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Système de
traçabilité nomadique Temps réel
i-TRAN
Mise en situation du système i-TRAN
http://www.uplog.com/
- Système ouvert Contact : J. PONTNAU
Téléphone : 01.56.30.35.46
Email : [email protected]
Lycée Louis Armand - 321 rue Lecourbe 75015 PARIS
•
•
i-Tran est un système permettant un suivi en temps réel des
marchandises embarquées dans des véhicules.
Une interface graphique permet de consulter à chaque instant l'état de
cette marchandise via Internet et d'être alerté par SMS en cas de
dépassement des seuils de tolérance établis par le cahier des charges
ou les normes européennes : gage d’assurance qualité élevée.
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Architecture globale du système i-Tran
Réseau de nœuds capteurs de faible couverture spatiale interconnecté via
une passerelle à un réseau de couverture universelle : on accède à une
traçabilité en temps réel de processus fixes ou mobiles (paramètres
caractéristiques : position, température, humidité…
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Présentation du système i-TRAN
Pour rendre les données disponibles en tout lieu et à tout
instant (Pervasive Computing), ce réseau de capteurs de
faible couverture spatiale s’interface par une passerelle
d’interconnexion à des réseaux standards de plus grande
étendue spatiale (GSM/GPRS, 802.11-PDA, ADSL, …).
Cette passerelle peut être équipée d’un module GPS pour
la traçabilité d’objets mobiles communicants.
L’architecture globale matérielle et logicielle dote le système iTRAN des fonctionnalités suivantes :
– Remontée d’alarmes en temps réel par messagerie SMS
ou par GPRS;
– Téléchargement des paramètres de traçabilité du
processus pour archivage et consultation depuis un
serveur distant (GSM/GPRS).
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Horloge
temps réel
Mémoire
Compact flash
868 Mhz
- PIC 18F258-
Chipcon CC1000
sensirion
- sht15 -
Émetteur/Récepteur
Capteur
GSM/GPRS
Wireless network
- PIC 18F258-
Point d’accès
Passerelle d’interconnexion
GSM/GPRS avec fonctionnalité GPS
868 Mhz
– Le réseau de capteurs sans fil (datalogger) à 868 Mhz .
Chaque nœud capteur comporte les fonctionnalités suivantes :
Acquisition (sensirion sht15):humidité et température),
traitement (amplification, linéarisation…), mémorisation
(valeur, datation), communication sans fil.
– La passerelle de communication qui permet l’interconnexion
du réseau de capteurs sans fil avec le réseau GSM/GPRSGPS.
– Les serveurs (Serveur de reporting et passerelle SMS)
assurant les services de consultation et de reporting des
données tracées. (gestion de base de données : SQLserveur).
– Le client d’accès au serveur de reporting -Réseau local.
DataLogger
Chipcon CC1000
L’architecture matérielle globale du système comporte les
éléments suivants :
Présentation des différentes structures.
Émetteur/Récepteur
L’architecture matérielle globale du système
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Module
GSM/GPRS
(Data, SMS,
Voice/DTMF et
Datacalls
- rtcu-m10g -
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Matériels et services à associer au système
•
Adaptation de technologie possible pour faciliter exploitation pédagogique.
– PIC sur support ou composant CMS.
• Un forfait GPRS : voir description et coût avec fournisseur accès.
≈ 10€/mois : Une puce SIM sur point d’accès.
• Forfait SMS
• Un téléphone mobile (ou celui des étudiants!) – pour réception
alarme.
• Modem GSM sur machine serveur éventuellement : wavecom.
• L’accès du serveur au pont d’accès se fait par IP.
• CC1000DK pour analyse module radio – documentation • Analyseur de réseau / protocole (Ethereal : gratuit).
• Mesureur de signaux téléphoniques (dans la mesure ou on a
accès au signal démodulé) : ASMS 100 – Analyseur de signaux
de téléphonies, pour tout voir de la couche physique jusqu’aux
protocoles CallerID et SMS – MT2 communication – Voir avec
lycée St Ouen l’Aumône.
• Formation proposée par UPLOG : possible.
Exemples de thématiques pédagogiques
Etude du datalogger :
• Gestion des entrées/sorties avec protocole d’acquisition des informations capteurs ;
• Réalisation de la fonction datalogger : Echantillonnage, mise en sommeil, optimisation
énergétique, programmation du pic 18f258, datation, etc.
• Étude du circuit de transmission RF (CC1000 de Chipcon): Configuration des registres
internes, Fonctions de modulation (FSK, FHSS), Fonctions de codage (Manchester,
NRZ, UART).
• Protocole de communication multi-points à point (d’accès).
• Technologie liée aux antennes.
• Bus I2C (microcontrôleur – mémoire – capteur – horloge temps réel).
Étude de la passerelle d’interconnexion - rtcu-m10g :
• Étude des signaux Modem (siemens);
• API de programmation : gestion des E/S , acquisition GPS, appels téléphoniques,
envois de SMS, connexion GPRS, communication par sockets TCP/IP.
– Langage développement haut niveau (IDE sous Windows) : ≈ Pascal/Basic (gratuit
+ mises à jour Internet) - primitives faciles à mettre en œuvre.
– Radio/câblage PC
• vérification du système avec logiciel Écriture d’applications client TCP-IP d’accès à la passerelle d’interconnexion :
• Création/gestion base de données.
• Consultation d’alarmes, remontée de données de « log », contrôle distant de la
passerelle et des dataloggers.
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Exemples de thématiques pédagogiques
• Pannes sortie de chaîne production – pannes lors de
l’utilisation.
