Fidelity)



Figure 1.3 : Logo de Wi-Fi

Source : Google

Le terme est une abréviation de Wireless Fidelity qui peut être traduite en français par "fidélité sans fil". Régi par les normes IEEE 802.11, le Wifi est principalement utilisé pour relier des appareils (ordinateurs portables, PDA, etc.).

Aujourd'hui, le Wi-Fi est omniprésent, tant dans les usages domestiques que professionnels ou dans les lieux publics. Il sert principalement à accéder à Internet, il est recommandé aux utilisateurs de sécuriser leur point d'accès Wi-Fi avec un mot de passe afin d'éviter tout usage frauduleux.



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? Inconvénients : C'est un protocole qui consomme beaucoup d'énergie et qui nécessite un raccord permanent au secteur. Couverture réseau limitée à une faible zone autour de la passerelle.

? Applications : Adapté aux applications de domotique, au contexte indoor.

1.5.4. NFC



Figure 1.4 : Logo de NFC
Source : Google

La technologie NFC est l'une des nouvelles technologies dans le monde de la technologie et des téléphones Android, qui est l'acronyme de Near Field Communication.

La NFC est une technologie qui permet une communication étroite, elle est similaire au Bluetooth, à condition que la distance ne dépasse pas 4 centimètres. Il permet de configurer des connexions Peer-to-Peer et de passer des données d'un appareil à un autre en les touchant ou en les plaçant à proximité les unes des autres.

Les normes NFC ont trois modes de fonctionnement :

? Mode poste à poste : qui permet à deux téléphones intelligents de transférer des données.

? Lecture / écriture : qui permet à un appareil efficace de prendre des données d'un autre inactif.

? Mode d'émulation de carte : il s'agit du modèle dans lequel un appareil doté de la technologie NFC, comme les téléphones mobiles, peut être utilisé comme carte de crédit sans avoir à l'utiliser ou à l'insérer dans des machines.

? Avantage : Technologie facile à utiliser et à mettre en place. Idéal pour échanger de courtes informations.



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Inconvénients : Contrairement au Bluetooth, la technologie n'est pas encore disponible dans les objets du quotidien tels que les smartphones.

Applications : Les utilisations sont multiples : un smartphone peut se connecter à un ordinateur pour télécharger un fichier, un téléviseur échangera des données avec un smartphone..., mais aussi les achats par simple approche d'un terminal pourront avoir lieu (achat d'un produit vendu en distributeur en approchant son téléphone portable de la vitre, par exemple...).

Adapté pour les situations de badge (paiement sans contact, titre de transport, contrôle d'accès...).

1.6. Fonctionnement d'IOT

? IOT repose sur l'identification des objets afin d'en recueillir les données et que celles-ci soient envoyées sur une plateforme Cloud ou sur une application. Chaque objet dispose ainsi d'une adresse IP et le réseau permet de connecter tous les objets disposant d'une adresse IP, pour fonctionner le réseau IOT a besoin de la technologie M2M (machine to machine). En effet, c'est cette technologie qui, en utilisant un réseau de télécommunication, et grâce à un mode cellulaire ou au Wifi, connecte les objets à un réseau.

? Les trois couches d'un système IOT

L'architecture la plus élémentaire est une architecture à trois couches `la couche de perception, la couche réseau et la couche d'application' comme montre la figure suivante :



Figure 1.5 : Les trois couches d'un modèle IOT
Source : Google



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? La couche de perception : La couche de perception est la couche physique, qui possède des capteurs pour détecter et collecter des informations sur l'environnement. Il détecte certains paramètres physiques ou identifie d'autres objets intelligents dans l'environnement.

? La couche réseau : c'est la couche responsable de la transmission des données reçus de la couche de perception vers une base de données. Serveur(ou centre de traitement), les principales technologies utilisées pour réaliser cette couche sont les technologies cellulaire (wifi zigbee, Ethernet). Avec ces différentes technologies en peut donc faire le traitement de plusieurs objets qui seront connectés à l'avenir.

? La couche d'application : cette couche analyse les informations reçues de la couche réseau cette couche fournit des applications pour toute sortes de défis technologique ces applications favorisent l'internet des objets ce qui explique pourquoi cette couche joue un rôle important dans la propagation d'iot.

? Les composants d'un modèle IOT

Nous avons entendu parler de l'Internet des objets, l'IoT qui permet la connexion de nos appareils intelligents et des objets au réseau pour fonctionner efficacement et à

Distance. Ce point répond à la question : quelles sont les principales composantes de l'Internet des objets ?

? Les capteurs : détectent les propriétés physiques et convertissent ces propriétés en signaux numériques.

? Les Actionneurs : reçoivent des commandes pour effectuer des actions à des moments spécifiques.

? End-devices : sont de petites cartes avec un microcontrôleur intégré utilisé pour fournir des capacités de traitement et de communication pour les capteurs et les actionneurs.

? Objets physiques : Un objet connecté est un objet physique équipé de capteurs ou d'une puce qui lui permettent de transcender son usage initial pour proposer de nouveaux services. Il s'agit d'un matériel électronique capable de communiquer avec un ordinateur, un smartphone ou une tablette via un réseau sans fil (Wi-Fi, Bluetooth, réseaux de téléphonie mobile.



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- Surveillance des patients : Surveillance des conditions des patients dans les hôpitaux et chez les personnes âgées.

? Domaines d'applications de l'IoT

Plusieurs domaines d'application sont touchés par l'IoT, Parmi ces principaux domaines nous citons : le domaine de la sécurité, le domaine du transport, l'environnement, l'infrastructure et les services publics....etc.



Figure 1.6 : Domaines d'application de l'IoT
Source : Google

Nous allons maintenant détailler ces secteurs avec des exemples de projets.

? Le transport :

Depuis la création de l'IoT en 1999, le nombre des véhicules intelligents sont en croissance, presque Tous les véhicules vendus aujourd'hui dans le monde renferment déjà des capteurs et de moyens de communication pour traiter la congestion du trafic, la sécurité, la pollution et le transport efficace des marchandises, etc.

L'objectif est qu'une voiture soit capable de communiquer de façon autonome avec d'autres véhicules ou une centrale de surveillance pour prévenir les accidents et réduire les coûts d'assurance.

? La santé intelligente :



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- Réfrigérateurs médicaux : Contrôle des conditions à l'intérieur des congélateurs stockant des vaccins, médicaments et éléments organiques.

- Dentaire : Bluetooth connecté avec une brosse à dents, avec une application Smartphone permettant l'analyse de brossage et donne des informations sur les habitudes de brossage sur le Smartphone. Ces informations sont peuvent être utiles pour les utilisateurs (vie privée) ou pour montrer des statistiques au dentiste.

- Surveillance de l'activité physique : Capteurs sans fil placés sur le matelas détectant de petits mouvements comme la respiration et la fréquence cardiaque. en lançant et en tournant pendant le sommeil, fournissant des données disponibles via une application sur le Smartphone.



Figure 1.7 La santé intelligente
Source : Image Google

? Agriculture intelligente :

L'agriculture intelligente a pour objet de renforcer la capacité des systèmes agricoles, de contribuer à la sécurité alimentaire en intégrant le besoin d'adaptation et le potentiel d'atténuation dans les stratégies de développement de l'agriculture durable.

Cet objectif a été atteint enfin par l'utilisation des nouvelles technologies, telles que l'imagerie satellitaire et l'informatique, les systèmes de positionnement par satellite de comme GPS, aussi par l'utilisation des capteurs qui vont s'occuper de récolter les informations utiles sur l'état du sol, taux d'humidité, taux des sels minéraux, etc. et envoyer ces informations au fermier pour prendre les mesures nécessaires garantissant la bonne production.





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Figure 1.8 Agriculture intelligente

Source : Image Google

? Les réseaux intelligents :

Les réseaux intelligents sont des réseaux de distribution de l'électricité, il désigne l'ensemble des technologies et infrastructures « intelligents » installées.

