RAPPORT DE FIN D ÉTUDE CYCLE D INGÉNIEUR

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1 RAPPORT DE FIN D ÉTUDE CYCLE D INGÉNIEUR TÉLÉMESURE DES ANTENNES TV ÉMETTRICES ÉTUDE & SOLUTIONS ÉTABLISSEMENT D ACCUEIL ÉTABLISSEMENT DE FORMATION : SOCIÉTÉ NATIONALE DE RADIODIFFUSION ET TÉLÉVISION : ÉCOLE MAROCAINE DES SCIENCES D INGÉNIEUR & I-MARS CE RAPPORT EST RÉALISÉ SOUS LATEX -ANID TARIK -HILMI REDA

2 TABLE DES MATIÈRES Remerciements 1 Résumé 3 Introduction générale 4 I Contexte général du projet 5 Présentation de l organisme d accueil 6 1 Présentation du projet 8 II Étude des antennes et émetteurs TV 13 2 Étude des antennes TV-VHF/UHF Rappel théorique Caractéristiques d une antenne Antenne panneau TV-UHF 470 à 870 Mhz Mesures effectués sur les antennes Mesures mécaniques Mesures d ensemble Mesures radioélectriques Émetteurs TV - VHF/UHF Rôle et caractéristique d un émetteur TV La surveillance des émetteur TV Surveillance avec le protocole SNMP Surveillance avec un modem GSM

3 TABLE DES MATIÈRES III Télémesure & Télémétrie par GSM/GPRS : Modules et équipements 28 4 Télémesure & télémétrie par GSM/GPRS Avantages stratégiques Avantages Techniques Avantage de la télémesure en GPRS Solution compléte de télémesure Gamme de produit INVENTIA Module MT 3XX Module MT-101 d entrées / sorties GPRS MT-Manager MT-Data Provider : ODBC et Serveur OPC MT-Program Editor Carte SIM avec adresses IP public IV Conception et réalisation d une plateforme de télémesure 43 6 Développement d une application Android Introduction au développement Android Outils et environnement de développement Développement d une application qui transmet les données acquises directement à la base de données distantes Plateforme de supervision et visualisation de données Architecture J2EE de la platoforme Conclusion générale 58 A Surveillance d équipement de transmission UHF/VHF Rhode & SCHWARZ 59 B Systéme de télémétrie des émetteurs OMB par modem GSM 64 C Systéme de télégestion 67 Rapport de Fin d Étude 3 Juillet 2011

4 TABLE DES MATIÈRES Remerciements Il nous a été agréable de nous acquitter d une dette de reconnaissance auprès de toutes les personnes, dont l intervention au cours de ce projet, à favorisé son aboutissement. Ainsi, nous exprimons notre profonde gratitude et nous tenons à remercier tout le personnel de la SNRT, pour leurs soutiens et pour leur générosité considérable quant à l offre de l information. Nous tenons à exprimer nos gratitudes à M.DRISS DOUKAT, notre maitre de stage à la SNRT, pour avoir accepté de se charger de l encadrement de notre projet et pour ses conseils et sa disponibilité. Nos remerciements les plus sincères vont à M.AHMED EL KHADIMI, notre encadrant à l, pour les conseils qui nous ont prodigués, son judicieux encadrement ainsi que de son assistance pour la rédaction du rapport. Que messieurs les membres de jury trouvent ici l expression de nos reconnaissances pour avoir accepté de juger notre travail. Que tous ceux et celles qui ont contribué de près ou de loin à l accomplissement de ce travail, trouvent l expression de nos remerciements les plus chaleureux. A l issue de quatre année agréables au sein du département télécommunication de l de Rabat, nous adressons des remerciements particuliers à Monsieur HAFID GRIGUÉRE, directeur du département télécom, pour le dynamisme de ce département d études,à monsieur AHMED EL KHADIMI pour leur gentillesse et leur efficacité, et à toute l équipe enseignante pour la qualité de l enseignement qui nous a été dispensé. Rapport de Fin d Étude 1 Juillet 2011

5 TABLE DES MATIÈRES Dédicaces A ma mère qui mérite tout les remerciement du monde. Je souhaite adresser ici tous mes remerciements aux personnes qui m ont apporté leur aide et qui ont ainsi contribué à l élaboration de ce projet. Merci à mes professeurs d avoir été là, de nous avoir appris beaucoup de matière. Monsieur El Khadimi Ahmed et Monsieur Doukate Driss pour avoir accepté d examiner ce travail qui m ont aidée dans la réalisation de ce dernier. Je tien a remercier aussi mon frère Hilmi Med fahd ingénieur Architecture J2EE et sa femme Nawal Riad, de leur support perpétuel tout au long du stage,tout en leur souhaitant de la prospérité et de la réussite. Je tien aussi partager ces mérites et ces remerciements avec mon collègue Anid Tarik d avoir atteint nos objectifs prédéfinis. (HILMI REDA) A mes très chers parents : Aucun terme et aucune langue ne pourra exprimer mon amour et mes sentiments envers vous pour tout le sacrifice, l amour et la générosité que vous avez approuvé et que vous continuez à nous donner. A mes chère surs Hanane et Btissam, je vous souhaite la réussite et le bonheur. A mon trés cher frére Amine, Tu es toujours le petit mais aussi le plus adorable. Aux familles ANID et AIT SGHIR. A tous mes chers amis, Pour tout le soutien que vous m avez offert, je vous dis MERCI. A tous ceux qui m aiment, je dédie ce travail. Je tien aussi à remercier mon collègue Hilmi Reda pour son effort et sa collaboration. (ANID TARIK) Rapport de Fin d Étude 2 Juillet 2011

6 TABLE DES MATIÈRES Résumé Notre projet de fin d éude consite à mettre en place un système de supervision des antennes émettrices TV, un système performant et fiable capable de remonter des alarmes à distance via une application ou une plateforme de supervision. les émetteurs TV et notamment ceux de notre société accueillante jouent un rôle cruciale dans la vie du citoyen marocain, d ou la nécessite d un outil capable de surveiller ces émetteurs à distance indiquant tout changement ou panne éventuelle. Fruit d une formation à vocation à la fois Telecom et informatique, notre projet débutera par une étude des antennes émettrices TV leurs performances, leurs caractéristiques ansi que de leurs défaillances et éventuellement les pannes susceptible de rompre la diffusion des chaines.un système de capteur est fortement sollicité dans ce type de mesure combiné à un module 3G,la télémétrie par GSM/GPRS. Le métier de consultant ingénieur que la SNRT nous permis tout au long de notre mission de comprendre et connaitre la particularité d un tel projet au niveau de la concrétisation de ce dernier, notamment sa concéption,son déroulement et sa réalisation. Mot clé Antennes et émetteurs TV, Modem GSM, Android, Google map api, Google app engine, Google app inventor, télémétrie par GSM/GPRS, J2EE, Tomcat, JPA, Richfaces, JAVA Abstract Our final study project consits to establish a monitoring system of TV transmitters antennas, an efficient and reliable system to alerts remotely via an application or a monitoring TV platform supervision. TV stations including those of our society welcoming play a crucial role in the life of a Moroccan citizen, hence the requires a tool able to monitor these remote transmitters indicating any changes or failure possible. Result of training is intended to both Telecom and IT, our project will begin with a study of TV transmitting antennas performance, their characteristics and their failure faults could rupture the dissemination of chaines.a sensor system is highly sought in this type of measurement combined with a 3G module, telemetry GSM / GPRS. The job of a consultant engineer, which SNRT allowed us throughout our mission to understand and know the peculiarity of such a project at the realization of the latter, including its design, development and implementation. Key words Antennes et émetteurs TV, Modem GSM, Android, Google map api, Google app engine, Google app inventor, télémétrie par GSM/GPRS, J2EE, Tomcat, JPA, Richfaces, JAVA Rapport de Fin d Étude 3 Juillet 2011

7 TABLE DES MATIÈRES Introduction Générale Toute entreprise cherche à se distinguer de la concurrence. L idéal c est anéantir les pertes et atteindre le zéro accident, zéro défaut et zéro arrêt. mais aussi réduire le temps d interventions techniques demeure une tache préoccupante et notamment primordiale pour le bon déroulement de l activité de l entreprise En pratique, il faut : Augmenter la productivité des machines. Rentabiliser les investissement en adoptant une approche de surveillance permanente. Améliorer les méthodes de travail. L optimisation des interventions en adoptant une approche pro-active. Pour pouvoir réaliser ces objectifs, chaque entreprise doit profiter des outils de supervision et de télémesure qui vont permettre au service de la radiodiffusion de l SNRT en plus de la maîtrise des coûts des interventions en cas de pannes : La maîtrise des interventions, des plannings et leur coût. L optimisation des moyens humains et techniques. La connaissance en détail des pannes techniques en temps réelle. Des mesures de performances à distance en temps réelles. Et pour se distinguer des autres établissements ainsi que pour mieux profiter du système de télémétrie et du monde M2M 1, la SNRT a opté pour l intégration d un Systéme d information et de supervision sur leurs sites émession, qui va lui faciliter la localisation du patrimoine ainsi de recueillir des mesures de performances à distance. Le présent rapport comporte quatre partie. La première définit le contexte général du projet. Elle débute par la présentation de l organisme d accueil. La présentation de notre projet ainsi que le management de ce dernier. Pour la seconde partie elle se focalisera sur l étude théorique des antennes et aussi définir tout type de mesure propre à ces dernier d une part.d autre part la description fonctionnelle et les caractéristiques des émetteurs TV et citer leurs moyens de supervision. Dans la troisiéme partie elle sera consacrer à la recherche des bonnes solutions déjà existante dans le marché international et de citer les leaders des société spécialisées dans cette discipline et dresser à la fin leurs produits avec ce que nous avions jugé favorable pour la SNRT. Et finalement la derniére partie dans notre rapport est une conception et réalisation d une solution de télémesure basée sur une application mobile sous Android et une plateforme de supervision sous J2EE. 1. Machine to Machine Rapport de Fin d Étude 4 Juillet 2011

8 Première partie Contexte général du projet 5

9 Présentation de l organisme d accueil Anciennement Radio Télévision Marocaine (RTM) 2, la Société Nationale de Radiodiffusion et de Télévision (SNRT) 3 est, conformément à la loi n o relative à la communication audiovisuelle, une société anonyme de droit marocain dont le capital social est entièrement détenu par l Etat. A ce titre et, en vertu des articles 1 er et 47 de ladite loi, la SNRT est une société nationale d audiovisuel appartenant au Secteur public de la communication audiovisuelle. La SNRT est financée par des subventions de l état, les recettes publicitaires et la taxe pour la promotion du paysage audiovisuel national (TPPAN) 4. Les chaînes du service public marocain visent, à travers leurs programmes, à la promotion et la sauvegarde du patrimoine culturel audiovisuel national. Historique : L ancêtre de la SNRT, Radio Maroc, commença à émettre lors du protectorat le 13 avril 1928, sous tutelle de l Office Chérifien des Postes et Télégraphes. Le Maroc fut le pionnier dans le domaine de l audiovisuel. Déjà dans les années 50, il avait connu une première expérience entreprise par la société française «TELMA»qui voyait en la communauté européenne au Maroc un public potentiel[1] En 1951, l autorisation d exploitation et de diffusion fut cédée à la»telma «qui ne commença à émettre qu en La chaîne publique marocaine devait débuter au lendemain de l indépendance le 3 mars 1962, émettant en noir et blanc. La couleur (Secam b) ne fut introduite qu en En octobre 1966, la Radiodiffusion Marocaine devient un établissement public doté de la personnalité civile et de l autonomie financière mais retourne dans le giron de l administration en janvier La SNRT est alors rattachée à l Administration Centrale du Ministère de l Information en En avril 2005, dans un contexte de libéralisation du paysage audiovisuel marocain et de compétition grandissante, la Société Nationale de Radiodiffusion et de Télévision succède à la RTM qui était toujours une administration publique. Les salariés de l ex RTM ont alors changé de statut, le groupe n étant plus une administration mais une société d état indépendante. Plusieurs chantiers de modernisation sont alors lancés tant au niveau de la structure de l organigramme qu au niveau de la création de chaînes thématiques, le lancement d un portail Internet, l avènement de la TNT 5 et la Télévision Mobile Personnelle. 2. Radio Télévision Marocaine 3. Société Nationale de Radiodiffusion et Télévision 4. promotion du paysage audiovisuel national 5. Télévision Numérique Terrestre Rapport de Fin d Étude 6 Juillet 2011

