Cette UP a pour objectif d’étudier les technologies de communication filaires d’un objet connecté afin de pouvoir les spécifier, les sélectionner et les utiliser avec efficience.
La première partie étudie de manière théorique et pratique les dispositifs de transmission radio modernes pour être capable de spécifier et de déployer des objets connectés dans des écosystèmes variés de type Internet des Objets, Réseaux de capteurs sans fils, machine-à-machine M2M, Systèmes Cyber-Physique :
1. l’électronique de télécommunication, en particulier les dispositifs analogiques dits « front-end » : modems, amplificateurs, filtres, antennes ;
2. les techniques de conception radio front-end : adaptations d’antenne et d’impédance, techniques de réduction de bruit et amplificateurs de puissance
3. les protocoles radio performants pour les objets connectés : environnements durs, longues distances, basse consommation ;
4. la réglementation et les normes radio ;
Cette partie s’appuie en TD sur des études de cas et en TP sur l’utilisation d’appareils de mesures et de dispositifs de transmission radio.
La seconde partie de cette UP permet d’acquérir les compétences nécessaires à l'utilisation et à l’implémentation au sein d'objets communicants de protocoles de communication filaires. Le support des apprentissages dans cette partie sera un ensemble de plateformes à microcontrôleurs que les élèves ingénieurs apprendront à programmer et auxquelles ils pourront ajouter des composants externes pour en augmenter les fonctionnalités.
| A la fin de l’unité pédagogique, l’élève sera capable de : | Niveau de taxonomie | Priorité |
|---|---|---|
| Connaître et comprendre les principes et les enjeux fondamentaux des systèmes de transmission radio modernes. | 1. Connaître | Essentiel |
| Analyser et spécifier fonctionnellement un système de transmission radio complet. | 4. Analyser | Essentiel |
| Maîtriser l’usage de l’analyseur de spectre et savoir analyser un spectre radio large bande et bande étroite. | 3. Appliquer | Essentiel |
| Savoir calibrer et adapter des réseaux d’antenne, de filtres et d’amplification pour rendre fonctionnel un objet communicant, en fonction du protocole de communication mis en place | 3. Appliquer | Important |
| Connaître les différents types de communications dans les systèmes | 1. Connaître | Utile |
| Comprendre le but d'un protocole de communication | 2. Comprendre | Important |
| Réaliser des systèmes communicants à partir de sous-systèmes | 3. Appliquer | Essentiel |
| Analyser des systèmes communicants existants pour les améliorer | 4. Analyser | Essentiel |
| Part de l'évaluation individuelle | Part de l'évaluation collective | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| Examen sur table : | 30 | % | Livrable(s) de projet : | 0 | % |
| Examen oral individuel : | 0 | % | Exposé collectif : | 0 | % |
| Exposé individuel : | 0 | % | Exercice pratique collectif : | 25 | % |
| Exercice pratique individuel : | 25 | % | Rapport collectif : | 20 | % |
| Rapport individuel : | 0 | % | |||
| Autre(s) : 0 % | |||||
| Type d’activité pédagogique : | Contenu, séquencement et organisation |
|---|---|
| Cours | - Principes généraux des radiocommunications - Le bruit en radio communication - Electronique radiofréquence pour les objets connectés - Modulations numériques - Techniques radio ultra optimisées - Protocoles, standards et réglementations - Conception des émetteurs et récepteurs radiofréquence pour les objets connectés - Protocoles de communication filaires et leurs types d'utilisations.
|
| Travaux Dirigés | - Spécification de système radio ISM : critères d’ingénierie produit (portée, débit, consommation, coût) – Comparatif des protocoles - Théorie de l’Information de Shannon : exercices applicatifs de codage canal et codage source - Calculs de bilans de transmission – calcul de limite de réception de récepteurs radio - Sourcing de composants radio |
| Travaux pratiques | - Observation et interprétation à l’analyseur de spectre des bandes radio réglementaires - Modulations et encombrement spectral, intérêt du filtrage. - Législation : pré-qualification d’un émetteur. - Mise en œuvre d’amplificateurs et mesure de facteur de bruit. - Puissance et sensibilité. Etude d’une transmission LoRa. Paramétrage d’un transmetteur radio selon un cahier des charges. - Mesures de qualité d’antenne à l’analyseur de réseau vectoriel. Adaptation de résonance à l’abaque de Smith. - Travaux pratiques illustrant les concepts théoriques vu pendant le cours « protocoles de communication » - Prise en main des outils permettant la mise en œuvre des communications au sein de systèmes cyber-physiques. |
| Etude de cas | Mise en œuvre dans le cadre d’une étude de cas de tous les protocoles étudiés. |