Équipe 03 - Université Laval

Transcription

Design I: SEVA
Rapport Final
présenté à
Pierre Tremblay, Robert Bergevin
par
Équipe 03 — GenieTek
matricule
nom
signature
06 193 106
Marc-André Robichaud
07 177 603
Hugo Drolet
07 146 822
Isabelle Casgrain
07 149 065
Guillaume Angers-Renaud
05 338 272
Pavel Klimenko
07 146 954
Francis Paquette
Université Laval
15 avril 2008
Historique des versions
version
0
1
2
3
date
4 février 2008
8 février 2008
22 février 2008
21 mars 2008
15 avril 2008
description
création du document
Rapport 0: Ajout des chapitres 1 et 2
Rapport 1: Ajout des chapitres 3 et 4
Rapport 2: Ajout du chapitre 5
Rapport Final: Ajout des chapitres 6 et 7
Table des matières
Table des figures
iv
Liste des tableaux
v
1 Introduction
1
2 Description
2
3 Objectifs
3.1 Objectifs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1.1 Définition des besoins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3.1.2 Établissement des objectifs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
3
3
3
3
4 Cahier des charges
4.1 Maison de la qualité .
4.2 Tableaux des barèmes
4.3 Justifications . . . . .
4.3.1 Prototype . . .
4.3.2 Transmission .
4.3.3 Serveur . . . .
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6
6
6
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5 Concepts
5.1 Diagramme fonctionnel . . . . . . . . .
5.2 Analyse de faisabilité du véhicule . . .
5.2.1 Unité centrale . . . . . . . . . .
5.2.1.1 PX10000 Pico-ITX . .
5.2.1.2 Parvus DuraCOR 810
5.2.1.3 ITRONIX XC6250 . .
5.2.1.4 ProPanel TC2100 . . .
5.2.1.5 Spartan P630 . . . . .
5.2.2 Système de positionnement . .
5.2.3 Affichage . . . . . . . . . . . . .
5.2.3.1 KD-AVX111 . . . . .
5.2.3.2 VK204-25-USB . . . .
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i
ii
TABLE DES MATIÈRES
5.3
5.4
5.2.3.3 Multifunction backlit LCD Meter 5VCD
5.2.3.4 VFD2041 . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2.3.5 General Micro Systems Spartan P630 . .
Analyse de faisabilité de la transmission . . . . . . . . .
5.3.1 Système de Communications . . . . . . . . . . . .
5.3.1.1 Système satellite . . . . . . . . . . . . .
5.3.1.2 WLAN . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.3.1.3 Ondes cellulaires . . . . . . . . . . . . .
5.3.1.4 Ondes courtes . . . . . . . . . . . . . . .
5.3.2 Antennes émettrices . . . . . . . . . . . . . . . .
5.3.2.1 Système satellite . . . . . . . . . . . . .
5.3.2.2 WLAN . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.3.2.3 Ondes cellulaires . . . . . . . . . . . . .
Analyse de faisabilité du serveur . . . . . . . . . . . . . .
5.4.1 Serveur principal . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.4.1.1 Sun Fire X4500 Server . . . . . . . . . .
5.4.1.2 Serveur spécialisé 1 . . . . . . . . . . . .
5.4.1.3 Serveur spécialisé 2 . . . . . . . . . . . .
5.4.1.4 Sun Fire V890 Server . . . . . . . . . .
5.4.1.5 Xserve d’Apple . . . . . . . . . . . . . .
5.4.2 Stockage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.4.2.1 Stockage WD . . . . . . . . . . . . . . .
5.4.2.2 StorageTek 9985V . . . . . . . . . . . .
5.4.2.3 StorageTek 2510 Array . . . . . . . . . .
5.4.2.4 Sun StorageTek SL500 . . . . . . . . . .
5.4.2.5 Sun Fire X4500 Server . . . . . . . . . .
6 Étude préliminaire
6.1 Système de soutien . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.1.1 Convertisseur de courant . . . . . . . . . .
6.1.2 Système de refroidissement . . . . . . . . .
6.1.3 Commutateur Cisco MDS 9124 . . . . . .
6.2 Concept 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.2.1 Prototype . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.2.1.1 Unité Centrale . . . . . . . . . .
6.2.1.2 Affichage . . . . . . . . . . . . .
6.2.1.3 Système de positionnement . . .
6.2.1.4 Formules concernant le prototype
6.2.2 Transmission . . . . . . . . . . . . . . . .
6.2.2.1 Antenne WLAN . . . . . . . . .
6.2.2.2 Système WLAN . . . . . . . . .
6.2.3 Serveur . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.2.3.1 Serveur Principal . . . . . . . . .
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du concept 1
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39
40
40
40
40
41
41
iii
TABLE DES MATIÈRES
6.3
6.4
6.2.3.2 Stockage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Concept 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.3.1 Prototype . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.3.1.1 Unité Centrale . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.3.1.2 Affichage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.3.1.3 Système de positionnement . . . . . . . . . . .
6.3.1.4 Formules concernant le prototype du concept 2
6.3.2 Transmission . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.3.2.1 Antenne Satellite . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.3.2.2 Système satellite seul . . . . . . . . . . . . . . .
6.3.3 Serveur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.3.3.1 Serveur Principal . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.3.3.2 Stockage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Concept 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.4.1 Prototype . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.4.1.1 Unité Centrale . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.4.1.2 Affichage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.4.1.3 Système de positionnement . . . . . . . . . . .
6.4.1.4 Formules concernant le concept du prototype 3
6.4.2 Transmission . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.4.2.1 Antenne Satellite . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.4.2.2 Antenne cellulaire . . . . . . . . . . . . . . . .
6.4.2.3 Système Satellite/Cellulaire . . . . . . . . . . .
6.4.3 Serveur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
6.4.3.1 Serveur Principale . . . . . . . . . . . . . . . .
6.4.3.2 Stockage . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7 Concept retenu
7.1 Matrice de décision . . . . . . . . . .
7.2 Interprétation des résultats . . . . . .
7.3 Concept final . . . . . . . . . . . . .
7.3.1 Matrice de décision révisée . .
7.3.2 Établissement du concept final
7.3.3 Spécifications du concept final
A Liste des sigles et des acronymes
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51
51
51
51
53
53
60
Table des figures
3.1
Hiérarchisation des objectifs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5
4.1
Maison de la qualité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
7
5.1
Diagramme fonctionnel. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
14
iv
Liste des tableaux
3.1
3.2
Besoins . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Restrictions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4
4
4.1
4.2
Tableau des critères . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Tableau des critères . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8
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5.1
5.2
5.3
5.4
5.5
5.6
5.7
5.8
5.9
5.10
5.11
5.12
5.13
5.14
5.15
5.16
5.17
5.18
5.19
5.20
5.21
5.22
5.23
5.24
5.25
5.26
5.27
Étude de faisabilité pour l’unité centrale. . . . . .
Spécifications pour le PX10000 Pico-ITX. . . . .
Spécifications pour le Parvus DuraCOR 810 . . .
Spécifications pour le ITRONIX XC6250 . . . . .
Spécifications pour le ProPanel TC2100 . . . . . .
Spécifications pour le Spartan P630 . . . . . . . .
Étude de la faisabilité pour le GPS . . . . . . . .
Spécifications des GPS . . . . . . . . . . . . . . .
Étude de la faisabilité pour l’affichage . . . . . . .
Analyse : KD-AVX111 . . . . . . . . . . . . . . .
Analyse : VK204-25-USB . . . . . . . . . . . . . .
Analyse : Multifunction backlit LCD Meter 5VCD
Analyse : VFD2041 . . . . . . . . . . . . . . . . .
Étude de la faisabilité pour la transmission . . . .
Systeme satellite . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Antenne KVH R4 . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Ondes cellulaires . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Étude de la faisabilité pour le serveur principal . .
Spécifications du X4500 . . . . . . . . . . . . . .
Spécifications du serveur spécialisé 1 . . . . . . .
Spécifications du serveur spécialisé 2 . . . . . . .
Spécifications V890 . . . . . . . . . . . . . . . . .
Spécifications Xserve . . . . . . . . . . . . . . . .
Étude de la faisabilité pour le stockage . . . . . .
Spécifications pour StorageTek 9985V . . . . . . .
Spécifications pour StorageTek 2510 Array . . . .
Spécifications pour StorageTek SL500 . . . . . . .
v
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14
15
16
17
17
18
19
20
20
21
22
22
23
24
27
27
28
29
30
31
31
32
32
33
34
35
35
vi
LISTE DES TABLEAUX
6.1
6.2
6.3
6.4
6.5
Synthèse des composants pour les concepts
Spécifications pour la KFN5-Q/SAS . . . .
Spécifications pour le AMD Opteron 8350
Spécifications pour le UltraSPARC IV+ .
Synthèse des calculs . . . . . . . . . . . . .
retenus
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38
41
42
45
50
7.1
7.2
7.3
7.4
Matrice de décision . . . . . . . . .
Matrice de décision révisée . . . . .
Tableau des composants du concept
Fiche technique du concept retenu .
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52
52
53
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final
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Chapitre 1
Introduction
Depuis la création de l’automobile en 1896, le nombre de voitures n’a cessé d’augmenter.
Cette augmentation fulgurante a causé de graves problèmes environnementaux. Plusieurs
constructeurs automobiles ont voulu améliorer la situation avec les nouveaux véhicules hybrides qui consommeront peu ou pas d’essence, mais leurs prix élevés ont découragé plusieurs
consommateurs. Transports Québec désire apporter une contribution significative aux efforts
québécois de réduction des gaz à effets de serre dans le cadre du protocole de Kyoto.
L’équipe d’ingénieurs GénieTek mandatée pour la conception préliminaire du projet se
compose de Marc-André Robichaud, Hugo Drolet, Isabelle Casgrain, Guillaume AngersRenaud, Pavel Klimenko et Francis Paquette.
Ce rapport présente diverses étapes effectuées par la firme d’ingénieurs GénieTek afin de
prendre une décision optimale sur le concept retenu. Il présente une description du projet,
l’analyse détaillée du problème et des besoins ainsi que le cahier des charges. Ce rapport
comprend également quelques concepts de solutions ainsi que l’étude de la faisabilité et
finalement le concept retenu.
1
Chapitre 2
Description
L’objectif du projet est d’établir un système de surveillance environnementale des véhicules automobiles par la collecte de données sur leurs émissions de gaz et de transmettre ces
informations au client dès 2010 sur une période de 10 ans. Chaque véhicule doit être doté
d’un senseur, qui sera fourni par le client, mesurant les gaz au niveau du tuyau d’échappement. Le véhicule sera également muni d’un affichage permettant d’informer le conducteur
des émissions de gaz. Pour chaque kilomètre parcouru, il faudra transmettre quotidiennement
au Ministère, dans la mesure du possible, les coordonnées spatiotemporelles du véhicule, les
trames GPRMC et la quantité de gaz émise. Les équipements installés devront supporter les
conditions climatiques québécoises soit, entre autres, une température de -40 ℃. à +85 ℃. La
dimension et la consommation en courant du prototype doivent être prises en considération.
Chaque opération produite à partir du véhicule devra être synchronisée pour éviter la perte
de données. Pour transmettre l’information au client, il sera nécessaire d’utiliser un système
de communication commercial déployé et opérationnel dès le 1er janvier 2008. Ce système
devra éviter les engorgements et les pertes de données afin de préserver leur confidentialité.
Pour permettre la transmission des informations, un routeur sera fourni par le client, mais
il sera nécessaire de se procurer un serveur afin de conserver les informations relatives à la
distance parcourue pour l’année courante et l’année précédente. La solution proposée devra
également contenir les paramètres budgétaires pour l’achat d’un prototype unique du système
dans chaque véhicule, l’achat d’un serveur et les coûts d’exploitation.
2
Chapitre 3
Objectifs
3.1
Objectifs
Dans ce chapitre, nous examinerons les besoins du client afin de formuler nos objectifs.
Cette étape est nécessaire pour s’assurer que le groupe de travail et le client ont une compréhension commune de la problématique exposée.
Les objectifs qualitatifs formulés à partir des besoins du client permettront de dresser les
résultats visés par les propositions du groupe de conception dans le but de répondre de façon
optimale aux besoins de celui-ci. Ces objectifs seront soutenus par le cahier des charges.
3.1.1
Définition des besoins
L’analyse de la problématique exposée par le client nous amène à effectuer le regroupement
des besoins sous trois axes essentiels. Les tableaux 3.1 et 3.2 représentent les besoins regroupés
ainsi que les restrictions soulignées par le client :
3.1.2
Établissement des objectifs
Après avoir validé la compréhension des besoins avec le client, nous avons défini les objectifs. Le schéma précédent (Figure 3.1) permet de les présenter sous forme de trois axes
d’intervention en mettant l’accent sur leur hiérarchisation et les relations internes entre eux.
