Venez voir comment "hacker" des objets de votre maison pour en faire des "objets connectés" en réutilisant vos compétences de développeur. Des exemples de montages et de code seront présentés, entre autres : - Comptage électrique (téléinfo) - Monitoring de température (hacking de station météo radio) - Contrôle d'équipements (Chauffage, VMC, Volets roulants, ...) - RaspberryPi, BeagleBone Black et Arduino seront les principaux ingrédients.

1. Hacking your Home
@lhuet35
SOFTEAM Cadextan

2. Qu'allez-vous voir ?
• Du « Hacking »
• Du Hard
• Du Soft
• … et quelques idées bonus

3. Qui suis-je
• 10 ans de Java/Web
• 4 ans de développement – Grosse SSII
• 4 ans dans le bâtiment !
https://github.com/lhuet

4. Please
DO NOT TRY
this at home

5. PLEASE
TRY THIS AT HOME

6. Hacking ??

7. Hacking - Wikipedia
“ Dans un sens large, le
bidouillage ou hacking
concerne les activités visant
à détourner un objet de
sa fonction première. ”

8. Hacking - Wikipedia
“ Derrière le terme hacker
« se cachent des utilisateurs
à part, qui préfèrent
fouiller dans les entrailles
d’un ordinateur plutôt que
simplement l’utiliser » ”

9. Hacking - Wikipedia
“ Les motivations principales
du hacker sont « la passion,
le jeu, le plaisir, l’échange
et le partage » ”

10. Station météo

11. « Hacking » station météo
Liaison radio
(433 / 868 MHz)

12. « Hacking » station météo
Liaison radio
(433 / 868 MHz)

13. Passer du hard au soft
HopeRF RFM12b
Bus SPI

14. Coté soft
• Arduino / JeeNode
– Code C
– Librairie JeeLabs
● Raspberry Pi
– Code C
– Driver Linux
https://github.com/jcw/jeelib – Module Node.js
https://github.com/gkaindl/rfm12b-linux

15. Montage Arduino
http://openenergymonitor.org/emon/buildingblocks/rfm12b-wireless

16. Démo

17. Hard

18. 2 grandes familles de cartes
• Microcontroleurs
– Programme « flashé »
– Code C (le + souvent)
• Cartes avec OS (Linux)
– Souvent un SoC ARM
– Choix du langage

19. Connecteur Raspberry Pi
• GPIO
– Entrées / Sorties
– PWM
• Liaisons série
– UART
– SPI
– I2C
UART
I2C
SPI
SPI
http://elinux.org/Rpi_Low-level_peripherals

20. Arduino « pinout »
GPIO
UART
Entrée
Analogiques
I2C
« Power »

21. Multiples « devices »
Pression
atmosphérique Température Humidité
Affichage Texte
Affichage graphique
& « Touch Screen » Caméra

22. Pilotage « courant fort »
Appareils 220 V
(Max 10A)
3,3V
GPIO
GND
5V

23. Soft

24. Arduino IDE
Compilation
Upload
IDE écrit
en Java
Port série

25. Arduino → Langage accessible
/* http://arduino.cc/en/Tutorial/AnalogInput */
int sensorPin = A0;
int ledPin = 13;
int sensorValue = 0;
void setup() {
/* http://arduino.cc/en/Tutorial/AnalogInput */
int sensorPin = A0;
int ledPin = 13;
int sensorValue = 0;
void setup() {
pinMode(ledPin, OUTPUT); //config. du pin en sortie
}
void loop() {
sensorValue = analogRead(sensorPin);
digitalWrite(ledPin, HIGH); // Led allumée
delay(sensorValue);
digitalWrite(ledPin, LOW); // Led éteinte
delay(sensorValue);
}
pinMode(ledPin, OUTPUT); //config. du pin en sortie
}
void loop() {
sensorValue = analogRead(sensorPin);
digitalWrite(ledPin, HIGH); // Led allumée
delay(sensorValue);
digitalWrite(ledPin, LOW); // Led éteinte
delay(sensorValue);
}

26. Ecosystème Arduino
• Nombreuses librairies
– Presque une librairie par capteur !
– http://arduino.cc/en/Reference/Libraries
• Firmata « → Firmware » prêt à l'emploi
– Protocole Firmata - http://firmata.org/wiki/Protocol
– Nombreuses implémentations (Java, C, Python,
JavaScript, Ruby, …)
• Couplage aisé avec Raspberry Pi

27. Ecosystème Raspberry Pi
• C / C++
– WiringPi
– API bas niveau (gpio.h)
• Java
– Java Embedded
– Pi4J - http://pi4j.com/
– Libulldog - http://libbulldog.org/
• JavaScript
– Node.js et multiples modules

28. Nombreux modules Node.js
• Port série
– https://github.com/voodootikigod/node-serialport
• Firmata
– https://github.com/jgautier/firmata
• GPIO
– https://www.npmjs.org/package/onoff
• LCD Texte I2C
– https://github.com/wilberforce/lcd-pcf8574
• ...