10 Les services édités par la SNRT Les services édités par la SNRT concernés par les dispositions du présent cahier de charges sont les services de radiodiffusion et de télévision suivants[2] : (A) L activité de télévision est composée de services nationaux et généralistes ou thématiques, et de services régionaux généralistes suivants : La chaîne de télévision nationale marocaine dite «Al Aoula». La chaîne de télévision nationale thématique éducative dite «Arrabiâ»(la «quatriéme»). La chaîne de télévision nationale thématique religieuse «Chaîne Mohammed VI du Saint- Coran», dite «Assadissa». La chaîne de télévision nationale thématique sportive dite «Arriyadia». La chaîne de télévision internationale dite «Al Maghribiya». La chaîne de télévision nationale thématique de cinéma dite «Aflam». (B) L activité de radiodiffusion est composée de services de radiodiffusion régionaux et nationaux, généralistes ou thématiques, suivants : La radio nationale marocaine, dite «Al Idâa al watania». La radio nationale d expression amazigh, dite «la radio amazigh». La radio nationale, dite «Chaîne Inter». La radio nationale thématique de diffusion du Saint Coran, dite «la radio Mohammed VI du saint Coran». La radio régionale thématique musicale de Casablanca dite «Radio Casablanca». Al Idâa al watania effectue des décrochages régionaux, à travers les stations régionales suivantes : La station régionale d Agadir. La station régionale de Dakhla. La station régionale de Fès. La station régionale de Laâyoune. La station régionale de Marrakech. La station régionale de Meknès. La station régionale de Oujda. La station régionale de Tanger. La station régionale de Tétouan. Rapport de Fin d Étude 7 Juillet 2011

11 CHAPITRE 1 PRÉSENTATION DU PROJET Dans le cadre de notre formation d ingénieur à l et INSA de RENNES (Master I-MARS) nous avons réalisé un stage de fin d études chez la SNRT Maroc, entre les mois de mars 2011 et juillet Notre stage s est déroulé au sein de la SNRT principale opérateur de Services de télédiffusion ou nous avons intégré les équipes de services de conseil dans le secteur Telecom et Media. Pendant ce stage nous avons eu l opportunité de participer à des missions diverses qui nous ont permis d apprendre le métier de consultant et de nous épanouir aussi bien dans le plan professionnel que personnel. Les services de conseil se caractérisent par un besoin permanent de repositionner leurs offres par rapport aux tendances du marché à l émergence de nouvelles technologies. Ainsi, la mission principale de notre stage a été l assistance au développement d offres de services de conseil autour d un nouveau domaine technologique : les technologies «Machine to Machine». Dans le cadre de notre mission, nous avons participé aux phases de spécifications fonctionnelles pour un projet de réalisation d une plateforme de services M2M dédiée aux infrastructure d émission TV á savoir les antennes UHF et leur environnement. Cependant, cette mission sera détaillée dans le présent rapport. Enfin, nous avons aussi participé, en tant que consultants junior, à une mission de conseil effectuée pour le département de tééldiffusion, acteur majeur de la gestion et la maintenance des services TV(analogique & numérique) L objectif de l étude a été de fournir des pistes de développement et de recherche d une solution M2M pour la télémesure des antennes émettrices UHF des sites hébergeant des infrastructures de télédiffusion en question. En outre, nous allons établire une étude technico-économique des principales entreprises relevant de cette discipline ainsi de leurs produits et leurs solutions qui offrent des packs complet assurant l acheminement des mesures souhaitées jusqu à la plateforme. Ce rapport de stage vous présentera les différents aspects de notre missions. Le paragraphe suivant va apporter deux notions importantes à la bonne compréhension du contexte général de notre projet. 8

12 CHAPITRE 1. PRÉSENTATION DU PROJET Solution M2M M2M est l abréviation de «Machine to Machine», elle peut parfois traduire aussi : «Man to Machine», «Machine to Man», «Mobile to Machine»ou «Machine to Mobile». Le M2M provient de l association des technologies de l information et de la communication avec des objets dits intelligents et communicants. Cela dans le but de fournir à ces derniers les moyens d interagir avec le système d information d une entreprise ou organisation et ce sans aucune intervention humaine. Cette technologie se répand de plus en plus, dans de nombreux secteurs et applications grâce aux progrès en matière de technologie des réseaux, le développement des communications machine-to-machine permet de connecter presque n importe quel périphérique à Internet ou à un réseau en s appuyant sur une combinaison de technologies et protocoles déjà en place et fonctionnels : IPv6 1, Bluetooth, SMS 2, GPRS 3, GSM 4, cartes à puce, RFID 5, wi-fi. Avantages Il est possible aujourd hui de dégager quelques avantages à la technologie M2M : rationalisation des opérations, réduction des coûts et une amélioration de l efficacité des processus : La transformation des dispositifs isolés en machines communicantes permet d élargir leur fonctionnalité et d accroître le retour sur investissement. Cette technologie permet d élargir les limites de la relation clients et des opérations fournies. Les entreprises peuvent offrir des services personnalisés et totalement adaptés, de meilleure qualité. Pour les entreprises, la synergie du M2M et des dispositifs communicants autorise un niveau d accès à l information sans précédent. Grâce à la technologie des serveurs M2M, un problème peut être automatiquement détecté sur une machine, souvent diagnostiqué et résolu à distance. Doté d une technologie de communication, un équipement peut se connecter à un réseau pour lancer des procédures d auto vérification et signaler toute erreur de fonctionnement. Applications A cette heure, la technologie M2M atteint sa maturité. Cette technologie s insère peu à peu dans (ou sur) les machines, les appareils, les véhicules, les emballages, les objets quotidiens, les équipements, les espaces publics mais aussi les arbres, les zones inondables, les forêts incendiaires, les animaux domestiques ou sauvages et finalement, nos propres corps. Le M2M offre alors aux consommateurs une multitude d applications possibles aussi bien pour les professionnels que le grand public. Le suivi et la gestion d équipements (alertes facilitant le suivi de la maintenance), La télésurveillance, La gestion de flotte de véhicules (suivi de la livraison,suivi des véhicules lors de l immobilisation des véhicules aux frontières,géo localisation), 1. Internet Protocol version 6 2. Short Message Service 3. General Packet Radio Service 4. Global System for Mobile Communications 5. Radio-frequency identification Rapport de Fin d Étude 9 Juillet 2011

13 CHAPITRE 1. PRÉSENTATION DU PROJET Le suivi logistique (contrôle des stocks en temps réel,gestion de la supply chain, distribution), L environnement (solutions de management des risques environnementaux), l industrie (solutions de suivi de fonctionnement des équipements industriels, solutions de gestion de l énergie), La santé (télé-médecine : transfert d informations médicales à un centre d appel spécialisé ; services d urgence), Le tracking (suivi de livraison en temps réel, géo localisation des animaux), Le marketing (suivi des habitudes d achats des clients), Télémesure La télémétrie est une technologie qui permet la mesure à distance et la journalisation d informations d intérêt vers le concepteur du système ou un opérateur. Le mot est dérivé des racines grecques télé (à distance) et metron (mesure). Ces systèmes requièrent des instructions et des données à envoyer dans le but de réaliser l exploitation requise. La contrepartie de la télémétrie est la télécommande. Technique Les mesures effectuées dans une installation sont acheminées sur place à un appareil de transmission, généralement un terminal distant (en) (abrégé «RTU 6», ou un automate programmable industriel («API»ou «PLC 7», ). Cet appareil transmet, généralement en temps réel, à un centre de contrôle éloigné. Les télémesures y sont alors prises en charge par un système de télégestion, généralement un SCADA 8.(voir annexe B) 6. Remote Terminal Unit 7. Programmable Logic Controller 8. Supervisory Control and Data Acquisition Rapport de Fin d Étude 10 Juillet 2011

14 CHAPITRE 1. PRÉSENTATION DU PROJET Planification des tâches et contraintes générales du projet Notre projet touche principalement trois formations distinctes : le système embarqué, les télécommunications et le développement informatique. ce qui nous a présenté une bonne gestion du déroulement de ce dernier selon les consignes du management du projet et donner à tous ceci une cohérence et une homogéneité dans la transitions des différentes taches dans les bons délais et les moindre couts et une bonne satisfaction du besoin formulé par l entreprise. le diagramme ci-dessous présente la planification et le découpage de notre projet en temps, tout au long de notre stage. FIGURE 1.1 Répartition des tâches (diagramme de GANT). La durée officielle du stage est de quatre mois du 09 mars au 30 juin 2011 et pour des raisons administratives et conditions d affectation du stage et du sujet nous n avions eu les directives de la part de l encadrant qu en début du mois d avril.de de ce fait, nous étions obligés d adopté une politique de répartition de tâches en parallèle pour aboutir aux résultats prédéfinis aux délais prescrit. La première tâche est intuitivement été l étude de l existant du patrimoine de l organisme SNRT, nous avons pu se familiarisé avec les antennes et les émetteurs dans l enceinte du site de télédiffusion, dans l espoir d aboutir à une solution capable de relever les mesures de l antennes et de les acheminer à Rapport de Fin d Étude 11 Juillet 2011

15 CHAPITRE 1. PRÉSENTATION DU PROJET une base de données distante. Ceci, nous avons pensé au début de déployer des capteurs de mesure technique propre à l antenne, cet axe de recherche a été abandonnée pour les raisons suivantes : Le développement et le déploiement d un réseau de capteurs communicant avec une carte d acquisition nécessitent du matériel et des infrastructures disponible pour la manipulation de cette partie qui relève du système embarqué et exige une durée plus prolongé pour répondre aux besoins spécifiés par le cahier de charge. Le fournisseur des émetteur TV assure préalablement la supervision intégrant le SNMP ou GSM.ainsi de pouvoir en déduire les mesures technique de l antennes directement si nous connaissions celles à la sortie de l émetteur à condition de connaitre les affaiblissements apporté par le FEEDER et les JUMPER reliant ces deux éléments importants dans la chaine de transmission. D autre part, pour ce qui concerne la partie recherche et solutions déjà existante dans le marché internationale s est montré très riche dans la diversité des produits de télémesure utilisant des technologies tel GSM/GPRS ou encore la 3G. En parallèle, il été important après avoir étudier ces solutions commerciales d apporter une nouvelle approche dans le monde radio mobile surtout dans le volet de transmission de données utilisant une application Android, cette dernière est une technologie d actualité dont Google offre une plateforme complète pour le développement de n importe quelle application.une auto formation sur cet environnement s est avérée nécessaire pour pouvoir maitriser les outils de développement. Après avoir étudier les équipements présentes dans le site d émission TV, nous avons remarqué la grande diversité des solutions qui reposent sur plusieurs architecture,partant de ce constat, nous avons penser à unifier toutes les informations issues du site sur une seule plateforme qui visualise toutes les données sur une carte de Google Map.Dans la réalisation de cette plateforme de supervision, il été important de s auto former sur les concepts et les notion de la programmation en architecture sous java c est à dire J2EE, et aussi de manipuler des frame-work riche et amélioré dans la tendance du marche du développement informatique qui sont la WEB2 : Rcihfaces pour le standard JSF. Il été parmi les contraintes de cette dernière de changer le composant qui communique avec la base de données distante,qui sont toutes hébergées dans des infrastructure de Google, c est le cause du choix du JPA en dépit de Hibernate qui représente une incompatibilité dans la communication avec le serveur Google app Engine. Finalement,la rédaction du rapport ainsi de sa organisation été une importante tâche de synthèse et d ingénierie qui repose sur le regroupement et l homogénéité des 4 parties conçues indépendamment, mais sous une seule finalité qui est la télémesure des sites d émission TV pour les infrastructures de l opérateur SNRT. Rapport de Fin d Étude 12 Juillet 2011

