Pour intégrer un lave-linge à un système domotique et ainsi le contrôler à distance et surveiller son état, des capteurs sont nécessaires pour enregistrer ses phases de fonctionnement. Un ampèremètre installé sur le câble d'alimentation permet de déterminer la présence de courant. Si le niveau de courant est également enregistré, les deux mesures peuvent être associées aux différentes phases de fonctionnement (remplissage, chauffage, essorage, vidange). Des capteurs de vibrations et acoustiques affinent l'enregistrement. Un microcontrôleur 32 bits doté d'une fonction d'économie d'énergie et d'un émetteur-récepteur intégré est recommandé. Ce type de microcontrôleur possède de multiples entrées/sorties et prend en charge divers protocoles sans fil. « Il est possible de mettre en œuvre un tel concept à grande échelle grâce à des outils open source », explique Harald Naumann, ingénieur d'application terrain sans fil chez Rutronik Elektronische Bauelemente GmbH. Il a été démontré à maintes reprises que les logiciels libres finissent par s'imposer et devenir la base d'une norme. C'est également un point essentiel en domotique : une norme sur laquelle reposent tous les appareils, leur permettant de communiquer entre eux et à l'utilisateur d'obtenir toutes les informations d'état et de contrôler l'ensemble des appareils via une interface unique. Android@Home constitue un premier pas dans cette direction. Des accessoires non officiels pour smartphones sont disponibles. Une pile logicielle Google 6LoWPAN devrait également être disponible en open source d'ici la fin de l'année. Toutefois, de nombreuses alternatives existent pour ceux qui ne souhaitent pas attendre aussi longtemps ou qui ne veulent pas dépendre de Google.
Le STM32W offre une possibilité intéressante. Ce microcontrôleur sans fil est basé sur un cœur ARM Cortex M3 32 bits et intègre un émetteur-récepteur IEEE 802.15.4 à 2,4 GHz. Il est ainsi compatible avec ZigBee, RF4CE, Contiki 6LoWPAN et d'autres protocoles réseau basés sur la norme IEEE 802.15.4. « 6LoWPAN est particulièrement intéressant car il est libre de droits et sa description est publique », explique Naumann. Ce protocole, basé sur IPv6, a été développé pour faciliter l'intégration écoénergétique des réseaux personnels sans fil (PAN) aux réseaux existants. Le système d'exploitation open source Contiki est également optimisé pour une consommation d'énergie minimale. Pour comparer le 6LoWPAN 2,4 GHz avec le 6LoWPAN 868/915 MHz, il est conseillé d'acquérir un kit d'évaluation comprenant le microcontrôleur STM32W 2,4 GHz et le module ZWIR4512 868/915 MHz. Ces deux modules sont entièrement programmables.
Pour ceux qui ont besoin d'un protocole sans fil à plus faible capacité, l'émetteur-récepteur Microchip MRF89XA est une option. Cet émetteur-récepteur multicanal performant fonctionne sur les bandes de fréquences ISM sans licence 863-870 MHz et 900 MHz. Un exemple d'application pertinente est celui des détecteurs de fumée alimentés par batterie qui, en cas d'incendie, transmettent une alarme via le module GSM de l'unité principale. Par mesure de sécurité, l'alarme peut également être envoyée à une clé USB connectée au routeur. Le routeur et le module GSM transmettent ensuite le message au centre de contrôle de l'alarme.
Réseaux sociaux comme interface utilisateur :
La description de processus suivante, utilisant une machine à laver comme exemple, a déjà été testée concrètement avec une station météo connectée à Twitter. Grâce au microcontrôleur STM32W, la machine à laver communique via IP en utilisant la nouvelle norme IPv6, ce qui lui permet d'échanger des données avec tous les appareils compatibles IP : smartphones, tablettes, ordinateurs portables plus anciens ou téléphones mobiles dotés d'un navigateur web. Pour ce faire, le STM32W envoie un signal UDP/IP à une passerelle du routeur. Le routeur transmet ensuite ce signal à un serveur, qui génère un e-mail. Cet e-mail peut alors être envoyé à un service de blog gratuit tel que Posterous (www.posterous.com) ou WordPress (de.wordpress.com). WordPress dispose d'une interface de programmation (API) qui envoie automatiquement les données à Twitter. Posterous offre une plus grande flexibilité. Des mots clés permettent de spécifier précisément quel message envoyer, quand, comment et à qui. Posterous prend également en charge de nombreux formats différents. Dans ce cas, la tâche automatisée (Cronejob) enverrait un e-mail à Posterous sur le serveur, qui transmettrait ensuite l'article de blog par e-mail à l'API Twitter. « L'avantage de Twitter réside dans la disponibilité de clients gratuits pour macOS, Android, Windows, Linux et RIM, et dans la compatibilité avec la quasi-totalité des produits destinés aux utilisateurs finaux », explique Naumann. « Ce sera encore plus pratique à l'avenir avec Google+, une fois l'API appropriée disponible. » Le nouveau réseau social de Google se distingue de Facebook par la possibilité pour les utilisateurs de créer des groupes. Par exemple, un groupe intitulé « Mes appareils personnels » pourrait afficher l'état de différents appareils électroménagers. Il est possible de configurer ce groupe pour que seuls les occupants du logement puissent consulter les messages. De plus, il est également possible de créer des groupes publics, par exemple pour les données d'une station météorologique. Ces données sont alors accessibles à tous, sans qu'il soit nécessaire d'être « ami » avec l'utilisateur, contrairement à Facebook.
