CA2064019C - Procede pour la surveillance d'equipements et dispositif pour la mise en oeuvre de ce procede - Google Patents
Procede pour la surveillance d'equipements et dispositif pour la mise en oeuvre de ce procedeInfo
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Abstract
Le procédé est destiné à la surveillance d'équipements par un utilisateur, du type comprenant les opérations consistant à capter des sollicitations subies par lesdits équipements, à enregistrer des signaux correspondant à ces sollicitations puis à restituer ces signaux après traitement éventuel. Le dispositif est du type comprenant au moins un capteur (1071 à 1073 2030 à 2032 - 2040 à 2042) relié à un ensemble enregistreur (1000 - 1200) équipé d'un microprocesseur (1030 - 1201), de mémoires (1032, 1033 - 1209, 1204), d'un horodateur (1035 - 1205), de moyens de programmation (3000, 1212 - 1213) du microprocesseur (1030 - 1201) et de moyens de restitution (3000, 1212 - 1213) de données mises en mémoire. Il est caractérisé en ce qu'une mèmoire (1032 - 1203) est destinée à contenir des programmes d'acquisition et de traitement de données, une autre mémoire (1033a 1204a) est destinée à contenir des règles et des données spécifiques, sélectionnées par un utilisateur et constituant une mission spécifique, mémoire (1033a - 1204a), qui est d'une part en état de sauvegarde permanente dès que lesdites règles et données spécifiques sont effectivement mémorisées et, d'autre part, protégées contre un accès par toute personne autre que l'utilisateur, le dispositif comprenant aussi une mémoire (1033b - 1204b) devant contenir des données issues du ou des capteurs (1071 à 1073 - 2030 à 2032 - 2040 à 2042) ainsi que des moyens d'accès sélectif aux mémoires (1032, 1033, 1203 et 1204) associés à des moyens de condamnation susceptibles d'être neutralisés par le seul utilisateur.
Description
WO91/17~7 - ~ ~ PCT/FR91/00369 1q PROCEDE POUR LA ~u~v~llTa~cE D'~u~ ET
DISPOSITIF POUR LA MISE EN O~UVK~ DE CE PROCEDE
La présente invention concerne un dispositif - pour la surveillance de sollicitations et contraintes : 5 que peuvent subir des équipements : moteurs, mécanismes, ensembles mécaniques, appareils électriques et électroniques, etc.
Pendant leur transport, en particulier, les objets transportés ~ont soumis à des sollicitations physigues et méc~n;ques telles que des accélérations, des chocs, des vibrations, des echauffements, etc. Ces sollicitations ~euve..t avoir des conséquences graves lorsque les objets sont des équipements onéreux et complexes qui, après leur transport, concourent à des missions dont l'échec peut entraîner des pertes de vies humaines ou d'ensembles très coûteux, ce qui est le cas des domaines faisant intervenir des milieux hostiles ou ~b~
WO91/17~7 ~ PCT/FR91/00369 2D61~19 très contraignants : aéronautique, astronautique, navigation sous-marine, par exemple.
Il est très important de connaître ces sollicitations ainsi que le moment ou elles se proA~ ont.
La con~AiC~ance des sollicitations permet de rebuter les équipements concernés ou de leur faire subir des essais approfondis tels que ceux effectués ; lors de la recette.
Par ailleurs la conn~;csAnce du moment où
intervient le phénomène permet d'éviter le renouvellement de celui-ci, en s'en protégeant par exemple par un meilleur conditionnement, et également de déterminer les respo~Ahilités.
Mais le transport et les manipulations ne sont pas les seules circonstances pendant lesquelles de dures sollicitations peuvent se produire et qu'il est bon de surveiller.
Il peut etre utile de savoir qu'un moteur a fonctionné en surchauffe passagere bien qu'il n'ait donné lieu à aucune panne et, même à aucune alerte.
Des joints peuvent avoir subi des contraintes de nature à diminuer leur résistance à
venir, sans gue les respon~hles disposent de la -25 moindre information réelle et objective leur permettant de décider à priori leur remplacement.
Pour cela, une caractéristique importante ; at~enA11o d'un appareil pour la surveillance des ~ollicitations subies par des éguipements est son autonomie.
on CQnn~it déjà des appareils autonomes pour la surveillance des objets pon~nt leur transport.
J. RO~T~TS dans le document QZ 25 (1980) Heft 4, "Das Transportstoss-Messgerat- ein Begleitschutz fur wertvolle Guter", décrit un appareil W~91/17~7 2 0 6 ~ Q 19 ~ PCT/FR91/00369 pour l'enregistrement des chocs subis par des objets de valeur pendant leur transport. Cet appareil comprend trois accéléromètres dont on additionne les ~ignaux, un convertisseur analogique-digital, une logique de commande et des registres mémoires, ainsi gu'une imprimante qui affiche, en regard du niveau de ~- l'accélération mesurée, le jour et l'heure de l'enregistrement. Le seuil de l'enregistrement est réglable.
Un inconvénient majeur de cet appareil est d'utiliser une imprimante, dispositif peu souple d'emploi, consommant une énergie très importante et relativement peu fiable. En outre, il est limite ~ une seule voie de mesure.
Le brevet EP-A-0235 534 décrit un enregistreur comprenant :
- trois accéléromètres, - des moyens d'horloge, - des mémoires pour stocker des instructions de ~Loyramme et des données représentant des signaux numériques produits par les trois accéléromètres et par les moyens d'horloge, - des moyens de transmission pour communiquer des informations numériques à un dispositif extérieur, ~5 - des microprocesseurs reliés aux moyens précédents, - une alimentation en énergie.
Cet enregistreur lit cycliquement les - cignaux captés et les stocke en mémoire lorsque leur amplitude ~r~ un seuil prédéterminé.
Cet appareil fonctionne donc nécessairement en permanence, ce qui limite beaucoup son autonomie car il rnn-omme une telle énergie qu'il est irréaliste d'envisager son emploi p~n~nt de longues périodes, gu'il s'agisse de transport, de manipulation ou de fonctionnement.
WO91/17~7 ~ ' PCT/FR91/00369 4 ~ ~ ~ Y ~l9 En outre, aucun traitement, notamment de compression, n'étant effectué sur le signal fourni par les accéléromètres avant ca mise en mémoire, un signal d'une durée de 50 millisecondes occupe 960 octets en mémoire et la capacité de stockage de l'appareil est limitée à une centaine de cignaux.
Le document de brevet DE-A-3 643 203 décrit un dispositif comprenant un accéléromètre (ou capteur d'accélération) et un enregistreur à mémoire dont l'électronique comprend un amplificateur, un codeur analogique-numérique et un microprocesseur. Cette électronique n'est activée, c'est-à-dire alimentée, que lorsque le capteur fournit un signal significatif d'une accélération dont la valeur dépasse un seuil programmable. Cet appareil activé par le phénomène à
mesurer nécessite un certain temps pour prendre son régime de fonctionnement, et l'on risque de manquer le début de phénomènes rapides. Par ailleurs, l'enregistreur décrit ne traite pas les signaux avant de les mettre en mémoire. Les ~s~ées ne sont pas protégées et l'appareil n'est pas "discret" car il émet un signal sonore d'avertissement de manière systématique lors de tout dépassement du seuil.
On peut également citer le document US-A-4,750,197 qui décrit un dispositif intégré destiné ~
protéger contre le vol des objets embarqués dans des conten~ s placés à l'intérieur de moyens de transport tel que des véhicules.
Ce dispositif comprend :
- au moins un capteur placé ~ur chaque porte de chaque con~e~e--r;
- un module actif autonome placé
l'intérieur du véhicule conn~cté aux capteurs, qui comporte des moyens d'alimentation en énergie, des moyens de traitement des informations qui lui sont ~U ~1/1 Iq~l -- I'(_l/l~KYI/UU~O~
~ 6 1 q transmises telles que la localisation du véhicule, l'ouverture des portes ou sur d'autres paramètres relatifs au parcoul ~ du véhicule etc. et des moyens pour générer un signal de référence à des intervalles de temps réguliers;
- Une unité centrale de traitement d'informations indépond~nte du vehicule pour gérer et contrôler les données transmises ou reçues par le module;
- Des moyens de liaison entre le véhicule et 1'unité centrale de traitement tels qu'une radio ou un téléphone.
Ce dispositif gui est fruste et compliqu~ ne permet pas d'assurer une surveillance des objets transportés vis-à-vis des sollicitations auxquelles ils sont soumis (contraintes méc~;gues, variations de paramètres physigues tels gue la température, l'hydrométrie, etc.).
Par ailleurs, ce dispositif n'est opérationnel gu'après une vérification par l'unité
centrale, une fois pour toute durant tout le voyage, du bon fonctionnement de l'ensemble des capteurs et du module, c'est-~-dire avant le départ du véhicule, ce gui rend incertain et aléatoire la r~alité de la ~5 surveillance puisgue l'on ne détecte pas les défaillances possibles des capteurs.
L'unité centrale vérifie l'état de fonctionnement du module embargué périodiguement ce gui ne permet pas de ~CDl ~r l'évolution imprévi~-ible et brutale de la variation d'un paramètre.
Ce principe u~o e gue les événements surveillés soient n~eCcAirement de nature à durer plus longtemps qu'un intervalle entre deux vérifications, ce gui est le cas en particulier des cambriolages. Il en - 35 résulte que la surveillance n'est pas assurée en V ~l/ I IW/ ;', `~ PCT/FR91/00369 - 20~4019 permanence ce gui peut être très préjudiciable pour les objets transportés notamment si ceux-ci sont fragiles.
Le but de la présente invention est de fournir un dispositif qui n'ait pas les inconvénients exposés ci-dessus, qui soit ~ la fois utilisable pour des missions de surveillance de très longue durée, qui soit fidèle, discret et sûr et qui soit protégé contre les manipulations non autorisées, voire frauduleuses.
A cette fin, l'invention a pour objet un procédé pour la surveillance d'équipements par un utilisateur, du type comprenant les opérations consistant à capter des sollicitations subies par lesdits équipements, à enregistrer des signaux COL e_~o~ldant à ces sollicitations puis à restituer ces sign~l~Y après traitement éventuel, caractérisé en ce que : .
- on stocke les règles de la mission dans une mémoire volatile et que l'on sauvegarde ces règles alors que le/les capteurs sont dans un état dit "d'arrêt", - on mémorise le jour et l'heure à laquelle on fait débuter la mission, c'est-a-dire le moment où l'on fait passer le/les capteurs de l'état d'arrêt à un état dit "de veille", - on fait p~C~-r un ensemble enregistreur de 1'état de veille à un état dit "d'acquisition" correspondant à
l'enregistrement effectif de ~nn~eS~ lorsque le signal provenant dlun capteur dépasse un seuil déterminé, - on capte des signaux ~e~,~acntatifs de sollicitations et/ou de conditions d'usage des ~quipements, on enre-gistre en temps reel au moins cert~ i n~s ~onn~ec conformément ~ un ensemble de regles sélectionnées par l'utilisateur et constituant une mission spécifi-gue, W~ 7~7 2 0 8 ~ O 1 9 PCT/FR9l/U~36~
- on interdit l'accès aux règles de cette mission ~ des tiers et, en particulier, ~ un opérateur ayant la garde des équipements, et que l'on donne accès aux données enregistrées selon les règles de la mission la demande exclusive de l'utilisateur.
Selon d'autres caractéristiques de ce ~L on~dé :
- on place plusieurs capteurs et que l'on n'enregistre . les données que de certains d'entre eux ~eulement;
- on enregistre tout événement pouvant avoir pour effet de neutr~li c~r OU d'activer chacun des capteurs mis en place;
- d'une part à la demande et d'autre part avant des enregistrements éventuels, on vérifie le fonctionnement individuel de tous les capteurs néceC-cA; res a la mission spécifique;
- on calcule la durée de sollicitations et/ou de conditions d'usage pour plusieurs valeurs de mesure, déterminées par l'utilisateur.
L'invention a également pour objet un dispositif pour la surveillance d'équipements par un utilisateur, du type comprenant au moins un capteur relié à un ensemble enregistreur équipé d'un mic O~L ocesseur, de mémoires, d'un horodateur, de moyens de ~Lo~ammation du mi~o~oceCceur et de moyens : de restitution de données mises en mémoire, caractérisé
en ce qu'une mémoire est destinée à contenir des oy~mmes d'acquisition et de traitement de ~o~n~es~
une autre mémoire est destinée à contenir des règles et ; _ ~ec specifiques, sélecti~ e-s par un utilisateur, et constituant une mi~sion spécifique, mémoire qui ect d'une part en état de ~auveyarde permanente dès que lesdites règles et ~n~Ps spécifiques sont effectivement mémorisées et, d'autre part, protégée cu~.~e un accès par toute personne autre que .
WO91/17~7 .. -jj` PCT/FR91/00369 206~019 l'utilisateur, le dispositif comprenant aussi une mémoire devant contenir des données issues du ou des capteurs ainsi que des moyens d'accès sélectif aux mémoires associ~s à des moyens de condamnation susceptibles d'être neutralisés par le seul utilisateur.