16 Deuxième partie Étude des antennes et émetteurs TV 13

17 CHAPITRE 2 ÉTUDE DES ANTENNES TV-VHF/UHF Dans ce chapitre nous allons rappeler les notions de base sur les antennes ainsi que les mesures électromagnétique effectuées sur ces dernière, et nous avons eu l occasion de connaitre les antennes existantes disponible chez la SNRT. BBEAM figure le principale fournisseur des antennes d émission TV auquel une description en été indispensable. 2.1 Rappel théorique Une onde électromagnétique (OEM) est constituée d un champ électrique E et d un champ magnétique B qui varient au même rythme que le courant qui leur a donné naissance. C est le physicien Maxwell qui a étudié les rapports entre les deux champs, établissant des équations connues sous le nom d équations de Maxwell. Une antenne est un fil conducteur parcouru par un courant électrique, par un mouvement de charges électriques rayonnant dans l espace sous forme d ondes électromagnétiques : une piste de circuit imprimé, un cordon d alimentation peuvent jouer le rôle d antennes. On distingue ainsi l antenne d émission et l antenne de réception. Emission : génération d OEM (ondes électromagnétiques) provoquée par le courant dans l antenne. Réception : une OEM provoque l apparition de courant dans l antenne. Les champs E et B produits par l antenne se répandent dans tout l espace environnant l antenne, en s atténuant à une certaine distance de l antenne d émission, l onde électromagnétique se propage en ligne droite, à la vitesse de la lumière :c= m/s Dans un matériau diélectrique de permittivité relative (isolant de câble coaxial, par exemple) la vitesse de propagation est inférieure à celle de la lumière : v= c ε = η c 14

18 CHAPITRE 2. ÉTUDE DES ANTENNES TV-VHF/UHF 2.2 Caractéristiques d une antenne On définit ci-dessous certaines notions fondamentales sur les antennes toute antenne peut-être caractérisée par plusieurs paramètres fondamentaux. les principaux sont[3] : Le Diagramme de Rayonnement, La Directivité, Le Gain, La Polarisation, Le Niveau de Polarisation Croisée, la bande passante et l adaptation (ROS) sont également des paramètres importants pour une antenne. (A) Le Diagramme de Rayonnement : On entend par diagramme de rayonnement la répartition spaciale de la puissance rayonnée par un radiateur ou la répartition spaciale de la puissance récupérée par un capteur(que l on appel aussi dans ce cas diagramme de captation). les mesures de diagramme de rayonnement constituent une étape primordiale dans l élaboration d une liaison par voie aérienne, car elles induisent le choix de l élément rayonnant suivant l utilisation désirée. En effet, tout champs rayonné à l infini admet une forme bien définie et le rayonnement d une antenne est fonction de ses caractéristiques géométriques. le diagramme de rayonnement est obtenu par la mesure du champ électrique. (B) La Directivité d une Antenne : On entend par directivité, le rapport (de puissance) entre la puissance émise dans la direction maximum sur toute sa répartition spatiale. on dira donc qu une antenne est fortement directive admet une faible ouverture de rayonnement, et qu une antenne faiblement directive admet une large ouverture de rayonnement.on peut aussi considèrer la directivité D 0 comme le rapport du maximum rayonné dans une direction sur l intensité moyenne rayonnée. (C) Le Gain d une Antenne : On entend par gain, le rapport de la puissance émise (par une antenne) dans une direction donnée sur le maximum de puissance rayonnée par une antenne de référence à puissance d alimentation identique. l antenne isotrope est fréquemment prise comme antenne de référence : on parle alors de dbi. souvent, il s agit aussi de la puissance rayonnée dans la direction principale. (D) La Polarisation d une Antenne : Une autre notion importante est la notion de polarisation. on parle de polarisation linèaire lorsque le champ rayonné à l infini conserve une direction constante (rectiligne) au cours du temps, et de polarisation circulaire lorsque l extrémité du vecteur champ électrique rayonné à l infini décrit un cercle en fonction du temps. Un cas intermédiaire que l on nomme polarisation elliptique peut aussi se produire. toute onde elliptique peut être considérée comme l addition vectorielle de Rapport de Fin d Étude 15 Juillet 2011

19 CHAPITRE 2. ÉTUDE DES ANTENNES TV-VHF/UHF deux vecteurs perpendiculaires déphasés dans le temps de 90. ces deux composants peuvent être récupérées au moyen d antenne à polarisation linéaire. inversement un champ électrique polarisé linéairement peut être décomposé en deux vecteurs à polarisation circulaires contraintes. (E) Le Niveau de Polarisation Croisée : Le niveau de polarisation croisée est lié à la qualité de la polarisation d une antenne. pour une antenne polarisée linéairement de haute qualité, le niveau de polarisation croisée est très faible. par contre,pour une antenne polarisée linéairement de moindre qualité, le niveau de polarisation croisée est très élevé. 2.3 Antenne panneau TV-UHF 470 à 870 Mhz L antenne- panneau PAN UHF, permet la réalisation d un système d émission TV à grande efficacité. La version en polarisation horizontale est composée de 8 élèments rayonnants, couplés. il existe plusieurs type d antenne UHF, La figure suivante est un exemple d antenne UHF panneau de type BBEAM[4]adopté par la SNRT comme une antenne émettrice des chaines TV. FIGURE 2.1 Antenne UHF panneau. Rapport de Fin d Étude 16 Juillet 2011

20 CHAPITRE 2. ÉTUDE DES ANTENNES TV-VHF/UHF Le tableau suivant résume les principaux caractéristique d une antenne panneau UHF de type BBEAM : gain moyen 11dBd (13.2dbi) amplitude horizontale 60 à -3db (E Plane) amplitude verticale 25 à -3db (H Plane) rapport d onde stationnaire <1.13 larguer de bande MHz polarisation horizontale ou verticale (à la demande) impédance 50 ohm connecteur N -(7/16 ou EIA sur demande) puissance Max 1000 watts/n et 2500 watts 7/16 ou 7/8 dimensions mm poids 14Kg net résistance au vent (160 Km/h) frontal : 89Kg latéral : 25Kg protection au gel radôme en fibre de verre montage 4 trous filltés M8 à mm d espacement matériels randome en fibre de verre, cuivre, teflon isolant traitement metal argenté TABLE 2.1 Caractéristique d une antenne UHF. Rapport de Fin d Étude 17 Juillet 2011

21 CHAPITRE 2. ÉTUDE DES ANTENNES TV-VHF/UHF Pylône et mât Les antennes émettrices UHF sont supportées par des pylône et mât ces derniers sont réalisés en acier ou en aluminium offrant une résistivité contre toute forme de corrosion. Tous les mâts peuvent être pourvus, tant à l extérieur qu à l intérieur, de plates-formes, d échelles (avec ou sans sécurité) ou de nacelles motorisées. FIGURE 2.2 Pylône autoportant. Rapport de Fin d Étude 18 Juillet 2011

22 CHAPITRE 2. ÉTUDE DES ANTENNES TV-VHF/UHF FIGURE 2.3 Pylône émetteur TV. Ces deux dernier schéma montrent le support des antennes TV dans leur enceinte site d émission qui est capable de supporter tout type de capteur ou équipement pour relever les mesures et les données souhaitées. La partie suivante portera sur les mesures d antennes et leurs interprétations aussi pratiques que théoriques. Rapport de Fin d Étude 19 Juillet 2011

23 CHAPITRE 2. ÉTUDE DES ANTENNES TV-VHF/UHF 2.4 Mesures effectués sur les antennes La qualification d une antenne, c est-à-dire la vérification qu elle satisfait bien au cahier des charges, comprend d une façon générale des mesures radioélectriques, des mesures mécaniques et des mesures d ensemble. Dans le cadre de ce chapitre nous évoqueront ces deux derniéres afin que le lecteur ait présent à l esprit qu une antenne doit fonctionner dans son environnement Mesures mécaniques Les antennes qui doivent fonctionner dans des environnements hostiles subissent des tests tels que : Résistance au vent, à la corrosion, au poids de la neige et de la glace qui peuvent s accumuler. Résistance aux vibrations, aux chocs... Résistance à la pression, à la poussiére, au sable,etc. Tests de résistance aux chocs thermiques Mesures d ensemble Beaucoup d antennes sont des systémes complexes comportant des équipements électriques (moteurs de rotation par exemple) et électroniques (déphaseurs par exemple) qui contribuent au fonctionnement de l ensemble mais qui sont sujets à des pannes plus ou moins fatales. Ainsi, des caractéristiques importantes sont : Le temps moyen de bon fonctionnement. Le temps moyen de réparation Mesures radioélectriques Mesure du diagramme de rayonnement La détermination du diagramme de rayonnement d une antenne consiste en l étude de la répartition du champ électromagnétique dans une sphére centrée sur celle-ci. Pour caractériser ce diagramme, on utilise le plus souvent les coordonnées site et gisement (définies sur la figure 1) et l on mesure soit le champ électrique en amplitude et phase, soit plus geńéralement l amplitude seule ou la puissance exprimée en décibels. La mesure se fait en général dans des plans principaux tels que Oy, Oz (plan de site) et Oy, Ox (plan de gisement). Dans certains cas, la mesure est faite sur toute la sphére avec un pas d échantillonnage petit devant les variations du diagramme. Si D est le diamétre (ou la plus grande dimension) de l antenne, on distingue trois régions caractérisées par la distance d à l antenne, le long de la direction du rayonnement maximum. La zone trés proche d «D2 2λ,dans laquelle l énergie électromagnétique rayonnée reste concentrée à l intérieur d un faisceau tubulaire enveloppant approximativement l antenne.. La zone de Fresnel d < 2D2 λ à l intérieur de laquelle la divergence du faisceau devient sensible La zone de Fraunhofer (ou de champ lointain) pour d > 2D2 λ. Rapport de Fin d Étude 20 Juillet 2011

24 CHAPITRE 2. ÉTUDE DES ANTENNES TV-VHF/UHF FIGURE 2.4 Systéme de coordonnées utilisées dans la mesure du diagramme de rayonnement. Adaptation et température de bruit Une propriété importante d une antenne est son impédance caractŕistique. Celle-ci dépend de la fréquence. Pour que la transmission se fasse bien entre la ligne (le coax) et l antenne, il faut que leur impédances soient égales. On dit alors que l antenne est adaptée. Cette adaptation n est, en général, valable que pour une fréquence donnée. Une antenne peut fonctionner dans une bande de fréquence plus ou moins large (largeur de bande), ce qui signifie qu elle reste raisonnablement adaptée sur cette bande. Ce qui détermine l impédance caractéristique d une antenne, ce sont sa géométrie et les matériaux qui la constitue. On peut obtenir ces caractéristiques avant la fabrication de l antenne au moyen de programmes de simulation tels que NEC2 1 On peut ensuite les vérifier au moyen d un instrument de laboratoire, par exemple un Network Analyser On peut aussi régler l antenne, comme les cibistes au moyen d un TOS 2 -métre. si la mesure varie, c est que l antenne n est pas adaptée. En effet : quand l antenne est adaptée, La longueur du câble n a d influence que par les pertes qu il génére. Quand l antenne est mal adaptée, la longueur du câble influence aussi les réflexions qui se produisent dans l ensemble et une variation d une fraction de demi-longueur d onde peut changer ces réflexions de beaucoup. Quelques centimétres représentent une fraction non négligeable de longueur d onde, mais à peu prés rien comme pertes en plus quand tout est bon. Une mauvaise adaptation d impédance implique que l impédance au point d alimentation de l antenne n est pas égale à celle de la ligne. La mesure de ROS 3 permet de connaître l ampleur de cette désadaptation qui peut survenir brutalement (aprés une tempête, par exemple) et de guider vers l origine du probléme. 1. Numerical Electromagnetics Code 2. Taux d ondes stationnaires 3. rapport d onde stationnaire Rapport de Fin d Étude 21 Juillet 2011

