NMEA et Multiplexeurs

 

NMEA est un organisme de standardisation des protocoles de communication entre les instruments Žlectroniques maritimes. Un protocole nommŽ NMEA-0183 a ŽtŽ dŽfini pour permettre aux instruments de communiquer et d'Žchanger des donnŽes entre eux.

Par exemple, un compas Žlectronique peut envoyer un cap ˆ un radar pour lui permettre un affichage Nord vers le haut. Un GPS peut envoyer une information d'Žcart de route ˆ un pilote automatique pour dŽclencher une route programmŽe, etc.

 

Emetteurs et rŽcepteurs

Une communication au protocole NMEA-0183 est Žtablie au minimum entre un instrument qui envoie des donnŽes et un deuxime qui les reoit. Par convention, l'instrument qui envoie les donnŽes est appelŽ Žmetteur (talker), l'instrument qui reoit les donnŽes est appelŽ le rŽcepteur (listener) (Fig.1).

 

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Fig.1 : Systme NMEA minimum

Avec le protocole NMEA-0183, les donnŽes sont traduites en phrases composŽes de caractres lisibles. Le contenu de chaque phrase est dŽfini par le standard et dŽbute toujours par un signe '$' ou '!' et se termine toujours par un code spŽcial appelŽ LF (Line Feed). De ce fait, un rŽcepteur sait toujours quand une phrase commence et quand elle finit. Le standard NMEA spŽcifie Žgalement qu'un Žmetteur peut envoyer une ou plusieurs phrases au rythme qu'il souhaite, mais de prŽfŽrence pas plus d'une fois par seconde. Une exception toutefois ˆ cette rgle concerne les compas gyroscopiques et fluxgate, qui peuvent transmettre plus de dix phrases par seconde.

Le standard NMEA spŽcifie qu'un Žmetteur doit avoir la capacitŽ de gŽnŽrer la communication vers 4 rŽcepteurs. Cela signifie que l'on peut connecter jusqu'ˆ 4 instruments recevant des donnŽes d'un autre unique instrument (Fig.2). Cela est relativement facile ˆ accomplir, comme pour une personne de raconter une histoire ˆ quatre autres personnes : la seule contrainte Žtant que le narrateur parle assez haut.

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Fig.2 : Un Žmetteur connectŽ ˆ 4 rŽcepteurs

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Fig.3 : 4 Žmetteurs connectŽs ˆ un rŽcepteur

La situation devient plus compliquŽe quand plusieurs Žmetteurs doivent envoyer des donnŽes ˆ un unique rŽcepteur. Un exemple classique et celui d'un GPS et d'une girouette-anŽmomtre devant envoyer leurs donnŽes ˆ un pilote automatique. Un autre exemple Žtant celui d'un ordinateur de navigation (rŽcepteur) devant recevoir les donnŽes de plusieurs Žmetteurs (GPS, AIS, instruments) (fig.3). Le standard NMEA n'a pas prŽvu ces situations, et sans Žquipement spŽcifique, c'est impossible. Les Žmissions de chaque Žmetteur se court-circuitent et les phrases transmises seront corrompues. L'image Žtant celle de plusieurs narrateurs racontant chacun une histoire diffŽrente au mme moment ˆ un unique auditeur.

 

Le multiplexeur

Un multiplexeur NMEA, parfois appelŽ combiner, rŽsout le problme en pratiquant un stockage intermŽdiaire des phrases. Chaque Žmetteur (fig.4) est connectŽ ˆ sa propre entrŽe NMEA du multiplexeur. Le multiplexeur lit les phrases compltes reues par chaque entrŽe et les stocke dans une mŽmoire tampon, ou buffer. Il dispose d'un buffer par entrŽe, suffisant pour contenir plusieurs phrases. Ensuite le multiplexeur vŽrifie en boucle la prŽsence de phrases dans chaque buffer. A chaque passage, une phrase est rŽcupŽrŽe dans le buffer et envoyŽe par la sortie NMEA du multiplexeur.

 

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Fig.4 : Utilisation d'un multiplexeur

La figure 4 ci-dessus montre l'installation classique d'un multiplexeur, par lequel les donnŽes NMEA transmises par 4 instruments sont combinŽes en un unique flux. Ce flux est envoyŽ ˆ l'ordinateur connectŽ par une interface sŽrie RS-232 ou USB, pour tre utilisŽ par un logiciel de navigation. Un pilote automatique peut Žgalement tre connectŽ afin de recevoir les donnŽes NMEA le concernant depuis les instruments, l'ordinateur, ou bien les deux suivant la configuration du multiplexeur. Le pilote automatique peut aussi tre connectŽ directement ˆ l'ordinateur si le logiciel transmet lui-mme les donnŽes NMEA qu'il reoit des instruments et du GPS.

 

Source du texte et des illustrations : ShipModul

Traduction : Francis Fustier