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 Réf : AU : 2010-2011 Université de Sousse  Ecole Nationale d’Ingénieurs de Sousse  Mémoire de Projet de Fin d Études Présenté en vue de l’obtention du diplôme d’ Ingénieur en Génie Electronique Industrielle Option : Conception des Systèmes électroniques Conception & Réalisation d’un Traceur GPS à base de GSM et à communication USB Réalisé par  :  Ahmed AMARA Sout enu le 24/06 /2011  devant le jury Président : Mr. Abdelaziz AMMARI, ENISo Membre de jury : Mr. Anis BEN SLIMEN, ENISo Encadreur : Mr. Adel BOUALLEGUE, ENISo Encadreur : Mr. Abdelaziz HAMDI, ENISo Encadre ur : Mr. Ridha REJEB, IAER.SA Encadre ur : MR. Oualid BELAID, IAER.SA ©AMARA2011

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    Rf : AU : 2010-2011

    Universit de Sousse

    Ecole Nationale dIngnieursde Sousse

    Mmoire de Projet de Fin dtudes

    Prsent en vue de lobtentiondu diplme d

    Ingnieur en Gnie Electronique Industrielle

    Option : Conception des Systmes lectroniques

    Conception & Ralisation dun Traceur GPS base de GSM

    et communication USB

    Ralispar:

    Ahmed AMARA

    Soutenu le 24/06/2011 devant le juryPrsident : Mr. Abdelaziz AMMARI, ENISo

    Membre de jury : Mr. Anis BEN SLIMEN, ENISo

    Encadreur : Mr.Adel BOUALLEGUE, ENISo

    Encadreur : Mr. Abdelaziz HAMDI, ENISo

    Encadreur : Mr. Ridha REJEB, IAER.SA

    Encadreur : MR. Oualid BELAID, IAER.SA

    AMARA2011

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    Rsum

    Lobjectif de ce projet est de concevoir et raliser un systme lectronique capable de

    golocaliser un objet nimporte quel endroit sur la surface de la terre. Ce systme estcapable de concurrencer les autres produits dj existants sur le march, et ce en offrant dune

    part un moindre cot et dautre part de nouvelles options et rglages.

    Ainsi, des technologies rcentes comme le systme de localisation par satellite (GPS) et

    loutil de tlcommunication (GSM) sont manipuls pour obtenir un produit fiable, facile

    utiliser et surtout trs pratique, qui sintgre facilement autant dans la vie profess ionnelle

    (contrle du parc automobile) que familiale (scurit des membres de la famille).

    Fort dune interface graphique capable dafficher en continu la position dun objet sur une

    carte numrique mondiale, vitant ainsi lutilisateur linstallation dautre logicielle le

    rendant ainsi trs convivial.

    Mots-cls : GPS, NMEA, SMS, PIC, USB, AT, SPI, JAVA API

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    ii

    Abstract

    The objective of this project is to design and implement an electronic system able to

    geolocate an object anywhere on earths surface. This system is able to compete with theother products already available, by offering a low price compared to the other products, with

    more new options and settings.

    Thus, recent technologies such as global positioning system and telecommunications

    equipment (GSM) are manipulated, so to obtain a reliable, easy to use and very practical

    device, which can be easily integrated as in professional life (fleet control) and familial life

    (safety of family members).

    Furthermore, and due to its GUI that continuously displays the objects position on a

    digital world map, the GPS tracker system save users from installing additional software

    making it very friendly.

    Keywords : GPS, NMEA, SMS, PIC, USB, AT, SPI, JAVA API

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    iii

    .

    .

    ((GPS

    (GSM)

    ( )(

    )

    .

    APIGPS, NMEA, SMS, PIC, USB, AT, SPI, JAVA

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    iv

    Ddicace

    A mon cher pre

    et ma chre mre,

    Pour lducation et le grand amour dont ils mont

    entour depuis ma naissance.

    Et pour leur patience et leurs sacrifices.

    A mes chers frres,A tous mes amis;

    A tous ceux que jaime.

    Je ddie ce mmoire.

    hmed

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    v

    Remerciements

    Cest avec un grand plaisir que je rserve cette modeste page de remerciements en signe de

    gratitude tous ceux qui ont contribu de prs ou de loin la ralisation de ce projet.

    En premier lieu, je voudrais adresser me francs remerciements Mr. Ridha REJEB, directeur de

    lIAER, pour mavoiraccueilli dans sa socit et fourni un environnement propice la russite de

    mon projet de fin dtude.

    Je tiens aussi exprimer ma sincre reconnaissance mon encadreur Mr. Oualid BELAID, pour

    son assistance et ses conseils ainsi que les prcieux apports quil na cess de me prodiguer tout au

    long de mon travail.

    Jadresse aussi mes remerciements Mr. Adel BOUALLEGUE, qui, malgr ses multiples

    engagements, a su me guider par ses conseils avises.

    Mes sincres remerciements iront aussi Mr. Abdelaziz HAMDI, pour son encadrement, sa

    disponibilit et les conseils fructueux quilna cess de me fournir durant la ralisation de mon

    projet.

    Enfin je remercie tous ceux qui mont aid de prs ou de loin dans laccomplissement de mon

    travail. Mes remerciements sadressent aussi tous mes enseignants pour la qualit de

    lenseignement quils nous ont prodigu durant nos annes dtudes.

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    Table des matires

    Introduction Gnrale .......................................................................................................1

    Chapitre I : Etat de lart.....................................................................................................3

    Introduction ...................................................................................................................4

    I.1- Global Positioning System (GPS) ...........................................................................4

    Histoire ............................................................................................................4I.1.1-

    Principe de fonctionnement ..............................................................................5I.1.2-

    Prcision et contraintes .....................................................................................6I.1.3-

    I.2- Cartes numriques (Digital Maps) ...........................................................................6

    I.3- Global System for Mobile Communications (GSM) ................................................7

    Histoire ............................................................................................................7I.3.1-

    Architecture du GSM .......................................................................................8I.3.2-

    Short Text Messages (SMS) .............................................................................9I.3.3-

    I.4- Carte SD .................................................................................................................9

    I.5- Traceur GPS ......................................................................................................... 10

    Dfinition ....................................................................................................... 10I.5.1-

    Types de traceur GPS ..................................................................................... 10I.5.2-

    Conclusion .................................................................................................................. 11

    Chapitre II : Analyse fonctionnelle.................................................................................. 12

    Introduction ................................................................................................................. 13

    II.1- Analyse du besoin................................................................................................ 13

    II.2- Analyse des fonctions de service.......................................................................... 14

    II.3- Analyse des fonctions techniques......................................................................... 18

    II.4- Elaboration du produit ......................................................................................... 20

    Le module embarqu ..................................................................................... 21II.4.1-

    Le module fixe .............................................................................................. 22II.4.2-

    Conclusion .................................................................................................................. 23

    Chapitre III : Conception du systme .............................................................................. 24

    Introduction ................................................................................................................. 25

    III.1- Conception lectronique ..................................................................................... 25

    Les alimentations ......................................................................................... 25III.1.1- Microcontrleurs.......................................................................................... 27III.1.2-

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    vii

    Modules ....................................................................................................... 28III.1.3-

    Schma du systme ...................................................................................... 30III.1.4-

    III.2- Conception logicielle .......................................................................................... 32

    Normes et protocoles ................................................................................... 32III.2.1-

    Programmes des microcontrleurs ............................................................... 34III.2.2-

    Programme de linterface............................................................................. 39III.2.3-

    Conclusion .................................................................................................................. 41

    Chapitre IV : Simulation et ralisation ............................................................................ 42

    Introduction ................................................................................................................. 43

    IV.1- Simulation du systme ....................................................................................... 43

    IV.2- Ralisation de la carte ........................................................................................ 45

    Conclusion .................................................................................................................. 47

    Conclusion Gnrale ....................................................................................................... 48

    Bibliographie .................................................................................................................... i

    Annexes ........................................................................................................................... ii

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    viii

    Liste des figures

    Figure I-1 : La constellation des satellites de NAVSTAR et leurs orbites ..........................4

    Figure I-2 : Carte Intelligente ............................................................................................6Figure I-3 : Architecture Diagram of GSM Network .........................................................8

    Figure II-1 : Bte cornes ............................................................................................... 14

    Figure II-2 : Diagramme de pieuvre, situation sur la route ............................................... 15

    Figure II-3 : Diagramme de pieuvre, situation l'arrt..................................................... 17

    Figure II-4 : Diagramme FAST pour FP1 ........................................................................ 19

    Figure II-5 : Diagramme FAST pour FC2 ....................................................................... 19

    Figure II-6 : Diagramme FAST pour FC1 ....................................................................... 20

    Figure II-7 : Diagramme SADT A-0 ............................................................................... 20

    Figure II-8 : Actigramme A0 Golocaliser un objet ......................................................... 21

    Figure II-9 : Actigramme A1 Dterminer la position de lobjet ....................................... 22

    Figure II-10 : Actigramme A2 Visualiser la position de lobjet ....................................... 23

    Figure III-1 : Montage du rgulateur LM317 ................................................................... 26

    Figure III-2 : Montage du rgulateur LM3940 ................................................................. 26

    Figure III-3 : Montage du rgulateur 78L05 .................................................................... 27

    Figure III-4 : Module EM-406A ...................................................................................... 29

    Figure III-5 : Module TM2.............................................................................................. 29

    Figure III-6 : Diagramme bloc du Module embarqu....................................................... 30

    Figure III-7 : Diagramme bloc du Module Fixe ............................................................... 31

    Figure III-8 : Organigramme du module Fixe .................................................................. 35

    Figure III-9 : Organigramme du module embarqu ......................................................... 36

    Figure III-10 : Organigramme manipulation des trames .................................................. 37

    Figure III-11 : Organigramme transfert de donnes ......................................................... 38

    Figure III-12 : Interface JAVA ........................................................................................ 40

    Figure IV-1 Pilote de Ports srie virtuels ......................................................................... 43

    Figure IV-2 : COMPIM .................................................................................................. 44

    Figure IV-3 : gnrateur de trames NMEA ...................................................................... 44

    Figure IV-4 : Trames NMEA (PIC) ................................................................................. 45

    Figure IV-5 : Commandes AT ......................................................................................... 45

