Système de traçabilité nomadique Temps réel i-tran

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Cyril Lebeau
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1 Système de traçabilité nomadique Temps réel i-tran - Système ouvert - Mise en situation du système i-tran Contact : J. PONTNAU Téléphone : pontnau@uplog.com i-tran est un système permettant un suivi en temps réel des marchandises embarquées dans des véhicules. Une interface graphique permet de consulter à chaque instant l'état de cette marchandise via Internet et d'être alerté par SMS en cas de dépassement des seuils de tolérance établis par le cahier des charges ou les normes européennes : gage d assurance qualité élevée. Architecture globale du système i-tran Réseau de nœuds capteurs de faible couverture spatiale interconnecté via une passerelle à un réseau de couverture universelle : on accède à une traçabilité en temps réel de processus fixes ou mobiles (paramètres caractéristiques : position, température, humidité

Une interface graphique permet de consulter à chaque instant l'état de cette marchandise via Internet et d'être alerté par SMS en cas de dépassement des seuils de tolérance établis par le cahier des

2 Présentation du système i-tran Pour rendre les données disponibles en tout lieu et à tout instant (Pervasive Computing), ce réseau de capteurs de faible couverture spatiale s interface par une passerelle d interconnexion à des réseaux standards de plus grande étendue spatiale (GSM/GPRS, 802.-PDA, ADSL, ). Cette passerelle peut être équipée d un module GPS pour la traçabilité d objets mobiles communicants. L architecture globale matérielle et logicielle dote le système i- TRAN des fonctionnalités suivantes : Remontée d alarmes en temps réel par messagerie SMS ou par GPRS; Téléchargement des paramètres de traçabilité du processus pour archivage et consultation depuis un serveur distant (GSM/GPRS). L architecture matérielle globale du système L architecture matérielle globale du système comporte les éléments suivants : Le réseau de capteurs sans fil (datalogger) à 868 Mhz. Chaque nœud capteur comporte les fonctionnalités suivantes : Acquisition (sensirion sht5):humidité et température), traitement (amplification, linéarisation ), mémorisation (valeur, datation), communication sans fil. La passerelle de communication qui permet l interconnexion du réseau de capteurs sans fil avec le réseau GSM/GPRS- GPS. Les serveurs (Serveur de reporting et passerelle SMS) assurant les services de consultation et de reporting des données tracées. (gestion de base de données : SQLserveur). Le client d accès au serveur de reporting -Réseau local. Présentation des différentes structures. Capteur sensirion - sht5 - Horloge temps réel Wireless network DataLogger - PIC 8F258- Mémoire Compact flash Émetteur/Récepteur 868 Mhz Chipcon CC000 Émetteur/Récepteur 868 Mhz Chipcon CC000 Point d accès Passerelle d interconnexion GSM/GPRS avec fonctionnalité GPS - PIC 8F258- Module GSM/GPRS (Data, SMS, Voice/DTMF et Datacalls -rtcu-m0g - GSM/GPRS

Cette passerelle peut être équipée d un module GPS pour la traçabilité d objets mobiles communicants.

3 Matériels et services à associer au système Adaptation de technologie possible pour faciliter exploitation pédagogique. PIC sur support ou composant CMS. Un forfait GPRS : voir description et coût avec fournisseur accès. 0 /mois : Une puce SIM sur point d accès. Forfait SMS Un téléphone mobile (ou celui des étudiants!) pour réception alarme. Modem GSM sur machine serveur éventuellement : wavecom. L accès du serveur au pont d accès se fait par IP. CC000DK pour analyse module radio documentation - Analyseur de réseau / protocole (Ethereal : gratuit). Mesureur de signaux téléphoniques (dans la mesure ou on a accès au signal démodulé) : ASMS 00 Analyseur de signaux de téléphonies, pour tout voir de la couche physique jusqu aux protocoles CallerID et SMS MT2 communication Voir avec lycée St Ouen l Aumône. Formation proposée par UPLOG : possible. Exemples de thématiques pédagogiques Etude du datalogger : Gestion des entrées/sorties avec protocole d acquisition des informations capteurs ; Réalisation de la fonction datalogger : Echantillonnage, mise en sommeil, optimisation énergétique, programmation du pic 8f258, datation, etc. Étude du circuit de transmission RF (CC000 de Chipcon): Configuration des registres internes, Fonctions de modulation (FSK, FHSS), Fonctions de codage (Manchester, NRZ, UART). Protocole de communication multi-points à point (d accès). Technologie liée aux antennes. Bus I2C (microcontrôleur mémoire capteur horloge temps réel). Étude de la passerelle d interconnexion - rtcu-m0g : Étude des signaux Modem (siemens); API de programmation : gestion des E/S, acquisition GPS, appels téléphoniques, envois de SMS, connexion GPRS, communication par sockets TCP/IP. Langage développement haut niveau (IDE sous Windows) : Pascal/Basic (gratuit + mises à jour Internet) - primitives faciles à mettre en œuvre. Radio/câblage PC vérification du système avec logiciel - Écriture d applications client TCP-IP d accès à la passerelle d interconnexion : Création/gestion base de données. Consultation d alarmes, remontée de données de «log», contrôle distant de la passerelle et des dataloggers. Exemples de thématiques pédagogiques Pannes sortie de chaîne production pannes lors de l utilisation. Capture signal satellite pervasive computing everywhere anywhere. Transmission de mails avec le point d accès pour les alarmes. Vérification protocoles (format de la trame formatage des données) codages Manchester/NRZ, modulation FSK, QPSK,GMSK Couche liaison étude du protocole identification des nœuds. Interrogation des nœuds. Mises en écoute sur le réseau. Détection de défauts : au niveau gprs. RS232/RS485. Épreuve E5 - Champ technologique : Électronique embarquée Télécommunications, téléphonie, réseaux téléphoniques. TESTER et VALIDER un équipement ou un produit électronique T : Effectuer des tests en conformité avec une procédure établie sur un équipement ou un produit. MAINTENIR et INSTALLER un équipement ou un produit en fonctionnement M : Installer et configurer un nouvel équipement ou produit M2 : Valider le bon fonctionnement de l équipement ou du produit M3 : Détecter le/les composant(s) ou le/les constituant(s) défectueux. M4 : Remplacer le/les composant(s) défectueux.

