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RAPPORT UNIVERSITAIRE
Mise en place d'un système domotique et d'un SCADA
pour la gestion des flux énergétiques de la plateforme
Monitoring et Habitat Intelligent de PREDIS
Maitre de stage : Stéphane Ploix
Polytech’ Grenoble
Département 3I 4
Laboratoire G-SCOP, Grenoble INP 46, avenue Félix Viallet
38031 Grenoble
Salomé BENSLAMA 3 Mai-30 Juillet 2010 Page | 2
Sommaire
Introduction
I. Le laboratoire G-SCOP et ses secteurs d’activité 5
I.1. Le laboratoire G-SCOP 5
I.1.1. Historique 5
I.1.2. Organisation administrative et scientifique 5
I.2. Secteurs d’activité du laboratoire 7
I.2.1. Des pôles pluridisciplinaires au service du monde industriel 7
I.2.2. La gestion des flux énergétiques dans l’habitat, un défi technologique et
écologique mais aussi un marché en plein essor 8
II. Le cadre du stage 10
II.1. Présentation de la plateforme PREDIS 10
II.1.1. Implantation et objectifs de la plateforme 10
II.1.2. Instrumentation de PREDIS 11
II.2. Objectifs du stage 13
III. Les missions du stage 14
III.1. Mise en place d’interfaces Web Service 14
III.1.1. Equipements domotiques en 433 MHz 15
III.1.2. Gestion Technique du Bâtiment 20
III.1.3. Equipements Zigbee 23
III.1.4. Tests de robustesse 25
III.2. Gestion de projet et management 26
Conclusion
Annexes
Salomé BENSLAMA 3 Mai-30 Juillet 2010 Page | 3
Remerciements
A l’issue de ce stage, mes remerciements iront tout d’abord à Monsieur Stéphane PLOIX, mon
maître de stage, pour son accueil et la confiance qu’il m’a accordé dès mon arrivée dans le
laboratoire, ainsi qu’{ Messieurs Shadi ABRAS et Stéphane BERGEON pour le temps qu’ils m’ont
consacré tout au long de cette période en répondant à toutes mes interrogations. Je tiens à
remercier également toute l’équipe du laboratoire G-SCOP pour m’avoir intégrée rapidement au
sein de leur département.
Grenoble, le 30 Juillet 2010
S.B.
Salomé BENSLAMA 3 Mai-30 Juillet 2010 Page | 4
Introduction
Après des siècles d’utilisation de l’énergie sans restriction ni conscience, la limitation de l’impact
environnemental de notre mode de vie est devenue une problématique majeure du monde
scientifique d’aujourd’hui, tant en terme de réduction des sources de pollution qu’en terme de
gestion des flux énergétiques.
L’habitat, en particulier, représente une large part de la consommation d’énergie, 24% environ,
et l’optimisation de la consommation des foyers constitue un enjeu capital pour le monde de la
recherche, et à plus long terme pour le monde industriel. Deux laboratoires de recherche
grenoblois, le G2ELAB (Grenoble Génie Electrique) et le G-SCOP (Grenoble Sciences pour la
Conception, l’Optimisation et la Production), ont ainsi initié des recherches sur la gestion
intelligente des flux énergétiques dans l’habitat. Le G-SCOP a en outre développé des outils pour
adapter le comportement d’un bâtiment { l’activité humaine qui lui est associée.
C’est autour de cette problématique que j’ai pu, du 3 mai 2010 au 30 juillet 2010, effectuer mon
stage de fin de quatrième année, au sein du département 3I de Polytech’ Grenoble et sous la
direction du laboratoire G-SCOP. Stéphane PLOIX, enseignant chercheur et maitre de conférence
{ l’INP Grenoble a assuré la direction du stage et j’ai également été amenée à collaborer avec
plusieurs autres personnes du laboratoire.
Le sujet — la mise en place d’un système domotique et d’un SCADA pour la gestion des flux
énergétiques de la plateforme monitoring et habitat intelligent de PREDIS — s’inscrit dans la
volonté de ce laboratoire d’offrir des outils concrets pour valoriser la recherche et le progrès
dans ce domaine : l’objectif étant de rendre accessibles les données relatives à une plateforme
test.
Le présent rapport détaillera dans un premier temps l’histoire et les principaux domaines
d’activité du laboratoire G-SCOP, puis introduira le cadre du stage ainsi que ses objectifs et son
cahier des charges, pour enfin préciser et expliciter les différentes missions effectuées au cours
de ces trois mois de stage pour atteindre ces objectifs.
Salomé BENSLAMA 3 Mai-30 Juillet 2010 Page | 5
I. Le laboratoire G-SCOP et ses secteurs d’activité
I.1. Présentation générale
I.1.1. Historique
La région Rhône-Alpes, et plus particulièrement l’agglomération grenobloise et la vallée du
Grésivaudan, constituent un des sites historiques de la recherche scientifique française. La
recherche en automatique par exemple, est présente depuis plus de 50 ans sur le site de
Grenoble, avec la création en 1957 du Laboratoire d’Automatique de Grenoble (LAG) par René
Perret. D’autres domaines liés dans leurs applications avec le LAG sont également représentés :
génie industriel, optimisation… tous sont fortement présents dans la vie de la recherche au plan
national et travaillent en collaboration les uns avec les autres car leurs domaines d’activité
s’entrecroisent souvent, se superposent parfois.
Au 1er janvier 2007, tous les laboratoires grenoblois ont été fondus et profondément
restructurés pour devenir des laboratoires centrés autour de pôles de compétences répondant
aux exigences du monde industriel actuel. Le laboratoire G-SCOP a ainsi été fondé autour des
thèmes de la conception, de l’optimisation et de la production : G-SCOP accueille 140 chercheurs
issus des laboratoires LAG (automatique et supervision), Leibniz/IMAG (optimisation), GILCO
(génie industriel) et 3S (conception mécanique). Aujourd’hui, le laboratoire dépend à la fois du
groupe Grenoble-INP, du CNRS et de l’UJF (Université Joseph Fourier) (fig. 1).
Figure 1 - Organismes de tutelle du laboratoire G-SCOP
Le laboratoire G-SCOP constitue donc un laboratoire pluridisciplinaire dont l’objectif premier est
de répondre aux enjeux d’un monde industriel en pleine mutation : ses compétences s’étendent
de la conception de produit { l’optimisation, en passant par la gestion des systèmes de
production. La notion de développement durable y est omniprésente, aussi bien pour la
croissance d’une entreprise, la pérennité d’un produit ou encore le plus immédiat, la gestion de
l’énergie dans le bâtiment.
I.1.2. Organisation administrative et scientifique
Afin de cerner au mieux les besoins du monde industriel d’aujourd’hui, le laboratoire est pensé
autour de deux pôles de compétences distincts (fig. 2) : Optimisation et systèmes de production
d’une part, Conception intégrée d’autre part.
