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République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l’Enseignement Sup

République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique Université Mouloud Mammeri de Tizi-Ouzou Faculté de Génie Electrique et d’Informatique Département d’Electronique Mémoire de Fin d’Etude de MASTER ACADEMIQUE domaine : Sciences et technologies Filière : Génie électrique Spécialité : Instrumentation Présenté par Belkadi Hayat Thème conception et réalisation d’un système d’alarme intelligent Mémoire soutenu publiquement le …. /07/2018 devant le jury composé de : M Prénom NOM Grade, lieu d’exercice, Président Mr M .LAZRI Maitre de conférences A , UMMTO, Encadreur M Prénom NOM Grade, lieu d’exercice , Examinateur Remerciements En premier, je remercie le bon dieu le tout puissant de m’avoir donné la santé, le courage et patience pour être ce que je suis aujourd’hui et pour mener à terme ce modeste travail ; Je tiens à exprimer ma profonde gratitude à mon promoteur Mr lazri maitre de conférence ‘A’ au département de d’Electronique à l’Université MOULOUD MAMMERI de Tizi Ouzou pour ses précieuses orientations, son aide et ses conseils et son souci de réaliser ce projet de fin d’étude ; Je voudrais aussi témoigner ma reconnaissance et exprimer toute ma gratitude à nos enseignants qui ont participé pour une grande part dans notre formation . Je tiens à remercier mes ami(e)s pour me donner le courage, le soutien moral pour mener ce travail. Enfin, j’adresse un grand merci à ma famille et à toute personne qui a contribué de près ou de loin à la réalisation de ce mémoire et à tous ceux qui m’ont apporté leur aide. Dédicace Je dédié ce modeste travail a mes très chers parents pour leurs soutien moral et matériel que dieu tout puissant me les gardent A mes très chers frères A mes très cheres sœurs A tout mes amis ….. A tous ceux et celles qui m’aiment…………………….. Liste des figures Figure 1: Domotique par GSM.............................................................................................................4 Figure 2: Buzzer Piézoélectrique .........................................................................................................4 Figure 3: diode électroluminescente ....................................................................................................5 Figure 4: chaine d’action d’un capteur.................................................................................................6 Figure 5: la chaine de mesure d’un capteur..........................................................................................7 Figure 6:le schéma principale d’un capteur indestriel .........................................................................8 Figure 7: zone de surveillance............................................................................................................11 Figure 8:Capteur de mouvement........................................................................................................12 Figure 9 la zone de détection..............................................................................................................12 Figure 10: Les zones importantes du capteur.....................................................................................13 Figure 11 : Architecture d’un module GSM ......................................................................................15 Figure 12:le schéma bloc de système.................................................................................................16 Figure 13 : module GSM SIM900......................................................................................................18 Figure 1: Domotique par GSM.............................................................................................................4 Figure 2: Buzzer Piézoélectrique .........................................................................................................4 Figure 3: diode électroluminescente ....................................................................................................5 Figure 4: chaine de mesure d’un capteur .............................................................................................6 Figure 5: schéma principal d’un capteur industriel..............................................................................7 Figure 6: Chaine de mesure d’un capteur.............................................................................................9 Figure 7: zone de surveillance............................................................................................................11 Figure 8:Capteur de mouvement........................................................................................................12 Figure 9 la zone de détection..............................................................................................................12 Figure 10: Les zones importantes du capteur.....................................................................................13 Figure 11 : Architecture d’un module GSM ......................................................................................16 Figure 12:le schéma bloc de système.................................................................................................17 Figure 13 : module GSM SIM900......................................................................................................17 Liste des figures Figure 14 : la carte Arduino UNO.....................................................................................................21 Figure 15 : Description de la carte ARDUINO UNO ........................................................................22 Figure 16: microcontrôleur ATMEGA 328 ......................................................................................23 Figure 17: L’architecteur interne de Microcontrôleur ATMéga 328 .................................................23 Figure 18 :système à microprocesseur ...............................................................................................25 Figure 19 : entrée / sortie numérique .................................................................................................26 Figure 20: les entrées analogiques ...................................................................................................27 Figure 21: Convertisseur analogique numérique ...............................................................................28 Figure 22: graphe de conversion ........................................................................................................28 Figure 23: Schéma Electrique de la carte ARDUINO