BTS-SNIR Systèmes Numérique Option Informatique et Réseaux MINI-PROJET INFORMATIQUE 1SNIR Dossier de présentation de projet

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1 BTS-SNIR Systèmes Numérique Option Informatique et Réseaux MINI-PROJET INFORMATIQUE 1SNIR Dossier de présentation de projet 1 ) Présentation et situation du projet dans son environnement 1.1. Contexte de réalisation Nom du projet : Projet proposé et suivi par : Système Communicant de Gestion Technique du Bâtiment L équipe pédagogique : Messieurs BRUVRY, CARON, LAZAAR et MASSICOT Si le projet est développé au lycée ou en centre de formation continue : Constitution de l'équipe de développement : Etudiant E1... Etudiant E2... Etudiant E3... sujetprj-gestiontechniquebatiment.doc 1/21 html/php/mysql

2 2 ) Présentation du projet 2.1. Contexte La société HITEC est spécialisée dans les systèmes communicants permettant la Gestion Technique du bâtiment. Elle propose des solutions "clefs en main" de systèmes de surveillance en temps réel des bâtiments. La gestion et surveillance technique s effectuent, à distance, par l intermédiaire de boîtiers (OTB) reliés en réseau, et sur lesquels peuvent être connectés plusieurs sondes, capteurs et actionneurs : - température (consigne, intérieure, extérieure) - alarme - alarme intrusion - défaut VMC - pression gaz - pression eau - défaut chaudière - défaut pression d eau - défaut chauffage - Autorisation de mise en service de la lumière et des prises de courant électrique - Autorisation de mise en service du chauffage régulé - capteurs ouvertures fenêtres, portes - Caméra motorisée de surveillance - portail - Envoi de Mail, de SMS au technicien d astreinte - Etc A chaque défaut, le superviseur mémorise l alarme dans une base de données. Les techniciens d astreinte sont prévenus par Mail, SMS ou téléphone. Les clients ont également la possibilité de réserver une salle pour y tenir une réunion (tenue d'un planning de réservation sur une semaine de 7 jours). Le bâtiment sous contrôle est supposé être composé de salles réparties sur plusieurs niveaux : 1 Rezde-chaussée, étage 1 et étage 2. sujetprj-gestiontechniquebatiment.doc 2/21 html/php/mysql

3 Exemples de possibilités : - capteurs de présence : capteur TOR aux fenêtres et porte de chaque salle alarme volumétrique - capteurs de températures : températures intérieure Tin, extérieure Tex, température hors gel Thg ( 2 C <= Thg <= 7 C maxi), température de consigne Tc, température d' histérésis This ( +/- 0.1 C à +/- 1 C maxi) - capteurs de fumée (alarme incendie) : sécurité incendie - badges personnalisés d'accès aux salles (RFID) : contrôle d'accès - gaches électriques d'ouverture de porte (accès sécurisés) - niveaux cuves - commande éclairage des salles (en fonction de l'heure, du jour ), des prises électriques (en fonction du planning d'occupation des salles). - commande chauffage des salles (en fonction de l'heure, de l'occupation, de la température extérieure): régulation chauffage, utilisation de prévisions météo par internet (services web). - gestion des alarmes et intrusions (fenêtre, porte, incendie, gel,... ) - gestion vidéosurveillance (détection de mouvements, détection de présence) - déclenchement d'un envoi, au technicien, de mail pour maintenance et de SMS pour alarme - gestion des personnes concernées (droits et autorisations : du personnel, du technicien) - gestion statistiques : taux d'occupation des salles (voir le planning), fréquence des alarmes, fréquence des défauts et pannes, chronologie des évènements (durées, dates, heures) Sur le poste client, le contrôle et la télésurveillance du bâtiment peuvent se faire : - (avec intervention humaine) de façon visuelle, ponctuelle et manuelle, à la demande par une application client web interactive simple, - (sans intervention humaine) de façon automatique avec une application cliente web plus complexe qui, régulièrement va scruter et vérifier l'état du système (lecture des capteurs, détection vidéo, ), puis agir en conséquence et prévenir si nécessaire. sujetprj-gestiontechniquebatiment.doc 3/21 html/php/mysql