Salomé BENSLAMA 3 Mai-30 Juillet 2010 Page | 6
Directeur du laboratoire
Yannick FREIN
Directeur adjoint
François VILLENEUVE
Optimisation et Systèmes de Production
Conception Intégrée
Conception collaborative
Frédéric NOEL
Conception produit-process
Peggy ZWOLINSKI
Système d’Information et Représentation
multiple du produit
Michel TOLLENAERE
Optimisation Combinatoire
Andras SEBO
Gestion et Conduite des Systèmes de Production
Maria DI MASCOLO
Recherche opérationnelle
pour les systèmes de production
Bernard PENZ
Directeur du laboratoire
Yannick FREIN
Directeur adjoint
François VILLENEUVE
Finances
Amandine MONIN
Administration
Myriam OLIVA
Moyens Informatiques
Jean-Yves ALLARD
Cellule Dépenses
Kheira TOURKI Claudia DROGO
Infrastructure
Chantal PUECH Souad BOUJIT
Ressources Humaines
Fadila MESSAOUD
Réseaux
Cédric EYRAUD Sébastien MARTIN
Applications Fabrice
GRAVELAT Jonathan
MARTINAT
Figure 2 – Organigrammes scientifique et administratif du laboratoire G-SCOP
Salomé BENSLAMA 3 Mai-30 Juillet 2010 Page | 7
I.2. Secteurs d’activité du laboratoire
I.2.2. Des pôles pluridisciplinaires au service du monde industriel
Le laboratoire est organisé autour de deux pôles de compétences capables de répondre
idéalement aux besoins du monde industriel.
Optimisation et Systèmes de Production
Le premier pôle vise à améliorer la conception et la gestion des systèmes de production. Pour
cela, les systèmes doivent être modélisés, les modèles analysés et le développement repose sur
de puissants outils d’optimisation.
Les chercheurs de l’équipe Optimisation combinatoire, issus du laboratoire Leibniz/IMAG,
développent des outils mathématiques d’optimisation ; leur travail consiste à rechercher la
meilleure solution parmi un ensemble, très large, de toutes les solutions possibles et se base sur
des problématiques de structures combinatoires.
L’équipe Recherche opérationnelle pour les systèmes de production utilise des résultats et des
méthodes d’optimisation pour améliorer l’efficience des systèmes de production, et ce { toutes
les étapes de décision liées à ces systèmes — conception, planification, transport ; ces outils
doivent permettre aux entreprises d’accroitre leurs performances par un gain de temps et un
processus de développement optimal.
L’équipe Gestion et conduite des systèmes de production, essentiellement issue du LAG et du
GILCO, s’emploie { développer des outils pour faire face aux aléas dans les systèmes de
production et regroupe des thèmes tels que le diagnostic, la sûreté de fonctionnement, la
robustesse et la surveillance, ce qui conduit à traiter des problématiques industrielles sur les
chaînes logistiques, les systèmes hospitaliers ou encore la supervision des flux énergétiques.
C’est { cette équipe que j’ai été rattachée pendant toute la durée de mon stage, et plus
particulièrement aux personnes étudiant les flux énergétiques dans l’habitat.
Conception intégrée
Le second pôle a pour objectif l’amélioration de la conception des produits grâce { l’étude de
leur cycle de vie et des méthodes de conception.
L’équipe Conception collaborative cherche à avoir une approche collaborative dans la conception
des produits, c’est-à-dire à inclure tous les acteurs de la chaine de conception, production et
utilisation du produit, jusqu’au recyclage, pour favoriser les échanges et interactions.
Pour l’équipe Conception produit-process l’objectif est d’étudier toutes les métiers qui entrent en
jeu dans la conception d’un produit pour mieux les intégrer et les utiliser dans le processus de
conception et mieux appréhender leurs exigences et contraintes.
Salomé BENSLAMA 3 Mai-30 Juillet 2010 Page | 8
Enfin, l’équipe Système d’information et représentation multiple du produit (SIREP) s’attache {
définir ou améliorer les systèmes d’informations liés { la conception d’un produit car ils
constituent une étape incontournable de ce processus.
I.2.3. La gestion des flux énergétiques dans l’habitat, un défi technologique et écologique mais
aussi un marché en plein essor
Dès 2003, les chercheurs du laboratoire G-SCOP ont initié des travaux de recherche sur la
gestion intelligente des flux énergétiques dans l’habitat. Les études et outils qui en découlent
constituent un enjeu considérable puisque les techniques utilisées n’en sont, pour la plupart,
qu’{ leurs balbutiements, et que peu d’entre elles sont réellement déployées sur le terrain. Pour
les industries en effet, la gestion de ces flux énergétiques nécessite des moyens sûrs, fiables et
faciles à installer et { maintenir, ce qui n’est pas vraiment le cas { l’heure actuelle ; pour les
particuliers, les outils domotiques demeurent un marché de niche réservé aux technophiles, en
raison notamment de leur coût d’installation important.
C’est pourquoi la recherche en domotique et immotique fait apparaitre un réel défi
technologique et écologique : technologique car les modèles et méthodes ne sont pas tous
connus et maitrisés, écologique car au-delà du confort apporté, la gestion des flux énergétiques
peut permettre des économies d’énergies considérables ainsi que l’utilisation d’énergies propres
et renouvelables.
La domotique, terme apparu au milieu des années 1980, est née de la prolifération et de la
miniaturisation des composants électroniques ainsi que du développement des technologies de
communication. L’idée de faire dialoguer des composantes de l’habitat jusque-là isolées en îlots
a donc germé. A une autre échelle, l’immotique (néologisme issu du mot immeuble) désigne
l’application de ces mêmes objectifs à un immeuble ou un site industriel dans son ensemble et
nécessite des techniques de plus grande envergure. Ces outils tendent en outre à se
démocratiser depuis quelques années avec l’avènement d’une conscience écologique collective
et l’intérêt grandissant du grand public pour la protection de l’environnement. Car si le but
premier de la domotique et de l’immotique n’est pas immédiatement écologique mais plutôt
d’augmenter le confort de l’habitat, il demeure indéniable que ces outils peuvent contribuer aux
économies d’énergie et ainsi { la préservation de notre planète, en particulier par une meilleure
gestion des flux énergétiques au sein de l’habitat. Bien que ce contexte favorable ait poussé la
recherche dans ces domaines, il n’existe néanmoins, que peu de foyers ou de locaux industriels
qui aient accès à une véritable supervision et gestion intelligente du bâtiment. La plupart des
appareils existants ne constituent effectivement qu’une partie automatisée de l’habitat comme
les télécommandes pour volets roulants, pour portails automatiques ou encore les thermostats
pour régler la température et quasiment aucun n’offre une supervision globale permettant de
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piloter l’ensemble des équipements disponibles dans la maison. Par ailleurs, quasiment aucun ne
propose de dimension « intelligente » : pas d’adaptation { l’occupant et aux conditions
extérieures, et encore moins de gestion intelligente de l’énergie.
