Introduction
Il y a aujourd'hui de plus en plus de systèmes embarqués dans le monde, ces systèmes électroniques et informatiques autonomes qui sont embarqués au sein d'un objet plus large. On pense, par exemple, au système embarqué qui se trouve dans votre machine à laver pour contrôler les cycles de lavage, ou encore aux nombreux systèmes embarqués des voitures modernes qui gèrent le système ABS, l'air conditionné dans le véhicule, l'injection de carburant dans la chambre de combustion du moteur, etc. Tous ces systèmes embarqués sont capables de collecter de l'information sur leur environnement et sur l'objet dans lequel ils sont embarqués, pour ensuite réaliser des calculs et effectuer des actions.
Une autre tendance, en très forte croissance, aujourd'hui, est l'apparition de nombreux objets connectés, formant ce que l'on appelle communément l'internet des objets. Il s'agit d'objets, comportant un ou des systèmes embarqués, qui sont connectés entre eux ou avec des ordinateurs. Ces connexions sont typiquement utilisées pour effectuer des échanges massifs de données, récoltées par les objets connectés et envoyées sur des serveurs dans le cloud, pour rendre des services aux utilisateurs. On pense, par exemple, aux sonnettes connectées qui vous permettent de voir qui est à votre porte depuis votre smartphone, ou encore aux conteneurs qui sont connectés afin de pouvoir les suivre en temps réel jusqu'à leur destination, ainsi que les marchandises qu'ils contiennent.
Tout au long de ce cours, on va étudier ensemble comment construire un prototype d'un système qui va collecter une série de données à l'aide de capteurs hardware connectés à une Arduino, pour les envoyer vers une Raspberry Pi qui va stocker ces données et permettre à un utilisateur de les visualiser grâce à une simple application web.
L'exemple que l'on va développer dans ce cours est un système de surveillance des niveaux sonores aux alentours d'un aéroport. Les mesures du bruit environnemental perçu dépendant de la température et de l'humidité de l'air, ces deux paramètres seront également mesurés. La figure 1 montre un schéma général du système, avec plusieurs unités locales de captage de données, placées tout autour de l'aéroport, et un serveur central qui rassemble et analyse toutes les données collectées des différents senseurs.
Dans la suite du cours, on va commencer par étudier les trois types de capteurs hardware utilisés dans le système (chapitre 1) et la collecte locale de données par Arduino (chapitre 2). Ensuite, on va analyser comment ces données sont transmises (chapitre 3) vers une Raspberry Pi pour y être stockées (chapitre 4). Enfin, on finira avec la visualisation des données rapatriées, sous la forme d'un dashboard (chapitre 5).