3
4
CHAPITRE 3. OBJECTIFS
Tableau 3.1 – Besoins
Besoins du client
1. Connaître le bilan CO2
Implantation du prototype
Affichage visible pour le conducteur sont transmises au tableau de bord
Séparation de trois types des données : trois types de gaz/spatiotemporelles/km parcouru
2. Transmettre les données
Envoi des données sur une base quotidienne
3. Établir une banque des données
Acquisition d’un serveur
Transmission de trois types des données par véhicule durant dix ans
Stockage de trois types des données par véhicule durant deux ans
Système de protection pour prévenir les pertes des données
Tableau 3.2 – Restrictions
Restrictions
1. Connaître le bilan CO2
Implantation du senseur
Doit être fonctionnel à des températures entre −40 ℃jusqu’au +85 ℃
Afficher au minimum 3 types de gaz
L’ordinateur doit comporter RS-232
Utilisation de la trame GPRMC
2. Transmettre les données
Transmettre les données quotidiennement
Sécuriser les données
Utiliser les moyens déployés le 01/01/08
La transmission doit se faire partout au Québec
3. Établir une banque de données
Minimum de deux processeurs classe D pour le serveur
Éviter les engorgements et les pertes de données
CHAPITRE 3. OBJECTIFS
Figure 3.1 – Hiérarchisation des objectifs
5
Chapitre 4
Cahier des charges
4.1
Maison de la qualité
Cette section n’a pour but que de définir les principaux aspects sur lesquels nous nous
baserons pour générer des concepts répondant à la requête présentée par le client. En effet,
nous utiliserons d’abord les diverses restrictions définies plus bas afin de juger nos concepts.
Une fois que nos concepts auront satisfait à toutes les restrictions, il faudra alors les tester
suivant les divers critères. Les critères en question serviront à sortir du lot la meilleure solution
au problème du client. Ainsi, la solution offrant les meilleurs résultats globaux par rapport
aux critères sera la solution choisie. Toutefois, afin d’évaluer l’importance de chaque critère
face aux besoins du client, la maison de qualité à la figure 4.1 est nécessaire.
4.2
Tableaux des barèmes
Les tableaux suivants (Tableau 4.1 et 4.2) présentent, dans un ordre logique, les barèmes
et les équations des critères mentionnés ci-dessus. Ce tableau inclut aussi la pondération de
chaque critère afin de déterminer les plus importants aux fins de comparaison.
6
CHAPITRE 4. CAHIER DES CHARGES
Figure 4.1 – Maison de la qualité
7
8
Tableau 4.1 – Tableau des critères
Critères
1. Prototype
Alimentation
en énergie
Durée de vie
Pondération
40%
7.5%
Coût des
appareils
Afficher au
moins trois
types de gaz
Récupérer trois
types de données
(gaz, GPRMC, km)
Utiliser les
trames GPRMC
Résistance à la
température
L’ordinateur doit
comporter un
connecteur RS-232
25%
7.5%
Barèmes
Min
Max
-0.0833 * V + 1
0
12
D/10
(an)
2450/C
($)
Restriction
5
10
Restriction
Restriction
Restriction
Restriction
2450
9
Tableau 4.2 – Tableau des critères
Critères
2. Transmission
Alimentation
en énergie
émetteur
Coûts liés
Système
fonctionnel
au 01/05/08
Sécuriser les
données
Transmettre les
données quotidiennement
S’assurer d’une
couverture
intégrale du
Québec
3.Serveur
Durée de vie
Quantité de
mémoire vive
Copie de
sécurité
Classer selon
les plaques
d’immatriculation
Capacité minimale
de stockage de 43 To
Stocker les
données pendant
deux ans
Pondération
20%
5%
15%
Barèmes
Min
Max
-0.0833 * V + 1
(V)
0
12
5
10
[1000 M, 500 M[ = 0.25
[500 M, 250 M[ = 0.5
[250 M, 100 M[ = 0.75
[100 M, 0] = 1 ($ par an)
Restrictions
Restriction
Restriction
Restriction
40%
20%
20%
D/10
où (an)
16Go = 0.5
[16Goà32Go[= 0.75
[32Goet + [= 1
Restriction
Restriction
Restriction
Restriction
4.3
4.3.1
10
Justifications
Prototype
Le prototype constitue la partie la plus importante du projet. En effet, afin de satisfaire
au mieux les besoins du client, il est nécessaire de lui fournir toutes les données qu’il demande
et ce, avec le niveau de qualité et de précision exigé. Comme le prototype sera soumis à des
conditions climatiques difficiles en plus d’être fortement malmené, il doit être résistant et le
plus simple possible à fabriquer ou à réparer en cas d’un bris. D’autant plus que ce dispositif
sera reproduit à des millions d’exemplaires. Puisque cette partie est de loin la principale, il
est tout à fait normal que l’équipe y consacre la majeure partie de son temps. Cette section
reçoit ainsi 40% de l’attention de la firme GénieTek. Les justifications qui suivent tiendront
compte des tableaux 4.1 et 4.2.
Alimentation en énergie : L’alimentation en énergie est un élément très important pour
le prototype, car la consommation très élevée en énergie entraîne une augmentation de la
consommation de carburant. Nous sommes contrainhts d’utiliser une tension se situant entre
9,6V et 16V en raison des spécifications du senseur. Il faut aussi prendre en considération
que la batterie de la voiture fournit 12V au maximum. Nous avons attribué la note de 7,5%
à ce critère car nous estimons que tout ce que nous allons installer dans le véhicule est conçu
pour aller dans une voiture. Dans le pire des cas, nous n’avons qu’à installer une deuxième
batterie, ce qui entraîne une hausse des coûts très faible. Ce n’est donc pas très important
Le barème se base sur la formule d’une pente passant par deux points (9.6 - 1 et 12 - 0.2).
Durée de vie : D’après les spécifications du client, l’étude est d’une durée d’une décennie.
Donc, la durée de vie des matériaux qui composent le prototype doit idéalement dépasser
10 ans. Notre objectif est d’avoir des pièces qui ont une durée de vie de 5 ans au minimum,
mais il est évident que plus les pièces durent longtemps, plus le client sera satisfait de son
investissement, car les coûts resteront bas. Si l’appareil dure plus de 10 ans, cette longévité
ne sera plus utile car l’étude sera finie. Tous les appareils sont conçus pour aller dans une
voiture, ils devraient donc durer assez longtemps. C’est pour cette raison que nous avons
mis une pondération de 7,5%. Puisque la durée maximum est de 10 ans, la formule divise
simplement la durée de vie de l’appareil par 10 ans.
Coût des appareils : Chaque véhicule immatriculé au Québec sera équipé du prototype ;
une augmentation très faible du coût du prototype va entraîner une hausse phénoménale du
prix total puisque cette augmentation sera multipliée par environ 8 millions de voitures. C’est
pourquoi on a attribué 25% à cette partie. Le coût le plus bas possible inclurait seulement
le coût du senseur, d’où notre minimum de 2450$. Pour ce qui est du maximum, on ne peut
pas en fournir un, mais l’équipe s’efforce de garder le prix le plus bas possible. Étant donné
que plus le prix est bas, meilleure est la solution, le barème prend le prix total du prototype
comme diviseur de 2450, qui est le coût minimal ; donc si le prototype sans le senseur ne
coûte rien, il aura la meilleure note.
4.3.2
11
Transmission
Cette partie est la pierre angulaire du projet. En effet, toute l’information expertement
récoltée par la flotte de prototypes devra par la suite être véhiculée. Or, le transport est
presque aussi important que la récolte, car il n’y a qu’avec une transmission fiable et de
qualité supérieure que le client sera satisfait. C’est lors de cette étape que l’information
risque le plus d’être altérée. Une multitude de facteurs peut influencer et biaiser les données
à ce moment ; c’est pourquoi GénieTek passera une grande partie, soit 35%, de son temps à
sécuriser les importantes données du client par tous les moyens possibles. Les justifications
qui suivent tiendront compte des tableaux 4.1 et 4.2.
Alimentation en énergie : L’alimentation en énergie des transmissions au niveau du
véhicule fait partie du prototype. Les barèmes qui s’appliquent pour ce critère sont les mêmes
que ceux qui s’appliquent à l’alimentation du prototype. L’alimentation du reste du réseau de
transmission est moins importante parce qu’elle se fera par le réseau électrique conventionnel.
Nous avons cependant donné 5% à ce critère parce qu’une partie du réseau est tenue par le
réseau électrique conventionnel.
Coûts liés : Le coût lié aux transmissions est le plus élevé du projet. Nous devons non
seulement prévoir le coût de l’installation du réseau (ex : tours si nécessaire), mais aussi le
coût de location des services de communication durant 10 ans ou le coût d’entretien. Nous
avons donné une pondération de 15% pour cela. On ne donne pas de minimum ni de maximum
parce que les coûts des technologies sont trop différents et leur utilité l’est aussi. Pour ce qui
est du barème, nous avons déterminé un prix de 5 cent/min au minimum et 30 cent/min au
maximum. La fourchette des coûts est de 100 millions à 900 millions environ. Ce prix est
arbitraire car il est impossible à vérifier.
4.3.3
Serveur
L’ordinateur central, ou serveur, agit comme un classeur pour entreposer les données
transmises au client. L’ordinateur aura la charge d’accumuler et de classer les innombrables
données constamment récoltées. Malgré que cette partie a une importance notable lors de la
réalisation du projet, il n’est pas nécessaire d’y accorder autant d’attention ; en effet, concevoir
un tel serveur est relativenent simple. Afin de mener à bien cette entreprise, l’équipe GénieTek
accordera à cette partie 25% de son attention. Les justifications qui suivent tiendront compte
des tableaux 4.1 et 4.2.
Durée de vie : Comme toutes les autres parties du projet, le serveur doit être en opération
de 2010 à 2020. Il est donc impératif de s’assurer que les pièces utilisées puissent servir pour
un minimum de 5 ans. Le maximum est donc de 10 ans car une longévité supérieure est
inutile. Nous avons donné 20% à ce critère car il est impératif de conserver les données même
encas de bris. La formule de la durée de vie est la même que celle des critères dans les points
plus haut : on divise la durée de vie par 10.
12
Quantité de mémoire vive : Il y a énormément de données à transférer des voitures au
serveur. Il faut donc une bonne quantité de mémoire vive pour pouvoir traiter ces données.
Si la némoire vive est insuffisante, on pourrait perdre une grande quantité de données. C’est
pour cette raison que l’on a mis 20% comme pondération. Le minimum de mémoire vive pour
traiter toute cette information est 16 Go. Cependant, avec plus de 32 Go, on ne verrait pas
vraiment de différence.
Chapitre 5
Concepts
5.1
Diagramme fonctionnel
Le diagramme fonctionnel présenté à la figure (voir figure 5.1) est séparé de manière à faire
ressortir les 3 volets importants pour mener à bien notre projet. Soit, le véhicule qui comprend
le GPS, l’affichage et l’unité centrale qui interagiront ensemble pour que l’équipement situé
dans chaque véhicule soit fonctionnel et réponde à la demande du client. Ensuite, il y a le
volet transmission qui est en fait la méthode qui sera utilisée pour transmettre les données des
véhicules au serveur principal. Finalement, le serveur qui comprend le serveur principal luimême et le stockage ; ce volet assurera la conservation de toutes les données. Le diagramme
comprend aussi les extrants et les intrants qui schématisent les informations entrantes et
sortantes et qui sont nécessaires pour le bon fonctionnement du projet.
5.2
5.2.1
Analyse de faisabilité du véhicule
Unité centrale
Cette unité est très importante lorsqu’on parle du prototype. Elle est le lien direct entre
plusieurs composantes. En effet, le senseur, le GPS et l’antenne de transmission y sont connectés. L’unité centrale est une composante qui relie plusieurs périphériques. Elle doit permettre
l’accueil des données concernant les gaz et des données GPRMC provenant du GPS. C’est
à l’unité centrale d’envoyer l’affichage des trois gaz au conducteur et ensuite d’envoyer les
données nécessaires au serveur en passant par le volet de la transmission. Il est important de
bien choisir cette unité selon différents aspects.
1. Aspects physiques
– Doit utiliser moins de 12 V
– Doit supporter une température de −40 ℃ à 85 ℃
– Doit connecter le senseur (RS-232) et le système de localisation
2. Aspects économiques
– Ne s’applique pas
13
14
CHAPITRE 5. CONCEPTS
Figure 5.1 – Diagramme fonctionnel.
Tableau 5.1 – Étude de faisabilité pour l’unité centrale.
Concepts
PX10000 Pico-ITX
Parvus DuraCOR810
ITRONIX XC6250
ProPanel TC2100
Spartan P630
Physiques
Non
Oui,mais
Non
Oui,mais
Oui
Économiques
—
—
—
—
—
Temporels
—
Oui
—
Oui
Oui
Environ.
—
—
—
—
—
Décision
Rejeté
Retenu
Rejeté
Retenu
Retenu
15
Tableau 5.2 – Spécifications pour le PX10000 Pico-ITX.
Processeur
Disque Dur
Mémoire
USB
Série
Vidéo
Réseau
Alimentation
Température
Dimensions
Prix
VIA C7 1.0GHz NanoBGA2
1 UltraDMA 133/100/66
1 Connecteur SATA
1 DDR2 533 SODIMM
4x Ports USB 2.0
2x Ports Série RS-232
Sortie Vidéo Analogique VGA
1x Interface Ethernet VIA VT6106S 10/100Mbps RJ-45
AC 100-240 V
Opération : 0 ℃ à 50 ℃
15 cm X 11 cm X 4.5 cm
300 $
3. Aspects temporels
– Les technologies utilisées doivent être disponible sur le marché au 01/05/2008.
4. Aspects environnementaux
Nous allons présenter plusieurs solutions possibles afin de pouvoir les analyser selon les
aspects mentionnés précédemment au tableau 5.1. Il est important que la solution réponde à
tous ces aspects afin qu’elle puisse être acceptée dans l’analyse de faisabilité. Il est important
de noter que certaines spécifications sont plus ou moins importantes lors de la sélection de
l’unité centrale. Le choix du disque dur, de la mémoire et du processeur ne sont pas des critères
importants lors de la sélection de la solution. L’unité centrale ne doit pas traiter beaucoup de
données. Le traitement de si peu d’information ne nécessite donc pas beaucoup de mémoire
et la puissance du processeur nécessaire pour le bon fonctionnement de cet ordinateur de
bord ne doit pas être grande. Comme expliqué dans les différents aspects, la température que
peut supporter l’unité centrale est un critère très important que doit supporter la solution.