En région Rhône-Alpes, ces thématiques sont traitées, et ce depuis quelques années, par de
nombreux projets menés de front par plusieurs laboratoires grenoblois, comme le projet ANR
Multisol (optimisation des flux électriques dans un bâtiment photovoltaïque), l’ANR PREBAT
(bâtiment { énergie positive), l’ANR DLDPV (diagnostic d’installation photovoltaïque), mais
également à travers le cluster 7 initié par la région Rhône-Alpes pour la gestion de l’énergie dans
le bâtiment.
Le laboratoire G-SCOP, et le laboratoire G2ELAB notamment, ont montré que la gestion des flux
énergétiques pouvait grandement être améliorée par une commande à plusieurs niveaux :
anticipatif, réactif et local. Par une meilleure coordination entre les sources d’énergies et les
charges, les quantités de gaz à effet de serre rejetées peuvent être considérablement réduites,
sans délaisser ou diminuer le confort ni nécessairement modifier le bâtiment. Par ailleurs, le
laboratoire travaille sur des outils permettant de mieux reconnaitre et modéliser les activités
humaines { partir d’informations provenant de capteurs, et ce afin de mieux appréhender la
flexibilité inhérente au contexte des bâtiments habités. Depuis 2009, le laboratoire mène une
action conjointe avec le G2ELAB autour de la plateforme de recherche et d’innovation PREDIS
(fig. 3).
Figure 3 - Logo de la plateforme PREDIS, Smart Networks for Energy
Salomé BENSLAMA 3 Mai-30 Juillet 2010 Page | 10
II. Le cadre du stage
II.1. Présentation de la plateforme PREDIS
II.1.2. Implantation et objectifs de la plateforme
La plateforme PREDIS est un centre dédié { la recherche pour l’innovation et la formation dans
le domaine de la gestion énergétique intelligente des bâtiments.
Le projet a démarré en 2009, avec la construction de la plateforme par les laboratoires G2ELAB,
G-SCOP, LIG (Laboratoire d’Informatique de Grenoble) et LEGI (Laboratoire des Ecoulements
Géophysiques et Industriels) mais également par des acteurs du monde industriels tels que
France Telecom, et se poursuit depuis avec la mise en exploitation de la plateforme pour la
recherche énergétique.
Cette plateforme d’une surface totale de 2500 m², a été implantée au sein du campus
universitaire de Grenoble, dans les locaux de l’école ENSE3 du groupe Grenoble INP (Ecole
Nationale Supérieure de l’Eau, l’Energie et l’Environnement). Elle sert de centre de formation
pour les étudiants de l’école, mais aussi et surtout, de centre d’innovation pour les chercheurs et
de plateforme de démonstration.
Le centre PREDIS ayant vocation { servir d’exemple en matière d’habitat intelligent et plus
particulièrement en terme de gestion intelligente de l’énergie, il a été séparé en deux espaces
distincts : le premier, situé au rez-de-chaussée, abrite une partie des moyens expérimentaux du
laboratoire G2ELAB (Grenoble Génie Electrique) consacrée aux flux énergétiques ; le second
espace, au premier étage, reconstitue un espace d’habitat tertiaire, autour d’une salle
informatique (fig. 4) utilisée par les élèves de l’école et d’un bureau de recherche. C’est
précisément ce dernier espace qui constitue l’essentiel du centre de démonstration PREDIS : cet
espace tertiaire comprend, outre la salle informatique et l’espace bureau, deux locaux
techniques contenant, l’un la centrale de traitement d’air (CTA), l’autre, un serveur et le
dispositif de supervision de la plateforme (fig. 5 et 6). Cet espace permet ainsi de tester en
conditions réelles des modèles et algorithmes de gestion intelligente de l’énergie, qui pourront
ensuite être appliqués dans le domaine concret de l’habitat.
La construction du bâtiment qui abrite la plateforme PREDIS a dû prendre en compte
d’importantes contraintes d’économie d’énergie : les murs sont ainsi composés de plâtre, de
ouate de cellulose et d’une planche de bois ; les baies vitrées ont été réalisées en double vitrage ;
l’éclairage utilise des néons basse consommation dont l’allumage ne se déclenche que lorsqu’un
mouvement est détecté par l’un des capteurs installés dans les salles et dont l’intensité est
automatiquement réglée en fonction de la luminosité naturelle grâce à des capteurs de
luminosité.
Salomé BENSLAMA 3 Mai-30 Juillet 2010 Page | 11
Figure 6 - Local de supervision
II.1.3. Instrumentation de PREDIS
Afin d’avoir un suivi des flux d’énergie au sein de la plateforme, ainsi qu’un moyen d’action sur
ces derniers, la partie habitat tertiaire a été fortement instrumentée. Le réseau de capteurs
utilise différentes technologies ayant chacune leurs spécificités et leur mode de communication.
Le premier local technique abrite la centrale de traitement d’air servant à la ventilation et au
chauffage de la plateforme par apport d’air { température et débit fixés. La régulation en
température se fait selon deux scénarios, le principe étant seulement de profiter des
températures les plus fraiches : en hiver, de l’air extérieur chauffé par des batteries d’eau chaude
est expulsé en continu à l’intérieur, alors qu’en été, l’air extérieur est aspiré uniquement de nuit
pour être rejeté sans être traité. Afin de recueillir des informations sur la pièce, différents
capteurs de présences, de température, d’humidité de l’air ainsi que des compteurs d’énergies
pour toutes les prises de courant, les batteries d’eau chaude et l’éclairage sont installés.
