NOTES TECHNIQUES. N 40 : Surveillance Secteur. Nov 2016 V2.1

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1 NOTES TECHNIQUES N 40 : Surveillance Secteur francis.chatain@free.fr Nov 2016 V2.1

2 Sommaire Objectifs Description Principes Généraux Architecture Générale Fonctionnement (Cas d'utilisation) Composants HW Description des Boîtiers Assemblage La Page HTML + Configuration de la Box Les SMS WebServices

3 Objectifs 1/ Détecter une coupure de courant secteur EDF 2/ Signaler la coupure - Signal Radio Interne vers 2 boîtiers (led + signal sonore) - Émettre des SMS vers des téléphones mobile 3/ Gérer l Alarme (Interface de commande et de test) 4/ Archiver sur le Net (Web Services) les relevés de consommation (pour analyse ultérieure)

4 Principes Généraux Pour répondre aux besoins (sachant que le système d alerte et la box internet sont sur réseau secouru), le parti pris a été d avoir recours aux «Services Web» en général. -Avertisseur d alerte (ou fin) : des SMS Utilisation du service smsapi de Free-Mobile -Manipuler le système : Une interface web standard Le système de surveillance dispose d une interface html -Archiver les données : via un WebService (technologie IOT) Archiver les données vers un site dédié pour consultation et traitements (Visualisation, Analyse).

5 Architecture Générale Boitier Alarme 1 (sur batterie) Boitier Alarme 2 (sur batterie) Smart Phone SMS Navigateur WebServices (Cloud) Radio 2.4ghz RF24 Liaison Radio GSM/3G Prise mesure Boitier Central Internet (Cloud) Ethernet Alimentation secourue Wifi Système Secouru Box Internet Réseau filaire Terrestre Ethernet PC Maison

6 Fonctionnement (Use Case #1,2) Cas d'utilisation #1 : Le boîtier Central surveille la ligne EDF (1/2). Si : Pas de consommation courant (testé toutes les minutes) Alors : Perte du réseau Déclenche Alarme Signal Radio Alarme ON vers les boîtiers secondaires Émission des SMS : Message : «PERTE SECTEUR» Cas d'utilisation #2 : Le boîtier Central surveille la ligne EDF. (2/2) Si : Retour consommation courant (testé toutes les minutes) Alors : Retour du réseau Inhibe Alarme Signal Radio Alarme OFF vers les boîtiers secondaires Émission des SMS (Message : «RETOUR SECTEUR»

7 Fonctionnement (Use Case #3,4,5) Cas d'utilisation #3 : Le boîtier Central réceptionne une requête html «INFOS» Si : Requête réseau INFOS Alors : Retourne la page HTML INFOS du serveur (avec l état du système, l'état du réseau, l'état des Batteries, l'action autorisée ) Cas d'utilisation #4 : Le boîtier Central réceptionne une requête html «ACQ» Si : Requête réseau ACQ (Acquittement Alarme ou test). Alors : Retourne la page HTML INFOS du serveur Actualisé. Prise en compte de la commande : - Arrêt de l alarme (Voyant, son + SMS «ACQUITTEMENT ALARME») Cas d'utilisation #5 : Le boîtier Central réceptionne une requête html «TST» Si : Requête réseau TST (Test Alarme). Alors : Retourne la page HTML INFOS du serveur Actualisé. Prise en compte de la commande : - Déclenchement d une alarme test (Voyant, son + SMS «TEST ALARME»)

8 Fonctionnement (Use Case #6,7) Cas d'utilisation #6 : Le boîtier Central voit une modification de la consommation Si : Changement de valeur de consommation Alors : Mise à jour du WebService pour archivage et post traitement (Visualisation + Analyse) Cas d'utilisation #7 : Le boîtier Central est mis sous tension Si : Démarrage du système Alors : Emission SMS «SURVEILLANCE SECTEUR DEMARREE»

