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Simulation et installation d'une maison intelligente dédiée aux personnes vivant avec handicapéspar Mardochée KAMBONAKO MALLUC Université pédagogique nationale (UPN) - Licence 2022 |
Conclusion partielleCe chapitre a fait l'objet d'une étude sur la technologie d'IoT. Nous avons présenté les notions de base d'iot définition ; les composantes, les caractéristique, Domaines d'applications et leur avantages et inconvénients pour découvrez l'importance de ce système.
19 CHAPITRE DEUXIEME : MAISON INTELLIGENTE DEDIEES
AUX II.1 Introduction La domotique regroupe l'ensemble des techniques permettant d'automatiser l'habitat. Une maison intelligente désigne l'intégration de technologie et des services au niveau du réseau d'un habitat pour assurer une meilleure qualité de vie. Les premiers travaux de domotique sont apparus dans les années 70 avec les problématiques énergétiques dues aux crises pétrolières, ces crises marquent le début du développement de l'électronique pour les bâtiments. Au départ, la domotique contrôle seulement les prises, l'éclairage et les volets roulants grâce à une télécommande. Au fur et mesure.de nouveaux objets se mettent en réseau comme les thermostats et les alarmes .Deux raisons expliquent ce développement : ? L'arriéré de l'ordinateur et des technologies de communication dans la maison au début des années 1990 : notamment, le déploiement d'internet qui permet aux ordinateurs de communiquer entre eux. ? Le cout de l'énergie qui augmente suite aux deux crises pétrolières survenues dans les années70.Désormis,de nouvelles normes forcent les constructeurs privilégies des bâtiments bien mieux isolés pour limiter leur utilisation de chauffage depuis les années 2000 ,avec le développement des technologies sans fil comme le wifi ou le Bluetooth la miniaturisation des composants électronique, l'avènement des appareils mobiles, l'invasion des écrans tactiles et des télévision connectées, les ingénieurs peuvent désormais au public des produits,-objets connectés ou systèmes domotique-bien plus puissants et simple d'utilisation. II.2 La domotique II.2.1 Définition de la domotique Le mot domotique vient de domus qui signifie domicile et du suffixe_ « tique » qui fait Référence à la technique. La domotique est l'ensemble des techniques de l'électronique, de physique du bâtiment, d'automatisme, de l'informatique et des télécommunications utilisées dans le bâtiment ,plus ou moins «interopérables »et permettant de centraliser le contrôler des différents systèmes et sous-systèmes de la maison (chauffage, volets roulants, port de garage ;portail d'entrée, prise électronique ,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
20 sonores, etc...)Que l'on peut trouver dans les maisons, les hôtels, les lieux Publics .... Etc.
Figure II.1 : Exemple de système domotique d'une maison. Source : Image Google II.2.2 La maison communicante Jadis, l'homme avait imaginé qu'il est impossible de communiquer avec son habitat ou le contrôler à distance. Maintenant tant que la communication est devenue un aspect très nécessaire la domotique a adaptée une installation avec les appareils de la maison montés en réseau, satisfait les besoins de chaque personne du foyer. La centralisation des commandes est le corps du système domotique ainsi que les appareils mis en réseau se reconnaissent et dialoguent entre eux, se déclenchant par un simple appui sur une touche. Par le biais d'un interrupteur centralisé, les éclairages et volets motorisés peuvent être actionnés individuellement, par groupe de pièces ou simultanément. En communiquant avec l'habitat, on peut régler le chauffage, la mise en route ou l'arrêt et la production d'eau chaude ou de simuler à distance une présence etc. Nous conseillons d'examiner et réaliser le contrôle domotique en utilisant un module GSM qui permet d'augmenter la possibilité de surveiller l'habitat tout en communiquant via des commandes envoyés par SMS.