    Figure IV-6 : Analyseur USB .......................................................................................... 45

    http://d/PFE_2011/Rapport%20PFE2011newnew.docx%23_Toc296118018http://d/PFE_2011/Rapport%20PFE2011newnew.docx%23_Toc296118018http://d/PFE_2011/Rapport%20PFE2011newnew.docx%23_Toc296118019http://d/PFE_2011/Rapport%20PFE2011newnew.docx%23_Toc296118019http://d/PFE_2011/Rapport%20PFE2011newnew.docx%23_Toc296118020http://d/PFE_2011/Rapport%20PFE2011newnew.docx%23_Toc296118020http://d/PFE_2011/Rapport%20PFE2011newnew.docx%23_Toc296118034http://d/PFE_2011/Rapport%20PFE2011newnew.docx%23_Toc296118034http://d/PFE_2011/Rapport%20PFE2011newnew.docx%23_Toc296118035http://d/PFE_2011/Rapport%20PFE2011newnew.docx%23_Toc296118035http://d/PFE_2011/Rapport%20PFE2011newnew.docx%23_Toc296118043http://d/PFE_2011/Rapport%20PFE2011newnew.docx%23_Toc296118043http://d/PFE_2011/Rapport%20PFE2011newnew.docx%23_Toc296118044http://d/PFE_2011/Rapport%20PFE2011newnew.docx%23_Toc296118044http://d/PFE_2011/Rapport%20PFE2011newnew.docx%23_Toc296118046http://d/PFE_2011/Rapport%20PFE2011newnew.docx%23_Toc296118046http://d/PFE_2011/Rapport%20PFE2011newnew.docx%23_Toc296118047http://d/PFE_2011/Rapport%20PFE2011newnew.docx%23_Toc296118047http://d/PFE_2011/Rapport%20PFE2011newnew.docx%23_Toc296118047http://d/PFE_2011/Rapport%20PFE2011newnew.docx%23_Toc296118046http://d/PFE_2011/Rapport%20PFE2011newnew.docx%23_Toc296118044http://d/PFE_2011/Rapport%20PFE2011newnew.docx%23_Toc296118043http://d/PFE_2011/Rapport%20PFE2011newnew.docx%23_Toc296118035http://d/PFE_2011/Rapport%20PFE2011newnew.docx%23_Toc296118034http://d/PFE_2011/Rapport%20PFE2011newnew.docx%23_Toc296118020http://d/PFE_2011/Rapport%20PFE2011newnew.docx%23_Toc296118019http://d/PFE_2011/Rapport%20PFE2011newnew.docx%23_Toc296118018
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    ix

    Figure IV-7 : Schma du routage des cartes .................................................................... 46

    Figure IV-8 : Carte de dbogage ..................................................................................... 46

    Figure IV-9 : Detection du matriel ................................................................................. 46

    http://d/PFE_2011/Rapport%20PFE2011newnew.docx%23_Toc296118049http://d/PFE_2011/Rapport%20PFE2011newnew.docx%23_Toc296118049http://d/PFE_2011/Rapport%20PFE2011newnew.docx%23_Toc296118050http://d/PFE_2011/Rapport%20PFE2011newnew.docx%23_Toc296118050http://d/PFE_2011/Rapport%20PFE2011newnew.docx%23_Toc296118051http://d/PFE_2011/Rapport%20PFE2011newnew.docx%23_Toc296118051http://d/PFE_2011/Rapport%20PFE2011newnew.docx%23_Toc296118051http://d/PFE_2011/Rapport%20PFE2011newnew.docx%23_Toc296118050http://d/PFE_2011/Rapport%20PFE2011newnew.docx%23_Toc296118049
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    Liste des tableaux

    Tableau I-1: Standard des Cartes SD .................................................................................9

    Tableau III-1 : Commandes AT ...................................................................................... 32Tableau III-2 : Trames NMEA ........................................................................................ 33

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    1

    Introduction Gnrale

    epuis la nuit des temps, lhomme na cess de vouloir se positionner dans

    lenvironnement dans lequel il volue, et ce en utilisant des mthodes de plus

    en plus complexes et sophistiques. Ces mthodes vont de la simple

    observation de son entourage et fixer des repres durables dans le temps jusqu lutilisation

    de la golocalisation en passant par la navigation astronomique.

    Malgr la grande diffrence entre les mthodes de localisation qua vue lhumanit aucours de son volution, le but de cette dernire reste pratiquement inchang : dterminer la

    route suivre pour se rendre dun lieu A un lieu B en un premier temps, ensuite dterminer

    dune faon plus ou moins prcise, sa position exacte sur la surface de la terre. Le parfait

    exemple quillustre ce besoin est sans aucun doute la navigation maritime qui, durant des

    sicles, sest base sur llectromagntisme(boussole) et lobservation des toiles (astrolabe

    et autre sextant).

    Ces techniques ont t laisses labandon surtout avec lapparition de la localisation par

    satellite, plus communment connue sous le nom de GPS et ce pour la grande prcision que

    permet de procurer ce type de technique. En effet, les nouvelles versions du GPS peuvent

    localiser un objet quelques centimtres prs.

    Comme les besoins de ltre humain ne cessent dvoluer et leurs demandes de grandir, il

    a fallu faire voluer le systme de positionnement mondial dun simple outil de

    positionnement vers un outil de golocalisation permettant non seulement de positionner un

    objet, mais aussi de publier ses coordonns gographiques (en temps rel ou de faon

    diffre). Cest dans ce cadre que sinscrit ce travail et il inclut ltude des diffrentes

    techniques permettant la golocalisation, le choix de la technique la plus optimise ainsi que

    la conception, la ralisation et le test du systme

    Les besoins peuvent tre diviss en deux catgories : les besoins fonctionnels et ceux

    complmentaires. En ce qui concerne les besoins fonctionnels, on trouve la rception des

    trames envoyes par le satellite via un module GPS. Ces mmes trames seront traites pour en

    D

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    2Introduction Gnrale

    extraire les donnes ncessaires. Les donnes extraites seront envoyes un module distant

    qui sera lui-mme connect un ordinateur pour pouvoir observer lvolution du

    vhicule/personne sur une interface ralise sous JAVA et intgrant une carte mondiale.

    Quant aux besoins complmentaires, il sagit du stockage des informations sur support

    numrique amovible, offrir lutilisateur de modifier la configuration du systme ainsi que

    lobtention des coordonnes sur nimporte quel tlphone mobile sur simple demande de

    loprateur.

    La mthodologie suivie durant ce projet est inspire de celle prsente par "Engineering

    Design Research Center" (EDRC) lors du 32ndACM/IEEE Design Automation Conference

    1995. Elle se divise en trois phases : la premire phase est celle du produit conceptuel

    (Conceptual Product), durantlaquelle, lquipe de travail tablit une vision commune du

    produit fini qui offre un ensemble cohrent dobjectifs maintenir tout au long du cycle de

    dveloppement du produit. La seconde phase est le design configurationnel (Configurational

    Design) qui comporte la spcification de larchitecture du systmeo les interactions et les

    interfaces entre les sous-systmes sont identifies et les incohrences sont dtectes. Ainsi que

    la spcification spcifie des sous-systmes.Enfin il y a la phase du design dtaill (Detailed

    Design), elle est dfinie par une mthodologie bien dveloppe et elle est aussi riche en outils

    de CAO. Une conception dtaille de chaque sous-systme est effectue en respectant lesspcifications fournies dans les tapes prcdentes.

    Le prsent travail est divis en quatre chapitres. Un premier chapitre destin simprgner

    des diffrentes technologies existantes sur le march et faire ainsi le point sur ltat de lart.

    En deuxime lieu vient lanalyse fonctionnelle, durant laquelle seront spcifis les besoins et

    contraintes imposes au systme, et o seront spcifies les diffrentes solutions techniques

    qui seront ensuite utilises et approfondies dans le troisime chapitre. Un troisime chapitre

    qui permet de mieux cerner les outils et composants utiliser dans llaboration du systme et

    de faire les choix de ces derniers de faon obtenir le meilleur rsultat tout en gardant lide

    la contrainte de cot qui pse sur chaque produit. Enfin, en quatrime lieu, le systme sera

    simul puis ralis. A la fin de cette tape, les rsultats du test seront transcrits.

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    3

    I Chapitre I : Etat de lart

    Chapitre I :Etat de lart

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    4

    Chapitre I : Etat de lart

    Introduction

    Le but de ce chapitre est de mettre le projet dans son contexte et dtudier les diffrentes

    techniques utilises dans la golocalisation1. Le long de ce chapitre, on va sintresser aussi

    bien au principal outil de golocalisation quest le GPS quaux diffrents moyens utiliss pour

    la publication des coordonnes gographiques.

    I.1-Global Positioning System (GPS)

    Le GPS, systme de positionnement mondial , est un systme habile de satellites qui

    permet de procurer lutilisateur sa position nimporte o sur la surface de la Terre avec une

    prcision ingale par nimporte quel autre moyende golocalisation.

    HistoireI.1.1-

    Le premier pas qui a men au GPS que lon connait

    de nos jours fut en 1957 lorsque la Russie a envoy le

    premier satellite en orbite autour de la terre : Sputnik.

    Ce dernier utilisait des transmetteurs radios pour

    lenvoie de donnes tlmtriques ce qui a men la

    dcouverte de leffet Doppler. Grce la mesure de cet

    effet sur le signal radio mis par le satellite et la

    connaissance de la position exacte de ce dernier, il

    tait possible de trouver sa position exacte sur la

    surface de la Terre. Cest comme cela quen 1973 est n

    1La golocalisation ou gorfrencement est un procd permettant de positionner un objet (une personne...)

    sur un plan ou une carte l'aide de ses coordonnes gographiques. Cette opration est ralise l'aide d'un

    terminal capable d'tre localis (grce un rcepteur GPS ou d'autres techniques) et de publier (en tempsrel ou de faon diffre) ses coordonnes gographiques (latitude/longitude). [1]

    Figure I-1 : La constellation dessatellites de NAVSTAR et leurs orbites

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    5Chapitre I : Etat de lart

    le programme amricain de positionnement mondial : NAVSTAR (Navigation Satellite

    Timing and Ranging). Mais ce nest quen 1994 que la constellation de satellites, qui sont au

    nombre de 24, fut termine permettant enfin au systme de fonctionner parfaitement. Ce

    systme fut bien sr utilis en premier temps par larme amricaine avant de souvrir au

    grand public des annes plus tard.

