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Projet tutoriel
Réalisé par
Marwa BHOURI
Rania FERCHICHI
Intitulé
Etude et mise en œuvre d’un système de contrôle
vocale dans une maison d’un handicapé
Année Universitaire
2015/ 2016
Encadré par : Mr. Haythem Belgacem
République Tunisienne
*****
Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique
*****
Université de Monastir
*****
Institut Supérieur d’Informatique et de Mathématiques de Monastir
*****
Département de Technologie
2
Sommaire
Introduction générale ................................................................................................................ 4
I .Etat de l’art........................................................................................................................... 5
I.1 Cahier de charge ......................................................................................................................................5
I.2 Généralité sur les commandes vocales...................................................................................................6
I.2.1 La synthèse vocale.............................................................................................................................6
I. 2.2 Reconnaissance automatique de la parole......................................................................................6
II. Environnement de développement ........................................................................................ 7
II. 1 Environnement matériel ........................................................................................................................7
II.2 Environnement logicielle.........................................................................................................................8
II.2.1 Présentation d’espace de travail .........................................................................................................8
Conclusion et perspectives....................................................................................................... 10
Annexe: Devis.......................................................................................................................... 11
Bibliographies.......................................................................................................................... 12
3
Listes des figures
Figure 1 :Schéma bloc du système de contrôle ........................................................................................7
Figure 2:Schéma électrique de la partie de contrôle ainsi les différents blocs présentés ...........................7
Figure 3:Espace de travail sous Android Studio........................................................................................8
Figure 4 :Test de fonctionnent sous mobile phone (Android) ................................................................9
Figure 5 :Test de fonctionnement ...........................................................................................................9
Liste des tableaux
Tableau 1 :mode de contrôle ..................................................................................................................8
4
Introduction générale
La maison est un lieu particulièrement important pour chacun de nous. La majorité des
individus, et plus particulièrement les personnes âgées, passent beaucoup de leur temps à domicile,
d’où l’influence considérable de l’habitat sur la qualité de vie. L’amélioration du sentiment de
sécurité et de confort dans l’habitat apparaît donc comme une tâche d’une grande importance
sociale. Ces dernières années, l’informatique a été appliquée à la création de maisons intelligentes
dans le but d’améliorer les conditions de vie des gens lorsqu’ils sont à leur domicile. Les maisons
intelligentes ont la capacité d’augmenter le confort de l’habitant à travers, par exemple, des
interfaces naturelles pour piloter la lumière, la température ou les différents appareils électroniques.
Les bénéficiaires de ces innovations peuvent être des individus autonomes mais également des
personnes fragiles ayant une capacité limitée de mouvement. La personne pour qui nous menons ce
projet a perdu l’usage d’un bras et nous devons donc installer un système de commande
électronique, qui répond aux leur besoins.
Il est par ailleurs nécessaire de mettre en œuvre des interfaces utilisateur faciles d’utilisation
pour des personnes peu ou pas habituées à interagir avec des technologies d’information
conventionnelles. Ce projet traite le développement d’un système de contrôle basé sur Android
(application mobile) et microcontrôleur pic 16F877A pour aider les personnes handicapées à
prendre le contrôle de leur espace de vie.
C’est pourquoi nous avons pensées, à remplacer le contrôle manuel des composants domotiques par
un simple contrôle vocal.
Donc, le but de notre application est de surmonter ces problèmes en offrant le service « Smart
House » avec lequel il peut par une simple application de son téléphone portable commander les
équipements électriques de son domicile à distance vocalement.
Pour présenter notre travail, nous avons divisé notre rapport en deux parties. Dans la première
partie, nous procédons à une étude théorique sur le contrôle vocale. Et dans la deuxième, nous
détaillons les différents blocs de la carte de commande ainsi que ses différents composants
électroniques et nous finissons par la présentation de principaux éléments de l’interface de
contrôle (HMI) géré par le système d’exploitation Android.