4 2.2. Objectif L'objectif du projet est de : a) gérer la communication Modbus-TCP pour piloter le système GTB - créer un client Modbus en PHP utilisant le protocole ModbusTCP - connexion aux modules OTB, port TCP=502, gérer les trames Modbus requêtes et les trames Modbus réponses, gérer les erreurs. - gérer le mode manuel : commande en direct des actionneurs : marche/arrêt lire l'état du système : l'état des capteurs TOR, RFID, analogiques - visualisation l'état actuel du système : état capteurs / actionneurs, date/heure, tableau html en couleur. - mémoriser les informations dans une BDD "GestionTechniqueBatiment" : date/heure, état des capteur, état de actionneurs sujetprj-gestiontechniquebatiment.doc 4/21 html/php/mysql

5 - gérer le mode automatique : actualisation de l'application (IHM), commande des actionneurs en fonction du planning de la BDD, période d'actualisation réglable, envoi d'un message par mail simple, à l'extérieur, au technicien de maintenance. b) gérer la présentation des données de la BDD "GestionTechniqueBatiment" : - définir l'architecture de la BDD "GestionTechniqueBatiment" pour mémoriser les données sur l'état du système dans le temps : définir, créer les tables : utilisateurs, adresses mails, technicien d'astreinte, planning,... - se connecter à la BDD gérer les erreurs déconnexion dès qu'un délai d'inactivité est dépassé, (avec sessions : 1mn sans activité ==> déconnexion ). - gérer la tenue d'un planning horaire de réservation de salle sur 1 semaine : table "planning" avec : - 7 colonnes champs jours : du lundi au dimanche - 24 lignes champs horraires : de 00h à 23h (temps minimum de réservation : 1h) pour mettre en service l'éclairage, les prises électrique, le chauffage/clim. - consultation en différé de la BDD pour une date donnée : - visualisation des plages horraires du planning, - visualisation de l'état du système : sous forme textuel (tableau html en couleur), sous forme graphique (courbes trcées en couleurs), nom utilisateur connecté, date / heure. c) gérer le module de test, vérification des équipements pour le technicien de maintenance du système GTB : - créer un client Modbus utilisant le protocole Modbus-TCP pour tester les différents équipements : configurer les option de communication : ip, port=502, connexion aux modules OTB, gérer les trames Modbus requêtes et les trames Modbus réponses, gérer les erreurs, commande des actionneurs : ON/OFF, lire l'état du système : l'état des capteurs TOR, RFID, analogiques - en mode manuel interactif : - IHM web de test présenté sous forme de frames html date/heure, logo du lycée, images, couleurs, - commande des actionneurs : ON/OFF sujetprj-gestiontechniquebatiment.doc 5/21 html/php/mysql

6 (alimentation en électricité, éclairage, chauffage/clim) - lecture état capteurs TOR : niveau haut/bas - lecture état capteurs analogiques (valeur) - lecture état capteurs RFID (détection badge RFID) : n badge détecté 3 ) Expression du besoin La société souhaite développer un logiciel "CLIENT MODBUS" pour permettre aux techniciens de tester les boîtiers (OTB) après leurs installations : - activer les actionneurs, - lire l'état des capteurs TOR, et - lire l'état des capteurs analogiques. module OTB Ethernet module OTB Modbus série Le tableau suivant répertorie les principales commandes Modbus prises en charge par les modules OTB : Code de fonction Modbus (en hexadécimal) 0x03 0x06 0x10 0x11 0x16 0x17 0x2B Commande Lire n registres de sorties Ecrire un seul registre Ecrire n registre Lire l identification de l esclave Masquer registre d écriture Lire/écrire n registres Lire les registres d identification de l esclave sujetprj-gestiontechniquebatiment.doc 6/21 html/php/mysql