La consommation en énergie et le type de connexion que supporte l’unité centrale ne sont
également pas des aspects à oublier dans la sélection du système.
5.2.1.1
PX10000 Pico-ITX
Les spécifications pour le PX10000 Pico-ITX [1] sont présentées au tableau 5.2.
Décision : Rejeté
Justification : Cette solution doit être rejetée, car elle ne respecte pas tous les aspects.
Elle ne peut pas supporter la température de −40 ℃ à 85 ℃ imposée par le client.
16
Tableau 5.3 – Spécifications pour le Parvus DuraCOR 810
Processeur
Disque Dur
Mémoire
USB
Série
Vidéo
Réseau
Alimentation
Température
Dimensions
GPS
Option
Prix
5.2.1.2
Intel Pentium M738, 2048k L2 Cache 1.4GHz Intel Pentium M
Jusqu’à 16 Go CompactFlash
Jusqu’à 160 Go Disque Dur ATA 2.5"
1024MO / 512MO DDR-SODIMM
4x Ports USB 2.0
Sortie Vidéo Analogique VGA
1x Interface Ethernet 100Mbps
Sans-fil 802.11b/g
9-32 VDC
Opération : −40 ℃ à 71 ℃
Non-Opération : −40 ℃ à 85 ℃
26.5 cm X 13.3 cm X 13.3 cm
OrbiTrak GSM (GPS) PC/104(+) I/O
Jeu de câbles pour démarrage véhicule
3499 $
Parvus DuraCOR 810
Les spécifications pour le Parvus DuraCOR 810 [4] sont présentées au tableau 5.3.
Décision : Retenu
Justification : Cette solution peut être acceptée, mais elle ne correspond pas clairement
aux restrictions imposées par le client. Elle possède un connecteur RS-232 pour le senseur,
un port USB pour le GPS, un connecteur VGA pour l’affichage des données au conducteur
et l’ordinateur peut être alimenté facilement par la batterie du véhicule. La température
supportée par ce module est de −40 ℃ à 85℃ lorsqu’il est non opérationnel, mais lorsqu’il
entre en fonction, la température supportée chute à −40 ℃ à 71 ℃. Malgré le fait que
cette chute est minime, cette solution doit être ajustée afin qu’elle soit acceptée. En effet, un
thermomètre devra être installé et un système de refroidissement (voir 6.1.2) devra permettre
à cette unité de supporter une température maximale de 85 ℃.
5.2.1.3
ITRONIX XC6250
Les spécifications pour le ITRONIX XC6250 [7] sont présentées au tableau 5.4.
Décision : Rejeté
17
Tableau 5.4 – Spécifications pour le ITRONIX XC6250
Processeur
Disque Dur
Mémoire
Série
Vidéo
Réseau
Alimentation
Température
Dimensions
Prix
300 MHz GXm
Disque dur 2.5" de 6, 12 ou 20 Go
64 à 256 Mo RAM
1x Port RS-232
10.4" SVGA couleur ou 10" SVGA mono 800 x 600 intégré
1x Interface Ethernet RJ-11
12 V DC
Opération : −23 ℃ à 60 ℃
26.7 cm X 19.1 cm X 7.6 cm
5999 $
Tableau 5.5 – Spécifications pour le ProPanel TC2100
Processeur
Mémoire Flash
Série
Affichage LCD
Réseau
Alimentation
Température
Dimensions
Prix
Minimum Via Edan 600 MHz
Défaut 512 Mo avec extension jusqu’à 4 Go
1x Port RS-232
15" (1024 x 768)
1x Interface Ethernet 100Mbps
Sans-fils IEEE 802.11b
Puissance Universel d’entrée AC
Opération : −40 ℃ à 50℃
42.5 cm X 40.0 cm X 33.3 cm
1200 $
Justification : Cette solution doit être rejetée, car elle ne respecte pas tous les critères.
Cette solution ne peut pas supporter la température de −40 ℃ à 85 ℃ imposée par le client.
5.2.1.4
ProPanel TC2100
Les spécifications pour le ProPanel TC2100 [9] sont présentées au tableau 5.5.
Décision : Retenu
Justification : Cette solution répond à tous les aspects imposés dans ce projet. Elle comprend un port RS-232 pour connecter le senseur, mais elle ne possède pas un port USB pour
connecter le GPS. Il faudra diviser le port RS-232 en deux pour ensuite connecter un port
USB à l’aide d’un adaptateur. L’alimentation électrique est adéquate pour le véhicule, mais
la température de cette unité centrale ne peut supporter qu’une température variant entre
−40 ℃ à 50 ℃. Il faut donc, installer un système de refroidissement (voir 6.1.2) afin que sa
température ne dépasse pas la température maximale supportée. Lors de l’analyse de cette
18
Tableau 5.6 – Spécifications pour le Spartan P630
Processeur
Disque Dur
Mémoire
USB
Série
Affichage LCD
Réseau
Alimentation
Température
Dimensions
GPS
Prix
Jusqu’à 1.4 GHz Pentium-M 2MB de L2 Cache
Disque dur intégré 30 Go et stockage CompactFlash
Jusqu’à 2 Go de DDR 266 MHz
2x Ports USB 2.0
Écran LCD intégré
Sans-fil 802.11b/g
8 V DC à 28 V DC
Conventionnel : 0℃ à 55℃
Étendu : −40 ℃ à 85 ℃
16.3 cm X 7.5 cm X 1.3 cm
Receveur GPS
3400 $
solution, le fabricant du ProPanelTC2100 a été contacté par courriel afin d’avoir des détails
sur les spécifications et le prix pour une grande quantité.
5.2.1.5
Spartan P630
Les spécifications pour le Spartan P630 [12] sont présentées au tableau 5.6.
Décision : Retenu
Justification : Tous les aspects de ce système respectent les exigences. Il comprend également un GPS et un écran intégré. La température de base que supporte ce système est de
0 ℃ à 55 ℃, mais il est possible de se procurer un ensemble étendu (voir 6.1.2) qui peut
supporter une température variant entre −40 ℃ à 85 ℃. Le prix de ce système coûte environ
3400 $.
5.2.2
Système de positionnement
La technologie GPS (Global Positioning System) est le principal système de positionnement par satellite mondial. En captant les signaux d’au moins quatre satellites, un récepteur
GPS peut mesurer les écarts relatifs des horloges et, par trilateration, situer un point sur
le globe en trois dimensions 1 . Il existe différents types de récepteur GPS : unités de poche
autonomes, unités de navigation pour voiture ou modules additionnels qui se connectent à
l’ordinateur par un port USB, par exemple. Bien que certains modèles puissent fonctionner
sur une alimentation externe fournie par le véhicule, le GPS USB peut être alimenté grâce à
1. http ://www.wikipedia.org/wiki/global_positioning_system
19
Tableau 5.7 – Étude de la faisabilité pour le GPS
Concepts
Navibe GM 720
Rikaline GPS 6020
Garmin GPS-18
CoPilot USB GPS
OrbiTrak
Physiques
Non
Oui
Non
Oui
Oui
Économiques
—
—
—
—
—
Temporels
—
Oui
—
Oui
Oui
Environ.
—
—
—
—
—
Décision
Rejeté
Retenu
Rejeté
Retenu
Retenu
la connexion USB de l’ordinateur portable 2 . Il est important de mentionner que le GPS USB
doit utiliser le même protocole que le programme de cartographie utilisé dans l’ordinateur.
Un récepteur GPS USB ressemble à une souris d’ordinateur, qui se trouve à l’intérieur
d’un logement en plastique avec un câble attaché. Certains modèles ont une base magnétique
permettant de le fixer à la caisse d’un véhicule. D’autres sont dotés d’une base de caoutchouc
afin de réduire le glissement. Généralement, ces appareils sont étanches à l’eau et peuvent être
placés à l’extérieur du véhicule. Les aspects d’analyse sont strictement limités aux restrictions
définies par le client et aux limites des barèmes qui octroient une note nulle. Il s’agit de :
– Utilisation des trames GPRMC
– Fiabilité dans les températures entre −40 ℃à 85℃
Étant donné que tous les concepts répondaient aux aspects, la satisfaction des aspects
physiques est devenu un critère de sélection. Les résultats de cette sélection sont présentés
dans le tableau 5.7.
Les modèles suivants ont été examinés dans le but de trouver celui qui répondra au
mieux aux besoins du client et correspondra aux exigences du projet. Leurs spécifications
sont présentées au tableau 5.8.
Le type de connexion de tous les récepteurs est USB, le protocole utilisé est NMEA 0183.
Tous les modèles sont étanches à l’eau et actualisent les données à chaque seconde.
Ainsi, il n’y a que 4 concepts qui ont satisfait aux restrictions du client et aux exigences
du cahier des charges. Par conséquence, les modèles Rikaline GPS 6020, CoPilot USB GPS,
Spartan P630 et Parvus DuraCOR810 sont retenus.
2. http ://www.maps-gps-info.com/usbgps.html
20
Tableau 5.8 – Spécifications des GPS
Modèle
Technologie
SiRF
Star III
SiRF
Star III
SiRF
Star II
SiRF
Star III
iTrax02
Navibe
GM 720 [14]
Ricaline
RGPS-6020 [15]
Garmin
GPS 18 [16]
CoPilot
USB GPS [17]
OrbiTrak [18]
Canaux
Précision
10 m
Température
fonctionnelle
−10 ℃ à 70 ℃
Prix
20
Dimensions mm
55 × 37 × 16, 5
8
85 × 42 × 20, 6
3m
−40℃ à 85℃
142$
12
61 × 19, 5
15 m
−30℃ à 80℃
95$
20
52, 5 × 19
3m
−40℃ à 85℃
99$
12
—
—
−40℃ à 85℃
—
35$
Tableau 5.9 – Étude de la faisabilité pour l’affichage
Concepts
KD-AVX111
VK204-25-USB
LCD Meter 5VDC
VFD2041
GMS Spartan P630
5.2.3
Physiques
Non
Oui
Non
Oui
Oui
Économiques
—
—
—
—
—
Temporels
—
Oui
—
Oui
Oui
Environ.
—
—
—
—
—
Décision
Rejeté
Retenu
Rejeté
Retenu
Retenu
Affichage
Afin de répondre aux exigences du client, il est nécessaire à l’équipe GénieTek d’équiper
ses prototypes d’un affichage. En effet, ce dernier se doit d’être visible par le conducteur du
véhicule et doit présenter l’information concernant la production de trois gaz captés par le
senseur. Les moyens d’afficher sont nombreux : écrans LCD, moniteurs, tachymètres, tous
sont possibles à installer mais peu sont des solutions logiques. En effet, l’équipe GénieTek,
ayant à souci le côté pratique de son prototype, a opté pour l’installation d’écrans LCD ;
l’installation de ces derniers étant simple, sans conséquence et de par là même, la plus efficace
des multiples solutions. Les résultats sont présentés au tableau 5.9.
– Doit utiliser moins de 12V
– Doit pouvoir afficher les émissions de trois types de gaz à la fois
– Doit se connecter à un ordinateur
– Doit supporter des températures allant de −40℃à 85℃
– Pas d’aspect économique à respecter
21
Tableau 5.10 – Analyse : KD-AVX111
Caractères par lignes
Taille du module
Taille de l’écran
Taille des caractères
Connexion
Alimentation nécessaire
Résistance à la température
Résistance à l’humidité
Prix unitaire standard
Non applicable
157.8 × 52.5 × 182 mm3
2.7 po
Non applicable
Non spécifié
Non spécifié
Non spécifié
Non spécifié
449,99$
– Pas d’aspect environnemental à respecter
Les modèles suivants ont été examinés dans le but de trouver celui qui répondra au mieux
aux besoins du client et correspondra aux exigences du projet.
5.2.3.1
KD-AVX111
Les spécifications de l’écran KD-AVX111 [19] sont présentées au tableau 5.10 :
Décision : Rejeté.
Justification : Malgré qu’il réponde à toutes les exigences, cet appareil comporte trop
d’éléments inutiles au projet et il y a des limites aux aspect définis.
5.2.3.2
VK204-25-USB
Les spécifications de l’écran VK204-25-USB [21] sont présentées au tableau 5.11 :
Décision : Retenu.
Justification : Cet appareil répond parfaitement à toutes les exigences.
5.2.3.3
Multifunction backlit LCD Meter 5VCD
Les spécifications de l’écran Multifunction backlit LCD Meter 5VCD [20] sont présentées
au tableau 5.12 :
Décision : Rejeté.
Justification : Les informations concernant les aspects de cet appareil sont limitées.
22
Tableau 5.11 – Analyse : VK204-25-USB
Taille du module
Connexion
Résistance augmentée à la température
Prix unitaire avec l’option visant
à augmenter la résistance à la température
20 × 4
98 × 60 × 24, 4 mm3
70, 8 × 20, 9 mm2
4, 7 × 2, 4 mm2
USB
356mA
−20℃ à 70℃
−40℃ à 85℃
90%
135,00$
145,00$
Tableau 5.12 – Analyse : Multifunction backlit LCD Meter 5VCD
Taille du module
Connexion
4×1
65.63 × 43.75 × 15.63 mm3
Non spécifié
Non spécifié
Non spécifié
200 mA
Non spécifié
Non spécifié
10,95$
23
Tableau 5.13 – Analyse : VFD2041
Taille du module
Connexion
Marge de courant nécessaire
augmentée
Résistance augmentée à la température
à augmenter la résistance à la température
à augmenter la marge de courant nécessaire
Prix unitaire avec les deux options
5.2.3.4
20 × 4
98 × 60 × 24, 4 mm3
70, 8 × 20, 9 mm2
4, 7 × 2, 4 mm2
RS232
356mA
9V à 15V
−20℃ à 70℃
−40℃ à 85℃
90%
114,50$
124,50$
117,00$
127,00$
VFD2041
Les spécifications de l’écran VFD2041 [22] sont présentées au tableau 5.13 :
Décision : Retenu.