5
I .Etat de l’art
I.1 Cahier de charge
Notre projet a pour objectifs de :
- Présenter une large idée sur le service Vocal et ses différents composants pour passer en
deuxième lieu à présenter l’entité intervenante dans la transmission de données qui est le
Bluetooth avec toutes ses particularités.
-Développer une application mobile simple et facile à utiliser qui permet de simplifier le
contrôle des équipements électriques suivants :
 L’éclairage interne (par commande vocale)
 L’éclairage externe (par détection de présence)
 Climatisation (marche /arrêt)
 Contrôle des portes/ fenêtres (Stores)
 Serrure codé d’un coffre (sécurité).
On présente ici une estimation de coût de notre système (Voir Annexe).
6
I.2 Généralité sur les commandes vocales
I.2.1 La synthèse vocale
La synthèse de la parole (ou TTS, pour Text To Speech) consiste à transformer un texte en suite de
sons se rapprochant autant que possible de la parole humaine. C’est l’ensemble des dispositifs,
matériels ou algorithmes, pour générer automatiquement de la parole artificielle. Elle consiste en la
lecture par une voix synthétique d’un texte numérique. La parole artificielle ne doit pas être
seulement intelligible. Il faut aussi qu’elle soit suffisamment naturelle pour être acceptable. La
qualité de la voix varie en fonction des besoins du public. Les malvoyants ou les non-voyants par
exemple privilégieront la rapidité de lecture tandis que l’industrie du jouet mettra l’accent sur
l’expressivité de la voix. [Christophe d’Alessandro, directeur de recherches au CNRS].
Les applications sont très nombreuses :
 Outils d’enseignement assistés par ordinateur
 Accessibilité pour les malvoyants
 Services d’annonces vocales
 centres d’appels
 systèmes de navigation et Smartphones …
I. 2.2 Reconnaissance automatique de la parole
La reconnaissance vocale est tout simplement la reconnaissance, par un système informatique, des
éléments ou mots d'un message vocal. C’est un système qui permet de reconnaître des termes et/ou
paroles énoncé(e)s par l’utilisateur pouvant remplacer la sélection au clavier. On utilise la
reconnaissance vocale dans plusieurs domaines tel que :
 Dicté vocale : un locuteur parle et le texte s’affiche ainsi on n’a plus besoin de taper le texte
au clavier.
 Assistance aux handicapés (malvoyants, personnes qui ont perdu usage de leurs bras)
 La sécurité grâce à la signature de voix
 La possibilité de commande et de contrôle des appareils à distance.
7
II. Environnement de développement
II. 1 Environnement matériel
Notre système de commande est menu de plusieurs unités qui assurent son bon fonctionnement. Il
comporte essentiellement, en plus de l’étage d’alimentation, les étages indiqués par la figure 1 et 2.
L’idée est de réaliser un système de contrôle des composantes électroniques à base du PIC
16F877A qui permet d’acquière les chaines de données envoyées par le périphérique de
communication Bluetooth, et le faire traduire en des actions selon les besoins de l’utilisateur :
notamment l’éclairage, la climatisation/mesure de température, ouverture/fermeture d’une porte. ..
Figure 1 :Schéma bloc du système de contrôle
Figure 2:Schéma électrique de la partie de contrôle ainsi les différents blocs
présentés
8
II.2 Environnement logicielle
II.2.1 Présentation d’espace de travail
Apres avoir présenté les moyens matériels mis a notre disposition dans le cadre de réalisation de ce
projet, nous abordons dans cette partie les moyens logiciels utilisées. Dans cette approche, nous
allons découvrir les principaux éléments de l’interface de commande. Nous avons programmé notre
application sous l’environnement de développement mobile Android Studio.
Il est principalement utilisé pour :
 L’Acquisition /Reconnaissance de la parole, l’afficher sous forme du texte
 Gérer la bonne commande, la plus proche à la demande de l’utilisateur
 Réception et affichage de données (température ambiante …).
