Pfe psi gribiss bouchta

Université Mohammed V
Ecole Nationale Supérieure d'Arts et Métiers - Rabat
Département Génie électrique
Pour l’obtention du diplôme de Master en Génie électrique
Réalisé par : GRIBISS BOUCHTA
Encadré par : Mr. MOURAD RAJI
Sous le thème
Contrôle et Commande d’un système à distance via
GSM
« Smart Traffic Signs »
Soutenue le 24 juillet 2020, devant le jury composé de :
 Mr N.ZIDANE, professeur à l’ENSAM de Rabat, (président)
 Mr W .RHALEM, professeur à l’ENSAM de Rabat,(examinateur)
bochta.gribiss.7
geeps_bochta b.gribiss@gmail.com
Geeps-bochta

Avenue de l'Armée Royale, Madinat Al Irfane 10100 B.P. 6207 Rabat-Instituts Rabat Maroc
Tél. : (+212) 5 37 56 40 62 - Fax : (+212) 5 37 56 40 76 – Site : http://ensam.um5s.ac.ma

Contrôle et Commande d’un système à distance via GSM « Smart Traffic Signs » PFE 2020
2 ENSAM Rabat
TABLE DES MATIERES
Introduction générale ................................................................................................................................................................................. 6
Chapitre 1 ................................................................................................................................................................................................... 8
.................................................................................................................................................................................................................... 8
I. Définitions................................................................................................................................................................................................9
II. Fonctions d'utilisation des panneaux intelligents ..................................................................................................................................10
1. Amélioration de la sécurité des transports ............................................................................................................................................11
2. Panneaux communicants pour aider les automobilistes........................................................................................................................12
3. Signalisations et informations................................................................................................................................................................13
III. Panneaux de signalisation solaire..........................................................................................................................................................14
Chapitre 2 ................................................................................................................................................................................................. 16
I. Contexte du Projet..................................................................................................................................................................................17
II. Présentation du cahier des charges .......................................................................................................................................................17
Chapitre 3 ................................................................................................................................................................................................. 19
I. Étude de la partie matérielle..................................................................................................................................................................20
1. Choix de la carteprogrammable.............................................................................................................................................................20
a. Carte RASPBERRY_PI ..............................................................................................................................................................................20
i. Spécifications techniques ........................................................................................................................................................................20
ii. Système d'exploitation ............................................................................................................................................................................21
iii. Boîtier.....................................................................................................................................................................................................21
b. Carte FPGA .............................................................................................................................................................................................24
c. Carte ARDUINO.......................................................................................................................................................................................27
2. Arduino Uno............................................................................................................................................................................................28
a. Caractéristiques ......................................................................................................................................................................................29
b. Alimentation...........................................................................................................................................................................................29
c. Mémoire.................................................................................................................................................................................................30
d. Entrées et sorties numériques.................................................................................................................................................................30
e. Broches analogiques ...............................................................................................................................................................................32
f. Autresbroches........................................................................................................................................................................................32
g. Communications.....................................................................................................................................................................................32
3. Pourquoi Arduino ? .................................................................................................................................................................................33
II. Choix des organes du système intelligent ..............................................................................................................................................35
1. L’Arduino GSM SIM800L..........................................................................................................................................................................35
1. Fonctionnalités......................................................................................................................................................................................35

3 ENSAM Rabat
b. LED clignotante......................................................................................................................................................................................36
3. Détails de la broche...............................................................................................................................................................................36
2. LEDS .......................................................................................................................................................................................................37
III. Étude de la partie logicielle....................................................................................................................................................................38
1. Plateforme de programmationArduino...................................................................................................................................................38
i. Présentation............................................................................................................................................................................................38
ii. Structure d’un programme enArduino....................................................................................................................................................40
2. Proteus ISIS.............................................................................................................................................................................................40
Chapitre 4 ................................................................................................................................................................................................. 41
I. Principe de la communication sans fil....................................................................................................................................................42
II. Étude des différents protocoles de communication...............................................................................................................................42
1. Zigbee.....................................................................................................................................................................................................42
2. Bluetooth................................................................................................................................................................................................43
3. Wifi.........................................................................................................................................................................................................43
4. Tableau récapitulatif...............................................................................................................................................................................44
5. GSM/GPRS/GPS.....................................................................................................................................................................................44
Chapitre 5 ................................................................................................................................................................................................. 46
I. Réalisation du système intelligent .........................................................................................................................................................47
II. Schéma et principe de fonctionnement du système...............................................................................................................................47
1. Schéma synoptique ................................................................................................................................................................................47
2. Principe de fonctionnement du système ................................................................................................................................................48
a. Brochage du module GSM SIM800L .................................................................................................................................................48
b. Câblage - Connexion du module GSM SIM800L à Arduino UNO .....................................................................................................49
3. Code Arduino Fonctionnalités ...............................................................................................................................................................52
a. La fonction SendMessage ......................................................................................................................................................................52
b. La fonction ReceiveMessage..................................................................................................................................................................52
c. Contrôle des Leds par SMS.....................................................................................................................................................................53
III. Simulation sur Proteus ISIS.....................................................................................................................................................................55
IV. Système sur plaque d’essai ....................................................................................................................................................................55
Annexes .................................................................................................................................................................................................... 57
Bibliographie............................................................................................................................................................................................. 58

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LISTE DES FIGURES
Figure 1:Alimentation d’une carte arduino par un panneau solaire ---------------------------------------------------------------- 15
Figure 2 : Schéma globale du système intelligent -------------------------------------------------------------------------------------- 18
Figure 3: Raspberry_Pi ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 20
Figure 4: Interface graphique du Raspbian---------------------------------------------------------------------------------------------- 21
Figure 5 : exemple de boitier de Raspberry PI------------------------------------------------------------------------------------------ 24
Figure 6: Description de l’architecture générique d’un FPGA------------------------------------------------------------------------ 24
Figure 7: Structure d’une cellule logique------------------------------------------------------------------------------------------------- 25
Figure 8 : Processus de programmation d’une carte FPGA --------------------------------------------------------------------------- 26
Figure 9: Exemples des cartes Arduino -------------------------------------------------------------------------------------------------- 28
Figure 10: Arduino Uno --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 29
Figure 11 : Arduino GSM SIM800L-------------------------------------------------------------------------------------------------------- 35
Figure 12 : GSM SIM800L------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 36
Figure 13 : LEDS------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 37
Figure 14: Arduino Uno --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 38
Figure 15: Interface de la plateforme Arduino------------------------------------------------------------------------------------------ 39
Figure 16: Barre de boutons Arduino-------------------------------------------------------------------------------------------------- 39
Figure 17: HyperTerminal de l’Arduino (Moniteur Série)---------------------------------------------------------------------------- 39
Figure 18 : Structure d’un programme en Arduino ------------------------------------------------------------------------------------ 40
Figure 19: panneaux routiers avec leds-------------------------------------------------------------------------------------------------- 47
Figure 20: Schéma électrique du système ----------------------------------------------------------------------------------------------- 47
Figure 21: Brochage module GSM SIM800L--------------------------------------------------------------------------------------------- 48
Figure 22: Schéma d’une diode ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 49
Figure 23: câblage module GSM SIM800L à l’Arduino--------------------------------------------------------------------------------- 50
Figure 24: page du codage arduino ------------------------------------------------------------------------------------------------------- 50
Figure 25: Moniteur série------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 51
Figure 26: Commandes AT de base sur le module GSM SIM800L ------------------------------------------------------------------- 52
Figure 27:La fonction sendmessage ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 52
Figure 28: La fonction receivemessage------------------------------------------------------------------------------------------------ 53
Figure 29:Montage de simulation sur fritzi------------------------------------------------------------------------------------------ 53
Figure 30: La fonction readmessage---------------------------------------------------------------------------------------------------- 54
Figure 31: Envoyer des SMS avec SIM900D dans Proteus ISIS ------------------------------------------------------------------ 55
Figure 32:Realisation sur plaque d'essai --------------------------------------------------------------------------------------------- 55

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LISTE DES TABLEAUX
Tableau 1: Présentation des caractéristiques de la carte Arduino Uno ------------------------------------------------------------ 29
Tableau 2: Présentation des broches d’alimentation de la carte Arduino Uno --------------------------------------------------- 30
Tableau 3 : Différentes broches entrées/sorties numériques ----------------------------------------------------------------------- 32
Tableau 4: Comparaison entre les différents protocoles ----------------------------------------------------------------------------- 44
LISTE DES ANNEXES
Annexe 1 : Brochage de la carte Arduino Méga 2560.......................................................................................................................................57

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Introduction générale
De nos jours nous assistons à une forte évolution de la technologie, plus particulièrement dans le
domaine de la communication notamment les « smartphones ». Cet outil nous apporte beaucoup plus
de fonctionnalité, en dehors de son utilisation pour les appels téléphoniques. On peut les utilisés pour
renforcer notre sécurité et notre confort de près comme à une petite ou grande distance via Wifi,
Bluetooth qui sont déjà intégrés dans le smartphone ou un Module GSM. Actuellement le réseau GSM
compte des millions d’usagers. Ceci donne la possibilité via l’envoi et la réception des SMS de
commander et contrôler un système/processus quelconque. Sur ce, l’objet de notre mémoire est de
commander et contrôler (panneaux de signalisations) routières d’une structure publique par
smartphone via GSM. Il assure différentes fonctions :
- Signalisations et informations, Le panneau de signalisation est un dispositif de signalisation
routier électronique lumineux. Il existe sous plusieurs formes, comme l’affichage de la vitesse, les
indications diverses (obligation, danger, interdiction). Le panneau de signalisation lumineux peut
aussi être un PMV (affichage de messages) commandé par Wifi, Bluetooth ou GSM. Leur déploiement
prend de l’importance du fait de la baisse des prix. Il s’intègre dans un système de gestion de la route
connecté et intelligent. Les pouvoirs publics s’appuient sur cette technologie active pour renforcer la
sécurité. C’est un outil innovant qui contribue à résoudre les problématiques routières actuelles. Les
différents types d’usagers (voitures, vélos, trottinettes, piétons) multiplient les risques d’accident.
- Communication, Le projet PSI1 concerne plus particulièrement la mise en œuvre d’un système de
communication au sein de l’infrastructure routière, permettant de fournir aux automobilistes, aux
piétons et aux usagers des transports collectifs de nouveaux services interactifs.
- Sécurité, en outre, un autre but essentiel de l’application des technologies d’information aux
circulations est la protection des individus. Cela est rendu possible par des systèmes capables
d'atténuer ou de réduire les situations potentiellement dangereuses qui menacent la sécurité des
personnes.
Notre mission porte sur la réalisation d’un contrôleur intelligent permettant de piloter les panneaux de
signalisation par smartphone via GSM. Les objectifs de notre projet peuvent être divisés essentiellement
selon les axes suivants qu’on va aborder sous des chapitres.
1Panneau de Signalisation Intelligent

