1 Études dapprofondissement M2GI Option SRR Jérémie NOWAK [email protected] UJF/IMA/DRTGI/M2GI/SRR Année Universitaire 2003-2004

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Études d’approfondissementM2GI Option SRR

Jérémie NOWAK

[email protected]

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


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

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Intermission

Champ d’arbitrage

1 1 1

Champ de CRC

Champ de ACK

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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


Des questions ?

P.D.A. ça veut dire quoi ?

Documents

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