Selon d'autres caractéristiques de ce dispositif :
- des capteurs reliés à l'ensemble enregistreur po~ nt un circuit de vérification de leur fonctionnement et destiné à ~o~G~er l'enregis-trement en mémoire de ~o~n~s significatives de leur fonctionnement ou de leur non fonctionnement;
- il comprend des circuits de sauvegarde de la mémoire destinée à ~tocker les règles, de la mémoire destinée à stocker des ~n~eC captées, ainsi que l'horodateur lorsque le dispositif est dans un état dit "d'arrêt"
ou lorsque l'énergie d'alimentation (1041) du dispositif est insuffisante;
- il est dans un état dit "de veille" quand ses mémoires contiennent effectivement des ~o~n~s de ~lo~Lammes et de mission, le dispositif comprenant des circuits qui permettent, à l'état de veille, de désélectionner des organes reliés au microproc~ccellr - 25 et tels gue mémoires, horodateur, clavier, écran de vis~ iC~tion~ avertisseur sonore ou autres, en vue d'~cQnomiser l'énergie d'alimentation;
- il est dans un état dit "d'acquisition" quand l'un quel~"~ue des capteurs reçoit un signal de valeur ~upérieure à celle d'un seuil prédéterminé et mis en mémoire;
- il comprend trois accéléromètres montés en trièdre et devant fournir des signaux devant etre filtrés par trois jeux de trois filtres passe-bande différents, montés en parallèle, les ~ignaux sortant des filtres WO91/17~7 2 0 6 4 019 PCT/FR91/OU36Y ~ ~
identiques de chaque jeu devant être additionnés au moyen de circuits avant d'être transmis à trois entrées du microprocesseur;
- il comprend au moins ~ix capteurs dont trois accélé-romètres et au moins trois autres capteurs tels qu'un capteur de température, un capteur de pression et un capteur d'humidité, tous reliés à autant d'entrées du microproces~eur;
- il comprend au moins un voyant lumineux qui est allumé si la valeur d'un signal enregistré est supérieure à un ~euil prédéterminé et programme et, le cas é~h~A~t, quand une personne agit sur un moyen de commande de l'allumage.
L'invention sera mieux comprise par la description détaillée ci-après, faite en référence au dessin An~eyé. Bien entendu, la description et le dessin ne sont donnés qu'à titre d'exemple indicatif et non limitatif.
La Figure 1 est une vue schématique d'ensemble d'un dispositif conforme à l'invention, comprenant un micro-ordinateur destiné à charger les ~Gylammes correspnn~Ant aux diverses missions possibles.
La figure 2 est, dans un premier mode de ~5 réalisation de l'invention, un schéma-bloc d'un capteur.
La Figure 3 est, dans un premier mode de r~Ali~tion de l'invention, un schéma-bloc él_ L~ 6l.ique .
La Figure 4 est un schéma des circuits détecteurs et de leur logique de commande.
La Figure 5 est un organigr~me partiel cQncernant le ~Loyramme de tri.
WO 91/17447 ` ~'(,I/I~KYI/W~
~6~
La Figure 6 est, dans un deuxième mode de réalisation de l'invention, un schéma-bloc d'un capteur.
La Figure 7 est, dans un deuxième mode de réalisation de l'invention, un schéma-bloc électronique.
La Figure 8 est un schéma illustrant des niveaux de mesure.
La figure 9 est un schéma des circuits d'autG~Lveillance de trois capteurs.
La figure 10 est un schéma montrant une possibilité de déclenchPr le fonctionnement d'un appareil avec une dépense d'énergie minime.
En se reportant au dessin, on voit qu'un procédé conforme à l'invention s'incarne dans un dispositif qui comprend un ensemble électronique 1000 et un ensemble capteur 2000, lui-même composé d'un boîtier étanche 2001 et d'un boîtier 2002 dont l'intérieur communique avec l'ambiance extérieure par une ouverture réalisée ici sous forme d'une fente 2003.
Le boîtier 2001 contient des capteurs qui sont actifs même quand ils sont enfermés dans un boîtier, ce qui est le cas, notamment, d'accéléromètres. Le boîtier . 2002 contient des capteurs qui ne peuvent être actifs que si leur élément sensible est en relation avec l'am-biance, ce qui est le cas des thermomètres, des pres-siomètres, des hygromètres, des anémomètres, etc.
L'ensemble électronique 1000 peut être placé
~ un endroit assez éloigné de 1'ensemble capteur 2000.
Ces ensembles sont reliés par un câble électrique lOOI
muni de prises 1002 et 2004 de préférence ét~nch~c afin que la liaison électrique ne puisse pas être peLLuLbée.
Pour la même raison, il est bon de prévoir un m~c~n;~me de fixation résistant aux tractions et aux vibrations, ce qui est obtenu par des prises du type comprenant un WU~1/1/44/ ~ r~ r~ u~
Y o l q manchon 1003-2005 viss~ sur un embout (non visible sur le dessin) solidaire des boitiers et manoeuvré par une douille molettée 1004-2006.
Les boîtiers 2001 et 2002 peuvent eux aussi être situés plus ou moins loin l'un de l'autre ~elon les caractéristiques des capteurs correspondant et la situation des matériels eurveillés. Ils sont reliés par un câble électrique 2007 traversant les parois des boî-tiers 2001 et 2002 par des liaisons robustes et ét~nchee 2008 et 2009.
Les boitiers 2001 et 2002 peuvent aussi êtresitués côte à côte, par exemple en étant fixés à une même embase 2010 représentée en trait pointillé.
Les capteurs eux-mêmes peuvent être diverse-ment placés selon les circonstances des missions. Cela est évoqué par des capteurs 2020 et 2021 situés à l'ex-trémité de fils 2022 et 2023 de longueurs quelconques et permettant de placer d'une part chaque capteur 2022-2023 (éventuellement associé à des éléments électroni-ques) et d'autre part chaque boitier 2001-2002 aux meilleurs emplacements possibles.
Si la mission ne comporte que la sur-veillance des chocs et des vibrations, on peut se contenter des accéléromètres et, par conséquent, du seul boitier 2001.
Cette indép~n~nce est rendue possible en oy~Ant à l'intérieur respectivement du boitier 2001 et du boitier 2002 les compofi~nts ~lectroniques spéci-fiques aux capteurs gui leur ~ont associ~s, c'est-à-dire dans l'exemple représenté, les accéléromètres pour le boitier 2001, le thermomètre, le pressiomètre et l'hygromètre pour le boitier 2002.
Dans la pratique, l'ensemble 1000 contient tous les composants n~c~ec~;res à l'enregistrement des ~n~eC fournies par les capteurs lorsqu'ils sont en ~V~ PCT/FR9l/00369 . ~;1 () (P ~t O l q état d'acquisition ainsi que l'alimentation : micropro-cesseur, mémoires RAM et ROM, alimentation proprement dite au moyen de piles et alimentation ~pécifique à des moyens de signalisation tels que des voyants lumineux.
A titre d'exemple, une pile de 6 Volts et 20 Ampères assure le fonctionnement du dispositif pendant deux mois, grâce à la désélection des composants inutiles hors de l'état d'acquisition, ainsi que cela sera dé-crit plus loin. On prévoit aussi une prise 1050 de type é~An~-h~ afin de pouvoir raccorder à l'ensemble 1000 une alimentation extérieure (non représentée) si cela est ~ceCcaire~ celle-ci étant de tout type connu et n'étant donc pas décrite en détails.
Néanmoins, pour la simplicité de l~exposé, ~5 la description ci-après de schémas suppose que l'en-semble 1000 contient tous les composants électroniques alors que l'ensemble 2000 contient les capteurs propre-ment dits.
Quand les capteurs du boîtier 2002 sont si-tués à l'intérieur de celui-ci, les composants électro-niques sont avantageusement ~ r ~u~és sur une ou plu-sieurs cartes 2025 fixée(s) loin de l'endroit où ee L~o~ve la fente 2003 pour que ces composants soient mis ~ l'abri des poussières et autres agents pouvant pAcr~r par la fente 2003 et de nature nuisible au bon fonc-- tionnement des composants. Si nécessaire, la ou les cartes -eont rl~ec dans une enveloppe de protection.
Dans un premier mode de réalisation de l'in-vention, on voit sur la figure 2 que l'ensemble capteur 2000 comprend 8iX capteurs :
- trois accéléromètres 2030, 2031 et 2032 captant les acc~lérations ~elon trois axes orthogonaux x, y, z, cuLLe~ t aux trois directions de l'espace, re-liés ch~r~ln à un amplificateur 2033, un filtre 2034 dit "de ~U~-l'~K~Kl'~ et un redresseur 2035. La bande
DISPOSITIF POUR LA MISE EN O~UVK~ DE CE PROCEDE
La présente invention concerne un dispositif - pour la surveillance de sollicitations et contraintes : 5 que peuvent subir des équipements : moteurs, mécanismes, ensembles mécaniques, appareils électriques et électroniques, etc.
Pendant leur transport, en particulier, les objets transportés ~ont soumis à des sollicitations physigues et méc~n;ques telles que des accélérations, des chocs, des vibrations, des echauffements, etc. Ces sollicitations ~euve..t avoir des conséquences graves lorsque les objets sont des équipements onéreux et complexes qui, après leur transport, concourent à des missions dont l'échec peut entraîner des pertes de vies humaines ou d'ensembles très coûteux, ce qui est le cas des domaines faisant intervenir des milieux hostiles ou ~b~
WO91/17~7 ~ PCT/FR91/00369 2D61~19 très contraignants : aéronautique, astronautique, navigation sous-marine, par exemple.
Il est très important de connaître ces sollicitations ainsi que le moment ou elles se proA~ ont.
La con~AiC~ance des sollicitations permet de rebuter les équipements concernés ou de leur faire subir des essais approfondis tels que ceux effectués ; lors de la recette.
Par ailleurs la conn~;csAnce du moment où
intervient le phénomène permet d'éviter le renouvellement de celui-ci, en s'en protégeant par exemple par un meilleur conditionnement, et également de déterminer les respo~Ahilités.
Mais le transport et les manipulations ne sont pas les seules circonstances pendant lesquelles de dures sollicitations peuvent se produire et qu'il est bon de surveiller.
Il peut etre utile de savoir qu'un moteur a fonctionné en surchauffe passagere bien qu'il n'ait donné lieu à aucune panne et, même à aucune alerte.
Des joints peuvent avoir subi des contraintes de nature à diminuer leur résistance à
venir, sans gue les respon~hles disposent de la -25 moindre information réelle et objective leur permettant de décider à priori leur remplacement.
Pour cela, une caractéristique importante ; at~enA11o d'un appareil pour la surveillance des ~ollicitations subies par des éguipements est son autonomie.
on CQnn~it déjà des appareils autonomes pour la surveillance des objets pon~nt leur transport.
J. RO~T~TS dans le document QZ 25 (1980) Heft 4, "Das Transportstoss-Messgerat- ein Begleitschutz fur wertvolle Guter", décrit un appareil W~91/17~7 2 0 6 ~ Q 19 ~ PCT/FR91/00369 pour l'enregistrement des chocs subis par des objets de valeur pendant leur transport. Cet appareil comprend trois accéléromètres dont on additionne les ~ignaux, un convertisseur analogique-digital, une logique de commande et des registres mémoires, ainsi gu'une imprimante qui affiche, en regard du niveau de ~- l'accélération mesurée, le jour et l'heure de l'enregistrement. Le seuil de l'enregistrement est réglable.
Un inconvénient majeur de cet appareil est d'utiliser une imprimante, dispositif peu souple d'emploi, consommant une énergie très importante et relativement peu fiable. En outre, il est limite ~ une seule voie de mesure.
Le brevet EP-A-0235 534 décrit un enregistreur comprenant :
- trois accéléromètres, - des moyens d'horloge, - des mémoires pour stocker des instructions de ~Loyramme et des données représentant des signaux numériques produits par les trois accéléromètres et par les moyens d'horloge, - des moyens de transmission pour communiquer des informations numériques à un dispositif extérieur, ~5 - des microprocesseurs reliés aux moyens précédents, - une alimentation en énergie.
Cet enregistreur lit cycliquement les - cignaux captés et les stocke en mémoire lorsque leur amplitude ~r~ un seuil prédéterminé.
Cet appareil fonctionne donc nécessairement en permanence, ce qui limite beaucoup son autonomie car il rnn-omme une telle énergie qu'il est irréaliste d'envisager son emploi p~n~nt de longues périodes, gu'il s'agisse de transport, de manipulation ou de fonctionnement.
WO91/17~7 ~ ' PCT/FR91/00369 4 ~ ~ ~ Y ~l9 En outre, aucun traitement, notamment de compression, n'étant effectué sur le signal fourni par les accéléromètres avant ca mise en mémoire, un signal d'une durée de 50 millisecondes occupe 960 octets en mémoire et la capacité de stockage de l'appareil est limitée à une centaine de cignaux.
Le document de brevet DE-A-3 643 203 décrit un dispositif comprenant un accéléromètre (ou capteur d'accélération) et un enregistreur à mémoire dont l'électronique comprend un amplificateur, un codeur analogique-numérique et un microprocesseur. Cette électronique n'est activée, c'est-à-dire alimentée, que lorsque le capteur fournit un signal significatif d'une accélération dont la valeur dépasse un seuil programmable. Cet appareil activé par le phénomène à
mesurer nécessite un certain temps pour prendre son régime de fonctionnement, et l'on risque de manquer le début de phénomènes rapides. Par ailleurs, l'enregistreur décrit ne traite pas les signaux avant de les mettre en mémoire. Les ~s~ées ne sont pas protégées et l'appareil n'est pas "discret" car il émet un signal sonore d'avertissement de manière systématique lors de tout dépassement du seuil.