7 L Interface Homme Machine (IHM) souhaitée est une page web composée de frames html : Après la connexion au module, une partie menu proposent les commandes à tester. Exemple de présentation de l' IHM d'un Client Modbus concurrent : Exemple partie IHM de connexion TCP/IP (ou Série) : sujetprj-gestiontechniquebatiment.doc 7/21 html/php/mysql

8 3.1. Synoptiques des architectures matérielle et logicielle Exemple d'architectures de système GTB par Modbus-TCP : sujetprj-gestiontechniquebatiment.doc 8/21 html/php/mysql

9 Plan schématisé de la zone d'exploitation GTB : (exemple) salle n 13 salle 21 du bâtiment 2 ième étage 1 ier étage RdC entrée (salle 01) Organisation des entrées/sorties GTB par salle : ( actionneurs et capteurs Analogiques/TOR ) volet roulant capteurs t capteur capacitif intrusion TOR Marche/Arrêt chauffage/clim éclairage Exemple de salle de contrôle et de gestion du trafic routier : module OTB électricté RS485 (modbus TCP) capteur volumétrique détecteur fumée gache porte sujetprj-gestiontechniquebatiment.doc 9/21 html/php/mysql

10 Architecture de l'équipement informatique : sujetprj-gestiontechniquebatiment.doc 10/21 html/php/mysql

11 sujetprj-gestiontechniquebatiment.doc 11/21 html/php/mysql

12 1) module OTB n 2 ip = (gestion bâtiment : étage 2, 1 esclave) trame écriture = 0, 0, 0, 0, 0, 6, 1, 6, 0, 0x64, 0, 12 1 donnée à écrire à l' adresse registre : 0x64 = 8 sorties TOR (marche/arrêt chauffage et lumière) trame lecture = 0, 0, 0, 0, 0, 6, 1, 3, 0, 0x00, 0, 03 3 données à lire aux adresses registres : 0x00 0x01 0x02 = états capteurs TOR en entrée (portes, fenêtres du bâtiment) = valeur capteur ANA en entrée ( t ambiante mesurée) = valeur capteur ANA en entrée ( t consigne) 2) module OTB n 1 ip = (gestion bâtiment : étage 1, 2 esclaves) trame écriture = 0, 0, 0, 0, 0, 6, 1, 6, 0, 0x64, 0, 12 (esclave n 1) trame écriture = 0, 0, 0, 0, 0, 6, 2, 6, 0, 0x64, 0, 12 (esclave n 2) 1 donnée à écrire à l' adresse registre : 0x64 = 8 sorties TOR (marche/arrêt chauffage et lumière) trame lecture = 0, 0, 0, 0, 0, 6, 1, 3, 0, 0x00, 0, 01 (esclave n 1) trame lecture = 0, 0, 0, 0, 0, 6, 2, 3, 0, 0x00, 0, 01 (esclave n 2) 1 données à lire à l' adresse registre : 0x00 = états capteurs TOR en entrée (portes, fenêtres du bâtiment) 3) module API Zélio (système de régulation de chauffage du bâtiment) ip = (gestion bâtiment : étage 0 = RDC ) trame lecture = 0, 0, 0, 0, 0, 6, 1, 3, 0, 0x14, 0, 03 3 données à lire aux adresses registres : 0x14 0x15 0x16 = états capteurs TOR en entrée (mode chauff/clim) = valeur capteur ANA en entrée ( t ambiante mesurée) = valeur capteur ANA en entrée (t consigne) bit0 marche/arrêt = 1/0 bit1 chauffage/clim = 1/0 sujetprj-gestiontechniquebatiment.doc 12/21 html/php/mysql

13 Température : (0x6D58) 22 C (en degrés Celsius) Exemple de planning de réservation (d'occupation) de salles de réunion : sujetprj-gestiontechniquebatiment.doc 13/21 html/php/mysql

