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HAL Id: hal-02298836 https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-02298836 Submitted on 27 Sep 2019 HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of sci- entific research documents, whether they are pub- lished or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers. L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d’enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés. Conception et réalisation d’une maison intelligente Abdelati Reha, Hicham Ounayn, Marouane Kellili, Nabil El Abdi, Oumnia Ismaili, Mouloud Satar, Marouane Bouchouirbat, Abderazzak Goucheg To cite this version: Abdelati Reha, Hicham Ounayn, Marouane Kellili, Nabil El Abdi, Oumnia Ismaili, et al.. Con- ception et réalisation d’une maison intelligente. Colloque sur les Objets et systèmes Connectés, Ecole Supérieure de Technologie de Casablanca (Maroc), Institut Universitaire de Technologie d’Aix- Marseille (France), Jun 2019, CASABLANCA, Maroc. hal-02298836 CONCEPTION ET REALISATION D’UNE MAISON INTELLIGENTE Etudiants: Nabil EL ABDI, Oumnia ISMAILI (3eme année Ingénierie des Systèmes Electroniques) Hicham Ounayn, Marouane Kellili (4eme année Ingénierie des Systèmes Automatisés) Professeurs Encadrants: M.SATAR, A. GOUCHEG, M.BOUCHOUIRBAT, A.REHA * Laboratoire d'Innovation en Management et en Ingénierie pour l'Entreprise (LIMIE) ISGA Correspondance: abdelati.reha@isga.ma Résumé— L’objectif principal de ce travail est la conception et réalisation d’une maison intelligente connectée. Cette maison comprend plusieurs systèmes pour rendre la vie agréable et pour optimiser l’énergie électrique. La maison est très sécurisée et on peut la superviser à distance via une application sur mobile ou sur ordinateur. Les modes de communication utilisés sont le Wifi, le Bluetooth ou le GSM (Global System for Mobile communication). Les accès se font par l’utilisation de la norme RFID (Radio Frequency Identification). Mots clefs: Maison intelligente, Domotique, Arduino, Wif, Bluetooth, GSM, RFID. 1. INTRODUCTION Les premiers développements de la domotique sont apparus dans les années 1980 grâce à la réduction des systèmes électroniques et informatiques. Dès lors, l’industrie a concentré ses expérimentations sur le développement d’automates, d’interfaces et d’outils apportant confort, sécurité et assistance au sein d’un édifice. Le mot domotique vient de « Domus », le domicile en latin, associé au suffixe « tique » qui fait référence à la technique. La domotique regroupe donc l'ensemble des technologies de l'électronique, de l'informatique et des télécommunications qui sont utilisées dans les domiciles pour rendre ceux-ci plus « intelligents ». Elle vise à intégrer différent systèmes pouvant être connectés entre eux et à des réseaux internes et externes de communication. Parmi ces fonctions, on trouve notamment l'économie et la gestion d'énergie, l'information et la communication, la maîtrise du confort, la sécurité et l'assistance. Câblée ou fonctionnant par ondes radio, la domotique investit notre univers quotidien pour nous faciliter la vie. Dans ses applications les plus évoluées, la domotique met en réseau et coordonne le fonctionnement de différents types d’équipements ménagers, de travail et de loisir. Les applications possibles de la domotique concernent aussi bien la programmation, la surveillance, que le contrôle à distance. Les services offerts par la domotique couvrent trois domaines principaux : - Assurer la protection des personnes et des biens en domotique de sécurité. - Veiller au confort de vie quotidien des personnes âgées, entre autres, en installant une domotique pour les personnes à mobilité réduite. - Faciliter les économies d’énergie grâce à la réactivité maîtrisée d’une maison intelligente [1-4]. Notre travail a pour objectif la conception et réalisation d’une maison intelligente connectée. Cette maison comprend plusieurs systèmes pour faciliter la tâche aux habitants et pour optimiser l’énergie électrique en mettant en place un système d’éclairage autonome et une climatisation automatique. Cette maison est totalement sécurisée avec la mise en place d’un système d’accès par cartes RFID, une caméra de surveillance qui commence à enregistrer lorsqu’il y a intrusion dans une pièce, des détecteurs de présence, des systèmes d’alarmes et des détecteurs de tremblement de terre. La maison rend compte de toute anomalie et peut être supervisée à distance par le biais d’une application mobile et des protocoles de communication tels que : Wifi, Bluetooth et GSM. 2. PROTOTYPE ET EQUIPEMENTS 2.1. Prototype Comme le montre la figure 1, le prototype de la maison est composé par trois pièces, un hall, un garage et un jardin avec une partie qui peut être couverte. Ce prototype est en bois avec les dimensions 