7 ENSAM Rabat
D’abord, on va commencer avec une présentation générale de la PSI ainsi ses secteurs d’application et
les différents types de technologies utilisées.
Le second chapitre est dédiée à la description du projet ; sa planification, la présentation du cahier des
charges et les enjeux envisagés de notre système PSI.
Le troisième chapitre est consacré à la description de la partie matérielle du projet, en identifiant le
choix du cœur du système PSI, par la suite on va se mettre d’accord sur la carte Arduino Uno vu ses
performances techniques intéressantes. D’autre part, on va développer les organes constituant le
système PSI. Par la suite on va énumérer les outils informatiques utilisés lors de la réalisation du projet.
Dans le quatrième chapitre, on va citer les différents protocoles de communication RF2 ainsi notre choix
appuie (le protocole GSM).
Finalement, nous détaillerons les phases de la mise en place du système PSI, sa construction et les
esquisses décrivant le raisonnement du programme de commande implémenté sur la carte Arduino.
2Short for Radio-Frequency

8 ENSAM Rabat
Chapitre 1
C’est quoi le PSI

9 ENSAM Rabat
I. Définitions
Avant de s’immerger dans notre projet, on va tout d’abord s’intéresser à définir clairement le système
PSI,
Depuis l’Empire romain, des panneaux de signalisation sont placés au bord de la chaussée afin d’aider
les « voyageurs » le long de leur trajet. Ils se sont répandus en France dès le XIXe siècle et ont connus
une première tentative d’uniformisation à l’échelle mondiale en 1909, lors de la Conférence
internationale de Genève.
Aujourd’hui, ils sont plus de 600 panneaux routiers répertoriés dans le Code de la route 2019 ! Tous les
ans, les pouvoirs publics proposent d’en modifier certains ou d’en créer de nouveaux. Histoire,
longévité, innovation… Vous allez tout savoir sur les panneaux routiers !
NOUVELLE SIGNALISATION ROUTIÈRE CONNECTÉE 
Vous avez certainement déjà croisé des nouveaux panneaux routiers dits « intelligents », vous montrant
un « smiley » joyeux ou grimaçant, en fonction de votre vitesse. Des capteurs calculent votre allure et
envoient l’information à ce panneau numérique, qui émet un sourire (si vous roulez sous la limitation
autorisée). Dans le cas contraire, vous héritez d’un visage mécontent. Ces panneaux, largement
répandus, jouent un rôle éducatif sur le respect des limitations de vitesse.
Mais les nouvelles technologies ne s’arrêtent pas à ces quelques diodes luminescentes ! Une entreprise
américaine a développé un concept inédit permettant de rendre le panneau de circulation encore plus
« intelligent ». Vous êtes un piéton au bord de la route et vous souhaitez savoir où se situe le restaurant

10 ENSAM Rabat
le plus proche ? Grâce à une tablette située en bas du mobilier urbain connecté, vous sélectionnez la
catégorie « Restaurants », et le support numérique, composé de trois écrans LED, pivotant à 360°,
tourne pour vous indiquer la direction.[1
Ce système est en train d’être développé pour les automobilistes. Ces derniers pourront « twitter » à
proximité du panneau routier en précisant leur type de recherche.
Avec l’arrivée de la 5G en 2020, les panneaux routiers du Code de la route ont encore un bel avenir
devant eux et devraient continuer à nous surprendre !
Un feu rouge à l’entrée des autoroutes : bientôt dans le
Code de la route ?
Depuis plusieurs années déjà, des feux rouges sont
installés à l’entrée de certaines autoroutes. Mais en 2018,
ils se généralisent dans la région Ile-de-France,
notamment sur l’A4, l’A6 et l’A86.
Le principe est simple : le feu tricolore « intelligent » est placé à l’entrée de l’autoroute, au niveau de la
bretelle d’engagement. Grâce à des capteurs, il s’active lorsque la circulation est trop dense dans le but
de réguler le trafic.
La Dirif (Direction des routes d’Ile-de-France) a déjà présenté ses premiers résultats de la mise en place
de ces feux.
Le temps de trajet serait diminué de 15 % et la vitesse moyenne augmenterait de 10 km/h.
Enfin, ce nouveau feu de circulation « intelligent » réduirait de 20 % le risque d’accidents et de 30 % les
émissions polluantes.[2
II. Fonctions d'utilisation des panneaux intelligents
Les services offerts par les panneaux intelligents couvrent 3 fonctions principaux :
 Amélioration de la sécurité et de l'efficacité des transports terrestres.
 Créer un réseau de panneaux communicants pour aider les automobilistes d’appréhender les
situations dangereuses.
 Faciliter la tâche de communication entre l’utilisateur (policier rond-point} et les panneaux, donc
l’économie d’énergie et le temps grâce à la réactivité intelligente.

11 ENSAM Rabat
1. Amélioration de la sécurité des transports
Au Maroc, plus de 3400 morts par an sont dus aux accidents de la route. Ce chiffre est toutefois en baisse
constante depuis plusieurs années, grâce à la prise de conscience des automobilistes, mais aussi à des
solutions technologiques innovantes pour l’amélioration de la sécurité et de l’efficacité des transports
terrestres. Le projet PSI concerne plus particulièrement la mise en œuvre d’un système de
communication au sein de l’infrastructure routière, permettant de fournir aux automobilistes, aux
piétons et aux usagers des transports collectifs de nouveaux services interactifs. Afin de fluidifier la
circulation et d’éviter des accidents, différentes informations peuvent être diffusées en temps réel aux
automobilistes. Pour cela, le système PSI utilise les panneaux de signalisation placés à chaque carrefour
pour les faire communiquer entre eux et avec les véhicules. De plus, l’information peut être transmise
de chaque carrefour aux carrefours voisins.

12 ENSAM Rabat
2. Panneaux communicants pour aider les automobilistes
Les panneaux de rue feront bientôt figure de survivance du passé dans la ville intelligente. Coulés dans
le béton, ils dirigent aujourd'hui les automobilistes et les piétons vers des points fixes et doivent être
changés au moindre aménagement de quartier ou masqués lors de travaux de rénovation. Dans la smart
city, la signalétique s'interconnecte à son environnement et s'adapte en permanence aux besoins de ses
habitants.
La signalétique intelligente donne, par ailleurs, un coup de vieux aux feux rouges, en voie d'obsolescence
programmée. Ne tenant pas compte de l'état de la circulation, un feu tricolore immobilise la même durée un
automobiliste le matin, à l'heure de partir au travail, que tard le soir, de retour chez lui. La synchronisation en
temps réel des feux de signalisation permet de réguler le trafic routier et de
réduire significativement les situations d’engorgement. Une signalisation
intelligente tient aussi compte de conditions inhabituelles comme des travaux.
Dans le cas d'un accident de la route, elle facilitera l'accès aux services
d’urgence.

13 ENSAM Rabat
3. Signalisations et informations
Le panneau de signalisation est un dispositif de signalisation routier électronique lumineux. Il
existe sous plusieurs formes, comme l’affichage de la vitesse, les indications diverses (obligation,
danger, interdiction). Le panneau de signalisation lumineux peut aussi être un affichage de
messages commandé par Wifi, Bluetooth ou GSM. Leur déploiement prend de l’importance du fait
de la baisse des prix. Il s’intègre dans un système de gestion de la route connecté et intelligent. Les
pouvoirs publics s’appuient sur cette technologie active pour renforcer la sécurité. C’est un outil
innovant qui contribue à résoudre les problématiques routières actuelles. Les différents types
d’usagers (voitures, vélos, trottinettes, piétons) multiplient les risques d’accident.
L'un des buts de la signalisation routière consiste justement à permettre aux usagers de s'adapter
aux diverses situations de la route.
La dernière décennie a changé la donne pour l'industrie automobile avec la montée en puissance
des véhicules et leurs fabricants. Maintenant, la technologie de la ville intelligente a ouvert une
autre possibilité pour se connecter et communiquer à distance avec les véhicules sur la route. Voici
quelques-unes des meilleures technologies à la fois une conduite autonome et une infrastructure
intelligente qui ouvrent la voie à l'avenir.
 Communication véhicule-infrastructure (V2I): ce type de communication fait référence à
la communication sans fil échange de connaissances entre les véhicules et les infrastructures
routières. Activé par un système de matériel, logiciel et code informatique, la communication
V2I est souvent sans fil et bidirectionnelle, ce qui signifie que des éléments d'infrastructure
tels que des marquages de voie, des panneaux de signalisation routière et des feux de
circulation peuvent fournir sans fil informations au véhicule, et vice versa. Avec tant de
connaissances capturées et partagées, riches, des informations en temps opportun peuvent
être utilisées pour permettre un large éventail de sécurité, de mobilité et de protection de
l'environnement.
 Communication de véhicule à réseau (V2N): les systèmes V2N connectent les véhicules au
réseau cellulaire l'infrastructure, et donc le cloud, afin que les conducteurs puissent profiter
des services embarqués comme le trafic mises à jour et streaming multimédia.[3