    Principe de fonctionnementI.1.2-

    Le GPS est constitu de trois parties : Satellites, stations terrestres et rcepteurs.

    Satellites :Il sagit du segment spatial de linstallation, il est constitu de 31 satellites

    (en 2010) qui voluent sur 6 plans orbitaux inclins de 55 sur lquateur. Situs une

    altitude approchant les 20 mille kilomtres, ils parcourent leurs orbites quasi

    circulaires en environ 12 heures et mettent en continu des signaux radios aux

    frquences de 1575.42 et 1227.6 MHz.

    Stations terrestres : Il sagit du segment de contrle du GPS. Elles sont au nombre

    de cinq, inhabites et parpilles aux quatre coins de la terre. Les Donnes rcupres

    par les stations sont envoyes une station de contrle maitresse (en Colorado USA)

    o sont dtermines lphmride 2 et lerreur dhorloge de chaque satellite. Les

    donnes sont renvoyes une fois par jour vers les satellites pour quelconque

    rectification.

    Rcepteur :Le rcepteur reoit deux types dinformation de la part des satellites:

    - Almanach, transmis en permanence et contient une position approximative des

    satellites et est enregistr dans la mmoire du rcepteur GPS.

    - Ephmrides, contenant les positions prcises des satellites. Pour pouvoir se

    localiser, le rcepteur doit connaitre la distance le sparant du satellite. Pour avoir

    cette information, le rcepteur utilise la formule suivante :

    Tous ces lments interagissent pour permettre le calcul de la position dun objet donn.

    En effet, un minimum de trois satellites est ncessaire pour se localiser dans le plan grce au

    principe de la triangulation, alors que pour pouvoir se positionner dans lespace, il faudra

    2

    Ephmride : tableau donnant les coordonnes dun objet spatial pour un nombre spcifique de fois durantune priode donne. Dans notre cas, les phmrides sont utilises pour tracer les positions des satellites en

    orbite autour de la terre.

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    6Chapitre I : Etat de lart

    Figure I-2 : Carte Intelligente [2]

    rajouter un quatrime satellite ce qui va donner au final les trois donnes suivantes : latitude,

    longitude et altitude.

    Prcision et contraintesI.1.3-De nombreux lments entrent en ligne de compte dans le processus de la localisation,

    ainsi plusieurs sources derreurs sont prendre en considration. On peut en citer le dcalage

    de lhorloge du rcepteur qui est compare celle du satellite (horloge atomique), peu prcise.

    Nanmoins, cette dernire doit tre assez stable vu quun dcalage dun millionime de

    seconde provoque une erreur de 300 mtres sur la position. Dautres sources derreurs sont

    leffet de la relativit (restreinte3et gnrale4) qui peuvent engendrer des erreurs dhorloge.

    Mais la source derreurs la plus complique et hasardeuse est celle apporte par la rflexion

    des ondes mises par les satellites sur les btiments, et ce surtout dans les milieux urbains

    (effet canyon) ce qui peut engendrer des chos ou un rallongement de la distance parcourue

    par le signal.

    I.2-Cartes numriques (Digital Maps)

    Une carte est une image permettant de visionner lemplacement des choses, les reliefs ou

    encore les crations de lhomme (routes, btiments). Elle permet ainsi son dtenteur de

    pouvoir se dplacer dun endroit un autre aisment. Nanmoins, avec lvolution des

    technologies, lutilisation de ce type de carte fut progressivement abandonne pour laisser

    place la nouvelle gnration de cartes que sont les cartes numriques.

    En effet, ce genre de carte est plus facile crer ( laide des satellites)

    ce qui permet de garder les donnes fournies par ces cartes. On peut

    distinguer deux types de cartes numriques :

    Les cartes statiques :cest la forme la plus simple des cartes

    numriques. Il sagit dun simple fichier image qui a t

    numris ou pris par satellites, il ne contient aucune

    information part la photographie du lieu donn.

    Les cartes intelligentes :comme le montre la figure I-2,

    la carte intelligente est forme par la superposition de plusieurs

    3Relativit restreinte : lcoulement du temps est diffrent dans le rfrentiel du satellite vu sa grande vitesse

    4Relativit gnrale : lcoulement du temps est plus rapide dans le satellite vu la faible gravit.

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    7Chapitre I : Etat de lart

    couches contenant chacune des informations diffrentes. Ces informations peuvent

    tre trs diversifis, allant des simples coordonns (latitude, longitude) jusquau nom

    de chaque route en passant par des donnes plus dtailles sur les villes et pays.

    Le dveloppement des techniques de la cartographie a men lapparition dun nouveau

    service qui se traduit en des serveurs gratuits de cartographie en ligne. Google fut un des

    premiers stre intresser ce service en lanant Google Maps en 2004, service qui na

    cess dvoluer depuis, pour passer dune simple carte statique (carte routire) vers une vue

    satellitaire de lensemble du globe et finir aujourdhui par donner la possibilit aux utilisateurs

    de se dplacer dans les rues de certaines villes comme si on y tait.

    I.3-

    Global System for Mobile Communications (GSM)

    "Le Global System for Mobile Communications (GSM) (historiquement appel Groupe

    spcial mobile ) est une norme numrique de seconde gnration pour la tlphonie

    mobile." [1]

    HistoireI.3.1-

    Durant lvolution des systmes de tlcommunication, beaucoup de systmes ont tdvelopps sans bnficier dune quelconque standardisation. Ceci a conduit lapparition de

    nombreux problmes directement relis la compatibilit entre systmes, et ce surtout avec le

    dveloppement de la technologie radionumrique. Do la ncessit dinstaurer un standard

    capable de rsoudre ces problmes. Deux standards ont vu le jour, le CDMA et le GSM.

    Cependant, le standard GSM a pris une plus grande ampleur surtout dans les pays europens

    alors que le CDMA est plutt utilis en Amrique du Nord.

    Sur la priode allant de 1982 1985, de nombreuses discussions ont eu lieu pour dcider

    de la nature (analogique ou numrique) du systme instaurer. Ainsi aprs de nombreux tests

    sur terrain, loption dun systme numrique a t retenue pour le GSM. En mai 1987, il a t

    convenu dadopter le TDMA5(Accs multiple rpartition dans le temps) comme mthode de

    multiplexage. Enfin en 1989, le standard GSM ft valid, et il na cess dvoluer depuis en

    5TDMA: Time division multiple access.

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    8Chapitre I : Etat de lart

    offrant toujours de nouveaux services (voix, wap, SMS). De nos jours, ce standard a donn

    naissance une nouvelle technologie : lUMT6(communment appel 3G).

    Architecture du GSMI.3.2-Le rseau GSM est constitu de plusieurs entits fonctionnelles dont les fonctions et

    interfaces sont bien dfinies. Le rseau GSM peut tre divis en 4 parties :

    MS (Mobile Station) : la station mobile nest autre quun quipement physique

    permettant de rceptionner les ondes radios, de faire laffichage et de traiter les

    signaux numriques, ainsi quune carte SIM. Son but est de permettre lutilisateur

    daccder aux services fournis par le rseau GSM (voix, SMS).

    BSS (Base Station Subsystem) : le Sous-systme Radio est constitu dune station

    de base qui permet de transmettre et de recevoir les ondes radio des diffrents MS, et

    dun contrleur dont le rleprincipal est la gestion de la frquence et de lintervalle de

    temps allous chaque utilisateur.

    NSS (Network Switching System) :le systme rseau a pour rle de commuter les

    appels entres usags du rseau mobile ou entre le rseau mobile et le rseau fixe, ainsi

    que la gestion des services mobiles comme lauthentification par exemple.

    OSS (Operation Support Subsystem) : le sous-systme dexploitation est lentit

    fonctionnelle depuis laquelle loprateur rseau peut visionner et contrler le systme.

    Lune de ces fonctions principales est de fournir une vue gnrale du rseau et

    permettre ainsi de procder des activits de maintenance et de les organiser.

    - Mobile Switching Center (MSC)

    - Home Location Register (HLR)

    - Visitor Location Register (VLR)

    - Equipment Identity Register (EIR)

    - Authentication Center (AuC)

    - Public Switched Data Network (PSDN)

    - Integrated Services Digital Network (ISDN)

    - Public Switched Telephone Network (PSTN)

    - Public Land Mobile Network (PLMN)

    - Chargeback Center (CBC)

    - The Base Transceiver Station (BTS)

    - The Base Station Controller (BSC)

    6UMTS: Universal Mobile Telecommunications System

    Figure I-3 : Architecture Diagram of GSM Network [3]

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    9Chapitre I : Etat de lart

    Short Text Messages (SMS)I.3.3-

    Les services offerts par le GSM ne sarrtent pas au simple transfert de la voix, mais ils

    vont bien au-del de ceci. En effet, les services sont nombreux et varis, on peut en citer

    lidentification du numro, le renvoi dappel, le GPRS mais le service qui nous intresse

    dans la suite de ce projet est celui de la messagerie (SMS).

    La notion de SMS a t introduite pour la premire fois en 1987. Il sagit dun service de

    communication textuel utilisant des protocoles de communication standardiss. Un SMS

    supporte un maximum de 160 caractres par message de faon ce que le message puisse

    sincorporer aux formats des signaux dj existants. Les messages sont envoys vers le SMSC

    (Short Message Service Center) qui va les stocker et les envoyer leurs destinataires une fois

    disponibles, sinon il les garde pour plus tard.

    I.4-Carte SD

    Les cartes SD (Secure Digital) sont des mmoires flash de stockage qui procurent une trs

    grande capacit, non volatiles et rinscriptibles, et tout ceci dans une petite taille. Ces cartes

    sont beaucoup utilises dans de multiples outils lectroniques (appareil photo, systme GPS,

    tlphone portable). La capacit des cartes SD na cess daugmenter depuis son lancementen 1999 pour atteindre aujourdhui les 128Go. Les spcifications de la carte SD cites dans le

    tableau ci-dessous sont fixes par le SD Card Association

    Tableau I-1: Standard des Cartes SD

    Standard SD

    Dimensions 32 x 24 x 2.1 mm

    Poids 2.0 grammes

    Voltage 2.73.6 V

    Protection dcriture Oui

    Brochage 9 broches

    Interface SD ou SPI

    Consommation en courant < 75 mA (criture)

    La vitesse des cartes SD est mesure de trois manires diffrentes : en Ko/s (kilo-octets

    par seconde), en Mo/s (mga-octets par seconde) et en un systme de mesure en "x" similaire

    celui des CD-Rom ou "x" est la vitesse correspondante 150Ko/s.