La première partie de l’instrumentation de la salle, de loin la plus importante, repose sur une
GTB (Gestion Technique du Bâtiment) également appelée GTC (Gestion Technique Centralisée),
une technologie issue de l’immotique. Elle consiste essentiellement en une CTA permettant de
Figure 4 - Salle informatique
Figure 5 - Local technique de la CTA
Salomé BENSLAMA 3 Mai-30 Juillet 2010 Page | 12
traiter l’air qui circule au sein de la plateforme et fonctionnant avec une VMC double flux
(Ventilation Mécanique Contrôlée) et des compteurs d’énergie sensibles au kWh équipés sur le
tableau électrique. La CTA possède de plus quelques sondes de température, de débit d’air pour
le suivi de la VMC et de présence pour la gestion de l’éclairage. Cette première partie de
l’instrumentation repose donc sur une structure relativement lourde et inerte, difficile { prendre
en main et { modifier en cas de besoin. C’est pourquoi un autre réseau de capteurs a été installé
en parallèle de cette GTB : il repose quant à lui sur des équipements légers et communicants,
plus facile à mettre en place mais également à compléter le cas échéant. La première partie de
cette instrumentation parallèle consiste en un réseau d’équipements domotiques communiquant
tous sur la bande radio 433MHz (sondes de température et d’hygrométrie Oregon Scientific,
anémomètre et pluviomètre Oregon Scientific, RFXMeter pour mesurer la consommation
énergétique et équipements X10) ; les équipements X10 consistent en des prises commandables
à distance par CPL (Courant Porteur en Ligne) et une passerelle du CPL vers le 433MHz. Afin
d’avoir une vision plus précise de la consommation électrique pour une prise (les compteurs
d’énergie de la GTB étant limités au kWh), des wattmètres fonctionnant en norme Zigbee sont
actuellement ajoutés : leur installation sur chacune des prises, et particulièrement sur celles qui
alimentent des ordinateurs portables, devrait permettre de suivre de façon précise la courbe de
consommation électrique.
Le second local constitue un local de supervision puisque l’ordinateur est équipé d’un SCADA
(Supervisory Control And Data Acquisition). Ce système de télégestion1 permet le contrôle des
automates et le traitement en temps réel des données qui lui sont envoyées, aussi bien pour
avoir un suivi de la salle (lecture de données) que pour effectuer des actions de type contrôle
commande (écriture de données ou d’ordres). L’ordinateur est également équipé du logiciel
InTouch qui permet de visualiser graphiquement les informations ainsi recueillies et de
contrôler certains réglages comme les températures de chauffage ou le fonctionnement de la
CTA. Ce logiciel permet ainsi de gérer le SCADA de façon graphique, ce qui s’avère nettement
plus aisé pour l’utilisateur. Cette installation offre une vue d’ensemble de la salle et regroupe
près de 900 variables internes pouvant être utilisées pour du suivi, de l’archivage ou du contrôle.
Il est prévu à terme d’ajouter { l’équipement disponible sur la plateforme une base de données
facilement accessible pour les utilisateurs. L’ajout de cette base de données commune à tous les
équipements permettrait de plus d’avoir un suivi précis de la salle et de favoriser l’archivage des
données. De cette manière, toute personne se connectant à cette base de données pourrait
prendre connaissance d’un historique exhaustif de la plateforme, ce qui peut s’avérer utile d’une
part pour analyser et étudier le fonctionnement de la salle, corriger ou modifier le contrôle du
1 Gestion { distance d’installations techniques
Salomé BENSLAMA 3 Mai-30 Juillet 2010 Page | 13
gestionnaire, surveiller la réaction correcte de la supervision aux évènements, mais également
pour modéliser le modèle thermique de la salle ou concevoir des équipements supplémentaires
tel qu’un système de refroidissement pour l’habitat tertiaire. Ces deux dernières thématiques
sont d’ailleurs traitées par des étudiants, également stagiaires sur la plateforme PREDIS.
II.2. Objectifs du stage
La plateforme PREDIS étant une plateforme de démonstration, l’objectif principal pour son
l’équipe dirigeante consiste à la transformer en une plateforme test où les chercheurs et/ou
industriels pourraient venir tester leurs algorithmes ou programmes de supervision pour la
gestion intelligente du bâtiment.
La plateforme PREDIS doit donc être convertie en open platform libre d’accès ; pour cela, et pour
chaque type d’équipement utilisé dans la salle, une interface de type Web Service sera mise en
place.
Le principe de fonctionnement de ces interfaces repose sur la communication de données entre
plusieurs ordinateurs reliés par un réseau et répondant à une hiérarchie serveur-client, cette
solution offrant l’avantage de fournir les données énergétiques et de suivi de la salle { toute
personne se connectant aux serveurs. De plus, elle permet aux utilisateurs de la plateforme de
communiquer avec un standard de plus en plus utilisé dans le monde industriel pour sa praticité
et sa fiabilité. A terme, ces Web Services pourront être sécurisés pour devenir accessibles de
l’extérieur et non plus seulement sur le réseau local de la plateforme : ceci permettrait une
meilleure accessibilité des données et une plus grande portée pour le service offert par PREDIS.
L’objectif du stage que j’ai effectué au sein du laboratoire G-SCOP était précisément la
conception et la réalisation de ces Web Services, ce qui supposait au préalable la compréhension
des protocoles de communication avec les équipements de la plateforme, le décodage des
informations, la conception de l’architecture des programmes des serveurs ainsi que
l’élaboration de clients types.
Les programmes devaient être développés en langage Python, choisi pour sa portabilité et
facilité d’écriture. Ce langage offre de plus de nombreuses bibliothèques pour élaborer toutes
sortes de services ici très utiles : le langage Python est en effet un langage interprété et non
compilé ce qui le rend portable sur n’importe quelle plateforme (autrement dit, un même
programme peut être utilisé indifféremment sur différents systèmes d’exploitation). Par ailleurs,
pour chaque Web Service, des diagrammes de classes UML devaient être créés, afin d’optimiser
la phase de conception.
Salomé BENSLAMA 3 Mai-30 Juillet 2010 Page | 14
III. Les missions du stage
III.1. Mise en place d’interfaces Web Service
Le moyen le plus simple et le plus efficace pour rendre accessibles les données relatives à la
plateforme PREDIS est de les publier sur le réseau par l’intermédiaire d’un Web Service. Ce
programme permet l’échange de données entre plusieurs ordinateurs reliés à un même réseau
grâce à des requêtes : l’ordinateur qui est connecté physiquement aux données sert de serveur, il
reçoit les requêtes des autres ordinateurs qui sont alors clients et traite les informations selon le
contenu des requêtes reçues (connexion, acquisition de données, écriture…). La plateforme étant
composée de trois types d’équipements distincts capables de fournir des données, équipements
433 MHz, GTB et Zigbee, elle est donc équipée de trois Web Service pour les publier (fig. 7). Afin
de simplifier leur future utilisation, ces Web Services sont standardisés au maximum et leur
structure logicielle est détaillée en annexe (annexes 1 à 6).