25 CHAPITRE 2. ÉTUDE DES ANTENNES TV-VHF/UHF FIGURE 2.5 Adaptation et température de bruit. Mesure du gain d une antenne Le gain d une antenne dans une direction donnée est le rapport de la puissance rayonnée, par stéradian, par cette antenne dans la direction considérée à la puissance qui serait rayonnée, par stéradian, par une antenne isotrope sans pertes, à laquelle serait appliquée la même puissance. Généralement, quand on parle du gain d une antenne, on se refera au gain dans la direction du maximum de rayonnement. Le gain est souvent la spécification principale d une antenne.[5] Mesure par intégration du diagramme : Une premiére méthode pour déterminer le gain d une antenne consiste à mesurer le diagramme P( u ) (sur toute la sphère, soit 4 stéradians), à l intégrer pour avoir la puissance moyenne P(moy). Le rapport P( u )P(moy) donne le gain de l antenne dans la direction u, si l antenne n a pas de pertes. Si non il faut soustraire celles-ci pour avoir le gain. Mesure par comparaison avec une antenne de référence : La méthode la plus utilisée consiste à utiliser une antenne de référence, généralement un cornet, dont on connaît le gain, soit par calcul, soit parce qu il a été étalonné. La mesure consiste à mesurer simultanément ou successivement les niveaux reçus par l antenne à mesurer et par l antenne de référence, dont les axes ont été orientés vers l antenne d émission. Si P a et P r sont les niveaux de puissances reçues par les antennes à mesurer et de référence respectivement. Si l antenne de référence a un gain deg r (db)le gain de l antenne est :G r + 10lg P a P r Les antennes de référence sont souvent des cornets rectangulaires. Il existe des méthodes de calcul éprouvées telles que la méthode de Shelkunoff 4. qui donnent le gain du cornet en fonction de sa géométrie. Une autre solution consiste à utiliser deux antennes identiques placées l une en face de l autre à la distance de champ lointain, l une émettant la puissance P e et l autre recevant la puissance P r. La puissance reçue est égale à :P r = P e G 2 ( λ 4π )2. Pr P e. connaissantdet λ, et mesurant P e et P r on en déduit : G= 4πd λ cette méthode est applicable pour des antennes de référence de gain maximum 20 db. 4. Synthèse des réseaux linéaires d antennes à lobes secondaires réduits et trés réduits Rapport de Fin d Étude 22 Juillet 2011

26 CHAPITRE 2. ÉTUDE DES ANTENNES TV-VHF/UHF Mesure de l adaptation de l antenne Cette mesure se fait à l entrée de l antenne à l aide d un analyseur de réseau qui fournit en continu dans toute la bande de fonctionnement le rapport d ondes stationnaires (ROS). Détermination de la température de bruit d une antenne Définitions : En dehors de tout signal, une antenne reçoit du bruit thermique en provenance de son environnement. La puissance de bruit (exprimée en watts par hertz) qu elle délivre à la sortie est notamment fonction de la température de bruit des corps qui se trouvent dans l angle solide contenant la plus grande partie de son rayonnement. On définit alors la température de bruit de l antenne comme étant la temp érature d une charge qui fournirait la même puissance de bruit à la même fréquence.[5] On a : T a = 4π 1 espace T ( U )G( U )dω avec : G( U ) : gain de l antenne dans la direction. T ( U ) : température de bruit dans la direction. d(ω) :angle solide élémentaire. La température de bruit d une antenne dépend de la direction visée. Méthode de mesure On mesure la température T a par comparaison avec une charge à une température de référence (température de l hélium liquide, ou de l azote liquide, température ambiante). La valeur de la température de référence T re f est fonction de l antenne à caractériser. La précision maximale est obtenue pour T re f T a. On effectue deux mesures : le récepteur est relié soit à l antenne, soit à la charge à la température de référence. Si A est l atténuation présentée par l atténuateur étalonné (inverse du gain en puissance disponible), on détermine A1 et A2 pour obtenir la même puissance de bruit en sortie. La température apparente en sortie de l atténuateur est donc la même et l on obtient : T a A 1 + (1 A 1 1 )T 0 = T re f A 2 + (1 A 1 2 )T 0 avec : T 0 = 290k T a = T 0 + A 1 A 2 (T re f T 0 La température T a dépend de la position de l antenne, des sources de bruit qui peuvent varier au cours du temps : ce n est donc pas une donnée intrinséque. Par conséquent, toute mesure doit mentionner l environnement et l état de celui-ci. Détermination du centre de phase Cette mesure concerne les sources primaires des antennes à systéme focalisant, puisque le centre de phase doit être situé au foyer de celui ci.le centre de phase est une notion approchée car la phase n est généralement pas sphérique, mais on peut approximer la phase réelle de l onde par une sphére, au moins dans l angle solide sous lequel la source primaire voit le réflecteur. Pour faire la mesure, on fait décrire à une sonde un arc de cercle autour de la source à mesurer placée au centre de cet arc et on mesure la phase du champ reçu par la sonde. Si la phase est constante, c est que le centre de phase est situé au centre de l arc de cercle. Sinon, la loi de phase mesurée est Rapport de Fin d Étude 23 Juillet 2011

27 CHAPITRE 2. ÉTUDE DES ANTENNES TV-VHF/UHF quadratique et par des considérations géométriques simples ou par tâtonnement on détermine le centre de phase. Mesure de polarisation Dans tous les bancs de mesure modernes, on effectue des mesures de diagrammes dans deux polarisations orthogonales (généralement linéaires, verticale et horizontale). On a donc directement la polarisation de l antenne. Généralement, on considère le diagramme en polarisation nominale et le diagramme en polarisation croisée. Parfois, il y a une spécification sur le niveau de polarisation croisée dans l axe de lantenne.[5] Conclusion Les antennes émettrices constituent un élément sinéquanone dans la chaine de transmission des chaines TV car elle assure la transformation issue de l émetteur (un signal électrique)en une onde susceptible de se propager dans l espace libre avec des contraintes et spécifications techniques pour que l information aboutissent aux clients publiques(antenens de réception). D aprés ce chapitre nous avons pu constater que l antenne est sujette de plusieurs calcules et mesures dont certaines sont trés pénibles et demande des appareils et méthodes bien précise dont nous avons cité quelques une.alors que la supervision des antennes en sens classique du terme demeure trés incertaine,l application d un protocole comme SNMP (le cas pour l émetteur TV Rhode & Schwarz)est quasiment impossible. Car l antenne est un élément passif un bout de fils allongé ou percé (exemple : antenne yagi). De plus une antenne UHF est supporté par un pylône posé sur tout type de relief Montagne,falaise... et aussi dans n importe quel région présentant une population souhaitant reçevoir les programmes TV,de ce faite l antenne et évidament le pylône sont exposés a toutes les malaise de la nature Température, innondation, incendie, vent, humidité et aussi tout risque pouvant interrompre ou gêner le fonctionnement du site en question surtout pour les zones lointaines ou distantes. D ou la nécessité d un outil ou un système capable de relever ces types de mesures sur le terrain et les transmettre vers une plateforme ou une console pour la prise de décision et l intervention en temps opportun,ce qui ferra le sujet de la partie suivant.alors on distinguera à ce stade deux catégorie de mesures : Mesures des performances d une antenne UHF. Mesures d environnement d une antenne. Rapport de Fin d Étude 24 Juillet 2011

28 CHAPITRE 3 ÉMETTEURS TV - VHF/UHF 3.1 Rôle et caractéristique d un émetteur TV Le rôle d un émetteur TV dans le processus de diffusion des chaines est restitution d une image haute définition et d un son d excellente qualité.ils sont fabriqués en correspondance avec tous les agréments des standards internationaux CE-SE et ETSI 1. la figure ci-dessous montre l exemple d un émetteur TV de type B.BEAM 2 leader mondiale de fabrication des équipement TV[4]. FIGURE 3.1 Émetteur tv- vhf/uhf 30,50 watts. 1. European Telecommunications Standards Institute 2. Belgium Braadcasf Equipmenf SPRL 25

29 CHAPITRE 3. ÉMETTEURS TV - VHF/UHF Les deux tableau ci-dessous résume Les principaux caractéristique AUDIO/VIDEO d un emetteur TV- vhf/uhf 30,50 watts[4] : niveau d entrée impèdance amplitude VIDEO temps de fréquence de réponse 1Vpp (réglable) connecteur BNC 75 ohms adaptée aux principaux standards +/-45 ns facteur 2TK 1.2% (conforme,max 2%) DG <3% DP +/- 3% rapport S/N < 50 db TABLE 3.1 Caractéristique video d un émetteur TV. niveau d entrée 0dbm +/-6db connecteur BNC impèdance 600 ohms déviation fréquence +/-50khz déformation harmonique audio <0.4% réponse de fréquence +/-1db rapport S/N >60db modulation audio FM (F3E) +/50khz TABLE 3.2 Caractéristique audio d un émetteur TV. 3.2 La surveillance des émetteur TV Surveillance avec le protocole SNMP La supervision des émetteurs TV est assurés par le fameux protocole SNMP 3, ce dernier et très utile surtout dans les équipement informatique qui supporte la pile TCP/IP. Si non l integration d un proxy est indispensable pour la traduction des trames. Les systèmes de gestion de sont basés sur trois éléments principaux : un superviseur, des nuds (ou nodes) et des agents.le superviseur est la console qui permet à l administrateur réseau d exécuter des requêtes de management. Les agents sont des entités qui se trouvent au niveau de chaque interface, connectant au réseau l équipement géré (nud) et permettant de récupérer des informations sur différents objets. 3. Simple network management protocol Rapport de Fin d Étude 26 Juillet 2011

30 CHAPITRE 3. ÉMETTEURS TV - VHF/UHF Ces objets gérables peuvent être des informations matérielles, des paramétres de configuration, des statistiques de performance et autres objets qui sont directement liées au comportement en cours de l équipement en question. Ces objets sont classés dans une sorte de base de données arborescente appelée MIB 4 [6]. Les outils de supervision sont très variées,l annexe A présente un exemple d outil conçu pour des équipement de transmission UHF/VHF de type RHODE & SCHWARZ Surveillance avec un modem GSM les systémes de surveillance avec un modem GSM se constituent généralement d un ordinateur personnel avec un GSM Modem et un logiciel informatique qui contrôle la communication entre le PC et les émetteurs. Les émetteurs sont equipés avec un GSM Modem pour répondre aux demandes de l unité centrale,le logiciel du contrôle est programmé pour demander périodiquement ou manuellement l information aux transmetteurs en faisant un appel GSM de données numeriques au modem du remote transmetteur. Aprés l information obtenu est montrée sur l écran et gardé dans un fichier de données pour traitement ou consultation, les données collectées dans les émetteurs par les modems correspondent à : Puissance Directe, Puissance Reflétée, Puissance d Excitation,Température, Courant continu et Tension continue.nous présenteront en ANNEXE un exemple de télémétrie par modem GSM sur un émetteur de type OMB.[7] FIGURE 3.2 Diagramme de blocs du système de télémétrie. 4. Management Information Base 5. groupe allemand spécialisées dans la fabrication des l équipement utilisés pour la radiodiffusion Rapport de Fin d Étude 27 Juillet 2011

31 Troisième partie Télémesure & Télémétrie par GSM/GPRS : Modules et équipements 28

32 CHAPITRE 4 TÉLÉMESURE & TÉLÉMÉTRIE PAR GSM/GPRS Une antenne se trouve bien dans une enceinte techniques qui est évidemment le site émetteur ou bien la zone qui englobe tout équipement qui participe de proche ou de loin dans la diffusion des chaines TV pour le grand public, parlant de l alimentation électrique et énergétique, les émetteurs et antennes, accessoires de tout type. Ces équipements c est à dire les équipements d emission TV sont exposés dans l espace libre dans des zones relativement lointaines (du centre de direction à rabat) et à vocation climatique variée et considérablement incertaine. ce qui rend les mesures environnementale d une telle importance qu elles demeurent une des paramètre de qualité et indice de taille du développement de l entreprise. Durant cette partie nous allons décrire le marché de télémesure & télémétrie par GSM & GPRS ainsi que les principaux acteurs de ce monde. Nous proposons dans cette partie et dans un premier rideau de présenter les diffèrent modules qui constituent une solution de télémesure.dans un deuxième lieu les principaux constructeurs de telle solution sur l échelle mondiale et les gammes offertes par ces derniers. Pourquoi la télémesure? Les raisons pour les quels les entreprises on eu recours à des équipements de télémesures sont relativement variées selon le besion et l activité économique et industrielle,ainsi l entreprise bénéficiera d une politique très avancés en terme de surveillance et de suivie en temps réel de son patrimoines. Accès rapide à l information Supervision en ligne sans établir de connexion. Possibilité d inspecter n importe quel objet, à n importe que moment et à n importe quelle distance. Envoi immédiat de messages sur des changements, des évènements et d alarmes importants. Capacité de supervision et de contrôle à partir de périphériques mobiles. 29

