Projet Cahier des charges

COMBELLES Nicolas
CORTES Jessica
École Supérieure d'Ingénieur de Luminy
Projet de 1ère Année
2004-2005
Architecture des ordinateurs
Projet
Cahier des charges
17 décembre 2004
Enseignant : François TOUCHARD
Tuteur : M. Auguste LE VAN SUU
Table des matières
Table des matières
1 - Introduction.....................................................................................................................................3
1.1 - Objet........................................................................................................................................3
1.2 - Contexte...................................................................................................................................3
1.3 - Terminologie...........................................................................................................................3
2 - Description détaillé du produit........................................................................................................3
2.1 - Exigences fonctionnelles.........................................................................................................3
2.2 - Interfaces.................................................................................................................................4
2.3 - Exigences non fonctionnelles..................................................................................................5
3 - Livrables..........................................................................................................................................6
4 - Conditions de réalisation.................................................................................................................6
4.1 - Délai de réalisation..................................................................................................................6
4.2 - Répartition des tâches..............................................................................................................6
4.3 - Contraintes de développement................................................................................................8
4.4 - Analyse des risques.................................................................................................................9
4.5 - Communication avec le client et suivi de la réalisation..........................................................9
COMBELLES Nicolas
CORTES Jessica
Projet Spy-bot
Cahier des charges
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Introduction
1 ­ Introduction
1.1 - Objet
Ce document a pour objectif de détailler le déroulement du projet Spy-bot. Celui-ci devra passer
par plusieurs phases qui nécessitent une planification rigoureuse. Parmi celles-ci se trouvent
notamment les phases de conceptions et de développement d'un projet (conception, modélisation,
développement matériel et logiciel).
1.2 - Contexte
Ce projet a été proposé dans le cadre du projet d'architecture des ordinateurs de première année
(2004), à l'ESIL.
Il consiste en la réalisation d'un "spyi dirigeable". Il s'agit d'un petit ballon contrôlable à
distante. Celui-ci devrait se déplacer à l'aide d'ordres transmis par l'utilisateur via des commandes
lancées à partir d'un ordinateur ou bien, par commandes vocales. Il serait munis d'une caméra qui
permettrait le renvoi de la vue aérienne.
La réalisation de ce projet se fera en parallèle avec un autre binôme (Robin HAIDER, Alexandre
MELY).
1.3 - Terminologie
Dans la suite du document, tous les termes techniques seront succédés d'une note (type iii) qui
référera au glossaire.
2 ­ Description détaillé du produit
2.1 - Exigences fonctionnelles
La réalisation de ce projet repose sur certaines exigences techniques et fonctionnelles qui
permettent de répondre aux besoins du client.
Le dirigeable « Spy-bot »
✗
L'aéronef doit pouvoir évoluer en sustentation dans les airs sans fixation avec le sol. Il sera
constitué d'une nacelle, d'un ou plusieurs ballons et des moteurs permettant de le mouvoir.
✗
Ces moteurs offriront au dirigeable la possibilité d'effectuer les mouvements de base
(translation verticale, latérale et rotation à gauche/droite).
✗
Le contrôle du Spy-bot se fera par l'intermédiaire d'une station au sol (appelé « Module
Solii ») et les commandes seront transmises via les ondes radios.
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Projet Spy-bot
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Description détaillé du produit
✗
Un système d'émission vidéo (caméra + module radio de transmission vidéo) sera déployé
dans la nacelle pour offrir un retour d'information.
✗
De plus il est probable qu'une boussole soit intégrée dans le dirigeable pour accroître la
précision du pilotage (informations sur la direction du mobile).
✗
De façon logique, le dirigeable comprendra un circuit intégréiii pour assurer l'asservissement
des moteurs, la réception des commandes et l'émission de la vidéo.
Le « module sol »
✗
Ce module est chargé de faire l'interface entre l'ordinateur et l'objet volant. Sa fonction
principale sera de réceptionner les instructions de l'utilisateur et de les transmettre au
dirigeable.
✗
La liaison “Ordinateur – Module sol” se fera grâce à l'interface série (RS 232)
✗
Le module n'a pas à gérer la réception de la vidéo, l'affichage sur le moniteur de l'ordinateur
se fera directement via une carte d'acquisition (non fournis).
✗
En revanche la réception des informations de direction (boussole) seront directement gérées
sur le « module sol » et envoyées à l'ordinateur.
L'Interface Homme-Machine (IHMiv)
✗
Composée d'éléments graphiques (widgetsv), elle offrira à l'utilisateur une solution simple et
conviviale de commander son espion dirigeable.
✗
L'affichage du flux vidéo pour assurer à l'utilisateur un pilotage interactif, ne sera pas
directement intégré dans l'IHM : une application auxiliaire affichera la vidéo dans une autre
fenêtre
2.2 - Interfaces
Interface graphique (IHM)
Ci-dessous la représentation simplifiée de notre future interface graphique :
Écran de
visualisation
du flux vidéo
(optionnel)
Déplacements
horizontaux
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Intensité du
déplacement
⇧
↑
←↓→ ⇩
Projet Spy-bot
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Déplacement
Déplacements
verticaux
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Description détaillé du produit
Interfaces matérielles
En plus de l'IHM, le schéma ci-dessous décrit les interactions entre les différents modules grâce
aux interfaces matérielles :
Terre
PC
Interface série RS232
Communication PC/µC
Air
Module Radio
Émmission/Réception
Module Radio
Module Video
Émmission/Réception Émission de la vidéo
Microcontrolleur
PIC16F94 / BasicStamp
Microcontrolleur
PIC16F94 / BasicStamp
Module commande
vocale
Alimentation
(piles, accus, ...)
