Études d’approfondissement m2gi option srr
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Études d’approfondissement M2GI Option SRR. Jérémie NOWAK [email protected]. UJF/IMA/DRTGI/M2GI/SRR http://ufrima.imag.fr/. Année Universitaire 2003-2004. Applications et Réseaux de capteurs. DRT GI. Jérémie Nowak 4 novembre 2003. Présentation. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
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Études d’approfondissementM2GI Option SRR
Jérémie NOWAK
UJF/IMA/DRTGI/M2GI/SRRhttp://ufrima.imag.fr/
Année Universitaire 2003-2004
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Applications et
Réseaux de capteurs
Jérémie Nowak4 novembre 2003
DR
T G
I
Jérémie Nowak Applications et réseaux de capteurs 18/11/2003 - 3
Présentation
Les applications traitent les données des capteurs
Objectifs conceptuels Sûreté de fonctionnement et Sécurité
Orientation de développement de systèmes d’exploitation
Objectifs techniques Techniques de réseaux de transmission de données
Électronique et systèmes embarqués
Jérémie Nowak Applications et réseaux de capteurs 18/11/2003 - 4
Plan
Le cadre Applications La problématique Le réseau CAN Exemples Synthèse et conclusion
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Le cadreLe cadre
Évolution des services Solution en émergence : réseau Ethernet Plus de 50 spécifications de Réseau de
Terrain Cohabitations des réseaux de terrain Évolution des besoins industriels
Conception, installation, exploitation Maintenance, évolution
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Constituants
Entrées/Sorties numériques Capteurs
Température Pression Lumière
Actionneurs Automatique
Commande de robots industriels Mécanique
Systèmes hydrauliques
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Problématique
Unité contrôleUnité contrôle
CANCAN
Bus de Terrain
Réseau de Terrain
Unité contrôleUnité contrôle
Liaison série
Moteur ZMoteur Z
Moteur YMoteur Y
Moteur XMoteur X
Moteur XMoteur X
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Besoins
Faciliter le déploiement Diminuer le montant des investissements Garantir la sûreté de fonctionnement Simplifier la mise en service Standardiser les constituants
Économiser sur le câblage Permettre des extensions sans
difficulté
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Critères stratégiques
Normes et standards ISO Principaux fabricants et utilisateurs Profils : Communications entre différents équipements Certification
Disponibilité Composants Logiciels Prestation de services
Diffusion Perspectives d’avenir Domaine d’application typique
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Topologiques Longueur maximale Distance entre les éléments : f(Répéteurs, Type de médium) Topologie (bus, étoile, anneau)
Temporels Vitesse de transmission (pas confondre avec le débit réel de transfert) Temps de réaction : f(Nombre d’abonnés, Longueur du réseau, Médium) Possibilité de synchronisation
Techniques Nombre maximal d’équipement Mode d’adressage Longueur des informations (Efficaces) Fonctions (multicast, broadcast) Sûreté de fonctionnement – réaction en cas de défaillance – reprises Implémentation du protocole – Télé-alimentation
Critères de choix
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Positionnement des réseaux de terrain
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Sources : CIAM< C
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Chaînes d’assemblage Tri de marchandises Fabrication de matières premières Commandes de machines (textile, agroalimentaire…) Équipement de bâtiments (Home Vacuum Cleaner)
Applications industrielles
Application réparties :Distributionélectrique
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Multiplexage : réseau pour l’automobile
http://golfy.free.fr/voitures/fonctionnement/bus_info.html
http://www.lucas-nuelle.de/index.cfm/page/1000/title/Syst%C3%A8me_de_formation_aux_r%C3%A9seaux_CAN.htm
Application réparties :
Diagnostic devéhicules à distance
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L’historique du CAN
1983 : Développement CAN : Bosh GmH 1985 : Spécification/relations avec les fondeurs de silicium 1987 : Premier échantillon de circuit intégré 1989 : Premières applications industrielles 1993 : Création du groupe CiA 1995 : Création du groupe OVDA aux USA 1996 : Début des applications dans les contrôles moteurs des
voitures haut de gamme européennes 1997 : Multiples sources de composants 1998 : Finalisation de la norme ISO 11898 2000 : Émergence du CAN dans l’industrie
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Control Area Network
Multiplexage Environnement pollué « électromagnétiquement »
30 V/m dans un véhicule Mécanisme d’acquittement et de détection d’erreurs « Multi-Maître » Identificateur
11 bits CAN2.0_a29 bits CAN2.0_b
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CAN dans OSI/OSI
N° de la couche Modèle ISO Protocole CAN7 Application Spécifié par l'utilisateur6 Présentation5 Session4 Transport3 Réseau2 Communication de données1 Physique
Protocole CAN ISO 11898
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« Source-Destinataire »Point à pointSynchronisation difficile
« Producteur-Consommateur »Broadcast
Types de liaison
Source Données CRC
Identificateur Données CRC
Destination
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Trame de données
Champ d’arbitrage
Champ de CRC
Champ de ACK
111 6 0 … 8x8 315 7
Débutde trame
Champ de commande
Champ de données
Fin de trame
1
Intermission
Champ d’arbitrage
1 1 1
Champ de CRC
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00001100111ESP
Détection de collisions
L’écoute des messages => Comparaison avec le message envoyé Message reçu Message envoyé une autre unité essaie d'émettre L'unité ayant la plus grande priorité ré-émettra son message Les autres unités passent en mode réception
Pour détecter la collision, la valeur binaire 0 écrase la valeur 1
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00001001000 ABS
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Interopérabilité Interchangeabilité
Capteur ACapteur A
Actionneur
Pupitre
Capteur BCapteur B
InterchangeableInterchangeable
InteropérabilitéInteropérabilité
Contrôleur
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Système d’automatisme
ProcédéProcédé
IHM : InterfaceHomme / Machine
Superviseur
IHM : InterfaceHomme / Machine
Superviseur
CapteursIntelligents
CapteursIntelligents
ActionneursIntelligents
ActionneursIntelligents
Bus de Terrain
ConfigurationConfiguration
Application réparties :Contrôleà distance
Internet
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Applicationsdomestiques
Serveur fournisseur de
services
Internet
Société de surveillance
Distributeur d’électricité
…
Serveur opérateur
de lapasserelle
Passerelle< C
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Synthèse technique
Perspectives Nouvelles applications Regroupement de services Orientation vers les
systèmes répartis Développement de systèmes
embarqués Utilisation grand public des
capteurs/actionneurs
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Conclusion
Procédés
Réseau de terrain
Réseau local
Internet
Serveurs
Service sServices Services
Procédés Procédés
Capteurs/Actionneurs
Apports Gestion de projet Travail en équipe Formation du DESS GI Liens avec l’entreprise Applications industrielles Besoins quotidiens
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Références
Ciame - Réseaux de terrain – Hermes Comité Interprofessionnel pour l’Automatisme et
la MEsure
Dominique Paret - Le Bus CAN Applications - DUNOD
Konrad Etschberger – Controller Area Network
Jérémie Nowak Applications et réseaux de capteurs 18/11/2003 - 26
Des questions ?
P.D.A. ça veut dire quoi ?