Soutenance mémoire
EXEMPLES DE SYSTEMES EMBARQUES
Systèmes embarqués
L’électronique se trouve maintenant embarquée dans de très nombreux objets usuels, ils nous entourent et nous sommes littéralement envahis par eux, Il suffit de regarder autour de soi au quotidien pour s’en rendre compte. Les téléphones, les agendas électroniques, les distributeurs; dans la voiture le régulateur de vitesse, la direction assistée, le système de contrôle de trajectoire, le pilotage automatique dans un avion, le système de contrôle d’un drone et les exemples ne manquent pas, ce sont tous des systèmes embarquées. [https://www.rapport-gratuit.com] Dans ce chapitre, nous allons commencer par définir les systèmes embarqués ensuite parler des critères impératifs que tout système doit avoir. Ensuite, nous présenterons les systèmes embarqués temps réel et les contraintes liées à eux. Pour finir, nous aborderons la notion de microcontrôleur et présenterons deux différents types.
Définition technique
Un système embarqué est un système électronique et informatique autonome ne possédant pas des entrées/sorties standards comme un clavier ou un écran d’ordinateur. Il est piloté dans la majorité des cas par un logiciel, qui est complètement intégré au système qu’il contrôle. Les systèmes embarquées utilisent généralement un microprocesseur et sont combinés généralement avec diverses technologies qui relèvent des domaines de la mécanique, de l’hydraulique, de la thermique, de l’électronique et des technologies de l’information. La figure 1 montre les composants d’un système embarqué. En effet, il peut être décomposé en quatre entités en interaction les capteurs, la partie opérative, le système de commande et de reconfiguration et les actionneurs. Les capteurs mesurent des grandeurs physiques continues caractéristiques de la partie opérative. Le système de commande et de reconfiguration établit en fonction de ces mesures les actions à réaliser. Les actionneurs agissent sur la partie opérative.
La robustesse, sécurité et fiabilité
L’environnement est souvent hostile pour des raisons physiques (chocs, variations de température, impact d’ions lourds dans les systèmes spatiaux, …) ou humaines (malveillance). C’est pour cela que la sécurité (au sens de la résistance aux malveillances) et la fiabilité (au sens continuité de service) sont souvent rattachées à la problématique des systèmes embarqués.[2] Au cours du développement d’un système embarqué, le concepteur doit choisir entre plusieurs solutions d’architectures matérielles et logicielles répondant à des critères de performances et de sûreté de fonctionnement exprimés dans les spécifications. Tout système n’est pas à l’abri d’erreur de conception est donc à l’abri de l’apparition de défaillance au cours de son cycle de vie. Le concepteur doit alors disposer de moyens pour éviter les fautes. Une fiabilité absolue n’est jamais garantie lors de la conception d’un système. Le concepteur introduit alors des mécanismes de tolérance aux fautes afin d’éviter que des erreurs ou des fautes entraînent une défaillance du système. La redondance est un moyen de tolérer des fautes. Un système redondant est composé d’un élément primaire, un élément redondant pouvant réaliser tout ou une partie des fonctions de l’élément primaire, un élément de détection et un dispositif de réaction à cette erreur. L’élément redondant doit assurer la fonction dédiée au système suite à une reconfiguration du système. Deux types de redondance peuvent être distingués.
La domotique ou la smart home n’est pas un nouveau concept mais vue qu’aucune date ne signe l’acte de naissance de la domotique, donc il nous faut bien trouver un moyen de démarrer l’histoire relatée et ça commence en 1400 A.J.C ou les égyptiens ont mis au point l’arrosage automatique, en adoptant un système de bascule pour alimenter en eau les terres surplombant le Nil, parce que l’arrosage représente bien une partie de la domotique [13]. Eugène Polley nous fais rentrer dans la maison et invente la première télécommande sans fil pour contrôler le téléviseur en 1955 La Flash-matic, dans le début de ce siècle, il y a eu l’apparition de l’électroménager aspirateur, machine à laver, lave vaisselles et les réfrigérateurs, alors que l’électronique n’était pas encore vraiment accessible jusqu’à 1971 avec l’apparition des microprocesseurs et les microcontrôleurs, les premiers développements de la domotique actuels sont apparus après la miniaturisation des systèmes électroniques et informatiques.
Nous allons maintenant attendre jusqu’au 15eme siècle, c’est en 1486 que Léonard de Vinci qui apporte sa contribution aux portes automatiques que nous connaissons aujourd’hui. Il inventa un système de portes automatisées, fonctionnant à l’aide de contrepoids. Ces portes automatiques vont par la suite et grâce à Jean-Eugène Robert-Houdin se transforme en portail électrique qui s’ouvre automatiquement dès qu’on y sonne. Avec l’apparition des objets connectés (Internet Of Things), la domotique a pris son envol où des choses inimaginables il y a quelques années sont devenues possibles toute la maison est connectée avec une simple box et est connectée avec internet ce qui a permis de contrôler la maison à distance.
