CONCEPT de MICRO-DOMOTIQUE. Système STANTOR-DOMODULOR

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1 CONCEPT de MICRO-DOMOTIQUE Système STANTOR-DOMODULOR Sommaire 1 Introduction Le concept de services WEB en micro-domotique dans le logiciel STANTOR- DOMODULOR Composition et services fournis Fonctions offertes Architecture 3 tiers appliquée à STANTOR Descriptif technique général du micro-ordinateur STANTOR local Descriptif technique général du micro-ordinateur STANTOR central Descriptif général des postes clients Exemples d'implantation physique Implantation mono micro-ordinateur (cas A) Implantation en multi micro-ordinateurs (cas B) Implantation en multi micro-ordinateurs (cas C) Implantation mono micro-ordinateur avec interconnexion de matériel X10 (cas D)...13 Révision Introduction Avec l'arrivée sur le marché grand public de produits informatiques et de produit réseaux la mise en orbite de la domotique et de l'immotique arrive à maturité à des tarifs accessibles aux particuliers. L'utilisation de produits spécifiques de domotique n'est plus rendue nécessaire grâce à standardisation de fait des matériels et logiciel gravitant autour d'internet. Cette standardisation autour des produits et progiciels issus de ce monde de l'internet est un facteur essentiel du développement du concept de Micro-domotique. Car elle permet d'interconnecter des ensembles ou sous ensembles d'origines diverses sans craindre d'être enfermé dans une solution d'un constructeur de matériel et de logiciel. En effet les installations de câblages spécifiques dans les habitats nécessitant des travaux parfois coûteux ne sont plus d'actualité grâce aux réseaux radio (type WIFI) ou aux réseaux filaires utilisant le support du 220V/110V (type: courant porteur en ligne). La large diffusion de matériels électroniques autour de normes comme l'usb (1, 2 et 3), l'adsl et la téléphonie mobile (GSM, GPRS, UMTS, ) favorise aussi l'émergence de solutions adaptées à chaque besoin tout en réduisant les prix d'achat de façon significative. Page 1 / 13

2 La mise à disposition de logiciel spécifique de supervision et télésurveillance originaire de l'"open source" (logiciel libre) est un autre facteur de réduction de coût. En effet la libre disposition du logiciel avec son ouverture à la maintenance et au développement externe permet de réduire ce coût de possession. Le logiciel STANTOR-DOMODULOR est un exemple de boîte à outil permettant de construire des solutions sur mesure grâce à son architecture 3 tiers basée sur des produits normalisés et libre d'utilisation ("logiciel libre" ou "open source"). Le point fort de la mise à disposition de ce logiciel "open source" est de permettre d'appréhender simplement le domaine de la domotique/immotique par des individus qui sont plutôt familiers des progiciels du WEB et d'internet en général. Ce logiciel est sous licence GPL et utilise des progiciels eux-mêmes en "open source"tels que: - Linux, - MySQL - MariaDB, - Apache, - PHP, - JavaScript, - SOAP, - Websocket, - AJAX, - HTML5 - TCP, IPv4 et IPv6, - XML, - chtml, - XHTML, - WML, - libusb, - OWFS - Motion, - GNU C/C++, - GNUPLOT, - Page 2 / 13