33 CHAPITRE 4. TÉLÉMESURE & TÉLÉMÉTRIE PAR GSM/GPRS Accés à distance des objets par Internet Sécurité des équipements, des installations et des systèmes. Déclenchement rapide des alarmes sur menaces et défaillances. Prévention des défaillances avant qu elles surviennent. Sécurité des accès. Économie Diminution du nombre de défaillances, réduction des pertes et du délai de réparation. Réduction des déplacements vers les sites distants. Augmentation de la satisfaction de la clientéle Diagnostic à distance. Anticipation des défaut. Lecture à distance des compteur. Protection de l environnement Surveillance des capteurs de gaz (garages, salle des chaudières). Prévention de défaillance dans les stations de pompage des eaux usées. Réduction de la consommation d énergie. 4.1 Avantages stratégiques Quant une entreprise fait un choix d une solution de télémesure ou d une application M2M, elle parte évidemment d une stratgie solide et pertinente dont voici les principaux avantages : Les modules de télémesure sont prêts à l emploi, faciles à installer et à configurer grâce à des outils modernes (sans connaissances particulières en commandes AT 1 en technologie GPRS, en programmation longue et compliquée, en test de codes et dépannage). Capacité de configuration à distance, de programmation en logique automate et de mise à jour du firmware des équipements installés via GPRS. Connectivité ouverte basée sur des standards ouverts. Connexion facile aux équipements standards (API, modules d entrées-sorties, équipements de mesure) supportant les protocoles de communication standard (par exemple Modbus RTU, Gazmo- 1. Les Commandes Hayes, parfois appelées Commandes AT, constituent un langage de commandes développé à l origine pour le modem Hayes Smartmodem 300. Ce jeu de commandes s est ensuite retrouvé dans tous les modems produits,chaque commande est envoyée sous la forme d une ligne de texte encodé en ASCII, le modem retourne une réponse sous la forme d une ou plusieurs lignes selon la commande envoyée. Rapport de Fin d Étude 30 Juillet 2011

34 CHAPITRE 4. TÉLÉMESURE & TÉLÉMÉTRIE PAR GSM/GPRS dem, MBUS, NMEA). Interfaçage facile aux systèmes d IHM/Supervision grâce au standard OPC-DA (Data Access). Interfaçage facile aux bases de données clients et aux environnements informatique utilisant le standard ODBC ou les fichiers CSV 2. Coûts réduits d appropriation (maintenance et mise à jour à distance, transmissions sur évènements, fonction miroir local des entrées-sorties, diagnostics avancés, système évolutif). Intégration facile des différents modules de télémesure, d équipements alimentés par une pile et des unités de suivi en géolocalisation dans un système cohérent suivant les besoins de l utilisateur. 4.2 Avantages Techniques Les modules de télémesure sont des solutions «Tout-en-un»combinant a la fois : un Modem GPRS, des automates programmables, Consignateur d états, Convertisseur de protocoles de communication. et aussi une haute fiabilité, implémentation rapide, emploi facile et pratique, coôuts de maintenance faible, haut niveau de sécurité des données et de protection des données font l aout de la télémétrie par GSM. Les avantages sur les solutions basées sur automates programmables avec modem GPRS externe : Le modem est totalement contrôlé, le mode de fonctionnement normal est repris en cas d erreurs critiques (raccrochage du modem). Fonctionnalités avancées prêtes à l emploi sans créer d applications complexes pour le contrôle du modem avec les commandes AT. Capacité de configuration à distance (via GPRS), modification de programmes automates et de mise à jour du firmware. Convertisseur de protocoles de communication intégré, utilisé par les équipements externes. Système de sécurité intégré, pour le contrôle d accès et la protection de l intrégrité des données. Diagnostic avancé du réseau GSM/GPRS et du fonctionnement du modem intégré. Mécanismes de test de l accessibilité au réseau GPRS, de reprise de la communication et de la retransmission de trames non acquittées. Fonctionnalité avancée de transmission spontanée des données sur évènement méthode optimale pour la technologie GPRS. Les évènements peuvent déclencher la transmission des données sur GPRS, l émission de SMS et la composition d un numéro de téléphone pour identification de l appelant (CLIP). 2. Un fichier CSV est un fichier tableur, contenant des données sur chaque ligne séparés par un caractère de séparation, Il peut être lu avec un tableur tel que Microsoft Excel, Excel Viewer ou OpenOffice(gratuit/libre). Rapport de Fin d Étude 31 Juillet 2011

35 CHAPITRE 4. TÉLÉMESURE & TÉLÉMÉTRIE PAR GSM/GPRS Support de différents types d événements : Instants définis. Changements d état des entrées et drapeaux internes. Changements de valeurs analogiques (bande morte). Dépassement de seuils d alarme, alarmes de diagnostic. Conditions fixées par programme interne. Les évènements relatifs aux équipements externes sont détectés grâce à la gestion locale intégrée de protocoles de communication (par exemple Modbus RTU, Gazmodem, NMEA, M-Bus) et du mode miroir des entrées-sorties de ces équipements. Fourniture gratuite d utilitaires pour l utilisateur : utilitaires intuitifs pour la configuration, mise à jour et la programmation des modules de télémesure, en local et à distance Voir (MT-Manager, MT-Program editor, MT-Data provider) au chapitre suivant. Gestion à distance des modules à économie d énergie. Logiciel de communication pour l acquisition de données par des modules de télémesure, des modems GPRS, des routeurs GPRS et Internet. Les données sont accessibles via le standard OPC, les interfaces ODBC et les fichiers CSV. 4.3 Avantage de la télémesure en GPRS La technologie GSM /GPRS a conquis le marché des applications professionnelles de télémesure et surpasse désormais les solutions à base de modems radio couramment utilisées jusqu à maintenant. Ses domaines d application, très étendus, comprennent en particulier la protection de l environnement, la gestion des réseaux d eaux usées, l agriculture, la sylviculture, les industries de l énergie et du gaz, les utilités, la lecture à distance de consommation et la sécurité des objets. Les premiers avantages de l utilisation des systèmes sans fil GSM/GPRS dans la supervision et le contrôle à distance, sont les faibles coûts, le temps d implémentation court, la distance illimitée entre les objets, l insensibilité à la configuration du terrain et aux obstacles naturels (par exemple forêts, grands immeubles), l absence de systèmes d antennes compliqués et la capacité de transmettre les évènements d alarme directement sur les téléphones portables des personnes responsables. La technologie GPRS permet un accés direct et sécurisé à l information en utilisant les périphériques mobiles (téléphones, PDA et ordinateurs). En plus, il n y a pas l effet de goulot d étranglement au niveau de la station centrale dans les cas d architecture de télémesure complexe. Rapport de Fin d Étude 32 Juillet 2011

36 CHAPITRE 4. TÉLÉMESURE & TÉLÉMÉTRIE PAR GSM/GPRS Un routeur HSDPA 3 utilisé dans la station centrale procure normalement un débit de 1,8 Mbps et même jusqu à 10 Mbps avec une connexion fixe au réseau de l opérateur. La transmission sur événement (quand l équipement envoie des données sous certaines conditions définies) permet l envoi rapide et simultané de l information sur les changements d état des objets arbitrairement localisés vers le système central, même dans le cas de très grandes installations avec une centaine de points de contrôle. Nous allons à travers la partie suivante aborder les différentes solutions commerciales existante dans le marché de la télémesure utilisant différentes technologie : télémesure par GSM/GPRS. 3. High Speed Downlink Packet Access (abrégé en HSDPA) est un protocole pour la téléphonie mobile parfois appelé 3.5G, 3G+, ou encore turbo 3G dans sa dénomination commerciale. Il offre des performances dix fois supérieures à la 3G (UMTS R 99) dont il est une évolution logicielle Rapport de Fin d Étude 33 Juillet 2011

37 CHAPITRE 5 SOLUTION COMPLÉTE DE TÉLÉMESURE Ce chapitre sera consacré au description des équipements et modules qui constituent une solution compléte et prête a déployé sur tout type d équipement et environnement pour assurer le besoin exprimé par l entreprise. Plusieurs constructeurs et fournisseurs sont présentent sur le marché qui roposent une large gamme d équipements, de logiciels et de services pour des systèmes sans fil GSM/GPRS/GPS utilisés pour les mesures, la consignation des données, le contrôle, le diagnostic à distance et la localisation des objets. les offres comprennent généralement 3 essentiels parties qui sont :Matériel, Logiciel, Services Matériel Gamme de modules de télémesure et de contrôle qui permettent l exécution de programmes automates locaux et la communication avec les équipements externes. Équipements de mesure et de consignation d états à économie d énergie et alimentés par pile. Modules de suivi en géolocalisation avec surveillance des paramétres de base d un véhicule (niveau de carburant, ouverture des portes, fonctionnement du moteur), alimentés par batterie. Passerelles de communication, convertisseurs et modules d extension d entrées-sorties. Modems et routeurs GPRS, antennes, câbles, piles de rechange, capteurs et convertisseurs de mesure et alimentations. Carte SIM télémétrique avec adresses IP statiques pour le réseau APN privé (pour transfert de données avec ou sans limitation mensuelle). Logiciel Utilitaires pour configuration et programmation des modules en local et à distance. Logiciel pour la gestion à distance des modules à économie d énergie. Logiciel de communication pour l acquisition de données via les modules de télémesure, les modem GPRS, les routeurs GPRS et Internet. Ce logiciel offre l accés aux données via le standard OPC, les interfaces ODBC (avec écriture directe dans les bases de données relationnelles 34

38 CHAPITRE 5. SOLUTION COMPLÉTE DE TÉLÉMESURE standards) ou les fichiers CSV. Utilitaires pour la visualisation, l archivage de données, l analyse et les rapports sous format page web. Services Débit fixe pour transmission de données dans APN privé. Formation et support sur les solutions proposées. FIGURE 5.1 Solution intégrale de télémesure. Rapport de Fin d Étude 35 Juillet 2011

39 CHAPITRE 5. SOLUTION COMPLÉTE DE TÉLÉMESURE 5.1 Gamme de produit INVENTIA INVENTIA est un fournisseur international de produits pour la télémesure et le suivi en géolocalisation, basés sur les technologies GSM/GPRS et GPS. fondée en 2001,INVENTIA est un des leaders dans le domaine de la télémesure et du contrôle via GPRS, les offres ne comprend pas seulement des modules pour la télémesure et la géolocalisation, mais aussi des solutions en architecture ouverte, basées sur des standards industriels éprouvés, INVENTIA fournit des outils de configuration et d intégration faciles d emploi pour offrir une interfaçage ouverte aux systèmes de supervision clients et aux systémes de bases de données relationnelles Module MT 3XX Les modules de télémesure de la gamme MT et les modules de suivi en géolocalisation proposés par INVENTIA sont des produits professionnels pour des grandes ou petites applications de surveillance et de contrôle sans fil. Des fonctionnalités performantes, une configuration flexible, des entrées-sorties intégrées et le support de protocoles de communication avec des équipements d automatisme industriel, les modules MT offrent une solution incomparable pour les systèmes avancés en télémesure et en télématique. FIGURE 5.2 Familles MT 300. Rapport de Fin d Étude 36 Juillet 2011

