BTS INFORMATIQUE ET RESEAUX
POUR L’INDUSTRIE ET LES SERVICES TECHNIQUES
Session 2009

EPREUVE E.4
Etude d’un système informatisé

Surveillance du viaduc de Millau

Corrigé (xx pages)
A.
B.

B.1.1
But de la mesure Type de capteur
Accéléromètre




Extensomètre
déplacement
Anémomètre




Inclinomètre
température




Hygromètre
Capteur de


Capteur de




Température de l’acier du tablier 30
Humidité 4
Température atmosphérique au 1
pied de P2
Vitesse et direction du vent 4
Déformations du béton dans les 52
piles
Gradients thermique du béton 38
des piles
Inclinaison/rotation des piles 26
Amplitude et fréquence des 12
oscillations
Ouverture des joints de chaussée 4
sur les culées
Nombre total 12 4 4 69 52 4 26


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 B.1.2




{T,20} {T,18}


C8 P7 P6 P5 P4 P3 P2 P1 C0




{C,2} {C,2}
{An,1}
{An,1} {T,1}

{An,1}




B.2


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 B.2.1 Rθ en fonction de la température θ
Résistance en Ω




110



100



90Ω




- - - 0° 10° 20° 30° 40° 50°
Température en
°C



B.2.2 θ)
Equation Rθ=f(θ
Rθ=100(1+0.004θ)=100+4. θ

B.2.3 Erreur totale
± 0.212 + 0.2 2 + 0.0012 =± 0.29°C


B.3
B.3.1
B1 ■ ► optoélectronique

B2 ■ ► électronique numérique

B3 ■ ► mécanique

B4 ■ ► optique

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Informatique Industrielle
C.
C.1 Equipements SOFO

C.1.1
Les deux nœuds placés aux extrémités d’un bus CAN doivent comporter des
résistances (120 ohms usuellement) pour éviter les phénomènes de
réflexions des signaux. Le « Terminator », à installer si le switch optique est placé
au bout d’un bus, contient donc cette résistance.

C.1.2
Cette adresse pourrait être codée dans le champ “identifiant” (11 bits en
CAN2.0A / 29 bits en CAN2.0B) de la trame CAN.

C.1.3
Absence de lumière -> état récessif
Présence de lumière -> état dominant

C.1.4
La documentation indique une capacité minimale de 8000 mesures pour la version
4MB. On a 10 mesures effectuées toutes les 10 minutes.
Une durée totale de (800 / 10) x 10 minutes peut donc être obtenue, soit 8000
minutes, ou encore 8000 / 60 = 133 heures.
Donc tlog =[ (800 / 10) x10] / 60 = 133 heures

C.2 Concentration des données d’acquisition
C.2.1
La figure fait apparaître un jeton circulant à tour de rôle entre les maîtres. La
machine qui a le jeton peut utiliser le support. Ce système assure donc à une
machine une fenêtre d’émission à intervalle régulier. PROFIBUS apporte donc le
déterminisme par rapport à Ethernet.

C.2.2
La documentation évoque le « ping », qui relève du protocole ICMP.


C.2.3
La bonne réponse est « Temps minimum imposé au système sollicité avant
qu’il ne puisse répondre », soit la quatrième proposition.


C.2.4
Durée de la requête de 8 octets = 8 CT + 7 T1 = 8 CT + 7 x 1.5 CT
Durée de la réponse de 9 octets = 9 CT + 8 T1 = 9 CT + 8 x 1.5 CT
La durée entre la requête et la réponse est T2 = 2 CT.
La prochaine requête pourra avoir lieu T3 = 3 CT après la réponse.