On peut également citer le document US-A-4,750,197 qui décrit un dispositif intégré destiné ~
protéger contre le vol des objets embarqués dans des conten~ s placés à l'intérieur de moyens de transport tel que des véhicules.
Ce dispositif comprend :
- au moins un capteur placé ~ur chaque porte de chaque con~e~e--r;
- un module actif autonome placé
l'intérieur du véhicule conn~cté aux capteurs, qui comporte des moyens d'alimentation en énergie, des moyens de traitement des informations qui lui sont ~U ~1/1 Iq~l -- I'(_l/l~KYI/UU~O~
~ 6 1 q transmises telles que la localisation du véhicule, l'ouverture des portes ou sur d'autres paramètres relatifs au parcoul ~ du véhicule etc. et des moyens pour générer un signal de référence à des intervalles de temps réguliers;
- Une unité centrale de traitement d'informations indépond~nte du vehicule pour gérer et contrôler les données transmises ou reçues par le module;
- Des moyens de liaison entre le véhicule et 1'unité centrale de traitement tels qu'une radio ou un téléphone.
Ce dispositif gui est fruste et compliqu~ ne permet pas d'assurer une surveillance des objets transportés vis-à-vis des sollicitations auxquelles ils sont soumis (contraintes méc~;gues, variations de paramètres physigues tels gue la température, l'hydrométrie, etc.).
Par ailleurs, ce dispositif n'est opérationnel gu'après une vérification par l'unité
centrale, une fois pour toute durant tout le voyage, du bon fonctionnement de l'ensemble des capteurs et du module, c'est-~-dire avant le départ du véhicule, ce gui rend incertain et aléatoire la r~alité de la ~5 surveillance puisgue l'on ne détecte pas les défaillances possibles des capteurs.
L'unité centrale vérifie l'état de fonctionnement du module embargué périodiguement ce gui ne permet pas de ~CDl ~r l'évolution imprévi~-ible et brutale de la variation d'un paramètre.
Ce principe u~o e gue les événements surveillés soient n~eCcAirement de nature à durer plus longtemps qu'un intervalle entre deux vérifications, ce gui est le cas en particulier des cambriolages. Il en - 35 résulte que la surveillance n'est pas assurée en V ~l/ I IW/ ;', `~ PCT/FR91/00369 - 20~4019 permanence ce gui peut être très préjudiciable pour les objets transportés notamment si ceux-ci sont fragiles.
Le but de la présente invention est de fournir un dispositif qui n'ait pas les inconvénients exposés ci-dessus, qui soit ~ la fois utilisable pour des missions de surveillance de très longue durée, qui soit fidèle, discret et sûr et qui soit protégé contre les manipulations non autorisées, voire frauduleuses.
A cette fin, l'invention a pour objet un procédé pour la surveillance d'équipements par un utilisateur, du type comprenant les opérations consistant à capter des sollicitations subies par lesdits équipements, à enregistrer des signaux COL e_~o~ldant à ces sollicitations puis à restituer ces sign~l~Y après traitement éventuel, caractérisé en ce que : .
- on stocke les règles de la mission dans une mémoire volatile et que l'on sauvegarde ces règles alors que le/les capteurs sont dans un état dit "d'arrêt", - on mémorise le jour et l'heure à laquelle on fait débuter la mission, c'est-a-dire le moment où l'on fait passer le/les capteurs de l'état d'arrêt à un état dit "de veille", - on fait p~C~-r un ensemble enregistreur de 1'état de veille à un état dit "d'acquisition" correspondant à
l'enregistrement effectif de ~nn~eS~ lorsque le signal provenant dlun capteur dépasse un seuil déterminé, - on capte des signaux ~e~,~acntatifs de sollicitations et/ou de conditions d'usage des ~quipements, on enre-gistre en temps reel au moins cert~ i n~s ~onn~ec conformément ~ un ensemble de regles sélectionnées par l'utilisateur et constituant une mission spécifi-gue, W~ 7~7 2 0 8 ~ O 1 9 PCT/FR9l/U~36~
- on interdit l'accès aux règles de cette mission ~ des tiers et, en particulier, ~ un opérateur ayant la garde des équipements, et que l'on donne accès aux données enregistrées selon les règles de la mission la demande exclusive de l'utilisateur.
Selon d'autres caractéristiques de ce ~L on~dé :
- on place plusieurs capteurs et que l'on n'enregistre . les données que de certains d'entre eux ~eulement;
- on enregistre tout événement pouvant avoir pour effet de neutr~li c~r OU d'activer chacun des capteurs mis en place;
- d'une part à la demande et d'autre part avant des enregistrements éventuels, on vérifie le fonctionnement individuel de tous les capteurs néceC-cA; res a la mission spécifique;
- on calcule la durée de sollicitations et/ou de conditions d'usage pour plusieurs valeurs de mesure, déterminées par l'utilisateur.
L'invention a également pour objet un dispositif pour la surveillance d'équipements par un utilisateur, du type comprenant au moins un capteur relié à un ensemble enregistreur équipé d'un mic O~L ocesseur, de mémoires, d'un horodateur, de moyens de ~Lo~ammation du mi~o~oceCceur et de moyens : de restitution de données mises en mémoire, caractérisé
en ce qu'une mémoire est destinée à contenir des oy~mmes d'acquisition et de traitement de ~o~n~es~
une autre mémoire est destinée à contenir des règles et ; _ ~ec specifiques, sélecti~ e-s par un utilisateur, et constituant une mi~sion spécifique, mémoire qui ect d'une part en état de ~auveyarde permanente dès que lesdites règles et ~n~Ps spécifiques sont effectivement mémorisées et, d'autre part, protégée cu~.~e un accès par toute personne autre que .
WO91/17~7 .. -jj` PCT/FR91/00369 206~019 l'utilisateur, le dispositif comprenant aussi une mémoire devant contenir des données issues du ou des capteurs ainsi que des moyens d'accès sélectif aux mémoires associ~s à des moyens de condamnation susceptibles d'être neutralisés par le seul utilisateur.
Selon d'autres caractéristiques de ce dispositif :
- des capteurs reliés à l'ensemble enregistreur po~ nt un circuit de vérification de leur fonctionnement et destiné à ~o~G~er l'enregis-trement en mémoire de ~o~n~s significatives de leur fonctionnement ou de leur non fonctionnement;
- il comprend des circuits de sauvegarde de la mémoire destinée à ~tocker les règles, de la mémoire destinée à stocker des ~n~eC captées, ainsi que l'horodateur lorsque le dispositif est dans un état dit "d'arrêt"
ou lorsque l'énergie d'alimentation (1041) du dispositif est insuffisante;
- il est dans un état dit "de veille" quand ses mémoires contiennent effectivement des ~o~n~s de ~lo~Lammes et de mission, le dispositif comprenant des circuits qui permettent, à l'état de veille, de désélectionner des organes reliés au microproc~ccellr - 25 et tels gue mémoires, horodateur, clavier, écran de vis~ iC~tion~ avertisseur sonore ou autres, en vue d'~cQnomiser l'énergie d'alimentation;
- il est dans un état dit "d'acquisition" quand l'un quel~"~ue des capteurs reçoit un signal de valeur ~upérieure à celle d'un seuil prédéterminé et mis en mémoire;
- il comprend trois accéléromètres montés en trièdre et devant fournir des signaux devant etre filtrés par trois jeux de trois filtres passe-bande différents, montés en parallèle, les ~ignaux sortant des filtres WO91/17~7 2 0 6 4 019 PCT/FR91/OU36Y ~ ~
identiques de chaque jeu devant être additionnés au moyen de circuits avant d'être transmis à trois entrées du microprocesseur;
- il comprend au moins ~ix capteurs dont trois accélé-romètres et au moins trois autres capteurs tels qu'un capteur de température, un capteur de pression et un capteur d'humidité, tous reliés à autant d'entrées du microproces~eur;
- il comprend au moins un voyant lumineux qui est allumé si la valeur d'un signal enregistré est supérieure à un ~euil prédéterminé et programme et, le cas é~h~A~t, quand une personne agit sur un moyen de commande de l'allumage.
L'invention sera mieux comprise par la description détaillée ci-après, faite en référence au dessin An~eyé. Bien entendu, la description et le dessin ne sont donnés qu'à titre d'exemple indicatif et non limitatif.
La Figure 1 est une vue schématique d'ensemble d'un dispositif conforme à l'invention, comprenant un micro-ordinateur destiné à charger les ~Gylammes correspnn~Ant aux diverses missions possibles.
La figure 2 est, dans un premier mode de ~5 réalisation de l'invention, un schéma-bloc d'un capteur.
La Figure 3 est, dans un premier mode de r~Ali~tion de l'invention, un schéma-bloc él_ L~ 6l.ique .
La Figure 4 est un schéma des circuits détecteurs et de leur logique de commande.
La Figure 5 est un organigr~me partiel cQncernant le ~Loyramme de tri.
WO 91/17447 ` ~'(,I/I~KYI/W~
~6~
La Figure 6 est, dans un deuxième mode de réalisation de l'invention, un schéma-bloc d'un capteur.
La Figure 7 est, dans un deuxième mode de réalisation de l'invention, un schéma-bloc électronique.
La Figure 8 est un schéma illustrant des niveaux de mesure.
La figure 9 est un schéma des circuits d'autG~Lveillance de trois capteurs.
La figure 10 est un schéma montrant une possibilité de déclenchPr le fonctionnement d'un appareil avec une dépense d'énergie minime.
En se reportant au dessin, on voit qu'un procédé conforme à l'invention s'incarne dans un dispositif qui comprend un ensemble électronique 1000 et un ensemble capteur 2000, lui-même composé d'un boîtier étanche 2001 et d'un boîtier 2002 dont l'intérieur communique avec l'ambiance extérieure par une ouverture réalisée ici sous forme d'une fente 2003.
Le boîtier 2001 contient des capteurs qui sont actifs même quand ils sont enfermés dans un boîtier, ce qui est le cas, notamment, d'accéléromètres. Le boîtier . 2002 contient des capteurs qui ne peuvent être actifs que si leur élément sensible est en relation avec l'am-biance, ce qui est le cas des thermomètres, des pres-siomètres, des hygromètres, des anémomètres, etc.
L'ensemble électronique 1000 peut être placé
~ un endroit assez éloigné de 1'ensemble capteur 2000.
Ces ensembles sont reliés par un câble électrique lOOI
muni de prises 1002 et 2004 de préférence ét~nch~c afin que la liaison électrique ne puisse pas être peLLuLbée.
Pour la même raison, il est bon de prévoir un m~c~n;~me de fixation résistant aux tractions et aux vibrations, ce qui est obtenu par des prises du type comprenant un WU~1/1/44/ ~ r~ r~ u~
Y o l q manchon 1003-2005 viss~ sur un embout (non visible sur le dessin) solidaire des boitiers et manoeuvré par une douille molettée 1004-2006.
Les boîtiers 2001 et 2002 peuvent eux aussi être situés plus ou moins loin l'un de l'autre ~elon les caractéristiques des capteurs correspondant et la situation des matériels eurveillés. Ils sont reliés par un câble électrique 2007 traversant les parois des boî-tiers 2001 et 2002 par des liaisons robustes et ét~nchee 2008 et 2009.
Les boitiers 2001 et 2002 peuvent aussi êtresitués côte à côte, par exemple en étant fixés à une même embase 2010 représentée en trait pointillé.
Les capteurs eux-mêmes peuvent être diverse-ment placés selon les circonstances des missions. Cela est évoqué par des capteurs 2020 et 2021 situés à l'ex-trémité de fils 2022 et 2023 de longueurs quelconques et permettant de placer d'une part chaque capteur 2022-2023 (éventuellement associé à des éléments électroni-ques) et d'autre part chaque boitier 2001-2002 aux meilleurs emplacements possibles.
Si la mission ne comporte que la sur-veillance des chocs et des vibrations, on peut se contenter des accéléromètres et, par conséquent, du seul boitier 2001.
Cette indép~n~nce est rendue possible en oy~Ant à l'intérieur respectivement du boitier 2001 et du boitier 2002 les compofi~nts ~lectroniques spéci-fiques aux capteurs gui leur ~ont associ~s, c'est-à-dire dans l'exemple représenté, les accéléromètres pour le boitier 2001, le thermomètre, le pressiomètre et l'hygromètre pour le boitier 2002.
Dans la pratique, l'ensemble 1000 contient tous les composants n~c~ec~;res à l'enregistrement des ~n~eC fournies par les capteurs lorsqu'ils sont en ~V~ PCT/FR9l/00369 . ~;1 () (P ~t O l q état d'acquisition ainsi que l'alimentation : micropro-cesseur, mémoires RAM et ROM, alimentation proprement dite au moyen de piles et alimentation ~pécifique à des moyens de signalisation tels que des voyants lumineux.
