Amélioration de la fiabilité, l ergonomie et les fonctionnalités d un logiciel d acquisition de données

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1 Amélioration de la fiabilité, l ergonomie et les fonctionnalités d un logiciel d acquisition de données Travail de fin d études présenté par Maba mboma bellord En vue de l obtention du diplôme de Gradué en informatique industrielle Année académique :

2 Je voudrais d abord remercier le Docteur Delille qui m a donné la chance de réaliser ce projet. Je suis heureux d avoir travaillé au sein de l Unité d Océanographie Chimique de l Université de Liège parce que la réalisation de ce projet a été pour moi une façon de contribuer à l étude du problème du réchauffement climatique. Je tiens aussi à remercier les Docteurs Borges et Comarieu que j ai pu rencontrer dans les locaux de l Unité d Océanographie Chimique de l Université de Liège qui m ont aidé et ont contribué au bon déroulement de mon stage. Je remercie sincèrement Monsieur Pol Godelaine de l Institut de Technologie de Liège d avoir été mon professeur ces trois années de graduat en informatique industrielle, il a été une, vraie source de motivation pour moi. 1

3 TABLE DE MATIERE INTRODUCTION... 4 AVANT PROPOS... 4 RÉCHAUFFEMENT CLIMATIQUE : L EFFET DE SERRE... 4 MÉCANISME... 5 I. CONSÉQUENCE DU RÉCHAUFFEMENT CLIMATIQUE... 6 EVÉNEMENTS EXTRÊMES... 6 DISPARITION DE LA BANQUISE... 6 AUGMENTATION DU NIVEAU DE LA MER... 7 LA DÉSERTIFICATION EN AFRIQUE... 8 LES BUTS DES CHERCHEURS DE L UNITÉ D OCÉANOGRAPHIE CHIMIQUE DE L UNIVERSITÉ DE LIÈGE... 8 II. PARTICIPATION DE L UNITÉ D OCÉANOGRAPHIE CHIMIQUE DANS LES PROJETS INTERNATIONAUX III. MATÉRIELS UTILISÉS A TWEENER PRT LECTURE MODULE NI NI COMPACTDAQ WAVECOM FASTRACK M1206B IV. BUS INFORMATIQUE LA LIAISON SÉRIE CARACTÉRISTIQUES DE LA LIAISON SÉRIE VITESSE DE TRANSMISSION LE PORT USB LES AVANTAGES DU PORT USB LES HUBS V. PROGRAMMATION GRAPHIQUE FONCTIONNEMENT D UN OBJECT/VI PROGRAMMATION PAR FLUX DE DONNÉES LES CONCEPTS DE BASE DU G VI. CORRECTION DE CERTAIN BUG DE LA VERSION INITIALE VII. CAHIER DE CHARGE

4 VIII. INTERFACE UTILISATEUR INTERFACE PRINCIPALE IX. PROGRAMMATION L INTERFAÇAGE DU 1502A TWEENER PRT LECTURE X. MOYENNE MOBILE : MOYENNE MOBILE LICOR XI. MISE EN RÉSEAU DU LOGICIEL COMMUNICATION PAR RÉSEAUX GSM SUBVI M1206B COMMUNICATION PAR XII. L INTERFAÇAGE DU SYSTÈME NI COMPACTDAQ AVEC LES MODULES D ENTRÉE ET SORTIE NI XIII. CONCLUSION XIV. BIBLIOGRAPHIE

5 Introduction Avant propos L'Unité d'océanographie Chimique de l'université de Liège utilise de nombreux capteurs de mesures dont les données sont intégrées en ligne par l'application MEC développée grâce au logiciel LabVIEW (version 8.2) mis au point par National Instruments. Cette application reçoit les mesures de différents appareils, ou les interroge, affiche les mesures sous forme de graphique, intègre les données sous forme de tableau et sauvegarde ce dernier. Le but de ce travail de fin d études est d'améliorer la fiabilité, l'ergonomie et les fonctionnalités du logiciel d acquisition de données MEC. L élaboration de ce programme a été initiée en par Mr Dimitri Sukmanov dans le cadre de son travail de fin d étude à l institut de technologie. Lors de mon arrivée au sein de l Unité d Océanographie Chimique, je ne disposais d aucune notion dans ce domaine. Il m'a donc fallu apprendre la programmation du langage G utilisé par LabVIEW et faire l étude approfondie du logiciel d acquisition des données. Réchauffement climatique : l effet de serre Les études menées par l'unité d'océanographie Chimique de l'université de Liège s'inscrivent dans les études plus générales des changements climatiques globaux. Il apparaît donc opportun de faire quelques rappels de cette problématique et du contexte général dans lequel les études de l'unité d'océanographie Chimique sont menées. Les principaux gaz à effet de serre non artificiels sont : La vapeur d eau (H 2 O). Le dioxyde de carbone (CO 2 ) produit notamment lors de la respiration des êtres vivants et des végétaux. Le méthane (CH 4 ) fabriqué par des bactéries qui vivent dans des milieux anaérobies. 4

