L’état de l’art donne la définition d’un contrôleur comme un système C qui
gère un autre système S. Pour cela, il observe les évènements que S génère et
autorise ou interdit l’utilisation d’actions d’entrée du système contrôlé en fonction
des observations. En d’autres termes, le contrôleur limite l’expressivité des traces
d’exécution à un sous-ensemble. Soit S
cle système S contrôlé, alots T race(S
c)⊆
T race(S).
Dans le contexte des installations domotiques, un système de contrôle peut
observer les évènements et interagir avec les objets communicants. En revanche,
il lui est impossible d’interdire le déclenchement d’actions d’entrée. De plus, il
est inenvisageable d’ajouter physiquement un élément interdisant les actions
d’en-trée des objets communicants. Dans la suite de ce mémoire, nous désignons par
contrôleur un système gérant l’état d’un autre système sans possibilité de limiter
l’expressivité des traces d’exécution du système contrôlé.
Un contrôleur est modélisé par un automate IOSTS particulier. En plus de
disposer des localités virtuelles et des chemins d’entrée-sortie des automates de
5.5 Synthèse 95
comportement, les automates des contrôleurs disposent de localités transitoires.
Un contrôleur est un système extérieur à l’installation, il émet des actions que
le dispositif reçoit et reçoit des notifications que le dispositif émet. En d’autres
termes, l’alphabet d’entrée (respectivement de sortie) du dispositif correspond à
l’alphabet de sortie (d’entrée) du contrôleur.
Une localité transitoire l
tde l’ensemble des localités transitoires L
t(l
t∈ L
t)
est une localité correspondant à un ensemble d’états réels ou virtuels que
l’util-isateur souhaite faire changer. Ces localités jalonnent les chemins d’entrée-sortie
permettant au contrôleur de piloter les systèmes contrôlés.
Soit C un automate contrôleur etL=L∪L
vl’ensemble des localités stables et
virtuelles. L’ensemble des localités transitoireL
test composé de toutes les localités
virtuelles et d’une partie des localités stables.
L
v⊂L
t⊂L.
Un automate de contrôleur donne le comportement que doit suivre un
con-trôleur afin de répondre aux règles définies. Chaque transition de sortie qu’un
contrôleur peut prendre doit être déclenchée afin de suivre les règles. En d’autres
termes, lorsqu’un contrôleur est dans une localité avec la possibilité d’envoyer une
commande, il doit l’envoyer. Le contrôleur permet de commander un dispositif.
Pour cela, il utilise son automate de comportement afin de connaître l’état du
dispositif. Un contrôleur est créé à partir de l’automate d’un système et de règles
ECC ou de contraintes, l’opération de création se nomme synthèse de contrôleur.
Nous verrons comment est synthétisé un contrôleur dans le chapitre suivant.
5.5 Synthèse
Les solutions domotiques présentées dans le chapitre1nous permettent de
con-stater un manque dans le domaine de la gestion du comportement. Nous avons
en-trepris d’étudier dans le chapitre3les différents automates permettant de modéliser
le comportement de systèmes, notamment les systèmes discrets à entrées/sorties.
Dans ce chapitre, nous avons abordé les particularités des dispositifs domotiques
et comment modéliser le comportement d’une installation domotique à partir de
règles.
Les systèmes domotiques sont modélisés au moyen d’automates
d’entrées/-sorties. Les commandes permettant d’utiliser les fonctionnalités des dispositifs
cor-respondent aux actions d’entrée des automates et les notifications corcor-respondent
aux actions de sortie des automates. Les actions internes quant à elles formalisent
la présence de multiples points de commande.
Les automates IOSTS des dispositifs bénéficient de propriétés particulières. En
effet, nous avons introduit les localités virtuelles qui modélisent la non-connaissance
de l’état d’un système. Cet état n’est pas réel pour le dispositif, mais caractérise
l’attente d’une réponse pour un système extérieur. Dans la plupart des cas, une
commande envoyée à un système domotique est suivie d’une notification de retour
permettant de connaître le nouvel état du système. Nous l’avons appelé chemin
d’entrée-sortie. Ces chemins sont composés d’une transition d’entrée menant à une
localité virtuelle et d’une transition de sortie ayant comme source cette localité
virtuelle.