Justification : Cet appareil répond parfaitement à toutes les exigences.
5.2.3.5
General Micro Systems Spartan P630
Caractéristiques : Les caractéristiques de cet ordinateur central, comprenant un affichage intégré, sont mentionnées au tableau 5.6 et ne sont donc pas répétées dans cette
section.
Décision : Retenu.
Justification : Cet appareil répond parfaitement à toutes les exigences malgré son coût
exorbitant.
24
Tableau 5.14 – Étude de la faisabilité pour la transmission
Concepts
Ondes satellites
Téléphone Satellite
Antenne automatisée
KVH R4
WLAN
Antenne HGV-2409-U
Ondes cellulaires
Téléphone Cellulaire
Antenne 26Po
avec fixation mirroir
Ondes courtes
5.3
Physiques
Oui
Oui
Oui
Non,
Non,
Non,
Non,
Non,
mais
mais
mais
mais
mais
Oui
Économiques
Oui
Oui
Oui
Temporels
Oui
Oui
Oui
Environ.
—
—
—
Décision
Retenu
Rejeté
Retenu
Oui
Oui
Oui
Oui
Oui
Oui
Oui
Oui
Oui
Oui
—
—
—
—
—
Retenu
Retenu
Retenu
Rejeté
Retenu
Oui
Non
—
Rejeté
Analyse de faisabilité de la transmission
La transmission est le lien entre la voiture et le serveur. Le réseau doit couvrir tout
le Québec pour s’assurer de récupérer les données et il doit aussi garder l’intégrité de ces
données. Celui-ci doit fournir un débit constant assez élevé pour soutenir la grande quantité
de données. Pour cela, nous avons besoin de 3 éléments : un récepteur, un émetteur et
un système de transmission. Pour ne pas analyser d’antennes inutiles, je vais commencer par
analyser les systèmes de communications pour ensuite analyser les antennes reliées au système
de communication correspondant retenu. Les composantes utilisées dans le véhicule doivent
être en service depuis le 1er janvier 2008 et elles doivent soutenir des températures allant de
−40℃à 85℃. Les systèmes et les antennes qui ont retenu notre attention sont présentés plus
bas. Le tableau de faisabilité 5.14 indique pourquoi certaines technologies ont été choisies.
– Toutes les composantes doivent supporter de −40℃à 85℃.
– L’alimentation de l’émetteur doit être au maximum celui d’une batterie de voiture.
– La fiabilité et la sécurité des données doivent être assurées.
– On doit couvrir intégralement le Québec.
– Aucun aspect économique à respecter.
– Les technologies utilisées doivent être disponibles sur le marché au 01/05/2008.
– Aucun aspect environnemental à respecter.
5.3.1
Système de Communications
5.3.1.1
Système satellite
25
Caractéristiques : Le système satellite [24] (la téléphonie satellite) est déjà en place et est
déjà exploité par une compagnie, Iridium, [25] ce qui rend la tâche plus facile pour nous. Le
système satellite est relativement simple. Une antenne est utilisée pour rejoindre le satellite
qui peut relayer transmettre l’information jusqu’au destinataire finale. Nous pouvons donc
faire le tour du monde avec un système de 6 satellites.
Désicion : Le concept est accepté.
Justifications : Ce concept est fonctionnel depuis le 1er janvier 2008 et il couvre intégralement le Québec. L’intégrité des données est assurée par la compagnie Iridium. Nous allons
pouvoir sans problème envoyer les données quotidiennement. Toutes les parties nécessaires
résistent aussi aux températures prescrites.
5.3.1.2
WLAN
Caractéristiques : Le WLAN [26] (Wireless Local Area Network) est un système qui
fonctionne sous la forme de données acheminées vers un autre point par antenne relais qui
elle, pointe vers une autre antenne relais jusqu’à ce que l’on arrive à l’antenne réceptrice.
La portée de ces antennes est d’environ une centaine de mètres. Pour ce qui est du réseau,
celui-ci peut fonctionner avec du 802.11n (54MB/sec). Puisque nous sommes en LAN, une
ligne internet n’est pas nécessaire [27]. Théoriquement, le réseau proposé pourrait couvrir
tout le réseau automobile en plaçant des antennes partout au Québec ; mais plus on irait vers
le nord, moins les antennes auront de travail, car il n’y a pas beaucoup de voitures.
Décision : Ce concept est retenu.
Justification : Ce système est fonctionnel depuis le 1er janvier 2008 et on peut transmettre
les données de la voiture au serveur plusieurs fois par jour au besoin. Il résiste aussi à toutes les
températures. Grâce aux accès VPN, on peut sécuriser notre système. Malheureusement, ce
système ne couvre pas intégralement le Québec. Cependant, puisque la majorité des voitures
se situent toutes dans le même emplacement géographique, on pourrait jumeler cette solution
à un autre dispositif plus dispendieux, que l’on installerait seulement dans les voitures hors
d’atteinte pour le WLAN.
5.3.1.3
Ondes cellulaires
Caractéristiques : Les ondes cellulaires [30] fonctionnent selon un principe d’antenne relais, séparées en canaux. Premièrement, on sépare les ondes en 2 parties : la partie émettrice
(les antennes relais) (de 890MHZ à 915MHZ et de 1710MHZ à 1785MHZ) et la partie réceptrice (les téléphones cellulaires) (935MHZ à 960MHZ et 1805MHZ à 1880MHZ). Il y a donc
26
des milliers d’antennes pour relayer de l’une à l’autre qui supportent chacune des centaines
de canaux (des conversations). Cependant, le réseau cellulaire couvre seulement les grands
centres. Le nord du Québec est entre autres complètement coupé du système d’ondes cellulaires. Nous utiliserions le réseau de Fido car celui-ci couvre une plus grande partie de la
province de Québec.
Désicion : Le concept est retenu.
Justification : Le concept fonctionne depuis le 1er janvier 2008 et résiste à tous les temps.
Nous pouvons facilement envoyer nos données quotidiennement et celles-ci sont sécurisées par
la compagnie de téléphone. Cependant, ceci ne couvre pas complètement le Québec. Nous
pourions peut-être jumeler cette solution à une autre plus chère mais qui couvre un plus
grand territoire.
5.3.1.4
Ondes courtes
Caractéristiques : Les ondes courtes [23] sont des ondes utilisées dans les émissions à
grand rayonnement car elles peuvent se propager très loin. Celles-ci partent de l’antenne
et ricochent sur l’ionosphère jusqu’à pouvoir passer sur plusieurs continents ! Cependant,
la longueur d’onde doit être très précise pour pouvoir ricocher plusieurs fois sur la couche
ionosphérique. Pour pouvoir utiliser ce système, il faudrait changer plusieurs fois par jour de
longueurs d’onde car l’ionosphère change en fonction de la température, du cycle solaire et
des saisons. Pour cette raison, les ondes courtes sont refusées.
Décision : Le concept est rejeté.
Justifications : Le fait de devoir changer de fréquence constamment représente des risques
énormes pour la perte de données et la sécurité de celles-ci.
5.3.2
Antennes émettrices
5.3.2.1
Système satellite
Un téléphone satellite
Caractéristiques Pour émettre vers un satellite, nous avons besoin d’une antenne
comme celle des téléphones satellites. Nous pourrions installer un téléphone dans la voiture et s’en servir comme antenne. Tous les branchements nécessaires sont compris sur le
téléphone 9505A de la compagnie Iridium. Seule l’antenne est capable de respecter les restrictions de température, le reste du téléphone est inutilisable ; toutefois, seule l’antenne du
téléphone serait nécessaire. Il est aussi utilisable depuis le 1er janvier 2008. Les spécifications
concernant le téléphone 9505A sont présentées au tableau 5.15
27
Tableau 5.15 – Systeme satellite
Alimentation en énergie
Débit du réseau
Coûts liés
Portée
Autres
10 à 32 VDC
9.6 kbps
2.09/min +1762 $ par téléphone
Planétaire
port RS-232 directement sur le téléphone
Tableau 5.16 – Antenne KVH R4
Dimensions
Coûts
Portée
Autres
12V
81.3cm de diamètre
36.8cm de hauteur
1665 Euros
Planétaire
Câbles coaxial, d’alimentation et de data de 20m chacun
Décision Rejeté
Justifications Cela ne nous sert pas vraiment d’avoir le téléphone en entier. Il faut
seulement l’antenne.
Antenne Automatisée KVH R4
Caractéristiques : Cette antenne s’oriente toute seule, ce qui est extrêmement utile
dans ce cas. L’utilisateur de l’antenne n’aura donc pas à orienter son antenne vers le satellite
en question. Elle est d’une taille respectable (36.8 cm de haut) ; on peut donc l’installer sur
la voiture. Ce système est fonctionnel depuis janvier 2008 et on pourrait couvrir la totalité
de la province de Québec. Les spécifications concernant l’antenne KVH R4 sont présentées
au tableau 5.16
Prix : 1665.00 Euros
Décision : Retenu
Justification : Cette antenne correspond à tout ce que nous recherchons.
5.3.2.2
WLAN
Antenne HGV-2409-U [28]
28
Tableau 5.17 – Ondes cellulaires
Débit du réseau
Coûts liés
Portée
fourni, et rechargeable dans une voiture
9.6 kbps
70$ par mois par téléphone
1Km par antenne relais
Caractéristiques : Cette antenne pourrait être installée comme antenne relais. Elle
supporte les températures requises par le client et mesure 50cm de haut. Elle est disponible
depuis le 1er janvier 2008 et permettrais de construire un réseau d’antenne WLAN partout
au Québec. Pour les antennes relais, nous allons placer une antenne à chaque poteau de
téléphone pour finalement rejoindre le serveur.
Prix : 44.99 $
Décision : Accepté
Justification : Elle répond à toutes nos exigences.
5.3.2.3
Ondes cellulaires
Un téléphone cellulaire
Caractéristiques : Un téléphone cellulaire [30] pourrait très bien nous servir d’antenne.
Ce système est disponible depuis janvier 2008 et il permet de rejoindre le réseau cellulaire de
Fido. Les spécifications concernant le téléphone cellulaire sont présentées au tableau 5.17
Décision : Rejeté
Justification : Nous n’avons pas besoin d’un téléphone en entier, nous avons seulement
besoin de l’antenne. Le téléphone n’est donc pas nécessaire.
Antenne 26Po avec fixation mirroir [34]
Caractéristiques : Cette antenne est compatible avec tous les systèmes cellulaires
installés dans la province de Québec. Puisque cette antenne est construite au Québec, elle
est faite pour résister aux températures locales. Elle peut être utilisée pour émettre comme
pour recevoir. Elle est un peu longue (65cm) mais celle-ci se fixe tout de même bien sur
une voiture (le support est fait pour être fixé au rétroviseur). On la raccorde avec un câble
Ethernet RG58. Ce système de relais fonctionne depuis le 1er janvier et permet de joindre le
réseau cellulaire du Québec, ce qui nous permet d’atteindre la grande majorité des voitures
immatriculées au Québec.
29
Tableau 5.18 – Étude de la faisabilité pour le serveur principal
Concepts
Serveur Spécialisé(1)
Serveur Spécialisé (2)
X4500
V890
Xserve
Physiques
Oui
Non
Oui
Oui
Non
Économiques
—
—
—
—
—
Temporels
Oui
—
Oui
Oui
—
Environ.
—
—
—
—
—
Décision
Retenu
Rejeté
Retenu
Retenu
Rejeté
Prix : 130 $
Décision : Accepté
Justification : L’antenne satisfait à toutes les restrictions.
5.4
5.4.1
Analyse de faisabilité du serveur
Serveur principal
Pour ce qui est du serveur, puisque nous allons envoyer beaucoup de données sur une base
régulière, le serveur principal devra être assez puissant pour manipuler l’importante quantité
de données qui lui seront fournies. Il faut donc que le serveur ait assez de mémoire vive et
de processeurs pour que celui-ci soit productif ; en effet, on veut que l’envoi des données aux
unités de stockage se fasse rapidement et efficacement. En recherchant de l’information, nous
avons remarqué qu’il était possible de bâtir un serveur pièce par pièce ou bien d’en acquérir
un qui est déjà assemblé selon nos besoins. Ceci assure donc que le serveur soit durable et
bien construit. Voici les aspects du tableau de faisabilité 5.18 à considérer pour cette partie
du projet.
– Quantité de mémoire vive
Nous croyons que notre serveur principal devra comporter au moins 16 Go de mémoire
vive puisque le taux de transfert de données quotidien sera très important.
– Puissance du/des processeurs
Les processeurs devront être de la série Pentium D et plus récent pour bien répondre
à nos besoins et nous avons aussi convenu que le serveur principal devra en comporter
au moins 2.
– Type de connexion
Par type de connexion on entend : les connexions Ethernet, les types de branchement
de stockage (SATA2, SAS), les barrettes de mémoires supportées ainsi que les sceaux
de processeurs compatibles.
