Décoder le réseau Seatalk ng

Ce post pour dépanner les utilisateurs d'un réseau en Seatalk ng.

Copie du buffer des émissions en Seatalk ng

Nous avons été confrontés à des soucis de compatibilité dans l'organisation de notre réseau de bord, notamment en connectant ensemble des appareils de marques différentes fonctionnant en NMEA, en Seatalk ou en Seatalk ng 

Pour comprendre ce qui se passait sur le réseau, nous avons du lire les trames d'informations qui circulaient. Le but était de vérifier que les instruments recevaient les bonnes trames et le cas échéant bloquer / débloquer les messages.

Il est assez facile de lire les trames NMEA 0183, car elles sont affichées en clair dans la plupart des ordinateurs de bord. Pour Raymarine, il suffit d'aller dans le menu "entretien" et de sélectionner l'interface à lire (généralement NMEA in, Out ou Seatalk) et de lancer le buffer.

NMEA 0183

Le format des trames NMEA 0183 est le suivant :

$--123,x1,x2,x3,....., xn,a*hh

Avec 123, l'identifiant de la trame
x1 à xn les données propres à une trame
a*hh un contrôle sur la somme des données transmises

Exemple ;
$--MVW,x.x,a,x.x,a*hh
5 informations séparées par des virgules :

MVW correspond à une trame de données "Angle et vitesse du vent"
Angle du vent, de 0 à 360 degrés
Référence, R = Relative, T = Vraie,
Vitesse du vent,
Unité de vitesse du vent, K/M/N,
Etat, A = Données valides

$--MVW335,R,11.0,N,A*08 se lit donc ;

Vent à 335°, donc bâbord 25° (par rapport à l'axe du bateau)

R indique un vent relatif, donc un vent apparent

11,1 la vitesse du vent

N, le vent est en nds

A = données valides

Trames  Raymarine	Description
AAM	Alarme d'arrivée à un point de route
APB	Pilote automatique "B"
BWC	Relèvement et distance au point de route
BWR	Relèvement et distance au point de route sur la route loxodromique
DBT	Profondeur sous sondeur
DPT	Profondeur
DSC	Données d'appel sélectif numérique
DSE	Complément données de détresse
DTM	Système géodésique de référence
GBS	Données de détection de défaillance d'un satellite GPS
GGA	Données point GPS
GLC	Position géographique Loran C
GLL	Latitude longitude de la position géographique
GSA	Précision GPS et satellites actifs
GSV	Satellites GPS en vue
HDG	Déclinaison du cap et variation de la déclinaison
HDT	Cap vrai
HDM	Cap magnétique
MDA	Météo composite
MSK	Interface récepteur MSK
MSS	État du signal du récepteur MSK
MTW	Température de l'eau
MWV	Angle et vitesse du vent
RMB	Données minimum recommandées de navigation
RMC	Données minimum recommandées spécifiques de transit GPS
RSD	Données système Radar
TTM	Message de cible poursuivie
VHW	Cap et vitesse surface
VLW	Distance parcourue sur l'eau
VTG	Route et vitesse sur le fond
XTE	Écart traversier calculé
ZDA	Date et heure

Seatalk ng

Pour le Seatalk ng, c'est un peu plus difficile.
Nous avons toujours affaire à des trames, mais elles apparaissent en hexadécimal.

En hexadécimal, on compte en base 16, donc les chiffres sont les suivants :

1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F

A = 10 

F= 16

Pour écrire 17 en hexadécimal on écrit 11, 26 on écrira 1A, 27 donnera 1B...

Le format des trames Seatalk ng est le suivant :
11AAAA22    FF AA AA AA AA AA FF FF
Avec 11, la priorité de la trame
AAAA  l'identifiant du PGN, c'est le type d'information en fait
22 est l'adresse de la source d'information
FF est le SID
AA AA AA AA AA les informations à transmettre
FF FF non utilisé je crois
Attention, pour décoder l'hexadécimal il faut lire 4 caractères à la fois et inverser les 2 derniers avec les 2 premiers si ceux-ci sont plus petits.

