Cas d'utilisation
Cas d'utilisation - Protocole et débit de transmission - Décodage d'une trame de liaison série RS232
Les bouées et balises Argo
Afin de multiplier les données in situ des océans, les bouées et balises dérivantes sont essentielles. Elles permettent d’enregistrer des paramètres précis (température, salinité…) depuis la surface et jusqu’à 2000 mètres de profondeur en fonction des modèles.
Pour les balises Argo par exemple, on dénombre plus de 3900 flotteurs autonomes répartis dans toutes les mers du globe. Ces balises plongent pendant plusieurs jours pour effectuer leurs mesures puis remontent en surface où elles transmettent leurs informations par satellites.
Découvrez le programme Argo
Il existe d'autres types de bouée, découvrez comment elles sont déployés :
https://www.imoca.org/fr/news/news/des-bouees-scientifiques-deployees-par-les-skippers-en-mer-
Données techniques :
Un enregistreur numérique de données est embarqué pour relever les données des capteurs scientifiques (climatique et halieutique) à bord. Ces données sont datées par une trame GPS. L'enregistreur stocke 8 voies dans un fichier toutes les 8 minutes avec un en-tête contenant la trame GPS. Chaque donnée est composée de 16 bits soit 2 octets. Les 8 voies sont échantillonnées individuellement à 1 kHz. Une page de données équivaut à une minute de données enregistrées. Voir chapitre sur les trames NMEA.
Rappel :
Il existe plus d'une trentaine de trames GPS différentes. Le type d'équipement est défini par les deux caractères qui suivent le $. Le type de trame est défini par les caractères suivants jusqu'à la virgule. Par exemple :
$GPGGA,064036.289,4836.5375,N,00740.9373,E,1,04,3.2,200.2,M,,,,0000*0E
est une trame GPS de type GGA.
Les deux premiers caractères après le signe $ (talker id) identifient l'origine du signal2. Les principaux préfixes sont :
BD ou GB - Beidou ;
GA - Galileo ;
GP - GPS ;
GL - GLONASS.
Le préfixe GN est utilisé dans le cas de signaux mixés GPS + GLONASS.
Chaque trame a sa syntaxe propre, mais selon le cas elles peuvent ou doivent se terminer, après le *, par des bits de contrôle qui permettent de vérifier que la trame n'a pas été endommagée avant sa réception3.
La trame GGA est très courante car elle fait partie de celles qui sont utilisées pour connaître la position courante du récepteur GPS.
$GPGGA : Type de trame
064036.289 : Trame envoyée à 06 h 40 min 36 s 289 (heure UTC)
4836.5375,N : Latitude 48,608958° Nord = 48° 36' 32.25" Nord
00740.9373,E : Longitude 7,682288° Est = 7° 40' 56.238" Est
1 : Type de positionnement (le 1 est un positionnement GPS)
04 : Nombre de satellites utilisés pour calculer les coordonnées
3.2 : Précision horizontale ou HDOP (Horizontal dilution of precision)
200.2,M : Altitude 200,2, en mètres
,,,,,0000 : D'autres informations peuvent être inscrites dans ces champs
*0
On souhaite décoder une des trames transmises à 9600 bits.s-1 avec 8 bits de données, sans parité et 1 bit de stop.
On utilise cette trame dans le reste de l'exercice :
$GPGGA,123456,5432.456,N,01845.382,E,6,1,2.3,123.8,M,40.2,M,,,*42 CRLF (contrôle de ligne : retour chariot et retour à la ligne)
Trame de communication
Q1 : Placer sur le chronogramme ci-dessus, les bits Start, Stop et les bits du message de D0 à D6
Q2 : Reconstituer le message M sur 8 bits de D06 à D0 en binaire.
Q3 : Établir la conversion pour exprimer le message M en hexadécimal.
Q4 : En vous aidant de la table ASCII, déterminer le caractère envoyé.
Q5 : Déterminer le nombre de bits contenus dans une trame (Encapsulation + Données).
Q6 : En considérant qu'une trame GPS comporte 67 caractères et que ces derniers sont stockées en mémoire sur une carte de type micro SD à la vitesse de 9600 bits.s-1, déterminer le temps de transmission d'une trame de type GPS.
Q7 : A partir des données de l'enregistreur numérique à bord de la bouée maritime, déterminer la quantité de donnée, Q, en octets, engendrée par la numérisation des 8 voies provenant des capteurs pendant une page d'enregistrement.
Q8 : La transmission des 67 caractères du module GPS engendre la perte de données sciences. Déterminer la quantité de données perdues Qp, durant la transmission de la trame GPS.
Q9 : Proposer une solution pour minimiser la perte due à la transmission de l'en-tête, justifier par un calcul.
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