P13 Plateforme expérimentation IOT

Présentation du projet

Contexte

Suite à la rénovation de la bibliothèque universitaire du campus de Lille 1 , il serait intéressant d'implanter de nouvelles technologies.
Ce bâtiment sera connectés et disposera de 800 places. En plus de la bibliothèque il y aura des espace de travail ainsi que des amphithéâtres.
Ce projet se consacrera à mettre en place un nœud de capteur. Les informations collecté par les capteurs permettront aux étudiants de connaître les places disponibles, par exemple.
Pour les chercheurs du campus ils auront une possibilité d'effectuer des tests sur ce réseau.

Cahier des charges initial

Objectif : Développer une plateforme simple permettant à des non experts d'expérimenter avec l'Internet des Objets

L'IOT (Internet of Things) est un sujet très vogue. Il est basé sur l'utilisation de nombreux objets hétérogènes (en allant de petits capteurs jusque des smartphone par exemple) reliés ensemble par liaison radio en général. Le développement d'applications sur IOT nécessite des connaissances importantes en électronique et en informatique.
Ce projet propose de développer un noeud de ce réseau de capteur pouvant être utilisé simplement par un ingénieur non spécialiste. Pour cela, il faut concevoir un noeud de capteur reconfigurable à distance et une suite logicielle permettant la programmation, la gestion et l'affichage des données.
Le noeud envisagé pourra comporter une Raspberry Pi gérant un "capteur". Celui-ci sera composé d'une carte microcontrôleur STM32F4 et d'un module radio. La gestion se fera au travers du port Ethernet de la Raspberry Pi.

Redéfinition du cahier des charges

Au cours de la réunion du 29 septembre le cahier des charges a été affiner.
Plusieurs points ont été évoqué :

• Structure d'un nœud de capteur
  

Un nœud de capteur sera composé d'une carte mère, de 8 cartes filles . Sur chacune des filles il y aura deux capteur implanté dessus. Ci-dessous un nœud de capteur :

• Fonctionnement d'un nœud
  

Chaque capteur communique en liaisons radios entre eux.
Par sécurité, il a été décidé que les cartes filles puissent communiquer avec la carte mère.
La communication s’effectuera par liaison série et / ou usb

• Information
  

Les informations que l'on souhaite récupérées sont les suivantes :

• Matériel
  

• Communication avec le réseau
  

Afin de pouvoir remonter les informations pour le projet P10 il a été définie un type de trame :

Nombre de Bit	7 Bit	7 Bit	18 Bit
Caractéristique	Type de mesure	Noeud	Data
Température	T
Son	S
Luminosité	L
Place disponible	P
Qualité de l'air	Q

Planification des tâches

Afin de planifier le projet j'ai identifié les tâches à réaliser. Pour cela j'ai utilisé la structure WBS

Planning prévisionnel :

Liste des tâches :

• Tâches 1 : Création d'une carte Mère
  
• Tâches 2 : Création d'une carte fille
  
• Tâches 3 : Mise en place de la communication USB entre la mère et la fille
  
• Tâches 4 : Mise en place de la communication série entre la mère et la fille
  
• Tâches 5 : Création d'une carte petite fille
  
• Tâches 6 : Choix des capteurs
  
• Tâches 7 : Mise en place de la communication radio entre les cartes des petites filles
  
• Tâches 8 : Création du nœud
  

Étape du projet

Avancement

	Tâche 1	Tâche 2	Tâche 3	Tâche 4	Tâche 5	Tâche 6	Tâche 7	Tâche 8
En attente		x	x	x	x		x	x
En cours	x					x
Terminé
Problème rencontré

Tâches 1 : Carte Mère

Objectif

Créer une carte permettant de gérer un nœud de capteur
Priorité USB
Reconfigurer le microprocesseur à l'aide de la technologie propriétaire de Atmel

Étude

Analyse de la structure existante
Etude des composant présent sur les cartes ( partie usb et microcontrolleur )

Test

Carte microcontrôleur :
Test de programmation à l'aide du PDI
Le test consiste à faire clignoter une led
En cours


Carte usb:
Étude des composants présent sur la carte
Tests du bloc alimentation

Tâches 2 : Création d'une carte fille

Objectif

Créer une carte de liaison entre la petite fille et la mère

Tâches 3 : Mise en place de la communication USB entre la mère et la fille

Objectif

Remonter les informations de la fille à la mère

Tâches 4 : Mise en place de la communication série entre la mère et la fille

Objectif

Remonter les informations de la fille à la mère

Tâches 5 : Création d'une carte petite fille

Objectif

Créer un standard qui nous permettra de connecter tout les capteurs sur une carte fille

Tâches 6 : Choix des capteurs

Objectif

Choisir un panel de capteur

Étude

- Température

Un capteur de température doit avoir une large plage de mesure. La température dans des bâtiments excédant pas 50 C pour le maximum et - 10 C pour le minimum. La plage du capteur retenu est : -10 C 60 C

C'est un capteur analogique donc il faudra utiliser le convertisseur analogique numérique. Les valeurs qui seront à configurés sont :

* Quantum

* Plage de mesure

* Registre 

Capteur envisagé :
Fournisseur : Conrard
Référence :Capteur de température numérique TSIC506 boîtier TO 92 B & B Thermotechnik TSIC506-TO92
Plage de mesure :-10 C - 60C
Tension d'alimentation :3-5.5V
Précision : +/- 0.1 C
Consommation : 30 - 60 µA

- Volume sonore
Afin de pouvoir mesurer le volume sonore on doit utiliser un micro qui va nous fournir une tension analogique .
C'est un capteur analogique donc il faudra utiliser le convertisseur analogique numérique. Les valeurs qui seront à configurés sont :

* Quantum

* Registre 

Capteur envisagé :
Fournisseur : Zartronic.fr
Référence :Capteur Sonore Analogique
Tension d'alimentation :5V

- Luminosité
Afin de pouvoir mesurer la luminosité ambiante on peut utiliser un photo-transistor . Ce dernier nous fera varier une résistance. On ne peut pas utiliser cette résistance comme mesure directement donc on va effectuer un traitement électronique à la suite du capteur. Ce traitement nous permettra d'obtenir une tension qui variera dans le temps.
Cette tension sera appliqué sur un convertisseur analogique numérique
Les valeurs qui seront à configurés sont :

* Quantum

* Registre 

Capteur envisagé :
Fournisseur : Conrard
Référence :Photo-résistance FW200

- Qualité de l'air

• Mesure de l'humidité
  
• Mesure du monoxyde de carbone
  

-Place disponible

Tâches 7 : Mise en place de la communication radio entre les cartes des petites filles

Objectif

Communiquer les informations des capteurs aux autres petites filles

Tâches 8 : Création du nœud

Objectif

Créer un démonstrateur