14 ENSAM Rabat
III. Panneaux de signalisation solaire
Le panneau de signalisation solaire est un dispositif autonome. Il produit lui-même, sur place, sa
propre énergie pour assurer son fonctionnement. La recharge de ses batteries est effectuée par un
panneau solaire fixé au panneau. La plupart sont équipés de plusieurs batteries au lithium-ion. Elles
ont l’avantage d’avoir une durée de vie plus longue que les batteries au plomb. Elles sont plus
respectueuses de l’environnement, plus légères et moins encombrantes. La technologie lithium-ion
n’est pas touchée par l’effet mémoire. Il représente une avancée pour la sécurité sur les routes. En
effet, le panneau de signalisation photovoltaïque offre deux caractéristiques majeures innovantes.
Ce sont l’autonomie énergétique et l’utilisation
de dispositifs lumineux qui consomment peu.
Ceux-ci sont composés de diodes à leds rouges,
jaunes, ambre, blanches. Les batteries apportent
l’autonomie et le fonctionnement sans
discontinuité. Elles peuvent être stockées dans
un caisson au pied du poteau de fixation. Pour les
panneaux plus grands (type PMV), elles sont
souvent enterrées.
Aujourd'hui, nous allons essayer quelque chose de nouveau en nous éloignant des moyens
conventionnels d'alimenter l'Arduino, comme l'utilisation d'un câble d'alimentation / USB ou de
batteries. Nous expérimenterons une source d'énergie renouvelable de plus en plus populaire: la
lumière du soleil. Nous déterminerons de quelle taille de panneau solaire l'Arduino aura besoin, ainsi
que comment nous pouvons en utiliser un comme source d'énergie pratique et écologique .
Arduino Uno avec lequel nous travaillons aujourd'hui fonctionne à 3,3-5 V, il faudra donc une
alimentation constante qui ne depasse pas 5V à partir du panneau solaire.
Nos spécifications de panneaux solaires sont les suivantes: Puissance maximale (Pmax): 1000mw /
Tension en circuit ouvert (OCV): 12,7V / Tension maximale du point de puissance (Vmpp): 11,5V /
Courant de court-circuit (Isc): 100mA / Courant maximal du point de puissance (Impp): 85 mA. Pmax
(1000mw) = Vmpp (11,5V) * Impp (85mA), donc la tension du panneau solaire (11,5V au maximum)
est un peu plus élevée que celle de 5V de l'Arduino. Le fournir à ce taux élevé peut l’endommager

15 ENSAM Rabat
l'Arduino, nous devons donc réguler notre sortie.
la quantité de lumière que le panneau solaire reçoit du
soleil détermine sa tension de sortie, nous devrons
utiliser un régulateur de tension à 3 broches afin de
fournir un 5V constant à l'Arduino. Alors que le nom
«régulateur de tension à 3 broches» c'est juste une
partie simple utilisée pour convertir n'importe quelle
entrée de tension en une sortie de tension fixe
prédéfinie. Il est parfait pour des travaux comme celui-
ci où nous ne serions pas en mesure de fournir une tension fixe autrement.
L'utilisation du régulateur de tension LM1117MPX-5.0/NOPB est simple. Les
trois broches sont pour IN / GND / OUT, donc tout ce que vous avez à faire est
de câbler à la fois l'entrée (panneau solaire + broche) et la sortie (Arduino Vcc)
afin d'obtenir l'alimentation du panneau solaire pour passer par le régulateur
et à l'Arduino à un taux fixe.
Figure 1:Alimentation d’une carte arduino par un panneau solaire

16 ENSAM Rabat
Chapitre 2
Description du Projet

17 ENSAM Rabat
I. Contexte du Projet
L'évolution de la technologie et du mode de vie nous permet aujourd'hui de prévoir des routes de
circulation mieux adaptés, tant en nouvelle construction qu'en rénovation. Nous devons ces nouvelles
possibilités principalement aux progrès réalisés en électronique et à la nouvelle conception des réseaux
de communication.
Le système intelligent ouvre non seulement de nouvelles possibilités dans le domaine de
l'automatisation de circulation, mais constitue aussi et surtout un moyen offert aux responsables du
domaine de contrôler et de gérer ses réseaux. Grâce à cette nouvelle technologie, Police de la circulation
sera à même de mieux gérer son milieu de travail sur le plan de la sécurité, du confort, des
communications et des applications routières.
Notre mission consiste à faire la conception d’un panneau intelligent didactique composés de LEDs
allumées lorsque les conditions le requièrent, ces signaux d’Affectation de Voies
à LEDs dédiés à l’information aux usagers et à la gestion du trafic, ainsi les signaux d’affectation de voies
peuvent afficher plusieurs messages.
II. Présentation du cahier des charges
Nous avons fixé notre cahier des charges du projet dont les points suivants seront recouverts :
 D’abord on doit simuler le panneau routier par trois leds électroluminescentes réaliser surterrain.
 Établir les fonctions suivantes :
o Comprendre le principe de fonctionnement de la carte de développement Arduino : son
langage de programmation.
o Comprendre le principe de fonctionnement du Module GSM : comment se fait l’envoi et la
lecture d’un SMS ?
o Réaliser un programme capable d’exécuter une action entre un smartphone, un Module GSM et
une carte Arduino en expliquant les différents blocs.
o Commander à distance un réseau des panneaux routières publiques.
 La commande des panneaux du système intelligent sera faite par la liaison GSM via un smart
phone et une carte de commande Arduino.

18 ENSAM Rabat
Le schéma synoptique suivant va nous permettre de mieux comprendre le fonctionnement global du
système étudié :
Figure 2 : Schéma globale du système intelligent
Les enjeux de notre projet seront donc bien clairs, on doit recouvrir les points suivants :
 Simuler un modèle didactique sur Proteus (Isis) et le réaliser sur maquette.
 Monter les différents composants à savoir les Leds, résistances,diodes..
 Développer un programme en langage C permettant au système de communiquer par réseau
GSM avec la carte Arduino, et ainsi permettre à un Smart phone de commander le système
intelligent.
 Créer le programme en langage C qui permet de contrôler les différents composants du système,
ce programme devra être implanté dans le programme principal.
 Créer l’interface Web en HTML (provisoire) sur laquelle figurera les liens permettant de
commander le système intelligent, il faudra ensuite implanter cette interface dans le
programmeprincipal.

19 ENSAM Rabat
Chapitre 3
Étude de la partie matérielle et logicielle du projet

20 ENSAM Rabat
I. Étude de la partie matérielle
On va aborder dans cette partie les différents organes utilisés dans notre système intelligent.
1. Choix de la carteprogrammable
Dans cette partie nous avons cités les différents types de cartes programmables et ses caractéristiques
dont le but de sélectionner la plus optimale pour notre projet.
a. Carte RASPBERRY_PI
Le Raspberry PI rappelle quelque peu l'Arduino (on va l’aborder par la suite), un circuit imprimé dont
les plans sont publiés sous licence libre sur lequel se trouve un microcontrôleur programmable et
objet fétiche des partisans de l'open hardware.
Physiquement, il s'agit d'une carte mère seule avec un processeur ARM11 à 700 MHz. Elle inclut 1, 2
ou 4 ports USB, un port RJ45 et 256 Mo de mémoire vive pour le modèle d'origine (512 Mo sur les
dernières versions).
Figure 3: Raspberry_Pi
i. Spécifications techniques
Parmi ses caractéristiques matérielles, on cite :
 Taille : 85.60 mm × 53.98 mm ;
 Poids : 45 g ;
 Processeur : 700 MHz ARM1176JZF-S Core (ARM11) ;
 Système sur puce (Soc) : Broadcom BCM2835 ;
 Processeur graphique (GPU) : décodeur Broadcom VideoCore IV, API logicielle vidéo
OpenGL ES 2.0, MPEG-2 et VC-1, décodage vidéo 1080p30 h.264/MPEG-4 AVC ;
 Mémoire (SDRAM) : 256 Mo [Modèle A] ou 512 Mo [Modèle B] partagée avec le processeur
graphique ;
 Ports USB 2.0 : 1 [Modèle A] ou 2 [Modèle B] ;
 Sortie vidéo : RCA Composite (PAL et NTSC) et HDMI (rev 1.3 & 1.4)
 Sortie audio : 3.5 mm jack, HDMI

21 ENSAM Rabat
 Réseau : 1 port réseau Fast Ethernet (10/100 Mbits/s) sur le [Modèle B]] uniquement;
 Périphériques bas niveau : 8 × GPIO 1, UART, bus I²C, bus SPI ;
 Besoin en alimentation : 5 volt via MicroUSB ou GPIO 3; 300 mA (1.5 W) [Modèle A] ou 700 mA
(3.5 W) [Modèle B].[5
Même si à la base le Raspberry_PI est un gadget, il a suffisamment de capacités (512 Mo de mémoire,
circuit graphique BMC Videocore 4) et de sorties (ports USB, Ethernet) pour convenir à différentes
utilisations : serveur, pare-feu... Certains l'ont même transformé en Super Nitendo, en alarme, émetteur
radio FM, en liseur vocal de texte ou carrément en mini-hélicoptère.
Il pourrait convenir pour petite machine bureautique, mais même s'il permet de lire correctement des
vidéos, il est encore très utile dans les applications à distance.
ii. Système d'exploitation
La fondation Raspberry_PI recommande d'utiliser Raspbian, une distribution GNU/Linux optimisée
pour le matériel du Raspberry_PI (Raspbian est basée sur Debian).
D’autres distributions GNU/Linux ont été testées avec succès avec le Raspberry_PI. C'est le cas de
Slackware, Arch et Gentoo dans leur version destinée aux processeurs ARM. Red Hat recommande
d'utiliser Raspberry_PI, Fedora, Remix et les debianeux s'orienteront vers Raspbian.
Android fonctionne également sur le Raspberry_PI, tout comme FreeBSD et NetBSD.
Figure 4: Interface graphique du Raspbian
iii. Boîtier
Le Raspberry_PI étant une carte mère, elle est extrêmement légère et les câbles ne facilitent pas toujours
sa stabilisation. De plus, son exposition à l'air libre risque de l'abîmer.
3
General Purpose Input Output" ce que l'on traduirait par Entrée/sortie pour usage général