Le comportement d’une installation domotique est la composition de tous les
comportements des dispositifs occupant l’installation. Afin de domestiquer ce
com-portement, nous avons introduit deux types d’expressions, les règles de
change-ments sur conditions (ECC) et les règles de contraintes. Les règles ECC ont un
aspect dynamique et créent un changement dans une installation lorsqu’un
évène-ment intervient et que l’installation est dans un état particulier. Les règles de
contrainte ont un aspect statique et créent un changement seulement lorsque
l’in-stallation entre dans un état particulier.
Sommaire
6.1 Expression du besoin
6.2 Opération sur les automates
6.3 Synthèse du contrôleur d’objets communicants
6.4 Synthèse
Chapitre
6
Contrôle des objets communicants
Dans la théorie du contrôle, les contrôleurs, ou superviseurs, sont présents afin
de limiter le comportement possible d’un système. Pour cela, ils interdisent le
déclenchement d’actions. Les superviseurs des automates à entrées/sorties sont
capables d’interdire le déclenchement d’actions d’entrée d’un système. Dans le cas
d’une installation domotique, cela correspondrait au fait d’interdire à un dispositif
de la maison de recevoir une commande. De plus, il n’est pas possible de limiter
le nombre de points de commande d’une installation ni de les exclure ou de les
reprogrammer. De ce fait, il est impossible d’interdire l’émission de commande à
destination des dispositifs. Il n’est pas envisageable d’utiliser un superviseur tel
qu’il est défini dans la théorie du contrôle.
En revanche, nous utilisons le terme contrôleur pour désigner un système
per-mettant d’empêcher que le système demeure dans certains états. Pour cela, le
contrôleur est capable d’utiliser le comportement des dispositifs d’une installation
domotique et il est capable d’observer tous les changements d’état des systèmes
domotiques. C’est-à-dire que le contrôleur peut émettre des commandes et recevoir
des notifications des dispositifs.
La synthèse d’un contrôleur nécessite d’énoncer des règles. Nous avons introduit
dans le chapitre précédent des règles permettant de déclencher un comportement :
– lors de l’apparition d’un évènement (ECC) ;
– lorsqu’un dispositif atteint un état non souhaitable (contrainte).
97
6.1 Expression du besoin
Une installation domotique correspond à un ensemble de dispositifs
command-ables à distance tels que les lumières, les volets, les télévisions, etc.. Une installation
domotique est, elle aussi, un système ; son comportement correspond à la somme
de tous les comportements des dispositifs qui la composent. Les dispositifs d’une
installation interagissent ensemble de diverses manières et ne sont pas dépendants
les uns des autres. Le comportement de chaque dispositif est modélisé comme un
ensemble de transitions entre états.
Soit S l’automate IOSTS du système d’une installation domotique avec un
nombre fini de localités. L’automate S modélise le « comportement non contrôlé »
de l’installation. Le comportement non contrôlé signifie que les changements
d’é-tat interviennent seulement lors de la réception de commandes émises depuis un
point de commande. Ce comportement a de grandes chances de ne pas être
satis-faisant pour un utilisateur et doit être adapté. La modification du comportement
de dispositifs n’est pas possible. En revanche, il est possible de mettre en place un
système de « pilotage automatique ».
Dans le but de piloter le comportement d’un système S, nous introduisons un
automate contrôleur C. Ce qui soulève deux questions :
– Comment sont créés les contrôleurs ?
– Comment un contrôleur C agit sur le comportement deS?
Le but est de produire un système de contrôle d’une installation domotique
basé sur la rigueur d’un formalisme à base d’automate à entrées-sorties. Nous
avons expliqué dans le chapitre précédent le formalisme des systèmes domotique
et des systèmes de contrôle. La création du système de contrôle est réalisée par un
outil mathématique prenant en compte une installation domotique et des règles de
comportement.
Certain états de S ne sont pas désirables et doivent être évités. Par exemple,
un chauffage allumé dans une pièce où une fenêtre est ouverte ou un volume trop
élevé d’une télévision lorsque le téléphone sonne. Afin de caractériser ces états,
nous introduisons le terme d’états illégaux. Inversement, les états désirables sont
nommés états légaux.
Dans notre modèle, C observe tous les évènements émis par S. LorsqueS entre
dans un état illégal, C agit sur S afin de le ramener à un état légal. La décision de
l’état légal à atteindre est réalisée par un algorithme de choix. Par exemple, cet
algorithme peut prendre en compte l’état légal précédent, un état de secours, etc..
D’un point de vue de la théorie du contrôle, les installations domotiques sont
complexes à cause :
6.2 Opération sur les automates 99
Dans le document
Modélisation de l'interopérabilité d'objets communicants et de leur coopération : application à la domotique
(Page 111-116)