3 2 Le concept de services WEB en micro-domotique dans le logiciel STANTOR-DOMODULOR Ce concept est né grâce à l'arrivée sur le marché de la micro-informatique d'un ensemble de produits tant matériels que logiciels dont la mise en œuvre est accessible financièrement et techniquement par des non spécialistes. Ce concept emploie essentiellement les technologies développées autour du WEB au service de la gestion de l'habitat tout en laissant une ouverture d'interconnexion vers des produits supportant la norme X10 et le bus 1-Wire. 2.1 Composition et services fournis L'idée phare du concept est basée sur la simplicité d'emploi par l'utilisation d'un ou de plusieurs matériels localisés dans l'habitat concerné et d'un micro-ordinateur central localisé soit chez un hébergeur de site Web soit dans l'habitat lui-même. Le ou les matériels implantés dans les locaux de l'habitat étant réduits à des équipements électroniques du commerce utilisant une connexion de type USB, I2C, Ethernet, 1-Wire ou X10 à un micro-ordinateur standard lui même connecté au réseau Internet par une liaison de type ADSL ou câble. Les services offert par cet hébergement consiste dans : Des informations interrogeables au travers de pages WEB, Wap 1, Wap 2 et I-mode (téléphones portables, PDA) avec l'utilisation de la technologie AJAX pour les pages WEB ayant un rafraîchissement fréquent (utilisation de XMLHttpRequest par exemple). Des alertes via des messageries ( , messagerie instantanée, SMS, transmetteur téléphonique de message vocaux ). Des images Vidéo des locaux supportant la détection de mouvement. Des enregistrements sonores et des diffusions de messages sonores au travers de carte son. Les services fournis doivent aussi tenir compte de certaines contraintes externes. En particulier les informations élaborées ou transmises localement dans l'habitat doivent pouvoir transiter sur différents médias et doivent parvenir à l'utilisateur au travers de "firewall". Le protocole d'échange d'information est articulé autour des standards Internet afin de bénéficier des possibilités de ce réseau et des produits associés tels que le WiFi ou le CPL (courant porteur en ligne sur 220V). Page 3 / 13

4 2.2 Fonctions offertes Les fonctions offertes par cette micro-domotique sont articulées autour des possibilités natives des produits raccordés aux micro-ordinateurs locaux. Actuellement les cartes d'extension K8061 (port USB), K8055 (port USB), K8000 (I2C sur port imprimante), Arduino Duemilanove/Uno/Mega ou compatible (Port USB ou Ethernet ) ou interface 1-Wire permettent de: Recueillir des informations numériques telles que la température, la luminosité, l'humidité au travers de capteurs adéquats (capteurs analogiques). Recueillir des informations d'état telles que "porte ouverte ou fermées", fonctionnement "ON ou OFF" d'un appareil électrique au travers de capteurs TOR (capteurs digitaux). Commander des équipements électriques Lampes, appareils électroménagers, pompes, volets, portails, transmetteurs au travers d'actionneurs TOR ou d'actionneurs réglables en niveau électrique (0 5V). Les WEBCAM raccordées à des ports USB permettent d'obtenir des images de zones sensibles de l'habitat à une fréquence déterminée par l'utilisateur. La détection de mouvement dans les images pouvant alors transmettre des informations d'alerte. De façon similaire, des microphones permettent de recueillir des sons d'une zone et des haut-parleurs permettent de diffuser des messages sonores aux occupants. Page 4 / 13

5 2.3 Architecture 3 tiers appliquée à STANTOR Cette architecture comprend : des modules de gestion des matériels électroniques dans un ou plusieurs microordinateurs locaux, des modules applicatifs dans le micro-ordinateur central, une base de données (SGBDR), des clients "légers" supportant les dialogues homme machine. Les clients "légers" étant des navigateurs équipant les PC et les téléphones mobiles. Les modules pouvant être de type "client" et de type "serveur". Le protocole d'échange d'information entre client et serveur étant SOAP avec les services WEB associés. Page 5 / 13

6 2.4 Descriptif technique général du micro-ordinateur STANTOR local Le micro-ordinateur localisé dans l'habitat peut comprendre: Des ports USB ou parallèle (I2C) assurant la liaison avec les matériels électronique. Un port USB ou un port Ethernet assurant la liaison avec le modem ADSL ou le modem Câble vers le réseau Internet. Des convertisseurs USB/WiFi, USB/CPL, USB/1-Wire éventuellement. Une carte son avec microphone et haut-parleur. Un serveur WEB (Apache, ). Les composants du Produit STANTOR-DOMODULOR. Services SOAP d'accès au matériels raccordés et client SOAP d'évènements à destination du micro-ordinateur central. Les échanges sont effectués sur le port 80 ou 443 (standard HTTP ou HTTPS) afin de passer sans encombre les éventuels "firewalls". L'adresse IP du micro-ordinateur localisé dans l'habitat peut être fixe ou variable (utilisation d'un DDNS ou équivalent). Une translation d'adresse (NAT/PAT) peut être utilisé au travers d'un modem/routeur local avec ou sans adresse IP variable (routeur utilisant un DDNS). 2.5 Descriptif technique général du micro-ordinateur STANTOR central Ce micro-ordinateur est composé de quatre ensembles pouvant être physiquement implantés sur des micro-ordinateurs différents. Un serveur de base de données supportant les informations persistantes et les données historiques. Un micro-ordinateur faisant office de serveur WEB permettant d'accéder aux pages dynamiques (pages WEB, I-Mode, WAP 1 et WAP 2). Un micro-ordinateur supportant: o les clients SOAP des services WEB implantés sur le ou les micro-ordinateurs localisés dans les habitats, o les clients Websocket-HTML5 implantés sur la ou les cartes Arduino localisées dans les habitats, o des serveurs SOAP de gestion d'événements (alarmes/états) déclenchés par le ou les micro-ordinateurs localisés dans l'habitat. Un micro-ordinateur supportant: o les programmes de base de STANTOR, o les programmes d'enregistrement de données, o des applications spécifiques. 2.6 Descriptif général des postes clients. L'accès aux informations de la base de données s'effectue via des "clients légers "par : Un navigateur WEB (FireFox, IE, Netscape,..) implanté sur des micro-ordinateurs du commerce affichant des pages WEB dynamiques avec utilisation de Javascript et AJAX. Des micro navigateurs de téléphones portables ou PDA respectant les normes I-Mode (pages chtml), WAP 1 (pages WML), WAP 2 (XHTML) affichant des pages dynamiques. Page 6 / 13