24 ENSAM Rabat
Il est donc conseillé d'avoir un boîtier pour la protéger. Il existe également de très nombreux boîtiers,
de différentes formes, en différents matériaux, sobres ou très artistiques...
Figure 5 : exemple de boitier de Raspberry PI
b. Carte FPGA
Les FPGA (Field Programmable Gate Arrays ou "réseaux logiques programmables") sont des composants
VLSI4 entièrement reconfigurables ce qui permet de les reprogrammer à volonté afin d'accélérer
notablement certaines phases de calculs.
Les FPGA sont des composants programmables par l’utilisateur et essentiellement constitués de trois
parties :
 Une matrice de blocs logiques configurables CLB (Configurable Logic Bloc).
 Des blocs d’entrée/sortie configurables.
 Un réseau d’interconnections programmables.
Figure 6: Description de l’architecture générique d’un FPGA
Il y a plusieurs constructeurs de composants FPGA tels que Actel, Xilinx et Altera. Ces constructeurs
utilisent différentes technologies pour la réalisation des FPGA. Parmi ces technologies, celles qui
4
Very Large Scale Integration

25 ENSAM Rabat
assurent une reprogrammation des FPGA sont les plus intéressantes étant donné qu’elles permettent
une grande flexibilité de conception.
Les différentes technologies reprogrammables des FPGA sont les suivantes :
 La technologie EPROM : Cette technologie utilise des transistors EPROM (Erasable
Programmable Read-Only Memory). Son principal désavantage est l’opération de
reconfiguration qui nécessite l’utilisation d’une source ultra-violette.
 La technologie EEPROM : Cette technologie utilise des transistors EEPROM (Electrically Erasable
Programmable Read-Only Memory). Par rapport à la technologie EPROM, elle présente
l’avantage de pouvoir être reprogrammée électriquement.
 La technologie Static Ram (SRAM) : Pour cette technologie, les connexions sont réalisées en
rendant les transistors passants. Cette technologie permet une reconfiguration rapide du circuit
FPGA. Cependant, son principal inconvénient est la surface nécessaire pour laSRAM.
 La technologie FLASH : Cette technologie est limitée en nombre de reconfigurations et possède
un temps de reconfiguration plus long par rapport à la technologie SRAM. Cependant, l’avantage
de cette technologie est qu’elle garde sa configuration même si l’alimentation est enlevée. Par
conséquent, un FPGA à base de technologie Flash déjà programmé est prêt à fonctionner dès sa
mise sous tension.
La figure suivante présente la structure d’une cellule logique d’un bloc logique configurable CLB de la
technologie Xilinx. Cette structure comporte une LUT (Look-up Table) de 4 bits qui permet de réaliser
n’importe quelle fonction combinatoire de quatre variables logiques.
Cette LUT peut être aussi configuré comme étant une mémoire RAM (16×1) ou un registre de décalage
de taille 16 bits. Elle comporte aussi un multiplexeur et une bascule D flip-flop avec toutes ses entrées
de contrôle (horloge, reset, enable).
Figure 7: Structure d’une cellule logique
De nos jours, les FPGA offrent la possibilité d’utiliser des blocs dédiés tels que les mémoires RAM, les
multiplieurs câblés, les interfaces PCI et les cœurs processeurs.

26 ENSAM Rabat
La conception des architectures de commande s’effectue en utilisant les outils CAO. La saisie est
effectuée graphiquement ou via un langage de description matériel de haut niveau, nommé également
langage HDL (Hardware Description Langage).
Deux langages HDL sont les plus couramment utilisés, à savoir le VHDL (Very High Speed Integrated
Hardware Description Langage) et le Verilog.
Ces deux langages sont standardisés et offrent au concepteur différents niveaux de description, et
surtout l’avantage d’être portables et compatibles avec toutes les technologies FPGA précédemment
introduites.
La figure suivante résume les différentes étapes de programmation d’un FPGA. Le synthétiseur des
outils CAO génère dans un premier temps une Netlist qui décrit la connectivité de l’architecture. Puis
l’outil de placement-routage place de façon optimale tous les composants et effectue le routage entre
les différentes cellules logiques.
Ces deux étapes permettent de générer un fichier de configuration à télécharger dans la mémoire de
configuration du FPGA. Ce fichier est appelé bitstream. Il peut être directement chargé sur FPGA à
partir d’un ordinateur hôte.
Figure 8 : Processus de programmation d’une carte FPGA
Ainsi, grâce aux caractéristiques propres des FPGA, il est possible de :

27 ENSAM Rabat
 Améliorer les performances de contrôle : La rapidité de calcul des FPGA permet une
augmentation de la bande passante des boucles de régulation et une meilleure résolution
temporelle.
 Implanter des algorithmes complexes : Avec l’avancement technologique, l’augmentation
d’intégration des composants FPGA ne cesse d’augmenter. De nos jours, la densité des
composants FPGA peut atteindre l’équivalent de 10 millions de portes logiques avec des
fréquences de commutation de l’ordre de 500 MHz.
Ceci permet l’implantation d’algorithmes de contrôle complexes dans leur intégralité avec un
faible délai de temps de calcul.
 Réaliser des reconfigurations dynamiques : Le parallélisme inhérent des composants FPGA
offre la possibilité de faire tourner plusieurs algorithmes de commande en parallèle et de
reconfigurer entre eux selon des critères bien définis.
La reconfiguration dynamique entre les algorithmes de commande permet de sélectionner les
algorithmes appropriés selon les points de fonctionnements. Elle peut être utile aussi pour
assurer une continuité de fonctionnement en cas de défauts (capteurs, interrupteurs, …).
 Renforcer la confidentialité : L’architecture de contrôle implanté sur cible FPGA n’est pas
facilement duplicable.
On a eu l’occasion de faire des TPs sur ce type puissant de programmation et on a eu même acquérir pas
mal du savoir programmer et implémenter des algorithmes de base sur la carte FPGA SPARTAN3E de
NEXYS2 à savoir les compteurs, mémoire, diviseur de fréquence et l’implémentation d’une image.[5
c. Carte ARDUINO
Arduino est un circuit imprimé en matériel libre (dont les plans de la carte elle-même sont publiés en
licence libre mais dont certains composants sur la carte, comme le microcontrôleur par exemple, ne sont
pas en licence libre) sur lequel se trouve un microcontrôleur qui peut être programmé pour analyser et
produire des signaux électriques, de manière à effectuer des tâches très diverses (le contrôle à distance
des appareils ), le pilotage d’une machine d'un robot, etc.[6

28 ENSAM Rabat
Figure 9: Exemples des cartes Arduino
C’est une plate-forme de prototypage d'objets interactifs à usage créatif constituée d'une carte
électronique et d'un environnement de programmation, Cet environnement matériel et logiciel permet
à l'utilisateur de formuler ses projets par l'expérimentation directe avec l'aide de nombreuses
ressources disponibles en ligne.
La carte Arduino repose sur un circuit intégré (un mini-ordinateur appelé également microcontrôleur)
associée à des entrées et sorties qui permettent à l'utilisateur de brancher différents types d'éléments
externes :
 Côté entrées, des capteurs qui collectent des informations sur leur environnement comme la
variation de température via une sonde thermique, le mouvement via un détecteur de présence
ou un accéléromètre, le contact via un bouton-poussoir, etc.
 Côté sorties, des actionneurs qui agissent sur le monde physique telle une petite lampe qui
produit de la lumière, un moteur qui actionne un bras articulé, etc.
La plateforme Arduino se présente sur plusieurs séries à savoir : Arduino Nano, Arduino Lilypad,
Arduino DUE, Arduino Méga 2560 et Arduino UNO, qui sera le cœur de notre système intelligent. Dans
les annexes ont va développer les caractéristiques de ces types des cartes Arduino par contre dans cette
partie nous avons intéressés par la carte Arduino Uno.
2. Arduino Uno
Un des modèles les plus répandu de carte Arduino est l’Arduino UNO (voir Fig 9). C’est la première
version stable de carte Arduino. Elle possède toutes les fonctionnalités d’un microcontrôleur classique
en plus de sa simplicité d’utilisation. Elle utilise une puce ATmega328P (1) cadencée à 16 Mhz. Elle
possède 32 ko de mémoire flash destinée à recevoir le programme, 2 ko de SRAM (mémoire vive) et 1
ko d’EEPROM (mémoire morte destinée aux données). Elle offre 14 pins (broches) d’entrée/sortie
numérique (données acceptée 0 ou 1) (2) dont 6 pouvant générer des PWM (Pulse Width Modulation,
détaillé plus tard). Elle permet aussi de mesurer des grandeurs analogiques grâce à ces 6 entrées
analogiques (3). Chaque broche est capable de délivré un courant de 40 mA pour une tension de 5 V

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Figure 10: Arduino Uno
a. Caractéristiques
Parmi les caractéristiques de la carte Arduino Uno, on trouve :
Microcontrôleur ATmega328
Tension de fonctionnement 5V
Tension d’entrée (recommandé) 7-12V
Tension d'entrée (limite) 6-20V
Digital I/O Pins 14 (dont 6 fournissent sortie PWM)
Broches d'entrée analogiques 6 (utilisables en broches E/S numériques)
DC Courant par I/O Pin 40 mA
Courant DC pour 3,3 Pin 50 mA
Mémoire Flash 32 Ko (ATmega2560) dont 8 Kb utilisé par Boot Loader
SRAM 2 Kb(ATmega328)
EEPROM 1 Kb (ATmega328)
Fréquence d'horloge 16 MHz
Tableau 1: Présentation des caractéristiques de la carte Arduino Uno
b. Alimentation
L'Arduino Uno peut être alimentée via la connexion USB ou avec une alimentation externe. Dans le
premier cas, la source d'alimentation est automatiquement sélectionnée.
Externe (non-USB) alimentation peut provenir d’un adaptateur AC –DC ou batterie. L'adaptateur peut
être connecté en branchant une prise de centre positif de 2,1 mm dans le connecteur jack de la carte Les
fils en provenance d'un bloc de piles ou d'accus peuvent être insérés dans les connecteurs des broches
de la carte appelées GND (masse ou 0V) et Vin (Tension positive en entrée) du connecteur