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    10Chapitre I : Etat de lart

    I.5-Traceur GPS

    DfinitionI.5.1-

    Le traceur GPS est un outil utilisant le Global Positionning System (GPS) pour dterminer

    lemplacement exact dun vhicule, personne ou tout autre objet auquel il est attach et

    enregistrer sa position intervalle rgulier. Les donnes collectes par le traceur GPS peuvent

    tre traites de deux manires : soit enregistres dans lunit de traage, soit transmises une

    base de donnes centrale ou un ordinateur connect internet et ce en utilisant un tlphone

    portable (SMS/GPRS), les ondes radios Ceci permet de visualiser lobjet traqu sur une

    carte numrique soit en temps rel ou en analysant le trac dune faon diffre en utilisant un

    logiciel de traage GPS (GPS tracking software).

    Un traceur GPS est essentiellement compos dun module GPS pour recevoir les signaux

    mis par les satellites et pouvoir ainsi calculer les coordonnes, et dun outil de stockage

    (optionnel) qui peut tre une carte mmoire ou tout autre type de mmoire flash et dun outil

    denvoi dinformation.

    Types de traceur GPSI.5.2-

    Les traceurs GPS peuvent tre classs en trois grandes familles : "Data Loggers" (stockeurde donnes), "Data Pushers" (metteurs de donnes) et "Data Pullers" (extracteurs de

    donnes). La diffrence entre ces familles rside dans la faon avec laquelle est manipule la

    donne pour arriver destination (centrale de surveillance, personne physique).

    Data loggers

    Le GPS enregistreur se limite enregistrer dans sa mmoire interne la position de

    lunit, et ce un intervalle de temps rgulier. Ce type de traceur possde soit un

    connecteur pour carte mmoire ou bien une mmoire flash accessible via un port USB. Ce

    qui permet de tlcharger les donnes sur un PC pour de plus amples analyses.

    Data pushers

    Cest le type de traceur GPS le plus utilis. Il est aussi connu sous le nom "GPS beacon"

    (balise GPS). Contrairement au data loggers, le data pusher ne stocke aucune information,

    mais les envois directement un intervalle rgulier vers un serveur donn qui peut stocker

    et analyser les donnes instantanment.

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    11Chapitre I : Etat de lart

    DataPullers

    Il sagit dun rcepteur GPS mis cte cte avec un modem GSM dans un seul boitier,

    tous deux aliments par la mme batterie. A intervalle de temps rgulier, le GSM envoie

    un message via SMS/GPRS contenant les donnes collectes par le rcepteur GPS.

    Conclusion

    Comme conclusion pour ce chapitre, on peut dire que ltat actuel de la technologie nous

    donne la possibilit de positionner un objet avec une grande prcision se trouvant nimporte

    quel endroit de la surface de la Terre et de transmettre ses coordonnes de faons diverses.

    Cependant, en plus dtre trs onreux, les systmes existants sont trs peut configurables

    empchant ainsi de fournir au client un outil qui satisfasse toutes ses demandes.

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    12

    II Chapitre II : Analyse fonctionnelle

    Chapitre II :Analyse fonctionnelle

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    13

    Chapitre II : Analyse fonctionnelle

    Introduction

    Comme nonc dans la Norme Franaise NF X 50-151, "Le premier pas d'une dmarche

    rationnelle de conception de produit est l'expression du besoin (). La pratique de l'Analyse

    de la valeur a montr que l'expression fonctionnelle du besoin tait un facteur dterminant de

    la comptitivit. Un outil mthodologique est apparu ncessaire pour dtecter et formuler le

    besoin et justifier en aval les exigences techniques (). La dmarche originale et rigoureuse

    du Cahier des Charges Fonctionnel (CdCF) rpond cette attente" [4]

    Ce qui entraine quchaque fois quun nouveau projet est ralis, il faut suivre un certain

    nombre dtapes importantes pour le bon droulement de ce dernier. Ainsi, au dbut de

    chaque projet visant crer (conception) ou amliorer (re-conception) un produit, une analyse

    fonctionnelle simpose. Il sagit dun lment crucial pour la bonne ralisation de ce projet.

    Au cours de cette analyse seront dtermines les fonctions principales, les fonctions

    secondaires ainsi que les fonctions de contraintes du produit. De ce fait, les caractristiques du

    produit seront correctement dimensionnes.

    II.1-Analyse du besoin

    Lanalyse du besoin seffectue laide du diagramme "bte cornes". Il sagit dun outilfaisant partie des lments de mthode APTE

    7et qui permet de dfinir le besoin auquel

    rpond le systme. En effet, avant dimposer une solution, il faut connaitre les demandes du

    march vis parce quun projet na de sens que sil satisfait un besoin existant.

    Avant de raliser la bte cornes, il faut bien dlimiter le systme : " le systme est tout ce

    qui est sous le contrle potentiel du concepteur dans chaque situation de vie. " Ce qui nous

    7La Mthode APTEest la proprit intellectuelle et commerciale exclusive de la Socit APTE, conformmentaux dispositions du Livre 1er du Code de la Proprit Intellectuelle, relatif aux droits dauteurs.

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    14Chapitre II : Analyse fonctionnelle

    mne affirmer que notre systme est le traceur GPS avec tous ses lments (localisation,

    transmission et visualisation)

    Pour pouvoir dresser le diagramme bte cornes, il est impratif de rpondre trois

    questions fondamentales :

    A qui le produit rend-il service ? => Parent/Chef dentreprise,

    Sur quoi agit-il ? => Objet/Vhicule/Personne localiser,

    Dans quel but ? => Golocalisation.

    Parent/Chefdentreprise

    Objet/Vehicule/Personne localiser

    Traceur GPS

    Go-localisation

    Figure II-1 : Bte cornes

    II.2-Analyse des fonctions de service

    Aprs avoir clairement dlimit le systme et dfini les besoins, vient ltape de

    lidentification des fonctions du systme. Deux types de fonctions sont considrer :

    - Fonctions principales : qui illustrent les raisons pour lesquelles le systme a t cr. Il

    sagit dune relation cre par le systme entre deux ou plusieurs lments de son

    milieu dutilisation.

    - Fonctions secondaires : qui mettent en relief les contraintes auxquelles lobjet doit

    satisfaire.

    Pour ce faire, une liste des situations de vie est dabord dresse pour bien analyser les

    fonctions de service chaque phase du cycle de vie du systme et elle comporte : sur la route,

    la fabrication, le transport, la maintenance. Pour chaque situation de vie, une analyse part

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    15Chapitre II : Analyse fonctionnelle

    sera effectue. On commence toujours par la situation de vie la plus pertinente savoir la

    situation sur la route.

    Situationde vie : Sur la route

    Pour la situation de vie sur la route, on inventorie les lments denvironnement suivant :

    - Objet/Vhicule/Personne go-localiser

    - Parent/Chef dentreprise

    - Conducteur

    - Energie

    - Milieu ambiant

    - Habitacle

    -

    Electricien auto

    Ce qui nous mne dresser le diagramme de la pieuvre suivant :

    Traceur GPS

    Normes

    Parent/Chef

    dentrepriseEnergie

    Habitacle

    Conducteur

    Objet/

    Vehicule/Personne

    Milieu

    Ambiant

    FP1

    FC5

    FC4

    FC1

    FC3

    FC2

    Figure II-2 : Diagramme de pieuvre, situation sur la route

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    16Chapitre II : Analyse fonctionnelle

    Fonction principale :

    - FP1 : Go-localiser objet/vhicule/personne tout instant par le parent/chef dentreprise.

    Critres :

    Vitesse objet: 1 200km/h

    Localisation : surface de la Terre

    Occurrence de rception : Priode configurable

    Sur demande

    Lieu de rception : Bureau (sur PC)

    Extrieur (sur tlphone

    cellulaire)

    Type de donne Carte mondiale numrique

    Fonction de contrainte :

    - FC1 : Avertir le conducteur en cas de problme.

    Critres :

    Itinraire Dviation de 2Km

    Vitesse 90 Km/h max

    Immobilit 15 min max

    - FC2 : Interagir avec les normes prexistantes.

    Critres :

    Transmission Norme GSM

    Communication Norme USB

    - FC3 : Etre aliment en nergie lectrique.

    Critres :

    Voltage 12V

    - FC4 : Rsister au milieu ambiant.

    Critres :

    Humidit 60% min

    Vibration -

    Interfrence

    lectromagntique

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    17Chapitre II : Analyse fonctionnelle

    - FC5 : Ne pas tre encombrant.

    Critres :

    Taille 10x10x5cm max

    Poids 100g max

    Place Encastrable

    - Situationde vie : A larrt

    Pour la situation de vie larrt, on inventorie les lments denvironnement suivant :

    - Donnes

    - Oprateur

    -

    Electricien auto

    Ce qui nous mne dresser le diagramme de la pieuvre suivant :

    Traceur GPSDonnes

    Electricienauto

    Oprateur

    FP1

    FC1

    Figure II-3 : Diagramme de pieuvre, situation l'arrt

    -

    FP1 : Collecter facilement les donnes par loprateur. Critres :

    Stockage Moyenne capacit

    Format Texte

    - FC1 : Etre facilement install.

    Critres :

    Support Clips

    Outils Outils standards

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    18Chapitre II : Analyse fonctionnelle

    - Situationde vie : fabrication

    - Outils disponibles

    - Matriaux homologus

    -

    Situationde vie : maintenance

    - Accs rapide pour dmonter

    - Simple rparer

    - Situationde vie : transport

    - Simple dacheminement

    - Emballage rsistant au choc

    II.3-Analyse des fonctions techniques

    Pour effectuer lanalyse des fonctions techniques, il faut dresser les diagrammes FAST8de

    chaque fonction tablie prcdemment laide des diagrammes de pieuvre. Le diagramme

    FAST traduit de faon rigoureuse chacune des fonctions de service en fonction(s)

    technique(s) ensuite matriellement en solution(s) constructive(s).

    La mthode du diagramme FAST consiste se poser 3 questions pour chaque fonction :comment, pourquoi et quand. Le diagramme FAST constitue alors une multitude de donnes

    primordiales pour avoir une bonne connaissance du produit.

