Thèse : Développement Android et systèmes embarqués – Analyse et conception

Ce document traite du développement d'une application Android destinée à retrouver un téléphone mobile en cas de perte ou de vol. Il s'adresse principalement aux étudiants et professionnels en informatique embarquée, développement mobile et conception de systèmes embarqués, souhaitant comprendre comment concevoir et réaliser une application intégrant la messagerie SMS et la géolocalisation sur Android.

La question

Le travail s'intéresse au problème de la localisation et de la récupération d'un téléphone mobile Android perdu ou volé. Malgré la multiplication des applications mobiles, il existe un manque d'outils simples et efficaces permettant de retrouver un téléphone mis en mode silencieux ou vibratoire. Le défi est de concevoir une application capable de désactiver ce mode silencieux à distance et d'envoyer les coordonnées GPS du téléphone à son propriétaire via SMS. Ce problème est important car la perte ou le vol d'un téléphone portable est fréquent, et les solutions existantes ne sont pas toujours accessibles ou pratiques pour tous les utilisateurs.

Concepts de base

L'étude repose sur plusieurs notions fondamentales :

• Informatique embarquée : domaine regroupant les systèmes informatiques intégrés dans des dispositifs mobiles ou fixes, tels que les PDA (Personal Digital Assistant), smartphones, robots ou systèmes industriels. Ces systèmes communiquent souvent via des protocoles standards et sont dotés de systèmes d'exploitation adaptés.
• PDA : ordinateur de poche compact, équipé d'un processeur, mémoire vive, écran tactile capacitif et fonctionnalités réseau. Initialement destiné à l'organisation personnelle, il a évolué pour intégrer des fonctions bureautiques, multimédia, internet, géolocalisation et téléphonie.
• Écran tactile capacitif : technologie d'entrée où une couche accumulant des charges électriques détecte la pression d'un doigt ou d'un stylet, permettant de localiser précisément le point touché sur l'écran.
• Systèmes d'exploitation pour PDA : exemples incluent Microsoft Windows Mobile, Palm OS, Symbian OS, Linux, Qtopia, iPhone OS et Android.
• Android : système d'exploitation open source basé sur un noyau Linux, destiné aux smartphones et terminaux mobiles. Il utilise une machine virtuelle Dalvik pour exécuter les applications Java, offre des bibliothèques graphiques 2D et 3D, supporte divers formats médias, et dispose de services pour la téléphonie, la géolocalisation, le WiFi, l'USB et les capteurs.
• Messagerie SMS sous Android : bien que le SDK ne permette pas directement d'analyser les SMS à leur réception, une application de messagerie peut accéder aux SMS via un content provider, sous réserve d'autorisations spécifiques.
• Géolocalisation sous Android : le système fournit un guidage dynamique avec cartes détaillées, instructions vocales et navigation 3D. Les applications peuvent accéder aux coordonnées GPS du terminal pour fournir des services de localisation.

Approche

Le projet a suivi une démarche structurée en plusieurs étapes :

• Spécification et analyse : définition claire du problème, identification des besoins fonctionnels (désactivation du mode silencieux, envoi des coordonnées GPS, configuration des mots-clés et durée de sonnerie) et non fonctionnels (code clair, ergonomie de l'interface).
• Conception : élaboration d'une architecture logicielle en couches (présentation, contrôle, métier, persistance) basée sur le modèle MVC. Cette architecture permet de gérer l'interface utilisateur, le traitement applicatif, la gestion des données et la communication avec la base de données.
• Diagrammes : utilisation de diagrammes d'activités pour structurer le flux de l'application, et de diagrammes de séquence pour modéliser les scénarios d'authentification, de désactivation du mode silencieux et d'envoi des coordonnées GPS.
• Fonctionnement : à la réception d'un SMS, l'application analyse le contenu. Si le message contient le mot-clé configuré pour désactiver le mode silencieux, l'application active la sonnerie pour une durée paramétrable. Si le message contient le mot-clé GPS, l'application récupère les coordonnées GPS et les renvoie par SMS à l'expéditeur.
• Authentification : l'utilisateur doit s'authentifier pour accéder à la configuration de l'application, garantissant ainsi la sécurité des paramètres.

Résultats

Le travail a permis de développer une application Android fonctionnelle répondant aux objectifs fixés :

• Une interface d'authentification sécurisée pour l'accès à la configuration.
• La possibilité pour l'utilisateur de définir deux mots-clés SMS : un pour désactiver le mode silencieux et déclencher la sonnerie, un autre pour recevoir les coordonnées GPS.
• Une gestion efficace des SMS entrants pour analyser le contenu et déclencher les actions appropriées.
• L'envoi automatique d'un SMS contenant les coordonnées GPS à l'expéditeur du message.
• Une architecture logicielle claire et modulaire facilitant la maintenance et les évolutions futures.

Limites et questions ouvertes

Le projet présente certaines limites :

• En cas de vol avec changement de la carte SIM, l'utilisateur ne pourra plus envoyer de SMS à son téléphone pour obtenir sa localisation, ce qui limite l'efficacité de l'application dans ce scénario.
• Le SDK Android ne permet pas d'analyser directement les SMS à leur réception sans passer par une application dédiée, ce qui impose des contraintes techniques et des permissions spécifiques.
• L'application dépend de la disponibilité du GPS et de la couverture réseau pour envoyer les coordonnées, ce qui peut ne pas être garanti dans toutes les situations.

Glossaire

• Android : système d'exploitation open source pour terminaux mobiles basé sur Linux.
• API (Application Programming Interface) : interface de programmation permettant d'interagir avec les fonctionnalités d'un système ou d'une application.
• Dalvik : machine virtuelle spécifique à Android pour exécuter les applications Java.
• GSM (Global System for Mobile Communications) : norme de téléphonie mobile utilisée mondialement.
• GPS (Global Positioning System) : système de positionnement par satellites permettant de déterminer la localisation géographique.
• PDA (Personal Digital Assistant) : ordinateur de poche avec écran tactile et fonctionnalités réseau.
• SDK (Software Development Kit) : ensemble d'outils et de bibliothèques pour développer des applications sur une plateforme donnée.
• SMS (Short Message Service) : service de messages courts utilisé pour envoyer des textes via les réseaux mobiles.
• UI (User Interface) : interface utilisateur permettant l'interaction avec une application.
• Mode silencieux : état d'un téléphone où les sons d'alerte sont désactivés.