21 II.3 Maison Intelligente II.3.1 Définition de la maison intelligente Une maison intelligente est une résidence qui comprend des appareils interconnectés entre eux via Internet qui permettront au propriétaire de les surveiller et de les contrôler à distance. Les appareils domestiques intelligents comprennent les appareils électroménagers, les lumières, les thermostats, les sonnettes, les serrures de porte, les caméras, les haut-parleurs, etc. Comment un appareil est-il considéré comme un appareil domestique intelligent ? Techniquement, tout produit à l'intérieur de votre maison qui peut être branché sur votre réseau domestique et commandé par la voix, une télécommande, une tablette ou un smartphone est considéré comme un appareil intelligent. II.3.2 Les domaines d'une maison intelligente La Smart House utilise plusieurs critères clés : la sécurité (alarmes, caméras et télésurveillance), le confort de vie (automatisation et programmation des tâches quotidiennes), les économies d'énergies (chauffage, lumière), la santé (télésanté, télémédecine) et la communication (avec un réseau, wifi Bluetooth etc.).
Figure II.2: Les domaines de la maison
intelligente. ? La santé : Le sentiment de sécurité que proposent les maisons intelligentes ainsi que cette notion d'utilisation d'énergie réglée selon le besoin et l'envie offrent un niveau de confort optimal aux habitants de ces maisons. Plus encore elles facilitent le quotidien aux personnes avec des besoins particuliers ou une assistance tel que les personnes âgées, handicapées ou encore atteintes de maladies neurodégénératives
22 comme l'Alzheimer, ces derniers peuvent rester chez eux en toute sécurité une fois la maison programmée et adaptée à leurs besoins. ? Le confort : Une Smart House (Maison Intelligente) est capable de savoir quand vous rentrez à la maison (grâce à votre Smartphone par exemple), et donc d'ouvrir le portail avant même que vous n'arriviez. Les volets peuvent s'ouvrir et se fermer au rythme du soleil, et peuvent même aller Jusqu'à s'adapter à la saison et la température pour laisser entrer la lumière et la chaleur du soleil l'hiver, ou au contraire conserver le frais l'été en fermant les volets des fenêtres exposées au soleil. De la même façon, votre maison sait quand vous êtes présents, et peut ainsi adapter elle-même votre chauffage pour que la maison soit toujours à la température idéale pour vous. ? L'économie d'énergie : La contribution du système intelligent permet d'économiser l'énergie et par la suite l'argent sans compromettre le confort. Par exemple, pendant les mois d'été, le climatiseur à l'option de s'arrêter quant aucune personne n'est à la maison. Aussi pendant l'hiver, l'installation d'un commutateur intelligent régularise la température de la maison en contrôlant le chauffage. Pour plus d'économie d'énergie les biens faits du système peuvent : ? Programmez les rideaux pour qu'ils se ferment automatiquement pendant les heures d'ensoleillement. ? Utilisez des gradateurs, des minuteries et des détecteurs de mouvement pour réduire le gaspillage d'énergie. ? Automatisez votre piscine et votre système de gicleurs pour économiser l'eau. ? La sécurité : La domotique permet le suivi des personnes à mobilité réduite. A ce qui concerne la sécurité domestique, on a comme services offerts (Alarmes, détecteurs de mouvement, interphones et portiers vidéo, téléphones, détecteur de présence, etc.).Pour la centralisation et la surveillance ; la domotique de sécurité passe également au contrôle de toutes les zones de la maison. Ainsi elle propose d'autres systèmes de détection pour prévenir les risques d'accident (incendie, fuite de gaz, etc.).