Les réseaux intelligents améliorent l'efficacité et la sécurité des réseaux, et permettent de gérer plus finement l'équilibre entre la production et la

consommation, ils favorisent aussi l'intégration des sources d'énergies renouvelables sur l'ensemble du réseau, comme ils ont un impact sur l'économie, de sorte qu'ils

apportent des économies d'énergie et une diminution de prix.



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Figure 1.9 Les réseaux intelligents
Source : Image Google

? La Domotique :

La domotique regroupe l'ensemble des technologies permettant l'automatisation des équipements d'un habitat. Elle vise à apporter des fonctions de confort : commandes à distance, gestion d'énergie (optimisation de l'éclairage et du chauffage... etc.), sécurité (comme les alarmes) et de communication (contacts et discussion avec des personnes extérieures). Les services offerts par la domotique couvrent 3 domaines principaux :

1. Assurer la protection des personnes et des biens en domotique par la prévenir des risques d'accident (incendie, fuite de gaz, etc.).

2. Confort de la vie quotidienne surtout pour les personnes âgées ou handicapées

3. Faciliter les économies d'énergie grâce à la réactivité maîtrisée d'une maison intelligente.

? L'industrie intelligente :

? Gaz explosifs et dangereux : Détection des niveaux de gaz et des fuites dans les

environnements industriels, environnants des usines chimiques et des mines,

? Surveillance des niveaux de gaz toxique et d'oxygène dans les usines chimiques

pour assurer la sécurité des travailleurs et des biens,

? Surveillance des niveaux d'eau, de pétrole et de gaz

? Réservoirs et Citerne

? Entretien et réparation



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? Les prédictions précoces sur les défaillances d'équipement et la maintenance du service peuvent être automatiquement programmées

Avant une défaillance réelle de la pièce en installant des capteurs à l'intérieur de l'équipement pour surveiller et envoyer des rapports.



Figure 1.10 L'industrie intelligente

Source : Image Google

? Environnement intelligent :

Cette catégorie regroupe la détection précoce des tremblements de terre : contrôle distribué dans des endroits spécifiques de tremblements, les glissements de terrain et la prévention des avalanches : surveillance de l'humidité du sol, des vibrations et de la densité de la terre pour détecter les tendances dangereuses dans les conditions du terrain, la surveillance du niveau de neige : mesure de niveau de neige pour connaître en temps réel la qualité des pistes de ski et permettre la sécurité des avalanches, la détection des incendies de forêt : surveillance des gaz de combustion et des conditions d'incendie pour définir les Zones d'alerte, et la pollution de l'air : contrôle des émissions de CO2 des usines, de la pollution émise par les voitures et des gaz toxiques.

Figure 1.11 Environnement intelligent
Source : Image Google

? Les avantages et les inconvénients du système Iot

Les objets connectés offrent de nombreux avantages aux utilisateurs :

- facilite la vie quotidienne dans certains domaines comme

? La santé, par exemple les patients évitent certains déplacements vers les établissements de santé, en se servant des objets connectés pour transmettre des éléments permettant de diagnostiquer leurs états.

? Dans le domaine de la domotique, les objets connectés améliorent considérablement la sécurisation et le contrôle des habitats, notamment, en multipliant les détecteurs d'anomalie dans un domaine, et en automatisant l'envoi d'alerte vers les autorités, en cas d'intrusion.

? Les principaux soucis des utilisateurs des objets connectés :

? Le problème de la sécurité des informations (dit objet connecté dit échange d'informations « la sécurisation des données personnelles confidentielles ») et donc risque d'interception ou de détournement.

? Les objets connectés vont nous rendre fainéants et la maitrise des informations est un peu difficile, auquel les éditeurs et concepteurs continuent de focaliser leurs efforts et innovations.



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Conclusion partielle

Ce chapitre a fait l'objet d'une étude sur la technologie d'IoT. Nous avons présenté les notions de base d'iot définition ; les composantes, les caractéristique, Domaines d'applications et leur avantages et inconvénients pour découvrez l'importance de ce système.



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CHAPITRE DEUXIEME : MAISON INTELLIGENTE DEDIEES AUX
PERSONNES HANDICAPEES

II.1 Introduction

La domotique regroupe l'ensemble des techniques permettant d'automatiser l'habitat. Une maison intelligente désigne l'intégration de technologie et des services au niveau du réseau d'un habitat pour assurer une meilleure qualité de vie.

Les premiers travaux de domotique sont apparus dans les années 70 avec les problématiques énergétiques dues aux crises pétrolières, ces crises marquent le début du développement de l'électronique pour les bâtiments. Au départ, la domotique contrôle seulement les prises, l'éclairage et les volets roulants grâce à une télécommande. Au fur et mesure.de nouveaux objets se mettent en réseau comme les thermostats et les alarmes .Deux raisons expliquent ce développement :

? L'arriéré de l'ordinateur et des technologies de communication dans la maison au début des années 1990 : notamment, le déploiement d'internet qui permet aux ordinateurs de communiquer entre eux.

? Le cout de l'énergie qui augmente suite aux deux crises pétrolières survenues dans les années70.Désormis,de nouvelles normes forcent les constructeurs privilégies des bâtiments bien mieux isolés pour limiter leur utilisation de chauffage depuis les années 2000 ,avec le développement des technologies sans fil comme le wifi ou le Bluetooth la miniaturisation des composants électronique, l'avènement des appareils mobiles, l'invasion des écrans tactiles et des télévision connectées, les ingénieurs peuvent désormais au public des produits,-objets connectés ou systèmes domotique-bien plus puissants et simple d'utilisation.

II.2 La domotique

II.2.1 Définition de la domotique

Le mot domotique vient de domus qui signifie domicile et du suffixe_ « tique » qui fait Référence à la technique. La domotique est l'ensemble des techniques de l'électronique, de physique du bâtiment, d'automatisme, de l'informatique et des télécommunications utilisées dans le bâtiment ,plus ou moins «interopérables »et permettant de centraliser le contrôler des différents systèmes et sous-systèmes de la maison (chauffage, volets roulants, port de garage ;portail d'entrée, prise électronique ,etc...).la domotique vise à apporter des solutions techniques pour répondre aux besoins de confort (gestion d'énergie, optimisation de l'éclairage et du chauffage),de sécurité(alarme)et de communication(commandes à distance, signaux visuels ou



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sonores, etc...)Que l'on peut trouver dans les maisons, les hôtels, les lieux Publics .... Etc.



Figure II.1 : Exemple de système domotique d'une maison. Source : Image Google

II.2.2 La maison communicante

Jadis, l'homme avait imaginé qu'il est impossible de communiquer avec son habitat ou le contrôler à distance. Maintenant tant que la communication est devenue un aspect très nécessaire la domotique a adaptée une installation avec les appareils de la maison montés en réseau, satisfait les besoins de chaque personne du foyer.

La centralisation des commandes est le corps du système domotique ainsi que les appareils mis en réseau se reconnaissent et dialoguent entre eux, se déclenchant par un simple appui sur une touche. Par le biais d'un interrupteur centralisé, les éclairages et volets motorisés peuvent être actionnés individuellement, par groupe de pièces ou simultanément.

En communiquant avec l'habitat, on peut régler le chauffage, la mise en route ou l'arrêt et la production d'eau chaude ou de simuler à distance une présence etc.

Nous conseillons d'examiner et réaliser le contrôle domotique en utilisant un module GSM qui permet d'augmenter la possibilité de surveiller l'habitat tout en communiquant via des commandes envoyés par SMS.



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II.3 Maison Intelligente

II.3.1 Définition de la maison intelligente

Une maison intelligente est une résidence qui comprend des appareils interconnectés entre eux via Internet qui permettront au propriétaire de les surveiller et de les contrôler à distance. Les appareils domestiques intelligents comprennent les appareils électroménagers, les lumières, les thermostats, les sonnettes, les serrures de porte, les caméras, les haut-parleurs, etc. Comment un appareil est-il considéré comme un appareil domestique intelligent ? Techniquement, tout produit à l'intérieur de votre maison qui peut être branché sur votre réseau domestique et commandé par la voix, une télécommande, une tablette ou un smartphone est considéré comme un appareil intelligent.