Figure 3:Espace de travail sous Android Studio
Dans cette partie nous allons illustrer les différentes commandes vocales et leur test :
Commande vocale Chaines reçues par le module Bluetooth
Allumer la lampe « o »
Eteindre la lampe « f »
Ouverture de la porte (rotation 90 °) « p »
Fermeture de la porte (retour à 0°) « s »
Allumer climatiseur « c »
Eteindre climatiseur « d »
Mesurer la température « t »
Tableau 1 :mode de contrôle
9
Figure 4 :Test de fonctionnent sous mobile phone (Android)
Figure 5 :Test de fonctionnement
10
Conclusion et perspectives
Dans ce projet, nous avons présenté une nouvelle approche pour la réalisation d’un contrôleur
intelligent de la domotique des handicapés.
Ce système a plus une finalité services que produits. Les résultats attendus seront la
détermination de spécifications permettant :
- de développer de nouveaux services de réseaux domestiques à usage des personnes
dépendantes, pour qui la Maison Intelligente permet de répondre au problème du maintien à
domicile et aussi d’être en contact permanent avec l’entourage.
L’élaboration de ce système nous a permis d'être en contact direct envers les problèmes concrets
de la vie professionnelle. Ce projet nous a offert l’occasion d’une source de découverte de
plusieurs domaines rattachés à notre formation de base et une occasion précieuse pour
approfondir nos connaissances en développement mobile et y avons découvert une autre facette
tout aussi intéressante qu’est la synthèse vocale et ses applications.
À la fin de ce rapport, nous tenons à remercier notre cher tuteur Mr .BELGACEM pour la
passion qu’il nous a communiqué pour ce travail et nous espérons être à la hauteur de ses
attentes.
.
11
Annexe: Devis
12
Bibliographies
[1] Smart Room: An Intelligent and Energy Conserving Living Environment, 2007
[2] Research and Thinking of Smart Home Technology, (ICSEE’2012) December18-19, 2012 Phuket
(Thailand)
[3] Remote Control of Home Appliances Using Mobile Phone, IEEE Vol 6, No.5, December 2013
[4] How Bluetooth Works http://www.computer.howstuffworks.com/bluetooth.html

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  • 2. 2 Sommaire Introduction générale ................................................................................................................ 4 I .Etat de l’art........................................................................................................................... 5 I.1 Cahier de charge ......................................................................................................................................5 I.2 Généralité sur les commandes vocales...................................................................................................6 I.2.1 La synthèse vocale.............................................................................................................................6 I. 2.2 Reconnaissance automatique de la parole......................................................................................6 II. Environnement de développement ........................................................................................ 7 II. 1 Environnement matériel ........................................................................................................................7 II.2 Environnement logicielle.........................................................................................................................8 II.2.1 Présentation d’espace de travail .........................................................................................................8 Conclusion et perspectives....................................................................................................... 10 Annexe: Devis.......................................................................................................................... 11 Bibliographies.......................................................................................................................... 12
  • 3. 3 Listes des figures Figure 1 :Schéma bloc du système de contrôle ........................................................................................7 Figure 2:Schéma électrique de la partie de contrôle ainsi les différents blocs présentés ...........................7 Figure 3:Espace de travail sous Android Studio........................................................................................8 Figure 4 :Test de fonctionnent sous mobile phone (Android) ................................................................9 Figure 5 :Test de fonctionnement ...........................................................................................................9 Liste des tableaux Tableau 1 :mode de contrôle ..................................................................................................................8
