Les systèmes informatiques embarqués sont utilisés dans tous les domaines : 

• l’industrie (robots), 

• le transport (avionique, automobile, métro . . . ), 

• la médecine (pacemakers, imagerie . . . ), 

• la maison (domotique, appareils ménagers . . . ), 

• les télécommunications (téléphonie . . . ), 

• le monde du travail (contrôle d’accès . . . ), 

• les loisirs (vélo électrique . . . ).

Historiquement, le secteur industriel des transports (automobile, aéronautique, aérospatiale, ferroviaire, etc.) a été le pionnier dans leur conception et leur utilisation.
Mais depuis quelques années, les nouveaux secteurs d’applications des objets connectés – considérés comme la troisième évolution de l’internet – offre de nouvelles opportunités.

Les systèmes embarqués sont des systèmes électroniques et informatiques autonomes, souvent temps réel, spécialisés dans une tâche bien précise capable d’acquérir une donnée, la traiter et la communiquer. 
Le terme désigne aussi bien le matériel (Hardware) que le logiciel (Software) utilisé.

Une Interface Homme-Machine (IHM) est une interface utilisateur permettant de connecter une personne à une machine, à un système ou à un appareil.

Le flux d’informations à travers les IHM permet une interaction continue entre l’homme et la machine.

 Les IHM peuvent prendre différentes formes : écrans directement intégrés aux machines, écrans d’ordinateur, tablettes tactiles ou smartphones, etc

Information logique

Un objet connecté est un système informatique embarqué disposant d’une connexion à un réseau local ou à L’Internet.

Avec la baisse des coûts des microcontrôleurs et des puces Wifi, les objets connectés se multiplient. On peut en fabriquer facilement à partir de cartes Arduino, de Raspberry Pi ou de cartes Wifi ESP8266. Actuellement, il existe plus d’objets que d’humains connectés à Internet et leur nombre va augmenter fortement dans les prochaines années.

Les Interfaces Homme Machine des objets connectés sont souvent des applications Web disponibles sur Smartphone.

Exercice 1

Voici une liste de différentes définitions. Chacune correspond à un des mots suivants : actionneur, capteurs, logiciel, mémoire, processeur.

Associer à chaque définition suivante, le mot lui correspondant :

• objet qui recueille des données provenant de ce que qui l'environne.

• objet qui stocke une information binaire composée de 0 et de 1.

• programme permettant de savoir comment traiter une information pour un objectif précis.

• objet qui traite des données numériques de manière automatique.

• objet qui en modifiant son état peut agir sur le monde physique qui n'evironne.

Exercice 2

Réaliser un schéma résumant visuelement un système informatique embarqué en précisant où se trouvent dans la boucle les capteurs et les actionneurs.

Exercice 3

Voici une liste d'objets, certains sont des capteurs, d'autres des actionneurs :

gyrophare ; Sonde d’humidité ; détecteur de présence ; lumière ; télécommande ; bouton poussoir ; sirène ; moteur électrique ; détecteur de lumière.

Dans cette liste, quels sont les capteurs ? Justifier

Exercice 4

Voici un thermostat régulant la température d'une maison :

Citer des capteurs en lien avec ce thermostat ?

Citer au moins un actionneur en lien avec ce thermostat ?

Pourquoi ce thermostat peut être vu comme une Interface Homme Mechine (IHM) ?

Exercice 5

Le thermostat régulant la température d'une maison fonctionne suivant des programmes précis.

thermostat

Voici un algorithme, intégré au logiciel de gestion du processeur du thermostat, qui permet de gérer la température d'une pièce :

(il et écrit en langage "courant" afin de faciliter son fonctionnement).

Tant que vrai :
	lire et stocker la température extérieure
	lire et stocker la température intérieure
	si la température intérieure est inférieure à 18 °C :
		mettre en chauffe les radiateurs
	sinon :
		mettre ou laisser les radiateurs en pause

Comme un ordinateur ne comprend pas un algorithme écrit ainsi, différents langage de programmation ont été développés afin de pouvoir faire comprendre à un processeur l'ensemble des tâches à réaliser. Python est un de ces langages de programmation.

Voici l'algorithme précédent réécrit en python :

while true :
	tempExt = temperatureExterieure()
	tempInt = temperatureInterieure()
	if tempInt < 18 :
		radiateur.run()
	else :
		radiateur.sleep()

Quelle ligne dans l'algorithme écrit en Python permet de voir le système informatique embarqué comme une chaîne d'opérations en boucle traitées en permanence ?

Sur quelle température est réglée l'algorithme du thermostat contrôlant la température intérieure ?

On veut modifier cet algorithme écrit en Python pour que le radiateur ne se mette en marche que dans le cas où la température intérieure est inférieure à 16°C et est supérieure à celle extérieure (sinon, plutôt que d'allumer le radiateur, il suffit d'ouvrir une fenêtre pour réchauffer la maison : geste écologique et économique !).

Compléter le script ci-dessous en remplaçant la ligne de pointillés :

while true :
    tempExt = temperatureExterieure()
    tempInt = temperatureInterieure()
    ......................................................
        radiateur.run()
    else :
        radiateur.sleep()

Exercice 6

Un véhicule est équipé sur chacune de ses roues d'un mesureur de vitesse de rotation de la roue. Si, lors d'un freinage, la vitesse mesurée en temps réel est nulle, l'information est transmise au calculateur qui va alors commander de relâcher la pression hydraulique sur les freins afin que la roue se remmette à tourner. Le système va ainsi, jusqu'à vingt-quatre fois par seconde, bloquer et débloquer les freins, quand bien même le conducteur continue à appuyer à fond sur la pédale de frein. Ces réajustements répétés peuvent être ressentis par le conducteur au niveau de la pédale de freinage.

Citer les capteurs en lien avec le système ABS.

Citer les actionneurs en lien avec le système ABS.

Écrire en langage naturel un programme permettant de décrire le fonctionnement du système ABS.

Dans la seconde phrase décrivant le principe de fonctionnement, quel est le groupe de mot qui permet d'assurer que le pilotage du système se fait à une vitesse adaptée à l'évolution du système ?

Est-ce à la base un "objet connecté" ? Pourquoi ?