II.3.2 Les domaines d'une maison intelligente

La Smart House utilise plusieurs critères clés : la sécurité (alarmes, caméras et télésurveillance), le confort de vie (automatisation et programmation des tâches quotidiennes), les économies d'énergies (chauffage, lumière), la santé (télésanté, télémédecine) et la communication (avec un réseau, wifi Bluetooth etc.).



Figure II.2: Les domaines de la maison intelligente.
Source : Image Google

? La santé :

Le sentiment de sécurité que proposent les maisons intelligentes ainsi que cette notion d'utilisation d'énergie réglée selon le besoin et l'envie offrent un niveau de confort optimal aux habitants de ces maisons. Plus encore elles facilitent le quotidien aux personnes avec des besoins particuliers ou une assistance tel que les personnes âgées, handicapées ou encore atteintes de maladies neurodégénératives



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comme l'Alzheimer, ces derniers peuvent rester chez eux en toute sécurité une fois la maison programmée et adaptée à leurs besoins.

? Le confort :

Une Smart House (Maison Intelligente) est capable de savoir quand vous rentrez à la maison (grâce à votre Smartphone par exemple), et donc d'ouvrir le portail avant même que vous n'arriviez. Les volets peuvent s'ouvrir et se fermer au rythme du soleil, et peuvent même aller Jusqu'à s'adapter à la saison et la température pour laisser entrer la lumière et la chaleur du soleil l'hiver, ou au contraire conserver le frais l'été en fermant les volets des fenêtres exposées au soleil. De la même façon, votre maison sait quand vous êtes présents, et peut ainsi adapter elle-même votre chauffage pour que la maison soit toujours à la température idéale pour vous.

? L'économie d'énergie :

La contribution du système intelligent permet d'économiser l'énergie et par la suite l'argent sans compromettre le confort. Par exemple, pendant les mois d'été, le climatiseur à l'option de s'arrêter quant aucune personne n'est à la maison. Aussi pendant l'hiver, l'installation d'un commutateur intelligent régularise la température de la maison en contrôlant le chauffage. Pour plus d'économie d'énergie les biens faits du système peuvent :

? Programmez les rideaux pour qu'ils se ferment automatiquement pendant les heures d'ensoleillement.

? Utilisez des gradateurs, des minuteries et des détecteurs de mouvement pour réduire le gaspillage d'énergie.

? Automatisez votre piscine et votre système de gicleurs pour économiser l'eau. ? La sécurité :

La domotique permet le suivi des personnes à mobilité réduite. A ce qui concerne la sécurité domestique, on a comme services offerts (Alarmes, détecteurs de mouvement, interphones et portiers vidéo, téléphones, détecteur de présence, etc.).Pour la centralisation et la surveillance ; la domotique de sécurité passe également au contrôle de toutes les zones de la maison. Ainsi elle propose d'autres systèmes de détection pour prévenir les risques d'accident (incendie, fuite de gaz, etc.).



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? La communication :

La communication dans la maison intelligente est la fusion de l'informatique, télécom et l'électronique. Il existe plusieurs types de la communication dans la Maison Intelligente :

· Bluetooth : protocole radio permettant une communication transparente entre tous les équipements situés dans un périmètre de quelques mètres.

· Peer-to-Peer (P2P) : échange des données entre deux ordinateurs reliés à internet et établit un lien direct entre les deux machines sans nécessiter de serveur central.

· Ethernet : protocole de communication permettant le transport d'informations sur un réseau informatique.

II.3.3 Avantages et inconvénients de la domotique

? Les avantages :

· Le principal avantage de la domotique est l'amélioration du quotidien au sein de la maison, du point de vue du confort, de la sécurité et de la gestion de l'énergie.

· Ce type d'équipement vous simplifie la vie et optimise votre confort en adaptant votre maison à différents scénarios de la vie quotidienne.

· Il vous permet notamment d'éteindre tous vos appareils électriques et de mettre l'alarme quand vous quittez votre domicile, de régler des ambiances lumineuses (ambiance lecture, ambiance relaxation avec lumières tamisées), de vous réveiller dans un habitat chauffé où le café est déjà prêt, d'enclencher automatiquement l'arrosage ou l'ouverture des volets chaque matin.

· La domotique permet aussi de réaliser des économies d'énergie grâce à la gestion automatique du chauffage, de la climatisation et de l'éclairage et à la programmation des appareils électroménagers en heures creuses.

· Elle a pour avantage d'améliorer la sécurité grâce à des alarmes, des systèmes

D'ouverture automatique de la porte (reconnaissance vocale, carte

magnétique...)

· En cas de tentative d'intrusion dans la maison, un appel téléphonique automatique peut contacter le propriétaire ou une entreprise de sécurité.

· Enfin, ces différentes technologies constituent une aide précieuse pour les personnes dépendantes et handicapées.



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Les inconvénients :

? Le principal inconvénient est le prix d'achat et d'installation. Le prix est beaucoup plus élevé mais vos factures d'énergie baisseront. Il faut donc le prendre en compte dans le budget initial.

? Le deuxième inconvénient est le verrouillage qu'offrent certaines marques dans leurs produits ne permettant pas d'avoir un logiciel ouvert.

II.4 Maison Intelligente pour les handicapées

II.4.1 Définition d'une maison intelligente pour les handicapées

Dans une société de plus en plus inclusive, de plus en plus d'efforts sont maintenant concentrés sur l'amélioration de la vie des personnes handicapées.

Dans ce contexte, l'industrie de la maison intelligente a été un champion dans la production d'appareils parfaitement adaptés aux exigences et aux besoins de ces communautés. Conçues pour rendre la vie plus confortable et pratique, les technologies domotiques ont également le pouvoir de changer des vies ; permettant aux personnes ayant certaines difficultés d'augmenter leur fonctionnalité et leur indépendance.

II.4.2 Structure d'une maison intelligente pour les handicapées

Le concept de maison intelligente a souvent été appliqué pour les personnes ayant des besoins spéciaux (PSN), et divers modèles de maisons intelligentes ont été développées. Chacun des modèles est conçu pour s'adapter aux besoins spécifiques et aux limitations physiques de l'utilisateur. Les maisons intelligentes diffèrent les unes des autres par les types et dispositions des dispositifs installés. Et peuvent être classés selon les groupes suivants :

1. maison intelligente pour personnes malvoyantes.

2. maison intelligente pour personnes à mobilité réduite.

3. maison intelligente pour personnes âgées.

4. maison intelligente pour les personnes ayant une déficience cognitive.

5. maison intelligente pour malentendants.

L'objectif principal dans la conception d'une maison intelligente pour les personnes à mobilité réduite est l'installation des dispositifs d'aide à la mobilité et à la manipulation, tandis que là les maisons intelligentes pour personnes âgées prennent en considération les changements de certaines des fonctions organiques des personnes âgées. Maisons intelligentes pour les personnes malvoyantes et malentendantes sont équipées avec des interfaces spéciales pour la communication. De plus, ceux les

maisons mettent souvent en oeuvre la technologie pour prendre en charge la navigation à domicile. Des maisons intelligentes pour les personnes déficientes

Cognitives sont équipées avec des dispositifs qui les aident à structurer leurs activités quotidiennes dans la maison.

II.4.3 L'installation des appareilles intelligents

La plupart des appareils conçus spécifiquement pour les personnes handicapées sont généralement coûteux ou nécessitent des frais d'installation élevés. En effet, les frais d'installation sont inclus dans le prix d'achat. Les prix de ces appareils et de leur installation peuvent facilement coûter plus de 500 $ aux consommateurs selon la complexité de l'appareil. Cependant, les appareils domestiques intelligents pour personnes handicapées ont généralement un prix raisonnable et sont faciles à installer par le propriétaire, la famille ou les amis.

II.4.4. Les meilleurs appareils utilisés dans une maison intelligente des handicapées

? Serrures de porte : De nombreuses marques de serrures de porte électroniques peuvent être configurées pour permettre le déverrouillage à distance afin que vous puissiez autoriser l'accès à une personne de confiance si vous ne parvenez pas à contacter votre parent.