30
Tableau 5.19 – Spécifications du X4500
Processeur
Mémoire
Stockage
Réseau et entrées/sorties
Puissance/refroidissement
Spécifications Physiques
Services/Garantie
Prix
Configurations RAID supportées
2 AMD Opteron 290 double coeur
16 GB (8 x 2 GB DIMMs)
48 TB (48 x 1 TB) 7200 rpm SATA
4 x 10/100/1000 Ethernet, 2 PCI-X
2 x 200-220 V AC
4 Rack Units
2 ans de garantie
61,995.00$
RAID 0, 1, 0+1, 5, 6
– La quantité minimale acceptable de données à conserver
Possède au moins 43 To de stockage
– Durée de vie
Nos serveurs et tout le matériel l’entourant devront avoir une durée de vie d’au
moins 10 ans ; à noter que certaines pièces pourront subir des bris éventuels, mais
elles pourront être remplacées sans pertes.
5.4.1.1
Sun Fire X4500 Server
Les spécifications pour le serveur Sun Fire X4500 [37] sont présentées au tableau 5.19 :
Décision : Retenu
Justification : Cette solution est retenue, car elle respecte tous les aspects concernant le
serveur principal.
5.4.1.2
Serveur spécialisé 1
Le serveur [39] que nous allons considérer en est un que nous avons nous-même bâti.
Toutes les composantes ont été choisies avec soin pour avoir un serveur fiable et fonctionel.
Si nous décidons d’utiliser un stockage externe nous aurons besoin d’une extension (Cisco
MDS 9124) qui permettra le lien entre le stockage et le serveur principal. À noter que pour ce
serveur, nous recommandons le système d’exploitation Windows Server 2008 Entreprise.Les
spécifications sont présentées au tableau 5.20) :
31
Tableau 5.20 – Spécifications du serveur spécialisé 1
Carte-mère
Processeur
Mémoire
KFN5-Q/SAS
4 AMD Opteron 8350 2GHz
64 GB (16 x 4 GB DDR2) Crucial CT51272AB667
2 * Broadcom BCM5721 PCI-E GbE LAN,
carte vidéo ATI ES1000,6*SATA2,8*SAS
RAID 0, 1, 10, 5
Tableau 5.21 – Spécifications du serveur spécialisé 2
Carte-mère
Processeur
Mémoire
DSEB-D16/SAS
1 Intel Xeon E5450 Quad Core
64 GB (16 x 4 GB DIMM) HP
2 * Intel Intel 82573L GbE LAN,
carte vidéo XGI Z9s VGA,6*SATA2,8*SAS
RAID 0, 1, 10, 5
Coût total : 23 138,05 $
Décision : Retenu
Justification : Cette solution est retenue car, en effet, le serveur que nous avons conçu
respecte tous les aspects physiques, économiques et temporels mentionné ci-dessus pour le
serveur principal (voir le tableau 5.20).
5.4.1.3
Tout comme le premier serveur spécialisé, le deuxième [46] a aussi été bâti pièce par pièce.
De plus, nous optons pour un stockage externe à l’aide de l’extension Cisco MDS 9124 et nous
recommandons aussi Windows Server 2008 Entreprise. Les spécifications sont énumérées au
tableau 5.21.
Coût total : 25 814,46 $
Décision : Rejeté
Justification : Ce serveur a été rejeté, car il ne respecte pas l’un des aspects physiques
mentionné ci-dessus, soit la puissance des processeurs puisqu’il ne comprend qu’un seul processeur et que le minimum que nous avons établi est de 2.
32
Tableau 5.22 – Spécifications V890
Processeur
Mémoire
Stockage
Puissance/refroidissement
Spécifications Physiques
Services/Grarantie
Prix
4 1,8 GHz UltraSPARC IV+
16 GB (32 x 512 MB DIMMs)
1.75 TB TB (4 x 146GB) 15000 rpm disques FC-AL
4 x 10/100BASE-T Ethernet, 2 PCI-X
3 x 200-240 V AC
17 Rack Units
3 ans de garantie
62,995.00$
RAID 0, 1, 0+1, 5, 6
Tableau 5.23 – Spécifications Xserve
Processeur
Mémoire
Stockage
Services/Grarantie
Prix
5.4.1.4
1 3.0GHz Quad-Core Intel Xeon série 5400
32 GB (8 x 4 GB DIMMs)
300GB 15 000-rpm SAS
10/100/1000BASE-T (Gigabit) RJ-45 Ethernet, 2 PCI-X
1 an de garantie
2,999.00 $
RAID 0, 1,5
Sun Fire V890 Server
Le serveur Sun Fire V890 [51] est conçu par Sun Microsystems. Dans sa configuration de
base (option 2 sur le site web), il est assez puissant pour effectuer les tâches qu’il devrait avoir
à exécuter selon nos calculs. Ses caractéristiques en font un bon candidat comme serveur avec
stockage attaché. Les options de stockage pouvant y être jumelées seront présentées dans la
section stockage.Les spécifications sont présentées au tableau 5.22 :
Décision : Retenu
Justification : Cette solution est retenue, car en effet le serveur que nous avons conçu
respecte tous les aspects physiques, économiques et temporels mentionné ci-dessus pour le
serveur principal.
5.4.1.5
Xserve d’Apple
Le serveur Xserve [52] de la compagnie Apple est une autre option qui s’offre à nous qui
est à la fine pointe de la technologie et qui offre des options intéressantes pour des serveurs
de compagnie.Les spécifications sont présentées au tableau 5.23.
Décision : Rejetée
33
Tableau 5.24 – Étude de la faisabilité pour le stockage
Concepts
Stockage WD
StorageTek 2510 Array
StorageTek 9985V
StorageTek SL500
X4500 Server
Physiques
Non
Non
Oui
Oui
Oui
Économiques
—
—
Oui
Oui
Oui
Temporels
—
—
Oui
Oui
Oui
Environ.
—
—
—
—
—
Décision
Rejeté
Rejeté
Retenu
Retenu
Retenu
Justification : Malheureusement, il ne supporte que jusqu’à 3 TB de stockage, ce qui n’est
pas suffisant pour nos besoins. Étant donné la capacité de stockage dont nous avons besoin,
il nous faut un minimum de 2 processeurs pour bien effectuer le travail. Nous avons donc
rejeté ce serveur.
5.4.2
Stockage
Toutes les données doivent être stockées et il ne faut surtout pas en perdre, car la recherche
serait faussée et elle ne serait pas représentative. Nous avons trouvé qu’il nous est possible
de conserver les données de 2 façons : à l’interne dans le boîtier du serveur principal ou
bien à l’externe dans des unités séparées. Comme établi au tableau (voir tableau 4.2), il
faut emmagasiner durant 2 ans. Selon nos calculs, ceci nécessite 43 To donc il nous faudra
prévoir environ 86 To, copie de sécurité incluse. Pour ce qui est de celle-ci, nous avons décidé
d’utiliser la méthode RAID 1. Voici les aspects à considérer pour cette partie du projet.
– Capacité de stockage
La capacité de stockage minimale qui sera nécessaire pour stocker toutes les données
pour l’échéancier demandé est de 43TB et celle-ci a été arrondie à la hausse.
– Copie de sureté
Pour ce qui est de la copie de sureté, nous avons convenu que le RAID était la
meilleure méthode. Les configurations RAID seront différentes pour différentes solutions.
– Type de connection
Par type de connexion on entend : les connexions Ethernet, les types de branchement
de stockage (SATA2, SAS), les barrettes de mémoires supportées ainsi que les sceaux
de processeurs compatibles.
– Aucun aspect économique à considérer.
– Durée de vie
Nos serveurs et tout le matériel l’entourant devront avoir une durée de vie d’au
moins 10 ans, à noter que certaines pièces pourront subir des bris éventuels, mais
34
Tableau 5.25 – Spécifications pour StorageTek 9985V
Stockage interne
Nombre de disques
Niveaux RAID
Capacité de stockage en RAID 6
Capacité de stockage en RAID 1
Mémoire vive
Prix
72 To (avec disques 300 Go)
Entre 5 et 240
1, 1+0, 6
50.1 To
34 To
Entre 4 et 64 Go
237 000 $
elles pourront être remplacées sans avoir à mettre l’unité de stockage hors fonction.
– Stocker les données pendant 2 ans
Comme expliqué dans les aspects physiques, notre serveur est conçu pour stocker les
données pendant 2 ans comme demandé par le client. Sa capacité de stockage a été
calculée en ce sens.
5.4.2.1
Stockage WD
Une solution envisageable serait d’utiliser des disques durs de 1 To WESTERN DIGITAL
Caviar [53]. Le type de connexion de ceux-ci est le SATA et ils ont un taux de transfert de
300MB/s, 16 MB de cache et ont une révolution de 7200 rpm. Ces disques durs sont idéaux
pour les entreprises en raison d’un taux de transfert de données très rapide. Par contre, il
nous faut acquérir 86 unités de ce modèle pour combler les objectifs du projet, et la méthode
adoptée pour les lier avec le serveur principal serait directe : connection SATA à partir de la
carte mère.
Coût total : 24 798,10 $
Décision : Rejeté
Justification : Ce type de stockage est rejeté, car il ne respecte pas l’aspect physique :
type de connexion, aucun de nos serveurs ne supporte le SATA.
5.4.2.2
StorageTek 9985V
L’unité de stockage StorageTek 9985V [54] est un produit de Sun Microsystems. Sa configuration maximale de 240 disques durs (5 minimum) lui permet d’accueillir jusqu’à 69,2 To
lorsque configuré avec des disques de 300GB (15k RPM). Le reste de ses spécifications sont
disponibles au tableau 5.25.
35
Tableau 5.26 – Spécifications pour StorageTek 2510 Array
Stockage interne
Nombre de disques
Niveaux RAID
Cache
Prix
27 To (36 disques)
Entre 5 et 36
0, 1,1+0, 3 and 5
Entre 512 Mo et 1 Go
232 060,39$
Tableau 5.27 – Spécifications pour StorageTek SL500
Nombre de bandes
Stockage interne
Niveaux RAID
Mémoire vive
Entre 30 et 575
86,4 TB (108 X 800 Go)
1, 1+0, 6
Entre 4 et 64 Go
Décision : Retenue
Justification : Cette solution est retenue, car elle respecte tous les aspects physiques,
économiques et temporels mentionnés plus haut.
5.4.2.3
StorageTek 2510 Array
La Sun StorageTek 2510 Array [55] est une unité de stockage externe de la compagnie Sun
Microsystems. Cette unité de stockage se branche sur les serveurs retenus vus à la section
précédente.Les spécifications sont présentées au tableau 5.26 :
Décision : Rejetée
Justification : Le StorageTek 2510 Array est rejeté, car il ne respecte pas la capacité de
stockage minimale requise, le maximum d’espace qu’il peut offrir est seulement de 27 To.
5.4.2.4
Sun StorageTek SL500
Les unités de stockage sur disque ne sont pas les seuls moyens de stockage disponibles sur
le marché. En effet, le stockage sur bande magnétique « tape drive »est un autre excellent
moyen de stocker de larges quantités de données et la taille d’une unité est beaucoup plus
petite que pour une unité de stockage comparable utilisant des disques. De plus, de nombreux
experts s’accordent pour dire que le stockage sur bande magnétique est encore de nos jours
le moyen le plus efficace et fiable pour stocker de larges quantités de données. Le StorageTek
SL500 [56] de la compagnie Sun en est un excellent exemple. Le tableau 5.27 contient ses
spécifications.
Coût total : 16,400 $
36
Décision : Retenu
Justification : Cette solution est retenue car elle respecte tous les aspects physiques,
économiques et temporels mentionné plus haut.
5.4.2.5
Sun Fire X4500 Server
Ce serveur de stockage est décrit plus haut dans la section serveurs. Se référer au tableau 5.19 pour les spécifications. Examinons ici sa capacité de stockage. La capacité maximale de ce serveur ne permet pas d’avoir une copie de sureté interne si RAID 1 est utilisé ; il
faudra donc prévoir une unité de stockage supplémentaire pour la sûreté. Cependant, RAID
5 et RAID 6 sont supportés et sont de meilleures options puisqu’ils ne nécessitent pas de stockage supplémentaire, réduisant ainsi les coûts. Donc, puisque RAID 5 et 6 sont disponibles,
ce serveur est une option viable.
Chapitre 6
Étude préliminaire
Dans l’analyse de faisabilité, nous avons analysé différentes parties de solutions pour n’en
retenir qu’une partie. Compte tenu des critères établis, nous avons retenu 3 concepts de
solutions globaux que nous allons évaluer ici (voir tableau 6.1). C’est à la suite de la synthèse
de cette section que nous allons finalement choisir lequel de nos concepts est le mieux adapté.
Avant d’analyser les concepts de solutions, la section suivante contient l’analyse de trois
systèmes de soutien qui seront utilisés lors de l’analyse des concepts.
6.1
6.1.1
Système de soutien
Convertisseur de courant
Lors du branchement des différents périphériques dans le vehicule, certaines composantes
peuvent se connecter directement sur la batterie du véhicule tandis que d’autres nécessitent
un convertisseur de courant afin de se brancher à l’alimentation électrique. Le convertisseur de
courant sélectionné est le convertisseur de courant 400 W de NexxTech. Ce convertisseur est
vendu à La Source de Circuit City [57] au prix de 29,99 $. Il possède des sorties CA doubles à
trois broches avec interrupteur d’alimentation et indicateurs d’alimentation et de surcharge.
Il possède un câble avec pinces alligator afin de permettre le branchement directement sur la
batterie. Il a un maximum de 400 watts, 300 watts continues avec un capacité de tension de
600 watts.
