Réseau de capteurs longue distance

Cahier des charges

Présentation générale du projet

Contexte

Avec l'émergence de l'internet des objets,les réseaux des capteurs sont en plein essor mais sont actuellement fortement limités par l'autonomie énergétique des noeuds du réseau.

Objectif du projet

Conception d'une carte electronique afin de pouvoir réaliser les bases d'un réseau de capteurs basse consommation et longue portée.

Description du projet

Les réseaux de capteurs sont constitués de systèmes électroniques appelés noeuds capables de gérer l'acquisition des données de grandeur physique de leur environnement et permettent une transmission fiable de l'information qui est une grandeur numérique. Le but sera donc de réaliser une carte électronique à base d'un microprocesseur sur lequel sera connecté différents systèmes embarqués (comme les capteurs,..). La structure modulaire adoptée permettra de connecter à la carte d'autres extensions (par exemple un petit écran). Quelques contraintes sont à lever:

• La consommation d'énergie,optimisation en effectuant plusieurs tests :
  • tests de consommation (courant,tension),
  • tests de fonctionnement,
  • tests de portées, ...
• La miniaturisation de la carte (routage).

Les différents éléments de la carte électronique

Choix techniques : matériel et logiciel

Un descriptif fonctionnel des constituants de la carte :

• un micro-contrôleur de type ATMEGA328P : en charge de la lecture des mesures et du traitement des données,
• un module radio de type RF-LORA-868-SO : compatible avec l'Arduino avec une bande de fréquences large et une basse consommation,
• un programmateur ICSP compatible avec l'ATMEGA328P
• un régulateur à quatz
• quelques capteurs : de température, luminosité, ...
• un petit écran pour l'affichage (accessoire).

Feuille de route

Pour les pièces à assembler

Pour les pièces de puzzle il est possible de partir du fichier : [1].

• obtenir un premier prototype en carton avec la découpeuse laser ;
• modifier les pièces en ajoutant les encoches pour insérer les aimants commandés [2] ;
• trouver une méthode pour fixer durablement les aimants (colle, soudure, ...) ;
• réaliser la découpe définitive sur du MDF.

Pour les circuit imprimés

Récupérer le schéma d'un Arduino Uno CMS pour le logiciel de conception de circuit eagle : [3]

• en extraire les composants (menu exporter) ;
• déterminer les composants pour la partie alimentation ;
• déterminer les composants pour la partie micro-contrôleur ;
• créer le PCB pour la partie alimentation ;
• créer le PCB pour la partie micro-contrôleur en utilisant les lignes nécessaires.

Lire la documentation du module LORA RF-LORA-868-SO [4].

Carte capteur

Un extrait du rapport du projet "Création d’un système domotique sans fil" de 2014/2015 :

Pour communiquer avec les cartes filles, nous sommes partis sur un bus universel en 9 
signaux, comprenant alimentation, masse, port série, deux chips select, une entrée tout ou rien
et une entrée analogique.

Cet extrait définit les lignes à passer entre la pièce micro-contrôleur et la pièce capteur.

Première Semaine

L'étude des caractéristiques de LORA et micro-contrôleur.

Deuxième Semaine

Modélisation des composants sur les cartons.

Troisième Semaine

Souder le LED,les batteries, la diode et les aimants sur une plaque.

Quatrième Semaine

Dessiner les schématiques de nos composants sur ALTIUM.