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d'alimentation.
Le conseil d'administration peut fonctionner sur une alimentation externe de 6 à 20 volts. Si fourni avec
moins de 7V, cependant, la broche 5V peut fournir moins de 5 volts et le conseil d'administration peut
être instable. Si vous utilisez plus de 12V, le régulateur de tension peut surchauffer et endommager la
carte, il est donc fortement recommandé de bien respecter la plage idéale de tension de 7 à 12 volts.
Les broches d'alimentation sont les suivants :
Tableau 2: Présentation des broches d’alimentation de la carte Arduino Uno
c. Mémoire
La carte Arduino Uno à 32 Ko de mémoire FLASH pour stocker le programme (dont 0,5Ko également
utilisés par le bootloader5). Elle a également 2 ko de mémoire SRAM (volatile) et 1 Ko d'EEPROM (non
volatile - mémoire qui peut être lue à l'aide de la librairie EEPROM.h).
d. Entrées et sorties numériques
Chacune des 14 broches numériques de la carte Arduino Uno peut être utilisée soit comme une entrée
numérique, soit comme une sortie numérique, en utilisant les instructions pinMode ( ), digitalWrite ( ) et
digitalRead ( ) du langage Arduino. Ces broches fonctionnent en 5V.
5
Le bootloader est un programme préprogrammé une fois pour toute dans l'ATméga et qui permet la communication entre
l'ATmega et le logiciel Arduino via le port USB, notamment lors de chaque programmation de la carte.
Vin
La tension d'entrée positive lorsque la carte Arduino est utilisée avec une source de
tension externe (à distinguer du 5V de la connexion USB ou autre source 5V régulée).
On peut alimenter la carte à l'aide de cette broche, ou, si l'alimentation est fournie
par le jack d'alimentation, accéder à la tension d'alimentation sur cette broche.
5V
La tension régulée utilisée pour faire fonctionner le microcontrôleur et les autres
composants de la carte (pour info : les circuits électroniques numériques nécessitent
une tension d'alimentation parfaitement stable dite "tension régulée" obtenue à
l'aide d'un composant appelé un régulateur et qui est intégré à la carteArduino).
Le 5V régulé fourni par cette broche peut donc provenir soit de la tension
d'alimentation Vin via le régulateur de la carte, ou bien de la connexion USB(qui
fournit du 5V régulé) ou de tout autre source d'alimentation régulée.
3.3V
Une alimentation de 3.3V fournie par le circuit intégré FTDI (circuit intégré faisant
l'adaptation du signal entre le port USB de votre ordinateur et le port série de
l'ATmega) de la carte est disponible : ceci est intéressant pour certains circuits
externes nécessitent cette tension au lieu du 5V).
L'intensité maximale disponible sur cette broche est de 50mA.
GND Broche de masse (ou 0V)

31 ENSAM Rabat
Chaque broche peut fournir ou recevoir un maximum de 40mA d'intensité et dispose d'une résistance
interne de "rappel au plus" (pull-up) (déconnectée par défaut) de 20-50 KΩ. Cette résistance interne
s'active sur une broche en entrée à l'aide de l'instruction digitalWrite (broche, HIGH).
De plus, certaines broches ont des fonctions spécialisées :
Communication Série
 Port Série Serial 0 : 0 (RX) and 1 (TX) ;
 Port Série Serial 1: 19 (RX) and 18 (TX) ;
 Port Série Serial 2: 17 (RX) and 16 (TX) ;
 Port Série Serial 3: 15 (RX) and 14 (TX).
Utilisées pour recevoir (RX) et transmettre (TX) les données sérient de
niveau TTL.
Les broches 0 (RX) and 1 (TX) sont connectées aux broches
correspondantes du circuit intégré ATmega8U2 programmé en
convertisseur USB-vers-série de la carte, composant qui assure
l’interface entre les niveaux TTL et le port USB de l'ordinateur.
Interruptions Externes
 Broche 2 (interruption 0),
 Broche 3 (interruption 1),
Ces broches peuvent être configurées pour déclencher une interruption
sur une valeur basse, sur un front montant ou descendant, ou sur un
changement de valeur. (Voir l'instruction
attachInterrupt ( )).
Impulsion PWM (Largeur
d'impulsion modulée)
Broches 3, 5, 6, 9, 10, et 11 fournissent une impulsion PWM 8-bits à
l'aide de
l'instruction analogWrite ( ).
SPI (Interface Série
Périphérique)
 Broche 12 (MISO),
 Broche 11 (MOSI),
 Broche 13 (SCK),
 Broche 10 (SS).
 Ces broches supportent la communication SPI (Interface Série
Périphérique) disponible avec la librairie pour communication SPI.

32 ENSAM Rabat
 Les broches SPI sont également connectées sur le connecteur
ICSP qui est mécaniquement compatible avec les cartes Uno,
Duemilanove et Diecimila.
I2C
 Broche 4 (SDA),
 Broche 5 (SCL).
Supportent les communications de protocole I2C (ou interface TWI
(Two Wire Interface - Interface "2 fils"), disponible en utilisant la
librairie Wire/I2C (ou TWI-Two-Wire interface "2 fils").
Noter que ces broches n'ont pas le même emplacement que sur les
cartes Uno, Duemilanove ou Diecimila.
LED
Broche 13. Il y a une LED incluse dans la carte connectée à la
broche 13. Lorsque la broche est au niveau HAUT, la LED est allumée,
lorsque la broche est au niveau BAS, la LED est éteinte.
Tableau 3 : Différentes broches entrées/sorties numériques
e. Broches analogiques
La carte Arduino Uno dispose de 5 entrées analogiques, chacune pouvant fournir une mesure d'une
résolution de 10 bits (c-à-d sur 1024 niveaux soit de 0 à 1023) à l'aide de la très utile fonction
analogRead ( ) du langage Arduino. Par défaut, ces broches mesurent entre le 0V (valeur 0) et le 5V
(valeur 1023), mais il est possible de modifier la référence supérieure de la plage de mesure en utilisant
la broche AREF et l'instruction analogReference ( ) du langage Arduino.
Note : les broches analogiques peuvent être utilisées en tant que broches numériques.
f. Autres broches
Il y a deux autres broches disponibles sur la carte :
 AREF : Tension de référence pour les entrées analogiques (si différent du 5V). Utilisée avec
l'instruction analogReference ( ).
 RESET : Mettre cette broche au niveau BAS entraîne la réinitialisation (= le redémarrage) du
microcontrôleur. Typiquement, cette broche est utilisée pour ajouter un bouton de
réinitialisation sur le circuit qui bloque celui présent sur la carte.
g. Communications
La carte Arduino Uno dispose de toute une série de facilités pour communiquer avec un ordinateur, une
autre carte Arduino, ou avec d'autres microcontrôleurs.

33 ENSAM Rabat
Elle dispose de 4 UARTs (Universal Asynchronous Receiver Transmitter ou émetteur-récepteur
asynchrone universel en français) pour communication série de niveau TTL (5V) et qui est disponible
sur les broches 0 (RX) et 1 (TX).
Un circuit intégré ATmega8U2 sur la carte assure la connexion entre cette communication série de l'un
des ports série de la carte Uno vers le port USB de l'ordinateur qui apparaît comme un port COM virtuel
pour les logiciels de l'ordinateur.
Le code utilisé pour programmer l'ATmega8U2 utilise le driver standard USB COM, et aucun autre driver
externe n'est nécessaire. Cependant, sous Windows, un fichier.inf est requis.
Le logiciel Arduino inclut une fenêtre terminal série (ou moniteur série) sur l'ordinateur et qui permet
d'envoyer des textes simples depuis et vers la carte Arduino.
Les deux LEDs RX et TX sur la carte clignote lorsque les données sont transmises via le circuit intégré
ATmega8U2 utilisé en convertisseur USB-vers-série et la connexion USB vers l'ordinateur (mais pas
pour les communications série sur les broches 0 et 1).
Le code utilisé pour programmer l'ATmega8U2 utilise le driver standard USB COM, et aucun autre driver
externe n'est nécessaire. Cependant, sous Windows, un fichier.inf est requis.
Le logiciel Arduino inclut une fenêtre terminal série (ou moniteur série) sur l'ordinateur et qui permet
d'envoyer des textes simples depuis et vers la carte Arduino.
Les deux LEDs RX et TX sur la carte clignote lorsque les données sont transmises via le circuit intégré
ATmega8U2 utilisé en convertisseur USB-vers-série et la connexion USB vers l'ordinateur (mais pas
pour les communications série sur les broches 0 et 1).
L'ATmega328 supporte également la communication par protocole I2C (ou interface TWI (Two Wire
Interface - Interface "2 fils") et SPI (voir Table 2).[7
Vous trouvez dans les annexes le brochage complet de la carte Arduino Uno.
3. Pourquoi Arduino ?
Il y a de nombreux microcontrôleurs et de nombreuses plateformes basées sur des microcontrôleurs
disponibles pour l'électronique programmée et beaucoup d'autres qui offrent des fonctionnalités
comparables.
Tous ces outils prennent en charge les détails compliqués de la programmation des microcontrôleurs
et les intègrent dans une présentation facile à utiliser.

