Soutenance mémoire
Définition d’un système de télémétrie
Un système de télémétrie est généralement constitué d’un transducteur en tant que périphérique d’entrée, un support de transmission sous la forme de lignes de câble ou d’ondes radio, dispositifs de traitement du signal, et dispositifs d’enregistrement ou affichage des données.Le périphérique d’entrée peut être distingué comme un ensemble de deux parties Fondamental :
Le capteur, qui est l’élément sensible primaire qui répond aux variations d’état desgrandeurs physiques de l’étude, et le transducteur, qui est responsable de la conversion de la valeur de la température, de la pression ou des vibrations dans le signal électrique correspondant.
Le support de transmission peut être établi de manière guidée par des moyens tels queréseaux téléphoniques classiques les réseaux informatiques ou les liaisons par fibre optique, ou de manière non guidée, par ondes radio, par Bluetooth ou par communication Wifi ou même par les réseaux de téléphonie mobile.
Le dispositif de traitement de signal est composé d’un serveur responsable de l’analyse et de la transformation des données, le cas échéant, pour stocker toutes les informations dans une base de données interne de l’ordinateur lui-même.
Pour la visualisation des données, nous utilisons une application capable d’afficher les valeurs collectées.
La robotique
La robotique est une branche de la technologie qui étudie la conception et la construction de machines capables d’effectuer des tâches exécutées par l’être humain ou nécessitant l’utilisation de l’intelligence. L’informatique, l’électronique, la mécanique et l’ingénierie ne sont que quelques-unes des disciplines qui se combinent pour développer unsystème robotique. Ces systèmes peuvent effectuer des tâches telles que la manipulation de matériaux radioactifs, Déchets toxiques propres, exploitation minière, recherche et sauvetage des personnes et localisation des mines terrestres. Pour être possible, il est nécessaire de recevoir des informations de l’environnement et de les interpréter, pour lesquelles il existe des techniques telles que la télémétrie laser. Cela consiste à lancer un rayon laser qui détermine la distance à laquelle se trouvent les objets qui l’entourent, ce qui lui permet de se déplacer et d’interagir avec lui.
Définition d’un microcontrôleur
Un microcontrôleur est un circuit intégré rassemblant dans un même boitier un microprocesseur, plusieurs types de mémoires et des périphériques de communication (Entrées-Sortie). [1’] Le microcontrôleur est composé de quatre parties :
Un microprocesseur qui va prendre en charge la partie traitement des informations et envoyer des ordres. Il est lui-même composé d’une unité arithmétique et logique(UAL) et d’un bus de données. C’est donc lui qui va exécuter le programme embarqué dans le microcontrôleur.
Une mémoire de données (RAM ou EEPROM) dans laquelle seront entreposées les données temporaires nécessaires aux calculs. C’est en fait la mémoire de travail qui est donc volatile.
Une mémoire programmable (ROM), qui va contenir les instructions du programme pilotant l’application à laquelle le microcontrôleur est dédié. Il s’agit ici d’unemémoire non volatile puisque le programme à exécuter est à priori toujours le même. Il existe différents types de mémoires programmables que l’on utilisera selon l’application. Notamment :
– OTPROM : programmable une seule fois mais ne coute pas très cher.
– UVPROM : on peut l’effacer plusieurs fois grâce aux ultraviolets.
– EEPROM : on peut l’effacer plusieurs fois de façon électrique comme les mémoires flash.
La dernière partie correspond aux ressources auxiliaires. Celles-ci sont généralement :
– Ports d’entrées / sorties parallèle et série.
– Des trimmers pour générer ou mesurer des signaux avec une grande précision temporelle.
– Des convertisseurs A/N pour traiter les signaux analogiques.
Qu’est-ce qu’un ARDUINO ?