6 Le protoxyde d azote (N 2 O) classifié comme polluant est le quatrième plus important gaz à effet de serre à contribuer au réchauffement de la planète, après la vapeur d eau (H 2 O), le dioxyde de carbone (CO 2 ) et le méthane (CH 4 ). Son pouvoir radiatif correspond à 310 fois celui du CO2. L ozone (O 3 ). Les gaz à effet de serre industriels qui incluent des gaz dégradant la couche qui protège la vie terrestre d un excès d ultraviolets, sont les suivants: Les chlorofluorocarbures (CFC) ; Le perfluorométhane (CF 4 ) ; L hexafluorure de soufre (SF 6 ). Mécanisme Le rayonnement solaire atteint l atmosphère 28,3% du rayonnement émis par le soleil sont directement renvoyés vers l espace, par l air, les nuages blancs, les régions blanches et glacées de la terre comme l Arctique et l Antarctique. La banquise agit comme un immense miroir qui réfléchit vers l espace environ 90% de la radiation solaire qu elle reçoit. 20,7% du rayonnement émis par le soleil est absorbé par l atmosphère 51% du rayonnement émis par le soleil sont absorbé par la surface terrestre La terre produit de la chaleur La terre, restitue à son tourla chaleur nuit et jour sous forme de rayons infrarouges en direction de l atmosphère. Ce rayonnement est absorbé en partie par les gaz à effet de serre, ce qui réchauffe l atmosphère. Cette chaleur est réémise dans toutes les directions, notamment vers la Terre. Ce rayonnement qui retourne vers la Terre constitue l effet de serre, qui est à l origine 5

7 d un apport supplémentaire de chaleur à la surface terrestre. I. Conséquence du réchauffement climatique A cause de l augmentation des gaz à effet de serre dans l atmosphère, la chaleur qui est réémise vers la Terre deviendra de plus en plus puissante, avec pour première conséquence un réchauffement de la surface de la Terre. Les conséquences de ce réchauffement sont les suivants : Evénements extrêmes Cyclones tropicaux, tempêtes et vents forts, Canicule et sécheresse, Pluies intenses et crues etc. Les récoltes et l activité agricole sont menacées, cela représente des risques de crise alimentaire perpétuelle. Disparition de la banquise La calotte glaciaire couvre une superficie entre 7,5 et 15 millions de km2, et l épaisseur de la glace atteinte environ 3 mètres, selon la saison. Selon une étude internationale, le réchauffement du climat mondial va entraîner la fonte de la majeure partie de la calotte glaciaire arctique, en été, d ici la fin du 21 ème siècle. 6

8 L accélération : La banquise assure un rôle important dans le refroidissement du climat. de la fonte de ces glaces laisse présager une menace sévère sur certaines espèces vivantes sur la banquise, telles que l ours polaire, le phoque, le morse, le caribou, le renne, le lemming, la chouette harfang. Les populations telles que les Esquimaux sont aussi menacées, leur alimentation étant basée sur ces animaux menacés d extinction. Augmentation du niveau de la mer La première cause de l élévation du niveau de la mer est ce qu on appelle la «dilatation thermique». Les océans étant comme de l eau dans une cuvette, leur seule façon de faire face à l augmentation du volume est d élever leur niveau. La deuxième cause la plus importante de l élévation du niveau de la mer est la fonte des glaces continentales, les estimations avancées sont d un mètre au-dessus du niveau des océans. La fonte de la banquise ne provoque pas en soi une hausse du niveau des océans puisque la glace flottante prend plus de place que l eau qu elle contient. Le principe d Archimède dit que «un objet totalement ou partiellement immergé dans l eau est poussé vers le haut par une force qui est égale au poids du volume d eau déplacé». 7

