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  • STATION MTO DAVIS VANTAGE PRO2

    DOSSIER DE PRSENTATION

    Pascal BARONIJean-Luc PADIOLLEAU

    Version du 19 septembre 2011

    1re STI2D spcialit SINLyce Jacques de Vaucanson1 Rue Vdrine37000 TOURS

  • 1RE STI2D SPCIALIT SIN STATION MTO DAVIS VANTAGE PRO 2

    1. PRSENTATION GNRALE

    1.1 DESCRIPTION La station mto tudie Vantage Pro2 6215fr est un modle professionnel permettant de mesurer des donnes mtorologiques tel que la temprature, la pluviomtrie, l'humidit, la pression atmosphrique, la vitesse et la direction du vent.Ce systme est constitu des 3 parties suivantes :

    Un ensemble de capteurs extrieurs ISS (1) aliment de faon autonome par panneau solaire et transmettant les informations acquises avec une technologie Sans fil .

    Une console d'affichage (2) recevant, grce une technologie Sans fil , les informations du module extrieur et possdant ses propres capteurs pour acqurir les donnes intrieures.

    Un systme d'acquisition de donnes (3) permettant un traitement de statistiques, le trac de courbes et la gnration d'historiques sur un ordinateur.

    1.2 CARACTRISTIQUES

    1.2.1 CARACTRISTIQUES DU MODULE DE CAPTEURS EXTRIEURS Le module extrieure ISS comporte initialement 5 capteurs et est aliment de faon autonome par une batterie d'accumulateurs, elle-mme recharge par un panneau solaire. En plus des capteurs lists par la suite, il y a possibilit de rajouter un capteur pour la mesure d'UV et un autre pour la mesure du rayonnement solaire.La transmission des informations la console s'effectue toutes les 2,5 secondes au moyen d'une onde radio dont la frquence porteuse est fixe 868 MHz. La modulation des donnes s 'effectue grce la technologie FHSS (saut de frquences utilis par la norme WIFI).

    Paramtre Rsolution Plage de mesure Prcision Technologie

    Temprature extrieure 0,1C -40 +60 C 0,5CSonde numrique 2 wires

    Humidit extrieure 1% 0 100% 3% de RH

    Orientation du vent 1 0 360 7 Potentiomtre de 20k

    Vitesse du vent (petites coupelles)

    1 km/h 3 193 km/h 5% Contact ILS : Nombre d'impulsions en 2,25s = la vitesse du vent en MPH

    Pluviomtrie 0,25mm 999,9 mm 4 % Contact ILS : 1 imp. / 0,2 mm

    LYCE JACQUES DE VAUCANSON PAGE 2/10

    (1) L'ensemble de capteurs extrieurs (2) La console d'affichage intrieure (3) le systme d'acquisition et son logiciel

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    1.2.2 CARACTRISTIQUES DE LA CONSOLE D'AFFICHAGE La console d'affichage est charge de communiquer l'utilisateur les donnes mtorologiques mises par les capteurs extrieurs l'aide d'un afficheur cristaux liquides. De plus elle possde ses propres capteurs afin de mesurer la temprature intrieure, la pression atmosphrique et l'hygromtrie.

    Paramtre Rsolution Plage de mesure Prcision Technologie

    Temprature intrieure 0,1C 0 +60 C 0,5C Capteur de temprature numrique

    Humidit intrieure 1% 20 90% 3% de RH Capteur capacitif

    Pression atmosphrique 0,1 hPa 540 1100 hPa 1 hPa Capteur de pression

    1.2.3 CARACTRISTIQUES DU SYSTME D'ACQUISITION DE DONNES Le systme d'acquisition est charg de transmettre les donnes mtorologiques acquises un ordinateur afin de les exploiter avec le logiciel Wheatherlink . On peut ainsi effectuer une surveillance plus fine des conditions climatiques.Le logiciel WeatherLink comprend les fonctions suivantes :

    Stocker jusqu' six mois de donnes selon un intervalle choisi (1, 5, 10, 15, 30, 60 ou 120 minutes).

    Consulter les conditions mto actuelles d'un coup d'il depuis la page bulletin instantan ou les diffrents graphiques.

    Crer des rapports d'observation mtorologique au format NOAA (National Climatic Data Center).

    Poster les conditions atmosphriques sur un site Web en y incluant d'autres donnes (tels que des images d'une webcam).

    Permettre le rglage de systmes de climatisation. Exporter les donnes vers un tableur.

    La transmission de donnes s'effectue grce une liaison srie au format RS232 ayant un dbit pouvant atteindre 19200 bauds.