Figure II.3 : Serrures de porte

Source : Image Google

? Ampoules connectées : L'intérêt des ampoules connectées est de pouvoir les commander par la voix ou d'organiser leur gestion via des routines pour

qu'elles se déclenchent en même temps ou séparément, suivant vos besoins. Les ampoules s'installent simplement comme n'importe quelle ampoule ordinaire.





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Figure II.4 : ampoules connectées
Source : Image Google

? Les thermostats intelligents :

Ces appareils intelligents ont des capteurs de mouvement qu'ils utilisent pour détecter quand une activité se passe dans votre maison. Ils utilisent ces données pour ajuster automatiquement le chauffage de votre maison en fonction des heures de pointe. Vous pourrez également contrôler votre thermostat intelligent depuis la base à la maison. Ou vous pouvez le contrôler en utilisant l'application sur votre téléphone.



Figure II.5 : les thermostats intelligents
Source : Image Google

? Hubs intelligents :

L'un des appareils intelligents les plus omniprésents sur le marché, la norme de réseau de choix fonctionne comme le cerveau de votre maison automatisée et vous permet de contrôler tous vos appareils à partir d'un emplacement centralisé. Pour les personnes malvoyantes ou à mobilité réduite, un hub intelligent équipé d'un assistant vocal permet d'entendre facilement votre emploi du temps et votre liste des tâches, ainsi que de déverrouiller la porte, d'allumer les lumières et de passer des appels téléphoniques sans devoir se lever.



Figure II.6 : hubs intelligents

Source : Image Google

? Capteurs de mouvement :

Les capteurs de mouvement sont utiles car ils peuvent être connectés à des éléments tels que des lumières intelligentes afin que les lumières s'allument automatiquement s'ils détectent un Mouvement, évitant ainsi de traverser une pièce pour accéder à un interrupteur la nuit. Certains capteurs de mouvement peuvent également être mis en place pour détecter une absence de mouvement, ce qui rassure un peu sur le risque de chute et sont encore moins intrusifs qu'une caméra.



Figure II.7 : capteurs de mouvement
Source : Image Google



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II.4.5. Handicap et Domotique

Une grande partie des personnes âgées et des personnes handicapées physiques souhaitent continuer à vivre au sein de leur domicile lorsque leur mobilité se trouve affectée. Pour cela la domotique propose des solutions innovantes et intelligentes pour permettre d'assurer la continuité de l'autonomie de ces personnes. La domotique ou maison connectée permet une meilleure autonomie des personnes handicapées. C'est notamment le cas grâce aux systèmes automatiques ou programmés d'ouverture des ouvrants. Fenêtre, porte de garage, volets peuvent être programmables pour permettre plus d'indépendance aux personnes en situation d'handicap. La gestion des volets ouvrants peut se faire à des heures fixes ou sur commande en fonction des besoins de chaque personne.

III.5. Le réseau domestique II.5.1. Définition

Un réseau domestique est un réseau qui relie l'ensemble des appareils et capteurs de la maison. Il se compose d'un ensemble des objets informatiques et électroniques interconnectés entre eux par le biais d'un switch ou un point d'accès.

II.5.2. Connectivité physique et protocole

Les réseaux domestiques peuvent utiliser des technologies filaires ou sans fil pour connecter des points finaux. Le sans-fil est l'option prédominante dans les maisons pour faciliter l'installation, le manque des câbles inesthétiques et des caractéristiques de performance du réseau suffisantes pour les activités résidentielles.

? Technologie filaire

Le système filaire est installé dans la maison au moment de sa construction. Il peut utiliser le câblage électrique (courant porteur en ligne), téléphonique ou informatique. Dans ce dernier cas, les câbles sont tirés en parallèle du réseau électrique de manière à relier tous les équipements (volets roulants, éclairage, etc.) et les commandes (interrupteurs, écrans tactiles) à un tableau de communication placé le plus souvent à côté du tableau électrique.

? Câble coaxial : Un câble coaxial est un câble à deux conducteurs de pôles opposés séparés par un isolant.



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Figure II.8 : câble coaxial
Source : internet

? Câble à paire torsadée : La catégorie utilisée pour le câblage des réseaux

locaux. Le câble se compose de 4 paires de fils qui sont torsadées permettant de réduire les interférences électriques.



Figure II.9 câble : à paire torsadée Source : internet

? La fibre optique : La fibre optique reste aujourd'hui le support de transmission le plus apprécié. Permet de transmettre des données sous forme d'impulsions lumineuse.



Figure II.10 : fibre optique
Source : internet



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? Ethernet sur courant porteur : Il est possible d'utiliser le réseau électrique d'une habitation pour connecter des appareils au LAN Ethernet.



Figure II.11 : Ethernet sur courant porteur
Source : internet

? Technologie sans fil

? Bluetooth

? Zigbee (Zig Zag like a bee)

? Wi-Fi (Wireless Fidelity)

? NFC (Near Field Communication)

II.5.3. Glossaire des périphériques réseau domestique ? Passerelle



Une passerelle est un périphérique d'acheminement du trafic entre deux réseaux distincts. Le meilleur exemple de passerelle au sein de réseau domestique est le routeur.

Figure II.12 : passerelle
Source : internet

? Point d'accès sans fil (WAP)

Un point d'accès sans fil est un périphérique qui crée une connexion Wi-Fi à partir d'un réseau câblé, permettant ainsi à un périphérique compatible Wi-Fi de se connecter à un réseau câblé.

Il est nécessaire d'utiliser des câbles pour connecter les périphériques à internet. À l'heure actuelle, ces derniers ne disposent pas d'un port Ethernet pour les connexions filaires.



Figure II.13 : point d'accès sans fil (WAP)
Source : internet

? Ethernet

Les câbles Ethernet sont le réseau filaire standard utilisé presque partout. Ce sont les câbles qui relient un routeur à une connexion internet. De nombreux ordinateurs se connectent au routeur via un câble Ethernet.



Figure II.14 : Ethernet Source : internet



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? Routeur

Le routeur est le coeur de réseau et fait passer le trafic entre internet et les périphériques JOT. Souvent il se situera entre le réseau local et le réseau internet.



Figure II.15 : Routeur
Source : internet



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Conclusion partielle

Ce chapitre a fait l'objet d'une étude sur une maison intelligente pour les handicapées. Nous avons présenté la nécessite de la domotique dans une maison d'handicapée et comment l'aider dans sa vie quotidienne et on a cité quelque avantages et inconvénients pour découvrir l'importance de ce système.



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CHAPITRE TROISIEME : MODELISATION ET SIMULATION D'UNE
MAISON INTELLIGENTE POUR LES HANDICAPEES

III.1 Introduction

Ce chapitre a pour but principal de faire une simulation d'une maison intelligente pour les handicapées. Afin de les aider à vivre une vie facile sans difficultés, et se passer de l'aide des autres.

Par conséquent, nous avons choisi d'équiper une maison adaptée à cette catégorie des personnes et d'ajouter des équipements intelligentes tels que : verrouille intelligente, éclairage intelligente, sirène intelligente...ext.

Pour cela, nous avons choisi comme outil le simulateur Cisco Packet

Tracer.

III.2 Présentation de logiciel packet Tracer

Packet Tracer est un programme de simulation des réseaux puissants qui permet de configurer les différents composants d'un réseau informatique. Il permet aussi de configurer à l'aide d'interface graphique les différents matériels de la marque CISCO.

C'est une solution parfaite pour la construction des réseaux ainsi que leur test avant de les mettre en oeuvre sur le terrain.

III.3 Présentation d'une maison intelligente sur Packet Tracer

La Figure III.1 représente le système d'une maison intelligente pour les handicapées que l'on souhaite modaliser. Les appareils dans une maison intelligente pour les handicapées interconnectée avec un réseau qui permet la communication entre eux. L'handicapée de la maison aura la chance de se connecter à l'internet afin de contrôler à distance les équipements de sa maison.