A titre d'exemple, une pile de 6 Volts et 20 Ampères assure le fonctionnement du dispositif pendant deux mois, grâce à la désélection des composants inutiles hors de l'état d'acquisition, ainsi que cela sera dé-crit plus loin. On prévoit aussi une prise 1050 de type é~An~-h~ afin de pouvoir raccorder à l'ensemble 1000 une alimentation extérieure (non représentée) si cela est ~ceCcaire~ celle-ci étant de tout type connu et n'étant donc pas décrite en détails.
Néanmoins, pour la simplicité de l~exposé, ~5 la description ci-après de schémas suppose que l'en-semble 1000 contient tous les composants électroniques alors que l'ensemble 2000 contient les capteurs propre-ment dits.
Quand les capteurs du boîtier 2002 sont si-tués à l'intérieur de celui-ci, les composants électro-niques sont avantageusement ~ r ~u~és sur une ou plu-sieurs cartes 2025 fixée(s) loin de l'endroit où ee L~o~ve la fente 2003 pour que ces composants soient mis ~ l'abri des poussières et autres agents pouvant pAcr~r par la fente 2003 et de nature nuisible au bon fonc-- tionnement des composants. Si nécessaire, la ou les cartes -eont rl~ec dans une enveloppe de protection.
Dans un premier mode de réalisation de l'in-vention, on voit sur la figure 2 que l'ensemble capteur 2000 comprend 8iX capteurs :
- trois accéléromètres 2030, 2031 et 2032 captant les acc~lérations ~elon trois axes orthogonaux x, y, z, cuLLe~ t aux trois directions de l'espace, re-liés ch~r~ln à un amplificateur 2033, un filtre 2034 dit "de ~U~-l'~K~Kl'~ et un redresseur 2035. La bande
2 0 6 ~ 019 Y~ Kyl/~)u~hy passante du filtre 2035 est comprise entre 0,5 et 120 Hz et l'atténuation est de 3 0 dB par octave;
- trois capteurs 2040, 2041 et 2042 pour la températu-re, l'humidité et la pression, trois grandeurs dont les variations sont généralement lentes, les signaux qui proviennent de ces capteurs pouvant être échan-tillonnés à des fréquences basses, ~oyLammables sui-vant la mission.
Les six voies correspon~Ant aux six capteurs 2030, 2031, 2032, 2040, 2041 et 2042 sont reliées à
1'entrée E de 1'ensemble électronique 1000.
On note que les trois accéléromètres 2030/
2031 et 2032 60nt bien considérés comme trois capteurs différents, contrairement à l'état courant de la tech-nique qui enseigne d'utiliser un seul accéléromètre ou bien d'en utiliser trois mais, alors, d'intégrer leurs résultats en un seul signal utilisable.
Sur la figure 3, on voit que 1'ensemble électronique 1000 comprend les composAnts suivants :
- un mi~lo~lo~esseur 1030 relié à un bus de ~o~es 1031 auquel sont raccordés une mémoire morte rapide (ou ROM) 1032, une mémoire volatile à accès aléatoire (ou RAM) 1033, et un horodateur 1034, ces deux der-niers éléments 1033 et 1034 étant reliés à une pile de sauvegarde 1035; -- un convertisseur analogique/numérique 1036 transfor-mant en signaux numériques les signaux analogiques arrivant à 1'entrée E et ~lov~llant de 1'ensemble cap-teur 2000;
- une logigue de commande 1037 qui est reliée ~ des moyens détecteur~ ~ eeuil 1038 (dont le fonctionne-ment sera décrit plus loin), ~ une liaison ~érie de type connu sous la référence "RS 232" aboutissant une prise 1039 et ~ un ensemble de voyants 1040;
.
- WU~ ~7 ~ PCT/FR9l/00369 14 ~ t6lq - une alimentation 1041 qui alimente l'ensemble en énergie électrique.
La mémoire 1033 doit contenir deux espèces de données et, en réalité, elle comprend deux zones distinctes : 1033a pour contenir des données correspon-dant aux règles et aux caractéristiques spécifiques d'une mission et 1033b pour contenir les ~o~n~eC reçues des capteurs et correspon~nt au ~L G~L amme nécessaire l'accomplissement de la mission. La zone 1033a peut, par exemple, représenter 1/16ème de la capacité de la mémoire 1033 et la zone 1033b, 15/16èmes.
Naturellement, on pourrait aussi utiliser deux mémoires distinctes au lieu de deux zones d'une même mémoire, le choix entre les deux solutions étant à
la portée de l'homme de métier.
Comme cela a été dit plus haut,- la mémoire à
accès aléatoire 1033, ainsi que l'horodateur 1034 sont reliés à une pile de sauvegarde 1035. Celle-ci peut être d'un type courant capable d'assurer la protection de la mémoire 1033 et de l'horodateur 1034 p~n~nt un an. En d'autres termes, les ~o~eC correspon~nt aux règles et aux caractéristiques spécifiques d'une mis-sion peuvent être ronC~rvées p~n~nt un an, même si le dispositif n'est pas utilisé mais, par exemple, stocké
en attente d~ut;lic~tion et ainsi disponible ~ tout instant.
Les opérations de lecture et d'écriture dans la mémoire à accès aléatoire 1033 sont protégées par tous mo~el._ connl~C tels que des mots de passe, afin que seul l'usager autorisé puisse intervenir sur la défini-tion de la mission de surv~ nce.
on peut voir sur les figures 2 et 3, un sys-tème de désélection qui empêche l'introduction de don-nées dans la mémoire 1033 lorsque l'alimentation prin--W~JYl/1744/ 2064019 P( l/l~KYl/UU;~Y
cipale 1041 est insuffisante, voire nulle, afin d'évi-ter des erreurs d'enregistrement :
Les moyens de détection 1038 (figure 4) com-prennent trois détecteurs à seuil 1042, 1043 et 1044 dont les premières entrées sont reliées aux voies pro-venant des trois accéléromètres 2030, 2031 et 2032 et ~ dont les seco~s entrées sont reliées aux sorties de ; trois multiplexeurs analogiques 1045a, 1045b et 1045c.
La tension de sortie de chaque multiplexeur est choisie :10 individuellement parmi un jeu de huit tensions issues d'un pont de résistance 1046 relié par l'une de ses ex-trémités à l'alimentation régulée 1041 et a l'autre de ses extrémités à la masse M. Ce pont 1046 possède huit sorties (1) à (8) échelonnées et correspondant aux huit tensions voulues.
Les multiplexeurs 1045a, 1045b et 1045c, sont à commande numérique. Les trois bits d'informatio~
n~c~ee~ires à la commande de chaque multiplexeur sont inscrits par le mi~Lo~ocesseur 1030 dans un registre verrouillable 1047, ce registre 1047 étant au st~n~rd 8 bits, l'une des entrées de commande d'un multiplexeur est reliée directement à une sortie du microprocesseur 1030. Les sorties des détecteurs à seuil 1042, 1043 et 1044 sont reliées à un circuit logique 1048 et, lors~ue l'amplitude de l'un des signaux venant de l'un des ac-céléromètres 2030, 2031 ou 2032 dépasse la valeur du seuil ~Loy-dmmé pour ce détecteur, un signal d'inter-ruption est ellvoy~ par un circuit logique 1049 au mi-- ~lO~L~ eur 1030. Le registre 1047 est verrouillé et déverrouillé par le microprocesseur 1030 par l'intermé-. diaire du circuit logique 1049.
: Comme on peut le voir sur la figure 3, 1'en-semble de voyants 1040 comprend huit diodes lumines-centes 1050 (connues dans le commerce sous le nom de "ledsn) qui sont à allumage fixe et de couleurs diffé-WO91/17~7 PCT/FR91/00369 2 ~ 1 9 rentes. Une entrée de ces diodes est reliée à l'alimen-tation 1041 par un circuit gui comprend un interrupteur - 1051 et l'autre entrée est reliée à un dispositif de commutation 1052 lui-même relié à la logique de com-mande 1037. Les diodes 1050 sont continuellement étein-tes, et ne s'allument que lorsque l'opérateur appuie sur la commande de l'interrupteur 1051, par exemple un bouton-poussoir 1053 Acceccible depuis l'extérieur d'une e~ei~te contenant le dispositif.
Pour faciliter le fonctionnement, surtout quand le dispositif est placé dans un endroit inacces-- sible tel qu'un conteneur étAnch~, on peut éliminer la ~cescité d'agir sur le bouton-poussoir 1053 pour pro-voquer l'allumage des diodes 1050 : elles s'allument automatiquement dès qu'un seuil critique est atteint ou dépassé mais, pour économiser l'énergie et, par là, as-surer une autonomie aussi longue que possible, les diodes 1050 peuvent avoir un allumage en clignotement :
allumage de l/lOème de s~con~e toutes les 10 s~Con~P
par exemple.
L'allumage d'une diode 1050 de l'ensemble de voyants 1040 traduit que l'équipement surveillé a subi des collicitations dépAccAnt un niveau sélectionné sui-vant un code connu du ceul utilisateur.
La prise 1039 permet de relier le dispositif à un ordinateur extérieur 3000 (figure 1), l'échange des ~onnéeC se faisant en série suivant la norme RS
232. A cette fin, on relie l'ordinateur 3000 et l'en-semble electronique 1000 au moyen d'un câble électrique 3001 muni à ses deux extrémités de prises 3002 et 3003 permettant la connexion avec la prise 1030 d'une part et avec une prise 3004 de l'ordinateur 3000 d'autre part.
Il faut noter que la prise 1039 est de pré-férence cohérente avec la norme RS 232 mais qu'il est-W~ Yl/l /~/ PCT/FR~I/U~3~Y
avantageux, ici, qu'elle ~oit protégée contre l'humidi-té, voire la pluie ou l'immersion, alors que la prise 3004 peut être standard car le transfert des données de l'ordinateur 3000 à l'ensemble électronique 1000 peut cans difficultés ~e faire dans un local abrité de ; conditions d'ambiance agressives.
Entre l'ordinateur extérieur 3000 et l'en-semble 1000, est avantageusement intercalé un adapta-teur de niveau 3005 de type connu en coi pour parfaire la transmission des données entre ces deux appareils nécessairement distincts. Cet adaptateur est de préfé-rence conçu pour ne pas consommer d'énerqie de l'ali-mentation 1041, par exemple en étant associé à une pile individuelle.
Pour faciliter la description du fonctionne-ment qui suit, on va maintenant prendre un exemple d'utilisation du dispositif :
Un fabricant de matériels complexes, par exemple des avions, réalise Couvent l'ensemble à partir de sous-ensembles fabriqués dans des usines se trouvant parfoiE très loin du lieu d'assemblage. Pendant leur transport, les sous-ensembles peuvent être soumis à des sollicitations mécaniques et il existe un risque que ces sollicitations passent ;~e~çues ou soient c~ch~ec par le transporteur.
Pour ~e prémunir contre ce risque, le fabri-cant qui est, ici, celui que l'on a désigné comme "l'u~ teurn, remet le di~positif de l'invention (ensembles 1000 et 2000) ~ un transporteur qui est, ici, celui que l'on a désigné comme "l'opérateur", en faisant en sorte que ce dernier ignore les conditions de fonctionnement du dispositif et, par conséquent, ne r~i~se pas modifier la mission. Ce qui est vrai pour le transporteur est à fortiori vrai pour d'autres per-sonnes en général.
W~YI/17~7 - PCT/FR91/00369 2Ufi~o~g~ .
Avant une mission de surveillance, l'utili-sateur introduit dans le micro-ordinateur 3000 un logi-ciel de pré-programmation qui peut être soit standard (règles définies d'avance), soit paramétrable, afin de pouvoir sélectionner une série de règles et de caracté-ristiques devant ensemble constituer une mission spéci-fique et dont les parametres variables sont :
- le nom de l'opérateur, le type et les références du matériel transporté, le type et les références du moyen de transport indiqu~ par l'opérateur, la date de départ, le lieu de départ, etc.
- les capteurs rendus actifs et ceux éventuellement neutralisés; - -- le niveau des seuils de décl~çh~ment pLo~o~uant d'une part le dernier allumage d'une diode d'alarme et d'autre part la mémorisation des données (valeur, crête, date, heure);
- la fréguence d'échantillonnage des voies de mesure dites lentes;
- la prot~Al~re pour extraire de l'enregistreur les don-nées enregistrées depuis une mise en état d'acqui~i-tion, cans effacer son contenu.
Le logiciel de pré~oy~ammation après avoir été perso~ est alors transféré de la mémoire de l'ordinateur 3000 dans la mémoire 1033a, qui a été
préalablement vidée, le transfert étant effectué au moyen de la liaison série RS 232 par 1'intermédiaire de la pri~e 1039.
L'ordinateur extérieur 3000 peut alors être débranché : on retire le câble 3001, et le dispositif (ensembles 1000 et 2000) peut être mis à l'état dit d'arr~t. La mémoire 1033 et l'horodateur 1034 ~ont ~au-vegardés, comme cela a ~té dit pr~c~ ~ment, grâce à
l'énergie fournie par la pile 1035.