6.1.2
Système de refroidissement
Certain modèles ne peuvent supporter les températures imposées par le client. Afin de
régler ce problème, un système de refroidissement silencieux va fonctionner en permanence
afin de s’assurer que l’ordinateur ne chauffe pas. Le système de refroidissement utilisé sera
Lapcool 5 Notebook Cooler W/ 3 Port USB Hub [58], qui est vendu par la compagnie
Cyberguys au prix de 27,95 $. Ce système est installé au même endroit que l’ordinateur
central et il se connecte par le port USB. Il possède un ventilateur qui peut produire jusqu’à
37
38
CHAPITRE 6. ÉTUDE PRÉLIMINAIRE
Tableau 6.1 – Synthèse des composants pour les concepts retenus
Module
Prototype
Unité centrale
Système de
positionnement
Affichage
Transmission
Système de
transmission
Antenne émettrice
Serveur/Stockage
Serveur
Stockage
Concept 1
Concept 2
Concept 3
Spartan P630
CoPilot GPS USB
Parvus DuraCOR810
Parvus DuraCOR810
ProPanel TC2100
Ricaline RGPS-6020
Spartan P630
VK204-25-USB
VFD2041
Système WLAN
Système satellite seul
Antenne WLAN
Antenne KVH R4
Système Satellite
et Cellulaire
Antenne KVH R4
et Antenne 26 Po avec
fixation mirroir
Sun Fire X4500
Sun Fire X4500
Sun Fire V890
StorageTek SL500
Serveur Spécialisé(1)
StorageTek 9985V
12,8 cfm. Les dimensions du système de refroidissement sont de 9,22 cm de largeur par 32,38
cm de longueur et 2,85 cm de hauteur. Le niveau de bruit de ce système est de 15 dBA.
6.1.3
Commutateur Cisco MDS 9124
Le volet serveur possède deux grandes parties : la serveur lui-même ainsi qu’une ou plusieurs unités de stockage. C’est pourquoi il nous faut un commutateur pour connecter le
serveur aux unités de stockage utilisées [64]. Le composant que nous utiliserons pour tous
les serveurs ayant besoin de ce type de connexion est le Cisco MDS 9124 [65]. Nous allons
utiliser une configuration SAN en utilisant un seul commutateur puisque nous n’utilisons
qu’une unité de stockage. Ce commutateur sera utilisé pour connecter le Sun Fire V890 et
le serveur spécialisé 1 avec les unités de stockage StorageTek SL500 et StorageTek 9985V
respectivement. Le Sun Fire X4500 n’a pas besoin de ce type de commutateur puisqu’il est
à la fois un serveur et une unité de stockage. Le coût de ce composant est de 4445,68 $.
6.2
Concept 1
6.2.1
Prototype
6.2.1.1
Unité Centrale
Le premier concept de solution sélectionné consiste à utiliser comme ordinateur central
dans le véhicule le Spartan P630 (voir tableau 5.6). Ce système à été créé par la compagnie
General Micro Systems afin de résister à des conditions extrêmes. Cet ordinateur Pentium-M
39
de 1.4 GHz sera utilisé avec une unité de stockage CompactFlash de 18 Go afin d’accueillir
Windows XP comme système d’exploitation. Un programme sera utilisé afin de gérer les
différents gaz provenant du senseur et permettra d’envoyer certaines données à l’affichage
pour le conducteur du véhicule. Le programme permettra également l’envoi des données
de localisation et celles des différents gaz directement au serveur. La carte CompactFlash
est l’outil idéal de stockage car elle ne prend pas beaucoup de place et est très silencieuse.
L’ordinateur aura également 2 Go de mémoire DDR 266 MHz afin de rendre le traitement des
données plus rapide. Ce modèle est adéquat pour l’alimentation du véhicule car il consomme
très peu d’énergie. En effet, il peut fonctionner avec aussi peu que 8 VDC en utilisant un
convertisseur de courant (voir 6.1.1) qui se branche sur la batterie du véhicule.
Barème de la tension d’alimentation :
− 0, 083 × 8 + 1 = 0, 333
(6.1)
Il est possible de se procurer le Spartan P630 en deux modèles ; il y a le modèle conventionnel et le modèle étendu. Le modèle conventionnel supporte des températures de 0 ℃ à
55 ℃mais le modèle étendu peut supporter des températures extrêmes de −40 ℃ à 85 ℃,
ce qui répond parfaitement à l’exigence du client. Le Spartan P630 est également de très
petite taille ce lui permet d’être installé dans un véhicule très facilement. Ces dimensions
sont de 16.3 cm x 7.5 cm x 1.3 cm. Cet ordinateur central comprend également un écran
LCD avec le support OpenGL et DirectX qui est adapté à la dimension de l’ordinateur. On
peut également ajouter un écran ultérieurement grâce au connecteur externe pour entrée et
sortie vidéo. Le senseur fourni par le client sera installé sur le port RS-232 du Spartan P630.
Le prix de ce système est de 3400 $.
6.2.1.2
Affichage
L’écran est directement intégré au Spartan P630 (voir tableau 5.6). Il supporte les mêmes
températures que l’unité centrale, soit de −40 ℃ à 85 ℃.
6.2.1.3
Le système de positionnement utilisé est le GPS CoPilot (voir tableau 5.8). Ce système
GPS utilise la technologie SiRF Star III et comprend 20 canaux. La précision est très importante lorsqu’on parle de localisation et le CoPilot répond très bien à ces critères. En
effet, sa précision est de 3m, ce qui est excellent pour un système de localisation. Il s’installe
facilement dans un véhicule car il mesure 52,5 mm de diamètre par 19 mm de hauteur. Il
supporte les températures imposées par le client qui sont de −40 ℃ à 85 ℃. Ce système
sera connecté sur l’ordinateur du véhicule par un câble USB fourni à l’achat du GPS et le
protocole de communication utilisé est NMEA 0183. Ce protocole permet de transmettre les
trames GPRMC au serveur. Ce GPS coûte 99 $ et il sera situé près de l’ordinateur central.
Un logiciel sera également installé sur le Spartan P630 afin qu’il puisse communiquer avec le
GPS et collecter les données utiles.
6.2.1.4
40
Formules concernant le prototype du concept 1
Coût du prototype 1 :
3400 + 2450 + 99 + 29, 99 = 5978, 99$
(6.2)
Barème du coût du prototype :
2450 ÷ 5978, 99 = 0, 41
(6.3)
Barème de la durée de vie du prototype :
7 ÷ 10 = 0, 7
(6.4)
Barème de la tension d’alimentation de l’émetteur :
− 0, 083 × 8 + 1 = 0, 333
6.2.2
Transmission
6.2.2.1
Antenne WLAN
(6.5)
L’antenne WLAN est installée directement sur les lampadaires routiers. L’alimentation
de l’antenne sera simplement prise sur le lampadaire sur lequel elle est installée. Les données
seront transferes par un câble coaxial. Cette antenne coûte 44,99 $. La note de l’alimentation
de l’antenne n’est pas comptabilisée car elle ne tire pas d’énergie de la voiture, mais bien des
lignes électriques extérieures.
6.2.2.2
Système WLAN
Le WLAN est une solution en elle-même. Elle peut fonctionner pour la province de Québec en entier si l’on place des antennes sur chaque lampadaire routier. Puisque les 28964
kilomètres de routes québécoises ont un lampadaire à tous les 60 mètres environ, nous allons
avoir besoin de près de 50000 antennes (48274 antennes). Chaque antenne coûte 44,99$, soit
un montant total de 2171817.27 $
Il y aura donc 48274 antennes à acheter et à installer. Le fournisseur adaptera les connexions
pour le courant selon nos spécifications. Il ne faut pas oublier qu’à la différence des 2 autres
systèmes, il faudra réparer des antennes qui ne seront pas sur une voiture. Toutefois, ces réparations ne feront pas trop gonfler le prix car l’antenne pourra être réparée en même temps
que le lampadaire (voir 5.3.2.2). L’antenne sur la voiture utilise la carte Wi-Fi de l’ordinateur pour atteindre les antennes réceptrices sur les poteaux. Pour ce qui est de la sécurité,
le système sera protegé pour que chaque dispositif ait son code d’identification propre et que
le tout soit chiffré sur le réseau avec une clé WPA. Le coût total de cette technologie est de
28964 km de route ×1000 m/km ÷60 m entre les antennes = 48273, 333 = 48274 antennes
à 44,99$. 48274 × 44, 99 = 21718172, 67$. 21718172, 67 ÷ 10 ans = 2171817, 27$ par an. Le
barème des coûts liés à la transmission est le suivant :
41
Tableau 6.2 – Spécifications pour la KFN5-Q/SAS
Nom du modèle
Processeur Supporté
Core Logic
Mémoire
Configuration RAID
Carte Réseau
Carte Vidéo
Asus KFN5-Q/SAS
Quad-Core/Dual-Core AMD Opteron 8000 series
NVIDIA nForce Professional 3600,Intel 6702PXH 64-bit PCI Hub
16 * DDR2 667 Reg. ECC (64GB max)
0, 1, 10, 5
2 * Broadcomő BCM5721 PCI-E GbE LAN
ATI ES1000 PCI Display Controller/ 32MB
2171817, 27 ∈ [0, 100000000]$
(6.6)
ce qui égale une valeur de 1 sur le barème.
6.2.3
Serveur
6.2.3.1
Serveur Principal
Notre premier élément du concept pour la section serveur contient la KFN5-Q/SAS d’Asus
(voir tableau 6.2) qui est reconnue pour sa grande performance pour les serveurs d’entreprise.
En effet, celle-ci peut supporter 4 processeurs Quad-Core ou Dual-Core AMD Opteron de la
série 8000. De plus, cette carte-mère peut aussi supporter un maximum de 64 Go de mémoire
vive soit 16 x DDR2 667 Reg. ECC. Enfin, elle inclut une carte vidéo ATI ES1000 PCI et 2
cartes Ethernet Broadcom BCM5721 PCI-E GbE LAN. Étant donné les spécifications de la
KFN5-Q/SAS, cet élément de concept a été retenu car les types de sceaux et de connexion
pour les processeurs, les barrettes de mémoire et la carte réseau que nous avons établis sont
supportés par celle-ci. Pour ce qui est du processeur de ce serveur, avec les restrictions que
nous impose les sceaux de la carte-mère et celles que nous avons nous-mêmes imposés pour
le choix de celui-ci, notre choix s’est arrêté sur 4 Opteron 8350 de AMD (voir tableau 6.3).
Chacun de ces processeurs comporte 4 coeurs, une fréquence d’horloge de 2,00 GHz et des
caches de très grande capacité ; toutes ces composantes permettent d’exécuter des instructions
et de transférer des données efficacement et très rapidement, ce qui est primordial dans le
cadre de notre projet. Pour la mémoire, nous avons décidé que la Crucial CT51272AB667
(4 Go) DDR2 était la meilleure option puisque son prix est très abordable et que, avec
l’utilisation de ces barrettes, nous pouvons avoir un maximum de 64 Go de mémoire avec
la carte-mère que nous avons sélectionnée ; toutefois, nous avons décidé d’utiliser 32 Go
seulement, ce qui est amplement suffisant pour la restriction de 16 Go de mémoire que nous
avons établie. Si on reporte cette valeur (32 Go) dans le barème établi dans le cahier des
charges, nous obtenons un résultat de 1 du fait que :
32 ∈ [32, ∞[
en Go, ce qui égale une valeur de 1 sur le barème.
(6.7)
42
Tableau 6.3 – Spécifications pour le AMD Opteron 8350
Nom du modèle
Nombre de coeurs
Fréquence
Cache L1 total
Cache L2 total
Cache L3 total
Fréquence de bus
AMD Opteron 8350 (OEM)
4
2,0 GHz
128 Ko
2048 Ko
2048 Ko
2000 MHz
La KFN5-Q/SAS a 2 cartes réseaux intégrées, soit 2 Broadcom BCM5721 PCI-E GbE LAN.
Celle-ci est très importante car nous allons relier l’unité de stockage au serveur principal à
l’aide d’une extension qui utilise les connexions Ethernet. De plus, ces cartes offrent un taux
de transfert de données de l’ordre du Go, ce qui est certainement utile pour notre projet
qui nécessite un transfert très rapide. De plus, puisqu’il est intéressant d’utiliser un système
d’exploitation pour la gestion d’une base de données, il est important que notre serveur
comporte une carte vidéo pour gérer l’interface graphique. La carte-mère choisie nous offre
une ATI ES1000 PCI Display Controller de 32Mb ce qui est amplement suffisant. Finalement,
puisque toutes les composantes les plus fragiles ont une durée de vie moyenne de 7 ans, le
barème établi pour la durée de vie est
7 ÷ 10 = 0, 7
6.2.3.2
(6.8)
Stockage
L’unité de stockage StorageTek 9985V (voir tableau 5.25) est un produit de Sun Microsystems. Cette unité de stockage permet d’accueillir entre 5 et 240 disques durs, pour une
configuration maximale de 69,5 To lorsque des disques de 300 Go sont utilisés. Ce total est
amplement suffisant pour stocker toutes les données nécessaires pour une durée de deux ans
selon nos calculs établissant le besoin à 43 To. Pour ce qui est de la copie de sûreté, il est
possible de configurer en RAID 1, 1+0 et 6. Cependant, selon les spécifications du fabricant,
le stockage disponible en RAID 1 est de 34 To tandis qu’en RAID 6, le total monte à 50,1
To. Il est donc évident que la meilleure solution dans ce cas particulier consiste à utiliser une
configuration RAID 6, puisque le RAID 1 ne permet pas de conserver toutes les données sur
une seule unité. La configuration RAID 6 est toutefois très sécuritaire, assurant une double
parité des données.
