Memoire Online - Conception et réalisation de la commande à distance d’une maison intelligente à base d’Arduino.

Dans le cadre d'une utilisation à l'échelle d'un habitat, la domotique concerne trois technologies :

La domotique sans fil utilise plusieurs supports technologiques : les ondes radio (sur desfréquences en MHz) et l'infrarouge, qui a pour inconvénient de ne pas traverser les murs. Cette technologie permet le contrôle de tous les équipements électriques de l'habitation. Fiable, elle est rapidement opérationnelle et occasionne peu de pollution électromagnétique.

Il estconseillé, pour une meilleure stabilité du système, de ne pas mixer le sans-fil avec un autre type detechnologie, le CPL par exemple. Cela peut nuire à l'installation et à la qualité de la communicationentre les équipements.

La domotique sans fil utilise plutôt les ondes électromagnétiques pour transmettre des données enutilisant l'air comme canal de transmission:

· L'onde électromagnétique se propage à une vitesse proche de celle de la lumière dans l'air.

· Un courant électrique est induit dans l'antenne du récepteur par la variation de champsmagnétique.

· Le récepteur lit la variation de courant et l'interprète selon le protocole de communication utilisé.

La technologie infrarouge utilise les longueurs d'ondes plus longues dans la
zone rouge du spectre électromagnétique qui se situent au-delà du champ de vision humain.
La technologie infrarouge est utilisée par la télécommande d'un téléviseur. Elle est peu
coûteuse et facile à intégrer dans les périphériques par les fabricants, mais elle présente
quelques inconvénients : Diminution des performances selon la distance, seulement deux
périphériques peuvent communiquer l'un avec l'autre et blocage possible de la transmission
du signal avec les obstacles (personnes, murs, plantes, etc.).

C'est un protocole sans fil d'échange de données sur de courtes distances entredes périphériques fixes et mobiles. Elle permet de connecter plusieurs périphériques enrésolvant les problèmes de synchronisation. La norme BLUETOOTH est automatique,économique et présente une portée de transmission des données plus étendue par rapport àl'infrarouge.

C'est une technologie sans fil radio, de basse puissance et de bas débits (en dessousde 150 kbps). Sa portée est variable. Elle oscille suivant l'environnement entre 10 et 50mètres en intérieur. L'avantage majeur de Zigbee est que la technologie est peuconsommatrice en énergie. Elle peut, de plus, être intégrée à bas coût dans les équipements.Il présente quelques inconvénients : Débit très bas, les signaux ne sont pas directementcompatibles avec des systèmes « évolués » tels qu'ordinateurs, tablette ou smartphone. Il estdonc nécessaire d'utiliser une Gateway qui sera connecté d'une part au réseau maillé etd'autre part au réseau local via Wifi ou un câble Ethernet.

C'est une technologie de réseau informatique sans fil mise en place pour fonctionneren réseau interne et, depuis, devenue un moyen d'accès à haut débit à Internet. En pratique,pour un usage informatique du réseau Wi-Fi, il est nécessaire de disposer au minimum dedeux équipements Wi-Fi, par exemple un ordinateur, et un point d'accès ADSL.Nous résumons dans ce tableau une comparaison entre les différentes technologies :

	Wifi	Bluetooth	Zigbee	Infrarouge
Débit	>100 Mb/s	< 3 Mb/s	< 250 Kb/s	10 Mb/s
Portée	~ 300m	~ 100m	~ 1km (beaucoup plus grâce au maillage réseau)	~30m
Nombre de noeuds	32	7	65 000 +
Besoin mémoire	1 Mb	250 Kb +	4 - 32 Kb
IEEE	802.11.a/b/g/n	802.15.1	802.15.4

L'utilisation de la domotique à courant porteur revient à transformer son habitat en maison communicante par le biais d'une installation domotique; c'est-à-dire que la technologie CPL utilise le réseau électrique du domicile déjà existant pour transmettre les informations entre les appareils et les unités de commande. Ainsi, chaque prise reçoit les données qui lui sont destinées pour une gestion simplifiée et un coût d'installation réduit.

La domotique CPL est aussi connue sous l'acronyme de X10, qui est un protocole de communication et de contrôle de plusieurs appareils domotiques, X10 reste le protocole le moins cher dans le domaine des automatismes résidentiels.

Les CPL offrent la possibilité de faire passer de l'information numérique (voix, donnée, image) sur leréseau électrique ordinaire. Ils s'avèrent très utiles en cas de rénovation.
L'intérêt de cette technologie porte sur l'utilisation d'un réseau filaire structuré déjà existant etparfaitement distribué dans toute la maison ou le bâtiment : le réseau électrique et ses points d'accèsconstitués par les prises électriques.Toutefois, la fiabilité de la domotique CPL est contestable. Cette technologie peut parasiter le réseau etperturber les autres transmissions. De plus, cet équipement est encore coûteux. À performanceséquivalentes, il est en effet plus cher que le sans-fil. Enfin, ce système est aussi moins rapide, et il n'apas de mobilité par construction.

La technologie par réseau câblé est bien plus fiable encore grâce à son insensibilité face aux perturbations électromagnétiques. Le réseau permet d'interconnecter tous les appareils de la maison plus facilement, mais son installation nécessite généralement des travaux et s'avère plus longue. Elle est conseillée plutôt dans constructions neuves.

Certains professionnels ne sont pas favorables, au sein d'une installation domotique, aux approchessans fil ou CPL. Ils leur préfèrent une domotique par câbles. Le pré-câblage doit être souple et évolutif, car la technologie ne cesse d'évoluer.Il faut ainsi prévoir un local technique, le « local de répartition », qui centralise les points d'arrivée detoutes les liaisons externes (électricité, téléphone, Internet, télévision, fibre optique ...).

Dans les logements, le Bus de terrain KNX est une excellente solution domotique. Ce Bus est constitué d'un câble fait de conducteurs torsadés par paires (deux au minimum) alimenté en très basse tension(courant faible).

Le réseau a pour but d'empêcher les interférences électriques reprochées au CPL. Cependant, toutrepose sur la qualité des câbles choisis.

Trois types de câbles sont fréquemment rencontrés, le câble UTP, le câble STP et le câble FTP. Lesmeilleurs câbles sont blindés ou écrantés, de type STP ou FTP.

Figure 3.3-1 Représentation graphique schématique d'items relatifs à l' « habitat intelligent » (version évoluée de la domotique des années 1970-80), avec leurs relations entre eux et l'usager.[7]

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3.3.Technologies de la domotique