34 ENSAM Rabat
Dans les parties précédentes, on a développé quelques types de cartes programmables dont le but de
bien connaître ses caractéristiques et pour bien choisir la plus optimale pour notre situation.
On trouve que le système Arduino simplifie la façon de travailler avec les microcontrôleurs, tout en
offrant plusieurs avantages pour les enseignants, les étudiants et les amateurs intéressés par les autres
systèmes :
 Pas cher : les cartes Arduino sont relativement peu coûteuses comparativement aux autres
plateformes.
 Multi-plateforme : Le logiciel Arduino, écrit en Java, tourne sous les systèmes d'exploitation
Windows, Macintosh et Linux. La plupart des systèmes à microcontrôleurs sont limités à
Windows.
 Un environnement de programmation clair et simple : L’environnement de programmation
Arduino est facile à utiliser pour les débutants, tout en étant assez flexible pour que les
utilisateurs avancés puissent en tirer profit également. Pour les enseignants, il est basé sur
l'environnement de programmation Processing : les étudiants qui apprennent à programmer
dans cet environnement seront déjà familiarisés avec l'aspect du logicielArduino.
 Logiciel Open Source et extensible : Le logiciel Arduino et le langage Arduino sont publiés sous
licence open source, disponible pour être complété par des programmateurs expérimentés.
 Le langage peut être aussi étendu à l'aide de librairies C++, et les personnes qui veulent
comprendre les détails techniques peuvent reconstruire le passage du langage Arduino au
langage C pour microcontrôleur AVR sur lequel il est basé.
 Matériel Open source et extensible : Les cartes Arduino sont basés sur les microcontrôleurs
Atmel ATMEGA8, ATMEGA168, ATMEGA 328, etc.
Les schémas des modules sont publiés sous une licence Creative Commons, et les concepteurs de
circuits expérimentés peuvent réaliser leur propre version des cartes Arduino, en les complétant
et en les améliorant. Même les utilisateurs relativement inexpérimentés peuvent fabriquer la
version sur plaque d'essai de la carte Arduino, dans le but de comprendre comment elle
fonctionne et pour économiser de l'argent.
Pour ces raisons on a met notre choix sur l’Arduino et plus précisément sur l’Arduino Uno pour ses
fortes caractéristiques matérielles décrites la description précédente de la carte.

35 ENSAM Rabat
II. Choix des organes du système intelligent
1. L’Arduino GSM SIM800L
Le module GSM SIM800L est l’un des plus petits modules GSM du monde avec une taille de 2.2 cm x 1.8
cm. C’est un module puissant qui démarre automatiquement et recherche automatiquement le réseau. Il inclut
notamment le Bluetooth 3.0+EDR et la radio FM (récepteur uniquement). Il vous permettra d’échanger des SMS,
de passer des appels mais aussi, et c’est nouveau, de récupérer de la data en GPRS 2G+. Ainsi vous pourrez faire
transiter des données sur une très longue distance, si par exemple la radio FM ou le Bluetooth ne vous suffit plus.
Ce module nécessite une alimentation entre 3,4V et 4,4V. L’alimentation 5V de l’Arduino ne lui convient donc
pas. Pour contrer ce problème d’alimentation, on ajoute une diode 1N4007 entre le 5V de l’Arduino et le pin VCC
du SIM800L. Le SIM800L nécessite un pic de courant d’environ 2A. Le reste du branchement est détaillé ci-
dessous. La pin reset doit être relié au 3,3v de l’arduino. [8
Figure 11 : Arduino GSM SIM800L
C’est ce module qui nous permettra de contrôler et commander depuis notre smartphone le système partout
où il y’a un réseau GSM. L’utilisation du GSM SIM800L est plus pratique avec son antenne et sa compatibilité
avec Arduino UNO.
1. Fonctionnalités
 Quadri-bande 2G 850/900/1800/1900 MHz
 Recevez et passez des appels à l'aide des sorties haut-parleur et microphone
 Recevoir et envoyer des SMS
 Écoutez les émissions de radio FM
 Connectivité GPRS multi-slot class12: max. 85,6 kbps (téléchargement / téléchargement)
 Station mobile GPRS classe B
 Contrôlé par la commande AT (3GPP TS 27.007, 27.005 et commandes AT améliorées SIMCOM)
 Prend en charge l'horloge en temps réel
 Plage de tension de fonctionnement 3,4 V ~ 4,4 V
 Prend en charge A-GPS
 Faible consommation d'énergie, 1mA en mode veille
 Prise en charge de la carte Micro SIM[9

36 ENSAM Rabat
b. LED clignotante
Si l'alimentation du SIM800L est suffisante, la LED intégrée commence à clignoter en fonction de son
fonctionnement. Si la puissance n'est pas suffisante, il recevra un signal médiocre et recherchera le réseau tout
le temps (si vous recherchez toujours, ajustez légèrement le potentiomètre mais ne dépassez pas beaucoup de
4,7 V). La fréquence du clignotement indique ce qui suit:
 Chaque seconde: recherche d'un réseau.
 Toutes les trois secondes: connecté à un réseau.
 Deux fois par seconde: connecté via GPRS.
Remarque: le SIM800L accepte uniquement la 2G (pas de 4G)
3. Détails de la broche
À l'arrière du module, vous pouvez trouver les détails des broches imprimés dessus. Nous utiliserons 5 broches
pour nous connecter à Arduino pour un fonctionnement de base. Elles sont
NET - Broche d'antenne pour le module (type à ressort inclus). Vous pouvez utiliser une antenne externe via un
connecteur uFL disponible sur le module pour une meilleure réception du signal.
VCC - Alimentation 3,4V à 4,4V avec min 2 Amp. (LM2596 avec une entrée d'adaptateur 9 / 12V 1Amp et il doit
être ajusté à 4.2V recommandé).
RST - Réinitialiser
RXD - Récepteur du module - Logique 3,3 V (à connecter à la broche Arduino TX. Diviseur de tension
recommandé).
TXD - Émetteur du module (à connecter à la broche Arduino RX).
GND - Terre.
Figure 12 : GSM SIM800L

37 ENSAM Rabat
2. LEDS
Led (light-emitting diode),c’ est un dispositif opto-électronique capable d'émettre de la lumière
lorsqu’il est parcouru par un courant électrique
Figure 13 : LEDS

38 ENSAM Rabat
III. Étude de la partie logicielle
Cette partie est dédiée à la représentation des plateformes informatiques utilisées dans le
développement du système PSI.
1. Plateforme de programmation Arduino
i. Présentation
L’interface de l’IDE Arduino est plutôt simple, il offre une interface minimale et épurée pour développer
un programme sur les cartes Arduino. Il est doté d’un éditeur de code avec coloration syntaxique et
d’une barre d’outils rapide. Ce sont les deux éléments les plus importants de l’interface, c’est ceux que
l’on utilise le plus souvent. On retrouve aussi une barre de menus, plus classique qui est utilisé pour
accéder aux fonctions avancées de l’IDE. Enfin, une console affichant les résultats de la compilation du
code source, des opérations sur la carte, etc.[10
Figure 14: Arduino Uno
Le langage Arduino est inspiré de plusieurs langages. On retrouve notamment des similarités avec le C,
le C++, le Java et le Processing. Le langage impose une structure particulière typique de l’informatique
embarquée.
 La fonction « setup » contiendra toutes les opérations nécessaires à la configuration de la carte
(directions des entrées sorties, débits de communications série, etc.).
 La fonction « loop » elle, est exécutée en boucle après l’exécution de la fonction setup. Elle
continuera de boucler tant que la carte n’est pas mise hors tension, redémarrée (par le bouton
reset). Cette boucle est absolument nécessaire sur les microcontrôleurs étant donné qu’ils n’ont
pas de système d’exploitation.
En effet, si l’on omettait cette boucle, à la fin du code produit, il sera impossible de reprendre la
main sur la carte Arduino qui exécuterait alors du code aléatoire.

39 ENSAM Rabat
Figure 15: Interface de la plateforme Arduino
Figure 16: Barre de boutons Arduino
Le logiciel comprend aussi un moniteur série (équivalent à HyperTerminal) qui permet de d'afficher
des messages textes émis par la carte Arduino et d'envoyer des caractères vers la carte Arduino (en
phase de fonctionnement) :
Figure 17: HyperTerminal de l’Arduino (Moniteur Série)

40 ENSAM Rabat
ii. Structure d’un programme enArduino
Un programme utilisateur Arduino est une suite d’instructions élémentaires sous forme textuelle, ligne
par ligne. La carte lit puis effectue les instructions les unes après les autres, dans l’ordre défini par les
lignes de code. La structure d’écriture d’un programme sous Arduino est de la forme suivante :
Figure 18 : Structure d’un programme en Arduino
2. Proteus ISIS
Les premiers tests de simulation du système domotique sont faits sur Proteus ISIS, le logiciel fameux
des simulations des montages électroniques. En plus de sa capacité de simuler des montages à base de
microcontrôleur, il permet davantage de donner une idée sur la réalisation matérielle et la conception
des circuits imprimés.[11

41 ENSAM Rabat
Chapitre 4
Étude des protocoles de communication sans fil

42 ENSAM Rabat
Dans cette partie importante, on décrira la communication sans fil, des types dominants, des propriétés
caractérisant chacun des autres et on va terminer avec le choix du type convenable pour notre situation.
I. Principe de la communication sans fil
La communication sans fil utilise plutôt les ondes électromagnétiques pour transmettre des données
en utilisant l’air comme canal de transfert :
 L’émetteur applique une certaine variation de courant à son antenne.
 La variation de courant induit une onde électromagnétique.
 L’onde électromagnétique se propage à une vitesse proche de celle de la lumière dansl’air.
 Un courant électrique est induit dans l’antenne du récepteur par la variation de champs
magnétique.
 Le récepteur lit la variation de courant et l’interprète selon le protocole de communication.
II. Étude des différents protocoles de communication
Afin de révéler l’intérêt ou le choix du protocole GSM, nous allons présenter en plus de ce protocole
quelques protocoles sans fil notamment le protocole Wi-Fi, Bluetooth et le Zigbee.[12
1. Zigbee
Le nom Zigbee signifie « Zig Zag like a bee », c'est un protocole de haut niveau (au même titre que le
FTP, HTTP, etc.). Il permet à de petites radios de communiquer sur de faibles distances.
Ce protocole est utilisé dans des radios à consommation réduite. Il est basé sur la norme IEEE
802.15.4 pour les réseaux à dimension personnelle ou Wireless Personal Area Networks (WPANs).
Les spécifications de Zigbee 1.0 sont disponibles auprès des membres de la communauté
industrielle Zigbee Alliance. Bien que le protocole Zigbee soit apparu en 1988.
On retrouve ce protocole dans des environnements où la consommation est un critère des élections.
Il est ainsi très utilisé en domotique mais aussi dans les contrôles industriels, les applications
médicales, les détecteurs de fumée et d’intrusion...