Afin de respecter les critères du client, il faut aussi que l’unité soit fonctionnelle durant
dix ans. Il est impossible de prédire la durée de vie de matériaux électroniques complexes tels
qu’un serveur, mais il est possible d’éviter la perte de données en cas de bris. Les disques durs
de cette unité de stockage ont la caractéristique d’être « hot swappable », c’est-à-dire qu’ils
peuvent être changés en cas de bris sans avoir à éteindre l’unité complète et éviter de ce fait
toute perte de données ou manque de productivité. La compagnie Sun offre avec cette unité
de stockage une garantie complète de 3 ans. Il reste alors 7 ans à couvrir. Les pièces les plus
43
susceptibles de briser dans n’importe quel ordinateur sont toujours les disques durs, dû au
stress intense qu’ils ont à endurer en tout temps. La durée de vie moyenne d’un disque dur
moderne est d’environ 6 à 8 ans. Nous pouvons aussi inclure le reste des composants dans
cette moyenne, malgré le fait qu’ils courent moins de risques de bris que les disques durs.
Ceci nous permet de dire que le système aurait une durée de vie d’environ 7 ans. Lorsqu’on
place ce chiffre dans l’équation du cahier des charges, nous obtenons :
7 ÷ 10 = 0, 7
(6.9)
Cette unité de stockage sera connectée au serveur central (serveur spécialisé 1) au moyen
de câbles réseau en passant par un commutateur Cisco MDS 9124 (voir 6.1.3). Cette unité
de stockage est disponible au coût de 237 000 $.
6.3
Concept 2
6.3.1
Prototype
6.3.1.1
Unité Centrale
Le deuxième concept de solution consiste à utiliser comme ordinateur central le DuraCOR 810 (voir tableau 5.3) qui est fabriqué par la compagnie Parvus. Ce système utilise
un processeur Pentium M738 de 1,4 GHz. Il sera configuré avec 16 Go d’espace de stockage
CompactFlash et avec 1 Go de mémoire vive DDR-SODIMM. Ce système de stockage a été
préféré à un disque dur, car le système de stockage CompactFlash coûte moins cher, est moins
bruyant et est beaucoup plus petit qu’un système de stockage avec disque dur. Un système
d’exploitation Windows XP sera utilisé comme interface graphique afin de pouvoir communiquer avec les différentes composantes externes de cette solution. Un programme sera conçu
afin de pouvoir récupérer les données du senseur et de les transférer directement à l’unité
centrale. Les données du système de localisation devront également être considérées lors de la
conception du programme. Il faudra également programmer une interface qui pourra traiter
les données dans une base de données afin de permettre l’affichage de certaines d’entre elles
directement au conducteur et permettre la communication entre l’ordinateur et le système de
transmission pour le transfert des données au serveur. Lorsque la solution est analysée, il est
important de ne pas oublier l’alimentation du véhicule. En effet, cette solution doit fonctionner avec l’alimentation de la batterie du véhicule qui est de 12 V. Le DuraCOR 810 possède
un système qui permet de connecter directement l’ordinateur à la batterie. Le barème de la
tension d’alimentation est :
− 0, 083 × 9 + 1 = 0, 28
(6.10)
La température supportée par ce modèle est de −40 ℃ à 71 ℃, ce qui ne répond pas à la
restriction du client. Afin de régler ce problème, un système de refroidissement (voir 6.1.2)
sera inclu lors de l’installation de l’ordinateur. L’ordinateur mesure 26,5 cm x 13,3 cm x 13,3
cm. Ces dimensions rendent l’installation dans le véhicule presque impossible car il ne faut
44
pas que le module nuise aux passagers. L’installation sera faite dans le coffre du véhicule. Il ne
faut pas oublier que ce système possède un connecteur RS-232 afin d’y brancher directement
le senseur imposé par le client. Le prix de l’ordinateur est 3499 $.
6.3.1.2
Affichage
L’affichage utilisé sera le modèle VK204-25-USB (voir tableau 5.11) qui se connecte par un
câble USB directement sur le DuraCOR 810. Une extension USB de 15 pieds sera nécessaire
afin de connecter l’écran près du conducteur à l’unité centale qui est située dans la valise du
véhicule. Le câble USB est vendu par la compagnie NCIX au prix de 9,95 $. L’écran possède
les caractéristiques nécessaires pour l’affichage des données au conducteur. Il possède un
affichage de 4 lignes et de 20 caràctères par ligne. Le module mesure 98 mm x 60 mm x 24,4
mm et la taille de l’écran est de 70,8 mm x 20,9 mm. Il peut être installé prêt du conducteur
sans lui nuire. On peut se procurer le module avec résistance augmentée à la température,
qui supporte des températures de −40 ℃ à 80 ℃. Il consomme peu de courant, donc il peut
se connecter directement à la batterie du véhicule. Cet écran se vend 145 $.
6.3.1.3
Le DuraCOR 810 possède un GPS intégré OrbiTrak GSM (voir tableau 5.8) qui fonctionne
avec la technologie iTrax02 et qui utilise le protocole NMEA pour transmettre les trames
GPRMC au serveur. Comme ce système GPS est intégré au DuraCOR 810, il possède les
mêmes caractéristiques que ce dernier. En effet, il ne peut pas supporter les températures
extrêmes imposées par le client ; il supporte des températures allant de −40 ℃ à 71 ℃.
Comme le critère de température n’est pas respecté par ce GPS, il faudra utiliser le système
de refroidissement mentionné plus haut.
Le prix total de ce prototype est de :
3499 + 2450 + 145 + 27, 95 + 11, 92 + 2651, 73 = 8785, 60$
6.3.1.4
(6.11)
Formules concernant le prototype du concept 2
Barème du coût du prototype :
2450 ÷ 8785, 60 = 0, 28
(6.12)
7 ÷ 10 = 0, 7
(6.13)
Barème de la tension d’alimentation de l’émetteur :
− 0, 083 × 12 + 1 = 0
(6.14)
45
Tableau 6.4 – Spécifications pour le UltraSPARC IV+
Nom du modèle
Fréquence
Cache L2 total
Cache L3 total
6.3.2
Transmission
6.3.2.1
Antenne Satellite
UltraSPARC IV+
1,8 GHz
2 MB
32 MB
L’antenne satellite choisie est l’antenne KVH R4 (voir tableau 5.16). Celle-ci est assez
grosse, mais si on rapetisse son format en gardant sa puissance, elle serait dangereuse pour
les occupants de la voiture. Celle-ci requiert 12 V et a une prise d’alimentation et un câble
data pour le transfert de données. Un convertisseur de courant sera donc utilisé pour brancher
l’antenne (voir 6.1.1). Pour les données, un câble coaxial est utilisé, mais celui-ci est changé
en USB avec le Forvus 3270 [35] à 349.95$ . C’est cependant l’antenne la plus coûteuse, soit
2651 $. Cela lui confère une note pour l’alimentation de 0 selon le barème
6106980000 ∈ [1000000000, ∞[$
6.3.2.2
(6.15)
Système satellite seul
Nous utiliserons un satellite déjà exploité par une compagnie, comme un particulier qui
achète un téléphone satellite. La compagnie choisie est Iridium [25], en raison du prix du
service de 2,09 $ la minute (Formule coût satellite par an). La ligne satellite transfère 9,6
Kops, ce qui est amplement suffisant. Il faudrait avoir une antenne satellite dans chacune des
voitures (voir 6.3.2.1). Le coût total du système satellite est de 2, 09$ par minute ×8000000
minutes par jour = 16720000$ par jour ×365, 25 = 6106980000$ par an.
6.3.3
Serveur
6.3.3.1
Serveur Principal
Le Sun Fire V890 est un serveur spécialement conçu pour les entreprises. Ses spécification
sont présentées au tableau (voir tableau 5.22). Il comprend un processeur UltraSPARC IV+,
une technologie de processeur que la compagnie Sun Microsytems offre dans ses serveurs.
Ceux-ci sont conçus pour des entreprises de haut niveau exigeant des serveurs très performants. Nous avons décidé de personnaliser ce serveur avec 4 de ces processeurs. Comme
l’indique le tableau des spécifications, les performances offertes sont plus que suffisantes pour
mener à bien le projet ; le transfert de données et l’exécution d’instructions seront très efficaces. Pour la mémoire, le fabricant nous impose de la DIMMs de 2 Go, le serveur peut
contenir 8 barettes, pour un total de 16 Go, ce qui respecte ce que nous avons précédemment
46
établi. Selon le barème du cahier des charges, pour une quantité de mémoire de 16 Go nous
avons :
16 ∈ 16
(6.16)
en Go, ce qui égale une valeur de 0,5 sur le barème.
Ce serveur nécessitera aussi une extension pour relier l’unité de stockage au serveur principal. Il est initialement équipé d’un port Gbit Ethernet qui offre un taux de transfert de
données de l’ordre du Go. À l’origine, le V890 n’a pas de carte graphique intégrée mais il
comprend des connexions PCI. Nous avons décidé d’y inclure une ATI ES1000 PCI Display
Controller de 32 Mo. Ce système utilise des disques durs et, comme établi plus tôt, la durée
de vie moyenne est d’environ 7 ans, ce qui lui confère une note de 0,7.
6.3.3.2
Stockage
Ce système de stockage est le Sun StorageTek SL500 (voir tableau 5.27). Les unités de
stockage sur disque ne sont pas les seuls moyens de stockage disponibles sur le marché. En
effet, le stockage sur bande magnétique (tape drive) est un autre excellent moyen de stocker
de larges quantités de données et la taille d’une unité est beaucoup plus petite que pour une
unité de stockage sur disque équivalente. De plus, de nombreux experts s’accordent à dire que
le stockage sur bande magnétique est encore de nos jours le moyen le plus efficace et fiable
pour stocker de larges quantités de données. Le StorageTek SL500 de la compagnie Sun en
est un excellent exemple. Cette unité de stockage offre une personnalisation hors du commun
pour répondre à une gamme très variée de besoins. Pour notre projet la configuration qui
répond à tous nos besoins est une configuration avec des cartouches LTO2 à 200 Go par
cartouche. En utilisant 450 de ces cartouches (le maximum étant 575), nous obtenons un
stockage de 90 To. Cette capacité dépasse grandement les 43 To requis mais l’utilisation du
RAID 1 pour avoir une copie de sûreté complète porte ce total à 86 To. La copie de sûreté
utilisée dans ce cas est donc RAID 1.
Pour ce qui est de la durée de vie, cette unité de stockage possède aussi des composantes
interchangeables sans avoir à éteindre le système complet, ce qui permet la collecte en continu
des données. Toutefois, les bandes magnétiques ont une durée de vie un peu inférieure à celle
des disques durs en grande partie parce qu’elles ont un cycle limité de lecture/écriture. Leur
durée de vie est d’environ 5 ans ; la premère année d’opération est couverte par la garantie de
Sun Microsystems. Lorsque remplacé dans la formule du cahier des charges, nous obtenons
0,5.
5 ÷ 10 = 0, 5
(6.17)
Cette unité sera jumelée au serveur central Sun Fire V890 (voir tableau 5.22). La connexion
entre les deux se fera au moyen du commutateur Cisco (voir 6.1.3). Ce système est disponible
au coût de 55 000 $.
6.4
Concept 3
6.4.1
Prototype
6.4.1.1
Unité Centrale
47
Le troisième concept de solution utilise un ordinateur central ProPanel TC2100 (voir
tableau 5.5) de la compagnie Azonix au prix de 4500 $. Ce système possède un processeur
Via Edan de 600 MHz. Il peut supporter de 512 Mo à 4 Go de mémoire Flash. Il sera donc
utile d’utiliser 4 Go afin de pouvoir y allier un système d’exploitation et d’entreposer les
données nécessaires. Le système d’exploitation utilisé sera Windows XP afin de bien pouvoir
communiquer avec les différents périphériques extérieurs. Un programme sera ensuite installé
pour traiter les différentes données. Il faut que les données du senseur et du système de
localisation puissent être transférées jusqu’à l’unité centrale. Afin de connecter le senseur à
l’ordinateur, un connecteur RS-232 est nécessaire. Cet ordinateur répond à ce critère car il
possède seulement un port RS-232 mais ne possède aucun port USB afin de connecter un
éventuel système de localisation. Il faudra donc installer un diviseur de port RS-232 afin de
pouvoir convertir un des deux ports en port USB. L’adaptateur utilisé pour diviser le port
RS-232 est le câble série diviseur DB 9. Ce diviseur de port est vendu par la compagnie
CableClub [59] au prix de 3,99 $. Il faudra ensuite utiliser un adaptateur afin de convertir
un des ports RS-232 en port USB. Un adaptateur USB RS-232 est vendu par la compagnie
SoluMag au prix de 47,67 $. Un autre adaptateur sera nécessaire afin de connecter le système
de localisation à partir du câble USB. Un changeur USB de genre (A) femelle vers (A)
femelle est acheté à la compagnie La Source par Circuit City [61] au prix de 6,99 $. Ce
système supporte des températures de −40 ℃ à 50 ℃, ce qui ne répond pas aux exigences
du client. Un système de refroidissement (voir 6.1.2) devra donc être installé dans la valise
afin de que ProPanel TC2100 puisse supporter une température maximale de 80℃. Un hub
USB sera également nécessaire afin de connecter le système de refroidissement. Ce hub est
vendu par la compagnie VPI [63] au prix de 15 $. Le système supporte amplement le voltage
de la batterie du véhicule qui est de 12 V. Un système convertisseur de courant (voir 6.1.1)
sera installé dans le véhicule afin de brancher les équipements sur la baterrie. Les données
sont insuffisantes pour calculer la valeur dans le barème de la tension d’alimentation, ce qui
lui donne une note de 0.