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Figure III.1 : Exemple d'une maison intelligente pour les handicapées. Source : cisco packet tracer

III.4 Conception d'une maison intelligente pour les handicapées ? Le langage UML :



Figure III.2 : logo UML. Source : Google

UML (Unified Modeling Language) est un langage de modélisation objet unifié. Elle est née de la fusion de trois méthodes orientées objet Booch, OMT Object Modeling Technique et OOSE Object Oriented Software Engineering, conçues respectivement par Grady Booch, James Rumbaugh et Ivar Jacobson. Les 3 experts ont focalisé leur attention sur les deux aspects : modélisation et formalisation afin de concevoir un langage de modélisation standard et universel utilisé notamment pour le développement informatique en langage objet. UML 2 est une évolution majeure du langage. UML 2.2, la dernière spécification, est supportée par l'OMG



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Object Management Group. La modélisation et la formalisation à l'aide d'un vocabulaire standardisé et de surcroît orienté objet confèrent à la méthode tout son intérêt. La formalisation et la modélisation facilitent en effet la définition du problème à traiter et la compréhension par l'ensemble des principales parties prenantes, après, il est vrai, un court apprentissage. Une fois le modèle bien défini, il est plus aisé de s'y référer lors du développement afin de s'assurer de la conformité de ce dernier. Un outil précieux qui explique à lui seul l'essor de la démarche UML.

Le système d'une maison intelligente qu'on veut modéliser sera mis en interaction par deux acteurs (Handicape et Famille ou Amis). La Figure III.3 montre la relation entre ces trois composants.



Figure III.3 : Relation entre les acteurs d'une maison intelligente.
Source : dessin crée en Word

Le diagramme suivant montre la relation entre le handicap et les différents cas d'utilisation dans lesquels l'handicapée est impliquée. Dans notre système, nous avons deux utilisateurs. Le travail de famille ou amis (cas d'utilisation) consiste à programmer et créer un objet, ou à changer, modifier ou supprimer un objet existant. D'un autre coté on à l'handicapée qui a les cas d'utilisation suivants : activer ou désactiver un objet dans sa maison, récupérer ou vérifier l'état de quelque chose (ex. température, humidité, etc.), fournir des mots de passe (authentification). Il est

Possible d'ajouter d'autres cas d'utilisation. La figure III.4 montre les acteurs avec leurs cas d'utilisation.



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Ce qui permet d'énumérer globalement les différentes phases suivantes dans le développement d'un projet :

Figure III.4 : Diagramme de cas d'utilisation d'une maison intelligente.

Source : Google

III.5. Cadrage de Projet

III.5.1. Définition et gestion de projet

Partant de sa définition, un projet est entendu comme un ensemble d'activités qui a pour but d'obtenir un résultat unique pendant une période de temps bien déterminé et qui s'effectue à l'aide d'un budget. La planification d'un projet est toujours complexe ; rarement complète parce qu'au début elle doit être complète par une date fixée au plus tard. En outre, la gestion de projet est considérée comme un système à la recherche de l'équilibre entre les éléments du projet, entre autre :

La spécification du système (contraintes techniques) ;

Le temps de développement du projet (contraintes de temps) ;

Le coût de développement du projet (contraintes de coût). III.5.2. Technique et méthode d'ordonnancement des tâches A. Technique d'ordonnancement des tâches

La conduite du projet repose sur un découpage chronologique (phases) en précisant : ce qui doit être fait (tâches), par qui (ressources), comment les résultats (livrables) doivent être présentés, comment les valider et à quelle étape. Pour découper et ordonnancer les tâches, nous avons recouru à la technique WBS « WorkBreakDown Structure » soit la structure hiérarchique des tâches du projet.



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Avant-projet

Conception et réalisation

Validation

Livraison et suivi Bilan de fin projet

B. Méthode d'ordonnancement des tâches

Il existe par ailleurs plusieurs méthodes d'ordonnancement des tâches :

PERT : Program Evaluation and Review Technic;

CPM : Critical Path Method ;

PDM : Precedence Diagramming Method ;

MPM : Méthode des potentiels Métra ;

GANTT.

Pour mener à bon port notre travail, nous avons opté pour l'ordonnancement qui est un outil de la recherche opérationnelle nous permettant dans ce cas d'élaborer le planning, de déterminer l'intériorité des tâches, de définir la durée de chaque tâche A ce niveau, l'objectif est la minimisation de la durée de réalisation du projet, ceci aurait un avantage significatif en gain de temps et du coût.

Pour ce faire, nous nous sommes servis de la méthode PERT. Car la méthode respecte la définition des séquences d'un projet.

III.5.3. LA Méthode PERT

1. Principes de représentation en P.E.R.T

Une tâche sera portée par un arc du graphe;

Un chemin est une suite d'arcs qui commencent par un sommet initial du graphe et se termine par un sommet final;

Réduire la durée totale d'un projet par une analyse détaillée des tâches ou activités élémentaires et de leur enchaînement.

On étudie les délais sans prendre en compte les charges :

L'arc représente une tâche;

La valeur portée sur l'arc représente la durée (temps) D(i) ;

C(i) représente le coût de la tâche ;

Les sommets représentent les états dans la réalisation d'un projet (X et Y).



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FIGURE III.5

2. Notions de base

La méthode s'appuie en grande partie sur une représentation graphique qui permet de bâtir un « réseau PERT ». Un réseau PERT est constitué par des tâches et des étapes.

3. Contrainte dans un graphe P.E.R.T

La méthode P.E.R.T ne permet de représenter que les tâches soumises à un seul type de contrainte de postériorité stricte qui s'énonce comme suit : « Une tâche (j) postérieure ne peut pas commencer son déroulement avant que la tâche (i) antérieure ne soit complètement terminée ». Graphiquement, cette contrainte peut être représentée comme suit :

Une tâche (j) ne peut commencer avant que la tache (i) ne se termine ; Il y a l'existence d'une ou plusieurs tâches fictives ;

Il y a une étape de début et une étape de fin.

4. Identification des tâches

L'identification des tâches ou l'analyse du projet est la première opération à accomplir dans le cadre d'une analyse du projet. Cette phase consiste à lister les tâches nécessaires à la réalisation de projet et de bien déterminer pour chaque tâche, estimée dans une unité de temps.

Dans le cadre de présent travail, nous avons recensé quelques tâches qui feront l'objet d'une évaluation, à savoir :

Préparation du projet (contexte, objectifs, enjeux) ;

Étude de faisabilité (ressources disponibles, identification des besoins,

définition des solutions) ;

Appel d'offre et recrutement des experts ;

Choix d'une solution (selon l'Appel d'offre et recrutement des experts) ;

Elaboration du cahier des charges ;

Préparation des sites ;

Commande des matériels ; Acquisition des matériels ;

Implantation du nouveau système ;

Test du nouveau système ; Formation des utilisateurs.

5. Analyse et détermination de durée des différentes tâches

Cette phase consiste à déterminer les antériorités des tâches précédemment établies sur ce, nous résumons cette étape dans le tableau ci-après :

Tableau 1. : Analyse et détermination de durée de différentes taches



Tableau III.1 : Analyse et détermination de durée de différentes taches

En conséquence nous pouvons illustrer les différentes contraintes de notre projet de la manière suivante :

· A avant B ; B avant C ; C avant D ; D avant E ; E avant F ; F avant G ; G avant H ; H avant I ; I avant J ; J avant K

6. Graphe Pert en brut

Le graphe PERT brut, le DTO (Date au plutôt) et le DTA (Date au plus tard) ne seront pas présentés, par contre les activités, les durées de chaque activité, la numérotation de début et du sommet de l'activité seront représenté par un cercle c'est-à-dire par un graphe.



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Figure III.6 Graphe Pert en Brut.

7. Calcul des dates

Calcul des dates au plus tôt (DTO)

Elle se calcule en partant du sommet le plus haut au sommet le plus bas d'où l'expression mathématique suivant : DTO (y) = max [DTO (x) + d (i)]. En effet elle se calcule en partant du DTO début de graphe de l'activité en faisant la sommation avec la durée de cette activité.