Boussole
(info de direction)
Alimentation
(piles, accus, ...)
Propulsion
(moteurs, élices,...)
Chassis du dirigeable
(nacelle, ballon, ...)
2.3 - Exigences non fonctionnelles
Contraintes techniques
✗
Le poids supporté par le ballon, en effet, celui-ci soutiendra une nacelle chargée de
composants et d'une caméra : 500 g.
✗
La hauteur à laquelle flottera le Spy-bot : 0 – 10m.
✗
La distance jusqu'à laquelle le Spy-bot pourra être commandé : 30m.
✗
Temps de réponse du dirigeable : 0 – 1s.
✗
Pression d'hélium dans le ballon.
✗
Autonomie électrique du Spy-bot : 2h.
✗
Conditions climatiques : utilisation intérieure (indoor).
✗
Perturbations hertziennes (bruit, interférences, ...) : non nulle.
Fonctionnalités éventuelles :
✗
L'utilisation d'un langage multi-plateformevi (par exemple vii) pourrait être assez intéressant
pour ouvrir le logiciel à des horizons plus vastes. Mais il faut d'abord mesurer l'enjeu que cette
fonctionnalité représente (communication avec le matériel, ...).
✗
L'utilisation d'un codage pour moduler les ondes radios (en effet la porteuseviii du signal sera
la même pour tout les différents projets qui seront réalisés).
✗
Le contrôle de l'espion grâce à la voix pourrait être une fonctionnalité pour rendre le pilotage
du mobile encore plus intuitif.
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Description détaillé du produit
✗
De même, l'ajout d'une boussole sur l'espion permettrait un retour d'information
supplémentaire pour améliorer le pilotage du mobile.
✗
Le port USBix est aussi un port de type série. Il serait éventuellement possible de concevoir
une liaison grâce à cette interface. De même que pour le Java, il est nécessaire de faire
quelques recherches pour estimer la charge de travail supplémentaire.
3 ­ Livrables
La livraison du produit contiendra :
✗
Le Spy-bot (nacelle + ballon).
✗
« Module sol ».
✗
CD-ROM contenant le logiciel
d'installation.
✗
Câble série (liaison « module sol » /
ordinateur).
✗
Guide d'utilisation du logiciel.
✗
Alimentation (piles, batteries, accus, ...).
✗
Fiche des caractéristiques techniques du
produit.
✗
Garantie et SAV.
✗
Emballage.
4 ­ Conditions de réalisation
4.1 - Délai de réalisation
Le projet a débuté à partir du 10 Novembre 2004 et devra être terminé au plus tard le 12 Février
2004. Celui-ci étant réalisé dans un contexte scolaire, il ne pourra bénéficier d'aucun retard.
La version finale du présent cahiers des charges ainsi que du document de pré-conception
(analyse fonctionnelle) doit être remis le 15 Décembre 2004 au plus tard.
4.2 - Répartition des tâches
La répartition des tâches est un élément essentiel pour bien réussir un projet. Elle consiste en
l'attribution des principales tâches à tous les membres de l'équipe.
Tableau de répartition des tâches
Conception /
Réalisation
Programmation
des µC
Programmation des
applications PC
Spy-bot Module Sol BasicStamp PIC16F84 Com. µC/PC via série
Nicolas
COMBELLES
COMBELLES Nicolas
CORTES Jessica
*
*
Projet Spy-bot
Cahier des charges
IHM
*
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Conditions de réalisation
Conception /
Réalisation
Programmation
des µC
Programmation des
applications PC
Spy-bot Module Sol BasicStamp PIC16F84 Com. µC/PC via série
Jessica
CORTES
*
Robin
HAIDER
*
Alexandre
MELY
*
*
IHM
*
*
*
*
*
En accord avec Robin HAIDER et Alexandre MELY : le tableau ci-dessus résume la répartition des
principales tâches :
✗
Conception / Réalisation : Cette tâche englobe deux sous-tâches étroitement liées.
Premièrement la conception consiste à réfléchir sur la modélisation du module en question
(Spy-bot ou « Module Sol »). Elle peut par exemple se matérialiser par la représentations
graphiques (plans, schémas électriques, ...) et une liste du matériels à utiliser (structure du
module, composants électroniques, ...). Deuxièmement la réalisation repose sur l'assemblage
de toutes ces pièces afin d'obtenir un module prêt à l'emploi.
✗
Programmation des micro-contrôleurs (µC) : La réalisation de cette tâche va permettre
d'obtenir un ensemble de fonctionnalités disponibles sur le module via le micro-contrôleur.