Capteurs Energie, Présence, Débit
d’air, Température
Automates programmables
Bus de terrain
Réseau
Serveur OPC et SCADA incomplet
Matrikon OPC Data Manager
Serveur OPC accessible
GTB
Equipements X10
Prises commandables
Oregon Scientific Température, Hygrométrie, Anémométrie
RFXMeter Consommation
électrique
433MHz
RFXCOM 433MHz
Wattmètres
433MHz via
Passerelle CPL
Zigbee
Web Service
Web Service
Web Service
Base de données
Figure 7 - Synoptique de la plateforme PREDIS
Salomé BENSLAMA 3 Mai-30 Juillet 2010 Page | 15
III.1.2. Equipements domotiques en 433 MHz
Contrairement à la GTB, technique lourde issue de l’immotique, les équipements domotiques qui
fonctionnent sur 433MHz sont des équipements légers : ils sont alimentés sur batteries et
consomment peu, offrant ainsi une grande durée de vie des piles. De plus, ils ne nécessitent pas
d’installation complexe : les sondes de température et d’hygrométrie possèdent des supports
simplement vissés au mur, les prises X10 ainsi que le RFXMeter sont naturellement branchés sur
les prises voulues sans plus d’installation nécessaire.
L’anémomètre et le pluviomètre n’ont pas encore été mis en place au sein de la plateforme ; leur
installation { l’extérieur du bâtiment pose de nombreux problèmes en terme de portée mais
aussi d’implantation. En effet, les toits du bâtiment sont composés de tôles obliques légères
empêchant l’installation d’équipements { l’horizontale, qui plus est en cas d’équipements
lourds ; mais l’implantation des sondes sur d’autres bâtiments risquerait d’entrainer une portée
insuffisante pour pouvoir recevoir les données et donc les analyser.
Les autres types de capteurs en 433MHz sont en revanche fonctionnels. Les sondes de
température et d’hygrométrie ont été installées au sein de la plateforme de façon à avoir un suivi
global de l’état des salles. Il faut néanmoins être assez précis pour distinguer les différentes
zones de la plateforme, c’est pourquoi dix sondes ont été réparties selon le plan suivant (fig. 8) :
quatre dans la salle informatique (dont une au niveau du shed (toiture), deux dans l’espace
bureau, une dans le local de supervision, une { l’extérieur de la plateforme (espace attenant
fermé mais non utilisé) et enfin deux dans le local technique de la CTA.
Figure 8 – Plan d’implantation des sondes de température et d’hygrométrie
Toutes ces sondes envoient leurs données sur une bande radio libre, la bande 433MHz. Cette
bande radio est laissée libre pour les équipements individuels mais certaines réglementations
doivent néanmoins être respectées, en particulier des réglementations techniques telles que la
basse tension ou la compatibilité électromagnétique. De plus, cette bande de fréquence étant
Salomé BENSLAMA 3 Mai-30 Juillet 2010 Page | 16
libre, aucune déclaration n’est nécessaire et son utilisation est gratuite. En revanche, cette
liberté pose quelques problèmes en particulier le nombre croissant d’utilisateurs de cette bande
radio qui rend les brouillages de plus en plus fréquents et l’absence de recours possible pour ces
utilisateurs. En Europe, une autre bande est laissée libre : la bande autour de 868MHz qui offre
plus de possibilités mais donc les contraintes sont plus nombreuses. En plus de
l’instrumentation, l’utilisation de cette bande de fréquence nécessite un équipement
supplémentaire pour la réception des trames de données, un RFXCOM. Cet appareil permet de
capter les trames qui passent sur la bande 433MHz, il est compatible avec la plupart des
équipements domotiques et permet ainsi de pouvoir communiquer de façon automatique avec
les équipements qui lui sont associés. En effet, le RFXCOM une fois alimenté, peut être branché
sur un réseau Ethernet et communiquer avec lui par protocole TCP/IP pour recevoir les trames
hexadécimales en provenance des capteurs directement sur un ordinateur et les analyser, les
traiter… Cette solution s’avère très performante puisqu’elle rend possible la communication
centralisée (par un même appareil) avec plusieurs capteurs de types différents (fig. 9 à 13). Le
RFXCOM n’accepte qu’une seule connexion et c’est aussi pourquoi un Web Service est utile.
Figure 9 - RFXCOM Figure 10 - Prise commandable X10
Figure 11 - Sondes de température Figure 12 - RFX Meter Figure 13 - Anémomètre
et d'hygrométrie
Salomé BENSLAMA 3 Mai-30 Juillet 2010 Page | 17
La conception de ce Web Service s’est appuyée sur un certain nombre d’exigences : offrir un
maximum de services, garantir un certain niveau de robustesse, communiquer avec des langages
standardisés de haut niveau. Afin de respecter ces contraintes, des choix ont été faits, tant au
niveau des langages et protocoles utilisés qu’en terme de standardisation et de services offerts.
Les services offerts par ce Web Service sont multiples : réponse aux requêtes HTTP des clients
pour connaître les dernières valeurs de température, d’humidité et de mesures d’énergie,
réponse { des clients de type serveur en callback pour l’archivage des données, ouverture en
écriture pour commander les prises X10 et possibilité d’envoi des trames en hexadécimal pour
un aspect pédagogique. Pour cela, la connexion entre le RFXCOM et le serveur se fait par un
socket tandis que les communications client-serveur se font par HTTP (protocole de plus haut
niveau d’abstraction), et il a fallu maitriser les bibliothèques inhérentes à ces fonctions afin de
tirer parti au mieux de leurs performances : la connexion avec le RFXCOM ne nécessite pas de
communication complexe et la structure du socket qui permet l’envoi et la réception de trames
de données suffit amplement. En revanche, le protocole HTTP est bien plus performant pour la
communication entre le client et le serveur en raison des méthodes apportées. Ensuite, la
communication entre le serveur et le ou les client(s) se fait uniquement, dans les requêtes HTTP,
par langage XML (fig. 14), langage de balisage extensible car standardisé, très utilisé dans le
monde de l’informatique (par exemple les pages web) et surtout modulable : il est dit extensible
car c’est l’utilisateur qui choisit l’arborescence et le nom des balises. La syntaxe des requêtes
HTTP respecte le format XML qui est fixé par le serveur et le client se doit de le respecter pour
être compris. Le schéma XML a été élaboré de façon à harmoniser les différentes requêtes et
ainsi à simplifier la conception des parser (classe d’analyse syntaxique pour décoder les balises
XML) : les balises sont toujours les mêmes mais les valeurs changent ce qui permet d’utiliser le
même parser pour toutes les requêtes en provenance des clients.