DTO (A) = 0 + 6= 6 DTO (B) = 6 + 39= 45 DTO (C) = 45+ 20= 65 DTO (D) = 65 + 7 = 72 DTO (E) = 72+ 8= 80 DTO (F) = 80 + 23= 103 DTO (G) = 103 + 12 = 115 DTO (H) = 115 + 8 = 123 DTO (I)= 123 + 21 =144 DTO (J) = 144 + 12=156 DTO (K) = 156 + 14= 170

Calcul des dates au plus tard (DTA)

Elle se calcule en partant du sommet le plus haut au sommet le plus bas d'où l'expression mathématique suivant : DTA (y) = min [DTA (x) - d (i)]

DTA (K) = 170 - 14 =156 DTA (J) = 156 - 12 = 144 DTA (I) = 144 - 21= 123 DTA (H) = 123 - 8 = 115 DTA (G')= 115 - 12 = 103



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DTA (G) =	103	-23=	80
DTA (F) =	80-	8= 72
DTA (E) =	72-	7= 65

DTA (D) = 65 - 20= 45 DTA (C) = 45- 39= 6 DTA (B) = 26- 24 = 2 DTA (A) = 6 - 6 = 0

8. Graphe PERT ordonnée

Elle permet de présenter toutes les données possibles de différentes activités (ou tâches) avec leur date plus tôt et date plus tard. C'est sur base du DTO qu'on va permettre de déterminer les activités non critiques et critiques tout en connaissant le glissement du projet.



Figure III.7 : Graphe PERT Ordonnée

9. Calcul des marges 1. Calcul de marge libre

La marge libre c'est le délai qu'on dispose pour la mise en route d'une tâche sans passer à la date au plus tôt de la tâche suivante. Elle se calcule avec l'expression suivante : ML (i) = DTO (y) - DTA (x) - d (i)

ML(A) = 6 - 0 - 6 = 0 ML(B) = 45- 39 - 6 =0 ML(C) = 65 - 45 - 20 = 0 ML(D) = 72- 65 - 7 = 0 ML(E) = 80- 72 - 8 = 0 ML(F) = 103- 80-23 = 0 ML(G) = 115 - 103- 12 = 0 ML (H)= 123 - 115 - 8 =0 ML(I) = 144 - 123 - 21 = 0



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Il se calcul en faisant l'évaluation de tous les coûts des différentes tâches ; les coûts sont évalués en dollars américains.

ML(J) = 156 - 144 - 12= 0 ML(K) = 170- 156 - 14= 0

2. Calcul de marge total

La marge totale c'est le délai dont on dispose pour la mise en route d'une tâche sans dépasser la date au plus tard de l'étape suivante : MT (i) = DTA (y) - DTO (x) - d (i)

ML(A) = 6 - 0 - 6 = 0 ML(B) = 45- 39 - 6 =0 ML(C) = 65 - 45 - 20 = 0 ML(D) = 72- 65 - 7 = 0 ML(E) = 80- 72 - 8 = 0 ML(F) = 103- 80-23 = 0 ML(G) = 115 - 103- 12 = 0 ML (H)= 123 - 115 - 8 =0

ML(I) = 144	- 123	- 21 =	0
ML(J) = 156	- 144	- 12=	0
ML(K) = 170- 156		- 14=	0

10. Durée totale du projet (DTP)

La durée totale du projet c'est la somme de durée de toutes les activités qui sont dans le chemin critique et non critique. Les activités qui sont dans le chemin critique sont : A, B, C, D, E, F, H, I, J, K.

DTP = d (A) + d (B) + d (C) + d (D) + d (E) + d (I) + d (G) + d (H) + d (I)+ d (J) + d (K)

DTP = 6+ 39 + 20 +7 + 8+23 + 12+ 8+ 21 + 12 + 14 = 170 jours

En évaluant nous avons remarqué que la plupart des tâches n'admettent pas de retard dans leur exécution (A, B, C, D, E, F, H, I, J, K). Notre projet s'étendra donc sur un délai de 170 jours ouvrable de sa date au plus tôt, dès le jour de son exécution, en respectant la suite d'exécution des tâches décrites par le graphe de P.E.R.T.

11. Coût total d'évaluation du projet (CTEP)



44

CTEP = C'est la somme de tous les couts = 600 + 4500 + 700 + 900 + 800 + 3000 + 4000 + 8000 + 1500 + 6865 = 30.865 USD

IMPREVU = CTEP * 10 / 100 = 3086,5 USD

Donc CTPG = CTEP + IMPREVU = 30.865 + 3086.5 = 33.951,5USD 12. Avantages et inconvénients de la méthode Pert

1. Avantages :

· Le graphe respecte la définition des séquences d'un projet ;

· Les tâches sont à leur place entre les sommets ;

· Un sommet indique que les tâches qui y arrivent sont achevées ;

· On peut calculer directement sur le graphe ;

· Les dates de début au plus tôt ;

· Les marges libres.

2. Inconvénients

· Le graphe est difficile à dessiner à cause des tâches fictives ;

· On ne peut pas calculer directement sur le graphe : les dates de déwbut au plus tard ; les marges totales et certaines.

La méthode PERT bien qu'elle présente un avantage au niveau du respect des consignes de la définition d'un projet et ses séquences, cette méthode présente l'inconvénient de la difficulté au niveau du dessin de son graphe et du calcul de ses différentes marges.



45

13. Cahier de charge

N°	Libelles	Qte	Pu		Pt	1
Serrures de porte	4	100$	400$		2
Porte	8	300$	2400$		3
Capteurs de mouvement	10	200$	2000$		4
Rouleaux de câble coaxial	15	20$	300$		5
Rouleaux de câble torsadé	15	30$	450$		6
Rouleaux de fibre optique	10	400$	4000$		7
Ethernet sur coutant porteur	10	80$	800$		8
Passerelle	1	300$	300$		9
Point d'accès sans fil	2	250$	500$		10
Ethernet	5	40$	200$		11
Routeur	2	150$	300$		12
Ventilateur	7	200$	1400$		13
Détection de fumée	10	190$	1900$		14
Détection de température	10	200$	2000$		15
Smartphone	2	700$	1400$		16
Lampe	30	30$	900$		17
Porte de garage	1	2500$	2500$		18
Fenêtre	15	100$	1500$		19
Cafetière	2	80$	160$		20
Camera	25	100$	2500$		21
Sirène	3	200$	6000$		21
Thermostats intelligents	4	150$	600$		Coût total
32.510$

Tableau III.2 : CAHIER DE CHARGE

III.6 Simulation

III.6.1 Schéma global du contrôle à distance de la maison intelligente

L'ajout des éléments nous a permis de concevoir une maison intelligente pour l'handicape avec un système de commande à distance. Après configuration de certains les éléments, la connexion de la maison intelligente de la handicape est faite par un Smartphone (My Phone) via la passerelle maison.



46

Figure III.6 : schéma globale.

Source : configuration packet tracer par moi-même



Figure III.7 : Les éléments du Smart Home dans Smart Phone.
Source : configuration packet tracer par moi-même



47

ique.

Figure III.9 : Configuration de la passerelle domestique. Source : configuration packet tracer par moi-même

III.6.2. Configuration de la passerelle domestique (Home Gateway)

- Sélectionner le périphérique Home Gateway.

- Cliquer sur configure puis sur l'icône `LAN' et ajouter une passerelle domestique. (Ip adresse : 192.168.1.1)

- Cliquer sur l'icône Wireless et changer le SSID en `HomeGateway' Cliquez sur WPA2-PSK et taper `CiscoIoT'.



Figure III.8 : Configuration de la passerelle domestique.
Source : configuration packet tracer par moi-même



48



49

III.6.3. Configuration du récepteur distant le Smart Phone

Pour configurer le smart phone, nous avons suivi les étapes suivantes :

- Ajouter le smart phone.