Modem GSM sur machine serveur éventuellement : wavecom. L accès du serveur au pont d accès se fait par IP.

4 Épreuve E6 Ce que cela coûte Désignation Prix unitaire HT Quantité Sous-Total Évolution : Réseau câblé vers réseau sans fils (Wi-fi). Généralisation du parc des capteurs pour des applications dans des contextes différents : médical, environnemental, militaire -Datalogger -Passerelle d interconnexion GSM/GPRS avec fonctionnalité GPS -Logiciel Serveur -Passerelle logicielle SMS -Logiciel client Montant total HT TVA 9,6 % Total TTC Ces prix n incluent pas les éléments suivants : L abonnement GPRS/SMS L accès Internet Les journées de formation Ce dont on dispose Champs technologiques couverts - Système ouvert - On dispose de : Descriptions structurelles, logicielles Informations protocoles réseaux Web, SMS, GPRS Choix des technologies des composants mis en œuvre Limitation à l ouverture : tout ce qui touche à la technologie très basse consommation. Extension La sécurisation des données et des transactions par cryptage de type SSL. Champs technologiques couverts par le système technique : Électronique embarquée Faible consommation mise en sommeil des équipements Logiciels enfouis. Réseaux informatiques TCP/IP, 802. Protocoles maisons (multi-points à points) ou industriels (Modbus) Accès à des points inaccessibles (topologie) à partir des autres capteurs. Réseaux téléphoniques Mesure du niveau de réception et adaptation du niveau d émission pour palier à des problèmes de transmissions.

-Logiciel Serveur -Passerelle logicielle SMS -Logiciel client 200 000 500 500 300 3 600 000 Montant total HT TVA 9,6 % Total TTC 500 500 300 3900 764.4 4664.

5 Points forts des différentes technologies Modules radio fréquences faible consommation, faible coût, supportant des techniques de modulation qui assurent une bonne fiabilité des transmissions. des micro contrôleurs faible consommation, avec une capacité de traitement adaptée aux systèmes embarqués qui intègrent des fonctionnalités comme la conversion A/N, des E/S Tout Ou Rien, des timers. des capteurs de dimensions réduites, très faible consommation, faciles à interconnecter. des mémoires de grande capacité, faible coût, faible consommation (compact flash). des sources d alimentation performantes dans un volume réduit. UPLOG : Partenaires & service Dans le secteur de l'ingénierie informatique les activités d UPLOG s exercent auprès des PME / PMI et des grands groupes suivants : Alstom Transport, Sphinx Vision (vidéo surveillance via l Internet), Comsis, OPMG (Oldcastle Precast Modular Group) - bâtiment, MHD-Informatique (gestion de parcs), Sinovia (contrôle de procédés, communication industrielle), PF Conseil, CyberAct Bibliographie Analyseur de protocoles et de réseaux : RTCU-M0G MAX - Remote Telemetry and Control Unit (Maison danoise): ultra-low-power single-chip RF transceiver Chipcon CC000 : Ensemble de la présentation disponible sur Internet à l adresse suivante : Courriel ingénieur : petit@uplog.com Courriel technicien : yann_alonso@hotmail.com Document commercial : clic Autres applications : Pont de Normandie - Capteurs - Jauge de contrainte. Suivi de véhicules Gestion parc automobiles. SmartDust micro-capteur Drone pour détection passage de véhicule. Domaine médical capteur embarqué - Monitoring.. Surveillance feux de forêts. Divers Dans le cas d extension vers la fabrication, il est possible de proposer à l entreprise un partenariat permettant de faire avancer le système vers des solutions plus globales, mettant en œuvre plus de technologies. Possibilité également de travailler conjointement à l élaboration d un projet. L entreprise propose une adaptation des cartes pour une utilisation pédagogique : points tests, PIC sur support (pour pouvoir le reprogrammer).

des capteurs de dimensions réduites, très faible consommation, faciles à interconnecter. des mémoires de grande capacité, faible coût, faible consommation (compact flash).

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