DOSSIER TECHNIQUE
Annexes constituées de documents ressources et d’extraits de documentations constructeurs :
1 - Spécifications de l’écran tactile - page 2
2 - Contrôleur de la dalle tactile : ADS7846 - page 3
3 - Informations sur le protocole TCP/IP - page 7
4 - Tableau des caractères ASCII - page 10
5 - Émetteur Récepteur de bus différentiel : LTC1535 - page 11
6 - Liaisons séries (transmission asynchrone) - page 13
7 - Protocole de la liaison RS485 - page 15
8 - Commande de leds 16 bits : STP16CL596 - page 16
9 - Convertisseur Analogique/Numérique : AD9200 - page 18
10 - Amplificateur de son BOSCH : BPA49 - page 20
11 - Haut-parleur : FR 10 HM - page 21
12 - Antenne GSM/GPRS : ANT-GM862 - page 22
13 - Module GSM/GPRS - page 22
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Annexe 1 - Spécifications de l’écran tactile -
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Annexe 2 - Contrôleur de la dalle tactile : ADS7846 -
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Annexe 3 - Informations sur les protocoles TCP/IP -
Aux débuts de l'informatique, une fois les ordinateurs mis au point, des personnes eurent l'idée de les relier entre eux afin qu'ils puissent échanger des données : c'est le concept de réseau. Il a donc fallu mettre au point des liaisons physiques entre les ordinateurs pour que l'information puisse circuler, mais aussi un langage de communication pour avoir un réel échange. Ce langage a été désigné sous le nom de protocole.
1. Les protocoles TCP/IP.
"TCP/IP" provient des noms des deux protocoles majeurs sur les réseaux IP (Internet) et signifie "Transmission Control Protocol/Internet Protocol". TCP/IP représente l'ensemble des règles de communication sur Internet et se base sur la notion adressage IP, c'est-à-dire le fait de fournir une adresse IP à chaque machine du réseau afin de pouvoir acheminer des paquets de données. Etant donné que la suite de protocoles TCP/IP a été créée à l'origine dans un but militaire, elle est conçue pour répondre à un certain nombre de critères parmi lesquels : Le fractionnement des messages en paquets ; L'utilisation d'un système d'adresses ; L'acheminement des données sur le réseau (routage) ; Le contrôle des erreurs de transmission de données.
On parle d'adresse IP (Internet Protocol), car il s'agit du protocole qui permet d'identifier les machines et de router les informations sur le réseau Internet. Ces adresses sont codées sur 4 octets (32 bits) et sont la plupart du temps écrites en numérotation décimale en séparant les octets par des points.
Exemple : - en numérotation décimale 212.30.32.252 - en numérotation binaire 11010100.00011110.00100000.11111100
C'est l'IANA (Internet Assigned Numbers Agency) qui est chargée d'attribuer ces numéros.
2. Les différentes Plages d’adresses.
L'IANA a réservé certaines plages d'adresses pour une utilisation locale. Pour configurer un réseau local on doit utiliser ces plages d'adresses privées. Si on veut plusieurs sous- réseaux, il faut effectuer un découpage au sein de ces plages.
Classe Définition Adresses 1 seul réseau privé Classe A réseau 10.x.y.z de 10.0.0.0 à 10.255.255.255 plus de 16 millions d'adresses 16 réseaux privés de 172.16.y.z Classe B de 172.16.0.0 à 172.31.255.255 à 172.31.y.z plus d'un million d'adresses 256 réseaux privés de 192.168.0.z Classe C de 192.168.0.0 à 192.168.255.0 à 192.168.255.z près de 65000 adresses
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3. La trame Ethernet.