40 CHAPITRE 5. SOLUTION COMPLÉTE DE TÉLÉMESURE La gamme MT-300 se compose de modules de télémesure économiques conçus pour la surveillance d alarmes et autres applications qui ne nécessitent pas de programmes de contrôle logique et de communication locale avec des équipements externes. Sa présentation compacte, son modem GPRS intégré et ses caractéristiques confèrent au module MT-3xx une solution intéressante pour des systèmes professionnels simples et pour usage privé. Le MT-301 dispose de : 4 entrées ToR 1 2 sorties ToR 2 entrées analogiques 4-20 ma MT-302 : 8 entrées ToR MT-303 : 6 entrées ToR et de 2 sorties ToR MT-304 : 7 entrées ToR et de 1 entrée Analogique Module MT-101 d entrées / sorties GPRS Le module de télémesure MT-101 dispose d une logique programmable associée à un modem GSM/GPRS, un consignateur d états et un port RS232/422/ opto-isolé pour la communication avec des équipements externes. Le MT-101 permet de construire des systèmes modems sans fil pour la supervision, la surveillance, la mesure, le diagnostic et le contrôle basés sur la technologie de transmission GPRS. La caractéristique principale du module MT-101 est sa capacité de transmettre des données non seulement en mode scrutation, mais aussi en mode évènementiel (par exemple, lorsque des entrées-sorties ToR changent d état ou lorsqu un signal d entrée analogique varie jusqu à un certain point). Il est complètement configurable et programmable par l utilisateur avec l environnement logiciel intuitif et convivial MT Manager, soit localement via le port série ou à distance via le réseau GPRS. 1. Une entrée ou une sortie TOR est une sortie ou une entrée Tout Ou Rien. C est a dire qu elle peut prendre la valeur logique 0 ou 1 (Numérique) 2. RS-232 est une norme standardisant un bus de communication de type série sur trois fils minimum (électrique, mécanique et protocole), les liaisons RS-232 sont fréquemment utilisées dans l industrie pour connecter différents appareils électroniques (automate, appareil de mesure, etc.). Rapport de Fin d Étude 37 Juillet 2011

41 CHAPITRE 5. SOLUTION COMPLÉTE DE TÉLÉMESURE FIGURE 5.3 les entrées/sortie du module MT-101. Entrées-sorties isolées galvaniquement avec fonctions filtrage, hystérésis, alarme seuil et bande morte. Entrées comptage 32 bits. Système d auto-diagnostic avec de nombreux voyants. Fonction Maître local pour équipements externes (Modbus RTU, Gazmodem, NMEA, M-BUS et autres protocoles). Processeur transmission GPRS évènementielle. Horloge temps réel (RTC). Consignateur d états avec résolution de 100 ms. Convertisseur de protocole de transmission. Contrôle de l intégrité des données et de la confirmation de transmission de trames. Configuration, programmation et mise à jour du firmware à distance via GPRS. Boîtier industriel pour montage rail DIN, large gamme d alimentation (930 VCC ou 24 VCA), port RS232/422/485 isolé, borniers débrochables, entrée pour alimentation de secours. Pour plus de détails sur cette solution et aussi d autre qui font partie de la famille MT veuillez consulter le site web :http :// Rapport de Fin d Étude 38 Juillet 2011

42 CHAPITRE 5. SOLUTION COMPLÉTE DE TÉLÉMESURE MT-Manager Avec les modules de télémesure et les modules de suivi en géolocalisation, un utilitaire intuitif MT Manager (MTM) est livré pour faciliter la configuration de tous les paramètres, les modes de fonctionnement et les fonctions de chaque module et pour la création du programme de contrôle logique à exécuter par le module. L utilisateur peut nommer librement les modules et leurs entrées et sorties pour faciliter leur identification. Le MT Manager ne nécessite aucune compétence particuliére et la signification des champs et des fonctions particuliéres est clairement décrite dans la documentation livrée sous format électronique ou sous forme imprimée. Tous les changements de la configuration et des programmes de contrôle, y compris les mises à jour de firmware, peuvent être réalisés à distance via le réseau GPRS. Une telle possibilité économise du temps et réduit un certain nombre de déplacements vers les lieux ou les modules sont installés. FIGURE 5.4 Le logiciel MT-Manager de inventia. Rapport de Fin d Étude 39 Juillet 2011

43 CHAPITRE 5. SOLUTION COMPLÉTE DE TÉLÉMESURE MT-Data Provider : ODBC et Serveur OPC Le driver de communication MT Data Provider qui gére la communication avec les modules de télémesure à distance en utilisant soit la passerelle MT, modem ou routeur GPRS, ou Internet. Ce driver fonctionne sous l environnement MS Windows 2000/XP/2003 et présente les données temps réel via l interface standard OPC (OLE for Process Control). Tous les types de données (scrutées, évènementielles, enregistrements horodatés) sont accessibles sous forme de fichiers CSV/XML ou peuvent être écrites vers n importe quelles bases de données relationnelles (par exemple MS SQL Server, MSDE, Oracle) via le mécanisme ODBC selon le schéma ci-dessous. FIGURE 5.5 ODBC et Serveur OPC. Une telle solution assure une connectivité ouverte et une intégration facile avec les systémes d IHM/Supervision modernes (graphiques, courbes et alarmes animés), les tableurs et les systèmes de traitement de données (systèmes de facturation, d analyse, de diagnostique et d optimisation). Rapport de Fin d Étude 40 Juillet 2011

44 CHAPITRE 5. SOLUTION COMPLÉTE DE TÉLÉMESURE MT-Program Editor l utilitaire MT-Program Editor pour la création du programme de contrôle logique à exécuter par le module. L utilisateur peut nommer librement les modules et leurs entrées et sorties pour faciliter leur identification. Le MT Program Editor ne nécessite aucune compétence particuliére. FIGURE 5.6 MT-Program Editor. 5.2 Carte SIM avec adresses IP public FIGURE 5.7 Carte SIM avec adresses IP public. Rapport de Fin d Étude 41 Juillet 2011

45 CHAPITRE 5. SOLUTION COMPLÉTE DE TÉLÉMESURE Les systémes de télémesure professionnelle nécessitent des cartes SIM avec l adressage en mode IP public,les modules de télémesure peuvent fonctionner dans n importe quel réseau APN (MAROC TELECOM, MEDITELECOM)elles sont correctement configurées de n importe quel fournisseur GSM. Ainsi, les cartes avec IP public assurent une transmission GPRS fiable et ceci dans les deux sens : remonté d informations ou d événements et les télécommandes de sorties. Nous avons pu remarquer que la plupart des solutions reposent sur la transmission par GSM/GPRS qui représentent la 2éme génération des systéme radio mobile. Ces dernière présentent une limitation au niveau du performance du réseau radio mobile coté débit et flexibilité, il nous a été nécessaire de penser dans la partie suivante à une amélioration et une évolution du moyen d acheminement des données. Rapport de Fin d Étude 42 Juillet 2011

46 Quatrième partie Conception et réalisation d une plateforme de télémesure 43

47 Nos connaissances ainsi que notre formation ont su se concrétiser et se déployer les ailes à travers cette partie qui nous a été recommandé de la donner un grand intérêt dans ce qui peut être utile et performant dans la nouveauté des outils que nous avions manipulé pour la conception d une solution de télémesure, étant capable de donner à ce projet un essence et une évolution et une grande valeurs de ce qui est déjà existant dans le marcher. Pour ce qui suit, nous avons pensés au développement d une application Androd qui sera l enjeu majeur pour la transmission des données (les mesures) installée sur un équipement 3G au voisinage du site de télédiffusion. En outre, nous avons développé aussi une plateforme de supervision qui reliera toutes les mesures étant stockées dans des bases de données distantes et distinctes afin d avoir un seul systéme unifiant ces dernières pour facilité la tâhe au superviseur ou l administrateur d avoir une seule console organisée et regroupant tous les indices de performance autre que les sites de télédiffusion de la SNRT. Notre Réalisation sera un aperçu de ce que cette discipline de télémesure pourra apporter de grands bénéfices aux entreprises. FIGURE 5.8 Schéma d une solution de télémesure. Nous avons pu remarquer la composition de cette solution surtout dans la partie acquisition des données nécessitent des connaissances dans le système embarqué ainsi le déploiement des capteurs de mesures d environnement déploiement au voisinage des sites de télédiffusion, tout ces registres là, nous ont été nécessaire de ne pas les aborder et laisser l interêt majeur à la partie de l acheminement des mesures étant des données ainsi que de les stocker dans des infrastructures propre à Google qui fera l objet d une application android deployé sur un équipement 3G transmettant les mesures acquisisionnées à la base de donnée de ce URL :http ://anidhilmi.appspot.com/. Rapport de Fin d Étude 44 Juillet 2011

48 CHAPITRE 6 DÉVELOPPEMENT D UNE APPLICATION ANDROID Dans cette partie, nous avons pu effectuer encore une fois de la recherche et du développement d un moyen qui sera une solution de transmission de nos mesures établies sur les antennes d émission TV ainsi que de leur environnement voisinant les sites de télédiffusion de l opérateur «SNRT», ces mesures vont être transmise, vers une Base de donnée distante qui stockera les données mesurées et va les regrouper dans une table contenant ses valeurs respectives.[8] Plusieurs facteurs ont été importants de les faire pour chacun, une étude convenable et performante au niveau d une conception d un support de transmission qui jouera ce rôle : Le choix judicieux de la technologie Radio Mobile dans la convergence Tcp/Ip revient plus généralement aux couts et aussi bien de la fiabilité de l équipement ainsi de l application qui gère la transmission et sa liaison directe avec la base de donnée distante A l inverse du GSM, LA 3G permet alors Un débit très élevé pour les données, un accès directe au monde Ip et aussi bien ça ne demande qu un Equipment au voisinage du site distant, ça revient alors moins couteux. FIGURE 6.1 Logo de ANDROID. 45

49 CHAPITRE 6. DÉVELOPPEMENT D UNE APPLICATION ANDROID 6.1 Introduction au développement Android Android est un environnement d exploitation complet basé sur le noyau Linux V2.6 du noyau. Initialement, l objectif de déploiement pour Android est le téléphone mobile scène, y compris les téléphones intelligents et moins coteux dispositifs flip-phone. Cependant, la gamme complète d Android de services informatiques et riche de soutien fonctionnel disposent le potentiel de s étendre au-delà du marché des téléphones mobiles. Android peut être utile pour d autres plateformes et applications. Dans cet article, une introduction à la la plate-forme Android et apprendre à coder une application Android de base. Introduction Android, une plate-forme jeune et encore non prouvées, a le potentiel pour jouer aux deux extrémités du spectre de téléphonie mobile et peut-être même combler le fossé entre travailler et jouer. Aujourd hui, de nombreux appareils basés sur le réseau ou un réseau compatible exécuter une saveur du noyau Linux. C est une plate-forme solide : rentable àdéployer et àsoutenir et facilement acceptés comme une approche de conception bonne pour le déploiement. L interface utilisateur de ces dispositifs est souvent basé sur HTML 1 et lisible avec un PC ou un navigateur Mac. Mais pas tous l appareil doit être contrôlé par un dispositif informatique en général. Considérons un appareil classique, comme une cuisinière, micro-ondes ou machine àpain. Que faire si vos appareils ménagers ont été contrôlés par Android et se vantait d un écran tactile couleur? Avec une interface Android sur le poêle-dessus, l auteur pourrait même être en mesure de faire cuire quelque chose. Dans la section suivante, Nous allons develloper notre application qui communique avec notre base de donnée distante. 6.2 Outils et environnement de développement App Inventor est un nouvel outil de Google Labs qui le rend facile pour personne, les programmeurs et les non-programmeurs, les professionnels et les étudiants à créer des applications mobiles pour les appareils sous Android. Et aujourd hui, nous avons décidé d étendre les invitations à la population en général. Pour beaucoup de gens, de leur téléphone mobile et l accés à l Internet, toujours à notre portée. Inventeur de cette appli pour Android donne à chacun, indépendamment de l expérience de programmation, la possibilité de contrôler et de restructurer leur expérience de communication. Nous avons observé les gens sont fiers de devenir des créateurs de la technologie mobile et pas seulement les consommateurs de celle-ci. 1. Hypertext Markup Language Rapport de Fin d Étude 46 Juillet 2011