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 Tit = 8 CT + 7 x 1.5 CT + 2 CT + 9 CT + 8 x 1.5 CT + 3 CT
Tit = 44.5 CT
AN : Tit = 8499.5 µs, soit 8.5 ms

C.2.5
Télégramme de requête
ADR=0xA4 REGSTA=0x0012 REGNUM=0x0004
soit la trame :

04 X X

Télégramme de réponse
ADR=0xA4 BYTNUM=0x08
soit la trame :

X X


C.2.6 float f ;
unsigned char T[4], *puc;
/* désignation de l’octet de poids faible de f par puc */
puc = (unsigned char * ) &f;
/* Stockage du poids faible de f dans T[0] */
T[0] = *puc;
puc++;
T[1] = *puc;
puc++;
T[2] = *puc;
puc++;
T[3] = *puc;

C.2.7
short MODBUS ::calcul_crc(unsigned char telegramme[ ], int nb_octet)
{short crc = 0xFFFF;
Int i = 0, j;

while ( i != nb_octet)
{

crc^=*(telegramme + i) ;
for(j=0 ; j<8 ; j++)
if ((crc & 0x0001) == 0x0001)
{crc>>=1;
crc^=0xA001;
}
else crc>>=1;
i++;


}
return (crc);
}
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 C.3 Direction et vitesse du vent
C.3.1
XON/XOFF est un contrôle de flux logiciel évitant l’ajout de fils entre un
émetteur et un récepteur d’une liaison RS232 pour assurer la même fonctionnalité.
Lorsque le tampon de réception du récepteur arrive à saturation, ce dernier envoie
un XOFF (code 0x13) à l’émetteur qui suspend son émission. On évite ainsi au
récepteur d’être submergé par le débit trop rapide de l’émetteur. Une fois les
données du tampon de réception consommées, le récepteur envoie un XON (code
0x11) à l’émetteur. Ce dernier reprend alors son émission.

C.3.2 V
+25




+3


t
-3




-25 T=
1/9600 =
T 104µs

C.3.3
Le driver d’émission du SN65176B peut être validé ou invalidé à l’aide de
son entrée DE. Si DE = 1, alors on charge les lignes A et B pour pouvoir émettre
des données. Si DE = 0, alors les sorties du driver passent en mode « haute-
impédance » et ne chargent donc plus les lignes A et B. On est en mode réception
de données.


C.3.4

La bonne réponse est half duplex car le support (les fils A et B – mode différentiel)
est intégralement monopolisé pour transmettre les données dans un seul sens,
d’un nœud émetteur vers un nœud récepteur.


C.3.5
On peut utiliser le mécanisme de redirection de la sortie standard du shell,
soit la commande tcopy >fichier.




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D.ANALYSE
D.1.1
Présence de <<extend>> entre Surveiller ouvrage et Exporter données :
Le technicien peut exporter, c’est optionnel.


Absence de <<include>> entre Surveiller ouvrage et Acquérir données :
Il n’est pas systématique d’acquérir les données provenant des capteurs pour
gérer la surveillance de l’ouvrage
D.1.2




Autre possibilité : une relation entre Technicien_analyste et Surveiller
Ouvrage.




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 D.2
D.2.1
CThread est une classe abstraite.
Au moins une de ses méthodes est virtuelle pure

D.2.2
C’est une association

class CModuleAcquisitionStatique;

class CBase_donnees
{
…
…
CModuleAcquisitionStatique * pAcquisition;
…
};



D.2.3
CPasselle/Reseau :

class Reseau;

class CPasserelle
{
…
…
Reseau socket;
…
};

Surveillance/CBase_donnees

class CBase_donnees;

class Surveillance
{
…
…
CModuleAcquisitionStatique * bdd;
…
};


E.
E.1
E.1.1
typedef struct
{
TypeCapteur Type;
double valeurs;
} Structure_Capteur;


IRSES - SP 09 ESI-Document Réponse Page 8 sur 15
 E.1.2
void CopierValeursCapteurs (Structure_Capteur *);

void CPasserelle:: CopierValeursCapteurs(Structure_Capteur *tab)
{
for (int i=0;i<NB_MAX_CAPTEURS;i++)
{
tab[i].Type=Capteur[i].Type;
tab[i].valeurs=Capteur[i].valeurs;
}
}