23 ? La communication : La communication dans la maison intelligente est la fusion de l'informatique, télécom et l'électronique. Il existe plusieurs types de la communication dans la Maison Intelligente :
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25 Les inconvénients : ? Le principal inconvénient est le prix d'achat et d'installation. Le prix est beaucoup plus élevé mais vos factures d'énergie baisseront. Il faut donc le prendre en compte dans le budget initial. ? Le deuxième inconvénient est le verrouillage qu'offrent certaines marques dans leurs produits ne permettant pas d'avoir un logiciel ouvert. II.4 Maison Intelligente pour les handicapées II.4.1 Définition d'une maison intelligente pour les handicapées Dans une société de plus en plus inclusive, de plus en plus d'efforts sont maintenant concentrés sur l'amélioration de la vie des personnes handicapées. Dans ce contexte, l'industrie de la maison intelligente a été un champion dans la production d'appareils parfaitement adaptés aux exigences et aux besoins de ces communautés. Conçues pour rendre la vie plus confortable et pratique, les technologies domotiques ont également le pouvoir de changer des vies ; permettant aux personnes ayant certaines difficultés d'augmenter leur fonctionnalité et leur indépendance. II.4.2 Structure d'une maison intelligente pour les handicapées Le concept de maison intelligente a souvent été appliqué pour les personnes ayant des besoins spéciaux (PSN), et divers modèles de maisons intelligentes ont été développées. Chacun des modèles est conçu pour s'adapter aux besoins spécifiques et aux limitations physiques de l'utilisateur. Les maisons intelligentes diffèrent les unes des autres par les types et dispositions des dispositifs installés. Et peuvent être classés selon les groupes suivants :
L'objectif principal dans la conception d'une maison intelligente pour les personnes à mobilité réduite est l'installation des dispositifs d'aide à la mobilité et à la manipulation, tandis que là les maisons intelligentes pour personnes âgées prennent en considération les changements de certaines des fonctions organiques des personnes âgées. Maisons intelligentes pour les personnes malvoyantes et malentendantes sont équipées avec des interfaces spéciales pour la communication. De plus, ceux les maisons mettent souvent en oeuvre la technologie pour prendre en charge la navigation à domicile. Des maisons intelligentes pour les personnes déficientes Cognitives sont équipées avec des dispositifs qui les aident à structurer leurs activités quotidiennes dans la maison. II.4.3 L'installation des appareilles intelligents La plupart des appareils conçus spécifiquement pour les personnes handicapées sont généralement coûteux ou nécessitent des frais d'installation élevés. En effet, les frais d'installation sont inclus dans le prix d'achat. Les prix de ces appareils et de leur installation peuvent facilement coûter plus de 500 $ aux consommateurs selon la complexité de l'appareil. Cependant, les appareils domestiques intelligents pour personnes handicapées ont généralement un prix raisonnable et sont faciles à installer par le propriétaire, la famille ou les amis. II.4.4. Les meilleurs appareils utilisés dans une maison intelligente des handicapées ? Serrures de porte : De nombreuses marques de serrures de porte électroniques peuvent être configurées pour permettre le déverrouillage à distance afin que vous puissiez autoriser l'accès à une personne de confiance si vous ne parvenez pas à contacter votre parent.
Figure II.3 : Serrures de porte Source : Image Google ? Ampoules connectées : L'intérêt des ampoules connectées est de pouvoir les commander par la voix ou d'organiser leur gestion via des routines pour qu'elles se déclenchent en même temps ou séparément, suivant vos besoins. Les ampoules s'installent simplement comme n'importe quelle ampoule ordinaire.
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27 Figure II.4 : ampoules connectées ? Les thermostats intelligents : Ces appareils intelligents ont des capteurs de mouvement qu'ils utilisent pour détecter quand une activité se passe dans votre maison. Ils utilisent ces données pour ajuster automatiquement le chauffage de votre maison en fonction des heures de pointe. Vous pourrez également contrôler votre thermostat intelligent depuis la base à la maison. Ou vous pouvez le contrôler en utilisant l'application sur votre téléphone.
Figure II.5 : les thermostats intelligents ? Hubs intelligents : L'un des appareils intelligents les plus omniprésents sur le marché, la norme de réseau de choix fonctionne comme le cerveau de votre maison automatisée et vous permet de contrôler tous vos appareils à partir d'un emplacement centralisé. Pour les personnes malvoyantes ou à mobilité réduite, un hub intelligent équipé d'un assistant vocal permet d'entendre facilement votre emploi du temps et votre liste des tâches, ainsi que de déverrouiller la porte, d'allumer les lumières et de passer des appels téléphoniques sans devoir se lever.
Figure II.6 : hubs intelligents Source : Image Google ? Capteurs de mouvement : Les capteurs de mouvement sont utiles car ils peuvent être connectés à des éléments tels que des lumières intelligentes afin que les lumières s'allument automatiquement s'ils détectent un Mouvement, évitant ainsi de traverser une pièce pour accéder à un interrupteur la nuit. Certains capteurs de mouvement peuvent également être mis en place pour détecter une absence de mouvement, ce qui rassure un peu sur le risque de chute et sont encore moins intrusifs qu'une caméra.