    LYCE JACQUES DE VAUCANSON PAGE 3/10

    1. Rose des vents 2. Modes Graphique et Hi/Low

    (Min/ Max) 3. Icones de prvisions 4. Indication de Phase de la

    lune 5. Heure/Heure de lever du

    soleil 6. Date/coucher du soleil 7. Indication de bouton 2ND

    8. Flche de tendance de pression atmosphrique

    9. Icone graphique 10. Icone pluie 11. Indicateur de numro de

    station 12. Bande droulante mto 13. Zone graphique 14. Icone alarme

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    2. DESCRIPTION FONCTIONNELLE AVEC SYSML

    La description fonctionnelle de ce systme fait appel un outil rcent appel SysML . Ce dernier est constitu de plusieurs diagrammes normaliss. Dans notre cas nous nous limiterons 6 de ces diagrammes qui sont :

    Le diagramme d'exigence qui dfinie les contraintes que doit satisfaire le systme. Le diagramme des cas d'utilisation qui montre les interactions entre le systme tudi

    et ses acteurs. Le diagramme des squences qui dfinie les messages transitant entre le systme et ses

    acteurs diffrents instants. Le diagramme de dfinition des blocs qui dfinie les diffrents lments et leurs

    interactions l'intrieur du systme. Le diagramme des blocs internes qui dfinie la structure interne des diffrents blocs

    ainsi que les flux (information et/ou nergie) y transitant. Le diagramme d'tat qui permet de dcrire les diffrentes phases de fonctionnement du

    systme.

    2.1 DIAGRAMME D'EXIGENCES

    Autonomie nergtique

    Text : "La station mto doit treindpendante d'un rseau d'nergielectrique"Id : "01"

    Transmission sans fil

    Text : "La station mto doit transmettre lesdonnes acquises la console et au dataloggersans liaison filaire"Id : "02"

    Publication et diffusion des informationsText : "La station mto est en mesure detransmettre les informations relves l'ensemble de la plante via internet"Id : "03"

    req [package] Diagramme des exigences [Diagramme des exigences]

    2.2 DIAGRAMME DES CAS D'UTILISATION

    LYCE JACQUES DE VAUCANSON PAGE 4/10

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    2.3 DIAGRAMMES DES SQUENCES Un diagramme des squences dfinit les messages qui transitent entre le systme et son utilisateur. Dans le cas de la station mto, il y a autant de diagrammes que de phases de fonctionnement vis vis de la console d'affichage. Ainsi on aurait :

    un diagramme pour la phase de configuration, un diagramme pour l'affichage des donnes mtorologiques courantes, un diagramme pour chaque mode d'affichage spcifique (minima / maxima, alarme ).

    Dans ce dossier nous prsenterons seulement, titre d'exemple, celui concernant la phase de configuration.

    2.3.1 DIAGRAMME DES SQUENCES DE LA CONFIGURATION DE LA STATION

    LYCE JACQUES DE VAUCANSON PAGE 5/10

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    2.4 DIAGRAMME DE DFINITION DES BLOCS

    2.5 DIAGRAMMES DES BLOCS INTERNES

    2.5.1 DIAGRAMME DES BLOCS INTERNES DU MODULE DE CAPTEURS EXTRIEURS

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    Bloc Rle Flux d'entre Flux de sortie

    Capteur de temprature 1

    Traduire la temprature extrieure en signal lectrique Te NTe

    Capteur d'humidit 1 Traduire l'humidit extrieure en signal lectrique He NHe

    Pluviomtre Traduire la pluviomtrie en signal lectrique P BP

    Girouette Traduire l'orientation du vent en signal lectrique O UO

    Anmomtre Traduire la vitesse du vent en signal lectrique V BV

    Unit centrale processeur

    Traiter les donnes afin de les rendre exploitable pour les transmettre la console d'affichage

    NTe, NHe, BP, UO et BV NTD

    metteur HF mettre par onde lectromagntiques les donnes mtorologiques acquises TD RTD

    Panneau solaire Convertir l'nergie solaire en nergie lectrique WS WE

    Alimentation 1 Stocker et adapter l'nergie lectrique WE -

    Nom du flux

    Type de fluxDescription Plage de variation

    Type

    Information nergieAnalogique Boolen Numrique

    Te X Temprature extrieure en C -40 + 60C X

    NTe X Information numrique image de la temprature

    0 16385 (14 bits) X

    He X Humidit relative extrieure en % 0 100 % X

    NHe X Information numrique image de l'humidit 0 4095 X

    P X Pluviomtrie en mm 0 999,9 mm X

    BP X Signal lectrique binaire dlivrant une impulsion pour 0,2 mm de pluviomtrie

    1 imp / 0,2mm X

    O X Orientation du vent en 0 360 X

    U0 X Tension lectrique continue dont l'amplitude est image de l'orientation du vent