ARDUINO est un outil permettant de construire des dispositifs qui peuvent interagir avec l’environnement qui les entoure. Tu peux t’en servir pour y relier descapteurs détectant du son, de la lumière ou des vibrations, qu’il utilisera alors pour allumer une lumière, changer sa couleur, mettre en route un moteur, et bien d’autres choses. ARDUINO est un système magique, qui se situe au cœur de toutes ces actions. Il collecte des informations a partir de ses capteurs, évaluant ainsi le monde réel qui l’entoure. Il prend ensuite des décisions basées sur les données recueillies etprovoque en retour des actions, sous forme de sons, de lumière, ou encore demouvements. ARDUINO se présente généralement sous la forme d’une carte électronique bleue, qui a à peu près la taille de ta main. Cette carte comporte des inscriptions en blanc qui permettent de repérer ses différents éléments. Tous les composants et les circuits de la carte sont visibles et accessibles. Il existe plusieurs types de cartes ARDUINO, et elles ne sont pas toutes bleues. ARDUINO est un microcontrôleur, autrement dit un ordinateur très simple. Il ne peut pas faire beaucoup de choses en même temps, mais ce qu’on lui dit de faire, il le fait très bien. Sans le savoir, tu utilises déjà beaucoup de microcontrôleurs dans la vie de tous les jours, car ils sont présents dans beaucoup d’appareils, comme les fours à micro-ondes et les machines à laver. Il existe de nombreux types de microcontrôleurs mais ce qui est particulier avec ARDUINO, c’est qu’il est conçu pour être utilise par les débutants. Donc, si tu es novice en programmation ou en électronique, tout va bien. Mais attention, ne sous-estime pas ARDUINO pour autant : il peut aussi s’adapter à de gros projets !
Les logiciels de gestion de serveurs web courants (gratuits)
Il existe de nombreux programmes permettant d’exploiter un serveur Web. La plupart sont disponibles gratuitement en téléchargement sur Internet. Le serveur Web utilisé doit évidemment être compatible avec le système d’exploitation de l’hébergeur. La plupart des serveurs Web reposent sur UNIX ou sur Linux (Apache, Nginx, Tomcat, etc.) mais souvent aussi sous Windows. Microsoft IIS représente une exception, car il ne fonctionne que sous Windows. Voici une brève présentation des programmes d’administration de serveurs Webles plus utilisés :
Serveur http Apache Le serveur http Apache (ou plus simplement serveur Apache) est continuellement développé et amélioré grâce à sa base open source. Ce programme modulaire fonctionne aussi bien avec tous les systèmes d’exploitation, c’est le serveur Web le plus utilisé. Il est très adapté aux contenus Web dynamiques : on peut en effet intégrer du langage script PHP sans problème. Grâce à l’interface CGI, Apache peut exécuter d’autres programmes. Il est possible de contourner l’installation d’un serveur Web Apache, qui est assez compliquée, en utilisant un ensemble de logiciels XAMPP ou LAMP. De tels ensembles deprogrammes simplifient en effet fortement l’installation. Ils comportent, en dehors d’Apache, des logiciels de gestion de base de données et de langages script. Dernièrement, le serveur http Apache a perdu en rapidité en comparaison avec la concurrence. En effet, de nombreux concurrents se démarquent par des temps de réponse et des transferts de données plus courts.
Apache Tom cat Il s’agit d’un programme de serveur open source basé sur un environnement Java. Si vous souhaitez produire des contenus Web avec Java, ce logiciel est très adapté dans la mesure où il propose un conteneur Web. De plus, il peut être incorporé à d’autres serveurs Web (serveur Apache HTTP ou Microsoft IIS) via un connecteur AJP.
NGINX Ce logiciel gratuit propose plus de fonctions qu’un serveur Web habituel. NGINXpropose entre autres aussi un proxy inverse, ce qui permet de réduire la charge sur le serveur et donc de travailler plus rapidement. Ces dernières années, NGINX a beaucoup gagné en popularité. Vous trouverez de plus amples informations sur ce programme dans notre introduction à NGINX.
Microsoft IIS Le programme Microsoft Internet Information Service (IIS) correspond à un ensemble de logiciels dans lequel on trouve aussi un serveur Web (programme). Auparavant, IIS était un élément intégré système de serveur Windows. Depuis, le programme peut être installé ultérieurement et indépendamment, si besoin, sur quelques systèmes d’exploitation Windows. Le fait que l’on ne puisse utiliser IIS que sur des serveurs basés sous Windows est peu surprenant, mais joue en sa défaveur.
Serveur web lite speed Lite Speed est un logiciel de serveur Web pour Linux et Unix avec lequel vous avez le choix entre une version open source, une version standard gratuite et une variante pour les entreprises. Le serveur Web Lite Speed se caractérise surtout pour sa rapidité de transmission de données. Celle-ci est d’autant plus élevée dans la version professionnelle.
