Méthodologie & Technologies

Notre approche et les outils mis en œuvre

Approche méthodologique

Notre démarche s’articule autour d’une approche itérative et collaborative, permettant d’adapter notre travail aux retours de notre client évaluateur et aux contraintes techniques rencontrées au fur et à mesure que nous avançons dans le projet. Le but ici, était surtout de travailler de manière structurée tout en restant flexibles face aux imprévus avec une « pseudo-méthode agile ». Nous détaillons ci-dessous les principales étapes de notre méthodologie de travail et nous y répondrons en présentant les résultats sur la page éponyme (prochain onglet de la barre de navigation).

Phase 1

Étude et prise en main du matériel

Familiarisation avec le matériel radar 24 GHz, recherche et étude de la documentation technique, compréhension des protocoles de communication (série, BLE, MQTT) dans leur ensemble.

Phase 2

Configuration et calibration

Mise en place du système radar, calibration des paramètres d’émission/réception, tests initiaux de détection. Établissement des premiers protocoles de communication.

Phase 3

Développement logiciel

Création des scripts de récupération et traitement des données, mise en place du serveur MQTT local, développement des interfaces de communication.

Phase 4

Conception du site web

Choix du CMS (WordPress), conception de la structure du site, création de thème, développement des pages principales, intégration des contenus via placeholders.

Phase 5

Tests et optimisation

Batterie de tests en extérieur (hall de l’IUT) ou encore en laboratoire par exemple, que ce soit au premier étage du bâtiment, dans la salle prévue à cet effet mais aussi dans la chambre anéchoïque (du grec a-néchos : sans écho) afin de tester dans toutes les conditions. Que ce soit avec ou sans aucune onde externe pour venir parasiter. Bref, batterie de tests exhaustive en variant les paramètres : distances, orientations, types de mouvement. Analyse des résultats et optimisation des algorithmes.

Phase 6

Comparaison et analyse

Comparaison entre 24 GHz et sensing UWB avec le client évaluateur en laboratoire, analyse des avantages et limites de chaque technologie selon les scénarios d’usage.

Phase 7

Préparation aux présentations

Préparation des soutenances, rédaction des powerpoints, des documentations telle que le github tutoriel ou encore la recette des bancs de tests.

Phase 8

Documentation définitive

Rédaction de la documentation complète, complétion du site web, production de la vidéo de démonstration, préparation à la démonstration finale.

Avancement actuel du projet :

Configuration radar

Finalisé – 100%

Traitement des signaux

Finalisé – 100%

Communication MQTT

Finalisé – 100%

Interface BLE

Finalisé – 100%

Tests et validation

Finalisé – 100%

Documentation

Finalisé – 100%

Les protocoles de communications : la théorie

🔌

Communication série

Liaison filaire Tx/Rx à 115 200 bit/s pour la communication directe entre le radar et le système de traitement.

  • Configuration : 115 200 bauds
  • Mode : Émission/Réception
  • Fiabilité élevée
📡

BLE (Bluetooth Low Energy)

Communication sans fil basse consommation pour le second équipement et les interactions avec smartphone.

  • Basse consommation énergétique
  • Portée : jusqu’à 100 m (en champ libre)
  • Compatible smartphones et PC
💬

MQTT

Protocole de messagerie IoT léger et efficace pour la transmission des données vers le serveur.

  • Phase 1 : Serveur MQTT local
  • Phase 2 : Migration vers LOCURA
  • Architecture publish/subscribe
🖥️

Interfaces utilisateur

Développement d’interfaces pour smartphone, PC et navigation web pour visualiser et contrôler le système.

  • Application mobile (Android/iOS)
  • Interface web responsive
  • Logiciel PC pour analyse avancée

Outils et suivi du projet

Extraits du board Trello et de la planification (Gantt) utilisés pour organiser le travail.

Extrait du board Trello montrant les colonnes et tickets
Board Trello — gestion des tâches et sprints
Extrait du planning Gantt du projet
Diagramme de Gantt — planification et jalons

Cliquez sur les images pour les agrandir.

Ces outils nous ont permis de suivre l’avancement du projet, de répartir les tâches efficacement et de respecter les délais fixés par notre client évaluateur. Cependant, nous avons rencontré un gros problème puisque le fichier final du Gantt a été corrompu. Aussi, je vais me permettre de vous en expliciter le contenu corrigé ci-dessous :

  • Tout d’abord, la partie Node.js a été abandonnée afin de répartir les ressources sur d’autres tâches plus importantes aux yeux du client évaluateur.
  • Nous avons fait bouger les jours des évaluations intermédiaires et finales selon leurs dates réelles.
  • Enfin, nous avons ajusté certaines durées de tâches en fonction des imprévus rencontrés :
    – La tentative de rétro-ingénierie de la partie appli mobile a pris plus de temps que prévu, et à finalement été annulée.
    – La phase de tests a été rallongée pour compenser les difficultés rencontrées avec le matériel radar.
    – La rédaction de la documentation a été étalée sur une période plus longue pour permettre des mises à jour continues.
    – La finalisation du site web a été prolongée pour s’assurer qu’il soit prêt avant la fin du projet.
    – La création de la vidéo de démonstration a été décalée après les soutenances.

Infrastructure technique

Couche matérielle

Radar 24 GHz
Module BLE
Raspberry Pi

Couche communication

Série 115200 bps
Bluetooth LE
WiFi/Ethernet

Couche logicielle

Scripts de traitement
Serveur MQTT
Interfaces utilisateur
Gestion de logs en local

Couche plateforme

MQTT Local
Plateforme LOCURA

Protocole de tests

Nous avons mis en place une batterie de tests exhaustive pour évaluer les performances du système radar dans différentes conditions d’utilisation. Vous retrouverez les résultats détaillés sur la page « Résultats » de ce portfolio, dans le dossier « Banc de tests ».
Tous cesdits tests n’ont pas pu être réalisés, principalement à cause de contraintes matérielles (efficacité du radar 24 GHz).
On en parlera plus en détail sur cette page dédiée.

📏 Tests de distance

  • Portée minimale de détection
  • Portée maximale fiable
  • Précision selon la distance
  • Zones aveugles éventuelles

🔄 Tests d’orientation

  • Angle de détection horizontal
  • Angle de détection vertical
  • Impact de l’orientation du capteur
  • Zones de couverture optimales

🏃 Tests de mouvement

  • Détection de mouvements rapides
  • Détection de mouvements lents
  • Détection de mouvements répétés
  • Distinction entre plusieurs personnes

⚙️ Tests de configuration

  • Variation du gain de l’onde
  • Filtrage du bruit ambiant
  • Optimisation des paramètres
  • Calibration selon l’environnement

🏠 Tests environnementaux

  • Influence des obstacles (murs, meubles)
  • Impact des matériaux (bois, métal, tissu)
  • Température et humidité
  • Interférences électromagnétiques

💓 Tests fonctionnels spécifiques

  • Détection de présence statique
  • Détection de chute
  • Mesure de fréquence cardiaque
  • Détection de respiration

Outils de développement, bibliothèques et plateformes utilisées

Développement

  • Python (traitement des signaux)
  • Arduino/C++ (firmware)
  • Node.js (serveur MQTT – ABANDONNÉ)
  • HTML/CSS/JS (mix avec CMS existant)

Traitement du signal

  • Bleak (Python)
  • Matplotlib (visualisation)
  • Filtres numériques divers

Communication

  • Mosquitto (broker MQTT)
  • PySerial (communication série)
  • Bluetooth libraries
  • Plateforme LOCURA

Tutoriel

  • Git/GitHub (versioning)