    0 5V X

    V X Vitesse du vent en km/h 3 193 km/h X

    BV X Signal lectrique binaire de frquence image de la vitesse du vent

    2 138 Hz X

    TD X Informations numriques reprsentant l'ensemble des donnes mtorologiques

    - X

    RTD X Onde lectromagntique reprsentant l'ensemble des donnes mtorologiques

    868 MHz X

    WS X nergie solaire -

    WE X nergie lectrique 3 V

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    2.5.2 DIAGRAMME DES BLOCS INTERNES DE LA CONSOLE DE VISUALISATION

    Bloc Rle Flux d'entre Flux de sortie

    Capteur de temprature 2

    Traduire la temprature intrieure en signal lectrique Ti NTi

    Capteur d'humidit 2 Traduire l'humidit intrieure en signal lectrique Hi NHi

    Capteur de pression Traduire la pression atmosphrique en signal lectrique Pa UPa

    Buzzer Communiquer sous forme sonore le dclenchement d'une alarme BSOUND SOUND

    Afficheur Communiquer sous forme visuelle les donnes mtorologiques NAFF AFF

    Clavier Introduire des commandes la console C NC

    Rcepteur HF Recevoir les ondes lectromagntiques mise par le module extrieur et les traduire en donnes exploitables par la CPU

    RTD TD

    Unit centrale processeur

    Traiter les donnes afin de les rendre exploitable pour les transmettre la console d'affichage

    NTi, NHi, UPa, NC, TD NAFF, BSOUND, NTX, DRX

    Bloc secteur Convertir l'nergie lectrique basse tension en trs basse tension WE1 WE2

    Alimentation (batterie) Stocker et fournir l'nergie lectrique WE2 -

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    Nom du flux

    Type de fluxDescription Plage de variation

    Type

    Information nergieAnalogique Boolen Numrique

    Ti X Temprature intrieure en C 0 + 60C X

    NTi X Information numrique image de la temprature

    0 16385 X

    Hi X Humidit relative intrieur en % 20 90 % X

    NHi X Informations numriques image de l'humidit

    0 4095 X

    Pa X Pression atmosphrique en hPa 540 1100 hPa X

    UPa X Tension lectrique continue dont l'amplitude est image de la pression atmosphrique

    0 5 VX

    BSOUND X Information binaire reprsentative de l'alarme X

    SOUND X Information sonore reprsentative de l'alarme X

    NAFF X Informations numriques reprsentatives des donnes afficher X

    AFF X Informations visuelles reprsentatives des donnes mtorologiques transmettre l'utilisateur

    X

    C X Consignes de l'utilisateur - X

    NC X Informations numriques reprsentatives des consignes de l'utilisateur

    - X

    RTD X Onde radio reprsentant les donnes mtorologiques extrieures

    - X

    TD X Informations numriques reprsentant les donnes mtorologiques extrieures

    - X

    TX X Informations numriques reprsentatives des donnes transmettre l'ordinateur

    19200 bauds X

    RX X Informations numriques reprsentatives des donnes reues de l'ordinateur

    19200 bauds X

    WE1 X nergie lectrique du secteur 230 V

    WE2 X nergie lectrique d'alimentation 12 V

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    2.6 DIAGRAMME D'TAT

    2.6.1 DIAGRAMME D'TAT DU MODULE DE CAPTEURS EXTRIEURS

    DIAGRAMME D'TAT DE LA CONSOLE D'AFFICHAGE

    LYCE JACQUES DE VAUCANSON PAGE 10/10

    1. Prsentation gnrale1.1 Description1.2 Caractristiques1.2.1 Caractristiques du module de capteurs extrieurs1.2.2 Caractristiques de la console d'affichage1.2.3 Caractristiques du systme d'acquisition de donnes

    2. Description fonctionnelle avec SysML2.1 Diagramme d'exigences2.2 Diagramme des cas d'utilisation2.3 Diagrammes des squences2.3.1 Diagramme des squences de la configuration de la station

    2.4 Diagramme de dfinition des blocs2.5 Diagrammes des blocs internes2.5.1 Diagramme des blocs internes du module de capteurs extrieurs2.5.2 Diagramme des blocs internes de la console de visualisation

    2.6 Diagramme d'tat2.6.1 Diagramme d'tat du module de capteurs extrieursDiagramme d'tat de la console d'affichage