6.4.1.2
Affichage
Le ProPanel possède un écran 15 pouces intégré, ce qui est trop gros pour mettre dans le
véhicule. Il faudra installer un nouvel écran afin qu’il puisse être installé près du conducteur
et répondre à la demande du client. En effet, le client désire que les émissions de gaz soient
affichées à l’intention du conducteur. L’écran sélectionné est le VFD2041 (voir tableau 5.13)
qui se branche par le port RS-232 de l’ordinateur. En effet, il faudra installer un autre
diviseur de port RS-232. Comme le ProPanel TC2100 est installé dans la valise, une rallonge
RS-232 sera nécessaire. Une rallonge de la compagnie Rue Du Commerce [62] de 5 m à été
sélectionnée ; le produit se vend 11,92 $. L’écran possède un affichage de 4 lignes et de 20
48
caràctères par ligne. Le module mesure 98 mm x 60 mm x 24,4 mm et la taille de l’écran est
de 70,8 mm x 20,9 mm. Il est adéquat pour être installé près du conducteur sans lui nuire.
Il supporte les températures de −40 ℃ à 80 ℃. Le prix unitaire incluant lŠoption visant à
augmenter la résistance à la température est de 124,50 $.
6.4.1.3
Le système de localisation utilisé est le Rikaline GPS 6020 (voir tableau 5.8) qui possède
la technologie SiRF Star III. Ce GPS a une précision de 3 m, supporte les températures
imposées par le client et mesure 85 mm de longueur par 42 mm de largeur et 20,6 mm de
hauteur. Ce système est disponible au prix de 142 $. Il sera situé à côté de l’ordinateur dans
la valise du véhicule et il se connectera par le port USB.
Coût total Le coût total de ce prototype est de :
4500 + 27, 95 + 29, 99 + 2 × 3, 99 + 47, 67 + 6, 99 + 142 + 2450 + 382, 17 + 15 = 7609, 75$
6.4.1.4
Formules concernant le concept du prototype 3
Barème du coût :
2450 ÷ 7609, 75 = 0, 32
(6.18)
7 ÷ 10 = 0, 7
6.4.2
Transmission
6.4.2.1
Antenne Satellite
(6.19)
Nous utiliserons la même antenne que dans le concept 2 (voir 6.3.2.1).
6.4.2.2
Antenne cellulaire
L’antenne cellulaire choisie est une antenne avec une fixation rétroviseur. Cette antenne
mesure 65cm de haut et elle se place sur le rétroviseur de la voiture. Elle s’alimente directement par le câble Ethernet et fonctionne au 12 V. Elle coûte environ 130 $. Pour le critere
de l’alimentation, sa note est de 0.
− 0, 083 × 12 + 1 = 0
6.4.2.3
(6.20)
Système Satellite/Cellulaire
Le système satellite sera utilisé conjointement avec le système cellulaire, car il est de très
loin le plus coûteux. Il sera donc utilisé seulement en l’absence d’un système cellulaire, soit
par près de 10 % de la population, donc environ 800 000 personnes. Les autres (7 200 000
49
personnes) seront couverts par le système cellulaire. Nous utiliserons un satellite déjà exploité
par une compagnie, comme un particulier qui achète un téléphone satellite. La compagnie
choisie est Iridium [25] qui offre le service au prix de 2,09 $ la minute. La ligne satellite
transfère à 9,6 Kops, ce qui est amplement suffisant. Nous devrons avoir une antenne satellite
sur environ 10 % des voitures (voir 6.3.2.1). Le système cellulaire sera utilisé conjointement
avec le système satellite, car il ne couvre pas la province au complet. Il serait utilisé sur 7
200 000 véhicules, chacun ayant une antenne cellulaire (voir section antenne cellulaire) et
chacun ayant une ligne téléphonique. La ligne cellulaire fonctionne à 9,6 Kops. Il faudra donc
installer une antenne cellulaire sur 90 % des voitures. Le coût total de ce système est de :
Coût total 10% des gens au Québec auront besoin du système satellite : 6106980000 ×
10 ÷ 100 = 6106980000$ par an. 90% des gens au Québec ont accès au système cellulaire :
70$ par mois ×12 mois par année = 840$ par an par personne. 840 × 8000000 = 6720000000$
par an pour 90% des gens, soit 6720000000 × 90 ÷ 100 = 6048000000$ par an. Coût total
pour cette transmission 6106980000 + 6048000000 = 6658698000$ par an.
Barème des coûts liés à la transmission
6658698000 ∈ [1000000000, ∞[$
(6.21)
ce qui égale une valeur de 0 sur le barème.
6.4.3
Serveur
6.4.3.1
Serveur Principale
Le Sun Fire X4500 (voir tableau 5.19) serait aussi une solution envisageable pour le
serveur. Selon les restrictions pour les processeurs que nous avons établies, le AMD DualCore Opteron 290 est une excellente option. Nous avons décidé de personnaliser ce serveur
avec 4 de ces processeurs. Comme l’indique le tableau des spécifications, les performances
offertes sont plus que suffisantes ; le transfert de données et l’exécutions d’instructions seront
très efficaces. Pour ce qui est de la mémoire, le fabricant nous impose de la DIMMs de 2Go,le
serveur peut contenir 8 barettes, pour un total de 16 Go, ce qui respecte ce que nous avons
précédemment établi : un minimum de 16Go pour le bon fonctionnement du serveur. Selon
le barème du cahier des charges, pour une quantité de mémoire de 16 Go nous avons :
Barème de la quantité de mémoire vive du serveur :
16 ∈ 16
(6.22)
en Go, ce qui égale une valeur de 0,5 sur le barème.
Ce serveur nécessitera aussi une extension pour relier l’unité de stockage au serveur principal. Nous l’avons équipé de 4 10/100/1000 ports Ethernet qui offriront un taux de transfert
de données très performant soit de 1000 Mo/s sur une portée de 100 m, un taux supérieur
à ce que le serveur devrait fournir. Le Sun Fire X4500 comprend aussi une carte graphique
VGA qui conviendra pour gérer l’interface graphique du système d’exploitation. Encore une
fois, la durée de vie moyenne est de 7 ans pour les raisons mentionnées plus tôt.
50
Tableau 6.5 – Synthèse des calculs
Critères
Prototype
Durée de vie
Coût des appareils
Transmission
Alimentation en énergie émetteur
Coûts liés (par an)
Serveur/Stockage
Durée de vie
Quantité de mémoire vive
6.4.3.2
Concept 1
Concept 2
Concept 3
8
7
5978.99
9
7
8785.60
Non applicable
7
7609.75
8
2171817.27
12
6106980000
12
6658698000
7
32
6
16
7
16
Stockage
Le serveur/unité de stockage Sun Fire X4500 (voir tableau 5.19) est décrit dans la section
serveurs. Ce serveur a une capacité de stockage de 48 To, ce qui est suffisant pour les données
récoltées sur deux ans. Il faut toutefois aussi prévoir une copie de sûreté et malgré le fait
que ce serveur supporte les configurations RAID 0, 1, 0+1, 5 et 6, le stockage maximal
de ce serveur ne permet pas d’avoir une copie de sûreté interne si RAID 1 est utilisé. Il
faut prévoir une unité de stockage supplémentaire pour la sûreté. Cependant, RAID 5 et
RAID 6 sont supportés et sont de meilleures options puisqu’ils ne nécessitent pas de stockage
supplémentaire, réduisant ainsi les coûts. Entre RAID 5 et 6, le RAID 6 s’impose puisque son
concept est très semblable au RAID 5, mais avec une sécurité accrue dû au fait qu’il utilise
le concept de double parité contrairement à une simple parité pour le RAID 5. Comme
mentionné plus tôt, cette unité de stockage est« tout-en-un »et n’a pas à être attachée à un
serveur central puisqu’il s’agit lui-même d’un serveur.
Le serveur doit récolter des données sans pertes pendant deux ans. Ce système est muni
de la technologie ChipKill, qui permet au système de fonctionner même si une barrette de
mémoire RAM est dysfonctionnelle, en plus de posséder des composants qui sont interchangeables sans éteindre le système (hot swappable). Ce système implique des disques durs tout
comme le StorateTek 9985V (voir tableau 5.25) et les calculs de durée de vie sont donc les
mêmes. Ces calculs sont disponibles à la partie stockage du concept 1. Le prix de ce serveur
est de 61 995 $
Chapitre 7
Concept retenu
7.1
Matrice de décision
Grâce au tableau synthèse que nous avons précédemment rempli avec les barèmes présentés dans le cahier des charges, nous avons obtenu des résultats se situant dans l’intervalle
[0,1]. En reportant ceux-ci en fonction des pondérations des critères que nous avons aussi
établis dans le cahier des charges, nous obtenons de nouveaux résultats sous forme d’une
matrice de décision (tableau 7.1) présentée dans cette section :
7.2
Interprétation des résultats
En examinant la matrice de décision, il est facile de remarquer que le concept #1 est le
plus performant des trois que nous avons retenus. En effet, si l’on examine son résultat pour
le prototype qui est de 18,00%, on constate que celui-ci est légèrement supérieur aux deux
autres ; c’est pour cette raison que nous conservons le Spartan P630 comme unité centrale
et le CoPilot USB GPS comme système de positionnement. Ensuite, pour ce qui est de la
transmission, il est clair que le WLAN est le système le plus performant, donc nous retenons
aussi cet élément de solution. Finalement, le résultat de la section serveur du concept #1 est
aussi beaucoup plus élevé que les deux autres ; ainsi, notre concept final comprend le serveur
spécialisé que nous avons nous-mêmes bâti.
7.3
7.3.1
Concept final
Matrice de décision révisée
Voici la matrice de décision révisée (tableau 7.2) qui contient seulement les pondérations
du concept retenu :
51
52
CHAPITRE 7. CONCEPT RETENU
Tableau 7.1 – Matrice de décision
Critères
Prototype
Durée de vie
Coût des appareils
Transmission
Alimentation en énergie émetteur
Coûts liés
Serveur/Stockage
Durée de vie
Total
Pond.
40.00%
7.50%
7.50%
25.00%
20.00%
5.00%
15.00%
40.00%
20.00%
20.00%
100.00%
Concept 1
18.00%
2.50%
5.25%
10.25%
16.65%
1.65%
15.00%
34.00%
14.00%
20.00%
68.65%
Concept 2
14.15%
1.90%
5.25%
7.00%
5.00%
5.00%
0.00%
22.00%
12.00%
10.00%
41.15%
Tableau 7.2 – Matrice de décision révisée
Critères
1. Prototype
Alimentation
Durée de vie
Coût des appareils
2. Transmission
Alimentation
Coûts liés
3.Serveur
Durée de vie
Total
Pondération
40.00%
7.50%
7.50%
25.00%
20.00%
5.00%
15.00%
40%
20.00%
20.00%
100.00%
Concept final
18.00%
2.50%
5.25%
10.25%
16.65%
1.65%
15.00%
34.00%
14.00%
20.00%
68.65%
Concept 3
13.25%
0.00%
5.25%
8.00%
5.00%
5.00%
0.00%
24.00%
14.00%
10.00%
42.25%
53
Tableau 7.3 – Tableau des composants du concept final
Composante
Prototype
Unité Centrale
Affichage
Transmission
Antenne émettrice
Antenne relais
Système de transmission
Serveur principal
Serveur
Unité de stockage
7.3.2
Concept final
Spartan P630
CoPilot USB GPS
Spartan P630
Carte Wi-Fi 802.11b
Antenne HGV-2409-U
WLAN
StorageTek 9985V
Établissement du concept final
Voici le tableau 7.3 qui présente le concept retenu :
Il faut cependant noter que certaines composantes du concept retenu ne figurent pas dans
le tableau 7.3, à savoir : le convertisseur de courant (voir 6.1.1), le système de refroidissement
(voir 6.1.2) et le commutateur Cisco MDS 9124 (voir 6.1.3). Toutefois, ces éléments sont
tous présentés dans la section 6.1
7.3.3
Spécifications du concept final
Le concept final fonctionne selon les spécificités finales suivantes (tableau 7.4) :
54
Tableau 7.4 – Fiche technique du concept retenu
Critères
1. Prototype
Alimentation
Durée de vie
Coût des appareils
2. Transmission
Alimentation
Coûts liés
3.Serveur
Durée de vie
Coût des appareils
Spécification
8V
7 ans
5 978,99 $
8V
2 171 817,26 $/an
7 ans
32 Go
260 138,05 $
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Unité Centrale
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Annexe A
Liste des sigles et des acronymes
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GPS : Global Positionning System
RS-232 : Recommended Standard 232
mA : Milliampère
USB : Universal Serial Bus
SATA : Serial Advanced Technology Attachment
VGA : Video Graphics Array
Kbps : Kilobit per second
RJ-45 : Registered Jack 45
DC : Direct Current
AC : Alternative Current
VDC : Volts of continuous current
ATA : Advanced Technology Attachment
UltraDMA : Direct memory access
DDR2 : Double Data Rate
LCD : Liquid Crystal Display
WLAN : Wireless Local Area Network
VPN : Virtual Private Network
DIMM : Dual In-line Memory Module
RPM : Revolutions Per Minute
RAID : Redundant Arrays of Independent Disks
WD : Western Digital
Mo : Megaoctet
Go : Gigaoctet
To : Teraoctet
rpm : Rotations par minute
cfm : Cubic Feet per Minute
SAN : Storage Area Network
60

Équipe 03 - Université Laval

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