UNO.............................................................30 Figure 24: les fonctions du programme..............................................................................................32 Figure 25: structure de programme ....................................................................................................33 Figure 26: menu fichier ......................................................................................................................34 Figure 27: le menu Edition.................................................................................................................36 Figure 28: menu croquis.....................................................................................................................37 Figure 29 : menu outils.......................................................................................................................39 Figure 30 : Branchement des différents éléments ..............................................................................43 Figure 31: branchements des éléments sur ISIS porteuse ..................................................................43 Figure 32: Branchement de capteur PIR ............................................................................................44 Figure 33:le branchement de GSM à la carte Arduino.......................................................................45 Figure 34: le branchement de buzzer à la carte Arduino....................................................................45 Figure 35: branchement de la led à la carte Arduino .........................................................................46 Figure 36:( câble USB fiche A fiche B).............................................................................................47 figure 37:traduction d'un langage de programmation en langage machine…………………………47 Figure 38: interface de l’environnement de développement Arduino IDE.......................................48 Liste des figures Figure 39: choix de la carte ARDUINO.............................................................................................49 Figure 40: choix de port de connexion de la carte .............................................................................50 Figure 41: représente les icones de l’IDE d’Arduino.........................................................................50 Figure 42 : interface de compilation et téléchargement ....................................................................51 Figure 43: fenêtre sur de logiciel lors de détection d’une présence ...................................................52 Figure 44: message envoyé ................................................................................................................53 Figure 45: fenêtre de logiciel en absence de mouvement ..................................................................53 Table de matières Introduction ........................................................................................................................1 Chapitre I: les éléments de système de sécurité domotique I.1.Préambule ......................................................................................................................3 I.2Les application de la domotique .....................................................................................3 I. 3.Différents éléments du système ....................................................................................4 I.3. 1.Buzzer ................................................................................................................ .........4 I.3.2.Diodes (LED ...............................................................................................................5 I.3.3.Capteurs .....................................................................................................................6 I.3.3. 1.Chaine de mesure ....................................................................................................7 1.3.3.2.Classification des capteurs .....................................................................................9 I.3.3.3Différents types des capteurs ...................................................................................10 I.3.3.4.Capteur de mouvement , ..........................................................................................11 I.3.4.GSM ..........................................................................................................................14 I.3.4. 1.Historique................................................................................................ .................14 I.3.4.2.Couverture GSM dans le monde…………………………………………………14 I.3.4.4.L’architecture de réseau GSM ...............................................................................15 I.3.4.4.Module GSM ou modem GSM. .............................................................................16 I.3.4.4.1Entrées /sorties de module GSM............................................................................18 I.3.4.5.Commande et surveillance pas GSM.......................................................................19 I.4.Discussion ......................................................................................................................19 Chapitre II : Généralités sur la carte Arduino II.1.Préambule .....................................................................................................................20 II.2.Historique ....................................................................................................................20 II. 3.Définition de la carte ..................................................................................................20. II.3. 1.caractéristiques de la carte Arduino UNO.................................................................21 II.3.2.Description de la carte Arduino.................................................................................22 II.3.3.Présentation matérielle de la plateforme Arduino .....................................................22 II.3.3. 1.Microcontrôleur ..................................................................................... .................23 II.3.3.2.Entrés /sorties de la carte .......................................................................................26 II.3.3.2.1.Les entrées /sorties numérique ...........................................................................26 Table de matières II.3.3.2.2.Entrés analogique ................................................................................................27 II.3.4.Alimentation de la carte Arduino ..............................................................................29 II. 4.Partie logicielle ............................................................................................................31 II.4.1.F onctions de langage Arduino..................................................................................31 II.4.2. Structure de programme ..........................................................................................32 II.4. 