E.2
E.2.1

Moyenne 35,066 30,506
Valeur médiane 35,1 35,1

Dans l’industrie, les appareils de mesures peuvent être soumis à des perturbations
extérieurs (champs tournants, ondes radios, ) et il arrive assez souvent qu’une mesure soit
erronée. En appliquant la moyenne, ces mesures sont pris en compte, par contre leurs
effets sont amoindris avec l’utilisation de la médiane.
La taille du tableau t
E.2.2
est NB_MAX_MESURES
void CBase_donnees::Trier(double * t) {

int i = 0; /* Indice de répétition du tri */
int j = 0; /* Variable de boucle */
double tmp = 0; /* Variable de stockage temporaire */
int fin=0; /* indice du dernier élément */

/* non_trie est un booléen marquant l'arrêt du tri si le tableau
est ordonné valeur possible TRUE ou FALSE*/
int non_trie = TRUE;
/* Boucle de répétition et test d'arrêt dès que le tableau est ordonné */
while ((i < NB_MAX_MESURES) && non_trie)
{
/* Supposons le tableau ordonné */
non_trie = FALSE;
/* Calcul de l'indice du dernier elet du sous-tableau a explorer */
fin=NB_MAX_MESURES -1- i;
/* Vérification des éléments des places j et j-1 */
/* boucle de 1 à fin */
for(j = 0 ; j < fin ; j++)
{
/* Si les 2 éléments sont mal triés */
if(t[j] > t[j+1])
{
/* Permutation des 2 éléments */
tmp = t[j+1];
t[j+1] = t[j];
t[j] = tmp;

/* Le tableau n'est toujours pas trié */
non_trie = TRUE;
}
}
i++;//A ne pas oublier
}

}

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 E.2.3 Mediane
double CBase_donnees::Mediane(double * t)
{
Trier(t);
if (NB_MAX_MESURES%2==0) return(t[NB_MAX_MESURES/2]);
else return((t[NB_MAX_MESURES/2+1]+t[NB_MAX_MESURES/2-1])/2);
}



F. .
.

F.1.1
<html>
<header>
<!-- Nom de la fenêtre -->
<TITLE>Titre de la page</TITLE>
</header>
<body>



CODE HTML du fichier



</body>
</html>




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 F.2 .
F.2.1
Pour chaque donner le code PHP correspondant :


Début du script PHP <?php


$Host="localhost"; // nom du serveur
$User="root";//nom de l'utilisateur de la BD
$Passwd="pwd"; // mot de passe de l'utilisateur
$BD="Millau"; // nom de la base de données
Connexion à la base de $connexion =mysql_connect("$Host","$User","$Passwd");
données $db_selected = mysql_select_db($BD, $connexion);
mysql_select_db($BD,$connexion);




Ouvrir le fichier $fp = fopen("export.txt","w"); //lecture

$requete = "SELECT mesure,date,heure FROM `pt100` where date <'2009-01-01' AND date >'2000-01-01'";

Exécuter la requête $resultat = mysql_query($requete,$connexion);
(pour simplifier, prenez les
dates :
Date début ='2009-01-01’
Date fin =’'2000-01-01')




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 while ($ligne = mysql_fetch_row($resultat))
{
fputs($fp, "$ligne[0]");fputs($fp, ";");
fputs($fp, "$ligne[1]");fputs($fp, ";");
fputs($fp, "$ligne[2]");fputs($fp, ";");
Exploiter les résultats et les fputs($fp, "n");
écrire dans le fichier }




Fermer le fichier fclose($fp);

Fin du script PHP
?>




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G. COMMUNICATION ET RESEAUX IP
G.1 Supports Ethernet et Equipements de bas niveau


G.1.1

Nature des
Sigle Dénomination Connecteur Débit Portée
Câbles

Câble coaxial
Ethernet mince
10Base2 (50 Ohms) de BNC 10 Mb/s 185m
(thin Ethernet)
faible diamètre