    Voici ci-dessous les diagrammes FAST des fonctions les plus pertinentes, savoir la

    fonction principale et les deux fonctions de contraintes FC1 et FC2.

    Remarque : Notre tude ne va porter que sur la situation de vie suivante : sur la route.

    8FAST : Functional Analysis System Technique.

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    19Chapitre II : Analyse fonctionnelle

    FP1Go-localiser objet tout instant par

    loprateur

    FT11

    Localiser lobjet

    FT12Obtenir les

    informationsncessaires

    FT13Stocker les

    informationsrecueillies

    FT14Transmettre les

    informationrecueillies

    FT111Rceptionner du signalmise par le satellite

    FT112Emettre les trames

    extraites du signal trait

    FT121Rceptionner les trames

    mises suite FT11

    FT122Traiter les trames et

    extraire les informations

    FT131Transfrer les

    information traites surun espace mmoire

    FT141Calculer lintervalle de

    temps entre deuxtransmission

    FT142Mettre en formelinformation

    transmettre

    Antenne

    Module GPS

    Connexion filaire

    Microcontrleur

    Carte SD

    Microcontrleur

    Microcontrleur

    Fonction Principale FP1 Fonctions Techniques Solutions

    Figure II-4 : Diagramme FAST pour FP1

    FC2

    Interagir avec les

    normes

    prexistantes

    FT21

    Communiquer

    avec le rseau

    GSM

    FT22

    Communiquer

    avec un

    ordinateur

    Module GSM

    Connexion USB

    Fonction Contrainte FC2 Fonctions Techniques Solutions

    Figure II-5 : Diagramme FAST pour FC2

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    20Chapitre II : Analyse fonctionnelle

    FC1Avertir le

    conducteur en casde problme

    FT11Vrifier si le

    conducteur estsur litinraire

    FT12Vrifier lavitesse duvhicule

    FT111Lire litinraire stock en

    mmoire

    FT112Comparer la position

    actuelle avec litinraire

    FT121Lecture des informations

    des trames

    Carte SD

    Microcontrleur

    Microcontrleur

    Fonction Contrainte FC1 Fonctions Techniques Solutions

    Figure II-6 : Diagramme FAST pour FC1

    II.4-Elaboration du produit

    Llaboration du produit se fait laide du diagramme SADT9. Il sagit dune mthode

    danalyse et de conception de tout type de systmes. Cette mthode a t mise au point par la

    socit Softech aux Etats Unis. Il sagit dune mthode danalyse par niveaux successifs

    dapproche descriptive dun ensemble quel quil soit. Cette technique permet daider la

    gestion dun projet.Le SADT est avant tout un langage de communication, et ce tous les

    niveaux de llaboration du projet en permettant lorganisation des diffrents flux (objets,

    informations, nergie) pour donner une vision globale du systme qui se prcise chaque

    passage dun niveau un autre dans le diagramme SADT.

    A-0

    Go-localiser un Objet/

    Vhicule/PersonneObjet non go-localisObjet go-localis sur

    carte numrique

    Energie lectrique 5V

    Energie lectrique 12V

    Traceur GPS

    Configuration

    Information dtat

    Signal radio

    Figure II-7 : Diagramme SADT A-0

    9Structured Analysis and Design Technic

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    21Chapitre II : Analyse fonctionnelle

    Le niveau ci-dessus est le niveau le plus global. Il permet non seulement didentifier les

    diffrents flux qui sont notamment le flux dnergie (lectrique), le flux dinformation (signal

    radio et configuration), mais aussi la fonction globale du systme (golocaliser un objet) ainsi

    que les matires duvre dentre (objet non localis) et de sortie (objet golocalis sur carte

    numrique). Ainsi on peut en tirer la valeur ajoute du traceur GPS qui est la golocalisation.

    En tendant ce diagramme laide dune analyse descendante, on obtiendra le niveau A0 qui

    reprsente la dcomposition en lments ou sous-fonctions du niveau mre A-0 et permet

    ainsi daffiner la perception du systme et de sa structure.

    1

    Dterminer la

    Position de l'objet

    2

    Visualiser la

    position de l'objet

    TITLE:NODE: NO.: 1A0 Go-localiser un Objet/Vhicule/Personne

    Energie lectrique 12V Energie lectrique 5V

    Configuration

    Informations sur la

    position de lobjet

    Information dtat

    Objet go-localis sur

    carte numriqueObjet non-

    go-localisParamtres de

    fonctionnement

    Traceur GPS

    Module

    Fixe

    Module

    EmbarquInformation dtat

    Signal radio

    Des satellites

    Figure II-8 : Actigramme A0 Golocaliser un objet

    Il est clair (figure II-8) que lonpeut diviser notre systme en deux grands blocs :

    Le module embarquII.4.1-

    Ce module va tre install dans le vhicule retracer. Ce module est aliment travers un

    rseau lectrique embarqu que reprsente celui de la voiture. Ce rseau fournit une tension

    continue de 12V et un courant dans les alentours de 3A. Comme indiqu dans la figure II-9, le

    module embarqu est constitu de trois parties en interaction les unes avec les autres. La

    premire partie permet lacquisition des donnes transmises par les satellites et le calcul de la

    position du vhicule et fournir ainsi les trames NMEA qui seront traites au sein de la partie

    intelligente du systme. Ainsi le microcontrleur reoit et traite les trames pour en extraire les

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    22Chapitre II : Analyse fonctionnelle

    informations pertinentes ncessaires pour la golocalisation pour ensuite les envoyer la

    troisime partie de ce module o les donnes seront dune part stockes sur une carte SD et

    dautre part envoyes dune faon priodique ou sur demande par SMS via le module GSM.

    Ce qui fait que ce traceur GPS regroupe en fait les trois types de traceurs qui existent en ce

    moment sur le march savoir Data Loggers" (stockeur de donnes sur carte SD), "Data

    Pushers" (metteurs de donnes de faon priodique configure par lutilisateur) et "Data

    Pullers" (extracteurs de donnes sur demande de lutilisateur), ce qui reprsente une

    innovation sur la faon de manipuler les donnes du traceur GPS.

    Voici ci-dessous un actigramme dtaill de toutes les composantes de ce module ainsi que

    les interactions qui existent entre elles.

    TITLE:NODE: NO.: 2A1 Dterminer la position de l'objet

    11

    Rceptionner le

    signal radio du

    satellite

    12

    Extraire les trames

    ncessaires

    13

    Stocker les

    coordonnes

    14

    Envoyer/

    Rceptionner les

    Donnes

    Trames NMEAConsignes pour les diffrents modules

    Donnes ncessaires

    Carte Mmoire

    Module GSM

    Microcontrleur

    Module GPS

    Donnes

    stockes

    Donnes

    transmises

    Energie lectrique

    Energie lectrique

    Signal

    radio

    Module Embarqu

    Figure II-9 : Actigramme A1 Dterminer la position de lobjet

    Le module fixeII.4.2-

    On peut placer les lments de ce module en deux classes : matrielle et logicielle. En ce

    qui concerne la partie matrielle, elle est constitue dun module GSM qui sert soit

    rceptionner les SMS mis par le module embarqu contenant les coordonnes de lobjet, soit envoyer la configuration de ce dernier (numro de tlphone, intervalle denvoi de donnes,

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    34/76

    23Chapitre II : Analyse fonctionnelle

    requte de donnes). Une foi linformation reue, elle doit tre transfre lordinateur.

    Pour ce faire, on a besoin dun outil dinterfaage, qui se matrialise dans le microcontrleur.

    Ce dernier transforme les donnes reues par SMS en trames USB comprhensibles par le PC.

    Quant la partie logicielle, il sagit dune application conviviale et simple dutilisation,

    offrant lutilisateur une interface de communication avec le traceur GPS en lui procurant

    une carte mondiale sur laquelle seront affiches les positions des diffrents vhicules. Cette

    application permet aussi lutilisateur de configurer dune faon trs simple les diffrents

    paramtres du systme.

    TITLE:NODE: NO.: 3A2 Visualiser la position de l'objet

    21

    Rceptionner/Envoyer les

    donnes

    22

    Transmettre lesdonnes

    l'ordinateur

    23

    Afficher la positionde l'objet

    Donnes en SMS

    Ordinateur +application JAVA

    Microcontrleur

    Module GPS

    Objetgo-localis

    Energie lectrique

    Donnestransmises

    Module Fix

    Trames USB

    Consigne de configuration

    Configuration transmettre

    Configurationtransmise

    Figure II-10 : Actigramme A2 Visualiser la position de lobjet

    Conclusion

    Pour clore ce chapitre, il est ncessaire de mettre laccent sur limportance de lanalyse

    fonctionnelle pour, non seulement faciliter la conception et le choix des solutions techniques,

    mais aussi viter tout malentendu entre lquipe de conception et le client. En effet la fin de

    lanalyse fonctionnelle, un cahier des charges fonctionnel est dress et approuv par le client

    et le responsable de lquipe de travail.

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    24

    III Chapitre III : Conception du systme

    Chapitre III :Conception du systme

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    25

    Chapitre III : Conception du systme

    Introduction

    Durant ce chapitre, on sintressera la conception de notre systme. La conception se

    droule sur deux tapes. La premire tape est celle de la conception lectronique qui

    comporte le dimensionnement de lalimentation, le choix des composants Quant la

    deuxime partie, elle traite le ct logiciel de la conception et elle englobe le dveloppement

    de lapplication JAVA desktop ainsi que le code des diffrents microcontrleurs ncessaires.

    III.1-Conception lectronique

    Les alimentationsIII.1.1-

    Chacun des lments du systme a sa propre contrainte en termes dalimentation

    lectrique. En effet, chaque composant (PIC, Module GSM) est aliment par une tension

    diffrente des autres composants, ce qui nous pousse utiliser diffrents types de rgulateurs

    pour satisfaire ces contraintes. Comme soulign ds le dbut, notre systme comportera deux

    modules distincts : le premier est aliment directement partir de lallume-cigare de la voiture

    qui fournit 12V/3A, alors que le deuxime sera aliment partir dun transformateur. On peut

    utiliser une large gamme de transformateurs. En effet la tensio n dentre ncessaire peut

    varier entre 7V et 43V. Laissant ainsi une grande marge de manuvre dans le choix de cedernier. Trois types de rgulateurs sont ncessaires pour notre systme :

    Rgulateur LM317

    Cest un rgulateur ajustable capable de fournir un courant garanti de 1.5A et une tension

    variant de 1.2V 37V selon la formule ci-dessous :

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    26Chapitre III : Conception du systme

    Pour faire varier la tension de sortie, il faut disposer de deux rsistances places entre la

    broche de sortie VO et la broche dajustement ADJcomme indiqu dans la figure III-1.