Concernant la lecture des données, deux aspects sont développés en parallèle. Les trames de
données en provenance des sondes parvenant en permanence au RFXCOM, l’archivage des
Serveur Client
serve_forever getData par http et XML
Traitement : dernières valeurs reçues
Réponse 200 (statut ok) et valeurs par http et XML
Figure 14 - Séquencement des communications entre le client et le serveur
Salomé BENSLAMA 3 Mai-30 Juillet 2010 Page | 18
données nécessite un client en callback : c’est un programme qui, { son inscription auprès du
serveur, renvoie un hôte et un port de callback sur lequel il peut être rappelé. Ce client devient
alors un serveur et le serveur de base devient son client et chaque trame reçue est
automatiquement transférée vers le serveur en callback. Pour cela, le serveur principal crée une
liste de contacts auxquels il doit renvoyer les trames. Si cette technique permet de ne manquer
aucune information et devient indispensable pour un archivage sur une base de données, elle
n’offre en revanche aucun intérêt pour quelqu’un qui souhaite étudier les données et pour lequel
il est plus intéressant d’utiliser un client qui envoie des requêtes à la fréquence voulue. Les
trames hexadécimales reçues peuvent, dans le cas du client en callback, être décodées avant
d’être envoyées pour une utilisation simplifiée ou bien être envoyées brutes pour une utilisation
pédagogique ou les élèves doivent concevoir le décodeur. Enfin, concernant l’ouverture en
écriture, il est possible d’envoyer des commandes pour allumer ou éteindre une prise. Un
encodeur traduit la commande en une trame compréhensible par les équipements. Cela peut
permettre d’effectuer un monitoring dans la salle informatique selon le niveau de batteries des
ordinateurs, ou leur consommation électrique et de les basculer sur batterie ou sur le réseau
électrique. Le serveur Web possède de plus une interface graphique rendant la lecture des
données plus aisée (fig. 15).
Salomé BENSLAMA 3 Mai-30 Juillet 2010 Page | 19
Figure 15 - Capture d'écran, Serveur
Salomé BENSLAMA 3 Mai-30 Juillet 2010 Page | 20
III.1.3. Gestion Technique du Bâtiment
Les sondes relatives à la GTB transmettent leurs informations via des automates
programmables, tous reliés par bus de terrain (LonWorks et ModBus) à un automate principal
qui transmet les informations au serveur principal par protocole TCP/IP et surtout par interface
OPC. Toutes les informations disponibles sur les automates sont en effet regroupées par un
serveur OPC, auquel un client OPC peut se connecter pour lire les données. Cette solution offre
l’immense avantage de regrouper toutes les informations sur la CTA et la consommation
électrique de l’habitat tertiaire de façon standardisée et relativement simple d’accès. La norme
OPC est un standard de communication initialisé par Microsoft, maintenant géré par la fondation
OPC qui permet de simplifier la communication entre les applications de supervision (ici le
SCADA installé sur l’ordinateur du local de supervision) et les actionneurs (ici les API). La norme
OPC réserve néanmoins certaines limites car elle ne peut être utilisée que sur le système
d’exploitation Windows en raison des protocoles de communication sur lesquels elle s’appuie
qui sont spécifiques Windows. Par ailleurs, { l’intérieur du serveur OPC, des couches automation
sont implémentées de manière à attaquer le serveur OPC avec des programmes écrits dans
différents langages. Comme OPC est une norme Windows, on distingue deux couches
automation : l’une qui donne l’accès au serveur pour des programmes écrits avec des langages
de type C++, C Sharp (C#) et l’autre pour les programmes de type Java, Python…
Malheureusement, dans le serveur OPC installé sur la plateforme PREDIS, la couche automation
pour les programmes Python n’a pas été implémentée et cette difficulté doit donc être
contournée, soit en ajoutant un programme C# qui attaque le serveur OPC avant le Web Service
(développé en Python), soit en utilisant les logiciels Matrikon OPC qui simulent un nouveau
serveur OPC accessible { partir du serveur OPC originel. C’est cette solution qui a été choisie
dans un premier temps pour sa facilité de mise en œuvre. Néanmoins, elle devient laborieuse {
paramétrer dès lors que le nombre de variables utilisées est important, c’est pourquoi un
programme sera prochainement développé pour donner l’accès au Web Service sans passer par
ces logiciels. Pour le moment, il faut passer par deux logiciels, Matrikon Simulation et Matrikon
Data Manager : Matrikon Simulation permet de simuler un serveur OPC sur lequel on ajoute des
variables (des tags) qui sont accessibles pour les programmes python tandis que Matrikon Data
Manager permet de créer des points de liaison pour relier les variables qui nous intéressent sur
le serveur OPC primaire (serveur maitre) à celles ajoutées au préalable sur le serveur de
simulation (serveur esclave). Par cette manipulation, les données présentes sur le serveur OPC
de la plateforme PREDIS deviennent accessibles pour le Web Service, qui se connecte au serveur
de simulation.
Ceci étant dit, le Web Service qui a été développé pour cette partie de la plateforme permet la
lecture des données du serveur OPC mais également l’écriture sur ce même serveur. En effet, les
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données représentées par les variables du serveur sont diverses : mesures de température dans
les pièces et { l’extérieur, mesure des débits de soufflage et d’extraction de la CTA, valeur des
compteurs pour la consommation électrique (limitée au kWh), des capteurs de fin de course
mais aussi des consignes de température et de vitesse, des commandes et des variables
booléennes manuel/automatique. Pour ces trois dernières, l’accès en écriture est primordial
puisqu’il permet de modifier le comportement de la CTA, d’effectuer des réglages de débit, de
changer des consignes de température pour les pièces ou encore de passer la CTA en mode
automatique ou manuel. Pour le mode manuel, il existe également des variables qui ne sont
prises en compte que dans ce mode comme la vitesse de rotation manuelle de la CTA par
exemple. Pour réaliser le Web Service, il a fallu séparer les variables pertinentes de celles qui
étaient inutiles ou erronées puis créer les fichiers de configuration pour les logiciels Matrikon. A
cet effet, une nouvelle nomenclature a été faite de façon { rendre l’identification d’une variable la
plus aisée possible et { standardiser leur nom, ce qui n’était absolument pas le cas pour les
variables disponibles sur le serveur OPC { l’origine.
Comme pour les Web Service utilisés par les équipements en 433 MHz, la communication entre
le serveur et les clients se fait par HTTP, avec des chaines respectant le même format XML. La
connexion au serveur OPC se fait grâce à la libraire OpenOPC pour Python qui permet de lire des
données, écrire des valeurs… Un autre aspect important est celui de l’affichage des données ainsi
recueillies : leur nombre étant bien trop élevé pour concevoir une interface graphique claire, il a
été décidé de publier ces données sur une page Web (fig. 16 et 17). En effet, un navigateur Web,
lorsqu’il essaie d’accéder { une adresse, envoie une requête HTTP de type GET. La prise en
compte de ce type de requête a donc été ajoutée dans ce Web Service afin renvoyer une chaine
XML et donc de pouvoir visualiser l’état des variables directement { partir d’un navigateur
internet. Enfin, il a fallu faire un choix quant { l’accessibilité des variables en écriture : toutes ne
sont effectivement pas nécessaires pour l’écriture, et il aurait été possible de limiter les droits
d’écriture aux quelques variables qui étaient jugées utiles. Néanmoins, la politique de la
plateforme étant d’offrir le maximum de services et le maximum de tests possibles, toutes les
variables ont été laissées ouvertes en écriture et c’est aux utilisateurs de prendre garde { leurs
modifications. Si la manœuvre est peu risquée pour une mesure de température, qui sera
écrasée à la prochaine mesure, cela peut être plus dangereux pour les variables auto/manu ou
on/off car elles peuvent arrêter complètement la CTA et donc la ventilation dans la pièce. Les
utilisateurs sont les garants du bon fonctionnement de la plateforme et ils doivent veiller à
remettre les valeurs correctes des variables après leurs essais.
