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1 RAPPORT DE STAGE DE FIN D’ETUDES Pour l’obtention de la «Licence Appliquée en

1 RAPPORT DE STAGE DE FIN D’ETUDES Pour l’obtention de la «Licence Appliquée en Sciences et Technologies de l’Information et de Communication (LASTIC)» Présenté par : Soltani Samir Titre Conception et réalisation d'une entreprise intelligente "Smart Entreprise" Soutenu le : 30/06/2018 Devant le jury : Président : Mr. Ezzeddine Ben Braiek Encadreur : Mme. Lobna Kriaa Rapporteur : Mme. Imen Ammari Membre : Mr. (Mme.)……………………………………………………………….….………….. Année Universitaire : 2017 /2018. 2 Appréciation de l’encadrant 3 Remerciement Nous exprimons Nos remerciements aux personnes qui nous ont aidés à réaliser notre projet dans d'excellentes conditions et qui ont su trouver une entente toute la vigilance primordial pour élaborer le présent travail. Nous tenons d'abord à remercier nos encadreurs Mme. Lobna Kriaa et Mme. Sarra Khalfaoui pour leurs conseils, leurs recommandations, leurs critiques constructives et leurs propositions appropriées pendant toute la durée de notre stage. Nous adressons aussi nos remerciements à tous nos collègues de la DGPR de nous motivé pour réussir dans ce travail. Nos remerciements sont transmis après aux présidents, rapporteur et membres du jury qui nous ont fait l'honneur de vouloir évaluer ce travail. En conclusion, Nous exprimons nos sincères reconnaissances aux personnes qui ont participé à notre formation, spécialement les tuteurs de L'université Virtuelle de Tunis. « La reconnaissance est la mémoire du cœur » Hans'Andersen 4 Dédicace A ma mère Mahria A mon père Salah A ma femme hajer A ma fille donia A mes sœurs Sana et Afraa A mon frère Sahbi A toute ma famille A tous mes amis A tous mes collègues A tous ceux qui j’aime et qui m’aiment Je dédie Ce travail 5 Abstract The aim of this project is to put in place a remote control system for the devices/ equipment in a firm. In order to achieve this goal, we will design prototype equipment and develop a web application that would allow for the use of the requested commands while adapting to the needs of our users by providing them with an easy-to-use interface which is simple and effective in terms of performance, which would help reduce electricity consumption. Résumé Le but de ce notre projet est la mise en place d’un système de contrôle à distance des équipements au sein d’une entreprise. Afin d’atteindre cet objectif, nous allons concevoir un prototype matériel et développer une application Web qui permet d’utiliser les commandes voulues en s’adaptant aux besoins de notre utilisateur. Nous lui avons proposé une interface facile et simple à employer et efficace au niveau performance lui procurant la capacité de réduire la consommation en électricité. 6 Table de matières INTRODUCTION GÉNÉRALE ............................................................................................................................ 1 CHAPITRE 1. PRÉSENTATION DU PROJET ........................................................................................... 3 Introduction Générale ................................................................................................................................... 4 1.1 Direction Générale des Prisons et de la Rééducation.............................................................................. 4 1.1.1 Présentation ...................................................................................................................................... 4 1.1.2 Attribution ........................................................................................................................................ 4 1.1.3 Problématique .................................................................................................................................. 4 1.2 Présentation de « Smart Entreprise » ...................................................................................................... 5 1.3 Méthodologie de travail .......................................................................................................................... 6 Conclusion ...................................................................................................................................................... 7 CHAPITRE 2. ÉTAT DE L’ART .................................................................................................................. 8 Introduction Générale ................................................................................................................................... 9 2.1 Étude de l’existant ................................................................................................................................... 9 2.1.1 Zennio Z41 ........................................................................................................................................ 9 2.1.2 Coviva Hager ................................................................................................................................... 10 Caractéristiques ................................................................................................................................... 10 2.1.3 KNX Schneider ................................................................................................................................. 11 Caractéristiques ................................................................................................................................... 11 2.2 Analyses et Solution proposée............................................................................................................... 12 Conclusion .................................................................................................................................................... 13 CHAPITRE 3. CHOIX DU MATERIEL .................................................................................................... 14 Introduction ................................................................................................................................................. 15 3.1 Choix de la carte programmable ............................................................................................................ 15 3.1.1Carte RASPBERRY_PI [B3] ................................................................................................................ 15 Spécifications techniques .................................................................................................................... 15 7 Ce qu'on peut y ajouter ....................................................................................................................... 16 3.1.2 Carte FPGA ...................................................................................................................................... 16 Spécifications techniques .................................................................................................................... 17 FPGA Spartan 3E .................................................................................................................................. 17 Caractéristiques ................................................................................................................................... 17 3.1.3Carte ARDUINO ................................................................................................................................ 18 Arduino Méga 2560 ............................................................................................................................. 18 Caractéristiques ................................................................................................................................... 19 3.1.4 Choix de la carte programmable..................................................................................................... 19 3.2 Choix des composants du système ........................................................................................................ 20 3.2.1 CARTE ETHERNET SHIELD A000072 ................................................................................................ 