14 3.2. Le protocole modbustcp En informatique Industrielle, les protocoles les plus utilisés sont : ModBus, ModBusTCP,. Voici la structure de la trame "ModBusTCP" qui permet d échanger des trames selon le protocole ModBusTCP (voir documentation technique fournie). sujetprj-gestiontechniquebatiment.doc 14/21 html/php/mysql

15 Une trame modbustcp comprend 3 parties : Le header (7 octets) les fonctions., Données Exemple1 : Pour lire les registres 10, 11 et 12 de l'automate IP= , à l'adresse Esclave = 1, on lui envoie la trame suivante : tableau TrameModbusTCP[] = {0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x06,0x01,0x03,0x00,0x0A,0x00,0x03}; Header Fonction 3 Nombre de mots à lire Fonction 3 : fonction lecture de registre Adresse de début sur 2 octets sujetprj-gestiontechniquebatiment.doc 15/21 html/php/mysql

16 3.3. Analyse SysML Diagramme de Cas d'utilisation (Use Case Diagram) : 3.4. Exigences qualité sur le produit à réaliser Les différents logiciels doivent être: maniable, c'est-à-dire facile d'emploi pour l'utilisateur, avec une interface homme machine sous la forme de fenêtres d'affichage et de boîtes de dialogue; robuste, en conservant un fonctionnement conforme aux besoins. sécurisé par la disponibilité et la continuité des traitements. maintenable, en offrant une grande facilité de localisation et de correction des erreurs résiduelles, ainsi que d'ajout ou de retrait de fonctionnalités. Tous les logiciels relatifs à l'application doivent être livrables sur supports de stockage autonomes Exigences qualité sur la documentation à produire Les exigences qualité à respecter, relativement aux documents, sont : sur leur forme: respect de normes et de standards de représentation, maniabilité, homogénéité, lisibilité, maintenabilité; sur leur fond : complétude, cohérence, précision. sujetprj-gestiontechniquebatiment.doc 16/21 html/php/mysql

17 4 ) Répartition des tâches par étudiant Etudiant 1 : gérer la communication Modbus-TCP pour piloter le système GTB Réf. Tâche Description Contraintes T 1 connexion TCP connexion TCP aux modules OTB : - gérer les erreurs de connexion extension PHP sockets, port = 502 T 2 trames requêtes - gérer les trames binaires requêtes Modbus-TCP : préparer la trame binaire requête : entête, n esclave, adresse module, donnée, envoyer trame binaire requête Modbus-TCP gérer les erreurs de communication extension PHP sockets, en mode bloqué. T 3 trames réponses - réception des trames Modbus-TCP réponses : extraire les données de la trame binaire réponse, stocker les données utiles en mémoire T 4 affichage des données - visualisation l'état actuel du système : gérer le mode manuel du système GTB, date / heure, état capteurs (TOR, RFID, analogiques) état actionneurs : marche/arrêt, état du système T 5 archiver les données - Mémoriser les informations dans une BDD "GestionTechniqueBatiment" : date/heure, état des capteur, état de actionneurs T 6 préparer mail simple - configurer les entêtes du mail, - définir le message à envoyer (date, heure, type erreur, ), - récupérer les adresses mails du ou des destinataires concernés, - sélectionner la ou les adresses mails actives (du technicien concerné qui recevra éventuellement un mail d'alerte). T 7 alerter par mail - configurer PHP pour permettre l'envoi de mails : prestataire de service, SMTP, - envoyer un mail d'alerte vers l'extérieur, pour prévenir le technicien d'astreinte : en cas erreur : connexion, téléchargement impossibles, T 8 automatiser la gestion GTB - gérer le mode automatique du contrôle GTB : actualisation de l'application (IHM), commande des actionneurs en fonction du planning de la BDD, gérer les erreurs : prévoir l'envoi d'un message par mail simple, à l'extérieur, au technicien de maintenance voir documents sur le protocole Modbus-TCP. voir documents sur le protocole Modbus-TCP. tableaux PHP tableaux html de présentation mysql : extension PHP mysql BDD mysql extension PHP mysql requête SQL de lecture les adresses mails sont stockées dans une BDD "GestionTechniqueBatiment". - période d'actualisation réglable, choix : en secondes, en minutes Etudiant 2 : gérer la présentation des données de la BDD "GestionTechniqueBatiment" Réf. Tâche Description Contraintes sujetprj-gestiontechniquebatiment.doc 17/21 html/php/mysql