    VI

    3

    VO

    2

    ADJ

    1

    LM317T

    7 43V 3.8V

    Figure III-1 : Montage du rgulateur LM317

    Ce rgulateur sert alimenter les deux modules GSM disposs sur les deux parties du

    systme, ce qui nous amne utiliser deux rgulateurs LM317 : lun sert abaisser 3.8V

    une tension gale 12V sur le module embarqu et lautre une tension comprise entre 7V et

    12V sur le module fixe.

    Rgulateur LM3940

    Cest un rgulateur dsign pour procurer un courant garanti de 1A et fournir une tension

    de 3.3V partir dune source de 5V. Il permet de garantir cette tension de sortie pour une

    tension dentre allant jusqu 4.5V. Une simple capacit place entre la broche VO et leGND suffit stabiliser le rgulateur (voir figure III-2). Ce rgulateur sert alimenter la carte

    SD qui a besoin dune tension comprise entre 2.7V et 3.6V.

    VI3

    VO2

    GND

    1

    LM39405V 3.3V

    Figure III-2 : Montage du rgulateur LM3940

    Rgulateur L7805

    Cest un rgulateur dsign pour procurer un courant garanti de 1A et fournir une tension

    de 5V partir dune source allant jusqu 35V. Une simple capacit place entre la broche

    VO et le GND suffit stabiliser le rgulateur. Une deuxime capacit entre la broche VI et le

    GND est ajoute vu lloignement du rgulateur par rapport la source de tension, permettant

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    27Chapitre III : Conception du systme

    ainsi de procurer au rgulateur une meilleure stabilit (voir figure III-2). Ce rgulateur sert

    alimenter la majorit des composants du systme et plus particulirement le microcontrleur.

    VI

    3

    VO

    2

    GND

    1

    78L05

    3 24V 5V

    Figure III-3 : Montage du rgulateur 78L05

    Remarque : vu la non-disponibilit du rgulateur LM3940, il a t remplac par un

    rgulateur ajustable de type LM317.

    MicrocontrleursIII.1.2-

    Le terme microcontrleur est utilis pour dcrire un systme qui inclut au minimum un

    microprocesseur, une mmoire de programme, une mmoire de donnes et des entres/sorties.

    Dautres composants peuvent se trouver dans un microcontrleur, par exemple des compteurs,

    des "timers" Puisquil sagit du composant "intelligent" du systme, le choix des

    microcontrleurs utiliser est une tche accomplir dune faon mticuleuse.Comme notre

    systme comporte deux modules indpendants, il est impratif dutiliser deux

    microcontrleurs distincts. Il est aussi noter que leurs rles sont tout fait diffrents, do la

    ncessit dopter pour deux microcontrleurs de caractristiques diffrentes.

    Commenons par le module embarqu. Dans ce module, le rle du microcontrleur est,

    principalement, de collecter les informations transmises par le module GPS et leur traitement

    pour en extraire les donnes ncessaires, qui seront ensuite stockes sur une carte mmoire

    dune part, et dautre part envoyes via SMS. Cependant, il est souligner que la transmission

    des donnes par le module GPS se fait en continu et non sur demande du microcontrleur, ce

    qui nous impose dutiliser un microcontrleur offrant une grande capacit en terme de

    mmoire de donnes. Dun autre ct, la communication avec la carte SD se fait via le

    protocole SPI10

    . Il est certes possible de configurer un port SPI en logiciel (Soft SPI), et ce en

    choisissant quatre broches du microcontrleur, mais il est prfrable que ce soit un port SPI

    matriel (Hard SPI) vu la plus grande efficacit et rapidit quoffre le matriel par rapport au

    logiciel. Enfin, le microcontrleur doit en plus de cela, offrir au moins un port RS232 logiciel

    10Serial Peripheral Interface

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    39/76

    28Chapitre III : Conception du systme

    et un autre matriel. Ce qui porte le nombre de broches, impratif au bon fonctionnement du

    systme, douze.

    Deux microcontrleurs correspondent ces spcifications : le PIC 11 18F252 et le

    PIC18F452. Ces deux PIC prsentent les mmes caractristiques une diffrence prs. Cette

    diffrence rside dans le nombre de broches utilisation gnrale. En effet le PIC 18F252

    prsente 28 boches alors que le PIC 18F452 en prsente 40. Cela dit, vu que les deux

    microcontrleurs ont le mme prix, et dans un souci doffrir une possibilit dvolution du

    systme, notre choix cest arrt au PIC18F452. Ce dernier sera opr avec un cristal de

    20MHz et ce pour garantir une bonne vitesse dexcution des tches accomplir.

    En ce qui concerne le module fixe, le microcontrleur qui y est install a un rle

    dintermdiaire entre le module GSM et le PC. Il sert extraire les donnes transmises via

    SMS partir du module GSM et les envoyer au PC via le protocole USB. Pour cette raison, le

    PIC choisi devra supporter ce type de communication. De nombreuses rfrences existent sur

    le march. Mais ceux qui nous intressent sont les PIC 18F2550 et 18F4550. Comme cest le

    cas pour le microcontrleur du module embarqu, et pour les mmes critres dvolution, le

    PIC 18F4550 a t retenu. Ce dernier fonctionnera avec un cristal de 8MHz qui est largement

    suffisant pour recevoir les donnes du module GSM. Alors que pour la communication USB,

    ncessite quant elle une frquence de 48MHz pour le High speed ; cette dernire sera gnr

    lintrieur du circuit intgr laide de loscillateurinterne du PIC.

    Remarque : Le choix des microcontrleurs PIC comme solution nest d qu un souci de

    disponibilit que ce soit pour le composant lui-mme ou pour son programmateur. Par

    exemple un microcontrleur ATMEL de la famille AT90USB aurait pu remplacer le

    PIC18F4550.

    ModulesIII.1.3-

    Module GPS

    Le module GPS est llment central du systme puisquil va permettre le calcul de la

    position exacte de lobjet, ce qui fait que son choix est un peu dlicat. Mais ce qui rend la

    besogne encore plus dlicate cest de trouver le juste quilibre entre performance et prix.

    Puisque le but premier du systme, aprs la golocalisation, rside en lobtention dun

    11Peripheral Interface Controller

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    29Chapitre III : Conception du systme

    systme le moins cher que possible pour pouvoir simposer sur un march dj riche en

    matire de Traceur GPS.

    Un certain nombre de caractristiques doivent tre prises en compte pour le choix du

    module GPS. En premier lieu, il faut bien regarder le chipset utilis dans le module, car ce

    dernier est la partie centrale qui va permettre le calcul des coordonnes et ainsi fournir le

    positionnement exact de lobjet. Ensuite vient le critre de la sensibilit du rcepteur qui va

    influencer sur la position o sera plac le traceur (apparent sur le tableau de bord ou cach).

    Enfin, le voltage utilis par le rcepteur nest pas moins important, vu que ceci vitera

    dutiliser des composants supplmentaires pour la rgulation de la tension.

    Cest pour ces critres que le choix sest enfin arrt au rcepteur GPS "EM-406A" bas

    sur le chipset SiRF StartIII qui lui procure une sensibilit exceptionnelle de lordre de

    -159dBm. En plus de cela, le rcepteur est dot dune antenne de rception intgre vitant

    ainsi tout branchement supplmentaire. En ce qui concerne lalimentation, le module

    fonctionne avec une tension variant de 4.5 6.5V, une tension considre comme standard et

    ainsi viter tout composant additionnel quant la consommation

    de courant, elle est de 44mA. Le module dispose dune LED qui

    montre ltat (recherche de position, position trouve). Le

    rcepteur GPS utilise la communication srie et envoi ainsi les

    trames NMEA12

    au microcontrleur. Ces trames seront

    dtailles ultrieurement.

    Module GSM

    Le module GSM a pour seul but lenvoi et la rception de SMS.

    Nanmoins, et toujours dans un esprit dinnovation et de

    dcouverte, le module GSM choisi offre la possibilit dutiliser non

    seulement le rseau GSM (pour les SMS), mais aussi la possibilit

    dutiliserle GPRS, laissant ainsi place au systme dvoluer.

    Le TM2 de la marque Teltonika est le module retenu pour ces caractristiques

    (quadribandes, GPRS, commande AT) ainsi que pour son faible cout. Il est cependant

    souligner quun support supplmentaire a d tre rajout au module vu la non-disponibilit

    des moyens de soudure permettant lintgration du module dans le systme (voir annexe 5).

    12National Marine Electronics Association

    Figure III-5 : Module TM2

    Figure III-4 : Module EM-406A

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    30Chapitre III : Conception du systme

    Avec sa consommation en courant de 300mA (en communication) et une tension

    dalimentation de 3.8V, le TM2 est parfait pourune utilisation embarque. Ce dernier a aussi

    besoin dune antenne RF externe omnidirectionnelle. Le module GSM est utilis via une

    communication srie et des commandes AT.

    Schma du systmeIII.1.4-

    Comme prcis dans le chapitre analyse fonctionnelle, le systme se divise en deux parties

    dont voici le schma explicatif de chacune delle:

    CarteSD

    Rgulateur3.8V

    GPS ReceiverEM406A

    Microcontrleur18F452

    Soft_TX

    Soft_RX RB6

    RB7

    GND

    Input 12V

    Rgulateur 5V

    Module GSMTeltonika TM2

    3.8V

    RC6

    Adaptation duniveau de

    tension

    RC7RXTX

    5V

    Rgulateur3.3V

    5V

    SPI

    RC2

    RC5

    3.3V

    Figure III-6 : Diagramme bloc du Module embarqu

    Ce module comporte un lment central, le microcontrleur PIC 18F452, qui est en

    communication avec les diffrents modules savoir, le rcepteur EM-406 (en RS232, baud

    rate = 4800 bps), le module TM2 (en RS232, baud rate = 119200 bps) et la carte SD (en SPI).