Sur un réseau local de type Ethernet V2, les données échangées entre les différents équipements sont encapsulées dans une trame respectant le protocole représenté ci- dessous.
longueur 56bits 8bits 48 bits 48bits 16bits 32bits variable Adresse MAC Adresse MAC Ether Préambule SFD Données FCS destination source Type 7 octets 10101011 6 octets 6 octets 2 octets 4 octets 10101010
Chaque trame Ethernet débute par un préambule qui a pour but de synchroniser les récepteurs des appareils connectés. Les deux bits à 1 du champ SFD (Start Frame Delimitor) indiquent le début de la trame. Les champs Adresses contiennent les adresses MAC destination et source des équipements communicants (cet adressage "Medium Access Control" est destiné à distinguer les différents équipements d’un même segment de réseau). Le champ EtherType est un identifiant indiquant le protocole de niveau supérieur (IP, ARP, ICMP, RARP, IGPM). Par exemple, le protocole IP est identifié par la valeur 0x0800. Le FCS (Frame Check Sequence) permet de détecter les erreurs de transmission.
Les données circulent sous forme de datagrammes (on parle aussi de paquets). Les datagrammes sont des données encapsulées, c'est-à-dire des données auxquelles on a ajouté des entêtes correspondant à des informations sur leur transport.
4. Le datagramme IP
32 bits
Longueur Version Type de service Longueur totale, en octets d'en-tête (4 bits) (8 bits) (16 bits) (4 bits) Identification Drapeau Décalage fragment (16 bits) (3 bits) (13 bits) Durée de vie Protocole Somme de contrôle en-tête (8 bits) (8 bits) (16 bits) Adresse IP source (32 bits) Adresse IP destination (32 bits) Données (longueur variable)
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Signification des différents champs :
Version (4 bits) : il s'agit de la version du protocole IP que l'on utilise Longueur d'en-tête, ou IHL pour Internet Header Length (4 bits) : il s'agit du nombre de mots de 32 bits constituant l'en-tête. (en général 5x4=20 octets) Type de service (8 bits) : il indique la façon selon laquelle le datagramme doit être traité. Longueur totale (16 bits): il indique la taille totale du datagramme en octets. La taille de ce champ étant de 2 octets, la taille totale du datagramme ne peut dépasser 65536 octets. Utilisé conjointement avec la taille de l'en-tête, ce champ permet de déterminer où sont situées les données. Identification, drapeaux (flags) et déplacement de fragment sont des champs qui permettent la fragmentation des datagrammes. Durée de vie appelée aussi TTL, pour Time To Live (8 bits) : ce champ indique le nombre maximal de routeurs à travers lesquels le datagramme peut passer. Ainsi ce champ est décrémenté à chaque passage dans un routeur, lorsque celui-ci atteint la valeur critique de 0, le routeur détruit le datagramme. Cela évite l'encombrement du réseau par les datagrammes perdus. Protocole (8 bits) : ce champ, en notation décimale, permet de savoir de quel protocole est issu le datagramme. Somme de contrôle de l'en-tête, ou en anglais header checksum (16 bits) : ce champ contient une valeur codée sur 16 bits qui permet de contrôler l'intégrité de l'en-tête afin de déterminer si celui-ci n'a pas été altéré pendant la transmission. Adresse IP source (32 bits) : Ce champ représente l'adresse IP de la machine émettrice. Adresse IP destination (32 bits) : adresse IP du destinataire du message.
5. Le datagramme TCP
32 bits
Port Source (16 bits) Port destination (16 bits) Numéro d'ordre (32 bits) Numéro d'accusé de réception (32 bits) Longueur Réservé Flags de l’en-tête Fenêtre de synchronisation (16 bits) (6 bits) (10 bits) (4 bits) Somme de contrôle (16 bits) Pointeur d'urgence Données (longueur variable)
Signification des différents champs :
Port Source (16 bits): Port relatif à l'application en cours sur la machine source. Port Destination (16 bits): Port relatif à l'application en cours sur la machine de destination. Numéro d'ordre (32 bits): Numéro d'ordre du paquet. Numéro d'accusé de réception (32 bits): Numéro d'accusé de réception également appelé numéro d'acquittement Longueur d’en-tête : longueur de l'entête multiple de 4 octets. (en général 5x4=20 octets) Flags : Indicateurs pour le contrôle de flux entre l’émetteur et le récepteur. Fenêtre de synchronisation ; Somme de contrôle ; Pointeur d'urgence : Toujours à 0x0000. Données à transmettre : Remarque : La longueur des données est variable et se calcule de la manière suivante :
Longueur totale Datagramme IP - Longueur d'en-tête IP - Longueur d’en-tête TCP.
