Thomas Boucault et Vincent Caron








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titreThomas Boucault et Vincent Caron
date de publication06.02.2018
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Licence AII IUT Nice 2017

Thomas Boucault et Vincent Caron

Projet de domotique

UniD m



Sommaire
Présentation

Définition :
La domotique est l'ensemble des techniques de l'électronique, de physique du bâtiment, d'automatisme, de l'informatique et des télécommunications utilisées dans les bâtiments, plus ou moins « interopérables » (L’interopérabilité est la capacité que possède un produit ou un système, dont les interfaces sont intégralement connues, à fonctionner avec d’autres produits ou systèmes existants ou futurs) qui et permettant de centraliser le contrôle des différents systèmes et sous-systèmes de la maison et de l'entreprise (chauffage, volets roulants, porte de garage, portail d'entrée, prises électriques, etc.). La domotique vise à apporter des solutions techniques pour répondre aux besoins de confort (gestion d'énergie, optimisation de l'éclairage et du chauffage), de sécurité (alarme) et de communication (commandes à distance, signaux visuels ou sonores, etc.) que l'on peut retrouver dans les maisons, les hôtels, les lieux publics, etc.

Les principaux domaines dans lesquels s’appliquent les techniques de la domotique sont :

  • Le pilotage des appareils « électrodomestiques » :

  • Par programmation d'horaires et/ou de macro (suites d'actions programmées)

  • Peut-être aussi lié à des évènements (détecteurs de mouvement, télécommandes)

  • La gestion de l'énergie :

  • Pour le chauffage par exemple on peut le programmer en fonction de la température extérieure, intérieur, pour garder une température ambiante constante.

  • Nous pouvons aussi programmer la recharge d’appareil électrique en fonction du tarif horaire (heure creuse) comme nos téléphones, les voitures électriques ou bien ordinateur.

  • La sécurité :

  • Comprend la gestion de l’alarme, de la vidéosurveillance, des volets roulants…

  • La sonorisation

  • On peut grâce à la domotique géré la partie sonorisation de sa maison et aussi la vidéo

La compensation des situations de handicap et de dépendance.

Il existe plusieurs modes de communication voici les 4 principaux :

  • Le Bus : permet de faire circuler des informations sur un câble de deux fils,

  • La radio : qui fait communiquer les appareils sur des bandes fréquence de 868 MHZ en général

  • Le courant porteur : qui permet de faire circuler des informations dans les circuits électriques existant.

  • Et en Ethernet : principalement pour gérer à distance son système domotique ou récupéré des informations.

Avantage / Inconvénient :

Le principal avantage de la domotique est l'amélioration du quotidien au sein de la maison, du point de vue du confort, de la sécurité et de la gestion de l'énergie. Ce type d’équipement vous simplifie la vie et optimise votre confort en adaptant votre maison à différents scénarios de la vie quotidienne. En effet, vous pouvez adapter vos habitudes a votre domicile, quand vous partez de chez vous toutes les lumières s’éteignent, les volets se ferme et les chauffages se coupe ou bien si vous rentré du travail à 17h, vous pouvez mettre en marche votre chauffage 30 min avant pour avoir votre maison a la bonne température au moment de votre arrivé. La domotique peut aussi gérer l’alarme de votre maison, avec des détecteurs capteur et caméra.

Malgré les avantages certains il existe encore quelques inconvénients qui commence doucement à disparaitre grâce notamment à la démocratisation de la domotique.

  • Le premier point négatif est le manque d’information et surtout la quasi obligation de faire une formation pour programmer la domotique, ou bien de faire appel à un domoticien.

  • Le deuxième point étant le verrouillage des fabriquant vis-à-vis de leur produits par exemple pour avoir le logiciel de programmation de KNX ou Bticino il faut obligatoirement faire la formation et acheter le logiciel ETS5 pour KNX et Myhome pour Bticino, sauf certains constructeur qui souhaite justement développé et proposer la domotique a tous comme Loxone. Le verrouillage s’applique aussi sur les produits proposés par le fabriquant, un produit KNX ne peut communiquer qu’avec du KNX ce qui augmente le prix de l’installation.