9 La désertification en Afrique 40 millions de personnes menacées par la désertification en Afrique. La désertification entraîne une perte graduelle et inexorable de productivité agricole et un déclin de la santé écologique des écosystèmes, les paysages se muent en étendues lunaires sans vie, les dunes de sable empiètent progressivement sur les terres cultivables, les pâturages se dénudent et les nappes aquifères se tarissent. Ce phénomène pèse sur l avenir environnemental de l Afrique et de son avenir économique. Les buts des chercheurs de l Unité d Océanographie Chimique de l Université de Liège Environ 7 milliards de tonnes de CO 2 (en équivalent carbone) par an sont rejetés dans l'atmosphère par les activités humaines. On estime que 1.6 milliard de tonnes de CO 2, soit 23 % sont absorbés par les océans. Les océans sont donc un puits de CO 2 majeur qui contribue à réduire significativement l'augmentation de la concentration en CO 2 dans l'atmosphère. Les objectifs de l'unité d'océanographie Chimique sont de: 8

10 mieux quantifier les puits et les sources océaniques de CO 2, notamment dans les zones côtières et polaires ; comprendre les mécanismes sous jacents à ses puits et sources de CO 2 afin de mieux prédire leurs évolutions futures ; estimer quelles sont les conséquences de cette absorption de CO 2 sur les écosystèmes marins (acidification océanique). L unité participe à des nombreuses campagnes de mesures sur le terrain, menées généralement à partir de navires de recherches tel que le RV Belgica. En outre, l'unité possède plusieurs stations de mesures fixes, notamment à Anvers et en Corse. La photo ci-dessous représente le navire de recherche RV Belgica : Les données sont collectées en permanence, dans l atmosphère et dans les eaux de surface. En outre, de nombreuses données sont collectées ponctuellement sur les processus physiques, biologiques et biogéochimiques qui se produisent dans la colonne d eau. Ces navires sont des laboratoires flottants pour les chercheurs. L ors des croisières océanographiques, les scientifiques utilisent des nombreux instruments des mesures notamment l'analyseur de CO 2 Licor LI Les scientifiques utilisent cet appareil pour avoir une grande précision sur des mesures dans une gamme pression partielle en CO 2 variant de 200 à 450 9

11 ppm, que l'on rencontre dans les océans ouverts (petites variations de CO 2 ). La plage de mesure de cet appareil est 0 à 3600 ppm. Toutefois dans des écosystème côtiers, notamment l'estuaire de l Escaut (430 Km de long)) les très grandes variations de CO 2 qui ont pour origine la pollution, nécessitent d avoir des appareils moins précis mais couvrant des plages plus grandes ; comme le Licor Li 820 qui permet d'effectuer des mesures de CO 2 jusqu'à ppm. Ainsi, il est nécessaire de pouvoir utiliser des appareils différents dans des configurations différentes suivant les environnements étudiés. L Escaut II. Participation de l Unité d Océanographie Chimique dans les projets internationaux CARBOOCEAN CARBOOCEAN vise à évaluer précisément les sources et les puits océaniques de carbone. Le but est de réduire les incertitudes actuelles du flux net annuel de CO 2 à l interface air-mer d un facteur 2 pour l océan global et d un facteur 4 pour l Océan Atlantique. Le projet intégré fournira une description, une compréhension, plus particulièrement orientée vers les processus, et la prédiction des sources et puits de carbone océaniques, en particulier pour les océans Atlantique et Austral sur une échelle de temps de à +200 ans à partir de la période actuelle. La percée attendue par CARBOOCEAN est une réponse claire aux questions suivantes actuellement non résolues : 10

12 Quelle est la taille des puits de CO 2 dans les océans Atlantique et Austral, c est à dire. quelle est l efficacité du transport vertical de carbone dans les régions de formation d eaux profondes de l océan global? Quelle est la contribution des rivières et mers continentales vis-à-vis de la distribution à grande échelle des sources et puits de CO 2 de l océan Atlantique nord en relation avec les rejets en Europe de l ouest? Quelles sont les rétroactions biogéochimiques clés pouvant affecter l absorption du carbone par l océan et comment opèrent-elles? Quel est l impact quantitatif global et régional de telles rétroactions forcées par un changement climatique dans les 200 prochaines années? CARBOOCEAN répondra à ces questions à travers une recherche de base dans une combinaison stratégique d observations extensives à grande échelle, d études de 1 processus et de modèles sur des calculateurs avancés se concentrant sur tous les aspects quantitativement importants du problème. Le projet est basé sur trois approches observations, études de processus et modélisation intégrée - équivalents à la description, la compréhension et la prédiction de : L équilibre du carbone océanique pour les 200 dernières années basé sur des observations de bonne qualité Une compréhension basée sur les processus du cycle du carbone océanique, des réponses à un changement dans le forçage atmosphérique à partir d études de processus sur le terrain, en laboratoire et à travers la modélisation Les bilans intégrés de carbone pour l intervalle -200 à +200 ans depuis l époque actuelle en synthétisant les observations et les nouveaux processus de rétroaction via un support de modélisation CARBOOCEAN compte 47 groupes internationaux qui ont débuté leur recherche sur le cycle marin du carbone le 1 er janvier Les pays participants sont la Belgique, le Danemark, la France, l Allemagne, l Islande, le Maroc, les Pays-Bas, la Norvège, la Pologne, l Espagne, la Suède, la Suisse, le Royaume-Uni et les USA. 1 Source unité d Océanographie Chimique 11