50 CHAPITRE 6. DÉVELOPPEMENT D UNE APPLICATION ANDROID FIGURE 6.2 Architecure de fonctionnement de l outil App inventor de Google. Rapport de Fin d Étude 47 Juillet 2011

51 CHAPITRE 6. DÉVELOPPEMENT D UNE APPLICATION ANDROID 6.3 Développement d une application qui transmet les données acquises directement à la base de données distantes FIGURE 6.3 Conception d une application ANDORID. Le principal composant communicant avec une infrastructure Google data base, est le composant tinywebdb création d un service personnalisé TinyWebDB. TinyWebDB est une composante de cette appli Inventor qui vous permet de stocker des données persistante dans une base de données sur le web, parce que les données sont stockées sur le web au lieu d un téléphone en particulier, TinyWebDB peut être utilisé pour faciliter la communication entre les téléphones et les applications (par exemple, des jeux multi-joueurs). Par défaut, le composant stocke TinyWebDB données sur un service d essai fournis par cette appli Inventor, http ://anidhilmi.appspot.com/. ce service est utile pour tester, mais elle est partagée par tous les utilisateurs de cette appli Inventor, et il a une limite de 1000 entrées. Si vous l utilisez, vos données seront écrasées par la suite. Pour la plupart des applications que vous écrivez, vous aurez envie de créer un service Web personnalisé qui n est pas partagé avec d autres applications App Inventor et les programmeurs. Vous n avez pas besoin d être un programmeur pour le faire il suffit de suivre les instructions ci-dessous et vous aurez votre propre service en quelques minutes. Rapport de Fin d Étude 48 Juillet 2011

52 CHAPITRE 6. DÉVELOPPEMENT D UNE APPLICATION ANDROID FIGURE 6.4 Test et affichage de l application sous l emulateur ANDROID. Pour créer votre propre service web, suivez ces instructions Télécharger App Engine pour Python 2 à http ://code.google.com/appengine/. Après l avoir installé, lancez le GoogleAppEngineLauncher en cliquant sur son icône. Télécharger cet exemple de code. C est un fichier zip containg le code source de votre service web personnalisé tinywebdb Décompressez le fichier zip téléchargé. Il va créer un dossier nommé customtinywebdb. Vous pouvez le renommer si vous voulez. Dans le GoogleAppEngineLauncher, choisissez Fichier ajouter une demande existante. Parcourir pour définir le chemin vers le dossier que vous venez de customtinywebdb décompressé. Puis cliquez sur le bouton Exécuter. Cela permet de lancer un service web de test qui s exécute sur votre machine locale. Vous pouvez tester le service en ouvrant un navigateur et en saisissant "localhost : 8080" comme URL. Vous verrez l interface de la page web à votre service web. L objectif final de ce service est de communiquer avec une application mobile créée avec App Inventor. Mais le service fournit une interface de page Web au service pour aider les programmeurs avec le débogage. Vous pouvez appeler 2. Python est un langage de programmation multi-paradigme. Il favorise la programmation impérative structurée, et orientée objet. Rapport de Fin d Étude 49 Juillet 2011

53 CHAPITRE 6. DÉVELOPPEMENT D UNE APPLICATION ANDROID la récupérer et stocker des opérations à la main, voir les entrées existantes, et également supprimer des entrées individuelles. Votre application n est pas encore sur le web, et donc pas encore accessibles à une application App Inventor. Pour y arriver, vous devez le télécharger sur Google App Engine serveurs. Dans le GoogleAppEngineLauncher, choisissez tableau de bord. Entrez vos informations de compte Google et vous serez dirigé vers un tableau de bord App Engine. Choisissez créer une application. Vous aurez besoin de spécifier un identificateur d application unique au monde. Se souvenir de l identifiant d application que vous en aurez besoin plus tard. Donnez un nom à votre application et cliquez sur créer une application de se soumettre. Si votre code d identification est unique, vous avez maintenant une nouvelle application vide sur les serveurs Google. Ouvrez un éditeur de texte sur votre ordinateur local et ouvrez le fichier app.yaml dans le dossier customtinywebdb vous avez décompressé. Modifier la première ligne alors que la demande correspond à l identifiant d application vous fixé à Google. En GoogleAppEngineLauncher, sélectionnez Déployer et suivez les étapes pour le déploiement de votre application. Test pour voir si votre application est en cours d exécution sur le web. Dans un navigateur, entrez myapp.appspot.com, que remplacer votre identifiant d application pour myapp. Le soft devrait ressembler la même que lorsque vous l avez exécuté sur le serveur de test local. Ce n est que maintenant, c est sur le web et vous pouvez y accéder à partir de votre appli Inventor pour Android app. Votre App applications Inventor peut stocker et récupérer des données à l aide de votre nouveau service. Il suffit de faire ce qui suit : Faites glisser un composant TinyWebDB dans le Concepteur de composants. Modifiez la propriété de la ServiceURL http ://anidhilmi.appspot.com/ par défaut à votre service web. Toutes les opérations StoreValue (blocs) va stocker les données à votre service, et toutes les opérations GetValue permettra de récupérer à partir de votre service. Rapport de Fin d Étude 50 Juillet 2011

54 CHAPITRE 6. DÉVELOPPEMENT D UNE APPLICATION ANDROID FIGURE 6.5 Envoi des mesures saisies. FIGURE 6.6 Réception des mesure dans la data base. Rapport de Fin d Étude 51 Juillet 2011

55 CHAPITRE 6. DÉVELOPPEMENT D UNE APPLICATION ANDROID FIGURE 6.7 Mesure reçus et archivées dans la table. Toutes les mesures sont archivées historiquement et stockées dans la base de données distante, qui permet une visualisation objective et très significative de l information reçues.[9] Conclusion Toutes les mesures sont archivées historiquement et stockées dans la base de données distante, qui permet une visualisation objective et très significative de l information reçues platforme web qui contiendra les requettes nécessaire pour afficher les différents informations mesurées. Rapport de Fin d Étude 52 Juillet 2011

56 CHAPITRE 6. DÉVELOPPEMENT D UNE APPLICATION ANDROID 6.4 Plateforme de supervision et visualisation de données Après avoir dévellopper l application android qui communique avec la base de données, il été necessaire de passer au devellopement d une platforme qui visualisera les mesures acquises et de pouvoir ramener a l entreprise une interface graphique qui montrera le territoire marocain avec les différents sites de télédiffusion de la SNRT, ainsi cette façon de faire est supposée etre un service ajouté en faveur de l entreprise pour faciliter la supervision des différents sites ainsi d avoir une bonne décision dans la voie stratégique proposée par l entreprise, cette platforme veillera en temps réelles sur les différents changement de l état du réseau de télédiffusion aussi d avoir un bon aperçu des indices de performances et aussi les mesures de l environnement voisinant ces derniers. Après avoir pris en charge tous ces détails cités en dessus, il nous a été important de penser a utiliser pour cette platforme les dernieres tendance du développement informatique dédié a l entreprise elle-même, en outre l utilisation d une architecture J2EE 3 nous avons jugé favorable dans le develloppement de cette interface de visualisation de données offrant une opportunité d avoir une fiabilité et aussi une souplesse vis-à-vis le superviseur.[10] 6.5 Architecture J2EE de la platoforme La platforme de supervision d emission tv SNR a une architecture composée de 4 qui démarre sur un serveur Tomcat 4, elle suit l architecture décrite dans la figure ci-dessous : FIGURE 6.8 Architecure J2EE de la platforme de supervision emission TV SNRT. 3. Java Enterprise Edition, ou Java EE (anciennement J2EE), est une spécification pour la technique Java de Sun plus particulièrement destinée aux applications d entreprise 4. Tomcat implémente les spécifications des servlets et des JSP du Java Community Process1. Il est paramétrable par des fichiers XML et de propriétés, et inclut des outils pour la configuration et la gestion. Il comporte également un serveur HTTP Rapport de Fin d Étude 53 Juillet 2011

57 CHAPITRE 6. DÉVELOPPEMENT D UNE APPLICATION ANDROID La première couche est la couche interface avec le superviseur qui utilise le standard JSF sous le frame-work Richfaces : Java Server Faces1 (abrégé en JSF) est un framework Java, pour le développement d applications Web. à l inverse des autres frameworks MVC traditionnels á base d actions, JSF est basè sur la notion de composants, comparable á celle de Swing ou SWT, où l état d un composant est enregistré lors du rendu de la page, pour être ensuite restauré au retour de la requête. A cet égard cela nous permettra d avoir un maintien du composant google map pour établir la carte et localiser les sites de télédiffusion. Définition Google Maps est un service gratuit de cartographie en ligne. Le service a été crée par Google. Lancé en 2004 aux états-unis et au Canada et en 2005 en Grande-Bretagne (sous le nom de Google Local), Google Maps a été lancé jeudi 27 avril 2006, simultanément en France, Allemagne, Espagne et Italie. Ce service permet, à partir de l échelle d un pays, de pouvoir zoomer jusqu à l échelle d une rue. Deux types de vue sont disponibles : une vue en plan classique, avec nom des rues, quartier, villes et une vue en image satellite, qui couvre aujourd hui le monde entier. Ce service n est plus en version bêta depuis le 12 septembre 2007, et a été ajouté aux liens de la page d accueil de Google. FIGURE 6.9 Google map. La deuxième couche est la couche service qui contiendra le service allouée a notre interface vis-à-vis le superviseur qui voudra visualiser et interpréter les données, ce service pour une simulation c est Getvalue, il permet de lire les données stockées sur la base de données distante, nous parlerons après d integrer d autres services pour la maintenance aussi bien de la gestion que l on appelle les services de télégestion. Rapport de Fin d Étude 54 Juillet 2011

58 CHAPITRE 6. DÉVELOPPEMENT D UNE APPLICATION ANDROID La 3éme couche contiendra la classe qui aura comme nom, le nom de la base de données distante et ses paramétres des colonnes respectives. La 4éme couche est la couche la plus importante dans l établissement de la communication avec la base de données à l aide de son driver respective aussi un rôle de traduire de l objet vers le relationnel pour établir les requêtes SQL. Cette couche est caractérisée dans l utilisation d un composant de persistance de données. Java Persistence API L utilisation pour la persistance d un mapping O/R permet de proposer un niveau d abstraction plus élevé que la simple utilisation de JDBC : ce mapping permet d assurer la transformation d objets vers la base de données et vice et versa que cela soit pour des lectures ou des mises à jour (création, modification ou suppression). Développée dans le cadre de la version 3.0 des EJB, cette API ne se limite pas aux EJB puisqu elle aussi être mise en œuvre dans des applications Java SE. L utilisation de l API ne requiert aucune ligne de code mettant en œuvre l API JDBC. L API propose un langage d interrogation similaire à SQL 5 mais utilisant des objets plutôt que des entités relationnelles de la base de données. L API Java Persistence repose sur des entités qui sont de simples POJOs annotés et sur un gestionnaire de ces entités (EntityManager) qui propose des fonctionnalités pour les manipuler (ajout, modification suppression, recherche). Ce gestionnaire est responsable de la gestion de l état des entités et de leur persistance dans la base de données. A travers l envorionnement eclips 6 nous avons pu configurer cette architecture ainsi de démarrer tous les transactions reliant les différents couches, tous montée sur le serveur Tomcat qui démarre dans le localhost. Les utilités de Google Map sont déjà prédéfinie, elle permet des fonctionnalités souple dans l utilisation du marquage aussi bien dans l information qui visualise sans oublier les options de switcher entre les modes de visualisation : satellite, plan et mixte et aussi une option de zoomage et de déplacement. D autres part, les sites de télédiffusion sont marqués par des markers rouge positionnant les coordonnées géographique de ceux-ci, et en cliquant sur chacun, une info bulle s affiche en informant et montrant les mesures du site distant normalement, cette infobulle pourra contenir et afficher n importe quelle mesures issues de n importe quelle base de données. 5. Structured Query Language est un langage informatique normalisé qui sert à effectuer des opŕations sur des bases de données 6. Eclipse est un projet de la Fondation Eclipse visant à développer tout un environnement de développement libre, extensible, universel et polyvalent. Rapport de Fin d Étude 55 Juillet 2011