29. Exemple Node.js
var LCD = require('lcd-pcf8574');
var Gpio = require('onoff').Gpio;
var ledRouge = new Gpio(22, 'out');
var boutonJaune = new Gpio(23, 'in', 'falling');
var LCD = require('lcd-pcf8574');
var Gpio = require('onoff').Gpio;
var ledRouge = new Gpio(22, 'out');
var boutonJaune = new Gpio(23, 'in', 'falling');
var lcd = new LCD('/dev/i2c-0', 0x27);
var lcd = new LCD('/dev/i2c-0', 0x27);
boutonJaune.watch(function(err, value) {
boutonJaune.watch(function(err, value) {
ledRouge.write(0);
lcd.setCursor(0,0).print('--- Bdx.io ---');
lcd.setCursor(0,1).print(' The place to be ! ');
setTimeout(function() {
ledRouge.write(0);
lcd.setCursor(0,0).print('--- Bdx.io ---');
lcd.setCursor(0,1).print(' The place to be ! ');
setTimeout(function() {
lcd.setCursor(0,1).print(' ') ;
}
});
lcd.setCursor(0,1).print(' ') ;
}
});

30. Compteur EDF

31. « Hacking » compteur EDF
UART
Rien n'est illégal dans ce montage
(hacking != illégal)
Liaison Téléinfo
(Bornier client)
Adaptateur
« custom »

32. Montage téléinfo
Réalisation
Prototype

33. Cablage sur le compteur

34. Protocole Teleinfo
● Liaison série 1200 7E1
– http://www.erdf.fr/medias/DTR_Racc_Comptage/ERDF-NOI-CPT_02E.pdf
ADCO 000028290000 P
OPTARIF BASE 0
ISOUSC 30 9
BASE 002247218 %
PTEC TH.. $
IINST 003 Z
IMAX 030 B
PAPP 00630 *
MOTDETAT 000000 B
ADCO 000028290000 P
OPTARIF BASE 0
ISOUSC 30 9
BASE 002247218 %
PTEC TH.. $
IINST 003 Z
IMAX 030 B
PAPP 00630 *
MOTDETAT 000000 B
Exemple de trame
(Tarif bleu)

35. Module Teleinfo sur Node.js
• https://github.com/lhuet/teleinfo-node
var teleinfo = require('teleinfo');
var util = require('util');
// Exemple d'utilisation sur Raspberry Pi
var trameEvents = teleinfo('/dev/ttyAMA0');
// Évt 'tramedecodee' pour chaque trame reçue
trameEvents.on('tramedecodee', function (data) {
// data : objet avec données validées (checksum)
var teleinfo = require('teleinfo');
var util = require('util');
// Exemple d'utilisation sur Raspberry Pi
var trameEvents = teleinfo('/dev/ttyAMA0');
// Évt 'tramedecodee' pour chaque trame reçue
trameEvents.on('tramedecodee', function (data) {
// data : objet avec données validées (checksum)
console.log(util.inspect(data));
console.log(util.inspect(data));
});
});

36. Module Tarifbleu sur Node.js
• https://github.com/lhuet/tarifbleu-node
var var tarifbleu tarifbleu = = require('require('tarifbleu');
tarifbleu');
var var util util = = require('require('util');
util');
var var logger logger = = function function ((data) data) {
{
console.log(util.inspect(data));
console.log(util.inspect(data));
};
var info = tarifbleu('/dev/ttyAMA0', '00 * * * * *',
};
var info = tarifbleu('/dev/ttyAMA0', '00 * * * * *',
logger);
setInterval(function() {
console.log(info.getPuissanceApparente() + ' VA');
console.log(info.getIntensite() + ' A');
console.log(info.getIndex() + ' Wh');
}, 2000);
logger);
setInterval(function() {
console.log(info.getPuissanceApparente() + ' VA');
console.log(info.getIntensite() + ' A');
console.log(info.getIndex() + ' Wh');
}, 2000);

37. Application
• MongoDB
– SAAS
– Aggregation framework
• Node.js
– Express + Liaison Téléinfo
• AngularJS
https://github.com/lhuet/teleinfo-app

38. Application Web

39. Démo

40. Réseau IoT
« Low Cost »

41. RS485 à la rescousse
• Liaison série
– 32 « devices » sur le bus
– 100kbit/s sur plus de 1000 m !
• « Low Cost »
– 1 simple paire torsadée suffit
– < 1.5 € les 5 sur ebay

42. Cablage
Paire
Torsadée
Résistance
Terminale
MAX485 « Device »

43. Prototypage
Bus RS485
d'environ 15 cm
MAX485

44. … avec un fil de 100m

45. Kit IoT Arduino ~ 2 €

46. Montages

47. Chauffage & ECS
• Ballon tri-énergie
– Chauffage bois
– Panneaux solaires
– Résistance électrique
• A venir
– Monitoring des températures
& circulateurs
– Pilotage résistance

48. Ecran supervision « familial »
• Supervision / Contrôle
– Visualisation des consommations en « live »
– Aide à l'optimisation d'énergie
● Prototypage en cours
Arduino Pro Mini
Ecran LCD 2,2 "

49. Quelques pointeurs

50. Liens utiles
• « Learn Adafruit »
– https://learn.adafruit.com
– Tutoriels Arduino / Raspberry Pi / Beaglebone
• Référence Linux embarqué
– http://elinux.org
– Nombreux articles Soft & Hard
– Utiles pour le « Troubleshooting »
• Blogs
– Le mien ;-) → http://lhuet.github.io/blog/
– Celui d'Alexandre
http://alex.thomazo.info/2013/06/16/premiers-pas-avec-un-jeenode/

51. Merci :-)
Questions ?