13 BELCANTO L écosystème de l Océan Austral est crucial dans les cycles biogéochimiques globaux et dans le contrôle du climat, particulièrement à travers sa capacité à absorber du CO 2 depuis l atmosphère. L objectif de la recherche est de développer et d améliorer les modèles biogéochimiques existants en se basant sur une synthèse de la collection existante et de nouveaux ensembles des données. SESAME 2 Les objectifs scientifiques de SESAME sont de prédire des changements climatiques sur les écosystèmes de la Mer Méditerranée et de la Mer noire. Les nouvelles données seront collectées durant des croisières océanographiques dans ces deux mers. Celles-ci fourniront une image complète de la Mer Méditerranée et Noire qui n existe pas encore. Le caractère innovateur de SESAME est le rapprochement des sciences économiques et naturelles pour étudier l impact des changements climatiques en Mer Méditerranée et Mer Noire pour la période des 50 dernières années et des 50 prochaines années. BELCOLOUR La mer est souvent bleue ou verte mais peut également être blanche, rouge, jaune, brune, noire ou n importe quelle nuance intermédiaire. En effet, la couleur de l eau est déterminée par l interaction électromagnétique de la lumière avec les composants présents dans l eau via les processus d absorption ou de diffusion à travers la colonne d eau, à la surface de la mer ou près du fond marin. 2 Source Unité d Océanographie Chimique 12

14 Ainsi, les propriétés optiques de substances telles que les algues, certaines substances organiques dissoutes, les particules non organiques en suspension (ex. sable, vase, argile) peuvent considérablement affecter la couleur de l eau. Inversement, il est possible d estimer ces constituants par télédétection en mesurant la couleur de la mer, ou plus précisément son reflet spectral, par exemple par un instrument de mesure à bord d un satellite, et en utilisant des modèles d inversion appropriés. C est sur ce principe physique que se base la cartographie globale de la concentration de la chlorophylle à la surface des océans, à partir d images satellitaires, permettant ainsi la quantification du phytoplancton à la surface des océans qui couvrent le globe et de sa contribution au cycle global de carbone et donc au changement du climat. De telles eaux océaniques de grande profondeur ont été classifiées dans la catégorie «Case1», étant donné que leur couleur varie quasiment uniquement avec la variation de la concentration de la chlorophylle. C est à partir du reflet spectral de ces eaux 3 que l on peut déterminer la concentration chlorophylle, ce procédé est actuellement relativement bien établi. La couleur de la plupart des eaux côtières est affectée en plus par la matière organique dissoute originaire des rivières affluentes et des particules non organiques présentes dans l eau, tels les sédiments mis en suspension. Ces eaux sont dites de catégorie «Case 2». Par ailleurs, il y a un intérêt croissant concernant la cartographie de paramètres tels que la concentration en chlorophylle dans telles eux, par exemple, afin d évaluer l étendue et le degré de la modification et de la dégradation d un milieu aquatique, lié en général à un apport exagéré de substances nutritives qui augmentent la production d algues et des plantes aquatiques (l eutrophisation) ;et, plus généralement, l état de santé de l écosystème. 3 Source Unité d Océanographie Chimique 13

15 L objectif du projet BELCOLOUR est d améliorer les bases théoriques et les logiciels permettant le développement de produits liés à la détection de la matière en suspension et de la chlorophylle via la télédétection des beaux côtiers. Les produits existants seront améliorés grâce aux avancées théoriques et à l utilisation de nouveaux instruments de télédétection, la qualité du produit sera estimée et de futures applications seront préparées. Il existe encore plusieurs projets dans lesquels l Unité est impliqué. Tous ces travaux sont liés aux études du cycle de dioxyde de carbone (CO 2 ) dans l océan et les eaux continentales et les flux de CO 2 entre l atmosphère, l océan, la cryosphère marine et les eaux continentales. III. Matériels utilisés 1502A Tweener PRT lecture Le thermomètre 1502A Tweener utilise l interface RS-232 pour l automatisation de la collecte de données de température, des étalonnages, ou des fonctions de contrôle des processus. Il est calibré numériquement en utilisant les boutons de panneau frontal. 14

