Ski-locator

Introduction

La recherche d’un ski perdu est une expérience déplaisante par l’effort que nécessite la recherche ainsi que par l’idée de devoir acheter une nouvelle paire de ski. La présence de neige poudreuse et de pentes rendent difficile cette recherche car il est difficile de deviner l’emplacement du ski.

Le produit que l’on décrira ici à pour but de remédier à ce problème en utilisant les moyens offerts par l’IoT et de révolutionner le produit Ski-locator avec cette nouvelle version.

Description du produit

Ski-locator sera muni de deux émetteurs fixés aux ski qui permettront de les localiser sur son smartphone.

Transmission et localisation

Lorsqu’il s’agit de localiser les ski et de transmettre leur position plusieurs combinaisons de technologies peuvent être utilisées. Voici la liste des combinaisons qui ont été évaluées.

	Avantages	Inconvénients
LoRa et GPS	Longue distance Ne nécessite pas de couverture réseau Faible atténuation du LoRa dans la neige	Nécessite un gateway bluetooth/Lora pour communiquer avec un smartphone
GSM et GPS	Longue distance Transmission quasi-directe au smartphone	Nécessite couverture réseau
Bluetooth (Force du signal)	Transmission directe au smartphone Simple a implémenter	Portée limitée (50m) Précision de localisation bluetooth limitée
Zigbee (Force du signal)	Ne nécessite pas de couverture réseau	Portée limitée (30m) Nécessite un gateway

Exigence des émetteurs

Les conditions d’exploitation du produit ont de nombreuses implications:

• La couverture réseau sera rare
• Les émetteurs risquent d'être ensevelis sous la neige.
• Les conditions météorologiques peuvent perturber le signal

Concernant le premier point, on choisit d'éliminer l’utilisation du GSM. Les technologies restantes offrent des portées variables, des techniques de localisation différentes (force du signal ou GPS) et des contraintes (présence de gateway).

Le LoRa offrant la meilleure transmission dans la neige et la plus grande portée de transmission, il s’agit de cette technologie qu’on choisira malgré la contrainte d’utiliser un gateway LoRa à Bluetooth pour communiquer avec le smartphone. Ce choix s’est aussi fait après avoir comparé les différents microcontrôleurs sur le marché.

Concernant la localisation GPS, une étude (voir références) indique qu’elle est possible jusqu'à une certaine profondeur sous la neige (1m). Néanmoins, on prévoira d’utiliser la force du signal afin de compléter la localisation GPS.

Afin de pouvoir fixer les émetteurs aux skis, il faut que ces derniers aient une largeur inférieure à 8 cm et soient de faible consommation électrique. Ajouter des batteries de taille importante peut être encombrant pour le skieur.

Matériel

Emetteurs

LoraONE est la carte idéale pour avoir à disposition LoRa et GPS.

Cette carte correspond parfaitement à nos besoins par sa taille réduite ainsi que la présence du LoRa et du GPS sur une même carte. De plus, la présence d’un accéléromètre permet de ne relever la position GPS qu’après avoir détecté un mouvement.

Microcontroleur	ATSAMD21G18 Cortex M0+ (ARM 32 bits)
Compatibilité	Arduino M0
Dimensions	40 x 25 mm
Alimentation	3.3 V
Mémoire flash	256 Ko
SRAM	32 Ko
Module LoRa	RN2483 : 433MHz et 868MHz
Module GPS	u-blox EVA 7M
Accéléromètre	LSM303D

Gateway

Le choix du gateway est assez limité. Il est nécessaire qu’il puisse communiquer à l’aide de LoRa et du Bluetooth.

Microcontroleur	ESP32 Dual Core
Alimentation	3.3 à 5.5 V
Dimensions	55 x 20 x 3.5 mm
RAM	512 Ko
Module Lora	SX1272 (868 MHz)