59 CHAPITRE 6. DÉVELOPPEMENT D UNE APPLICATION ANDROID FIGURE 6.10 Aperçu de la plateforme en première vue du territoire marocain. FIGURE 6.11 La visualisation des mesures des sites distantes. Rapport de Fin d Étude 56 Juillet 2011

60 CHAPITRE 6. DÉVELOPPEMENT D UNE APPLICATION ANDROID Dans cette simulation nous nous sommes contenté de visualiser les mesures d environnement et de pouvoir tester la fiabilité de nos simulation et de pouvoir en futur de terminer ce dernier. Cette façon de faire a pour objectif, d unifier entre les base de données et surtout d établir d une supervision des sites de télédiffusion de ses différents équipements, en fin de compte, le superviseur aura une seule console de supervision qui lui facilitera la tache de voir toutes les mesures propres a tout le site de télédiffusion en complet avec tous ses différents équipements : émétteur TV, antennes, énergie. Nous avons pensés aussi d intégrer un système d alerting dans les futurs travaux a venir pour un bon avertissement au cas d incendie ou panne de défaillance qui nécessite une intervention imédiate. Une valeur ajoutée qui donnera a l entreprise d augmenter sa qualité de service et aussi dans l évolution de sa stratégie socio-économique et de s adapter aux normes internationales de qualité. FIGURE 6.12 Capture d écran montrant la plateforme avec les mesures reçues. Cette simulation nous a permis de connaitre de nouveaux concepts de développement informatique et que ce qu il peut permettre aux télécommunication d aide et d accomplire de grands projets dédiés aux entreprise. Rapport de Fin d Étude 57 Juillet 2011

61 CHAPITRE 6. DÉVELOPPEMENT D UNE APPLICATION ANDROID Conclusion générale La télémesure ou bien la télémétrie est devenue un pilier de l économie mondiale.les besoins et les enjeux de ces technologies ne cessent d augmenter, la télémesure est alors apparue pour apporter une garantie de fiabilité, de réactivité et d adéquation des moyens mis en place. La télémesure repose sur des technologies de télécom, de développement informatique et du système embarqué, elle assure la cohérence et l intégrité entre ces différents aspects. notamment, elle joue un rôle primordiale dans le contexte où l entreprise se voit dans la mesure de prise de décision, dans une politique stratégique de la croissance de ces indices de performances de son patrimoine afin de veiller sur le bon fonctionnement et d augmenter la qualité de service. elle permet une souplesse au niveau d intervention en cas d urgence ou de panne. En se basant sur un système d Alerting par SMS ou MAIL et sur des plateformes de visualisation simplifiées regroupant ces indices variables. Nous avons pu à travers ce projet comprendre cette discipline et l appliquer sur tout ce qui est mesurable à savoir : antennes, émetteurs et autres. D autres part, nous avons eu l occasion de découvrir et comprendre le marché du M2M et ainsi, proposer une solution complète de télémesure concrétisée dans des équipements performants, facile a configuré.comme modèle de produits existant dans le marché, nous avons proposé la société Inventia et sa gamme de produits comme un choix parmi plusieurs. De plus, nous avons pu réaliser une application utilisant la dernière tendance technologique dans le développement d une application sous Android et une plateforme J2EE pour la console de visualisation qui utilise le standard Java server faces (Richfaces). Quel avenir? Notre travail pourra toucher l ensemble des équipements constituant les sites de télédiffusion et de développer une seule console unifiant et affichant toutes les mesures propres à ces dernières. Une telle façon facilitera la supervision et regroupera toutes les données dans un seul et unique aperçu. Rapport de Fin d Étude 58 Juillet 2011

62 ANNEXE A SURVEILLANCE D ÉQUIPEMENT DE TRANSMISSION UHF/VHF RHODE & SCHWARZ Introduction Rhode & Schwarz est un fabriquant allemand de matériel de mesure électronique. Parmi leur gamme de produit il dispose de transmetteur UHF/VHF utilisé pour la diffusion numérique ( TNT ) et analogique de la télévision. L objectif de cette annexe est de montrer comment avec le logiciel de supervision LoriotPro il est possible de surveiller les équipements Rhode & Schwarz famille SLx8000. SNMP :Détail du Packet Data Unit Il existe deux structures de PDU dans SNMP. La premiére est commune aux requêtes et aux réponses.la deuxième propre aux alarmes (trap). FIGURE A.1 PDU SNMP (requêtes et réponses). FIGURE A.2 PDU SNMP (alarmes). 59

63 ANNEXE A. SURVEILLANCE D ÉQUIPEMENT DE TRANSMISSION UHF/VHF RHODE & SCHWARZ PDU Type Il identifie le message transporté par le PDU. Ses valeurs possibles sont les suivantes : 0 : GetRequest 1 : GetNextRequest 2 : SetRequest 3 : GetResponse 4 : Trap Request ID Il permet de faire correspondre une requête avec une réponse. Error Status Il est utilisé par les réponses et les requêtes pour indiquer une erreur du type suivant : 0 : NoError 1 : toobig 2 : nosuchname 3 : badvalue 4 : readonly 5 : generror Entreprise Il est l identifiant de l agent ayant géenéeré l alarme. Agent-addr C est l adresse IP de l agent ayant généré l alarme. Rapport de Fin d Étude 60 Juillet 2011

64 ANNEXE A. SURVEILLANCE D ÉQUIPEMENT DE TRANSMISSION UHF/VHF RHODE & SCHWARZ LoriotPro Monitoring Compilation des MIBs Pour la surveillance de la famille d équipement xxx8000 de chez Rhode & Schwarz les mib suivantes sont à compiler[12]. Mib File Name Mib name RS-COMMON-MIB.mi2 RS-COMMON-MIB The root OID of Rohde Schwarz GmbH Co.KG RS-XX8000-COMMON-MIB.mi2 RS-XX8000-COMMON-MIB MIB tree branch : (1) rsxx8000common Use this MIB for things all transmitters support via SNMP, e.g. : RS-XX8000-DVB-TX-REC-MIB.mi2 RS-XX8000-DVB-TX-REC-MIB MIB tree branch : (2) rsxx8000dvbtxreceiver Use this MIB if your system meets the following requirements : -series NX8000 (NetCCU800), -DVB, -ReceiverModule. RS-XX8000-DVB-NP1-REC-MIB.mi2 RS-XX8000-DVB-NP1-REC-MIB MIB tree branch : (3) rsxx8000dvbnp1receiver Use this MIB if your system meets the following requirements : -series XX8000 (NetCCU800), -DVB, -ReceiverModule in one of the transmitters of the N+1 system. RS-XX8000-DVB-TX-MIB.mi2 RS-XX8000-DVB-TX-MIB MIB tree branch : (4) rsxx8000dvbtx RS-XX8000-DVB-NP1-MIB.mi2 RS-XX8000-DVB-NP1-MIB MIB tree branch : (5) rsxx8000dvbnp1 Use this MIB if your system meets the following requirements : -series XX8000 (NetCCU800), -DVB, -Nplus1-system RS-XX8000-DVB-TX-MIB.mi2 RS-XX8000-DVB-TX-MIB TABLE A.1 Exemple d un fichier MIB Rapport de Fin d Étude 61 Juillet 2011

65 ANNEXE A. SURVEILLANCE D ÉQUIPEMENT DE TRANSMISSION UHF/VHF RHODE & SCHWARZ Pour identifier les MIB supportés par un équipement on utilise l outil SNMP Walker. Celui-ci réalise un snmp walk de l arbre des MIB, il faut préciser l objet branche pour commencer le walk. (voir schème ci-dessous) FIGURE A.3 SNMP walk de l arbre des MIB LoriotPro permet l utilisation des objet virtuel SNMP et exploiter les valeurs collectées sous des formats propriétaires. C est le cas de l objet forwardpower disponible dans la MIB RS-XX8000-DVB-TX-MIB de Rhode & Schwarz qui permet de surveiller la puissance d émission sur les équipements de type SLX8000 [12]. Rapport de Fin d Étude 62 Juillet 2011

66 ANNEXE A. SURVEILLANCE D ÉQUIPEMENT DE TRANSMISSION UHF/VHF RHODE & SCHWARZ FIGURE A.4 LoriotPro Monitoring Les outils de supervision sont très variées, et offrent une opportunité de g[u+fffd]ration d alarmes, des rapports,des statistique ainsi que des graphes et des interfaces utilisateur simple est personnalisé.voici une liste non exhaustive des principaux logiciel : NAGIOS IBM Tivoli HP Open View Cisco Works Rapport de Fin d Étude 63 Juillet 2011

67 ANNEXE B SYSTÉME DE TÉLÉMÉTRIE DES ÉMETTEURS OMB PAR MODEM GSM Cette partie comportera une description technique de OMB REMOTE CONTROL une solution propre aux émetteurs OMB. selon le shéma suivant : FIGURE B.1 Diagramme de bloques du système de télémétrie 64

68 ANNEXE B. SYSTÉME DE TÉLÉMÉTRIE DES ÉMETTEURS OMB PAR MODEM GSM Spécifications techniques FRÉQUENCE Bande Double GSM/GPRS 900/1800MHz SERVICES GSM/GPRS (cl.10) Data, SMS, Voix et Fax TELECOMMANDE AT commandes (GSM et 07.05) PUISSANCE DE SORTIE MAXIMUM 2W pour GSM900/ 1W pour GSM1800 TENSION D ENTRÉE 5.5V à 32V COURANT MAX 330mA 5.5V/ 1.7A 5.5V INTERFACE 3V SIM interface DIMENSIONS 73mm x 54mm x25mm POIDS 82gr. RANG DE TEMPÉRATURE Stockage : -25C +70C D opération : -20C +55C TABLE B.1 Information générale sur le modem FRÉQUENCE Bande Double GSM/GPRS 900/1800MHz SERVICES GSM/GPRS (cl.10) Data, SMS, Voix et Fax TELECOMMANDE AT commandes (GSM et 07.05) PUISSANCE DE SORTIE MAXIMUM 2W pour GSM900/ 1W pour GSM1800 TENSION D ENTRÉE 5.5V à 32V COURANT MAX 330mA 5.5V/ 1.7A 5.5V TABLE B.2 Paramétre de travaille transmise Le premier tableau présente les principaux spécification technique du modem GSM et caractéristique physique tant dis que le deuxiéme tableau présente les valeurs prélevées sur les émetteurs de type OMB. Description du logiciel. Le logiciel de télécommande qui est utilisé par notre systéme il offre la possibilité d employer deux formes différentes de connexion avec l équipement : Connexion à distance à l aide de modem. Connexion directe ou locale RS-232 à travers du port série. La sélection d une ou autre est fait dans le menu CONNECTION MODE. Dans le cas d employer la CONNEXION A DISTANCE, dans la figure suivante nous pouvons voir l écran principal de celui-ci. Rapport de Fin d Étude 65 Juillet 2011

69 ANNEXE B. SYSTÉME DE TÉLÉMÉTRIE DES ÉMETTEURS OMB PAR MODEM GSM FIGURE B.2 OMB remote contrôle. Dans cet écran principal apparaît dans la partie inférieure du tableau où sont montrées les données lues par chaque émetteur connecté à notre systéme de télémétrie. Chaque émetteur apparaît identifié avec son nom et son numéro de téléphone correspondent. La modification autant du nom donné à lémetteur comme du numéro de téléphone associé à celui-ci, est expliquée dans la section suivante. Dans lécran il apparaît aussi un bouton d appel (CALL) avec lequel on peut réaliser une vérification des émetteurs de maniére manuelle. En réalité, existent 3 modes de fonctionnement possible qui sont sélectionnés au moyen de l activation de la cellule correspondante dans la section MODESELEC- TION. Rapport de Fin d Étude 66 Juillet 2011