7 Les formulaires inclus dans ces pages dynamiques permettent de transmettre des commandes aux matériels localisés dans l'habitat, exemple: commande d'allumage de lampe. 3 Exemples d'implantation physique L'architecture 3 tier de STANTOR-DOMODULOR permet une grande diversité d'installation du système. Il est possible de posséder une installation réduite à un seul micro-ordinateur pilotant l'ensemble des matériels jusqu'à des installations sous forme de clients-serveurs multiples à haute disponibilité (avec cluster et/ou "load balancing"). Un schéma générique présente l'architecture globale et des exemples montrent des installations type. Page 7 / 13

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9 3.1 Implantation mono micro-ordinateur (cas A) Dans cet exemple un seul micro-ordinateur, localisé dans l'habitat, est raccordé à des périphériques interface des entrées/sorties digitales et numériques (cartes électronique K8055/K8061/Arduino/Interface 1-Wire). Page 9 / 13

10 Dans cet exemple le logiciel Stantor-Domodulor est implanté totalement dans le microordinateur de l'habitat (modules centraux comme modules locaux ou distants). Les cartes K8055/K8061/Arduino/Interface 1-Wire permettent : de recueillir les entrées digitales et numériques, de commander des relais et du matériel de transmission d'alarme. La Webcam animant l'image des locaux sur les navigateurs WEB, i-mode ou WAP 1 & 2. La carte son raccordée à un microphone et à un haut-parleur permet de recueillir et diffuser des informations sonores. Page 10 / 13

11 3.2 Implantation en multi micro-ordinateurs (cas B) Dans cet exemple: un micro-ordinateur, localisé dans l'habitat, est raccordé à : des périphériques USB, interface des entrées/sorties digitales et numériques (cartes électronique K8055/K8061/Arduino/interface 1-Wire), camera USB, carte son. un micro-ordinateur central, localisé dans l'habitat, supportant : la base de données, les pages WEB (HTML, chtml, XHTML, i-mode), les logiciels de base et les programmes applicatifs. Page 11 / 13

12 3.3 Implantation en multi micro-ordinateurs (cas C) Dans cet exemple: un micro-ordinateur, localisé dans l'habitat, est raccordé à : des périphériques USB, interface des entrées/sorties digitales et numériques (cartes électronique K8055/K8061/Arduino/interface 1-Wire), camera USB, carte son. un micro-ordinateur central, localisé chez un hébergeur, supportant : la base de données, les pages WEB (HTML, chtml, XHTML, i-mode), les logiciels de base et les programmes applicatifs. Page 12 / 13

13 3.4 Implantation mono micro-ordinateur avec interconnexion de matériel X10 (cas D) Dans cet exemple un seul micro-ordinateur, localisé dans l'habitat, est raccordé à des périphériques USB en interface des entrées/sorties digitales et numériques (cartes électronique K8055/K8061/Arduino/interface 1-Wire) et à une interface CM11a permettant de commander des matériels respectant le protocole X10 sur courant électrique (220 V ou 110 V). Page 13 / 13