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Figure 16 - Capture d'écran, Serveur
Figure 17 - Extrait de la page Web générée par le serveur
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III.1.4. Equipements Zigbee
Comme il a été dit, la GTB est équipée de compteurs pour la consommation électrique mais ceux-
ci sont limités en sensibilité au kWh. De ce fait, un suivi précis de la consommation électrique de
la salle est extrêmement difficile et c’est pourquoi des wattmètres précis au dixième de Watt
sont actuellement ajoutés à la plateforme (fig. 19). Ils permettent d’avoir une vision beaucoup
plus complète de la consommation électrique dans la plateforme PREDIS car les informations
disponibles sont très précises, puissance, énergie, courant, tension, et rendent possible une
analyse très fine de la consommation électrique des appareils. Ces wattmètres envoient leurs
données avec une technologie Zigbee, qui est un protocole de communication sans fil basé sur la
norme générique IEEE 802.15.4. Ce protocole se place sur le même marché que le Wifi ou le
Bluetooth mais offre l’avantage d’une très faible consommation, d’une fiabilité assez élevée et
d’un prix de revient dérisoire. En revanche, il ne bénéficie que d’une portée de l’ordre de 100m
selon le milieu et les obstacles contre 300m pour le Wifi et constitue de plus un protocole de
communication relativement lent. Pour la plateforme PREDIS, ces équipements offrent
l’avantage d’une très faible consommation électrique, ce qui peut se révéler déterminant pour
une sonde placée dans un lieu difficile d’accès, et cette problématique s’est d’ailleurs posée pour
l’ajout de nouveaux capteurs, problématique sur laquelle nous reviendrons plus tard. Quinze
wattmètres sont ainsi installés dans la salle informatique pour pouvoir suivre au plus près la
courbe de consommation des quinze ordinateurs dont la plateforme est équipée. Pour recevoir
les données envoyées en Zigbee, un récepteur est nécessaire : un XBee Pro (fig. 18). D’autres
fournisseurs et d’autres marques existent sur le marché avec des performances différentes en
fonction des tarifs. Un autre récepteur Zigbee a d’ailleurs été commandé pour le mois de
Septembre afin de dissocier l’aspect recherche et l’aspect pédagogique.
Figure 18 - Récepteur Zigbee Figure 19 - Wattmètre
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Le Web Service conçu ici est en apparence le plus simple puisqu’il ne nécessite qu’un accès en
lecture. Le récepteur est connecté { l’ordinateur qui héberge le serveur grâce { un port USB qui
émule un port série. Dans le programme, il convient donc d’utiliser une bibliothèque spécifique
pour la gestion des ports série. Concernant la robustesse du service offert ainsi que ses
performances, un problème s’est rapidement posé : le récepteur offre la possibilité d’interroger
un équipement à la fois ou bien tous les appareils détectés d’un coup. A première vue, la seconde
solution est bien plus avantageuse en terme de temps de réponse et donc de performance du
service mais représente également une simplification majeure pour le programme. Néanmoins,
après la mise en place d’un protocole de test, cette solution s’est avérée peu fiable car la réponse
des wattmètres était aléatoire selon la distance au récepteur et de plus, il semblerait que le
récepteur ait des performances limitées en terme de gestion des conflits : les trames reçues
s’accumulent dans le buffer et dégradent la réception. Pour ces raisons, il a finalement été choisi
d’interroger les wattmètres un par un. Le temps nécessaire au service est certes un peu allongé
mais le niveau de robustesse est garanti. La lecture des données reçues est facilitée par une
interface graphique (fig. 20).
Figure 20 - Capture d'écran, serveur
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III.1.5. Tests de robustesse
Au-del{ de la publication des données, l’objectif pour les Web Service était aussi d’être robustes
et fiables.
Le premier aspect à prendre en compte pour mesurer la robustesse du service était la résistance
aux multiples connexions. Pour les Web Service de la GTB et pour le Zigbee, cet aspect était
relativement simple puisque les seuls échanges ont lieu lorsque les clients envoient des requêtes
et même s’il y a plusieurs clients, cela ne pose pas de problèmes. En revanche, pour les
équipements en 433 MHz, le fait que les sondes envoient des trames en continu et non
uniquement sur demande nécessite un serveur en callback pour l’archivage des données et ce
dernier est bien plus délicat. De nombreux tests ont donc été mis en place pour vérifier que le
serveur se comporte bien en cas de clients multiples : ces tests ont été fructueux puisque de
nombreuses modifications ont été apportées au vu des résultats obtenus. En effet, les tests ont
permis de mettre en évidence certaines faiblesses de l’architecture, notamment concernant la
déconnexion des clients. Celle-ci peut s’effectuer de deux manières : si le client est arrêté, le
serveur continue d’essayer de lui envoyer les trames reçues et cette opération impossible lève
une exception ou bien le client est déconnecté manuellement par le serveur. Dans les deux cas, la
liste contenant les contacts doit être correctement gérée. Pour la suppression manuelle par le
serveur, il suffit de supprimer le contact de la liste. Pour prendre en compte le cas où le client a
été arrêté, un système de timeout a été créé : cela consiste à associer une date et une heure à la
création de chaque message { envoyer et fixer un délai pour l’envoyer. Si le client est
déconnecté, le serveur cherche { le recontacter jusqu’{ ce que le message soit dépassé. A ce
moment là, le client est supprimé de la liste des contacts.
Le deuxième aspect à étudier pour la fiabilité des Web Service était les données elles mêmes :
leur réception peut être faussée, les données modifiées ou erronées. Pour les équipements en
433 MHz, le RFXCOM peut parfois envoyer non pas une mais plusieurs trames accolées et il faut
les séparer, parfois les données sont erronées et il faut les supprimer. Concernant la GTB, il a
fallu faire un tri parmi les variables car certaines ne sont plus utilisées. Enfin, pour le Zigbee, les
trames étant entourées de balises hexadécimales, leur longueur est allongée lorsque ces mêmes
caractères se retrouvent dans la trame et il faut alors faire un premier décodage pour avoir la
trame hexadécimale complète.