Exemple 1 :

FF 18 03 9F EE FA FF FF

18 03 se lit 0318 et donne en décimal 792 

Utiliser la fonction =HEXDEC("0318") de votre tableur préféré :)

Exemple 2:

FF 3B 02 36 EB FA FF FF

36 EB se lit 36EB et donne en décimal 14059 

Exemple de trame complète;
09FD0204  FF 18 03 9F EE FA FF FF

09 => priorité 2

FD002 => PGN 130306

18 03 donne 15,84 nds 

9F EE donne 359°

FA pour vent apparent

Le PGN 130306 correspond à une trame de données "Angle et vitesse du vent"

avec une vitesse à l'échelle 10 mm/s donc formule =2*HEXDEC("0318")/100

car on divise par 100 pour avoir des m/s puis on multiplie par 2 pour avoir de nds

Angle du vent, de 0 à 360 degrés à l'échelle 0,0001 radian

donc formule =(HEXDEC("EE9F")/10000)*180/PI()

FA donne en binaire 11111010, prendre les 3 derniers digits, donc 010 et cela donne en décimal 2

0 serait pour le vent vrai / Nord géographique

1 serait pour le vent vrai / Nord magnétique

2 pour le vent apparent 

3 pour le vent vrai / axe du bateau

4 pour le vent vrai / cap de surface

Extrait des trames de notre ordinateur A125

Raymarine A125
Emission     Réception		PGN  Extrait	N° PGN	Message NMEA	Commentaires
RX	09F10D73	1F10D	127245	RSA	Rudder (Barre)
RX / TX	09F11273	1F112	127250	HDG, HDM, HDT	Vessel Heading
RX / TX	09F50323	1F503	128259	VHW	Speed, Water referenced
TX / RX	09F80104	1F801	129025	GLL	Position, Rapid Update
TX / RX	09F80204	1F802	129026	VTG	COG & SOG, Rapid Update
TX / RX	09FD0204	1FD02	130306	VWR, VWT, MWD, MWV	Wind Data
TX / RX	0DF01004	1F010	126992	ZDA, GLL	System Time
RX / TX	0DF50B23	1F50B	128267	DBT, DBS, DPT	Water Depth
TX / RX	0DF80504	1F805	129029	GGA, GLL, RMC, ZDA	GNSS Position Data
TX / RX	0DF80904	1F809	129033	Heure	Local Time Offset
TX / RX	0DF90304	1F903	129283	APB, BWC, BWR, RMB, XTE	Cross Track Error
TX / RX	0DF90B04	1F90B	129291	VDR	Set & Drift, Rapid Update
TX / RX	0DFE1104	1FE11	130577	Heading	Direction Data
TX	10F11A04	0F11A	61722	Tension ?	DC/DC 2 High side Current
RX / TX	19F51323	1F513	128275	VLW	Distance Log
RX	15FD0723	1FD07	130311	XDR, MTW, MDA	Environmental Parameters
RX	15FD0C23	1FD0C	130316	XDR, MTW, MDA	Temperature, Extended Range
TX	19F11A04	1F11A	127258	HDG	Magnetic Variation
TX	19FA0404	1FA0A	129546	GNSS RAIM Settings	Report the control parameters for a GNSS Receiver
TX	19FA0604	1FA06	129542	GNSS Noise	Statistiques de bruit de pseudodistance GNSS
RX	1CFF0873	0FF08	65288	Alarmes ?	apparently a proprietary datagram
TX	1CFF1F04	0FF1F	65311	HDT, RMC, VDR,VHW,VTG	Magnetic Variation (Raymarine)
RX	1CFF4F73	0FF4F	65359	HDT, HDM	Pilot heading
TX	1CFF5204	0FF52	65362	Test status hardware ?	apparently a proprietary datagram
TX	1CFF5404	0FF54	65364	XYZ angle ?	apparently a proprietary datagram
RX	1DEFFF73	1EFFF	126975	Multi messages

Pour utiliser les PGN, il reste à trouver quels sont les champs transmis dans la trame et avec quelle échelle de lecture. Pour nous, c'était uniquement le vent qui nous intéressait, donc le message MWV en NMEA et le PGN 130306 en Seatalk ng.

Avec ce travail de fourmi, nous avons pu trouver que les messages MWV arrivaient bien au pilote sur le réseau Seatalk ng et donc que notre anémomètre Nasa Clipper était compatible avec notre pilote Raymarine. 