16 Module NI-9217 Le NI 9217 possède quatre chaînes de type RDT sur lesquelles sont connectées les sondes. Une sonde possède 4 fils qu on connecte sur une chaîne. Les circuits de type RTD sont détectés et configurés automatiquement par l assistant DAQ de labview. NI CompactDaQ Le système NI compactdaq offre un slot et huit châssis qui acceptent les modules d E/S capable de mesurer jusqu à 256 canaux. 15

17 Wavecom Fastrack M1206B L appareil Wavecom Fastrack M1206B permet à l application d envoyer des messages textes SMS en utilisant les jeux de commandes étendues ATXT, Il s utilise n importe où dans le monde où il y a la couverture GSM. IV. Bus informatique Un bus informatique désigne l ensemble des lignes de communication connectant les différents composants d un ordinateur. On distingue : Le bus système ou bus interne, qui relie le microprocesseur à la mémoire vive. Le bus d extension ou bus d entrées sorties, qui relie le microprocesseur aux connecteurs d entrées sorties et aux connecteurs d extension. Dans ce chapitre on décrira la liaison série et le port USB. La liaison série La plupart des terminaux connectés sur des ordinateurs utilisent la norme RS-232C ainsi que beaucoup d instruments de mesure tels que les Thermo salinomètre SBE-45 MicroTSG, analyseur de CO 2 et vapeur d eau Licor-6262, multimètres, ainsi que de nombreuses imprimantes série, etc. Dans une liaison série, les octets sont transmis bit par bit par l émetteur. Chaque bit suit le bit précédemment transmis, cela après un certain intervalle de temps. 16

18 Cet intervalle doit être connu du récepteur pour qu il puisse synchroniser sa propre horloge à la fréquence de l horloge de l émetteur. Caractéristiques de la liaison série Les caractéristiques de la liaison série sont les suivantes: vitesse de transmission ; nombre de bits de données ; bits d arrêt ; bit de parité. Vitesse de transmission La vitesse de transmission s exprime en «bauds» ou nombre de changements d états de la ligne par seconde, souvent égal au nombre bits/s. Les vitesses de transmission doivent être identiques pour les deux appareils reliés. Les appareils de mesures sont souvent réglés à 9600 bauds cela signifie qu il change d état 9600 fois par seconde. Nombre de bits de données Le nombre de bits de données est de 7 ou 8 pour transmettre un caractère codé. Le code souvent utilisé est le code ASCII, code à 7 bits. Bits d arrêt caractère. Le nombre de bits d arrêt est de 1 ou 2 cela pour terminer l émission d un 17

19 Bit de parité On utilise les bits de parité pour s assurer de la bonne transmission des caractères, cela en ajoutant au nombre de bits de données un bit de parité pour contrôler la transmission des caractères. On distingue 5 bits de parité différents utilisables, ces bits sont les suivants: le bit de parité de marquage toujours égal à 1 du type logique ; le bit de parité d espace toujours égale à 0 ; le bit de parité paire égal à 1 lorsque le nombre de bits dans les mots est pair ; le bit de parité impaire égal à 1 lorsque le nombre de bits dans le mot est impair ; pas de bit de parité (aucun) car le bit de parité n est pas obligatoire. Le port USB Le bus USB est basé sur une architecture de type série, interface entrée-sortie beaucoup plus rapide que les ports série standards. Les avantages du port USB Les avantages du port USB sont les suivants : vitesse instantanée beaucoup plus élevée que le port série où parallèle (12 Mbits par seconde pour la norme 1.1 ; 480 Mbits par seconde pour la norme 2.0) ; un périphérique USB peut se connecter sur n importe quel port USB ; les périphériques peuvent prendre leur alimentation électrique dans le port USB même (maximum 0.5 ampère de puissance pour 5 volts) ; les câbles peuvent faire 5 mètres de long (30 mètres si il dispose d un HUB) ; 18