HTML
L’HTML est un langage informatique utilisé sur l’internet. Ce langage est utilisé pour créer des pages web. L’acronyme signifie Hyper Text Markup Language, ce qui signifie en français « langage de balisage d’hypertexte ». Cette signification porte bien son nom puis qu’effectivement ce langage permet de réaliser de l’hypertexte à base d’une structure de balisage. Ce n’est pas à proprement parlé un langage de programmation, mais plutôt un langage qui permet de mettre en forme du contenu. Les balises permettent de mettre en forme le texte et de placer des éléments interactifs, tel des liens, des images ou bien encore des animations. Ces éléments ne sont pas dans le code source d’une page codée en HTML mais « à côté » et la page en HTML ne fait que reprendre ces éléments.
Les protocoles TCP/UDP
Système client/serveur La suite de protocole TCP/IP est généralement la mise en œuvre dans un système de communication ou chaque machine tient un rôle précis, pour établir la communication l’une des machines doit débuter l’émission vers la seconde laquelle doit être en mesure de répondre à sa demande et donc être en attente d’une réception Dans le cadre de la communication ponctuelle on distingue donc :
La machine SERVEUR : en attente d’une réception provenant de n’importe quelle machine on doit être à l’coute.
La machine CLIENTE : réalise une émission en direction d’un serveur précis. C’est toujours le client qui sera à l’initiation de la communication en s’adressant à un serveur apte à répondre à sa demande. [10’]
Le protocole TCP le protocole TCP (transmission control Protocol) assure les services attendus de la couche transport du modèle TCP/IP son rôle est donc de gérer le fractionnement et le réassemblage en paquets des segments de données qui transitent via le protocole IP afin de fiabiliser la communication TCP doit donc aussi réordonner les paquets avant de les rassembler et doit aussi gérer les paquets erronés ou perdus , pour cela le TCP fonctionne enmode connecté en usant de deux mécanismes mettant en œuvre un principe de synchronisation /question/réponse /confirmation. [10’]
Le protocole UDP Le protocole UDP (user datagramme Protocol) assure les services attendus de la couche transport du modèle TCP/IP tout comme TCP son rôle est de gérer le fractionnement et le réassemblage en paquets des segments de données qui transitent via le protocole IP cependant UDP n’assure aucun autre service supplémentaire, pas de réordonnèrent pas de suivi de la communication à l’aide de l’accusé de réception pas de contrôle de flux .UDP fonctionne en mode non connecté c’est-à-dire qu’il ne fait que transporter les paquets de manière indépendante sans assurer la moindre cohérence entre eux.
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Table des matières
Remerciement
Dédicaces
Table des matières
Liste des figures
Liste des tableaux
1. Introduction générale
CHAPITRE I : Introduction à la télémétrie
1. Introduction
2. Définition de la télémétrie
2.1 Définition d’un système de télémétrie
3. Les applications actuelles de télémétrie
3.1 La domotique
3.2 La robotique
3.3 La médecine
4. Conclusion
CHAPITRE II : Les Microcontrôleurs
1. Introduction
2. Définition d’un microcontrôleur
3. La gamme des cartes ARDUINO
4. L’ARDUINO mega2560
4.1 Caractéristiques de la carte ARDUINO méga
4.2 Alimentation
4.3 Les broches d’alimentation sont les suivantes
4.4 Mémoire
4.5 Entrées et sorties numérique
4.6 Broches analogiques
4.7 Autres broches
4.8 Communications
4.9 Programmation de la carte ARDUINO méga
5. Le logiciel ARDUINO : espace de développement intégré (EDI)
6. Les modules Wifi
6.1 La famille ESP8266
6.2 L’ESP01
6.3 Utilisation de l’ESP8266 comme module wifi