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    31Chapitre III : Conception du systme

    En plus de ces modules, on trouve sur cette carte un certain nombre de rgulateurs permettant

    de fournir chacun deux le voltage ncessaire pour leur fonctionnement. Et enfin, on peut

    remarquer lutilisation dune adaptation duniveau de tension sur la communication Tx entre

    le microcontrleur et le TM2 et ce en utilisant un diviseur de tension pour obtenir la tension

    de 3.3V maximale supporte par le port Tx du GSM. Le mme principe est utilis pour les

    signaux de la communication SPI o la tension maximale supporte pour la communication

    de la carte SD est de 3.6V.

    Rgulateur

    3.8V

    Microcontrleur

    18F4550

    Input 12V

    Module GSM

    Teltonika TM2

    3.8V

    RC6

    Adaptation du

    niveau de

    tension

    RC7RX

    TX

    RC4

    RC5

    GND

    USB Port

    5V

    D+D-

    Figure III-7 : Diagramme bloc du Module Fixe

    Comme pour le premier module, celui-ci comporte un microcontrleur PIC 18F4550

    connect dune part au PC via le port USB et dautre part au modem GSM. Un rgulateur

    variable LM317 sert fournir la tension ncessaire au module TM2 aliment par une tension

    externe de 12V, alors que le microcontrleur tire directement le courant partir de la

    connexion USB.

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    32Chapitre III : Conception du systme

    III.2-Conception logicielle

    Normes et protocolesIII.2.1-

    Avant de dcrire les diffrents algorithmes utiliss dans ce systme, il est judicieux de

    commencer par prsenter les diffrents protocoles utiliss pour le transfert des donnes.

    Commandes AT

    Les commandes AT sont spcifies par lorganisme de standardisation de

    tlcommunication europen (ETSI). Ils permettent daccder directement aux fonctions dun

    module GSM par lintermdiaire dune connexion srie. Ces commandes sinspirent du

    standard Hayes. Chaque instruction commence par les caractres "AT" code en ASCII qui

    dsigne labrviation du mot "Attention" et se termine par un retour chariot (CR : Carriage

    Return). A chaque fois quune commande ou instruction est envoye au module, ce dernier

    doit rpondre soit favorablement par un message suivi dun "OK" soit dfavorablement par un

    "ERROR". Voici ci-dessous une liste des commandes AT les plus communes.

    Tableau III-1 : Commandes AT

    Commandes Fonction

    AT+CGMI Identification fabriquant

    AT+CGMM Identification modle

    AT+CSCS Alphabet utilis par le module

    AT+CPAS Etat dactivit du tlphone

    AT+CPIN Entrer le code PIN

    AT+CSQ Qualit du signal

    AT+CMGF Slection du format du SMS (PDU ou TEXT)

    AT+CMGR Lecture dun SMS

    AT+CMGS Envoie un SMS

    AT+CMGW Ecriture dun SMS

    Trames NMEA

    Le rcepteur GPS EM-406A, comme tout autre module GPS bas sur le chipset SiRF

    permet de fournir des trames comprenant toutes les donnes ncessaires pour bien se

    positionner nimporte quel endroit de la surface de la terre. Ces trames sont appeles

    NMEA. Ces trames, au nombre de sept, sont classes dans le tableau ci-dessous :

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    33Chapitre III : Conception du systme

    Tableau III-2 : Trames NMEA

    GGA heure, position et donnes de type fixe

    GLL Latitude, longitude, heure en GMT

    GSA Mode dopration du GPS, les satellites utiliss pour le positionnement ,

    valeur DOP13

    GSV Le nombre des satellites en vue et leurs identifiants, altitude, azimut, SNR

    MSS SNR, force du signal, frquence

    RMC Heure, date, position, vitesse

    VTG Vitesse par rapport au sol

    Lutilit de chacune de ces trames est expliqueplus en dtail dans lannexe6.

    Protocole SPI

    Une carte SD peut tre interface avec un microcontrleur par deux protocoles diffrents :

    protocole carte SD et protocole SPI. Comme le protocole SPI est plus communment utilis et

    quil a de multiples avantages (protocole simple de communication, communication en full

    duplex, interfaage matriel simple), il sera adopt dans notre systme. Le bus SPI est un bus

    srie asynchrone. Les outils utilisant les bus SPI oprent en mode maitre-esclave. Les quatre

    files que comporte le bus SPI sont : sortie (DO data out), entre (DI data in), horloge (CLK

    clock) et slection (CD chip select).

    Une carte SD dispose dun jeu de registres qui fournissent des informations propos de

    ltat de la carte. Quand le mode SPI est activ, les registres suivants sont disponibles :

    - Registre didentifiant de la carte (CID): contient toutes les informations relatives

    au constructeur.

    - Registre de donnes spcifiques la carte (CSD) : contient la vitesse de transfert,

    taille des secteurs, format des fichiers

    -

    Registre de configuration SD (SCR) : contient des informations sur des options

    spciales de la carte ainsi que ses limites en termes de performance.

    - Registre de contrle des oprations (OCR) : contient le profil de la carte en ce qui

    concerne le voltage VDD.

    Pour rcuprer une donne de la carte SD ou y crire une donne, lhte doit spcifier la

    longueur du bloc de donne lire/crire (entre 1 et 512 octets) ainsi que ladresse de dbut ne

    dpassant pas la capacit de la carte.

    13Dilution of precision

    14Signal to noise ratio

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    34Chapitre III : Conception du systme

    Protocole USB

    Universal Serial Bus est lune des interfaces les plus utilises dans les produits

    lectroniques de consommation de nos jours. LUSB est une interface srie grande vitesse

    de transfert offrant aussi une alimentation. Les donnes sont transmises sous forme de

    paquets. Un paquet commence par une synchronisation qui permet au rcepteur de

    synchroniser son horloge avec la donne. Puis arrivent les octets de donnes suivis par un

    signal de fin de paquet. Un paquet identifiant (PID), constitu de 4 bits, suit directement le

    signal de synchronisation et permet de reconnaitre le type dopration suivre.

    Chaque appareil utilisant le protocole USB possde un descripteur qui renferme

    lidentifiant du constructeur, la version de lappareil, la version de lUSB quil supporte, le

    nom de lappareil Ainsi chaque projet bas sur la communication USB doit imprativement

    contenir un fichier source descripteur. Le mode de communication quon va adopter est le

    HID (Humain Interface Device).

    Programmes des microcontrleursIII.2.2-

    Pour reprsenter un programme informatique normalis, une norme ISO15

    a t instaure

    en 1985 et porte le numro ISO 5807 et elle dcrit de faon dtaille les diffrents symboles

    utiliser. Ce type de reprsentation porte le nom dorganigramme (flowchart) et reprsente un

    algorithme ou un processus, montrant les tapes en tant que boites de diffrentes formes.

    15International Standards Organization

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    35Chapitre III : Conception du systme

    Module Fixe

    Fonction Principale Interruption USB

    Comm

    unicationentrePCetModuleGSM

    Dbut

    Initialisation

    Nouveau

    SMS?

    Bon

    numro?

    O Envoi des

    donne au PC

    (via USB)

    O

    Configuration?

    N

    Envoi SMS de

    configuration

    O

    N

    N

    Dbut

    interruption

    Maintient

    en vie de la

    connexion

    USB

    Remise 100

    du timer

    Fin interruption

    Figure III-8 : Organigramme du module Fixe

    La figure III-8 reprsente lorganigramme du module fixe. On peut clairement lire que ce

    dernier fonctionne en boucle infinie, durant laquelle il vrifie larrive de nouveaux messages,

    vrifie leurs origines et traite les donnes reues. En plus de cela, sur demande de loprateur,

    via linterface JAVA, le module envoie la configuration souhaite (numro de tlphone,intervalle denvoi de donnes). Il est aussi noter quen plus de cette fonction principale,

    une interruption base sur le "timer" est mise en place et se produit chaque 3.3ms. Pour ce

    faire, le "timer" TMR0L est initialis 100, ainsi avec une horloge tournant 48Mhz

    (interne), le 3.3ms est obtenu par cette quation :

    ( ) , avec 0.083s = priode de lhorloge

    et 256 est la taille prdfinie du "timer" (8 bits).

    Cette interruption sert maintenir la connexion tablie entre le PC et le microcontrleur.

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    36Chapitre III : Conception du systme

    Module Embarqu

    Fonction Principale

    Positionnementetmiseen

    formedescoordonnes

    Configuration

    Soft_UART

    Port.B

    Dbut

    Oprations

    Saisie

    trames

    Oprations

    criture SD

    Opration

    De Structuration

    GSM

    ConfigurationSoft_UART

    Port.D

    Intervalle

    atteint?Envoi SMS

    O

    Initialisation

    Erreur

    N

    N

    O

    Figure III-9 : Organigramme du module embarqu

    Lalgorithme du module embarqu (figure III-9) est nettement plus compliqu que celui

    de la partie fixe. Il est constitu de quatre grands sous-processus, qui dcrivent chacun une

    opration part, mais dpendante des rsultats des autres fonctions. Ces fonctions sont

    dtailles dans ce qui suit.

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    37Chapitre III : Conception du systme

    Module Embarqu

    Saisie Trames Ecriture sur SD

    Collectiondescoordonnes

    Dbut

    Caractere != $

    Lire les

    trames

    N

    O

    Donne != *O

    Fin

    N

    Dbut

    N dexcution

    = 0

    Extraire la date de

    la trame RMC

    O

    Extraire lheure et

    les coordonne

    de la trame RMC

    N

    Extraire la vitesse

    de la trame VTG

    Fin

    Figure III-10 : Organigramme manipulation des trames

    A cette tape (figure III-10), la procdure "saisie trames" est excute sept fois daffiles

    pour rcuprer toutes les trames mises par le rcepteur GPS. Les trames sont comprises entre

    les deux caractres $ et *. Une fois toutes les trames mmorises dans un stockage tampon,

    elles sont traitespar la procdure "criture SD", ou la date sera extraite pour lutiliser fin de

    nommer le fichier crer et o seront stockes les dplacements du jour. Aussi seront

    extraites les coordonnes de lobjet chaque instant, ainsi que sa vitesse. Toutes ces

    informations sont ensuite transfres la carte SD.