  • D’ailleurs le coût de l’installation reste l’inconvénient principal de cette technologie.


Projet :

Présentation :

Comme expliqué précédement, plusieurs fabriquant de domotique existent, comme Biticino, Z-wave, KNX et Loxone.

  • Bticino est une société italienne crée par Arnould et qui a était racheté par Legrand en 2011.

  • Z-Wave est un protocole radio conçu pour la domotique, il communique en utilisant une technologie radio de faible puissance dans la bande de fréquence de 868 MHz, elle est conçue spécifiquement pour les applications de domotique. Z-wave existe depuis plus de dix et plus de 100 fabricants utilisent cette technologie.

  • Knx est le leader et le standard en France et il a était crée en 1999, KNX est l’association de plusieurs marques comme Hager, Legrand, Schneider, siemens et d’autre, il y a actuellement plus de 300 partenaire et plus de 7000 produits compatibles KNX.

  • Loxone quant a lui a était crée en 2009 en Autriche. Ils sont comme KNX réuni plusieurs partenaires, principalement autrichiens ou allemands comme Geiger pour les volets roulants ou BMW i pour les borne de recharge « intelligente ».

L’un des inconvénients présentés auparavant était l’impossibilité de faire communiquer plusieurs systèmes domotique entre eux. Partant de cette constations une idée nous est venu : « Pourquoi ne pas crée une interface permettant de contrôler plusieurs systèmes domotique différent. »

Nous avons déjà vu des cas de personnes qui possèdent plusieurs villas avec des technologies domotique différentes, l’idée permettrai à ces personnes de contrôler et avoir un visuel de leur différente structure (courbe d’énergie, information, retour état de l’alarme, des volets roulant et autres, …)

Cahier des charges :
Contrôler diverses domotiques (Zwave, Loxone, KNX) par une Raspberry Pi avec stockage des informations en base de donnée et récupération temps réel grâce à un webservice (Appli Angular JS sur mobile).

Notre projet se compose de trois grands axes. La partie Iot et Webservice pourrons être réalisée en parallèle par les deux membres du groupe. La dernière partie permettant de rendre universel ce système peut importe le type de domotique, nous travaillerons ensemble.
Pour la partie Iot, nous allons connecter des produits Z-wave (module variateur, actionneur volet roulant, capteur 6 fonctions) contrôlés par une Raspberry. Pour cela nous allons :

    
- Paramétrer la Rasberry avec la carte d'extension Z-Wave+, pour . piloter les modules Z-wave
    - Recevoir et traiter les informations provenant des modules
    - Envoyer les données sur une base de donnée sur le Cloud

Par la suite, nous voulons améliorer le projet pour rendre fonctionnel cette technologie peut importe le type de domotique ( Loxone, KNX, ...)


Pour la partie Webservice, nous allons créer une interface web et une application hybrid grâce à Cordova, permettant de contrôler à distance nos objets connectés. Cette interface nous permettra de recevoir en temps réel les informations stockées en base de donnée et pouvoir interagir avec elles, pour cela nous allons :


    - Développer l'interface sous Angular JS
    - Recevoir les infos de la base de donnée
     - Mettre en forme de ces données ( graphiques, boutons, ...)
    - Mettre à jour de ces valeurs (contrôle depuis le mobile)
Une des évolutions du projet que nous voulons réaliser, si le temps nous le permet, est la possibilité de se connecter à plusieurs systèmes différents, c'est à dire si une personne a plusieurs maisons avec une domotique différente dans chaque maison, qu'il puisse utiliser qu'une seule interface pour contrôler toutes ces habitations.

Pour la répartition des tâches, une personne s’occupera principalement de la partie IoT avec le paramétrage des différents modules, la méthode/protocole et possibilités pour communiquer avec les divers modules des diverses domotiques. L’autre personne se concentrera principalement sur le webservice : la mise en place de l’application (portage sur mobile) et requêtes pour contrôler les différents modules.