43 ENSAM Rabat
À titre indicatif, certains nœuds Zigbee sont conçus pour fonctionner plusieurs mois en autonomie
complète grâce à une simple pile alcaline de 1,5 V.
Le but du développement de ce protocole est de proposer une liaison sur de courtes distances de façon
plus simple que les autres solutions actuelles (principalement le Bluetooth et Wifi).[13
2. Bluetooth
La technologie Bluetooth est beaucoup répandue dans le monde des télécommunications et dans les
appareils sans fil. Depuis quelque année, cette technologie a subi plusieurs modifications et
améliorations afin de percer le marché du monde industriel.
Cette technologie retint l’attention, car elle possède une excellente portée, une bonne vitesse de
transmission et plusieurs autres avantages.
La recherche n’a pas été très complexe, car l’information était facilement ainsi que le support technique
des exemples de programmation et des documents possédant les commandes de programmation entre
autres sont facilement accessible, La simplicité des commandes et le support (documentation et accès à
des professionnels) sont de très gros avantages.
La technologie Bluetooth possède d’autres atouts, puisqu’il fallait établir la communication à partir d’un
ordinateur portable, un Smart phone ou une Tablette et que toutes les nouvelles technologies sont
presque tous munis de cette technologie.[14
3. Wifi
Le Wi-Fi est une technologie de réseau informatique sans fil mise en place pour fonctionner en réseau
interne et, depuis, devenue un moyen d'accès à haut débit à Internet. Il est basé sur la norme IEEE
802.11 (ISO/CEI 8802 -11).
En pratique, pour un usage informatique du réseau Wi-Fi, il est nécessaire de disposer au minimum de
deux équipements Wi-Fi, par exemple un ordinateur, et un routeur ADSL.

44 ENSAM Rabat
4. Tableau récapitulatif
Nous résumons dans ce tableau une comparaison entre les différentes technologies :
Wifi Bluetooth Zigbee
Débit >100 Mb/s <3 Mb/s <250Kb/s
Portée ~300m ~100m
~1km (beaucoup plus grâce au maillage
réseau)
Autonomie Heures Jours Mois/années
Nbr. de nœuds 32 7 65 000 +
Besoin mémoire 1 Mb + 250 Kb + 4 – 32 Kb
IEEE 802.11. a/b/g/n draft 802.15.1 802.15.4
Tableau 4: Comparaison entre les différents protocoles
À la suite de cette recherche sur les technologies existantes, il fallait faire un choix très important pour
la communication sans fil de notre système intelligent.
Toutes les caractéristiques du protocole Zigbee sont bien adaptées aux systèmes embarqués. En effet,
le protocole Zigbee se distingue des autres protocoles par ses faibles besoins en mémoire, ce qu’est
favorable pour son implémentation.
De plus, il présente une durée de vie très importante qu’est de l’ordre de plusieurs années, ainsi qu’un
très large nombre de nœuds à supporter dans son réseau. Enfin, ce protocole convient parfaitement aux
applications nécessitant une faible vitesse de transfert de l’ordre de 250Kb/s.
Nous trouvons aussi que le Protocole Wifi est très intéressant vue de ses caractéristiques importantes
au niveau de portée, besoin mémoire ainsi son prix acceptable par rapport au Modules Xbee qui
travaillent avec le protocole Zigbee.
5. GSM/GPRS/GPS
Avec la popularisation du concept de l'Internet des objets (IoT), de plus en plus de gens veulent connaître et
fabriquer leur propre appareil IoT.
Le WiFi commun ne peut pas satisfaire les scénarios d'application mobile, tandis que le réseau émergeant NB-
IoT a une zone de couverture limitée , le réseau 2G/3G/4G le plus populaire devient donc l'un des meilleurs
choix à l'heure actuelle. DFRobot a mis à jour l'ancienne carte d'extension GSM / GPRS, en utilisant la même puce
SIM800L GSM / GPRS que Mobile, afin de fournir des liaisons IoT stables et fiables. L’utilisateur peut envoyer
des instructions AT via l'interface de communication UART, afin de passer un appel, d'envoyer un court message
et de réaliser l'acquisition de données à distance GPRS, etc.
La carte d'extension SIM800L GPRS / GSM est encapsulée par la norme Arduino et peut être connectée en
externe avec Arduino UNO , avec une interface TX & RX par cavalier. La communication peut être connectée par

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un port série souple pour un développement pratique.
 Principales caractéristiques du module GSM SIM800L
 Quadri-bande 850/900/1800 / 1900Mhz
 Tension de travail 3,5 ~ 4,2 V
 Dimensions 0.98 in x 0.91 in x 0.28 in (2.5 cm x 2.3 cm x 0.7 cm)
 Connectez-vous à n'importe quel réseau GSM mondial avec n'importe quelle carte SIM 2G .
 Envoyez et recevez des données GPRS (TCP / IP, HTTP, etc.).
 Interface de commande AT avec détection « baud automatique».
À la fin on a fixé notre choix sur le protocole GSM/GPRS pour notre système intelligent parmi les autres
protocoles.

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Chapitre 5
Phase de la réalisation du système PSI

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I. Réalisation du système intelligent
Après avoir fait, précédemment une description théorique sur les Dispositifs que nous allons utiliser, nous
proposons dans ce chapitre, la réalisation pratique du système de signalisation intelligent selon un cahier des
charges que nous avons mis au point.
L’application de cette commande est effectuée sur une structure publique qui compte un certain nombre de
services offerts au seul objectif qui est le confort d’utilisateur.
L’objectif de ce travail est de commander à distance via GSM les panneaux routières.
Figure 19: panneaux routiers avec leds
II. Schéma et principe de fonctionnement du système
1. Schéma synoptique
Le schéma électrique nous permettra de bien expliquer le principe de fonctionnement du système.
Figure 20: Schéma électrique du système

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2. Principe de fonctionnement du système
Le blindage Arduino GSM permet de contrôler la carte Arduino de plusieurs manières. Ce projet devrait vous
aider à apprendre et à comprendre comment utiliser la messagerie SMS simple pour contrôler la sortie de la
carte arduino. Le projet est réalisé pour un but de contrôler des panneaux signalétiques.
L'esquisse peut facilement être manipulée pour contrôler les Leds, les moteurs ou d'autres sorties de votre choix.
Le module SIM800L GSM / GPRS est un modem GSM miniature,
qui peut être intégré dans un grand nombre de projets IoT. Vous
pouvez utiliser ce module pour accomplir presque tout ce qu'un
téléphone portable normal peut faire ; SMS, passer ou recevoir
des appels téléphoniques, se connecter à Internet via GPRS, TCP
/ IP et plus encore ! Pour couronner le tout, le module prend en
charge le réseau quadri-bande GSM / GPRS, ce qui signifie qu'il
fonctionne à peu près partout dans le monde.
a. Brochage du module GSM SIM800L
Le module SIM800L dispose de 12 broches au total qui le connectent au monde extérieur. Les connexions sont
les suivantes :
Figure 21: Brochage module GSM SIM800L
NET :est une broche où vous pouvez souder l'antenne hélicoïdale fournie avec le module.
VCC :alimente le module. Cela peut aller de 3,4 V à 4,4 volts. N'oubliez pas que le connecter à une broche 5V
détruira probablement votre module ! Il ne fonctionne même pas sur 3,3 V ! Une source d'alimentation externe
comme une batterie Li-Po ou des convertisseurs abaisseurs DC-DC de 3,7 V 2A fonctionnerait.
RST(Resetest) :une broche de réinitialisation matérielle. Si vous avez absolument obtenu le module dans un
mauvais espace, tirez cette broche vers le bas pendant 100 ms pour effectuer une réinitialisation matérielle.
La broche RxD est utilisée pour la communication série.

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La broche TxD(émeteur est utilisée pour la communication série.
GND :est la broche de terre et doit être connectée à la broche GND sur l'Arduino.
La broche RING agit comme un indicateur de sonnerie. Il s'agit essentiellement de la broche de sortie «
interruption» du module. Il est par défaut élevé et clignotera pendant 120 ms à la réception d'un appel. Il peut
également être configuré pour pulser lorsqu'un SMS est reçu.
La broche DTR active / désactive le mode veille. Le tirer HAUT mettra le module en mode veille, désactivant la
communication série. Le tirer à FAIBLE réveillera le module.
MIC± est une entrée microphone différentielle. Les deux broches du microphone peuvent être connectées
directement à ces broches.
SPK ±est une interface de haut-parleur différentielle. Les deux broches d'un haut-parleur peuvent être
directement liées à ces deux broches.
b. Câblage - Connexion du module GSM SIM800L à Arduino UNO
Maintenant que nous savons tout sur le module, nous pouvons commencer à le brancher à notre Arduino,
Commencez par souder / connecter l'antenne, insérez la carte Micro SIM entièrement activée dans la prise.
Maintenant, connectez la broche Tx sur le module à la broche numérique D3 sur Arduino car nous utiliserons
le logiciel série pour parler au module.
Nous ne pouvons pas connecter directement la broche Rx sur le module à la broche numérique Arduino Uno
Arduino comme utilise 5V GPIO alors que le module SIM800L utilise une logique de niveau 3.3V et n'est pas
compatible à 5V . Cela signifie que le signal Tx provenant de l'Arduino Uno doit être abaissé à 3,3 V afin de ne
pas endommager le module SIM800L.
Il existe plusieurs façons de le faire, mais le plus simple est d'utiliser un simple diviseur de résistance. Une
résistance de 10K entre SIM800L Rx et Arduino D2, et 20K entre SIM800L Rx et GND fonctionnerait bien,ou bien
alimentez le module SIM800L via la carte Arduino Uno via une diode comme suit.
Figure 22: Schéma d’une diode
Maintenant, nous restons avec les broches qui sont utilisées pour alimenter le module. Comme vous avez
plusieurs choix pour mettre le module sous tension, nous avons fourni l’exemples de schémas qui utilise une
diode.