- Cliquer sur l'icône Wireless et changer le SSID en `HomeGateway' Cliquez sur WPA2-PSK et taper `CiscoIoT'.



Figure III.10 : Configuration du récepteur distant.
Source : configuration packet tracer par moi-même

III.6.4. Configuration des objets intelligents de notre système

Après la configuration du Home Gateway et le Smart Phone on ajoute les périphériques suivants :

· Fan (ventilateur)

· Window (fenêtre)

· Door (porte)

· Montion Detector (détecteur de mouvement)

· Garage Door (porte de garage)

· Light (lumière)

· Smoke Detector (détecteur de fumée)

· Temperature Monitor (moniteur de température)

· Webcam (camera)

? Siren (sirène)

? Café (cafetière)

? Carbone Monoxide Detector. (détecteur de monoxyde de carbone)

III.6.5. Configuration de Ventilateur (Fan)

- Cliquer sur `Fan' et ensuite sur `Config'.

- Cliquer sur l'onglet Config et changer le nom du Fan.

- cliquer sur `Advanced' et sur `I/O Config 'et dans la fenêtre qui apparaît

changer le

Network adapté au `PT-IOTNM-1W' et fermer la fenêtre.

Dans l'onglet Config, cliquer sur l'interface Wireless0. Dans les paramètres de configuration, le réseau HomeGateway doit figurer dans la zone SSID et CiscoIoT dans WPA2-PSK. Vérifier que le serveur DHCP est sélectionné dans les paramètres de configuration IP.



Figure III.11 : Configuration de Ventilateur (Fan). Source : configuration packet tracer par moi-même

Et pour Connecter les autres périphériques qui cités déja au réseau sans fil, en applique les mêmes étapes présentées pour le ventilateur (Fan)



50

III.6.6. Détection de mouvement et vidéo surveillance

- Cliquer sur le Smart Phone et puis sur `Desktop' ensuite sur `IOT Monitor'.

- Dans la fenêtre qui apparaît, on clique sur `login'. ensuite sur Conditions.

- Donner un nom à l'action qui allume le Webcam (Webcam On) et éteindre le Webcam (Webcam Off) puis met la condition `IF'.

IF `Motion Detector' `on' to `true'. Then `Webcam' `on' to `true'. IF `Motion Detector`'on' to `false'. Then `Webcam' `on' to `false'



Figure III.12 : Conditions de fonctionnement.
Source : configuration packet tracer par moi-même

? Test de fonctionnement

Pour vérifier la présence d'un mouvement appuyer sur le bouton `Alt' du clavier et déplacer la souris sur le détecteur de mouvement afin de simuler un

mouvement. Si la couleur du point rouge devient vert donc il y'a un mouvement et une image apparaît sur la `Webcam'



Figure III.13 : Test de fonctionnement.
Source : configuration packet tracer par moi-même



51

Figure III.14 : Les éléments d'un système de détection de fumée.
Source : configuration packet tracer par moi-même

III.6.7. Système de détection de fumée

Dans cette partie, nous simulons un système de détection d'incendie avec une action de déclenchement automatique de la sirène et d'arroseur (Sprinkler) afin

d'éteindre l'incendie avec contrôle à distance du système. Pour cela, nous utilisons les

éléments suivants : détecteur de fumée, passerelle maison, arroseur et une sirène et un Smart Phone.



Figure III.15 : Les conditions de fonctionnement.
Source : configuration packet tracer par moi-même



52

La configuration de la sirène, le détecteur de fumée, Sprinkler, le `Smart Phone' est pratiquement la même que celle des systèmes précédents.

Les conditions de fonctionnement changent comme suit :

Apres avoir lié le détecteur de fumée avec la sirène et Sprinkler, nous avons utilisé les conditions suivantes :

IF `Smoke Detector' `Level'>=0.12 then `siren' `on' to `true'. IF `Smoke Detector' `Level' < 0. 12then `siren' `on' to `false'. IF `Smoke Detector' `Level' >= 0.14 then `sprinkler' `On' to `true'. IF `Smoke Detector' `Level' < 0.14 then `sprinkler' `on' to `False'.



? Test de fonctionnement :

Pour que notre système fonctionne bien, nous avons ajouté un élément 'old car' (véhicule) proche du détecteur afin de simuler la présence de l'incendie, en appuyant sur 'Alt' et la souris. Lorsque la fumée dégagée dépasse le niveau 0.12, la sirène se déclenche, et si elle dépasse le niveau 0.14, l'arroseur se déclenche également. Les deux s'arrêtent dans le cas contraire.



53

Figure III.16 : Le fonctionnement du système de détection d'incendie.
Source : configuration packet tracer par moi-même

III.6.8. Système de détection de CO



Figure III.17 : Les éléments composant le système de détection de CO.
Source : configuration packet tracer par moi-même



54

Cliquer sur le Smart phone et puis sur `Desktop' ensuite sur `IOT Monitor'.

Dans la fenêtre qui apparaît, on clique sur `login' ensuite sur Conditions.

Donner un nom à l'action qui ouvre la fenêtre (Window open) et fermer la fenêtre

(Window close) puis on met la condition `IF'.

IF `Carbon Dioxide'>=0.14 then `Window' `on' to `true'.

IF `Carbon Dioxide`<0.14 then `Window``on' to `false'.

- Cliquer sur `Add' puis ajouter la condition pour le fonctionnement du siren.

IF `Carbon Dioxide'>=0.14 then `siren' `on' to `true'

IF `Carbone Dioxide `<0.14 then `siren``on' to `false'.



55

? Test de fonctionnement :



Figure III.18 : Test de fonctionnement de système de détection de CO. Source : configuration packet tracer par moi-même

III.6.9. Système de détection de température



Figure III.19 : Le système de détection de température. Source : configuration packet tracer par moi-même



56



La configuration du ventilateur, le détecteur de température. Le `Smart Phone' est pratiquement la même que celle des systèmes précédents.

Les conditions de fonctionnement changent comme suit :

Apres avoir lié le détecteur de température avec le ventilateur. Nous avons utilisé les conditions suivantes:

IF `Temperature Monitor' `Temperature'>=20 then `Ventilator' `status' to `low'. IF `Temperature Monitor' `Temperature'>22 then `Ventilator' `status' to `high'.

Figure III.20: Les conditions de fonctionnement.
Source : configuration packet tracer par moi-même

? Test de fonctionnement :

Pour que notre système fonctionne bien, nous avons ajouté un élément 'Heating Element' (Feu) proche du détecteur afin de simuler la présence

d'augmentation de température, en appuyant sur la souris. Lorsque la chaleur dépasse le niveau 20, le ventilateur se déclenche à tourner avec une vitesse faible, et si elle

dépasse le niveau 22, le ventilateur tourne a une grand vitesse. Il s'arrête dans le cas contraire.



57

Figure III.21 : Test de fonctionnement de système de détection de température. Source : configuration packet tracer par moi-même



58

Conclusion partielle

Dans ce chapitre nous avons fait une modélisation et simulation des éléments avec des périphériques basés sur Internet of Things ces derniers utilise un réseau internet. Nous avons également présenté le programme UML pour concevoir Diagramme de cas d'utilisation d'une maison intelligente pour les handicapées. Et enfin pour assimilé nous avons utilisé le logiciel Cisco Packet Tracer.



59

CONCLUSION GENERALE

Dans notre étude nous avons mis l'accent sur le domaine de l'internet des objets (IoT), ces enjeux sa portée sur l'environnement et la vie quotidienne et ces applications dans l'habitat. Le premier chapitre a été consacré à l'architecture et les domaines d'applications de l'IoT, l'aspect et la conception des objets connectés a été présenté ainsi que leurs connectivités. Certains travaux et applications les plus récentes ont été citées à la fin du chapitre.

Le chapitre 2 est basé sur la domotique 'la maison intelligente', les techniques de liaison des objets dans la maison intelligente, les critères de fonctionnement et la constitution du système domotique, quelques exemple d'applications furent illustrés, parachevé par quelques équipements destinés au domaine de l'IoT et en particuliers à la domotique.