6.4 Les commandes AT
7. Capteurs et actionneurs
7.1 Actionneurs
7.2 Capteurs
8. Conclusion
CHAPITRE III : Les technologies Web & Android
1. Introduction
2. Les technologies web
2.1 Serveur web
2.1.1 Définition
2.2 Les logiciels de gestion de serveurs web courants (gratuits)
2.2.1 Serveur http Apache
2.2.2 Apache Tom cat
2.2.3 NGINX
2.2.4 Microsoft IIS
2.2.5 Serveur web lite speed
3. Les types de serveurs web
3.1 Serveur web statique
3.2 Serveur web dynamique
4. Les langages de programmation web
4.1 PHP
4.1.1 Définition
4.1.2 Fonctionnement
4.2 HTML
4.3 CSS
4.4 Bootstrap
4.5 JavaScript
4.6 JQuery
4.7 AJAX
4.8 JSON
4.8.1 Présentation de JSON
4.8.2 Représentation du format JSON
5. Les principaux protocoles de communication
5.1 Le protocole TCP/IP
5.1.1 Définition
5.1.2 TCP/IP et modèle OSI
5.1.3 Le protocole IP
5.2 Les protocoles TCP/UDP
5.2.1 Système client/serveur
5.2.2 Le protocole TCP
5.2.3 Le protocole UDP
5.3 Le protocole HTTP
5.3.1 Requête HTTP
5.3.2 Les commandes http
5.3.3 Réponse HTTP
6. Bases de données
6.1 Définition
6.2 Utilité d’une base de données
6.3 La gestion des bases de données
6.4 Les principaux SGBD
6.5 Définition de MySQL
6.6 Définition De phpMyAdmin
6.7 Tables de données, lignes et colonnes
7. L’univers ANDROID
7.1 Historique
7.2 Définition
7.3 Versions d’Android
7.3.1 Android 1.0 et 1.1
7.3.2 Android 1.5
7.3.3 Android 1.6
7.3.4 Android 2.0 et 2.1
7.3.5 Android 2.2 et 2.3
7.3.6 Android 3.0
7.3.7 Android 4.0
7.3.8 Android 4.1 et 4.2
7.3.9 Android 4.4
7.3.10 Android 5.0
7.3.11 Android 6.0
7.3.12 Android 7.0
7.4 Android et les langages de programmation
7.4.1 Android et java
7.4.2 Le XML
7.4.3 Android et C/C++
7.5 Définition d’une application mobile
7.6 Objectifs, et prospectives des applications mobiles
7.7 Types d’applications
7.7.1 Les applications natives
7.7.2 Application sous Android
7.7.3 Application sous Ios
7.7.4 Les applications sous Windows Phone
7.7.5 Les applications multiplateformes
7.8 Fonctionnement d’une application mobile
7.8.1 Architecture
7.8.2 Communication client-serveur
7.9 Les requêtes HTTP sur Android
7.9.1 Requête HTTP Sans librairie
7.9.2 Requête HTTP avec librairie
8. Conclusion
CHAPITRE IV : Réalisation du systeme de télémétrie
1. Introduction
2. Présentation de notre système de télémétrie
2.1 Les étapes du travail
2.2 Les outils et logiciels utilisés durant ce travail
1. Hébergement de notre serveur web de Télémétrie
2. Création de la base de données
2.1 Création des tables SQL
3. Scripts web PHP et SQL dans le serveur
1. L’environnement de travail
2. Récupération des données depuis les capteurs
3. Le transfert de ces données vers une base de données
4. Connexion entre l’ARDUINO méga et l’ESP8266
5. Câblage de la carte ARDUINO avec les deux capteurs
5.1 ARDUINO en tant que client web en utilisant l’ESP8266
5.2 L’envoie des données dans une boite de dialogue HTTP
5.3 Effectuation des requêtes sur le serveur en utilisant les commandes AT
1. Introduction
2. L’environnement de travail
2.1 Android studio
2.2 La Communication entre l’application Android et la base de données MySQL
2.3 Organigramme d’activité de l’application Android
2.4 Présentation des interfaces de l’application
2.4.1 La Page d’authentification
2.4.2 La Page Principale
2.5 Récupération des données
1. Introduction et objectif
2. Programmation web
3. Architecture du site
3.1 Page d’authentification
3.2 Page d’accueil de site web
3.3 Page d’affichage de toutes les mesures
3.4 Page de recherche par date
3.5 Page de recherche une période par date
3.6 Page de recherche une période par heure
4. Conclusion
Conclusions et perspectives
Liste des abréviations
Bibliographies et Webographie
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