20 Caractéristiques ................................................................................................................................... 21 3.2.2 Module de Relais à 8 canaux .......................................................................................................... 22 3.2.3 Servomoteurs .................................................................................................................................. 22 Caractéristiques du Servomoteur Tower Pro SG90 [B7] ..................................................................... 23 3.2.4 Point d’accès wifi (Passerelle) ......................................................................................................... 23 3.2.5 Capteur d’humidité et température DHT11 [B9] ............................................................................ 24 Caractéristiques ................................................................................................................................... 24 3.2.6 Capteur de gaz/fumée (MQ-2) [B10] .............................................................................................. 25 Caractéristiques ................................................................................................................................... 25 Conclusion .................................................................................................................................................... 25 CHAPITRE 4. ANALYSE ET SPÉCIFICATION ...................................................................................... 26 Introduction ................................................................................................................................................. 27 4.1 Description du sujet ............................................................................................................................... 27 4.2 Identification des acteurs ...................................................................................................................... 27 4.3 Analyse des besoins ............................................................................................................................... 27 4.3.1 Besoins fonctionnels ....................................................................................................................... 27 8 4.3.2 Besoins non fonctionnels ................................................................................................................ 28 4.4 Spécification des besoins ................................................................................................................... 29 4.5 Scénarios d'utilisation ........................................................................................................................ 30 4.5.1 Allumage de Lampe .................................................................................................................... 30 4.5.2 Consultation des propriétés relatives à l’entreprise (Température, Humidité) ......................... 31 4.5.3 Gestion d’aération et de climatisation ....................................................................................... 31 Conclusion .................................................................................................................................................... 32 CHAPITRE 5. CONCEPTION .................................................................................................................... 33 Introduction ................................................................................................................................................. 34 5.1 Conception globale ................................................................................................................................ 34 5.1.1 Digramme de flux de données ........................................................................................................ 35 5.1.2 Architecture matérielle ................................................................................................................... 36 Partie 1 : Web ...................................................................................................................................... 36 Partie 2 : Système de pilotage ............................................................................................................. 37 5.1.3 Architecture Logicielle .................................................................................................................... 38 Au niveau de l’Arduino ........................................................................................................................ 39 Au niveau de l’Ethernet Shield............................................................................................................. 39 Architecture Serveur/Client ................................................................................................................. 39 5.2 Conception détaillée .............................................................................................................................. 40 5.2.1 Diagramme de paquetage .............................................................................................................. 40 5.2.2Partie Web ....................................................................................................................................... 40 5.2.2.1 Diagramme de classes ............................................................................................................. 40 5.2.2.2 Diagramme d'activités ............................................................................................................. 41 5.2.3 Système de pilotage ........................................................................................................................ 42 Diagramme d'activités ......................................................................................................................... 42 5.3 Logo de l’application .............................................................................................................................. 46 Conclusion .................................................................................................................................................... 47 9 CHAPITRE 6. REALISATION .................................................................................................................. 48 Introduction ................................................................................................................................................. 49 6.1 Environnement de travail ...................................................................................................................... 49 6.1.1 Environnement matériel ................................................................................................................. 49 6.1.2 Environnement logiciel ................................................................................................................... 49 6.1.2.1Plateformes logicielles .............................................................................................................. 49 6.1.2.2 Langages de programmations utilisés ..................................................................................... 49 6.2 Phase d’implémentation ........................................................................................................................ 50 6.2.1 Réalisation de la maquette de Smart-Entreprise ............................................................................ 50 6.2.1 Développement de l’application de commande ............................................................................ 52 6.2.1.1 Fonction d’éclairage ................................................................................................................. 52 6.2.1.2 Fonction d’ouverture du volet ................................................................................................. 53 6.2.1.3 Fonction d’acquisition de la température et humidité............................................................ 53 6.2.1.4 Fonction de climatisation......................................................................................................... 