  • 4. 4 Introduction générale La maison est un lieu particulièrement important pour chacun de nous. La majorité des individus, et plus particulièrement les personnes âgées, passent beaucoup de leur temps à domicile, d’où l’influence considérable de l’habitat sur la qualité de vie. L’amélioration du sentiment de sécurité et de confort dans l’habitat apparaît donc comme une tâche d’une grande importance sociale. Ces dernières années, l’informatique a été appliquée à la création de maisons intelligentes dans le but d’améliorer les conditions de vie des gens lorsqu’ils sont à leur domicile. Les maisons intelligentes ont la capacité d’augmenter le confort de l’habitant à travers, par exemple, des interfaces naturelles pour piloter la lumière, la température ou les différents appareils électroniques. Les bénéficiaires de ces innovations peuvent être des individus autonomes mais également des personnes fragiles ayant une capacité limitée de mouvement. La personne pour qui nous menons ce projet a perdu l’usage d’un bras et nous devons donc installer un système de commande électronique, qui répond aux leur besoins. Il est par ailleurs nécessaire de mettre en œuvre des interfaces utilisateur faciles d’utilisation pour des personnes peu ou pas habituées à interagir avec des technologies d’information conventionnelles. Ce projet traite le développement d’un système de contrôle basé sur Android (application mobile) et microcontrôleur pic 16F877A pour aider les personnes handicapées à prendre le contrôle de leur espace de vie. C’est pourquoi nous avons pensées, à remplacer le contrôle manuel des composants domotiques par un simple contrôle vocal. Donc, le but de notre application est de surmonter ces problèmes en offrant le service « Smart House » avec lequel il peut par une simple application de son téléphone portable commander les équipements électriques de son domicile à distance vocalement. Pour présenter notre travail, nous avons divisé notre rapport en deux parties. Dans la première partie, nous procédons à une étude théorique sur le contrôle vocale. Et dans la deuxième, nous détaillons les différents blocs de la carte de commande ainsi que ses différents composants électroniques et nous finissons par la présentation de principaux éléments de l’interface de contrôle (HMI) géré par le système d’exploitation Android.
  • 5. 5 I .Etat de l’art I.1 Cahier de charge Notre projet a pour objectifs de : - Présenter une large idée sur le service Vocal et ses différents composants pour passer en deuxième lieu à présenter l’entité intervenante dans la transmission de données qui est le Bluetooth avec toutes ses particularités. -Développer une application mobile simple et facile à utiliser qui permet de simplifier le contrôle des équipements électriques suivants :  L’éclairage interne (par commande vocale)  L’éclairage externe (par détection de présence)  Climatisation (marche /arrêt)  Contrôle des portes/ fenêtres (Stores)  Serrure codé d’un coffre (sécurité). On présente ici une estimation de coût de notre système (Voir Annexe).
  • 6. 6 I.2 Généralité sur les commandes vocales I.2.1 La synthèse vocale La synthèse de la parole (ou TTS, pour Text To Speech) consiste à transformer un texte en suite de sons se rapprochant autant que possible de la parole humaine. C’est l’ensemble des dispositifs, matériels ou algorithmes, pour générer automatiquement de la parole artificielle. Elle consiste en la lecture par une voix synthétique d’un texte numérique. La parole artificielle ne doit pas être seulement intelligible. Il faut aussi qu’elle soit suffisamment naturelle pour être acceptable. La qualité de la voix varie en fonction des besoins du public. Les malvoyants ou les non-voyants par exemple privilégieront la rapidité de lecture tandis que l’industrie du jouet mettra l’accent sur l’expressivité de la voix. [Christophe d’Alessandro, directeur de recherches au CNRS]. Les applications sont très nombreuses :  Outils d’enseignement assistés par ordinateur  Accessibilité pour les malvoyants  Services d’annonces vocales  centres d’appels  systèmes de navigation et Smartphones … I. 2.2 Reconnaissance automatique de la parole La reconnaissance vocale est tout simplement la reconnaissance, par un système informatique, des éléments ou mots d'un message vocal. C’est un système qui permet de reconnaître des termes et/ou paroles énoncé(e)s par l’utilisateur pouvant remplacer la sélection au clavier. On utilise la reconnaissance vocale dans plusieurs domaines tel que :  Dicté vocale : un locuteur parle et le texte s’affiche ainsi on n’a plus besoin de taper le texte au clavier.  Assistance aux handicapés (malvoyants, personnes qui ont perdu usage de leurs bras)  La sécurité grâce à la signature de voix  La possibilité de commande et de contrôle des appareils à distance.