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Annexe 4 - Tableau des caractères ASCII - code code code code caractère caractère ASCII Hexadécimal ASCII Hexadécimal NUL (Null) 0 00 G 71 47 SOH (Start of heading) 1 01 H 72 48 STX (Start of text) 2 02 I 73 49 ETX (End of text) 3 03 J 74 4A EOT (End of transmission) 4 04 K 75 4B ENQ (Enquiry) 5 05 L 76 4C ACK (Acknowledge) 6 06 M 77 4D BEL (Bell) 7 07 N 78 4E BS (Backspace) 8 08 O 79 4F TAB (tabulation horizontale) 9 09 P 80 50 LF (Line Feed, saut de ligne) 10 0A Q 81 51 VT (Vertical tabulation, tabulation verticale) 11 0B R 82 52 FF (Form feed) 12 0C S 83 53 CR (Carriage return, retour à la ligne) 13 0D T 84 54 SO (Shift out) 14 0E U 85 55 SI (Shift in) 15 0F V 86 56 DLE (Data link escape) 16 10 W 87 57 DC1 (Device control 1) 17 11 X 88 58 DC2 (Device control 2) 18 12 Y 89 59 DC3 (Device control 3) 19 13 Z 90 5A DC4 (Device control 4) 20 14 [ 91 5B NAK (Negative acknowledgement) 21 15 \ 92 5C SYN (Synchronous idle) 22 16 ] 93 5D ETB (End of transmission block, fin de bloc 23 17 ^ 94 5E de transmission) CAN (Cancel, annulation) 24 18 _ 95 5F EM (End of medium, fin du médium) 25 19 ` 96 60 SUB (Substitute, substitut) 26 1A a 97 61 ESC (Escape, caractère d'échappement) 27 1B b 98 62 FS (File separator, séparateur de fichier) 28 1C c 99 63 GS (Group separator, séparateur de 29 1D d 100 64 groupe) RS (Record separator, séparateur 30 1E e 101 65 d'enregistrement) US (Unit separator, séparateur 31 1F f 102 66 d'enregistrement) SP (Space, espace) 32 20 g 103 67 ! 33 21 h 104 68 " 34 22 i 105 69 # 35 23 j 106 6A $ 36 24 k 107 6B % 37 25 l 108 6C & 38 26 m 109 6D ' 39 27 n 110 6E ( 40 28 o 111 6F ) 41 29 p 112 70 * 42 2A q 113 71 + 43 2B r 114 72 , 44 2C s 115 73 - 45 2D t 116 74 . 46 2E u 117 75 / 47 2F v 118 76 0 48 30 w 119 77 1 49 31 x 120 78 2 50 32 y 121 79 3 51 33 z 122 7A 4 52 34 { 123 7B 5 53 35 | 124 7C 6 54 36 } 125 7D 7 55 37 ~ 126 7E Touche 8 56 38 127 7F suppression 9 57 39 H 72 48 : 58 3A I 73 49 ; 59 3B J 74 4A < 60 3C K 75 4B = 61 3D L 76 4C > 62 3E M 77 4D ? 63 3F N 78 4E @ 64 40 O 79 4F A 65 41 P 80 50 B 66 42 Q 81 51 C 67 43 H 72 48 D 68 44 I 73 49 E 69 45 J 74 4A F 70 46 H 72 48
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Annexe 5 - Émetteur Récepteur de bus différentiel : LTC1535 -
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Annexe 6 - Liaisons séries (transmission asynchrone) - 1. La liaison RS232.
Les ordinateurs de type PC sont tous équipés d'interfaces de communication série, communément repérées COM1, COM2, etc. Ces interfaces obéissent à la norme RS232 qui régit le protocole de la transmission et ne peut réunir que deux appareils et pas davantage.