20 support du hot swap cela veut dire qu on peut brancher et débrancher les périphériques quand on veut, l ordinateur charge et décharge automatiquement les pilotes. Il offre la possibilité de connecter plusieurs périphériques sur un pc cela jusqu'à 127, soit directement, soit via un HUB. Les HUBS La norme USB permet le chaînage des périphériques, en utilisant une topologie en bus ou en étoile, les périphériques peuvent alors être soit connectés les uns à la suite des autres, soit ramifiés. La ramification se fait à l aide de boîtiers appelés HUBS ou concentrateurs, comportant une seule entrée et plusieurs sorties. Un HUB comportant une seule entrée et 7 sorties. par l ordinateur. Certains sont actifs fournissant de l énergie électrique et d autres passifs alimentés Il est aussi possible de connecter plusieurs HUBS entre eux enfin de concentrer un plus grand nombre de machines, on parle alors de connexions en cascade, pour ce faire il suffit de connecter les HUBS à l aide d un câble croisé. 19

21 Les HUBS sont en général dotés d un port spécial appelé «Uplink» permettant d utiliser un câble droit pour connecter deux HUBS entre eux. Exemple de connections de plusieurs HUBS V. Programmation graphique Dans ce chapitre, on présentera les concepts de base du G, le langage de programmation utilisé dans LabVIEW. Fonctionnement d un Object/VI Un instrument virtuel (VI) est un Objet représenté par une icône, derrière laquelle se trouve un programme LabVIEW qui à sont tour fait appel à des fonctions réalisées avec d autre langage comme VHDL et autres. Un VI exécute sa fonction lorsque toutes ses entrées ont reçu les données nécessaires, toutes les entrées d un VI ne doivent pas nécessairement être connectées, certaines possèdent des entrées par défaut qui souvent conviennent pour qu un VI soit exécuté, les données reçues sont exécutées généralement de gauche vers la droite ou de haut en bas. Programmation par flux de données La réalisation d un programme en langage G consiste à placer des Objects/VI et à les relier dans un certain ordre avec le respect des types. 20

22 La sortie donnée d un premier VI doit être compatible avec le type d entrée attendu par l objet suivant. Des icônes ainsi reliées par des traits sur lesquels circuleront un certain type de donnée, différenciés par la couleur de leurs liaisons. Les Types Le langage graphique dispose de plusieurs types qui sont les suivants: le type scalaire représenté en orange avec un fil fin ; le type vecteur représenté en orange avec un fil épais ; le type tableau représenté en fil double ; les entiers représentés en bleu ; les booléen représenté en vert ; les chaînes des caractères représentées en rose ; le type construit représenté en marron. Les Concepts de base du G Un VI possèdent trois éléments principaux qui sont les suivant : Face avant : Représenté par une interface utilisateur du VI. Diagramme : représente le code exécutable Icône/connecteur : permet de personnaliser un VI et de l utiliser en tant que sous-vi dans le diagramme d un autre VI. La Hiérarchie du VI ci-dessous nous donne l aperçue de l utilisation d un VI dans un autre VI 21

23 VI. Correction de certain bug de la version initiale Dans ce chapitre on décrira les versions initiales ainsi que les modifications apportées aux drivers qui sont les suivants : optode AADI 3838 thermosalinomètre SBE-45 MicroTSG analyseur CO 2 et vapeur d eau licor-6262 Diagramme driver d instrument Optode AADI 3830 version initiale La structure de condition suivante devait normalement recevoir un signal d erreur et fermer la session du port dans les cas où un problème subvient au début ou au cours de l exécution du driver. Le SubVI nommé Optode write doit interroger l Optode AADI 3830 tous les 3 secondes, d où la nécessité de mettre ce subvi dans la boucle While. Ce VI nommer Attendre ms (wait) est placé au mauvais endroit parce qu il ralentit la lecture dans le buffer du port série au lieu de ralentir l interrogation de l Optode à trois seconde comme il est indiqué dans le manuel de l Optode. Le SubVI suivant nommer IIOA consume Before na pas s raison d être. 22

24 Diagramme de lecture de l instrument Optode AADI 3830 version corrigée Pour résoudre le problème, nous avons placé les VIs ( VISA configure serial port et VISA Set I/O buffer size) à l extérieur de la boucle while, afin que la configuration et la définition de la taille du buffer se fassent seulement une fois. Nous avons placé le SubVI Optode write à l intérieur de la boucle while pour assurer la communication en permanence avec l appareil de mesure, nous l avons ensuite modifié pour lui permettre d interroger l Optode AADI 3830 tous les 3 secondes. Les SubVI nommer IIOA consume Before à été supprimé. Le VI ( VISA Close) a été placé à l intérieur d une structure qui possède la gestion d erreur, afin que la session du port soit fermée dans le cas ou un problème subvient avant où au cours de l exécution du pilote. Voici ci-dessous l illustration du diagramme ainsi modifié : 23