54 6.2.1.5 Fonction de ventilation ............................................................................................................ 54 6.2.1.6 Fonction de détection de gaz/fumée....................................................................................... 54 Coût du projet ...................................................................................................................................... 55 6.2.2 Partie Web ...................................................................................................................................... 56 6.3 Chronogramme du projet ...................................................................................................................... 57 Conclusion .................................................................................................................................................... 58 Conclusion générale ..................................................................................................................................... 59 10 Table des Figures Figure 1- Présentation du système Smart Entreprise .................................................................................... 5 Figure 2- Modèle en V .................................................................................................................................... 6 Figure 3- Menu principal de "Zennio Z41" [N1] ........................................................................................... 10 Figure 4- Menu principal de "Coviva Hager " [N2] ....................................................................................... 10 Figure 5- Menu principal de "KNX Schneider " [N3] .................................................................................... 11 Figure 6- Carte Raspberry Pi Model B Rev. 2 ............................................................................................... 15 Figure 7- Carte FPGA Spartan 3E ................................................................................................................. 18 Figure 8- Arduino Méga 2560c .................................................................................................................... 19 Figure 9- Arduino Méga 2560c + Ethernet shield [N4] ................................................................................ 21 Figure 10- Module de relais à 8 canaux [N5] ............................................................................................... 22 Figure 11- Servomoteurs Tower Pro SG90................................................................................................... 23 Figure 12- Passerelle Wifi TP LINK mr3020 .................................................................................................. 24 Figure 13- Capteur d’humidité et température DHT11 ............................................................................... 24 Figure 14- Capteur de gaz/fumée (MQ-2) ................................................................................................... 25 Figure 15- Diagramme de cas d'utilisation du système ............................................................................... 29 Figure 16- Diagramme de séquence d’allumage de lampe ......................................................................... 30 Figure 17- consultation des propriétés relatives à l’entreprise ................................................................... 31 Figure 18- Diagramme de séquence de Gestion d’aération et de climatisation ......................................... 31 Figure 19- Architecture détaillée du système .............................................................................................. 34 Figure 20- Diagramme de contexte Paquetage Arduino ............................................................................. 35 Figure 21- Conception matérielle globale.................................................................................................... 36 Figure 22- Interfaçage avec l’utilisateur ...................................................................................................... 36 Figure 23- Interfaçage Web ......................................................................................................................... 37 Figure 24- Connexion par Wifi ..................................................................................................................... 37 Figure 25- Système de pilotage ................................................................................................................... 37 11 Figure 26- Connexion avec les Composants ................................................................................................ 38 Figure 27- Conception de l’interconnexion au sein du système de contrôle .............................................. 39 Figure 28- Diagramme de paquetage .......................................................................................................... 40 Figure 29- Diagramme de classes Paquetage Client .................................................................................... 41 Figure 30- Diagramme d’activités de l’application ...................................................................................... 42 Figure 31- Diagramme d'activités de la fonction « Setup » et « Homepage » de l’application .................. 43 Figure 32- Diagramme d'activités de la fonction « Loop » et de l’éclairage a distance .............................. 44 Figure 33- Diagramme d'activités de la fonction d’ouverture à distance des volets .................................. 45 Figure 34- Diagramme d'activités de la fonction de détection du gaz ........................................................ 45 Figure 35- Diagramme d'activités de la fonction d’acquisition de température ......................................... 46 Figure 36- Logo de l’application ................................................................................................................... 46 Figure 37- Code de base Arduino................................................................................................................. 50 Figure 38- Code de base HTML et CSS ......................................................................................................... 50 Figure 39- Photos de la maquette de Smart-Entreprise .............................................................................. 51 Figure 40- Résultat pratique de la fonction d’éclairage .............................................................................. 52 Figure 41- Résultat pratique de la fonction d’ouverture du volet ............................................................... 53 Figure 42- Résultat pratique de la fonction d’acquisition de la température et humidité ......................... 53 Figure 43- Résultat pratique de la fonction de climatisation ...................................................................... 54 Figure 44- Résultat pratique de la fonction de ventilation .......................................................................... 54 Figure 45- Résultat pratique de la fonction de climatisation ...................................................................... 55 Figure 46- Page HTML du Système de commande ...................................................................................... 56 Figure 47- Diagramme de gant .................................................................................................................... 57 Figure 48- Diagramme de Pert ..................................................................................................................... 57 12 Liste des Tableaux Tableau 1 - Tableau Comparatif entre des systèmes existants ................................................................... 12 Tableau 2- Tableau comparatif des cartes programmables ........................................................................ 20 Tableau 3- Coût du projet ............................................................................................................................ 55 1 INTRODUCTION GÉNÉRALE La digitalisation des entreprises est devenue importante vue la croissance des uploads/Management/ smart-entreprise-samir-pdf.pdf