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5.3 SAE301 : Systèmes de transmission

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Ce projet consiste à mettre en place un Escape Game qui utilise des moyens de transmission différents pour chaque énigme. Une copie de la présenation est /EG/SAE301.pdf.

Les groupes de projets seront les mêmes que pour le module gestion de projets. Les TPs de 11 étudiants auront trois groupes de 4, 4 et 3 étudiants, celui de 10 : 4, 3 et 3.

5.3.1 Évaluations

Il y aura cinq évaluations :

• 1. (Novembre) une présentation du scénario du jeu avec le matériel demandé ;

• 2. (Janvier) la mise en place du jeu, avec les 1A pour joueurs ;

• 3. (Janvier, après) un cours sur les techniques de transmission utilisées ;

• 4. (En temps réel) le traditionnel WiKi (nouvelle édition) :

• 5. (Janvier) un film présentant le déroulé du jeu.

5.3.2 Scénario et matériel

Cette présentation se fera vers la mi-novembre. La liste du matériel demandé sera imprimée sur une feuille de papier et devra être validée par les enseignants AVANT la présentation. Après la présentation les documents de prêt (préparés pas les étudiants) seront posé sur Ametice qui validera la date de remise du document. Le matériel sera préparé dans une boîte en carton et remis à un membre du groupe.

L’évaluation portera sur :

• • un nom pour le jeu qui respecte le scénario

• • le respect du nom de fichier : scenarioNom.pdf (par ex : scenarioFuiteALaZone51.pdf) : pas d’espace, pas de caractère accentué ou bizarre

• • le document de prêt (en papier et sur amétice)

• • la prestation orale

• • la présentation (élémentaire) des techniques de transmission

• • l’ébauche du scénario

La première page sera utilisée lors de la phase de jeu pour faciliter l’identification des groupes. Elle doit donc contenir le titre du jeu, la liste des étudiants et l’année. Si elle est agréable, c’est un plus. Ces scénarios seront diffusés sur Internet en licence CC-BY-SA.

5.3.3 Cours

Le cours doit présenter chaque technique de transmission utilisée. Il pourra être illustré par la mise en pratique lors du jeu.

Il doit montrer pour chaque technique :

• 1. Histoire de cette technique.

• 2. Données techniques du signal à transmettre.

• 3. Modulation (ou autre) du signal.

• 4. Données technique du canal de tranmission.

• 5. Données technique du signal transmis.

Il faudra donc, au minimum, présenter les fréquences, le rapport signal sur bruit (ou ce qui y ressemble), le débit…

5.3.4 WiKi

La documentation du projet se fait sous forme de WiKi. L’évaluation tiendra compte de :

• 1. Qualité du document.

• 2. Continuité du travail, pour cela nous utiliserons l’historique.

Le document sera évalué la semaine précédent la semaine intersemestres, la date limite est donc fixée au lundi de cette semaine.

5.3.5 Vidéo

La vidéo doit présenter le déroulement du jeu. La cible marketting est constituée par les lycéens. L’évaluation tiendra compte de :

• 1. Le titre.

• 2. Le générique (comportant la liste des auteurs, des acteurs, du ou des réalisateurs, les logiciels et matériels utilisés).

• 3. La durée nécessaire pour montrer le déroulement (prévu).

• 4. Vous pouvez rajouter des erreurs, mais vous réussissez rapidement les énigmes.

• 5. Vous proposez aussi un teasing de deux ou trois minutes.

• 6. La qualité du film (nous ne sommes pas des critiques cinématographiques).

Les vidéos seront déposées sur Thorin, un lien sur le Wiki indiquera l’emplacement.

5.3.6 Le jeu

Par groupe de TD ou TP ?

• 1. pérénisation du jeu

• 2. fluidité des énigmes

• 3. qualité de la réalisation

5.3.7 Mise en place du jeu

Le jeu étant censé se dérouler avec plusieurs équipes en concurence, il faut pouvoir en temps réel suivre la progression des joueurs. Pour cela, une application Web (serveur sur Thorin) sera mise en place.

Chaque énigme doit utiliser (au moins) un système de transmission. Ce système sera mis en place et les étudiants pourront répondre aux questions techniques sur ce système.

5.3.8 Les techniques disponibles

• 1. Bluetooth ;

• 2. Bluetooth Low Energy ;

• 3. LoRa et LoRaWAN ;

• 4. Infrarouge ;

• 5. Ultrason ;

• 6. Transmission Hertzienne (AM et FM)

• 7. WiFi

• 8. (sous réserves) Ultra Wide Band

Toute autre technique peut être utilisée mais l’IUT ne prendra pas en charge l’achat du matériel, ce sera donc à l’initiative et sous la responsabilité de l’étudiant.

5.3.8.1 Bluetooth

Le bluetooth est principalement utilisé pour envoyer un signal HiFi sur une enceinte sans fil ou pour utiliser un kit mains-libres pour le téléphone. Les autres applications sont moins fonctionnelles. Il peut aussi être utilisé pour localiser un objet en affichant la puissance du signal reçu (RSSI).