Au lieu d'incriminer l'anémomètre, nous avons vérifié les paramètres du pilote et bingo, il manquait la définition du bateau en "Sailling boat" pour fonctionner en mode vent ...

Note sur le décodage des identifiants en Seatalk ng

L'identifiant est codé sur 29 bits

• Priorité 3 bits
• PGN 18 bits, dont 2 bits libres (en noir ci-dessous) et 16 fixés par la norme
• Adresse source 8 bits

Cela donne :

Msb : bits de poids fort, donc le plus grand 

Lsb : bits de poids faible, le plus à droite

Exemple pour le vent, message identifié 09FD0204 sur le Raymarine (en hexadécimal, ce que l'on lit à l'écran)

Sur 29 bits (en complétant donc les champs avec des 0 à gauche) on obtient le tableau suivant

28	27	26	25	24	23	22	21	20	19	18	17	16	15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
0	1	0	0	1	1	1	1	1	1	1	0	1	0	0	0	0	0	0	1	0	0	0	0	0	0	1	0	0

Détail pour obtenir le tableau :

09 en hexadécimal donne 1001 en binaire donc sur 5 digits on complète à gauche par un 0

28	27	26	25	24
0	1	0	0	1

FD en hexadécimal donne 11111101 en binaire

23	22	21	20	19	18	17	16
1	1	1	1	1	1	0	1

02 en hexadécimal donne 10 en binaire donc sur 8 digits on complète à gauche par plusieurs 0

15	14	13	12	11	10	9	8
0	0	0	0	0	0	1	0

04 en hexadécimal donne 100 en binaire donc sur 8 digits on complète à gauche par plusieurs 0

7	6	5	4	3	2	1	0
0	0	0	0	0	1	0	0

Lecture des informations :

Les 3 premiers digits définissent la priorité des messages. 

ici on lit 010 donc priorité 2

Cela donne les tableaux suivants :

Binaire	Hexa			Décimales	Binaires  sur 3 digits
010 01	09	Priorité	2	0	000
011 00	0C	Priorité	3	1	001
011 01	0D	Priorité	3	2	010
100 00	10	Priorité	4	3	011
101 01	15	Priorité	5	4	100
110 01	19	Priorité	6	5	101
111 01	1D	Priorité	7	6	110
111 00	1C	Priorité	7	7	111

Le PGN sur 18 digits :

25	24	23	22	21	20	19	18	17	16	15	14	13	12	11	10	9	8
0	1	1	1	1	1	1	1	0	1	0	0	0	0	0	0	1	0

Cela donne en décimal 130306

Votre tableur préféré ne donne probablement pas de résultat si le nombre binaire dépasse 10 digits.

Pour contourner le souci, prendre les 10 premiers à gauche soit 01 11111101

Cela donne en décimal 509

Multiplier par 2 autant de fois que vous avez de digit non calculés à droite. Ici il manque 8 digits, donc on multiplie par 256 cela donne 130304

Reste à ajouter les bits qui ne sont pas à zéro en partant de la droite. Ici vous avez 10 en binaire à ajouter.

10 donne 2 en décimal, donc le nombre recherché est 130304 + 2 = 130306 (cqfd)

Lecture des alarmes :

PGN 65288 (0FF08) et format data

Byte 1 = FF Manufacture

Byte 2 = FC Manufacture & Industry Group

Byte 3 = Load Least significant byte

Byte 4 = Load Most significant byte

Byte 5 = FF Unused

Byte 6 = FF Unused

Byte 7 = FF Unused

Byte 8 = FF Unused

• Manufacturer (1851 pour Raymarine)
• Reserved 2 digits
• Industry code (4 pour Marine)
• SID 1 octet
• Alarm id 1 octet
• Alarm status 1 octet
• Alarm group 1 octet
• Alarm priority 2 octets

Alarm status

• 0 = condition non remplie
• 1 = condition remplie et non silencieuse
• 2 = condition remplie et silencieuse