C'est une liaison asynchrone, c'est à dire que le signal d'horloge n'est pas transmis. C'est une liaison point à point, c'est à dire qu'elle lie 2 et seulement 2 objets. Médium utilisé: Avec 3 fils (au minimum), deux appareils communiquent entre eux des informations binaires en série par une liaison RS232. Ces fils sont généralement réunis dans un câble blindé permettant la transmission sur une distance de plusieurs dizaines de mètres. Ces fils se nomment: TX TX RX : Signal de Réception des Données. RX RX TX : Signal de Transmission des Données. GND : Potentiel 0V de référence. GND GND Niveaux de tension: Plus les niveaux de tension sont élevés, plus l'immunité aux bruits est importante, et donc plus la distance de transmission peut être grande. C'est pourquoi, il n'est généralement pas utilisé de tensions inférieures à ±10V pour représenter les niveaux logiques.
Il n’est pas possible de connecter directement la liaison série sur le port d’entrée d’un microcontrôleur. Il faut au préalable insérer une interface permettant de convertir les signaux TTL provenant des deux broches de communication série (TxD et RxD) à des niveaux ±12 V requis par la ligne RS232.
Protocole de la transmission.
Le format de la liaison RS232 comporte des bits de début de transmission (START) et de fin de transmission (STOP). Les bits de données commencent par le bit 0 de poids faible (LSB) et se terminent par le bit 7 de poids fort (MSB). Ces bits sont compris entre les bits de début de transmission et de fin de transmission. La transmission peut comporter un bit appelé bit de parité. Tous les bits ont une durée constante déterminée par la vitesse de la transmission exprimée en bit par seconde. Les vitesses possibles varient de 110 bits/s à 921600 bits/s. La vitesse de transmission ne correspond pas au nombre de mots utiles envoyés par seconde. Exemple : La figure ci-dessous illustre le format des niveaux logiques d’une transmission TTL dans le cas d’un mot de 8 bits avec un bit de stop et aucun bit de parité (10 bits sont nécessaires).
Etat de la ligne de transmission au repos (appelé "MARK") Durée variable
LSB MSB
Bit 0 Bit 1 Bit 2 Bit 3 Bit 4 Bit 5 Bit 6 Bit 7 Bit
(NL1) (NL0)
Information utile (1 mot) STOP Bit
Bit START Bit Bit START START Bit
Début d'une transmission Fin d'une transmission (synchronisation) (retour au repos de la ligne)
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2. La liaison RS485. La transmission RS485 se fait sur une ligne électrique appelée « paire torsadée », par des variations de tension en mode différentiel. L’utilisation de niveaux complémentaires, pour constituer les deux signaux sur la ligne, assure une tension différentielle équilibrée et limite l’influence des sources de bruits extérieurs. Transmission multipoints Une ligne RS-485 réalise une communication bidirectionnelle "half-duplex". Ceci signifie que les informations sérielles sont véhiculées sur une même ligne tantôt dans une direction, tantôt dans l'autre. Le passage d'un mode à l'autre (transmit/receive) est défini par le protocole de communication entre la dalle tactile et la girouette. La caractéristique principale d'une ligne de transmission RS-485, qui la distingue de la RS-422, est sa capacité à supporter sur une même ligne jusqu'à 32 émetteurs et 32 récepteurs. La liaison RS-485 a toutes les caractéristiques d'un bus informatique, il apparaît alors la notion de réseau. Une ligne RS-485 peut donc interconnecter en parallèle plusieurs dispositifs, dotés chacun d'un émetteur et d'un récepteur. De la sorte, une communication peut s'établir entre n'importe quelle paire de ces dispositifs avec une remarquable économie de moyens (deux fils). Des distances maximales de l'ordre du kilomètre sont possibles.
Les abonnés du bus sont identifiés par des adresses attribuées par l’utilisateur. Deux abonnés ne peuvent avoir la même adresse.
La liaison RS485 utilise un protocole asynchrone de type liaison RS232 : un mot transmis est constitué d’un bit de Start, des données, d’un éventuel bit de parité et d’un bit de Stop. 3. Comparatif des liaisons séries RS232, RS422, RS 485.