25 Diagramme de lecture de l Instrument thermo-salinomètre SBE-45 MicroTSG version initiale VISA configure serial port est placé à l intérieur de la boucle while, cela signifie qu à chaque tour de la boucle l appareil de mesure sera configuré. Le SubVI nommé Visa write read possède le VI d écriture et de lecture du buffer du port série, ces VIs sont placés dans des structures de condition qui ne reçoivent pas de signal d erreur comme dans l illustration ci-dessous. 24

26 Diagramme de lecture du thermo-salinomètre SBE-45 MicroTSG version corrigée Pour résoudre le problème nous avons placé les VIs (VISA configure serial port et VISA Set I/O buffer size) à l extérieur de la boucle while, cela pour que le configuration et la définition de la taille du buffer de port série se fassent seulement une fois. Comme dans l illustration ci-dessous : Pour que le VI d écriture et de lecture soit protégé il a été nécessaire de remplacer le subvi visa write read. Nous l avons donc remplacé par le SubVI nommer WRITE READ SBE45 celui-ci possède des structures de condition qui reçoivent des signaux d erreurs comme dans l illustration ci-dessous. 25

27 Diagramme de pilote de l analyseur CO 2 version initiale Ce driver d instrument ne contient pas de VI definissant la taille du buffer de port série, tandis que le SubVI Visa write read ne possède pas des structures de condition qui reçoivent des signaux d erreurs. 26

28 Diagramme du pilote de l analyseur CO 2 version corrigée Pour résoudre le problème, nous avons ajouté le VI (VISA Set I/O buffer size) à l extérieur de la boucle while. Comme dans l illustration ci-dessous : Pour que le VI d écriture et de lecture soit protégé il a été nécessaire de remplacer le SubVI visa write read, nous l avons donc remplacé par le SubVI nommé WRITE READ SBE45 celui-ci possède des structures de condition qui reçoivent des signaux d erreurs comme dans l illustration ci-dessous. 27

29 VII. Cahier de charge Le but du projet est le suivant : l interfaçage du 1502A Tweener PRT lecture et Fluke CAL la réalisation des moyennes mobiles. la mise en réseau du logiciel. l interfaçage du système NI compactdaq avec les modules d entée et sortie NI 9217 comportant deux sondes, avec la possibilité de faire un choix soit faire l acquisition de données avec une sonde ou avec deux sondes. la réalisation de configurations à sauvegarder (settings). VIII. Interface Utilisateur Interface principale L interface principale se compose de quatre onglets : Premièr onglet (Confg) Le premier onglet possède des boutons et les indicateurs chaînes qui proposent à l utilisateur des possibilités suivantes : l utilisateur peut démarrer les drivers d instrument de son choix ou les arrêter ; l utilisateur peut lancer les moyennes du driver de son choix ou les arrêter ; L utilisateur peut visualiser les données des appareils des mesures en temps réel, cela à l aide de l indicateur chaîne nommer data string online ; L utilisateur peut vérifier le bon déroulement de l écriture des données dans les fichiers textes en temps réel, à l aide de l indicateur chaîne nommer data string saved in. 28

30 Ci-dessous l illustration du premier onglet : Deuxième onglet (Main) Le deuxième onglet propose à l utilisateur des possibilités suivantes : L utilisateur pourra visualiser l évolution des données des appareils des mesures sur les graphiques, en temps réel. 29

31 Ci-dessous l illustration du deuxième onglet : Troisième onglet (Communications) Le troisième onglet propose à l utilisateur des possibilités suivantes : Configuration de l envoi d Serveur smtp ; Heure d envoi ; Adresse des destinataires ; Sujet et corps du message. Configuration de l envoi de SMS : Numéro de téléphone ; Heure d envoie. 30

32 Ci-dessous l illustration du troisième onglet : Quatrième onglet (Settings) Le quatrième onglet propose à l utilisateur des possibilités suivantes : Sauvegarde et chargement de configurations. Ci-dessous l illustration du quatrième onglet : 31

33 IX. Programmation Dans ce chapitre, on décrira d une façon détaillée les réalisations suivantes : l interfaçage du 1502A Tweener PRT lecture les moyennes mobiles la mise en réseaux du logiciel d acquisition de données. l interfaçage du système NI compactdaq avec les modules d entrée-sortie NI 9217 comportant deux sondes, cela avec la possibilité de faire un choix : soit mesurer la température avec la première sonde ou avec la première et la deuxième en même temps. L interfaçage du 1502A Tweener PRT lecture Nous avons utilisé les VIs de la bibliothèque VISA (interface de programmation d application d entrée-sortie standard pour la programmation d instrumentation) pour réaliser le pilote du thermomètre 1502A Tweener et Fluke CAL Le thermomètre 1502A Tweener est un instrument basé messages cela signifie qu il est contrôlés par programmation grâce à une série d écritures et de lectures dans le buffer de port série. Driver d instrument thermomètre 1502A Tweener En premier lieu, nous avons dû faire la gestion du bouton, l utilisateur pourra alors démarrer où arrêter le driver d instrument. À l intérieur de la structure de condition, on trouve un SubVI nommé Thoma, ce SubVI reçoit comme paramètre d enter le Nom de ressource VISA, celui-ci donnera la possibilité à l utilisateur de passer un numéro de port au SubVI. 32