Pour cela, il va falloir programmer ce dernier (le langage spécifique est spécifique au
matériel : langage d'assemblage, Basic, ...) pour offrir ces différentes fonctionnalités. Une
partie non négligeable de cette tâche va être de se documenter sur la manipulation du microcontrôleur en question.
✗
Programmation des applications PC : Le développement de cette tâche se divise en deux
tâches bien distinctes. Tout d'abord la communication µC/PC consiste à développer une
interface « Module Sol »/PC qui va permettre l'abstraction des protocoles de communications
fastidieux sur le port série entre le PC et le micro-contrôleur. De ce fait l'équipe de
développement l'interface graphique va pouvoir uniquement se concentrer sur la réalisation
d'une IHM fonctionnelle et conviviale.
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Conditions de réalisation
Diagramme de GANTT
4.3 - Contraintes de développement
Les contraintes de développement seront mentionnées plus en détails dans le document de
conception. Cependant il est possible d'imaginer les principales contraintes que vont nous imposer
nos choix de conception.
✗
Coordination des tâches entre les différents membres du projet.
✗
Choix d'un langage de programmation adapté à la gestion d'une interface graphique et du
matériel (port série...) .
✗
Outils logiciels à notre disposition.
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Conditions de réalisation
4.4 - Analyse des risques
Afin d'anticiper les différents problèmes pouvant retarder la réalisation du projet, il est d'usage de
rédiger un tableau des risques recensant le problèmes risques majeurs et pour chacun d'entre eux, un
moyen de le contourner.
Risque
Poids du module embarqué
supérieur à la charge utile du
ballon.
Configuration de l’ordinateur
insuffisante pour le logiciel.
Interférences avec d’autres
appareils radio-fréquence.
Mauvaise qualité de
l’émission/réception entre le sol
et le ballon
Aucune réception de la vidéo
sur l'ordinateur via la carte
d'acquisition
Indisponibilité du client lors des
rendez-vous hebdomadaires.
Difficulté d’émission et de
réception d’informations sur le
port série.
Problèmes d’utilisations
rencontrés par le client
Perte des données présentes sur
l’ordinateur utilisé pour le
développement du logiciel.
Indisponibilité des imprimantes
de l’école à l’approche de
l’échéance de la soutenance.
Mesures de prévention
Contrôle du poids de chaque élément à
rajouter au module embarqué. Commande
d’un éventuel ballon supplémentaire.
Définir la configuration matérielle
minimale dans le document de conception.
Utilisation d’un système de codification des
commandes.
Utilisation d’antennes pour l’émission et la
réception des images et des commandes.
Réflexion sur les canaux UHF à utiliser à la
réception sur la carte d'acquisition.
Prise régulière de rendez-vous en dehors
des heures de cours.
Utilisation d’un langage de programmation
permettant un accès aisé aux couches
matérielles de l’ordinateur.
Mise en place d’une hot-line 24h/24 au
06.30.21.28.82
Réalisation de sauvegardes quotidiennes sur
support amovible.
Impression des documents dés Janvier
2005. Mise à disposition d’une imprimante
supplémentaire au sein de l’équipe de
développement.
Date de
mise en
œuvre
01/12/04
02/2005
01/2005
01/2005
01/2005
12/2004-02/2005
12/2004
02/2005
01/2005
01/2005
4.5 - Communication avec le client et suivi de la
réalisation
Le client sera informé en permanence des avancées du projet et du produit. Il pourra à tout
moment demander des informations supplémentaires. De plus, à la livraison du produit, le client
bénéficiera d'une maintenance et de support technique qui devrait faciliter l'utilisation du produit.
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Conditions de réalisation
Monsieur Auguste LE VAN SUU (notre tuteur de projet) et François TOUCHARD (notre enseignant
d'architecture des ordinateurs) seront tenu au courant des avancées du projet quotidiennement, et ce
jusqu'à la réalisation du produit final.
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Glossaire
i Spy : Terme anglais désignant un espion : personne ou objet effectuant un travail (ou mission) de
façon discrète.
ii Module sol : Station d'émission/réception au sol permettant à l'ordinateur de « communiquer »
avec le spy.
iii Circuit Intégré : Circuit imprimé comprenant plusieurs composants électroniques : par exemple
micro-contrôleur (BasicStamp, PIC16F84, ...), transistor,...
iv IHM (Interface Homme-Machine) : Interface graphique offrant à l'utilisateur une utilisation
conviviale et l'accès instinctif à toutes les fonctionnalités du logiciel.
v Widget : (WInDow GadgET) éléments graphiques (boutons, zone de texte, barres de
défilement, ...) à disposition pour créer rapidement une interface graphique.
vi Multi-plateforme : logiciel indépendant du système d'exploitation, ou fonctionnant sur plusieurs
systèmes.
vii Java : langage Orienté-Objet multi-plateforme offrant une facilité de développement de petites
applications WEB (applets) intéressantes.
viii Porteuse : Signal sinusoïdal constant (par exemple 433 MHz) permettant d'émettre à longue
distance une fréquence modulée sur cette porteuse.
ix USB : (Universal Serial Bus) Port série évolué gérant la connexion/déconnexion à chaud.
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