Liaison Série RS232 RS422A RS485 Mode de transmission Asymétrique Différentiel Différentiel 5 fils Connexions électriques 3 fils 3 fils Paire Tx, Paire Rx minimales Tx, Rx et GND Tx, Rx et GND et GND Nombre d’émetteurs 1 1 32 Nombre de récepteurs 1 31 32 Longueur maximal du câble 15 m 1200 m 1200 m Débit maximum 115200 bits/s 10 Mbits/s 10 Mbits/s Sensibilité Récepteur 3V 0,2V 0,2V
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Annexe 7 - Protocole de la liaison RS485 -
La trame de commande d’affichage est construite par le pupitre de commande de la manière suivante : Format standard des trames :
1 octet 0x00 : Octet de début trame
1 octet Adresse du destinataire Nombre x d’octets de données dans la trame 1 octet o MSB 1 octet o LSB
Données constituant la trame (x octets) Voir détail 1 octet o Nature du message à afficher du 1er octet
1 octet o Décalage gauche
de données .. o .. ci-dessous
o
......
1 octet Checksum
Le 1er octet de données détermine la nature du message à afficher. Le nombre d’octets de données varie en fonction de ce 1er octet. Il existe 3 possibilités :
. Cas 0xFF (logo monochrome) o Décalage gauche 1 octet o Décalage bas 1 octet o Taille du logo (n) 1 octet o Couleur du texte 1 octet o Couleur du fond 1 octet o Nombre d’octets par colonne 1 octet o Description du logo n octets
. Cas 0xF0 (logo multi-couleur) o Décalage gauche 1 octet o Décalage bas 1 octet o Taille du logo (n) 1 octet o Nombre de pixels par colonne 1 octet o Couleur des n pixels n octets
. Cas 0x0n (n : nombre de chiffres pour afficher le numéro de la ligne de bus). o Décalage gauche 1 octet o Décalage bas 1 octet o Espace entre digits 1 octet o Numéro de police 1 octet o Couleur du texte 1 octet o Couleur du fond 1 octet o Détourage (0xFF) ou non (0x00) 1 octet o Couleur de détourage si besoin 1 octet o Liste des codes ASCII des chiffres à afficher n octets
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Annexe 8 - Commande de leds 16 bits : STP16C596 -
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Figure 6 : Block Diagram
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Annexe 9 - Convertisseur Analogique/Numérique : AD9200 -
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Annexe 10 - Amplificateur de son BOSCH : BPA49 -
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Annexe 11 - Haut-parleur : FR 10 HM -
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Annexe 12 - Antenne GSM/GPRS : ANT-GM862 -
Caractéristiques de l’antenne GSM/GPRS
Antenne GSM/GPRS : ANT-GM862
Antenne "Quad-band" omnidirectionnelle (hauteur: 88 mm). Gain 2,14 dBi.
Puissance max.: 20 W. Polarisation verticale.
Embase magnétique avec câble de 2,5 m et sortie sur connecteur "FME".
Livrée avec adaptateur "FME" / "MMCX".
Annexe 13 - Module GSM/GPRS -
De faibles dimensions (33,5 x 38,8 x 5,6 mm), ce module OEM est un "GSM/GPRS" "Quad-band" faible consommation capable de supporter divers modes de communication: "voix", "SMS", "Fax", "V24", "CSD". Doté de diverses entrées/sorties et d'une liaison série, il est spécialement conçu pour la réalisation d'applications de gestion et de contrôle à distance. Doté d'un connecteur "MMCX" pour antenne externe et d'un lecteur de carte SIM intégré, il opère dans les bandes 850 / 900 / 1800 et 1900 MHz. Caractéristiques électriques:
- Alimentation: 3,5 à 4,2 V (3,8 V nominal) - Consommation: < 2 mA (mode Idle) - Consommation moyenne en appel (GSM pwr. niveau 5): 300 mA - Dimensions: 33,5 x 38,8 x 5,6 mm - Poids: < 10 g - Gamme de température: -20 °C à + 55°C - Connecteur pour carte SIM (modèle 1,8 et 3 V)
- La carte SIM n'est pas livrée - Connecteur d'antenne MMCX 50 ohms - Puissance de sortie: > Classe 4 (2 W) pour EGSM 850 / 900 MHz > Classe 1 (1 W) pour GSM 1800 / 1900 MHz
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