WU~I/l/~/ XO~ 019 ~CT/FR9l/W36 Au début d'une mission de ~urveillance, c'est gén~ralement l'opérateur qui a la charge de mettre le dispositif en marche, soit en manoeuvrant un bouton "marche-arrêt" 1054 (figure 1), soit en bran-chant les piles de l'alimentation 1041. Dans les deuxcas, le dispositif passe d'abord par un "état de mar-che" intermediaire : le microprocesseur 1030 range dans le registre 1047 l'adresse des tensions des ~euils, désélectionne les mémoires 1032 et 1033 ainsi que l'ho-rodateur 1034 et introduit dans la mémoire 1033b la date et l'heure du passage à l'état de veille qui sur-vient alors, du fait que le dispositif est opération-nel. Ce passage à l'état de veille s'effectue sans que l'opérateur ou l'un de ses préposés puisse ~e rendre compte de ce changement d'état. A noter gu'à l'état de veille, la consommation d'énergie est très réduite.
Lorsque le signal analogique délivré par l'un quelconque des accéléromètres 2030, 2031 et 2032 ~p~se le seuil de l'un des détecteurs 1042, 1043 ou 1044, un signal d'interruption est envoyé par le cir-cuit logique 1037 au microprocesseur 1030 qui passe à
l'~tat d'acquisition et sélectionne les mémoires 1032 et 1033 ainsi que l'horodateur 1034. Les signaux analo-giques ~Lo~ ant des accéléromètres 2030, 2031 et/ou 2032 sont alors transformés en signaux numériques par le convertisseur analogique-numérique 1036.
En pratique, il est bon de prévoir que la fréquence d'échantillonnage est réglable à volonté lors de la fabrication du dispositif, afin de pouvoir être adaptée ~ la demande de chaque utilisateur Ainsi, cette r e~uel,ce d'échantillonnage peut être r~glée, par exemple, à 800 Hz, pour les trois accéléromètres 2030, 2031 et 2032.
La valeur de l'amplitude maximum du phéno-mène capté par chacun des accéléromètres 2030, 2031 et W~91/17~7 ~ - - PCT/FR91/00369 2~64Ql~
2032 est alors calculée et enregistrée dans la mémoire 1033b avec l'indication correspondante de l'horodateur 1034, Un dispositif conforme à l'invention peut mémoriser 3 750 chocs, c'est-à-dire les maxima des trois accélérations perçues par les accéléromètres, avec leurs dates exprimées en heures, minutes et se-condes. Un tel dispositif peut aussi mémoriser un nombre moindre de chocs et mémoriser les informations de température, de pression et d'humidité; par exemple : 3 000 chocs, 2 O00 températures, 2 000 hygrométries et 2 000 pressions.
Afin d'éviter la saturation de- la mémoire 1033b, on utili~e une procédure de tri. Comme on peut le voir sur la figure 5, un compteur 1060 compte le nombre de chocs et ce nombre est comparé à un nombre prédéterminé inscrit dans un sous-ensemble 1061.
Lorsque le nombre des chocs enregistrés est inférieur au nombre prédéterminé, un signal est émis par le sous-ensemble 1061 sur une ligne 1062 aboutis-~ant à un discriminateur 1063 afin que celui-ci auto-rise l'enregistrement dans la mémoire 1033b.
Lorsque le nombre des chocs enregistrés de-vient supérieur au nombre prédéterminé, un signal émis - 25 par le ~ous-ensemble 1061 sur une ligne 1064 aboutis-~ant à un circuit 1065 afin que celui-ci opère une fonction tri par le discriminateur 1063 auquel le cir-cuit 1065 est relié par une ligne 1066, de façon ~ éli-miner de la memoire 1033b les informations les moins intéressantes en se hA~Ant sur des règles préalablement predétèrminées et s~ook~es soit dans la mémoire 1032 (p~oylamme st~n~rd)~ soit dans la mémoire 1033a (règles spécifiques à une mission). On peut, par exem-ple, ne con~rver dans la mémoire 1033b que les maxima ou que les maxima des moyennes enregistrées.
W~J ~1/1744/ - . I~(,l/l~KS~ Y
-' ~;?~)6~61q : A l'issue de la mission, l'utilisateur re-çoit le matériel. Il branche ~ la prise 1039 de l'en-semble 1000 l'ordinateur extérieur 3000 déjà utiiisé
avant la mi~sion et dans lequel l'utilisateur a mainte-nant chargé un logiciel de récupération des données ~ contenues dans la mémoire 1033b. Il transfère les don-nées de cette mémoire 1033b dans la mémoire de l'ordi-nateur extérieur 3000 par la liaison RS 232. On peut alors exploiter et archiver les Ao~n~c.
10Dans un deuxième mode de réalisation de l'invention, la figure 6 montre qu'un ensemble capteur 2070 comprend trois accéléromètres 2071, 2072 et 2073 captant les accélérations suivant les trois coordonnées x, y, z, et reliés i trois sous-ensembles distincts 52074, 2075 et 2076 qui comprennent chacun un amplifica-teur respectivement 2080, 2081 et 2082 -pr~c~A~nt trois filtres pas~e-bande 2086, 2087 et 2088, 2089, 2090 et 2091, 2092, 2093 et 2094 montés en parallèle et cou-vrant respectivement les bandes passantes de 0,5 à 25 20Hertz, 25 à 100 Hertz et 100 à 1 000 Hertz.
Les filtres passe-bande 2086 à 2094 sont ~uivis respectivement d'un redresseur 2095, 2096, 2097, 2098, 2099, 2100, 2101, 2102 et 2103. Les sorties de ch~rlm~ des trois voies correspo~AAnt aux lignes :
(I) 2080-2087-2096 (II) 2081-2090-2099 (III) 2082-2093-2102 W~YI/17~7 ~ PCT/FR91/00369 l q sont respectivement additionnées dans des circuits 2104, 2105 et 2106 dont les sorties sont reliées à
l'entrée E d'un boitier électronique 1200 représentés sur la figure 7.
Les filtres passe-bande 2086 à 2094 sont des filtres de hu~ ~w~RTH dont 1'atténuation est de 18 dB
par octave.
Dans ce deuxième mode de réalisation, et comme on peut le voir sur la figure 7, 1'ensemble élec-tronique 1200 comprend :
- un microproc Cs~ur 1201 relié à un bus de données 1202 auguel sont raccordes une mémoire- morte rapide (ou ROM) 1203, une mémoire à accès aléatoire (ou RAM) 1204 et un horodateur 1205, ces deux derniers élé-ments 1204 et 1205 étant reliés à une pile de sauve-! 15 garde 1206;
- un convertisseur analogique/numérique 1207 qui doit transformer en signaux numériques les signaux analo-giques arrivant à l'entrée E et provenant de l'en-semble capteur 2070;
- une logique de commande 1208 qui est reliée à des moyens détecteurs à seuil 1209 dont le fonctionnement a été décrit en détail, à une liaison série RS 232 abouti~-~nt à une prise 1210, à un ensemble de voyants 1211, à un clavier 1212, à un écran d'affi-2~ ch~e 1213 et à un avertisseur sonore 1214;
- l'alimentation 1041 qui alimente l'ensemble.
L'ensemble de voyants 1211 est déporté dans un petit boitier 1215 relié à la logique de commande 1208 par un c~ble 1216 à cQnn~cteur 1217 comprenant les li~iso~c 1218 et 1219 avec la logique 1208 et la liai-son 1220 à l'alimentation 1041.
Le boitier 1215, situé à portée de l'opéra-teur, présente un bouton-poussoir 1221 et seulement deux voyants 1222 et 1223.
WO91/17~7 PCT/FR91/00369 On peut aussi prévoir un organe de commande tel qu'un transistor de puissance qui déclenche la mise en marche d'un appareil assurant une fonction : com-presseur de frigorifique, ventilateur, moteur ou pompe de toute es~e~e assurant la sécurité et/ou la pérennité
de fonctionnement du matériel surveillé.
Comme on l'a déjà décrit en regard de la fi-gure 3 pour la mémoire 1033, la mémoire 1204 comporte deux zones différentes : 1204a pour les données corres-pondant aux règles et caractéristiques d'une mission et1204b pour les données reçues des capteurs e~ corres-pondant à l'accomplissement de la mission.
On va maintenant décrire plus en détail deux éléments de l'ensemble 1200 qui ne faisaient pas partie du premier mode de réalisation de l'invention, à savoir le clavier 1212 et l'écran 1213.
Le clavier 1212 est du type plat, étanche, non tactile, adhésif et comprend quatorze touches :
- dix touches numériques (0 à 9), - une touche n * -1 celles-ci pour le dialogue avec le - une touche "#--~ programme clavier - une touche permettant d'interrompre le microproces-seur 1201 de façon à pouvoir dialoguer avec lui, - une touche n~ " reliée aux voyants, - un interrupteur "marche-arrêt", - un interrupteur de mise en circuit d'un vibreur (n-buzzer") de type connu en soi, L'~cran 1213 est avantageusement un écran à
cristaux liquides.
Dans ce deuxième mode de réalisation, le mi~u~locesseur 1201 calcule pour chaque voie non seu-lement la valeur maximum du phénomène, mais aussi la dur~e de ce phénomène. Comme on peut le voir sur la WO91/17~7 ~ PCT/FR91/00369 -- 20641~19 figure 8, la durée du phénomène est mesurée, sur cha-cune des trois voies, pour quatre niveaux, soit finale-ment douze niveaux : un niveau haut "A" et un niveau bas ~X" sont ~Lvy~ammés par l'utilisateur et deux ni-veaux intermédiaires "H" et "R" sont calculés par l'or-dinateur. On obtient donc pour chaque voie quatre du-rées correspondantes pour le phénomène: tl,t2,t3 et t4.
Avec ce mode de r~Ali-eAtion~ le seuil "Z" de déclenchement de l'enregistrement (mise en état d'ac-quisition) est déterminé par l'ordinateur, afin qu'ilsoit inférieur au niveau bas "X", selon un certain pourcentage, par exemple 0,8.
z < 0,8 X
- 15 Avec ce mode de réalisation, la mémoire morte 1203, la mémoire 1204, l'horodateur 1205, le cla-vier 1212, l'écran à cristaux liquides 1213 et l'aver-tisseur 1214 sont désélectionnés lorsque le dispositif est en état de veille.
L'algorithme d'acquisition et de traitement contenu en mémoire morte 1203, selon l'exemple déjà dé-crit, repose essentiellement sur le temps très précis de durée d'une instruction en langage assembleur, et les trois voies sont échantillonées à des fré~cPs ~ensiblement égales à 7 000 Hz, 700 Hz et 175 Hz, la fréquence la plus élevée correspQn~Ant à la voie fil-trant les fré~lDn~ee les plus élevées des signaux.
Le choc est échantillonné p~n~Ant une durée D prédéterminée, ~auf dans le cas où, sur les trois voies, le signal reste au-dessous du niveau bas pendant une durée d également prédéterminée. Des valeurs ty-piques pour D et d sont respectivement 10 secondes et 2,4 ~ecQn~s. Chaque événement est rangé sur 32 octets, un événement comprenant : -WO91/17~7 2 0 6 ~ O 1 9 PCT/FR91/003~
- la date et l'heure = 5 octets - le maximum de la voie 1 = 1 octet - leimaximum de la voie 2 = 1 octet - le maximum de la voie 3 = 1 octet - la durée du phénomène pour les quatre niveaux et pour les trois voies, soit au total :
12 niveaux = 24 octets - pour chacune des trois voies, lors de chaque événe-ment, les durées sont cumulées et rangées dans des registres mémoires.
Ainsi dans la partie 1204b de la mémoire 1204 d'une capacité limitée à 32 kilooctets et dont la partie 1204a est réservée aux règles sélectionnées par l'utilisateur pour déterminer une mission, on peut sto-cker jusqu'à 1 016 événements.
Lorsque ce chiffre est atteint, l'ordinateur lance automatiquement la routine de tri décrite précé-demment et range les événements les plus importants sur le haut de la mémoire 1204b, un pointeur étant posi-tionné au milieu de la mémoire 1204b pour la poursuite de la mission.
Le clavier 1212 permet d'introduire en mé-moire 1204a :
- les ~11i 1 c bas et hauts pour rhAc~lne des voies;
- le seuil de l'avertisseur sonore 1214 associé à l'en-semble de diodes 1211;
- la date et l'heure.
En se servant du clavier 1212, on peut affi-cher sur l'écran 1213 :
- le maximum des maxima sur chacune des trois voies;
- la valeur de la dernière accélération ayant déclenché
l'averti Sc~llr sonore 1214;
- l'état des trois voies.
WO9l/17~7 ; PCT/FR91/003~9 2~4019 Les opérations d'écriture et de lecture dans la mémoire 1204 ne sont autorisées qu'aux personnes possédant les mots de passe convenables.
Il ressort de la description ci-dessus qu'un dispositif réalisé selon le ~L oc~dé conforme à l'inuen-tion permet une surveillance de longue durée avec les plus grandes garanties de sécurité.
En particulier, l'opérateur ne connaissant pas les termes exacts de la mission, ne peut intervenir en aucune façon pour modifier les résultats qui seront fournis à l'utilisateur.
on peut, par exemple, imaginer qu'un trans-porteur veuille dissimuler la vitesse à laquelle le ma-tériel est transporté par la route. Il serait tenté de ~5 débrAnrher les capteurs correspondant aux accéléro-mètres. Avec l'invention, le débranchement sera relevé
accompagné de l'heure, de la minute et de la seconde exacte du moment de ce débrAn~ment.