3.Description des déférents menus ..............................................................................34 II.4.3.1.Menu fichier ..........................................................................................................34 II.4.3.2.Menu Edition .........................................................................................................36 II.4.3.3.Menu croquis .........................................................................................................37 II.4.3.4.Menu outil ..............................................................................................................39 II.4.4.Syntaxe du langage Arduino......................................................................................40 II. 5.Discussion ....................................................................................................................41 Chapitre III :La réalisation pratique III. 1.Préambule ...................................................................................................................4 2 III. 2.Réalisation matérielle .................................................................................................42 III.2. 1.Composition d’un système d’alarme ......................................................................42 III.2.1.1.Bbranchement du capteur PIR à la carte Arduino.................................................44 III.2.1.2.Branchement du module GSM..............................................................................44 III.2.1.3.Branchement de buzzer à la carte Arduino ...........................................................45 III.2.1.4.Branchement de la LED à la carte Arduino ..........................................................46 III. 3.Réalisation logicielle ..................................................................................................46 III.3.1.Programmation de l’Arduino....................................................................................46 III.3.2.Présentation du logiciel ...........................................................................................48 III.3.3.Choix de la carte que l’on va programmer ..............................................................49 III.3.4.Choix de port de connexion de la carte ...................................................................49 III.4.Tests de l’application .................................................................................................52 III.5.Discussion ..................................................................................................................54 Conclusion ..........................................................................................................................55 Introduction générale Introduction générale De nos jours, la domotique est omniprésente dans notre quotidien grâce au développement technologique dans plusieurs domaines tels que l’électronique, l’informatique, la physique, internet... Ce concept de domotique a permis d’ajouter de l’intelligence à notre vie quotidienne, d’où l’orientation vers la maison intelligente. Cette dernière consiste en l’automatisation et la centralisation des différents objets de la maison afin d’assurer le contrôle, la surveillance, et aider des personnes âgées. Une maison intelligente consiste à placer des objets ou capteurs à l’intérieur et à l’extérieur pour constituer une base d’informations (température interne et externe, luminosité, capteur de gaz, force du vent, télésurveillance …), et les centralisées vers un système d’affichage et enregistrement permettant à l’utilisateur de vérifier des différentes données.[1] Leur but est d’améliorer le confort et la sécurité en préservant l’environnement par une gestion centralisée, simple et intuitive, qu’il s’agisse de la gestion du bâtiment (chauffage, climatisation, éclairage, sécurité…) ou de divertissement (audio, vidéo, cinéma). 1 La nécessité de protéger son domicile n’est pas nouvelle, depuis plusieurs siècle déjà, la population de monde entier ont développé des systèmes de télésurveillance destinés à prévenir toute intrusion ou tentative d’effraction. Les progrès informatiques ont eu leur conséquence aussi sur l’évolution des alarmes. Elles se pilotent aujourd’hui à distance à partir d’un Smartphone . Dans ce contexte nous nous sommes intéressés à la réalisation d’un système d’alarme intelligent permettant de surveiller une maison à distance en temps réel. Une application Arduino pilote un capteur infrarouge et un module GSM. Ce dernier permet d’envoyer des notifications d’alerte afin d’avertir la présence d’éventuelles intrusions dans le lieu sécurisé. Introduction générale A fin de mener à bien notre projet, nous avons réparti le contenu de ce mémoire en trois chapitres : Dans le premier chapitre, nous présentons les applications de la domotique, les éléments constituant le système d’alarme qui sont le capteur infrarouge, le module GSM et leurs caractéristiques. Dans le deuxième chapitre, nous présentons le model de la carte Arduino qu’on a utilisé (UNO), ces caractéristiques ainsi les deux parties logiciel et matériel. Le dernier chapitre sera consacré à la réalisation d’une alarme à base d’une carte d’acquisition Arduino. Nous terminons par une conclusion générale qui résume intérêt de notre projet. 2 3 CHAPITRE I Les éléments de systèmes de sécurité domotique I.1.Préambule La domotique est l’ensemble des technologies d’électronique de l’information et des télécommunications utilisées dans les domiciles qui vise à assurer des fonctions de sécurités, de confort De gestion d’énergies de communication qu’on peut trouver dans une maison . (Chauffage, volets roulants, porte de garage, portail d'entreprises électriques, etc.) L’objectif de ce chapitre est de présenter des généralités sur les systèmes de sécurités domotique ainsi que leur constituant dans un premier temps. Dans un second temps, nous montrons l’utilisation de module GSM dans ces systèmes. I.2. Les applications de la domotique Comme indiqué précédemment, la domotique permet d’assurer les fonctions suivantes : Pour le confort, il s’agit de : • Gestion intelligente de l’éclairage (allumage et extinction) • Commande à distance par Smartphone • Commande de volets roulant, uploads/Geographie/ belkadi-hayet.pdf