Dans le troisième chapitre nous avons abordés la partie simulation et tests, ou une brève présentation du langage de simulation le Cisco Packet Tracer a été illustré.

Après avoir conçu la maison connectée avec différents équipements, plusieurs scénarios ont été effectué au sein de la maison, tels que la détection de CO2, la détection d'intrusion, etc.., ainsi que le contrôle de la maison par internet (à distance) via un smartphone ou un laptop.

Ce travail nous a apporté énormément de connaissances et de compétences en termes de modélisation et de simulation avec le logiciel Cisco Packet Tracer. Nos connaissances ont été renforcé et enrichit dans le domaine de l'internet des objets (IoT). D'autre part, cette étude nous a permis de découvrir le domaine d'internet des objets et de mieux comprendre les composants et la technologie concernée.

Perspective :

Comme l'IoT est déjà une partie intégrante de notre monde et que les échanges se font déjà entre les objets et machine à machine (ou M2M), ce qui fait augmenter l'accroissement des recherches et des applications. Comme perspectives, on peut suggérer d'implémenter une application sur smartphone qui nous permettra d'intégré le contrôle à distance et être au courant des évènements au sein de la maison à chaque instant.



60

BIBLIOGRAPHIE

- http:/ air.image.fr/index. php/Arduino

- http:/ air.image.fr/index. php/PIR_Motion_sensor

- http:/ air.image.fr/index. php/135038_Arduino_flame_detection_sensor_module

- http:/ air.image.fr/index. php/135038_arduino_serrures_de porte_module

- http:/cisco packet_tracer pour_la_configuration

- http:/ www.electronics.tutorials.ws/io/io_4.html

- http:/ www.netaca.com

- http:/ www.arduino.cc/en/guide/ArrduinoMega2560

- http:/ air.image.fr/index. php/Gas_Sensors

- http:/ teen-code.com/2016/06/03/apprendre-a-coder-avec-app-inventor/

- http:/ www.google.com

- http:/mémoire_online.com

- Cours sur l'objet : plateforme openclassroom



61

TABLE DES MATIERES

EPIGRAPHE II

IN MEMORIAM III

DEDICACE IV

REMERCIEMENTS V

LISTE DES FIGURES VI

LISTE DES TABLEAUX VII

LISTE DES ABBREVIATIONS VIII

INTRODUCTION GENERALE 1

1. PROBLÉMATIQUE 1

2. Hypothèse...............................................................................................................................................2

3. CHOIX ET INTÉRÊT DU SUJET 2

03.1. Choix du sujet...............................................................................................................................................2

03.2. Intérêt du sujet...............................................................................................................................................3

4. MÉTHODES ET TECHNIQUES DE RECHERCHE 3

04.1. Méthodes...............................................................................................................................................3

04.2. Techniques...............................................................................................................................................3

5. DÉLIMITATION DU SUJET 4

6. SUBDIVISION DU TRAVAIL 4

CHAPITRE PREMIER : NOTION SUR L'INTERNET DES OBJETS TECHNOLOGIE IOT 5

1.1. Définition de l'IoT (l'Internet des Objets)...............................................................................................................................................5

1.2. Le principe d'IOT...............................................................................................................................................5

1.3. Objectifs d'IOT...............................................................................................................................................5

1.4. LES CARACTÉRISTIQUES DES OBJETS CONNECTÉS 6

1.5. LES PROTOCOLES DE COMMUNICATION POUR L'IOT 6

1.5.2. Bluetooth...............................................................................................................................................7 1.5.3.Wi-Fi (Wirless Fidelity)...............................................................................................................................................8

1.5.4. NFC...............................................................................................................................................9

1.6. FONCTIONNEMENT D'IOT 10

CONCLUSION PARTIELLE 18

CHAPITRE DEUXIEME : MAISON INTELLIGENTE DEDIEES AUX PERSONNES HANDICAPEES

19

II.1 INTRODUCTION 19

II.2 LA DOMOTIQUE 19

II.2.1 Définition de la domotique...............................................................................................................................................19 II.2.2 La maison communicante...............................................................................................................................................20

II.3 MAISON INTELLIGENTE 21

II.3.1 Définition de la maison intelligente...............................................................................................................................................21 II.3.2 Les domaines d'une maison intelligente...............................................................................................................................................21 II.3.3 Avantages et inconvénients de la domotique...............................................................................................................................................23

II.4 MAISON INTELLIGENTE POUR LES HANDICAPÉES 24

II.4.1 Définition d'une maison intelligente pour les handicapées...............................................................................................................................................24 II.4.2 Structure d'une maison intelligente pour les handicapées...............................................................................................................................................24 II.4.3 L'installation des appareilles intelligents...............................................................................................................................................25 II.4.4. Les meilleurs appareils utilisés dans une maison intelligente des handicapées...............................................................................................................................................25 II.4.5. Handicap et Domotique..............................................................................................................................28



62

III.5. LE RÉSEAU DOMESTIQUE 28

II.5.1. Définition.................................................................................................................................................28 II.5.2. Connectivité physique et protocole.................................................................................................................................................28 II.5.3. Glossaire des périphériques réseau domestique.................................................................................................................................................30

CONCLUSION PARTIELLE 33

CHAPITRE TROISIEME : MODELISATION ET SIMULATION D'UNE MAISON INTELLIGENTE

POUR LES HANDICAPEES 34

III.1 INTRODUCTION 34

III.2 PRÉSENTATION DE LOGICIEL PACKET TRACER 34

III.3 PRÉSENTATION D'UNE MAISON INTELLIGENTE SUR PACKET TRACER 34

III.4 CONCEPTION D'UNE MAISON INTELLIGENTE POUR LES HANDICAPÉES 35

III.5. CADRAGE DE PROJET 37

III.5.1. DÉFINITION ET GESTION DE PROJET 37

III.5.2. TECHNIQUE ET MÉTHODE D'ORDONNANCEMENT DES TÂCHES 37

A. Technique d'ordonnancement des tâches.................................................................................................................................................37

B. Méthode d'ordonnancement des tâches.................................................................................................................................................38

III.5.3. LA MÉTHODE PERT 38

1. Principes de représentation en P.E.R.T.................................................................................................................................................38

2. Notions de base.................................................................................................................................................39

3. Contrainte dans un graphe P.E.R.T.................................................................................................................................................39

4. Identification des tâches.................................................................................................................................................39

5. Analyse et détermination de durée des différentes tâches.................................................................................................................................................40

6. Graphe Pert en brut.................................................................................................................................................40

7. Calcul des dates.................................................................................................................................................41

8. Graphe PERT ordonnée......................................................................................................................................42

9. Calcul des marges.................................................................................................................................................42

1. Calcul de marge libre.................................................................................................................................................42

2. Calcul de marge total.................................................................................................................................................43

10. Durée totale du projet (DTP).................................................................................................................................................43

11. Coût total d'évaluation du projet (CTEP).................................................................................................................................................43

12. Avantages et inconvénients de la méthode Pert.................................................................................................................................................44

1. Avantages :.................................................................................................................................................44

2. Inconvénients.................................................................................................................................................44

III.6 SIMULATION 45

III.6.1 SCHÉMA GLOBAL DU CONTRÔLE À DISTANCE DE LA MAISON INTELLIGENTE 45

III.6.2. Configuration de la passerelle domestique (Home Gateway).................................................................................................................................................47 III.6.3. Configuration du récepteur distant le Smart Phone.................................................................................................................................................48 III.6.4. Configuration des objets intelligents de notre système.................................................................................................................................................48 III.6.5. Configuration de Ventilateur (Fan).................................................................................................................................................49 III.6.6. Détection de mouvement et vidéo surveillance.................................................................................................................................................50 III.6.7. Système de détection de fumée.................................................................................................................................................51 III.6.8. Système de détection de CO.................................................................................................................................................53 III.6.9. Système de détection de température.................................................................................................................................................55

CONCLUSION PARTIELLE 58

CONCLUSION GENERALE 60

BIBLIOGRAPHIE 60

TABLE DES MATIERES 611