L'utilisateur en informera l'opérateur et ce dernier ne ~Gul r a pas recommencer la fraude sous peine d'être définitivement écarté par l'utilisateur, de sorte qu'il interviendra certainement auprès de ses propres ro~ cteurs. Le transport suivant sera donc correct c'est-à-dire sans aucun débrA~ch~ent, mais l'opérateur ne saura toujours pas quels sont les para-mètres surveillés ou pas par les autres capteurs. On peut parfaitement brAnrh~r huit capteurs mais n'en rendre actifs que six. L'opérateur n'a aucune possibi-lité de savoir quels capteurs sont actifs et quels cap-teurs sont inactifs. Le saurait-il qu'il ne pourrait encore pas connA;tre les seuils considérés comme sen-sibles par l'utilisateur.
En roncéquence, aucune indiscrétion ne peut 34 permeLLle de révéler quels critères de surveillance 1'u~ teur a retenus.
Wo9l/17~7 2 0 6 ~ O ~ 9 PCT/~K91/~U369 -; Un dispositif conforme à l'invention peut être très compact et facile à loger. Il peut donc être utilisé non seulement à l'occasion de transports mais aussi lors de l'usage normal de certains matériels.
Il est, en effet, utile de savoir après un - certain nombre d'heures de fonctionnement combien de temps de surchauffe a subi un moteur, combien de chocs a reçu un amortisseur, quels pics de températures a supporté un joint, etc.
Un utilisateur peut très facilement conce-voir, modifier, mettre au point différentes missions sur un ordinateur car il suffit, ensuite, "d'in~ecter"
le programme correspondant qui restera dormant pendant l'état d'arrêt et mettra automatiquement le dispositif en état de veille après le court temps de fonctionne-ment en état de marche.
Les accéléromètres 2030, 2031 et 2032 pré-centent des circuits d'autosurveillance de leur bon état de fonctionnement et de la réalité de leur alimen-tation afin, d'une part, de signaler leur raccordementet leur débranchement de l'unité centrale 1030 et, d'autre part, de vérifier leur bon état de fonctionne-ment individuel.
Cette vérification est opérée pour chacun des accéléromètres si et quand un seul d'entre eux dé-clenche l'état d'acquisition. En effet, si un accéléro-mètre envoie un signal, il est bon de s'assurer que les deux autres sont en état de fonctionner afin d'être certain qu'une seule accélération a été subie selon un seul des trois axes x, y ou z, ou bien que l'un des autres accéléromètres était à ce moment ~connecté ou hors d'état de fonctionner. L'utilisateur tire de ces informations exactes et rigoureusement fixées dans le temps, des conclusions corresponA~nt à la mission. En pratique, et pour simplifier les circuits, il est ac-WO91/17~7 ~ Q ~ 19 PCT/FR91/00369 _ .
ceptable de considérer comme une panne globale et dis-qualifiante, le non fonctionnement d'un seul des accé-léromètres.
Dans ce cas, si l'un des trois accéléro-mètres déclenche l'état d'acquisition, ils sont toustrois vérifiés et si l'un d'eux est inopérant, on considère que l'ensemble du dispositif est en panne.
Selon le ~L GyL amme adopté, on peut alors déclencher un signal d'avertissement ou d'alarme et pL~o~uer:la mise 1~ du dispositif à l'état d'arrêt, le moment de l'incident étant mémorisé dans la mémoire 1204b en date, heure, minute et seconde.
Si, par exemple, un accéléromètre est dé-branché, l'utilisateur apprend des la fin de la mission à quel moment précis ce débrA~ch~ment est intervenu et peut, en examinant les capteurs en fin de mission, vé-rifier si la neutralisation du dispositif résulte d'un avarie ou d'un débranchement volontaire ou accidentel d'un accéléromètre.
Le débranchement, dans ce cas, est assimilé
- à une AhCPnce totale d'alimentation ou à une .u~L~e complète de l'accéléromètre et il en résulte la disqua-lification du dispositif dans son ensemble, avec ou _ans alarme, selon le ~oyLamme choisi pour cet inci-dent majeur.
La figure 9 est un exemple de réalisation concrète d'un schéma d'auto~uLveillance.
Chaque accéléromètre comprend son circuit e. Ici, on a ~e~Renté trois capteurs quelconques mais, dans la pratique, les capteurs qu'il faut Cur-veiller de très pres sont les accéléromètres et, cela, pour deux raisons essentielles : d'une part ils sont fragiles et, d'autre part, le fonctionnement d'un seul d'entre eux est ~usceptible de décl~cher le fonction-nement de l'enregistrement en faisant pAc~er le dispo--WO91/17~7 PCT/FR9l/00369 206401g ~ 29 : sitif de l'état de veille à l'état d'acquisition. Il est donc important de s'assurer à chaque déclenche~~nt qu'il s'agit bien d'une réaction à un phénomène réel et non pas d'une anomalie.
Les autres capteurs, outre qu'ils sont plus robustes, sont interrogés par le dispositif et, par . conséquent, ne sont pas susceptibles de mettre l'enre-; gistrement en route. Ils mesurent, en effet, des para-mètres à évolution lente et qui peuvent même être per-manents (l'hygrométrie, par exemple, est permanente et l'important n'est pas l'existence ou la non existence d'une hygrométrie mais de connaitre son degré, ses va-riations ou ses valeurs anormales). A noter que plus l'interrogation des capteurs par le dispositif est fré-quente, plus la dépense d'énergie est grande et plus l'autonomie est réduite.
Dans certains cas, on peut n'interroger les capteurs de phénomènes lents qu'au moment où un accélé-romètre déclenche l'enregistrement (état d'acquisition) quand la situation critique essentielle est la conco-mittance d'un choc et d'une température ou d'une pres-sion, par exemple.
Pour la présente description, on retiendra ; donc qu'il s'agit ici de trois accéléromètres.
ChAcl~n de ceux-ci possède une alimentation individuelle et entièrement autonome 2210, 2211 et 2212 qui peut être un pile par exemple. Chaque alimentation est associée à un stabilisateur 2213, 2214 et 2215 à
deux ~orties, l'une étant reliée directement par une ligne 2216, 2217 et 2218 à une entrée d'un comparateur 2219, 2220 et 2221 et l'autre à un pont de jauge 2222, 2223 et 2224 dont la sortie est reliée par une ligne 2225, 2226 et 2227 à la seconde entrée du comparateur 2219, 2220 et 2221, une ligne transversale 2228 reliant les trois lignes 2225, 2226 et 2227.
WO91/17~7 ~ ~ 6~ ~1 9 PCT/FR91/00369 _ Les sorties des trois comparateurs 2219, 2220 et 2221 sont reliées à une li~ne unique 2229 abou-tissant à un port du microprocesseur.
Le fonctionnement de ce circuit est le suivant :
Chaque alimentation et chacune des résis-t~nceC du circuit sont calculées de telle manière qu'il - passe un courant faible d'une part dans les lignes 2216, 2217 et 2218 et d'autre part dans les lignes , 10 2225, 2226 et 2227, par exemple 0,5 milliampères pour une tension de 2,5 Volts.
Les comparateurs 2219, 2220 et 2221 reçoi-vent donc chacun deux courants de même valeur ét de même tension si aucun incident ne survient. La diffé-rence mesurée par chaque comparateur est alors de zéro,ce qui signifie que tout est normal.
Si un incident survient, le système est déséquilibré :
- Ahs~nc~ totale de courant provenant d'une défaillance ~0 de la source 2210-2211-2212 ou d'une ~Lule du sta-bilisateur 2213-2214-2215. Alors, le comparateur cor-respon~nt détecte une différence car son entrée re-liée à la ligne 2216-2217-2218 ne reçoit pas de cou-rant du tout mais son autre entrée reçoit toujours un courant grâce à la ligne transversale 2228 qui l'ali-mente à partir des autres sources. Sans cette ligne, l'~hsence totale de courant aux deux entrées du com-; parateur ~o~nPrait encore une différence nulle signi-fiant que le circuit est en état de marche.
- ~hC~n~e partielle de ~o~-L provenant de la L u~Lu~e d'une résistance d'un pont de jauge par exemple. La ligne directe 2216-2217-2218 donne au comr~rateur correspon~nt un courant inchangé alors que le cou-rant de l'autre ligne 2225-2226-2227 est, lui, affec-WO91/17~7 ~I PCT/FR91/00369 2 ~ 6 4 0 ~L 9 .. .
té. Le comparateur 2219-2220-2221 détecte donc une différence.
Lorsqu'aucun comparateur ne détecte une différence, il émet un signal "0" sur la ligne 2229, le mi~ Locesseur recevant ainsi un message de bon fonc-tionnement qui, notamment, accrédite les données four-nies par les capteurs.
Lorsqu'un comparateur détecte une différen-ce, il émet un signal "1" sur la ligne 2229, le micro-processeur recevant ainsi un message de disfonctionne-ment que l'on peut exploiter de différentes manières.
La figure 10 montre comment on peut provo-quer une commande en faisant appel à peu d'énergie.
L'hypothèse est que le disfonctionnement d'un capteur ou l'enregistrement d'une donnée critique (dépassement d'un certain seuil de valeur, par exemple) doit être exploité pour commander un appareil A qui peut être un voyant lumineux puissant, une alarme sono-re, un ylou~e électrogène, un compresseur de frigori-fique etc.
Pour son fonctionnement, il est relié à unealimentation B de toute puissance voulue puisqu'elle est totalement etrangère au dispositif de surveillance conforme à l'invention. L'appareil A est également re-~5 lié à la masse M par une ligne 2300 car l'appareil A nepeut fonctionner que s'il y a continuité de la ligne 2300 jusqu'à la masse N.
Sur la ligne 2300, on place un transistor 2301 qui fonctionne co e une porte, selon qu'il est alimenté ou pas par une ligne 2302 provenant du micro-proceC~cDur.
En fonctionnement normal, c'est-à-dire si l'on ne détecte aucun incident grave, aucun courant ne pal~o~l~ la ligne 2302 et le transistor 2301 n'est donc 3S pas alimenté. Dans ce cas, il interrompt la ligne 2300, WO91/17~7 2 U 6 ~ O 19 PCT/FR91/00369 ._ ce que l'on a symbolisé par un trait continu 2-303, l'appareil A étant alors empêché de fonctionner.
Dès qu'un incident apparaît et qu'il est d'une nature suffisamment importante pour justifier la mise en route de l'appareil A, le mi~u~ocesseur émet - un signal sur la ligne 2302 pour commander le transis-tor 2301 qui "bascule" et ferme le contact pour assurer la continu/té électrique tout le long de la ligne 2300, ce que l! n a symbolisé par un trait pointillé 2304.
L'appareil A peut alors fonctionner normalement au moyen de sa source d'énergie propre B et selon un pro-gramme qui devient indépendant de la surveillance.
***
- trois capteurs 2040, 2041 et 2042 pour la températu-re, l'humidité et la pression, trois grandeurs dont les variations sont généralement lentes, les signaux qui proviennent de ces capteurs pouvant être échan-tillonnés à des fréquences basses, ~oyLammables sui-vant la mission.
Les six voies correspon~Ant aux six capteurs 2030, 2031, 2032, 2040, 2041 et 2042 sont reliées à
1'entrée E de 1'ensemble électronique 1000.
On note que les trois accéléromètres 2030/
2031 et 2032 60nt bien considérés comme trois capteurs différents, contrairement à l'état courant de la tech-nique qui enseigne d'utiliser un seul accéléromètre ou bien d'en utiliser trois mais, alors, d'intégrer leurs résultats en un seul signal utilisable.
Sur la figure 3, on voit que 1'ensemble électronique 1000 comprend les composAnts suivants :
- un mi~lo~lo~esseur 1030 relié à un bus de ~o~es 1031 auquel sont raccordés une mémoire morte rapide (ou ROM) 1032, une mémoire volatile à accès aléatoire (ou RAM) 1033, et un horodateur 1034, ces deux der-niers éléments 1033 et 1034 étant reliés à une pile de sauvegarde 1035; -- un convertisseur analogique/numérique 1036 transfor-mant en signaux numériques les signaux analogiques arrivant à 1'entrée E et ~lov~llant de 1'ensemble cap-teur 2000;
- une logigue de commande 1037 qui est reliée ~ des moyens détecteur~ ~ eeuil 1038 (dont le fonctionne-ment sera décrit plus loin), ~ une liaison ~érie de type connu sous la référence "RS 232" aboutissant une prise 1039 et ~ un ensemble de voyants 1040;
.
- WU~ ~7 ~ PCT/FR9l/00369 14 ~ t6lq - une alimentation 1041 qui alimente l'ensemble en énergie électrique.
La mémoire 1033 doit contenir deux espèces de données et, en réalité, elle comprend deux zones distinctes : 1033a pour contenir des données correspon-dant aux règles et aux caractéristiques spécifiques d'une mission et 1033b pour contenir les ~o~n~eC reçues des capteurs et correspon~nt au ~L G~L amme nécessaire l'accomplissement de la mission. La zone 1033a peut, par exemple, représenter 1/16ème de la capacité de la mémoire 1033 et la zone 1033b, 15/16èmes.
Naturellement, on pourrait aussi utiliser deux mémoires distinctes au lieu de deux zones d'une même mémoire, le choix entre les deux solutions étant à
la portée de l'homme de métier.