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Figure 23: câblage module GSM SIM800L à l’Arduino
 Si toutes les connexions de câblage sont vérifiées et confirmées comme étant correctes, accédez au
programme Arduino et effectuez le codage.
 Pour commencer le codage, exécutez le logiciel Arduino.
Figure 24: page du codage arduino
 Une fois le code téléchargé, accédez à TOOLS> SERIAL MONITOR puis modifiez les paramètres comme
suit

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Figure 25: Moniteur série
Il est maintenant prêt à vérifier les commandes "AT". Avant de vérifier les commandes AT, nous devons
confirmer que ce module fonctionne. Par conséquent, vous pouvez prendre un appel téléphonique en composant
le numéro de la carte SIM à l'aide d'une autre carte SIM. Si vous entendez la tonalité, votre module est prêt à
fonctionner.
Maintenant, tapez AT dans le moniteur série et appuyez sur ENTRÉE, puis le moniteur série devrait s'afficher
comme OK. De là, vous pouvez vérifier avec des milliers de commandes AT et apprendre à travailler avec le
module SIM800L.
Voici quelques exemples de commandes AT de base.
Commander Usage
AT Commande AT la plus basique. Cette
commande envoie une requête ping au
module. Vous obtiendrez OK comme
réponse si votre appareil communique
correctement avec Arduino
AT + CSQ Vérifiez la puissance du signal
AT + CCID Obtenez le numéro de la carte SIM
AT + GSV Afficher les informations sur le produit de
la carte SIM
Veuillez noter que si la petite LED du module clignote toutes les 1 seconde, cela signifie que le module fonctionne
mais n'a pas établi de connexion à un réseau GSM.
Si la LED clignote toutes les 3 secondes, cela signifie que le module s'est connecté à un réseau GSM.
Maintenant que nous avons établi une connexion de base, nous allons essayer de communiquer avec le module
SIM800L en envoyant des commandes AT.
Vous devriez voir ci-dessous la sortie sur le moniteur série.

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Figure 26: Commandes AT de base sur le module GSM SIM800L
3. Code Arduino Fonctionnalités
Dans cet exemple, nous avons créé deux fonctions qui sont SendMessage () et _ ReceiveMessage ().
SendMessage () pour envoyer un message et _ ReceiveMessage () pour lire la réponse de SIM800L.
a. La fonction SendMessage
Pour envoyer un SMS, essayez le code existe dans l’annexe, le code ci-dessous juste un exemple.
Figure 27:La fonction sendmessage
b. La fonction ReceiveMessage
Le code dans l’annexe lira les messages SMS. Chaque fois qu'un nouveau SMS est reçu, il l'affiche sur le moniteur
série, ci-dessous juste un exemple.

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Figure 28: La fonction receivemessage
c. Contrôle des Leds par SMS
Cet exemple est une application simple et pratique de contrôle d'un appareil par SMS. J'ai utilisé un module de
3 Leds connecté à Arduino que je peux contrôler 3 appareils séparément par 3 messages SMS.
 Voici le schéma
Figure 29:Montage de simulation sur fritzi
 Voici l'image de ma configuration
Vous pouvez voir que j'ai connecté 3 Leds dans cette expérience. Vous pouvez également connecter des
appareils fonctionnant sur la tension principale. Mais soyez prudent lorsque vous travaillez avec des tensions
élevées. Faites également attention au courant maximum que les appareils peuvent supporter.

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 Voici le code de cet exemple
Figure 30: La fonction readmessage

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III. Simulation sur Proteus ISIS
Développé par la société Labcenter Electronics, Proteus est une suite logicielle destinée à l’électronique. Le
fameux logiciel ISIS de Proteus est principalement connu pour éditer des schémas électriques. Par ailleurs, le
logiciel permet également de simuler ces schémas ce qui permet de déceler certaines erreurs dès l’étape de
conception.
Par défaut ISIS inclut plusieurs bibliothèques des composants électronique tel que les microcontrôleurs,
Afficheurs, circuits analogique ou numérique, des actionneurs, mais l’Arduino et la GSM ne sont pas partie dans
sa bibliothèque. Pour simuler l’envoie et la réception des messages il faut installer ces bibliothèques à ISIS, afin
de pouvoir simuler vos projets.
Figure 31: Envoyer des SMS avec SIM900D dans Proteus ISIS
IV. Système sur plaque d’essai
Après des simulations sur Proteus ISIS, nous avons fait les essais sur une plaque d’essai pour tester le
fonctionnement de notre système. Et nous avons constaté que notre système fonctionne bien pour la commande
à distance des 3 LEDS.
Figure 32:Realisation sur plaque d'essai

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Conclusion et perspective
La réalisation des systèmes intelligents a été au cœur de plusieurs projets de recherche lors de ces
dernières années. D’énormes progrès ont été accomplis grâce aux avancés en intelligence artificielle, à
la miniaturisation de dispositifs électroniques et le développement des réseaux de communication,
malgré tout, il reste encore plusieurs défis à surmonter pour rendre possible l’implémentation des
systèmes intelligents en situation réelle.
Dans notre projet, on a essayé de mettre en œuvre un système qui répond à des fonctions principales,
la sécurité, la communication, la signalisation et l’information dont le but est de contrôler à distance le
système PSI pour gérer ces différentes fonctions.
Ce chapitre étant riche en pratique, nous avons montré les relations entre les différents éléments du
système, comment sont branchés les différents composants avec l’Arduino Uno. Et à établir la
communication entre le module GSM et la carte Arduino Uno.
Pour mettre en application notre système, plusieurs tests ont donc été effectués pour témoigner de la
fiabilité de cette réalisation permettant ainsi de voir si à travers ces tests, on a respecté le cahier des
charges proposé, en même temps dans un cas contraire, montrer ses limites.
Les tests sont essentiellement porté sur les 3 LEDS qui simulent 3 panneaux de signalisations différents
Ces résultats ont d’abord été réalisés sur Proteus ISIS puis sur plaque d’essai.
Les commandes AT ont aussi fait l’objet de cette étude, servant ainsi à tester, lire, écrire et exécuter des
commandes pour communiquer avec le module.
Pour ce qui est des perspectives de continuation plusieurs voies peuvent être envisagés.
À titre indicatif, nous conseillons d’examiner et de développer les points suivants :
 Développer une application Android de telle façon à enrichir le système de contrôle avec d’autres
fonctions de commande.
 Réaliser le contrôle à distance en utilisant un module WIFI qui permet d’augmenter la possibilité
de surveiller tout en communiquant via des commandes envoyées parInternet.
 Ajouter une fonction de détection d’intrusion tout en utilisant une caméra de surveillance et avec
un traitement d’images pour la détection des plaques des voitures en cas des trafics.
Et enfin, je dirais que le travail réalisé permet de communiquer avec un panneau en lui envoyant des
messages afin de définir l’affichage souhaité. Le message en question est envoyé par un utilisateur
humain, en perpective, nous proposons de coupler notre travail a un système expert afin que les ordres
adréssés aux paneaux soient générés par une machine intélligentes. (detecteur de pluie pour réduire la
vitesse, en cas de bouchon réorienter les conducteurs vers une autre route, ....)

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Annexes
Annexe 1 : Brochage de la carte Arduino Méga 2560

Annexe 2 : programme Sendmessage
Annexe 3 : programme Reseivemessage

Bibliographie
[1] https://www.cortesia-formations.fr/actualites/prescription-delits-routiers-
changements/
https://www.total-fleet.fr/fr/actus-conseils/mobilite-innovations/panneaux-routiers-20-
ils-ont-de-quoi-vous-surprendre
[2] Transportation Research Part C: Emerging Technologies Volume 68, July 2016,
Pages 168-184
[3] Elhammoumi. A, Slimani. M, "Conception et réalisation d’un prototype d’une maison
domotique intelligente", Mémoire Master Académique, Université Hassan 1er Faculté
des Sciences et Technique, Maroc, 2016.
[4] https://www.android-mt.com/news/raspberry-pi-4-fiche-technique/82427/
[5]http://proxacutor.free.fr/#:~:text=Pr%C3%A9sentation%20rapide%3A%20Les%20FP
GA%20(Field,notablement%20certaines%20phases%20de%20calculs.
[6] http://tpe-robotique-exosquelette.e-monsite.com/pages/tpe/fonctionnement/micro-
controleur-arduino.html
[7] Description-de-la-Carte-Arduino-UNO.pdf
_carte_Arduino_UNO.pdf
arduino-pour-bien-commencer-en-electronique-et-en-programmation.pdf
[8] https://letmeknow.fr/shop/fr/blog/94-tuto-module-gsm-sim800l-prise-en-
main#:~:text=Le%20module%20GSM%20SIM800L%20est,radio%20FM%20(r%C3%A9ce
pteur%20uniquement).
[9] https://www.amazon.fr/Sim800l-Quadribande-Embarqu%C3%A9e-Antenne-
Arduino/dp/B01FQPLG9W
[10] https://www.electronique-mixte.fr/wp-
content/uploads/2018/06/Formation_Programmation_Arduino_cours_8.pdf
[11]https://www.researchgate.net/publication/288327838_Conception_et_realisation_d'u
ne_centrale_embarquee_de_la_domotique_Smart_Home
[12] https://www.linuxembedded.fr/2016/03/protocoles-de-communication-
frameworks-et-systemes-dexploitation-pour-les-objets-connectes/
[13] https://www.domotique-info.fr/technologies-domotique/zigbee/
[14] Arduino Bluetooth androïde example code pdf

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