Si vous souhaitez diffuser des messages à de nombreux utilisateurs, le nouveau service de messagerie de Google pour Android est disponible. Ce service transmet les messages via IP aux smartphones Android. Le moteur de recherche Google, gratuit, peut être utilisé à cette fin.
Plusieurs protocoles sont disponibles.
Vous pouvez ainsi moderniser tous vos appareils électroménagers pour créer un réseau domotique. Il est donc possible de combiner de nouveaux appareils connectés avec des appareils plus anciens. Si un appareil est équipé d'un microcontrôleur comme le STM32W ou est alimenté en courant continu, il peut également servir de routeur pour d'autres modules 6LoWPAN et de passerelle pour Bluetooth Low Energy ou « Gazell », le protocole de Nordic Semiconductor. Gazell est disponible gratuitement. Ce protocole est notamment présent dans de nombreux claviers et souris sans fil pour PC et fonctionne avec les circuits intégrés de la série nRF24LE1. Des modules sans fil complets, abordables et homologués pour le STM32W sont également disponibles pour cette série. Le nRF24LE1 est un dérivé du 8051 qui traite une commande par cycle. Pour ceux qui ne souhaitent pas investir dans le compilateur Keil, il est possible d'utiliser le compilateur Small-Device-C. Le nRF24LE1 fonctionne à 2 400 MHz. Ceux qui privilégient un protocole standard à un protocole propriétaire peuvent se tourner vers le nRF8001 de Nordic Semiconductor. Associé aux modules PAN1720 de Panasonic, il permet de configurer facilement un réseau sans fil portable ou portable pour des applications sportives, médicales ou d'assistance à domicile.
Le nRF8001 est compatible avec le Bluetooth Low Energy, dont le principal avantage réside dans sa présence dans la quasi-totalité des smartphones, ordinateurs portables et assistants numériques personnels (PDA) récents.
Les modules et circuits intégrés WiFi de Redpine Signals offrent la solution la plus rapide pour atteindre vos objectifs. La gamme Redpine Connect-io-n de modules 802.11n à flux unique intègre toutes les fonctionnalités requises par un client WLAN, complétant ainsi les solutions embarquées par une connectivité WiFi. Certains modules Connect-io-n contiennent également une pile réseau complète, permettant la connexion à plusieurs systèmes embarqués existants sans surcharger leurs microcontrôleurs. Des pilotes sont disponibles pour les systèmes d'exploitation récents, tels que Windows (CE 5.0, Embedded 6.0, XP, Seven, Embedded Compact 7 (à partir du 1er trimestre 2012)), Linux et Android (à partir de Froyo 2.2). Les modules Redpine sont compatibles avec la norme WiFi N, qui consomme moins d'énergie que la norme G. « Mon produit préféré est la carte Microchip Android@Home avec adaptateur WiFi Redfly basé sur la technologie Redpine », déclare Harald Naumann. Cette solution est doublement avantageuse. La carte Android@Home intègre des contrôleurs USB comme composant principal pour Android. Les utilisateurs peuvent ainsi connecter leur smartphone ou tablette Android sans licence. Les boutons-poussoirs, le potentiomètre et les LED interagissent avec l'appareil connecté au circuit imprimé. Seule condition : Android 2.3.4, Android 3.1 ou une version supérieure doit être installé. Android 4.0 est compatible avec Bluetooth Classic et Bluetooth Low Energy, ce qui permet à Android@Home de fonctionner sans fil.
Outre les technologies et protocoles sans fil présentés, les réseaux GSM, GPRS, UMTS et 3G peuvent également être utilisés pour les applications de maison connectée. Ces technologies cellulaires sont recommandées lorsqu'une passerelle de téléphonie mobile est utilisée à domicile à la place d'un routeur DSL. La variété des protocoles et les caractéristiques des différents appareils intégrables à un tel système de maison connectée rendent sa mise en œuvre complexe. Dans ce contexte, l'expertise des distributeurs, acquise grâce à de nombreux projets clients, et la neutralité du fabricant constituent un atout précieux. Si, comme c'est le cas pour Rutronik par exemple, un distributeur dispose d'un centre de compétences sans fil, les clients bénéficient de conseils avisés et fiables. Rutronik propose également des composants compatibles avec l'ensemble des technologies et protocoles, ainsi que tous les éléments de construction nécessaires à la maison connectée de demain.
