Un multiplexeur possède plusieurs entrées, chacune agissant comme un seul récepteur connecté à un émetteur. Il a également une ou plusieurs sorties capables de diffuser l’information à plusieurs récepteurs. Ces sorties délivrent les données combinées des entrées.

 

Une partie du programme interne au multiplexeur lit les phrases NMEA reçues simultanément sur les entrées et les stocke dans des files d’attentes, une pour chaque entrée.

Une autre partie du programme récupère les phrases une par une à partir des files d’attente et les envoie aux sorties du multiplexeur. De cette façon, quatre flux entrants sont combinés en un seul flux sortant.

 

L’image ci-dessous montre une configuration typique d’un multiplexeur combinant les informations d’un anémomètre, d’un sondeur et d’un GPS. Ces informations sont transmises à une tablette et à un pilote automatique en utilisant deux différents types de sorties : un port d’émission NMEA appelé “Sortie1” et un module de transmission WIFI.

 

 

Le multiplexeur transmet les phrases NMEA/Seatalk reçues à la tablette, au pc portable en Wifi (TCP ou UDP) ou vers la sortie NMEA 2000.

 

La connexion WIFI avec la tablette est bidirectionnelle : la tablette agit comme un récepteur et un émetteur en même temps.

Elle reçoit les phrases NMEA des différents appareils. Ces phrases sont alors traitées par un logiciel de navigation sur la tablette.

Mais ce logiciel (OpenCPN par exemple)  peut générer des phrases NMEA pour contrôler un pilote automatique.

Ces phrases sont envoyées au multiplexeur puis au pilote. Elles peuvent être combinées avec les phrases d’autres instruments de navigation voulant également interagir avec le pilote automatique.

 

Rappel sur la fonction du multiplexeur NMEA 

 

La norme NMEA 0183 est un standard de communication défini par l'organisation NMEA.

Elle définit un protocole de communication appelé NMEA 0183 qui permet aux instruments de navigation d’échanger des données entre eux.

Un compas peut, par exemple, envoyer une référence à un radar pour lui permettre d’avoir un affichage orienté. Tandis qu’un Logiciel « GPS » peut envoyer des informations de trajectoire à un pilote automatique afin de suivre une route programmée.

Emetteur et Récepteur

Les communications utilisant le protocole NMEA 0183 comprennent au moins un dispositif envoyant des phrases NMEA et un autre recevant des phrases NMEA. Par convention, un dispositif d’émission est appelé un émetteur et un dispositif de réception un récepteur. L’image de droite montre un tel système minimaliste.

Système NMEA Minimal

Avec le protocole NMEA 0183, les informations sont transmises par des phrases constituées de caractères ASCII (American Standard Code for Information Interchange). Le contenu d'une phrase est définie par la norme et commence toujours par le caractère '$' ou '!' et finit toujours avec un code spécial, appelé LF (Line Feed = retour à la ligne). Ainsi, un récepteur sait toujours quand les phrases commencent et se terminent. La norme NMEA 0183 précise également qu'un émetteur peut envoyer une ou plusieurs phrases à chaque fois qu'il le souhaite, mais de préférence pas plus d'une fois par seconde. Quelques exceptions à cette règle sont les gyrocompas et fluxgates qui transmettent souvent 10 phrases par seconde ou plus.

La norme NMEA 0183 spécifie qu'un émetteur doit avoir assez de capacité électrique pour être capable de parler à quatre récepteurs. Cela signifie que vous devriez être en mesure de connecter jusqu'à quatre instruments recevant des données d'un autre instrument, comme le montre la figure 2. C'est aussi facile à réaliser, par analogie,  que de raconter une histoire à un public de quatre personnes. La seule condition pour le locuteur est de parler assez fort.

Un émetteur connecté à quatre récepteurs.

Quatre émetteurs connecté à un récepteur

La situation se complique lorsque plusieurs émetteurs doivent envoyer des données à un seul récepteur. Un exemple typique est celui d’un GPS et d’un anémomètre devant envoyer des données à un pilote automatique. L’ordinateur de navigation est un autre exemple où plusieurs émetteurs (instruments de navigation) doivent transmettre des données à un seul récepteur (l'ordinateur) (fig. 3). La norme NMEA 0183 ne contient aucune disposition pour ces situations, sans équipement spécial, cela est inenvisageable. Les sorties des émetteurs se court-circuiterons mutuellement et les phrases qu'ils transmettent seront altérées puisque n'importe quel émetteur peut émettre à tout moment. Le résultat sera comme quatre personnes racontant, en même temps, une histoire différente à un seul auditeur.

Le multiplexeur

Un multiplexeur NMEA, aussi appelé combineur, résout le problème précédant en offrant un stockage intermédiaire des phrases de données. Chaque émetteur dans le système de la fig.4 est relié à sa propre entrée NMEA sur le multiplexeur. Le multiplexeur lit des phrases complètes de chaque émetteur connecté et les stocke dans une mémoire tampon. Il y a un tampon pour chaque entrée, suffisamment grand pour contenir plusieurs phrases. Par la suite, le multiplexeur vérifie la présence de phrases dans chaque tampon grâce à une boucle d’exécution initiale. A chaque fois, une phrase est prise à partir d'une mémoire tampon et envoyée vers la sortie du multiplexeur NMEA.

Utilisation d'un multiplexeur

 

La Fig.4 montre un multiplexeur dans une installation typique, où les données NMEA de quatre instruments sont combinées en un seul flux. Ce flux est envoyé à l'ordinateur connecté sur un port RS-232 ou USB pour être utilisé pour la navigation. Un pilote automatique est aussi relié, il reçoit des données NMEA des instruments et/ou de l'ordinateur, en fonction de la configuration du multiplexeur.

 

 

 

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