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    38Chapitre III : Conception du systme

    Module Embarqu

    Structuration des donnes du SMS

    Miseenformedescoordonnesenvoyer

    Dbut

    N dexcution

    = 0

    Configuration dumodule GSM

    (Commande AT)

    O

    Ecriture du SMS

    N

    Fin

    Nouveau SMS Bon numro?O Changement des

    paramtres

    N

    Configuration?O O

    Demandescoordonnes

    NN

    Ecriture du SMSO

    N

    Envoi du SMS

    Figure III-11 : Organigramme transfert de donnes

    Enfin on trouve lorganigramme de structuration des donnes (figure III-11) qui seront

    envoyes par SMS. Dans cette phase, deux tches sont effectues. La premire consiste en la

    vrification de larrive dun nouveau message et sa lecture pour connaitre la tche

    accomplir (changer les paramtres ou envoyer des coordonnes. Alors que la seconde est la

    mise en forme du contenu du message transmettre en temps opportun (rcurrence de

    transmission).

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    39Chapitre III : Conception du systme

    Programme de linterfaceIII.2.3-

    Il sagit l de la dernire tape de conception du traceur GPS et non la moins importante.

    En effet, il est question dans cette tape de fournir lutilisateur un accs aux informations

    dsires dune faon simple et conviviale. Pour ce faire, il ny a pas mieux quune application

    ralise base du langage JAVA. Notre choix sest arrt ce langage en particulierpour

    diverses raisons, dont la plus importante est la portabilit des applications ralises par ce

    dernier. La simple prsence dun environnement JAVA (Java Runtime Environment ) est

    suffisante pour faire fonctionner lapplication. Nanmoins, le langage JAVA prsente divers

    sous catgories dont notamment JAVAFX, JAVA Me Comme il sagit dune application

    destinepour lutilisation sur un PC et offrant une interface lutilisateur, on a opt pour une

    "JAVA Desktop Application".

    Lapplication se divise en trois grandes parties qui sont : les entre/sorties, laffichage et le

    traitement. Aucune de ces parties nest moins importante que les autres.

    Entres Sorties

    Lapplication prend ces donnes partir du port USB du PC et les envois via le mme

    port. Cependant, comme nimporte quel langage de haut niveau, le JAVA ne permet pas

    daccder directement aux donnes prsentes sur ce port. Ce qui nous amne utiliser un

    intermdiaire permettant le dialogue entre le logiciel (haut niveau) et loutil matriel. Cet

    intermdiaire porte le nom de pilote (Driver). Notre application nchappe pas la rgle, et

    exige ainsi de choisir un pilote capable de traduire les trames envoyes par le microcontrleur

    et les transmettre lentre de notre application (et vis vers sa). Mais en plus du pilote, il faut

    aussi trouver la librairie qui permet de bien lexploiter. Malheureusement, microchip noffre

    rien dans ce sens, ce qui nous a obligs nous tourner vers dautres constructeurs compatibles

    avec le PIC, et notamment le constructeur ATMEL, qui offre le pilote (AtUSBHID.dll) ainsi

    que sa librairie du mme nom.

    Traitement des donnes

    Le traitement des donnes consiste extraire les coordonnes et autres informations

    reues via le port USB et les placer dans des variables distinctes. Aussi, les coordonnes

    reues du GPS doivent subir une transformation pour pouvoir tre correctement affiches sur

    lcran. Les donnes envoyes par SMS sont sous la forme de coordonnes GPS NMEA :

    Degre Minutes.m (exp : 37 32.3564), ces coordonnes doivent tre transformes pour

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    40Chapitre III : Conception du systme

    pouvoir tre affiches sur une carte mondiale, et ce sous la forme Degre.Minutes (exp

    37.53927). Pour ce faire on applique la formule suivante :

    Ensuite, et grce lutilisation dune carte mondiale open source (figure III-12) qui est

    "OpenStreetView", on est capable de visualiser directement notre objet sur lapplication sans

    avoir utiliser une tierce application, vitant ainsi linstallation de logiciel supplmentaire et

    rduisant le cot dventuelles licences acheter.

    Figure III-12 : Interface JAVA

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    41Chapitre III : Conception du systme

    Affichage

    Pour mieux faciliter lutilisation de lapplication, une interface graphique intuitive est

    propose. Celle-ci est base sur la librairie swing propose par tous les IDE Java. Sont offert

    loprateur, un bouton connexion qui permet dtablir la liaison entre le PIC et lapplication.

    Pour pouvoir effectuer cette liaison, Le VID (Vendor Identifier) et le PID (Product Identifier)

    doivent correspondre ceux configurs ultrieurement dans le descripteur (ct

    microcontrleur). Aussi dautres informations sont prsentes lutilisateur, comme la taille

    du buffer utilis pour le transfert de donnes ou encore ltat de fonctionnement de

    lapplication. Enfin on a les coordonnes de lobjet et son point quivalent sur la carte

    (Waypoint).

    Conclusion

    Tout au long de ce chapitre, on a runi tous les lments ncessaires la ralisation de

    notre projet, quils soient des outils matriels ou logiciels. Ainsi, et aprs avoir vrifi les

    spcifications de chaque composant, on a pu raliser un montage complet permettant

    deffectuer la tche vise et un logiciel permettant lutilisateur de bien profiter de son

    produit. Aprs toutes ces tapes, il est temps de raliser le montage et de le tester sur le plan

    pratique. Ce sera lobjet du prochain chapitre.

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    IV Chapitre IV : Simulation et ralisation

    Chapitre IV :Simulation et ralisation

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    Chapitre IV : Simulation et ralisation

    Introduction

    Ce chapitre est en quelque sorte la concrtisation du travail prsent dans les chapitres

    prcdents. En effet durant ce chapitre, on va simuler nos deux montages (module fixe et

    module embarqu), et ce laide de divers outils de simulation et notamment le logiciel ISIS.

    Ensuite, la carte sera ralise et teste pour finalement valider les travaux effectus.

    IV.1-Simulation du systme

    Durant cette tape, de multiples outils informatiques seront utiliss. Certains sont

    gnraux (ISIS) et dautres sont spcifiques notre application (VirtualGPS) . Aprs avoir

    ralis le montage de simulation de la carte su r ISIS et fini dcrire le code destin aux PIC et

    avant de pouvoir effectuer les simulations, il a fallu faire quelques prparations avant de

    commencer la simulation. En effet, pour pouvoir simuler une entre de donne via le port

    COM venant du logiciel de gnration de trames GPS virtuelles, il a fallu crer une liaison

    entre deux ports COM fictifs.

    Pour ce faire, loutil "Virtual

    serial Port Driver" a t dune

    grand aide. En effet comme le

    montre la figure IV-1, il suffit

    de choisir les ports virtuels

    crer et relier. Ensuite, utiliser

    ces mmes ports dans ISIS

    dune part en utilisant le

    COMPIM (figure IV-2) et

    VirtualGPS dautre part. Figure IV-1 Pilote de Ports srie virtuels

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    44Chapitre IV : Simulation et ralisation

    Le COMPIM est un port srie virtuel incorpor dans le logiciel ISIS

    et permettant linteraction entre le simulateur et nimporte quel outil

    (rel ou virtuel) connect au PC.

    Quant au VirtualGPS (figure IV-3), il sert remplacer le vrai module GPS en gnrant les

    trames NMEA une frquence variable. Ainsi le dveloppeur peut choisir la position

    imposer au GPS ainsi que la date, lheure, la vitesse

    Figure IV-3 : gnrateur de trames NMEA

    Une fois tous ces outils de simulation mis en place et le programme du PIC install sous

    ISIS, vient le temps dobserver les rsultats qui saffichent sur le terminal virtuel. Voici deux

    figures (IV-4 et IV-5) qui prsentent respectivement les trames NMEA saisies par le PIC

    18F452, stockes sur sa mmoire et retransmises (la retransmission ne sert que pour la

    simulation ou le dbogage pour dtecter une quelconque anomalie) et les instructions AT

    destines au module GSM pour la transmission dun SMS frquence dfinie.

    Figure IV-2 : COMPIM

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    45Chapitre IV : Simulation et ralisation

    Enfin on trouve loutil de simulation de la connexion USB (USB Analyser) qui permet de

    visualiser tous les paquets transmis et reus par lUSB et ainsi dtecter une ventuelle erreur

    de programmation du PIC ou de linterface graphique Java.

    Figure IV-6 : Analyseur USB

    IV.2-Ralisation de la carte

    Aprs stre assur que tout fonctionne bien sur le plan thorique et dans la simulation,

    vient ltape de la pratique. Bien sr, la pratique nest pas toujours identique la thorie, cest

    pour cette raison quil a fallu faire des tests prliminaires sur plaque essai. Une fois que le

    systme fonctionne dans son intgralit, arrive la dernire tape qui est le routage et la

    ralisation des cartes lectroniques. La figure IV-7 montre le schma du routage des deux

    modules fixe et embarqu.

    Figure IV-4 : Trames NMEA (PIC)

    Figure IV-5 : Commandes AT

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    46Chapitre IV : Simulation et ralisation

    Pour pouvoir bien tester la carte une fois ralise, il est indispensable de prvoir un outil

    de contrle (figure IV-8) des donnes qui vhiculent sur la carte (entre et sortie du

    microcontrleur). Cest pour cette raison, quune autre carte, pouvant tre appele carte de

    dbogage a t ralise. Cette carte est constitue dun circuit intgr MAX232 ainsi quun

    connecteur srie femelle. Son utilit est de pouvoir connecter

    nimporte quelle sortie srie (destine pour les modules) au PC et

    de ce fait visualiser les donnes sur lhyperterminal. Cette carte

    est trs bnfique et permet non seulement un gain important de

    temps et deffort, mais elle aide surtout bien localiser les

    sources derreurs en labsence doutils de dbogage sophistiqus

    comme ceux fournis avec le PICkit.

    Enfin, le systme a t mis en marche. Et comme

    indiqu dans la figure IV-9, le module fixe a bien t

    reconnu par le PC et son pilote a t correctement install.

    Figure IV-7 : Schma du routage des cartes

    Figure IV-8 : Carte de dbogage

    Figure IV-9 : Detection du matriel

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    47Chapitre IV : Simulation et ralisation

    En plus de cela, le module embarqu a mis les coordonnes qui ont t reues par le PC et

    affiches sur lcran comme lindique la figure III-12, o le point indique la position de

    lobjet, et la bannire indique la