2.4.Pourquoi domotiser sa maison La maison on y est très attachés car elle nous procure confort et sécurité et pour la plupart d’entre nous elle représente l’essentiel de notre patrimoine. Depuis toujours les progrès de la technologie ont permis progressivement d’améliorer le confort et la sécurité de son logement et aujourd’hui il devient banal d’avoir du chauffage avec thermostat programmable, des volets motorisés, des lumières qui s’allument avec un détecteur de mouvement, un système d’alarme. Plus récemment les détecteurs de fumée ont été rendus obligatoires pour certains pays, en attendant sans doute des détecteurs de Co2 ou d’inondation. Tous ces systèmes plus ou moins automatisés fonctionnent indépendamment avec leurs boîtiers de contrôle et leurs multiples télécommandes. De plus, ils ne sont réglables qu’en « local » c’est-à-dire qu’il faut être chez soi pour les actionner ou modifier des réglages. Maintenant avec les nouvelles technologies (internet et smartphone) on peut envisager de nouvelles fonctionnalités inimaginables il y a encore quelques années.
Vous avez tous constaté comment l’internet et les nouveaux téléphones ont modifié profondément nos habitudes de communication. Que l’on soit au travail, en vacances, ou à l’autre bout du monde, on trouve normal de pouvoir communiquer instantanément avec ses proches, les appeler, leur écrire et envoyer des informations. Partant de ce constat il semble donc naturel de pouvoir également communiquer simplement avec sa maison et savoir ce qui s’y passe à tout instant avec son téléphone portable, sa tablette ou un ordinateur, où que l’on soit, et pouvoir intervenir rapidement et efficacement en cas d’anomalie. Cette possibilité de voir et savoir ce qui se passe à la maison devient bien utile quand elle permet de limiter le besoin de faire appel à des services pour surveiller les enfants à leur retour d’école ou quand on envisage une sortie le soir. Elle devient également précieuse quand elle permet de faciliter le quotidien à nos aînés et de s’assurer que tout se passe bien chez eux.
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Table des matières
INTRODUCTION GENERALE
CHAPITRE I SYSTEMES EMBARQUES
1.1. INTRODUCTION
1.2. DEFINITION
1.2.1. Définition littéraire
1.2.2. Définition technique
1.3. HISTORIQUE
1.4. EXEMPLES DE SYSTEMES EMBARQUES
1.5. LES IMPERATIFS DES SYSTEMES EMBARQUES
1.6. SYSTEME EMBARQUE TEMPS REEL
1.6.1. Contraintes temps réel
1.6.2 Réalisation des contraintes temps réel
1.7. COMPOSANTS D’UN SYSTEME EMBARQUE
1.8. LE MICROCONTROLEUR
1.8.1. Définition
1.8.2. Arduino Une sorte de microcontrôleur
1.9. RASPBERRY PI
1.9.1. Définition
1.9.2. LES COMPOSANT DE RASPBERRY
1.9.3. Système d’exploitation de Raspberry
1.9.4. Ce qu’on peut faire avec
CONCLUSION
CHAPITRE II LA DOMOTIQUE
2.1. INTRODUCTION
2.2. DEFINITION
2.2.1. Définition littéraire
2.2.2. Définition technique
2.3. HISTORIQUE
2.4. POURQUOI DOMOTISER SA MAISON
2.5. AVANTAGES DE LA DOMOTIQUE
2.5.1. Économie d’énergie
2.5.2. Suivi des énergies
2.6. COMMENT ÇA MARCHE
2.7. LES MODES DE TRANSMISSIONS
2.8. LES PROTOCOLE DE TRANSMISSION
2.8.1. Protocoles de communication filaire
2.8.2. Protocoles de communication sans fil
2.8.3. La domotique à courant porteur
2.9. SYSTEME DE CONTROLE DOMOTIQUE
2.10. LA DOMOTIQUE ACTUELLE
2.10.1. Hardware
2.10.2. Software
CONCLUSION
CHAPITRE III CONCEPTION ET REALISATION D’UNE MAISON INTELLIGENTE
3.1. INTRODUCTION
3.2. CONCEPTION ET REALISATION DE LA MAISON INTELLIGENTE
3.2.1. Outils utilisé
Hardware (Matériel utilisé)
Software
3.2.2. Architecture de la maison
3.2.3. Scénarios réalisés
3.3. CONTROLE DE LA MAISON INTELLIGENTE
3.3.1. Application web
3.3.2. Application Android
CONCLUSION
CONCLUSION GENERALE
REFERENCES
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Rapport projet fin d’étude