18 T 1 administrer la BDD - définir l'architecture de la BDD GTB pour mémoriser les données sur l'état du système dans le temps : - gestion, administration de la BDD : définir, créer les tables : utilisateurs, adresses mails, technicien d'astreinte, planning,..., définir un administrateur de BDD, ajout, suppression, - gérer les erreurs (pas de doublons). T 2 connexion à la BDD - se connecter à la BDD GTB gérer les erreurs déconnexion dès qu'un délai d'inactivité est dépassé, (avec sessions : 1mn sans activité => déconnexion). T 3 données utilisateur ajout utilisateur autorisé : - saisir, définir les nom et mot de passe d'un utilisateurs autorisé, - enregistrer les nom et mot de passe de l'utilisateur dans la BDD. - enregister les adresses mail : technicien, utilisateur - consulter, afficher la liste des utilisateurs, - gérer les erreurs T 4 gérer planning - gérer la tenue d'un planning horaire de réservation de salle sur 1 semaine : table "planning" avec : - 7 colonnes champs jours : du lundi au dimanche - 24 lignes champs horraires : de 00h à 23h (temps minimum de réservation : 1h) pour mettre en service l'éclairage, les prises électrique, le chauffage/clim. - enregistrer le planning saisi dans la BDD T 5 consulter les archives - consultation en différé de la BDD pour une date donnée : - visualisation des plages horraires du planning, - visualisation de l'état du système : sous forme textuel (tableau html en couleur), sous forme graphique (courbes tracées en couleurs), nom utilisateur connecté, date / heure. T 6 préparer mail développer une fonction permettant d'envoyer un courriel (mail), via un client TCP, vers un serveur de messagerie extérieur : smtp, port TCP, expéditeur, destinataire, sujet, corps, sendmail( expediteur, destinataire, sujet, corps ) - configurer les entêtes du mail, - définir le message à envoyer (date, heure, type erreur, ), - récupérer les adresses mails du ou des destinataires concernés, - sélectionner la ou les adresses mails actives (de la personne concernée qui recevra éventuellement un mail d'alerte), - gérer les erreurs : la fonction retourne un booléen indiquant le succès ou le non succès. T 7 alerter par mail - envoyer un mail d'alerte vers l'extérieur, pour prévenir les personnes concernées, - gérer les erreurs : connexion, envoi impossibles, - BDD mysql "GestionTechniqueBatiment", - requête SQL, - extension PHP mysql - BDD mysql "GestionTechniqueBatiment", - requête SQL, - extension PHP mysql crypter les mots de passe extension PHP mysql - stocker les données utilisateur, technicien dans une BDD mysql "GestionTechniqueBatiment". - requêtes SQL tableau html de présentation en couleur, extension PHP mysql, requêtes SQL extension PHP mysql, requêtes SQL tableaux html de présentation extension PHP gd2 utiliser une librairie graphique PHP utiliser les sockets en PHP (socket_create(), ) BDD mysql extension PHP mysql requêtes SQL d'écriture/ lecture les adresses mails sont stockées dans une BDD "GestionTechniqueBatiment". sujetprj-gestiontechniquebatiment.doc 18/21 html/php/mysql