Architecture du projet :


Exemple d’interaction du webservice avec les modules :


Matériel utilisé :



Une raspberry pi 2

(Sera le serveur, embarquant Nodejs, MongoDB, Domoticz et sera paramétré en point d’accès)



Dongle Z-Wave (Razberry)

Permettant de communiquer entre la

raspberry et les différents modules

Z-Wave sans fil




Un variateur (pour faire varier l’intensité d’une lampe par exemple)



Une mallette Loxone contenant :

  • Un mini-serveur

  • Une extension 1-Wire

  • Une extension DMX

  • Des LED


Outils utilisés :


Notice d’installation :


  • Processus à lancer au démarrage de la Raspberry


• sudo service hostapd start | sudo service isc-dhcp-server start | sudo service domoticz.sh start | sudo service z-way-server start | sudo service zbw_connect start

• sudo mongod --dbpath /var/lib/mongodb &

• node restback/server.js &


  • Création de limage :




  1. Installation de l’image sur la sdcard

    1. télécharger rasp-min.zip

    2. dézipper

    3. installer sur la sd avec Win32DiskImager (en mode administrateur)




  1. Installation driver clef usb

    1. uname –a pour connaître la version du kernel et telecharger la version correspondante ci dessus en remplaçant « 4.4.8-v7-881 » selon la version

    2. Installer drivers sur la raspberry cmd : (exemple)

wget http://www.fars-robotics.net/8188eu-4.4.8-v7-881.tar.gz
tar xzf 8188eu-4.4.8-v7-881.tar.gz
./install.sh


  1. Paramétrage accesspoint (config Wifi)

Suivre ce tuto en intégralité : https://learn.adafruit.com/setting-up-a-raspberry-pi-as-a-wifi-access-point?view=all



  • Packages Raspberry :




  1. Passage du clavier en AZERTY :

    1. sudo raspi-config

    2. Internationalisation options

    3. change keyboard layout

    4. I3 Change Keyboard Layout »

    5. puis « Generic 105-keys (Intl) PC »

    6. puis « Others », et enfin »French »

    7. Enfin « The défaut for the keyboard layout »

    8. Et pour finir « No compose key »

    9. « Use Ctrl+Alt+Backspace to terminate the X server? », choisir « No »




  1. access ftp sur la raspberrry : sudo apt-get install vsftpd




  1. mongoDB :

    1. Installation : sudo apt-get install mongodb-server

    2. Lancement du serveur : sudo mongod --dbpath /var/lib/mongodb




  1. install node and npm :

    1. curl -sL https://deb.nodesource.com/setup_7.x | sudo -E bash -

    2. sudo apt-get install -y nodejs



  1. Installation domoticz :

    1. sudo curl -L install.domoticz.com | bash




  1. installation razberry (Zwave shield) :

    1. sudo wget -q -O  http://razberry.z-wave.me/install | sudo bash

  2. Ajout du shield RAZBERRY sur Domoticz :

    1. Setup/hardware puis type : OpenZWave USB

    2. Le contrôleur est désormais ajouté à la liste car il est reconnu




  1. Ajout d’un module sur Domoticz :

    1. Setup/hardware/clic sur du contrôleur

    2. Node management/include node

    3. Appuyer sur le bouton du module à ajouter pour le jumeler avec l’API


Désormais dans setup/devices on a accès au module ajouté et on peut cliquer sur la fleche verte pour ajouter le device à notre panel.



  • API Domoticz :




  1. Reception du JSON d’un device :

doc : https://www.domoticz.com/wiki/Domoticz_API/JSON_URL's

http://:
/json.htm?type=devices&rid=




  • LOXONE :


LED Blanche : http://admin:admin@10.23.12.56/jdev/sps/io/Living%20room%20SW%204/pulse

LED RGBW : http://admin:admin@10.23.12.56/jdev/sps/io/Living%20room%20SW%20BIG/pulse

TOUT OFF : http://admin:admin@10.23.12.56/jdev/sps/io/All%20Lights%20Off/pulse

Led bleu/rouge ou vert : http://admin:admin@10.23.12.56/jdev/sps/io/Bleu(ou Rouge ou Vert)/Pulse

Volet UP : http://admin:admin@10.23.12.56/jdev/sps/io/Living%20room%20SW%201/Pulse

Volet Down : http://admin:admin@10.23.12.56/jdev/sps/io/Living%20room%20SW%202/Pulse


Aperçu de l’application sur Mobile Android


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