Alarm id

• 0=No Alarm
• 1=Shallow Depth
• 2=Deep Depth
• 3=Shallow Anchor
• 4=Deep Anchor
• 5=Off Course
• 6=AWA High
• 7=AWA Low
• 8=AWS High
• 9=AWS Low
• 10=TWA High
• 11=TWA Low
• 12=TWS High
• 13=TWS Low
• 14=WP Arrival
• 15=Boat Speed High
• 16=Boat Speed Low
• 17=Sea Temp High
• 18=Sea Temp Low
• 19=Pilot Watch
• 20=Pilot Off Course
• 21=Pilot Wind Shift
• 22=Pilot Low Battery
• 23=Pilot Last Minute Of Watch
• 24=Pilot No NMEA Data
• 25=Pilot Large XTE
• 26=Pilot NMEA DataError
• 27=Pilot CU Disconnected
• 28=Pilot Auto Release
• 29=Pilot Way Point Advance
• 30=Pilot Drive Stopped
• 31=Pilot Type Unspecified
• 32=Pilot Calibration Required
• 33=Pilot Last Heading
• 34=Pilot No Pilot
• 35=Pilot Route Complete
• 36=Pilot Variable Text
• 37=GPS Failure
• 38=MOB
• 39=Seatalk1 Anchor
• 40=Pilot Swapped Motor Power
• 41=Pilot Standby Too Fast To Fish
• 42=Pilot No GPS Fix
• 43=Pilot No GPS COG
• 44=Pilot Start Up
• 45=Pilot Too Slow
• 46=Pilot No Compass
• 47=Pilot Rate Gyro Fault
• 48=Pilot Current Limit
• 49=Pilot Way Point Advance Port
• 50=Pilot Way Point Advance Stbd
• 51=Pilot No Wind Data
• 52=Pilot No Speed Data
• 53=Pilot Seatalk Fail1
• 54=Pilot Seatalk Fail2
• 55=Pilot Warning Too Fast To Fish
• 56=Pilot Auto Dockside Fail
• 57=Pilot Turn Too Fast
• 58=Pilot No Nav Data
• 59=Pilot Lost Waypoint Data
• 60=Pilot EEPROM Corrupt
• 61=Pilot Rudder Feedback Fail
• 62=Pilot Autolearn Fail1
• 63=Pilot Autolearn Fail2
• 64=Pilot Autolearn Fail3
• 65=Pilot Autolearn Fail4
• 66=Pilot Autolearn Fail5
• 67=Pilot Autolearn Fail6
• 68=Pilot Warning Cal Required
• 69=Pilot Warning OffCourse
• 70=Pilot Warning XTE
• 71=Pilot Warning Wind Shift
• 72=Pilot Warning Drive Short
• 73=Pilot Warning Clutch Short
• 74=Pilot Warning Solenoid Short
• 75=Pilot Joystick Fault
• 76=Pilot No Joystick Data
• 77=not assigned
• 78=not assigned
• 79=not assigned
• 80=Pilot Invalid Command
• 81=AIS TX Malfunction
• 82=AIS Antenna VSWR fault
• 83=AIS Rx channel 1 malfunction
• 84=AIS Rx channel 2 malfunction
• 85=AIS No sensor position in use
• 86=AIS No valid SOG information
• 87=AIS No valid COG information
• 88=AIS 12V alarm
• 89=AIS 6V alarm
• 90=AIS Noise threshold exceeded channel A
• 91=AIS Noise threshold exceeded channel B
• 92=AIS Transmitter PA fault
• 93=AIS 3V3 alarm
• 94=AIS Rx channel 70 malfunction
• 95=AIS Heading lost/invalid
• 96=AIS internal GPS lost
• 97=AIS No sensor position
• 98=AIS Lock failure
• 99=AIS Internal GGA timeout
• 100=AIS Protocol stack restart
• 101=Pilot No IPS communications
• 102=Pilot Power-On or Sleep-Switch Reset While Engaged 
• 103=Pilot Unexpected Reset While Engaged
• 104=AIS Dangerous Target
• 105=AIS Lost Target
• 106=AIS Safety Related Message (used to silence)
• 107=AIS Connection Lost
• 108=No Fix

Alarm group

• 0=Instrument
• 1=Autopilot
• 2=Radar
• 3=Chart Plotter
• 4=AIS