60 cm * 45 cm * 30 cm. Les murs ont une épaisseur de 2 cm. Fig.1. Architecture de la maison Pour que la maison fonctionne comme on le souhaite, nous avons mis en place un certain nombre de capteurs, d’effecteurs et de modules de communication qui vont etres orchestres par un module Arduino. Ces composants sont detailles dans ce qui suit. 2.2. Station météo Le suivi de la météo est une nécessité quotidienne, c’est pourquoi nous avons conçu un système qui relève la température, l’humidité, et la luminosité à l’intérieur de la maison. Ces paramètres seront ensuite affichés dans un LCD (24*4) et exploités pour réaliser les actions automatiques suivantes :  Activation automatique de la climatisation dès que la température dépasse les 27°C  Allumage automatique et adaptatif de la luminosité des lampes dans le jardin. Pour relever ces paramètres nous avons utilisé un DHT11, et une photorésistance (figure 2). Fig.2. Capteur DHT11 2.3. Module Photorésistance LDR5516 Ce module basé sur une LDR (Light Dependent Resistor = résistance dépendant de la lumière et un amplificateur LM393). Le module possède une sortie digitale et une sortie analogique. La sensibilité est réglable via un potentiomètre (pour la sortie digitale). Le module se raccorde sur une entrée digitale ou analogique d'une carte Arduino ou autres (Figure 3). Fig.3. Capteur LDR5516 2.4. Module Bluetooth HC05 ZS-040 Ce système se caractérise par la rapidité de transmission. En revanche, sa portée est de seulement quelques mètres. Ceci n’est pas un inconvénient, mais la norme Bluetooth est conçue pour des portées très limitées (figure 4). C’est pour cette raison qu’on a pensé à mettre en place d’autre module de communication de portée plus importante comme le Wifi et GSM. Fig.4. Module Bluetooth HC05 ZS-040 2.5. Module Wifi ESP8266 Ce système se caractérise par une portée plus grande que le module Bluetooth, allant jusqu’à 140 m. En revanche, le temps de transmission est légèrement supérieur (Figure 5). Fig.5. Module Wifi ESP8266 2.6. Module GSM SIM 900 L’avantage majeur de cette solution est sa portée qui s’étend à des milliers de kilomètres tant qu’il y a une couverture GSM pour envoyer un SMS (Figure 6). L’inconvénient de ce module et le temps de transmission qui est nettement plus long par rapport aux deux autres modules Bluetooth et Wifi. Fig.6. Module GSM SIM900 Le système de sécurité a pour but d’empêcher les intrusions malveillantes et les effractions dans la maison. Malgré l’existence de nouvelles technologies, comme par exemple les cartes à puces intégrées, la norme de l’industrie est encore la serrure électrique lorsqu’on désire une sécurité maximale. Pour ce faire, nous avons installé un système d’accès automatique commandé par carte d’identification, ainsi qu’une alarme en cas d’infraction. Le principe est le suivant, chacun des résidents possède une seule et unique carte configurée avec le lecteur sur le système. Pour ouvrir la serrure, ils n’ont qu’à présenter cette dernière une seule fois devant le lecteur de carte. Si c’est la bonne carte, un nouveau message apparaitra sur l’afficheur LCD. Dans le cas où il s’agirait d’une une mauvaise carte qui ait été insérée, automatiquement la porte se bloque et une alarme pour avertir le vrai propriétaire de la maison. Pour fermer l’entrée à nouveau, il suffit de réinsérer la carte, qui, cette fois nous renverra encore un message sur l’afficheur LCD qui indique la fermeture de la porte. 2.7. Module RFID RC-522 Ce système est compose par un lecteur et des Tags RFID comme le montre la figure 7. Ce système utilise la norme RFID 13.56 MHz qui est caractérisée par sa faible portée. Fig.7. Module RFID RC-522 et les deux TAGs (porte-clefs et carte) 2.8. Module MQ-2 Un autre moyen de sécurité des vies, est la mise en place d’un détecteur de gaz. La figure 8, montre le détecteur des gaz (Butane, Méthane, Propane) utilisé. Fig.8. Module MQ-2 2.9. Détecteur de pluie Le détecteur de pluie utilisé n’a pas malheureusement de référence, mais il est disponible chez les vendeurs de capteurs (Figure 9) Fig.9. Détecteur de pluie 2.10. Détecteur de mouvements Le PIR HC-SR501 est capteur utilisé pour détecter les mouvements. Il détecte les rayonnements infrarouges dans son champ de vision et en déduit une présence ou un mouvement (figure 10). Fig.10. Module PIR HC-SR501 2.11. Ventilateurs En cas de dépassement d’une température seuil (27C) par exemple, un ventilateur est activé pour simuler le fonctionnement d’un climatiseur. Aussi, en cas de détection de gaz et fumée, un ventilateur est activé dans le sens inverse pour évacuer la fumée. Nous avons utilisé des mini ventilateurs comme le montre la figure 11. Fig.11. Ventilateur Axial refroidisseur 3. FONCTIONNEMENT ET APPLICATION La plupart des fonctionnalités de la maison uploads/Geographie/ smart-home-paper.pdf