• Capture signal satellite – pervasive computing – everywhere
anywhere.
• Transmission de mails avec le point d’accès pour les
alarmes.
• Vérification protocoles (format de la trame – formatage des
données) – codages Manchester/NRZ, modulation FSK,
QPSK,GMSK…
• Couche liaison – étude du protocole – identification des
nœuds. Interrogation des nœuds. Mises en écoute sur le
réseau.
• Détection de défauts : au niveau gprs.
• RS232/RS485.
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Épreuve E5 - Champ technologique :
Électronique embarquée – Télécommunications, téléphonie,
réseaux téléphoniques.
• TESTER et VALIDER un équipement ou un produit
électronique
– T1 : Effectuer des tests en conformité avec une procédure établie sur un
équipement ou un produit.
• Exemple :
• MAINTENIR et INSTALLER un équipement ou un produit
en fonctionnement
– M1 : Installer et configurer un nouvel équipement ou produit
• Exemple :
– M2 : Valider le bon fonctionnement de l’équipement ou du produit
• Exemple :
– M3 : Détecter le/les composant(s) ou le/les constituant(s) défectueux.
• Exemple :
– M4 : Remplacer le/les composant(s) défectueux.
• Exemple :
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Épreuve E6
Ce que cela coûte
• Évolution :
– Réseau câblé vers réseau sans fils (Wi-fi).
– Généralisation du parc des capteurs pour des applications
dans des contextes différents : médical, environnemental,
militaire…
Désignation
Prix unitaire HT
Quantité
Sous-Total
-Datalogger
-Passerelle
d’interconnexion
GSM/GPRS avec
fonctionnalité GPS
-Logiciel Serveur
-Passerelle logicielle SMS
-Logiciel client
200 €
1000 €
3
1
600 €
1000 €
1500 €
500 €
300 €
1
1
1
1500 €
500 €
300 €
Montant total HT
TVA 19,6 %
Total TTC
3900 €
764.4 €
4664.4 €
Ces prix n’incluent pas les éléments suivants :
9L’abonnement GPRS/SMS
9L’accès Internet
9Les journées de formation
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Ce dont on dispose
- Système ouvert • On dispose de :
– Descriptions structurelles, logicielles
– Informations protocoles réseaux Web, SMS, GPRS
– Choix des technologies des composants mis en œuvre…
• Limitation à l’ouverture :
– tout ce qui touche à la technologie très basse consommation.
• Extension
– La sécurisation des données et des transactions par cryptage de
type SSL.
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Champs technologiques couverts
Champs technologiques couverts par le système technique :
• Électronique embarquée
– Faible consommation – mise en sommeil des équipements –
– Logiciels enfouis.
• Réseaux informatiques
– TCP/IP, 802.11
– Protocoles maisons (multi-points à points) ou industriels (Modbus)
– Accès à des points inaccessibles (topologie) à partir des autres
capteurs.
• Réseaux téléphoniques
– Mesure du niveau de réception et adaptation du niveau d’émission
pour palier à des problèmes de transmissions.
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Points forts des différentes technologies
– Modules radio fréquences faible consommation, faible
coût, supportant des techniques de modulation qui
assurent une bonne fiabilité des transmissions.
– des micro contrôleurs faible consommation, avec une
capacité de traitement adaptée aux systèmes
embarqués qui intègrent des fonctionnalités comme la
conversion A/N, des E/S Tout Ou Rien, des timers.
– des capteurs de dimensions réduites, très faible
consommation, faciles à interconnecter.
– des mémoires de grande capacité, faible coût, faible
consommation (compact flash).
– des sources d’alimentation performantes dans un
volume réduit.
UPLOG : Partenaires & service
Dans le secteur de l'ingénierie informatique les
activités d’UPLOG s’exercent auprès des PME /
PMI et des grands groupes suivants :
–
–
–
–
–
–
–
–
Alstom Transport,
Sphinx Vision (vidéo surveillance via l’Internet),
Comsis,
OPMG (Oldcastle Precast Modular Group) bâtiment,
MHD-Informatique (gestion de parcs),
Sinovia (contrôle de procédés, communication
industrielle),
PF Conseil,
CyberAct
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Bibliographie
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•
Analyseur de protocoles et de réseaux : http://www.ethereal.com/
RTCU-M10G MAX - Remote Telemetry and Control Unit (Maison
danoise): http://www.closerworlds.com/Products/RTCU-M10G-MAX.html
www.rtcu.dk
ultra-low-power single-chip RF transceiver – Chipcon CC1000 :
http://www.chipcon.com/index.cfm?kat_id=2&subkat_id=12&dok_id=14
Ensemble de la présentation disponible sur Internet à l’adresse suivante :
http://francomme.fr.fm
•
•
Courriel ingénieur : [email protected]
Courriel technicien : [email protected]
•
Document commercial : clic
•
Autres applications :
– Pont de Normandie - Capteurs - Jauge de contrainte.
– Suivi de véhicules – Gestion parc automobiles.
– SmartDust – micro-capteur – Drone pour détection passage de
véhicule.
– Domaine médical capteur embarqué - Monitoring..
– Surveillance feux de forêts.
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Divers
• Dans le cas d’extension vers la fabrication, il est possible
de proposer à l’entreprise un partenariat permettant de
faire avancer le système vers des solutions plus globales,
mettant en œuvre plus de technologies.
• Possibilité également de travailler conjointement à
l’élaboration d’un projet.
• L’entreprise propose une adaptation des cartes pour une
utilisation pédagogique : points tests, PIC sur support (pour
pouvoir le reprogrammer).
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