Quelques tests unitaires ont enfin été réalisés sur les modules d’encodage et de décodage des
trames afin de vérifier qu’ils fonctionnaient selon les objectifs souhaités : décodage complet des
trames correctes, renvoi de messages spécifiques pour les trames erronées, détection des
différents types de trames existantes.
Salomé BENSLAMA 3 Mai-30 Juillet 2010 Page | 26
III.2. Gestion de projet et management
Tout au long du stage et afin d’avoir un suivi de l’ensemble des activités relatives { la plateforme
PREDIS, des réunions ont été organisées de manière à coordonner au mieux les tâches, éviter les
doublons et la perte de temps et pour mener une réflexion commune autour des problèmes
rencontrés. Ces séances ont ainsi réuni tous les stagiaires travaillant sur PREDIS tous les quinze
jours environ : chaque personne présente se devait d’y effectuer une courte présentation de son
travail et de son avancement ; un compte rendu d’activités devait également être rédigé à
chaque fin de semaine et { l’issue de chaque réunion. Du fait de la présence d’une stagiaire
indienne ne parlant pas français, les réunions et les rapports ont systématiquement utilisé la
langue anglaise (annexe 7).
Au cours de mon stage j’ai par ailleurs été amenée, durant les mois de juin et juillet, à guider un
stagiaire nouvellement arrivé sur la plateforme : sa tâche consistant à enrichir l’instrumentation
de PREDIS, je l’ai aidé en ce qui concerne les différentes technologies de protocoles de
communication utilisés, et l’ai initié aux avantages et inconvénients liés à leur mise en place dans
la plate forme PREDIS.
Salomé BENSLAMA 3 Mai-30 Juillet 2010 Page | 27
Conclusion
Au cours de ces trois mois de stage au sein du laboratoire G-SCOP, j’ai pu pour la première fois
appréhender les problématiques liées à la gestion intelligente des flux énergétiques dans
l’habitat.
Cette expérience, initialement guidée par mon gout a priori pour la domotique, a confirmé mes
futurs choix professionnels : la variété des tâches (informatique industrielle, programmation,
gestion de projet), l’apport de connaissances nouvelles (langage Python, notion de Web Service,
communication par sockets et HTTP) et la dimension environnementale de ce projet ont en effet
coïncidé avec mes attentes dans ce domaine de compétence particulier.
Ce stage m’a du reste permis de développer mes capacités d’adaptation, de découvrir de
nouvelles compétences et donc d’accroître mes aptitudes techniques et humaines par la
conception et l’élaboration de services qui seront concrètement utilisés au sein de la plateforme
PREDIS.
Le bilan de ce stage s’avère au final extrêmement positif puisque tous les objectifs fixés en début
de stage et par le cahier des charges ont été remplis.
Salomé BENSLAMA 3 Mai-30 Juillet 2010 Page | 28
Lexique
SCADA : Supervisory Control And Data Acquisition
Système de télégestion et d’acquisition de données permettant gérer à grande
échelle et { distance un grand nombre d’équipements
Domotique : Ensemble des techniques utilisées dans l’habitat visant { améliorer le confort, la
gestion de l’énergie, la sécurité et la communication
Immotique : Elargissement de la domotique { l’échelle d’un immeuble ou d’un site industriel.
Les solutions les plus couramment installées sont la GTB et la GTC
GTB : Gestion Technique du Bâtiment
Appellation désignant tous les équipements et services permettant le suivi ainsi
que le contrôle et la commande de la gestion énergétique d’un bâtiment ; sous ce
terme sont regroupés les réseaux de capteurs, les automates programmables qui
les commandent ainsi que les programmes de supervision.
GTC : Gestion Technique Centralisée
Identique à GTB
CTA : Centrale de Traitement de l’Air
Unité permettant le traitement et la ventilation de l’air qui circule au sein de la
plateforme : la régulation concerne aussi bien la qualité de l’air (quantité en CO2
régulée par ventilation) que la température.
VMC : Ventilation Mécanique Contrôlée, ici Double Flux
Dispositif destiné { assurer le renouvellement de l’air dans un bâtiment. Couplée
{ un échangeur thermique, une VMC double flux permet de chauffer l’air entrant
en hiver et de le rafraichir l’été grâce { l’air sortant du bâtiment.
CPL : Courant Porteur en Ligne
Technologie permettant le transfert d’informations via le réseau électrique grâce
{ des techniques de modulation de fréquence. C’est une alternative aux câbles et
au Wifi.
Web Service : Programme informatique permettant l’échange de données et la communication
par internet ou intranet (réseau informatique local)
Anémomètre : Sonde permettant de mesurer la vitesse et la direction du vent
HTTP : HyperText Transfer Protocol
Protocole de communication de type client-serveur. La couche de transport est le
protocole TCP.
XML : Extensible Markup Langage
Langage informatique de balisage numérique permettant de transférer des
données dans des champs de type arborescents.
API : Automate Programmable Industriel
Dispositif électronique programmable structuré autour d’une unité de calcul et
composé de modules tels que des entrées et sorties analogiques et numériques et
des modules de communication (bus de terrain ModBus et LonWorks)
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Sondes Oregon Scientific,
RFXMeter et X10
RFXCOM
Serveur Web
WS
REST
Client Web
Bande radio
433 MHz
Socket
Requête HTTP
Format XML
Annexe 1 : Diagramme UML des composants (équipements 433 MHz)
Salomé BENSLAMA 3 Mai-30 Juillet 2010 Page | 30
Annexe 2 : Diagramme UML des classes (équipements 433 MHz)
Salomé BENSLAMA 3 Mai-30 Juillet 2010 Page | 31
Sondes
Serveur Web WS
REST
Client Web
Connexion analogique
ou numérique
Client OPC
Requête HTTP
Format XML
Automates programmables
Matrikon Data Manager
Annexe 3 : Diagramme UML des composants (Gestion Technique du Bâtiment)
Salomé BENSLAMA 3 Mai-30 Juillet 2010 Page | 32
Annexe 4 : Diagramme UML des classes (Gestion Technique du Bâtiment)
Salomé BENSLAMA 3 Mai-30 Juillet 2010 Page | 33
Wattmètres
Récepteur Zigbee
Emission
Zigbee
Serveur Web
WS
REST
Client Web
Protocole
Zigbee
Port Série émulé
sur USB
Requête HTTP
Format XML
Annexe 5 : Diagramme UML des composants (équipements Zigbee)
Salomé BENSLAMA 3 Mai-30 Juillet 2010 Page | 34
Annexe 6 : Diagramme UML des classes (équipements Zigbee)
Salomé BENSLAMA 3 Mai-30 Juillet 2010 Page | 35
Annexe 7 : Déroulement du stage (3 Mai 2010 – 30 Juillet 2010)