Comme cela a été dit plus haut,- la mémoire à
accès aléatoire 1033, ainsi que l'horodateur 1034 sont reliés à une pile de sauvegarde 1035. Celle-ci peut être d'un type courant capable d'assurer la protection de la mémoire 1033 et de l'horodateur 1034 p~n~nt un an. En d'autres termes, les ~o~eC correspon~nt aux règles et aux caractéristiques spécifiques d'une mis-sion peuvent être ronC~rvées p~n~nt un an, même si le dispositif n'est pas utilisé mais, par exemple, stocké
en attente d~ut;lic~tion et ainsi disponible ~ tout instant.
Les opérations de lecture et d'écriture dans la mémoire à accès aléatoire 1033 sont protégées par tous mo~el._ connl~C tels que des mots de passe, afin que seul l'usager autorisé puisse intervenir sur la défini-tion de la mission de surv~ nce.
on peut voir sur les figures 2 et 3, un sys-tème de désélection qui empêche l'introduction de don-nées dans la mémoire 1033 lorsque l'alimentation prin--W~JYl/1744/ 2064019 P( l/l~KYl/UU;~Y
cipale 1041 est insuffisante, voire nulle, afin d'évi-ter des erreurs d'enregistrement :
Les moyens de détection 1038 (figure 4) com-prennent trois détecteurs à seuil 1042, 1043 et 1044 dont les premières entrées sont reliées aux voies pro-venant des trois accéléromètres 2030, 2031 et 2032 et ~ dont les seco~s entrées sont reliées aux sorties de ; trois multiplexeurs analogiques 1045a, 1045b et 1045c.
La tension de sortie de chaque multiplexeur est choisie :10 individuellement parmi un jeu de huit tensions issues d'un pont de résistance 1046 relié par l'une de ses ex-trémités à l'alimentation régulée 1041 et a l'autre de ses extrémités à la masse M. Ce pont 1046 possède huit sorties (1) à (8) échelonnées et correspondant aux huit tensions voulues.
Les multiplexeurs 1045a, 1045b et 1045c, sont à commande numérique. Les trois bits d'informatio~
n~c~ee~ires à la commande de chaque multiplexeur sont inscrits par le mi~Lo~ocesseur 1030 dans un registre verrouillable 1047, ce registre 1047 étant au st~n~rd 8 bits, l'une des entrées de commande d'un multiplexeur est reliée directement à une sortie du microprocesseur 1030. Les sorties des détecteurs à seuil 1042, 1043 et 1044 sont reliées à un circuit logique 1048 et, lors~ue l'amplitude de l'un des signaux venant de l'un des ac-céléromètres 2030, 2031 ou 2032 dépasse la valeur du seuil ~Loy-dmmé pour ce détecteur, un signal d'inter-ruption est ellvoy~ par un circuit logique 1049 au mi-- ~lO~L~ eur 1030. Le registre 1047 est verrouillé et déverrouillé par le microprocesseur 1030 par l'intermé-. diaire du circuit logique 1049.
: Comme on peut le voir sur la figure 3, 1'en-semble de voyants 1040 comprend huit diodes lumines-centes 1050 (connues dans le commerce sous le nom de "ledsn) qui sont à allumage fixe et de couleurs diffé-WO91/17~7 PCT/FR91/00369 2 ~ 1 9 rentes. Une entrée de ces diodes est reliée à l'alimen-tation 1041 par un circuit gui comprend un interrupteur - 1051 et l'autre entrée est reliée à un dispositif de commutation 1052 lui-même relié à la logique de com-mande 1037. Les diodes 1050 sont continuellement étein-tes, et ne s'allument que lorsque l'opérateur appuie sur la commande de l'interrupteur 1051, par exemple un bouton-poussoir 1053 Acceccible depuis l'extérieur d'une e~ei~te contenant le dispositif.
Pour faciliter le fonctionnement, surtout quand le dispositif est placé dans un endroit inacces-- sible tel qu'un conteneur étAnch~, on peut éliminer la ~cescité d'agir sur le bouton-poussoir 1053 pour pro-voquer l'allumage des diodes 1050 : elles s'allument automatiquement dès qu'un seuil critique est atteint ou dépassé mais, pour économiser l'énergie et, par là, as-surer une autonomie aussi longue que possible, les diodes 1050 peuvent avoir un allumage en clignotement :
allumage de l/lOème de s~con~e toutes les 10 s~Con~P
par exemple.
L'allumage d'une diode 1050 de l'ensemble de voyants 1040 traduit que l'équipement surveillé a subi des collicitations dépAccAnt un niveau sélectionné sui-vant un code connu du ceul utilisateur.
La prise 1039 permet de relier le dispositif à un ordinateur extérieur 3000 (figure 1), l'échange des ~onnéeC se faisant en série suivant la norme RS
232. A cette fin, on relie l'ordinateur 3000 et l'en-semble electronique 1000 au moyen d'un câble électrique 3001 muni à ses deux extrémités de prises 3002 et 3003 permettant la connexion avec la prise 1030 d'une part et avec une prise 3004 de l'ordinateur 3000 d'autre part.
Il faut noter que la prise 1039 est de pré-férence cohérente avec la norme RS 232 mais qu'il est-W~ Yl/l /~/ PCT/FR~I/U~3~Y
avantageux, ici, qu'elle ~oit protégée contre l'humidi-té, voire la pluie ou l'immersion, alors que la prise 3004 peut être standard car le transfert des données de l'ordinateur 3000 à l'ensemble électronique 1000 peut cans difficultés ~e faire dans un local abrité de ; conditions d'ambiance agressives.
Entre l'ordinateur extérieur 3000 et l'en-semble 1000, est avantageusement intercalé un adapta-teur de niveau 3005 de type connu en coi pour parfaire la transmission des données entre ces deux appareils nécessairement distincts. Cet adaptateur est de préfé-rence conçu pour ne pas consommer d'énerqie de l'ali-mentation 1041, par exemple en étant associé à une pile individuelle.
Pour faciliter la description du fonctionne-ment qui suit, on va maintenant prendre un exemple d'utilisation du dispositif :
Un fabricant de matériels complexes, par exemple des avions, réalise Couvent l'ensemble à partir de sous-ensembles fabriqués dans des usines se trouvant parfoiE très loin du lieu d'assemblage. Pendant leur transport, les sous-ensembles peuvent être soumis à des sollicitations mécaniques et il existe un risque que ces sollicitations passent ;~e~çues ou soient c~ch~ec par le transporteur.
Pour ~e prémunir contre ce risque, le fabri-cant qui est, ici, celui que l'on a désigné comme "l'u~ teurn, remet le di~positif de l'invention (ensembles 1000 et 2000) ~ un transporteur qui est, ici, celui que l'on a désigné comme "l'opérateur", en faisant en sorte que ce dernier ignore les conditions de fonctionnement du dispositif et, par conséquent, ne r~i~se pas modifier la mission. Ce qui est vrai pour le transporteur est à fortiori vrai pour d'autres per-sonnes en général.
W~YI/17~7 - PCT/FR91/00369 2Ufi~o~g~ .
Avant une mission de surveillance, l'utili-sateur introduit dans le micro-ordinateur 3000 un logi-ciel de pré-programmation qui peut être soit standard (règles définies d'avance), soit paramétrable, afin de pouvoir sélectionner une série de règles et de caracté-ristiques devant ensemble constituer une mission spéci-fique et dont les parametres variables sont :
- le nom de l'opérateur, le type et les références du matériel transporté, le type et les références du moyen de transport indiqu~ par l'opérateur, la date de départ, le lieu de départ, etc.
- les capteurs rendus actifs et ceux éventuellement neutralisés; - -- le niveau des seuils de décl~çh~ment pLo~o~uant d'une part le dernier allumage d'une diode d'alarme et d'autre part la mémorisation des données (valeur, crête, date, heure);
- la fréguence d'échantillonnage des voies de mesure dites lentes;
- la prot~Al~re pour extraire de l'enregistreur les don-nées enregistrées depuis une mise en état d'acqui~i-tion, cans effacer son contenu.
Le logiciel de pré~oy~ammation après avoir été perso~ est alors transféré de la mémoire de l'ordinateur 3000 dans la mémoire 1033a, qui a été
préalablement vidée, le transfert étant effectué au moyen de la liaison série RS 232 par 1'intermédiaire de la pri~e 1039.
L'ordinateur extérieur 3000 peut alors être débranché : on retire le câble 3001, et le dispositif (ensembles 1000 et 2000) peut être mis à l'état dit d'arr~t. La mémoire 1033 et l'horodateur 1034 ~ont ~au-vegardés, comme cela a ~té dit pr~c~ ~ment, grâce à
l'énergie fournie par la pile 1035.
WU~I/l/~/ XO~ 019 ~CT/FR9l/W36 Au début d'une mission de ~urveillance, c'est gén~ralement l'opérateur qui a la charge de mettre le dispositif en marche, soit en manoeuvrant un bouton "marche-arrêt" 1054 (figure 1), soit en bran-chant les piles de l'alimentation 1041. Dans les deuxcas, le dispositif passe d'abord par un "état de mar-che" intermediaire : le microprocesseur 1030 range dans le registre 1047 l'adresse des tensions des ~euils, désélectionne les mémoires 1032 et 1033 ainsi que l'ho-rodateur 1034 et introduit dans la mémoire 1033b la date et l'heure du passage à l'état de veille qui sur-vient alors, du fait que le dispositif est opération-nel. Ce passage à l'état de veille s'effectue sans que l'opérateur ou l'un de ses préposés puisse ~e rendre compte de ce changement d'état. A noter gu'à l'état de veille, la consommation d'énergie est très réduite.
Lorsque le signal analogique délivré par l'un quelconque des accéléromètres 2030, 2031 et 2032 ~p~se le seuil de l'un des détecteurs 1042, 1043 ou 1044, un signal d'interruption est envoyé par le cir-cuit logique 1037 au microprocesseur 1030 qui passe à
l'~tat d'acquisition et sélectionne les mémoires 1032 et 1033 ainsi que l'horodateur 1034. Les signaux analo-giques ~Lo~ ant des accéléromètres 2030, 2031 et/ou 2032 sont alors transformés en signaux numériques par le convertisseur analogique-numérique 1036.
En pratique, il est bon de prévoir que la fréquence d'échantillonnage est réglable à volonté lors de la fabrication du dispositif, afin de pouvoir être adaptée ~ la demande de chaque utilisateur Ainsi, cette r e~uel,ce d'échantillonnage peut être r~glée, par exemple, à 800 Hz, pour les trois accéléromètres 2030, 2031 et 2032.
La valeur de l'amplitude maximum du phéno-mène capté par chacun des accéléromètres 2030, 2031 et W~91/17~7 ~ - - PCT/FR91/00369 2~64Ql~
2032 est alors calculée et enregistrée dans la mémoire 1033b avec l'indication correspondante de l'horodateur 1034, Un dispositif conforme à l'invention peut mémoriser 3 750 chocs, c'est-à-dire les maxima des trois accélérations perçues par les accéléromètres, avec leurs dates exprimées en heures, minutes et se-condes. Un tel dispositif peut aussi mémoriser un nombre moindre de chocs et mémoriser les informations de température, de pression et d'humidité; par exemple : 3 000 chocs, 2 O00 températures, 2 000 hygrométries et 2 000 pressions.
Afin d'éviter la saturation de- la mémoire 1033b, on utili~e une procédure de tri. Comme on peut le voir sur la figure 5, un compteur 1060 compte le nombre de chocs et ce nombre est comparé à un nombre prédéterminé inscrit dans un sous-ensemble 1061.
Lorsque le nombre des chocs enregistrés est inférieur au nombre prédéterminé, un signal est émis par le sous-ensemble 1061 sur une ligne 1062 aboutis-~ant à un discriminateur 1063 afin que celui-ci auto-rise l'enregistrement dans la mémoire 1033b.
Lorsque le nombre des chocs enregistrés de-vient supérieur au nombre prédéterminé, un signal émis - 25 par le ~ous-ensemble 1061 sur une ligne 1064 aboutis-~ant à un circuit 1065 afin que celui-ci opère une fonction tri par le discriminateur 1063 auquel le cir-cuit 1065 est relié par une ligne 1066, de façon ~ éli-miner de la memoire 1033b les informations les moins intéressantes en se hA~Ant sur des règles préalablement predétèrminées et s~ook~es soit dans la mémoire 1032 (p~oylamme st~n~rd)~ soit dans la mémoire 1033a (règles spécifiques à une mission). On peut, par exem-ple, ne con~rver dans la mémoire 1033b que les maxima ou que les maxima des moyennes enregistrées.
W~J ~1/1744/ - . I~(,l/l~KS~ Y
-' ~;?~)6~61q : A l'issue de la mission, l'utilisateur re-çoit le matériel. Il branche ~ la prise 1039 de l'en-semble 1000 l'ordinateur extérieur 3000 déjà utiiisé
avant la mi~sion et dans lequel l'utilisateur a mainte-nant chargé un logiciel de récupération des données ~ contenues dans la mémoire 1033b. Il transfère les don-nées de cette mémoire 1033b dans la mémoire de l'ordi-nateur extérieur 3000 par la liaison RS 232. On peut alors exploiter et archiver les Ao~n~c.