  • 7. 7 II. Environnement de développement II. 1 Environnement matériel Notre système de commande est menu de plusieurs unités qui assurent son bon fonctionnement. Il comporte essentiellement, en plus de l’étage d’alimentation, les étages indiqués par la figure 1 et 2. L’idée est de réaliser un système de contrôle des composantes électroniques à base du PIC 16F877A qui permet d’acquière les chaines de données envoyées par le périphérique de communication Bluetooth, et le faire traduire en des actions selon les besoins de l’utilisateur : notamment l’éclairage, la climatisation/mesure de température, ouverture/fermeture d’une porte. .. Figure 1 :Schéma bloc du système de contrôle Figure 2:Schéma électrique de la partie de contrôle ainsi les différents blocs présentés
  • 8. 8 II.2 Environnement logicielle II.2.1 Présentation d’espace de travail Apres avoir présenté les moyens matériels mis a notre disposition dans le cadre de réalisation de ce projet, nous abordons dans cette partie les moyens logiciels utilisées. Dans cette approche, nous allons découvrir les principaux éléments de l’interface de commande. Nous avons programmé notre application sous l’environnement de développement mobile Android Studio. Il est principalement utilisé pour :  L’Acquisition /Reconnaissance de la parole, l’afficher sous forme du texte  Gérer la bonne commande, la plus proche à la demande de l’utilisateur  Réception et affichage de données (température ambiante …). Figure 3:Espace de travail sous Android Studio Dans cette partie nous allons illustrer les différentes commandes vocales et leur test : Commande vocale Chaines reçues par le module Bluetooth Allumer la lampe « o » Eteindre la lampe « f » Ouverture de la porte (rotation 90 °) « p » Fermeture de la porte (retour à 0°) « s » Allumer climatiseur « c » Eteindre climatiseur « d » Mesurer la température « t » Tableau 1 :mode de contrôle
  • 9. 9 Figure 4 :Test de fonctionnent sous mobile phone (Android) Figure 5 :Test de fonctionnement
  • 10. 10 Conclusion et perspectives Dans ce projet, nous avons présenté une nouvelle approche pour la réalisation d’un contrôleur intelligent de la domotique des handicapés. Ce système a plus une finalité services que produits. Les résultats attendus seront la détermination de spécifications permettant : - de développer de nouveaux services de réseaux domestiques à usage des personnes dépendantes, pour qui la Maison Intelligente permet de répondre au problème du maintien à domicile et aussi d’être en contact permanent avec l’entourage. L’élaboration de ce système nous a permis d'être en contact direct envers les problèmes concrets de la vie professionnelle. Ce projet nous a offert l’occasion d’une source de découverte de plusieurs domaines rattachés à notre formation de base et une occasion précieuse pour approfondir nos connaissances en développement mobile et y avons découvert une autre facette tout aussi intéressante qu’est la synthèse vocale et ses applications. À la fin de ce rapport, nous tenons à remercier notre cher tuteur Mr .BELGACEM pour la passion qu’il nous a communiqué pour ce travail et nous espérons être à la hauteur de ses attentes. .
  • 12. 12 Bibliographies [1] Smart Room: An Intelligent and Energy Conserving Living Environment, 2007 [2] Research and Thinking of Smart Home Technology, (ICSEE’2012) December18-19, 2012 Phuket (Thailand) [3] Remote Control of Home Appliances Using Mobile Phone, IEEE Vol 6, No.5, December 2013 [4] How Bluetooth Works http://www.computer.howstuffworks.com/bluetooth.html