Figure II.7 : capteurs de mouvement
28 II.4.5. Handicap et Domotique Une grande partie des personnes âgées et des personnes handicapées physiques souhaitent continuer à vivre au sein de leur domicile lorsque leur mobilité se trouve affectée. Pour cela la domotique propose des solutions innovantes et intelligentes pour permettre d'assurer la continuité de l'autonomie de ces personnes. La domotique ou maison connectée permet une meilleure autonomie des personnes handicapées. C'est notamment le cas grâce aux systèmes automatiques ou programmés d'ouverture des ouvrants. Fenêtre, porte de garage, volets peuvent être programmables pour permettre plus d'indépendance aux personnes en situation d'handicap. La gestion des volets ouvrants peut se faire à des heures fixes ou sur commande en fonction des besoins de chaque personne. III.5. Le réseau domestique II.5.1. Définition Un réseau domestique est un réseau qui relie l'ensemble des appareils et capteurs de la maison. Il se compose d'un ensemble des objets informatiques et électroniques interconnectés entre eux par le biais d'un switch ou un point d'accès. II.5.2. Connectivité physique et protocoleLes réseaux domestiques peuvent utiliser des technologies filaires ou sans fil pour connecter des points finaux. Le sans-fil est l'option prédominante dans les maisons pour faciliter l'installation, le manque des câbles inesthétiques et des caractéristiques de performance du réseau suffisantes pour les activités résidentielles. ? Technologie filaire Le système filaire est installé dans la maison au moment de sa construction. Il peut utiliser le câblage électrique (courant porteur en ligne), téléphonique ou informatique. Dans ce dernier cas, les câbles sont tirés en parallèle du réseau électrique de manière à relier tous les équipements (volets roulants, éclairage, etc.) et les commandes (interrupteurs, écrans tactiles) à un tableau de communication placé le plus souvent à côté du tableau électrique. ? Câble coaxial : Un câble coaxial est un câble à deux conducteurs de pôles opposés séparés par un isolant.
29 Figure II.8 : câble coaxial ? Câble à paire torsadée : La catégorie utilisée pour le câblage des réseaux locaux. Le câble se compose de 4 paires de fils qui sont torsadées permettant de réduire les interférences électriques.
Figure II.9 câble : à paire torsadée Source : internet ? La fibre optique : La fibre optique reste aujourd'hui le support de transmission le plus apprécié. Permet de transmettre des données sous forme d'impulsions lumineuse.
Figure II.10 : fibre optique
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31 ? Ethernet sur courant porteur : Il est possible d'utiliser le réseau électrique d'une habitation pour connecter des appareils au LAN Ethernet.
Figure II.11 : Ethernet sur courant porteur ? Technologie sans fil ? Bluetooth ? Zigbee (Zig Zag like a bee) ? Wi-Fi (Wireless Fidelity) ? NFC (Near Field Communication) II.5.3. Glossaire des périphériques réseau domestique ? Passerelle
Une passerelle est un périphérique d'acheminement du trafic entre deux réseaux distincts. Le meilleur exemple de passerelle au sein de réseau domestique est le routeur. Figure II.12 : passerelle ? Point d'accès sans fil (WAP) Un point d'accès sans fil est un périphérique qui crée une connexion Wi-Fi à partir d'un réseau câblé, permettant ainsi à un périphérique compatible Wi-Fi de se connecter à un réseau câblé. Il est nécessaire d'utiliser des câbles pour connecter les périphériques à internet. À l'heure actuelle, ces derniers ne disposent pas d'un port Ethernet pour les connexions filaires.
Figure II.13 : point d'accès sans fil
(WAP) ? Ethernet Les câbles Ethernet sont le réseau filaire standard utilisé presque partout. Ce sont les câbles qui relient un routeur à une connexion internet. De nombreux ordinateurs se connectent au routeur via un câble Ethernet.
Figure II.14 : Ethernet Source : internet
32 ? Routeur Le routeur est le coeur de réseau et fait passer le trafic entre internet et les périphériques JOT. Souvent il se situera entre le réseau local et le réseau internet.
Figure II.15 : Routeur
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