Câble coaxial
Ethernet épais
de gros
10Base5 (thick BNC 10Mb/s 500m
diamètre (0.4
Ethernet)
inch)

Paire torsadée
10Base-T Ethernet RJ-45 10 Mb/s 100m
(catégorie 3)

Double paire
Ethernet rapide
100Base-TX torsadée RJ-45 100 Mb/s 100m
(Fast Ethernet)
(catégorie 5)

Fibre optique
Ethernet rapide multimode du
100Base-FX SC 100 Mb/s 2 km
(Fast Ethernet) type
(62.5/125)

Double paire
Ethernet
1000Base-T torsadée RJ-45 1000 Mb/s 100m
Gigabit
(catégorie 5e)


Solutions filaires possibles : 10Base2, 10Base5, 10BaseT, 100BaseT,
100BaseFX, 1000Base-T ....
La distance à couvrir est de 342 m.
La portée d'un segment 10Base2 est de 185m donc insuffisante.
La portée d'un segment 10Base-T ou 100Base-TX ou 1000Base-T est de
100m donc insuffisante.
Il ne reste que 10Base5 ou 100Base-Fx

G.1.2 Avantage : insensible aux perturbations électromagnétiques, pouvoir couvrir
de très long distance (quelque kilomètre).
Inconvénients : coût élevé, difficulté de mise en oeuvre
100BaseFX :
- Débit 100méga bits/seconde.
- Codage en bande de base.
- Fibre optique multi-mode en full duplex.
La longueur des brins entre deux équipements est au maximum de 2 km en
standard. Mais sur le site Millau cette distance est portée jusqu'à 6km !




IRSES - SP 09 ESI-Document Réponse Page 13 sur 15
 G.1.3 Les avantages des VLan :
- Utiliser mieux la bande de passant des réseaux ainsi formé.
- Séparer les domaines de diffusion.
Les inconvénients des VLan : légère ralentissement des messages en
mode "store and forward"

G.2 Réseau IP et masque sous réseaux
G.2.1 Réseau 172.16.0.0 : classe B, masque naturel : 255.255.0.0, nombre de
d'équipements connectés : (256 x 256) -2 = 65536 – 2 = 65534

G.2.2 Les réseaux IP privés sont (RFC1597) :

- 10.0.0.0 masque 255.0.0.0 (1 classe A).
- 172.16.0.0 à 172.31.0.0 masque 255.240.0.0 (bloc de 16 classes B).
- 192.168.0.0 masque 255.255.0.0 (bloc de 256 classe C).

C'est un réseau IP privé, donc on peut l'utilisé sur plusieurs sites
différents, comme c'est un réseau non routable il ne peut pas avoir de
collusion d'adresse IP.

G.2.3 34 équipements : il faut 6 bits hosts
- Adresse sous réseau : 172.16.0.0
- Masque : 255.255.255.192
- Adresse de diffusion : 172.16.0.63
- Plage d'adresse : 172.16.0.1 à 172.16.0.62

G.2.4 Séparer les domaines de diffusion.
Renforcer la protection des données circulées sur chaque réseau.
Minimise le risque de perturbation (collision) du aux problèmes sur un
équipement.

G.2.5 Interface "lo" est l'interface loopback qui correspond à l'adresse destination
127.0.0.1 de local host et donc réseau 127.0.0.0.
Réseau destination 0.0.0.0 (masque 0.0.0.0) correspond au réseau par
défaut donc la passerelle est le routeur par défaut.

G.3 Pare Feu et routeur
G.3.1 Un pare feu permet de protéger un réseau, en général privé.
Le pare feu limite / contrôle les trafics.

G.3.2 La zone DMZ contient des machines se situant entre le réseau protégé et un
réseau externe.
Dans la zone DMZ, ou zone démilitarisée (demilitarized zone), nous pouvons
placer les machines qui ont le besoin d'accéder ou de publier des services