ETUDE CONCEPTION ET REALISATION D’UNE PLATEFORME POUR LES OBJETS CONNECTES

Les besoins en eau des plantes

Les plantes contiennent des proportions variables d’eau. Celle-ci peut constituer jusqu’à 90 % de leur masse. Chez les plantes, l’eau permet d’assurer la respiration, la photosynthèse, la circulation des éléments nutritifs, la survie et la croissance. Les racines puisent l’eau dans le sol, ou dans l’air dans certains cas. L’eau entre en jeu dans le phénomène d’évapotranspiration. Cependant certaines plantessont plus sensibles que d’autres à l’excès d’eau qui asphyxie les racines et préféreront des sols bien drainés, où l’eau ne stagne pas en surface. Concernant aussi le besoin en eau, plus précisément à l’humidité de l’air les plantes vertes sont souvent des plantes originaires de zones tropicales, dont la caractéristique est une atmosphère saturée en humidité. Elles supportent difficilement l’air sec : leur feuillage sèche, et elles sont plus sensibles aux attaques des insectes et les parasites.

Pollution atmosphérique

Les poussières et substances grasses qui encrassent les feuilles, freinent la photosynthèse tout en favorisant la colonisation de surface par des champignons ou bactéries épiphytes éventuellement pathogènes. Certaines substances véhiculées par l’atmosphère sont très nocives pour les végétaux celles-ci recouvrent les végétaux proches et si elles ne sont pas lavées par des pluies, ceux-ci n’ont plus assez de lumière et souffrent. Pour lutter contre les maladies, des pratiques préventives sont possibles dans certains cas :
• Éviter l’excès d’humidité par drainage ou un contrôle intelligent de l’irrigation,
• Éliminer des plantes malades, les débris,
• Éviter d’endommager les tissus végétaux,
• Désinfecter les semences
• Désinfecter le matériel
• Désinfecter le sol par traitement et solarisation,
• Choisir des variétés résistantes.
Ainsi sont les besoins des plantes, pour pouvoir les satisfaire et les contrôler l’utilisation de la serre est une méthode très productive.

Fonctionnement de l’IoT

L’Internet of Things (IoT) permet l’interconnexion des différents objets via l’Internet. Mais lier un objet ou un lieu à Internet est un processus plus complexe que la liaison de deux pages Web. L’Internet des objets exige sept composants :
• Une étiquette physique ou virtuelle pour identifier les objets et les lieux. Quelques systèmes d’étiquetage sont décrits ci-après. Pour permettre aux étiquettes physiques plus petites d’être localisées elles doivent être embarquées dans des marqueurs visuels.
• Un moyen de lire les étiquettes physiques, ou de localiser les étiquettes virtuelles.
• Un dispositif mobile tel qu’un téléphone cellulaire, un assistant personnel ou un ordinateur portable.
• Un logiciel additionnel pour le dispositif mobile.
• Un réseau sans fil de type 2G, 3G ou 4G afin de permettre la communication entre le dispositif portable et le serveur contenant l’information liée à l’objet étiqueté.
• L’information sur chaque objet lié. Cette information peut être contenue dans les pages existantes du Web, les bases de données comportant des informations.
• Un affichage pour regarder l’information sur l’objet lié. À l’heure actuelle, on peut utiliser par exemple un téléphone mobile.
• Capteurs : les capteurs recueillis des informations présentes dans l’environnement pour enrichir les fonctionnalités du dispositif. Par exemple : Luxmètre, capteur de proximité, thermomètre, hydromètre, Accéléromètre, gyroscope.

Platform as a Service (PaaS)

Il s’agit des plateformes du Cloud, regroupant principalement les serveurs mutualisés et leurs systèmes d’exploitation. En plus de pouvoir délivrer des logiciels en mode SaaS, le PaaS dispose d’environnements spécialisés au développement comprenant les langages, les outils et les modules nécessaires. L’avantage du PaaS est que ces environnements sont hébergés par un prestataire basé à l’extérieur de l’entreprise ce qui permet de ne disposer d’aucune infrastructure et de personnel de maintenance et donc de pouvoir se consacrer au développement. Les autres avantages sont : l’automatisation du déploiement, l’entreprise n’a plus besoins de logiciel supplémentaire à acheter ou à installer. Les inconvénients sont : la limitation à une ou deux technologies depuis les fournisseurs (ex. : Python ou Java pour Google AppEngine, .NET pour Microsoft Azure, propriétaire pour force.com). Dans ce service aussi, l’entreprise aussi n’a pas de contrôle des machines virtuelles sous-jacentes. Ce qui fait que ce type de service convient uniquement aux applications Web. Les cibles sont les développeurs. GoogleApp Engine est le principal acteur proposant ce genre d’infrastructures. Pour le service Paas : l’application, les données et les logiciels de bases sont à la responsabilité de l’entreprise. Du niveau système d’exploitation aux restes, c’est la responsabilité du fournisseur.

L’accroissement de la puissance de calcul des processeurs

Celle-ci continuera de doubler tous les 18 mois. La loi de Moore reste valide et l’apparition de processeurs quantiques pourrait même en accélérer la vitesse de progression. La miniaturisation de l’ensemble de ces éléments. Des processeurs de la taille miniature (1x1x1 mm) incluant une cellule solaire, une batterie fine comme un film, de la mémoire, un capteur de pression, un élément radio sans fil et une antenne, animent désormais les objets. Des caméras de taille très petit et avec une résolution de 250×250 pixels sont déjà disponibles. Des capteurs miniatures collectent et transmettent des informations sur la température, la pression ou le mouvement.

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Table des matières

INTRODUCTION GENERALE
Chapitre I : LA SERRE ET LA PLANTE
1.1. Les plantes
1.1.1. Définition
1.1.2. Les besoins des plantes
1.1.3. Problème lié à l’inconfort de l’environnement
1.2. La serre
1.2.1. Définition
1.2.2. Classification des serres
1.2.3. Fonction et principe d’utilisation
CHAPITRE II : L’INTERNET DES OBJETS
2.1. L’Internet of Things (IoT)
2.1.1. Définition de l’IoT
2.1.2. Fonctionnement de l’IoT
2.1.3. Les standards techniques de l’IoT
2.1.4. Infrastructure d’une solution connectée
2.2. Le Cloud Computing
2.2.1. Définition
2.2.2. Les principes du Cloud
2.3. Les différents types de service du Cloud
2.4. Les raisons du choix de l’IoT pour la serre
Chapitre III : PRESENTATION DE LA SERRE
3.1. Cahier des charges du projet de serre automatisée connectée
3.1.1. Objectifs
3.1.2. Description
3.1.3. Besoins fonctionnels
3.1.4. Besoins non fonctionnels
3.2. Le système électronique
3.2.1. La base du système : un nano-ordinateur Raspberry Pi
3.2.2. Capteurs de température et d’humidité
3.2.3. Interrupteur commandable : une carte relais
3.2.4. Une pompe électrique
3.2.5. Système de ventilation
3.2.6. La plateforme Cloud : HEROKU
3.3. Les applications WEB
3.3.1. Avantages des applications WEB
3.3.2. Les technologies utilisées pour l’application WEB
3.4. Les protocoles de communication
Chapitre IV : REALISATION DU SYSTEME
4.1. Présentation du portail web pour la gestion de la serre
4.1.1. Description
4.1.2. Présentation des fonctionnalités
4.2 Présentation du prototype du système électronique
4.2.1 Le système électronique : Montages et programmes
4.2.2 Résultats obtenus d’un cas d’utilisation
CONCLUSION GENERALE
ANNEXE 1
ANNEXE 2
BIBLIOGRAPHIE