• 1. Communication audio : ces deux modes sont assez facile à mettre en œuvre ;

• 2. Communication Asterisk : il est possible de coupler un téléphone Android à un serveur Asterisk pour utiliser un serveur vocal interactif ;

• 3. Localisation : elle est assez précise mais le RSSI sature à 0dB. Pour localiser précisément un objet, il faut éventuellement baisser sa puissance d’émission.

La plupart des portables disposent d’un composant Bluetooth, nous avons quelques dongle Bluetooth. Les Raspberry disposent de Bluetooth. Les téléphones mobiles aussi, mais pas forcément facile à gérer si il n’y a pas d’application dédiée. Les Espressif (M5stack) permettent de faire du Bluetooth (enfin je crois).

5.3.8.2 Bluetooth Low Energy

Ce protocole est standardisé par le même groupe que Bluetooth, mais il est incompatible. Nénamoins, les puces récentes des ordinateurs disposent des deux protocoles.

Le BLE est conçu pour les objets connectés. C’est par exemple, un capteur cardiaque. Il est possible d’échanger des données entre une gateway (Raspberry, par exemple) et un capteur/actionneur. Ces données peuvent être soit des chaînes de caractères, soit des caractéristiques spécifiques (tension artérielle, température). La nouvelle norme propose aussi de diffuser du son.

La localisation est très imprécise. Une extension (non disponible à l’IUT) permet de déterminer la direction du signal en utilisant alternativement deux antennes.

Les STM32WB et les ESP (M5stack) permettent de faire du BLE.

5.3.8.3 LoRa et LoRaWAN

Protocole longue distance

Le nom LoRa vient de LOng RAnge. Il définit la méthode Radio utilisée pour la communication physique. Le nom LoRaWAN définit le protocole et l’architecture du système. Ils permettent de mettre en place une communication longue distance (record de 2020 : 832km) à faible énergie et faible débit entre 300b/s et 50kb/s.

5.3.8.4 Infrarouge

La communication infrarouge est encore très utilisée. Elle permet de faire des barrières (comme pour les portails de garage), des télécommandes et aussi des communications numériques.

Nous disposons de télécommandes qui peuvent communiquer avec une station GNU/Linux en utilisant une clef RTL-SDR. Nous avons aussi des émetteurs et récepteurs grove.

5.3.8.5 Ultrason

Les ultrasons peuvent être utilisés pour mesurer une distance, mais aussi pour communiquer de manière discrète. Une légende urbaine prétend que certains magasins ajoutent des signaux ultrasonnores à la musique d’ambiance. Cela peut être utilisé par l’application du magasin pour localiser le consommateur. Normalement, tous les généreurs soniques (carte son) permettent de génerer des signaux inaudibles récupérés par une autre carte son.

5.3.8.6 Transmission Hertzienne

La transmission hertzienne couvre un large spectre. Nous disposons d’HackRF et d’AdalmPluto permettant de générer des signaux quelconques. Les clefs TNT constituent de bons récepteurs. Elles sont aussi capables de recevoir des signaux émis par d’autres équipements, comme les clefs d’automobiles, les bips de garage…

Les Raspberry peuvent émettre un signal en modulation de fréquence récupérable sur un autoradio.

5.3.8.7 WiFi

Le WiFi peut être utilisé pour programmer des équipements sans écran. L’objet, après configuration usine, propose un point d’accès qui peut être utilisé pour rentrer les paramètres de la box domestique. Après redémarrage, il se connecte à Internet par cette box.

Les raspberry permettent aussi de facilement créer un point d’accès pour un réseau expérimental.

5.3.8.8 (sous réserves) Ultra Wide Band

’ultra wideband (UWB), ou Ultra Large Bande en français (ULB) est une technique de modulation radio qui est basée sur la transmission d’impulsions de très courte durée, souvent inférieure à la nanoseconde, et sur un large spectre de fréquence. Ainsi, la bande passante peut atteindre de très grandes valeurs.

L’UWB pourrait être utilisé en tant que technique de communication sans fil, qui fournirait des taux de transfert réseaux très élevés sur des distances relativement courtes et à faible puissance. Bien que la vitesse de communication décroisse rapidement en fonction de la distance, l’UWB pourrait être capable de remplacer les systèmes filaires actuels.

L’UWB est également utilisé pour le positionnement de mobiles ou de divers objets. Des balises UWB situées sur les mobiles/objets émettent des données, qui sont reçues par des récepteurs répartis dans l’environnement. Ces derniers évaluent la distance des balises par mesure du temps de propagation des signaux, ce qui permet au système de calculer la position des mobiles par trilatération. UWB est moins sensible aux trajets multiples qu’un mode de modulation « classique » car les émissions sont de très courtes durées (impulsion) : ceci permet de réduire les erreurs lors de la détermination des temps de propagation. L’UWB est une technologie très performante en termes de géolocalisation à haute précision dans une infrastructure intérieure.

Nous disposons d’objets UWB, mais pas de cours simplifié, voir avec Sébastien Sanchez.

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