9 Choix des composants 1/ Prise de Mesure : SCT013 Système non intrusif type boucle ampèremétrique. (facile à mettre en place et sécurisé) 2/ Système Central : ESP8266 Micro contrôleur + puce Wifi 3/ Radio Interne : Nrf24L01 Facile à mettre en œuvre et basse consommation 4/ Boîtier Alerte : Arduino Pro Mini + Nrf24L01 Sur batterie donc très très basse consommation électrique obligatoire

10 Composants HW (SCT013)

11 Composants HW (l'esp8266) Cette puce : - Intègre un micro Contrôleur performant - Intègre la puce de gestion de la liaison Wifi (communique avec la box internet) - A suffisamment de mémoire pour héberger un petit site Web Et.. - pilote le module radio NRF (Bus SPI) - via son entrée ADC lit le capteur SCTO13

12 Composants HW (Le NRF24L01)

13 Description Boîtier Central Ligne à surveiller Controleur + Wifi + Led Alarme 1m 1m Secteur secouru NRF24L01 Liaison Radio Interne

14 Description Boîtier Alarme Clignotement Led + Buzzer avec modulation Liaison Radio Interne Micro-Contrôleur Sur Batterie Reçoit les commandes radio : -Alarme : - Réveil du Micro contrôleur - Clignotement Led + Modulation son (Buzzer) -Fin Alarme - Mise en sommeil sauf écoute radio Retourne les accusés des commandes radio + l état de charge de la batterie

15 Assemblage L'ESP8266 (packaging ESP12) Nota : La Led de l'esp est utilisée pour le signal lumineux Nota : La Led D13 est utilisée pour le signal lumineux Actuateur : Buzzer Capteur : SCT013 Arduino ProMini Nota : Destruction de la led de présence secteur (réduction consommation) Alimentation Régulateur 3.3v Nota : Destruction de la led de contrôle NRF24L01 (ici 2 version : une avec antenne séparée et l'autre avec une antenne dessinée sur circuit)

16 Page HTML : Configuration Box Au préalable : Il faut configurer la box (Ici cas des Free Box) : - Pour rediriger les requêtes HTML du port extérieur vers l'esp avec son numéro de port pré-configuré Nota : Pour faciliter l'accès à sa Box Internet : Faire la demande d'une adresse DNS (gratuit auprès de free). L'adresse sera du type <mon nom adresse>.hd.free.fr

17 Page HTML Nom DNS Numéro du Port Utilisé Clé d'accès Etat du Secteur Consommation Etat de L'Alarme Bouton Test Alarme Tension Batterie des Boîtiers d'alerte #1 et #2. Vert = Acquittement reçu Violet : Pas d'acquittement

18 Page HTML Cas d'une Alarme en cours Acquitter l'alarme pour stopper les signaux sonores + clignotement Ici le 2ième boîtier d'alerte sonore est OFF!!

19 Émettre des SMS Configurer le forfait mobile pour l'envoi des SMS - Aller sur son espace abonné - Saisir identifiant et code Si oublié : - Dans l'espace Abonné : - Cliquer sur «Gérer.. Mes Options» - En bas de la page Activer les Notifications - Cliquer sur tout est dit - Recopier la ligne dans le Navigateur - Le SMS est reçu qqs secondes plus tard.

20 Émettre des SMS Astuce Sécurité : Contrôler le serveur distant avec d'émettre une requête.

21 SMS Vu sur mon smart Phone

22 WebServices : ThingSpeak - Ce créer un compte - Récupérer son identifiant - Récupérer la clé d'écriture - 5 lignes de code pour manipuler le WebService - Aller sur le Site pour voir le relevé des data - Utiliser la puissance de Matlab pour faire des Traitements et des Visualisations dédiées.

23 Conclusions Petit Projet intéressant, très utile et pragmatique qui permet de manipuler beaucoup des concepts de type IOT (ESP, WebServices ). Passé (pas mal d'heures xxxh) ;-), la difficulté essentielle étant de trouver les bons composants, la bonne application et la bonne façon de procéder. Pas hésiter à essayer : Dans la première version je pilotais une puce GSM. La solution a été abandonnée pour plusieurs raisons. La solution ESP s'étant avérée beaucoup plus puissante et économique pour ce cas de fonctionnement.