19 Etudiant 3 : gérer le module de test, vérification des équipements pour le technicien de maintenance du système GTB Réf. Tâche Description Contraintes T 1 connexion FTP connexion TCP aux modules OTB : - configurer les option de communication, - gérer les erreurs de connexion extension PHP Curl, port = 502 T 2 trames requêtes - gérer les trames binaires requêtes Modbus-TCP : préparer la trame binaire requête : entête, n esclave, adresse module, donnée, configurer les options de communication, envoyer trame binaire requête Modbus-TCP, gérer les erreurs de communication. T 3 trames réponses - réception des trames binaires Modbus-TCP réponses: extraire les données de la trame binaire réponse stocker les données utiles en mémoire T 4 tester les modules - commande des actionneurs : ON/OFF : alimentation en électricité, éclairage, chauffage/clim) - lecture état capteurs TOR : niveau haut/bas - lecture état capteurs analogiques (valeur) - lecture état capteurs RFID (détection badge RFID) : n badge détecté T 5 affichage des données - visualisation l'état de chaque module OTB, en mode manuel interactif : IHM web de test : date/heure, logo du lycée, images, couleurs, date / heure, état capteurs (TOR, RFID, analogiques) état actionneurs : marche/arrêt, T 6 T 7 archiver les résultats des tests consulter les archives de tests - Mémoriser les informations dans une BDD "GestionTechniqueBatiment" : date/heure du test, état de fonctionnement des modules testés - gérer les erreurs de communication avec la BDD - consultation en différé de résultats de tests dans la BDD : - le dernier test, les tests pour une date donnée, - visualisation des résultats de tests : sous forme textuel, date / heure. - gérer les erreurs de communication avec la BDD voir documents sur le protocole Modbus-TCP extension PHP Curl, communication en mode bloqué voir documents sur le protocole Modbus-TCP. tableaux PHP extension PHP Curl, communication en mode bloqué tableaux html de présentation, sous forme de frames html BDD mysql : extension PHP PDO requêtes SQL extension PHP PDO, requêtes SQL tableaux html de présentation 5 ) Exploitation pédagogique Compétences terminales abordées et évaluées E1, E2, E3, C2.2 Formaliser l expression d un besoin X C2.5 Travailler en équipe X sujetprj-gestiontechniquebatiment.doc 19/21 html/php/mysql

20 C3.1 Analyser un cahier des charges X C4.3 Installer et configurer une chaîne de développement X C4.4 Développer un module logiciel X C4.5 Tester et valider un module logiciel X C4.7 Documenter une réalisation matérielle/logicielle X C1.6 présenter la mise en œuvre d'une solution informatique X 6 ) Planification temporelle prévisionnelle PLANNING PREVISIONNEL E1 E2 E3 E Activités 4 X X X XLecture du cahier des charges : Etudier la répartition des tâches proposées et le planning ; Rechercher des informations et des documents ; Choix et installation des outils de développement ; X X X X Tâches T1 et T2 X X X X Tâches T3 et T4 X X X X Tâches T5 et T6 X X X X Tâche T7 Contraintes Revue finale planning prévisionnel planning réel planning réel planning réel planning réel X Tâche T8 planning réel X X X XIntégration des tâches. Déployer l'application web sur le serveur web. planning réel vécu Production de document et préparation de la soutenance de la réalisation. 7 ) Evaluation pour l'épreuve E6 Atteintes des objectifs du point de vue client : sujetprj-gestiontechniquebatiment.doc 20/21 html/php/mysql

21 1) Connexion du client Modbus-TCP aux modules OTB du système GTB 2) gérer les trames binaire requêtes Modbus-TCP du GTB 3) gérer les trames binaire réponses Modbus-TCP du GTB 4) gérer les erreurs de connexions et de communications 5) Afficher textuellement les données GTB 6) Représenter graphiquement les informations GTB à l'aide de courbes graphiques. L'IHM comprend des informations générales (date, heure, logo du Lycée et GTB), un compteur de site,... 7) envoi d'un mail simple au technicien GTB d'astreinte 8) envoi d'un mail avec pièce jointe au technicien GTB d'astreinte 9) gérer les utilisateurs GTB autorisés (login, adresses mail, ) 10) gérer un planning GTB d'une salle de réunion 11) Consultation et modification de la BDD GTB : requêtes de lecture / d'écriture 12) Sécuriser l'application GTB 13) Déployer l'application GTB sur le serveur web sujetprj-gestiontechniquebatiment.doc 21/21 html/php/mysql

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