34 Voici ci-dessous l illustration de la structure de condition : Face avant du SubVI Thoma La chaîne déroulante suivante, c est le nom de ressource VISA, elle affiche tous les numéros des ports utilisés par les différentes appareils des mesures. 33 L indicateur chaîne suivant affiche la température prélevée par la sonde, et cela en temps réel

35 Diagramme du SubVI Thoma Lorsqu une erreur se produit au niveau du périphérique, la structure de condition suivante reçoit un signal d erreur et empêche l exécution du VI de lecture et d écriture. Lorsqu une erreur se produit au niveau de VI de lecture et d écriture, la structure de condition suivante reçoit un signal d erreur et exécute la fonction Visa close qui ferme la session du port. Ce VI permet d attendre 1000 millisecondes avant de lire les données dans le buffer de port série afin de synchroniser le VI l écriture et la lecture. Ce VI écrits les données dans le buffer de port série. de port série. Ce VI lis les données dans le buffer 34

36 X. Moyenne mobile : Moyenne mobile Licor-6262 drivers suivants : Le logiciel comporte plusieurs drivers d instruments parmi lesquelles on trouve les thermosalinomètre SBE-45 MicroTSG, celui-ci manipule trois paramètres physiques. analyseur de CO 2 et vapeur d eau Licor-6262, celui-ci manipule cinq paramètres physiques. analyseur de CO 2 vapeur d eau Licor-840, celui-ci manipule cinq paramètres physiques. multimètre Fluke-45, celui-ci manipule un paramètre physique. optode AADI 3830, celui-ci manipule trois paramètres physiques. La moyenne mobile consiste à stocker les dix derniers éléments d un paramètre physique dans une file d attente et faire continuellement la moyenne de celui-ci. Il y a autant des files d attentes que de paramètres physiques. En premier lieu, nous avons dû faire la gestion de deux boutons. Le premier bouton, nommé Li-6262, permettra à l utilisateur de démarrer le pilote de l instrument Licor L utilisateur a la possibilité d effectuer les moyennes mobiles s il le souhaite ; cela en cliquant sur le deuxième bouton nommé M_LI-6262, situé sur la face avant principale. À noter que les boutons nommés Licor-6262 et M_LI-6262 sont initialisés par défaut à off. Pour faire la gestion des ces deux boutons, nous avons prévu deux structures de condition. À l intérieur de la première structure de condition, le SubVI Licor 6262, assure l acquisition de données et possède cinq paramètres de sortie. À l intérieur de la deuxième structure de condition, on trouve cinq SubVI : chaque SubVI reçoit comme paramètre d entrée l un des paramètre de sortie du SubVI nommer Licor

37 L illustration des ces deux structures se trouve à la page suivante. Le SubVI suivant stocke les dix derniers éléments du paramètre «pco 2» dans une file d attente. Le SubVI suivant stocke les dix derniers éléments du paramètre «Cell press» dans une file d attente. Le SubVI suivant stocke les dix derniers éléments du paramètre «H 2 O» dans une file d attente. Le SubVI suivant stocke les dix derniers éléments du paramètre «Dewpoint» dans une file d attente. Le SubVI suivant stocke les dix derniers éléments du paramètre «Int.temp» dans une file d attente. 36

38 Ci-dessous l illustration de la hiérarchie des SubVIs qui nous permet des stocker les dix derniers éléments de chacun des paramètres physiques, envoyés par les appareils de mesure. 37

39 Pour pouvoir stocker les dix derniers éléments d un paramètre physique, les SubVIs de la troisième ligne ci-dessus font appel au SubVI nommé TUBE2. Face avant TUBE2 Ce tableau affiche l évolution des éléments dans la file d attente, en temps réel. L indicateur numérique suivant affiche continuellement les nombres d éléments dans la file d attente. Ce LED clignote une fois à chaque création d une file d attente. L indicateur numérique suivant affiche continuellement la moyenne. 38

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