République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Université des Sciences et de la Technologie Houari Boumediene Faculté d’Electronique et Informatique Département d’Instrumentation et Automatique Présentation du mémoire pour l’obtention du diplôme de master en Electronique Option Electronique des Systems embarqués Proposé et dirigé par: Présenter par : Plan du travail INTRODUCTION Définition IoT Principe de fonctionnement Réalisation Les résultats obtenus Conclusion 2 INTRODUCTION L’Internet évolue de « l’Internet des ordinateurs » à « l’Internet des Objets ». Il y a convergence entre des domaines autrefois différents, comme les systèmes embarqués et la communication machine à machine avec Internet L’internet des objets prend de plus en plus de place dans notre vie quotidienne , elle permet le développement d’un grand nombre d’applications dotant d’intelligence un certain nombre de domaines Santé Maison Ville Automobile 3 I O T 4 DÉFINITION,,,,?! Extension d’internet Physique VIRTUEL 3éme évolution d’internet WEB 3.0 5 EVOLUTION 6 EX: SANTÉ « BRACELET WITHINGS » 7 EX: AGRICULTURE DE PRÉCISION 8 PROTOCOLES DE COMMUNICATION Réseaux courte Portées Réseaux moyenne et longue portées 9 PANEL DES TECHNOLOGIES SANS FIL Courte portée Moyenne et longue portée LTE-4G WWIFI HSDPA-3.5G UMTS-3G Débit BLUETOOTH EDGE-2.5G BLE GlowPan ZIGBEE NFC/RFID LPWAN EnOcean Portée 10 PROTOCOLE APPLICATIF MQTT Messagerie léger Publish Données télémétrie Subscribe Broker 11 Début Connecté au serveur MQTT OUI Connexion au serveur MQTT NON Reconnexion Attendre 5 secondes Acquisition des données Essai=essai+1 Essai=0 ? Boucle infinie attendre une remise à 0 12 La souscription Début Initialisation client MQTT pour flux bouton Time=now,char onoff Message flux bouton reçu? Onoff dernière valeur du flux bouton Onoff=on? Now= time+5 Avec une valeur reçue du flux bouton Eteindre la LED Allumer la LED fin 13 Début La publication Initialisation client MQTT pour le flux « température Float température Température mesurée par le dhtll Réussi Ecrire « échec envoi » Température mesurée Température= inti+2 Temp inti= temp Publier humidité Retour début 14 Pont serveur Google 172.217.21.78 Message de souscription Principe de fonctionnement du serveur Acquittement positif Publie les valeur 15 DÉVELOPPEMENT DE L’APPLICATION Motivation Relier au web une exploitation agricole dotée de capteurs Mettre a la portée de l’agriculteur une prise de décision pratiques, rapides et optimale pour l’augmentation du rendement . Enrichir une base de données stockée sur un serveur en ligne consultable et partageable par les différents acteurs du secteur agricole . 16 DÉVELOPPEMENT DE L’APPLICATION Ventilation air naturel Irrigation Collecte des données météorologiques Éclairage artificiel Problématique 17 CONCEPTION DE SYSTÈME 18 Monde extérieure Afficheur LCD i2c Capteur luminosité Serveur Adafruit ESP8266 node mcu Capteur humidité au sol ordinateur Electrovanne système ventilo system éclairage Serre agricole dht11 19 Pourquoi ESP8622? Connectivité WIFI 802.11b/g/n Prix abordable Disponibilité sur le marché Réseaux ouvert Contient 16GPIO 20 Programmation de l’ESP8266 C avec SDK Espressif Scripts Lua C++ avec IDE Arduino Java script avec firmeware Espruino Micropython avec firmeware Micropython 21 Structure de notre programme Collecte des données (T,H,L) chaque 10 secondes Envoi des températures , humidités , luminosité vers la base de données du serveur Adafruit Traitement des données par triage et stockage Traiter les conditions suivante Si (T>27°C , enclencher un système de ventilation ) Si (H<500 HR , enclencher un système d’irrigation) Si (L=0 , enclencher un système d’éclairage) 22 Réalisation du système 23 Tests Tests du système sous serre 24 Tests Acquisition des données par le serveur 25 Tests Enclenchement des actionneurs 26 L’augmentation du débit d’alimentation d’air conduit à une teneur maximale de CO2 9,67 %, En plus de cela, l’efficacité d’absorption de CO2 augmente rapidement avec l’augmentation du nombre d’étage. Nous avons constaté qu’au-dessus du 8ème étage, et avec un débit de 140 m3/h, la colonne ne fonctionne plus, ceci et dû au phénomène d’engorgement. L’efficacité est constante pour un débit de MEA de 45 à 65m3/h. Nous constatons aussi qu’avec un débit de 120 à 140 m3/h l’efficacité augmente rapidement en augmentant le nombre d’étage. Pour un débit minimal utilisé à 40 m3/h nous avons obtenu une efficacité d’absorption de CO2 estimé à 32,3 %. En revanche, et avec un débit maximal utilisé estimé à 140 m3/h nous avons obtenu une efficacité maximale estimé à 87,54 % A partir de notre étude, nous suggérons une modification de la concentration du solvant (MEA) estimé à 0,35 pour avoir une efficacité maximale qui peut atteindre 90.12%. 27 28 29