10Dans un deuxième mode de réalisation de l'invention, la figure 6 montre qu'un ensemble capteur 2070 comprend trois accéléromètres 2071, 2072 et 2073 captant les accélérations suivant les trois coordonnées x, y, z, et reliés i trois sous-ensembles distincts 52074, 2075 et 2076 qui comprennent chacun un amplifica-teur respectivement 2080, 2081 et 2082 -pr~c~A~nt trois filtres pas~e-bande 2086, 2087 et 2088, 2089, 2090 et 2091, 2092, 2093 et 2094 montés en parallèle et cou-vrant respectivement les bandes passantes de 0,5 à 25 20Hertz, 25 à 100 Hertz et 100 à 1 000 Hertz.
Les filtres passe-bande 2086 à 2094 sont ~uivis respectivement d'un redresseur 2095, 2096, 2097, 2098, 2099, 2100, 2101, 2102 et 2103. Les sorties de ch~rlm~ des trois voies correspo~AAnt aux lignes :
(I) 2080-2087-2096 (II) 2081-2090-2099 (III) 2082-2093-2102 W~YI/17~7 ~ PCT/FR91/00369 l q sont respectivement additionnées dans des circuits 2104, 2105 et 2106 dont les sorties sont reliées à
l'entrée E d'un boitier électronique 1200 représentés sur la figure 7.
Les filtres passe-bande 2086 à 2094 sont des filtres de hu~ ~w~RTH dont 1'atténuation est de 18 dB
par octave.
Dans ce deuxième mode de réalisation, et comme on peut le voir sur la figure 7, 1'ensemble élec-tronique 1200 comprend :
- un microproc Cs~ur 1201 relié à un bus de données 1202 auguel sont raccordes une mémoire- morte rapide (ou ROM) 1203, une mémoire à accès aléatoire (ou RAM) 1204 et un horodateur 1205, ces deux derniers élé-ments 1204 et 1205 étant reliés à une pile de sauve-! 15 garde 1206;
- un convertisseur analogique/numérique 1207 qui doit transformer en signaux numériques les signaux analo-giques arrivant à l'entrée E et provenant de l'en-semble capteur 2070;
- une logique de commande 1208 qui est reliée à des moyens détecteurs à seuil 1209 dont le fonctionnement a été décrit en détail, à une liaison série RS 232 abouti~-~nt à une prise 1210, à un ensemble de voyants 1211, à un clavier 1212, à un écran d'affi-2~ ch~e 1213 et à un avertisseur sonore 1214;
- l'alimentation 1041 qui alimente l'ensemble.
L'ensemble de voyants 1211 est déporté dans un petit boitier 1215 relié à la logique de commande 1208 par un c~ble 1216 à cQnn~cteur 1217 comprenant les li~iso~c 1218 et 1219 avec la logique 1208 et la liai-son 1220 à l'alimentation 1041.
Le boitier 1215, situé à portée de l'opéra-teur, présente un bouton-poussoir 1221 et seulement deux voyants 1222 et 1223.
WO91/17~7 PCT/FR91/00369 On peut aussi prévoir un organe de commande tel qu'un transistor de puissance qui déclenche la mise en marche d'un appareil assurant une fonction : com-presseur de frigorifique, ventilateur, moteur ou pompe de toute es~e~e assurant la sécurité et/ou la pérennité
de fonctionnement du matériel surveillé.
Comme on l'a déjà décrit en regard de la fi-gure 3 pour la mémoire 1033, la mémoire 1204 comporte deux zones différentes : 1204a pour les données corres-pondant aux règles et caractéristiques d'une mission et1204b pour les données reçues des capteurs e~ corres-pondant à l'accomplissement de la mission.
On va maintenant décrire plus en détail deux éléments de l'ensemble 1200 qui ne faisaient pas partie du premier mode de réalisation de l'invention, à savoir le clavier 1212 et l'écran 1213.
Le clavier 1212 est du type plat, étanche, non tactile, adhésif et comprend quatorze touches :
- dix touches numériques (0 à 9), - une touche n * -1 celles-ci pour le dialogue avec le - une touche "#--~ programme clavier - une touche permettant d'interrompre le microproces-seur 1201 de façon à pouvoir dialoguer avec lui, - une touche n~ " reliée aux voyants, - un interrupteur "marche-arrêt", - un interrupteur de mise en circuit d'un vibreur (n-buzzer") de type connu en soi, L'~cran 1213 est avantageusement un écran à
cristaux liquides.
Dans ce deuxième mode de réalisation, le mi~u~locesseur 1201 calcule pour chaque voie non seu-lement la valeur maximum du phénomène, mais aussi la dur~e de ce phénomène. Comme on peut le voir sur la WO91/17~7 ~ PCT/FR91/00369 -- 20641~19 figure 8, la durée du phénomène est mesurée, sur cha-cune des trois voies, pour quatre niveaux, soit finale-ment douze niveaux : un niveau haut "A" et un niveau bas ~X" sont ~Lvy~ammés par l'utilisateur et deux ni-veaux intermédiaires "H" et "R" sont calculés par l'or-dinateur. On obtient donc pour chaque voie quatre du-rées correspondantes pour le phénomène: tl,t2,t3 et t4.
Avec ce mode de r~Ali-eAtion~ le seuil "Z" de déclenchement de l'enregistrement (mise en état d'ac-quisition) est déterminé par l'ordinateur, afin qu'ilsoit inférieur au niveau bas "X", selon un certain pourcentage, par exemple 0,8.
z < 0,8 X
- 15 Avec ce mode de réalisation, la mémoire morte 1203, la mémoire 1204, l'horodateur 1205, le cla-vier 1212, l'écran à cristaux liquides 1213 et l'aver-tisseur 1214 sont désélectionnés lorsque le dispositif est en état de veille.
L'algorithme d'acquisition et de traitement contenu en mémoire morte 1203, selon l'exemple déjà dé-crit, repose essentiellement sur le temps très précis de durée d'une instruction en langage assembleur, et les trois voies sont échantillonées à des fré~cPs ~ensiblement égales à 7 000 Hz, 700 Hz et 175 Hz, la fréquence la plus élevée correspQn~Ant à la voie fil-trant les fré~lDn~ee les plus élevées des signaux.
Le choc est échantillonné p~n~Ant une durée D prédéterminée, ~auf dans le cas où, sur les trois voies, le signal reste au-dessous du niveau bas pendant une durée d également prédéterminée. Des valeurs ty-piques pour D et d sont respectivement 10 secondes et 2,4 ~ecQn~s. Chaque événement est rangé sur 32 octets, un événement comprenant : -WO91/17~7 2 0 6 ~ O 1 9 PCT/FR91/003~
- la date et l'heure = 5 octets - le maximum de la voie 1 = 1 octet - leimaximum de la voie 2 = 1 octet - le maximum de la voie 3 = 1 octet - la durée du phénomène pour les quatre niveaux et pour les trois voies, soit au total :
12 niveaux = 24 octets - pour chacune des trois voies, lors de chaque événe-ment, les durées sont cumulées et rangées dans des registres mémoires.
Ainsi dans la partie 1204b de la mémoire 1204 d'une capacité limitée à 32 kilooctets et dont la partie 1204a est réservée aux règles sélectionnées par l'utilisateur pour déterminer une mission, on peut sto-cker jusqu'à 1 016 événements.
Lorsque ce chiffre est atteint, l'ordinateur lance automatiquement la routine de tri décrite précé-demment et range les événements les plus importants sur le haut de la mémoire 1204b, un pointeur étant posi-tionné au milieu de la mémoire 1204b pour la poursuite de la mission.
Le clavier 1212 permet d'introduire en mé-moire 1204a :
- les ~11i 1 c bas et hauts pour rhAc~lne des voies;
- le seuil de l'avertisseur sonore 1214 associé à l'en-semble de diodes 1211;
- la date et l'heure.
En se servant du clavier 1212, on peut affi-cher sur l'écran 1213 :
- le maximum des maxima sur chacune des trois voies;
- la valeur de la dernière accélération ayant déclenché
l'averti Sc~llr sonore 1214;
- l'état des trois voies.
WO9l/17~7 ; PCT/FR91/003~9 2~4019 Les opérations d'écriture et de lecture dans la mémoire 1204 ne sont autorisées qu'aux personnes possédant les mots de passe convenables.
Il ressort de la description ci-dessus qu'un dispositif réalisé selon le ~L oc~dé conforme à l'inuen-tion permet une surveillance de longue durée avec les plus grandes garanties de sécurité.
En particulier, l'opérateur ne connaissant pas les termes exacts de la mission, ne peut intervenir en aucune façon pour modifier les résultats qui seront fournis à l'utilisateur.
on peut, par exemple, imaginer qu'un trans-porteur veuille dissimuler la vitesse à laquelle le ma-tériel est transporté par la route. Il serait tenté de ~5 débrAnrher les capteurs correspondant aux accéléro-mètres. Avec l'invention, le débranchement sera relevé
accompagné de l'heure, de la minute et de la seconde exacte du moment de ce débrAn~ment.
L'utilisateur en informera l'opérateur et ce dernier ne ~Gul r a pas recommencer la fraude sous peine d'être définitivement écarté par l'utilisateur, de sorte qu'il interviendra certainement auprès de ses propres ro~ cteurs. Le transport suivant sera donc correct c'est-à-dire sans aucun débrA~ch~ent, mais l'opérateur ne saura toujours pas quels sont les para-mètres surveillés ou pas par les autres capteurs. On peut parfaitement brAnrh~r huit capteurs mais n'en rendre actifs que six. L'opérateur n'a aucune possibi-lité de savoir quels capteurs sont actifs et quels cap-teurs sont inactifs. Le saurait-il qu'il ne pourrait encore pas connA;tre les seuils considérés comme sen-sibles par l'utilisateur.
En roncéquence, aucune indiscrétion ne peut 34 permeLLle de révéler quels critères de surveillance 1'u~ teur a retenus.
Wo9l/17~7 2 0 6 ~ O ~ 9 PCT/~K91/~U369 -; Un dispositif conforme à l'invention peut être très compact et facile à loger. Il peut donc être utilisé non seulement à l'occasion de transports mais aussi lors de l'usage normal de certains matériels.
Il est, en effet, utile de savoir après un - certain nombre d'heures de fonctionnement combien de temps de surchauffe a subi un moteur, combien de chocs a reçu un amortisseur, quels pics de températures a supporté un joint, etc.
Un utilisateur peut très facilement conce-voir, modifier, mettre au point différentes missions sur un ordinateur car il suffit, ensuite, "d'in~ecter"
le programme correspondant qui restera dormant pendant l'état d'arrêt et mettra automatiquement le dispositif en état de veille après le court temps de fonctionne-ment en état de marche.
Les accéléromètres 2030, 2031 et 2032 pré-centent des circuits d'autosurveillance de leur bon état de fonctionnement et de la réalité de leur alimen-tation afin, d'une part, de signaler leur raccordementet leur débranchement de l'unité centrale 1030 et, d'autre part, de vérifier leur bon état de fonctionne-ment individuel.
Cette vérification est opérée pour chacun des accéléromètres si et quand un seul d'entre eux dé-clenche l'état d'acquisition. En effet, si un accéléro-mètre envoie un signal, il est bon de s'assurer que les deux autres sont en état de fonctionner afin d'être certain qu'une seule accélération a été subie selon un seul des trois axes x, y ou z, ou bien que l'un des autres accéléromètres était à ce moment ~connecté ou hors d'état de fonctionner. L'utilisateur tire de ces informations exactes et rigoureusement fixées dans le temps, des conclusions corresponA~nt à la mission. En pratique, et pour simplifier les circuits, il est ac-WO91/17~7 ~ Q ~ 19 PCT/FR91/00369 _ .
ceptable de considérer comme une panne globale et dis-qualifiante, le non fonctionnement d'un seul des accé-léromètres.
Dans ce cas, si l'un des trois accéléro-mètres déclenche l'état d'acquisition, ils sont toustrois vérifiés et si l'un d'eux est inopérant, on considère que l'ensemble du dispositif est en panne.
Selon le ~L GyL amme adopté, on peut alors déclencher un signal d'avertissement ou d'alarme et pL~o~uer:la mise 1~ du dispositif à l'état d'arrêt, le moment de l'incident étant mémorisé dans la mémoire 1204b en date, heure, minute et seconde.
Si, par exemple, un accéléromètre est dé-branché, l'utilisateur apprend des la fin de la mission à quel moment précis ce débrA~ch~ment est intervenu et peut, en examinant les capteurs en fin de mission, vé-rifier si la neutralisation du dispositif résulte d'un avarie ou d'un débranchement volontaire ou accidentel d'un accéléromètre.
Le débranchement, dans ce cas, est assimilé
- à une AhCPnce totale d'alimentation ou à une .u~L~e complète de l'accéléromètre et il en résulte la disqua-lification du dispositif dans son ensemble, avec ou _ans alarme, selon le ~oyLamme choisi pour cet inci-dent majeur.
La figure 9 est un exemple de réalisation concrète d'un schéma d'auto~uLveillance.
Chaque accéléromètre comprend son circuit e. Ici, on a ~e~Renté trois capteurs quelconques mais, dans la pratique, les capteurs qu'il faut Cur-veiller de très pres sont les accéléromètres et, cela, pour deux raisons essentielles : d'une part ils sont fragiles et, d'autre part, le fonctionnement d'un seul d'entre eux est ~usceptible de décl~cher le fonction-nement de l'enregistrement en faisant pAc~er le dispo--WO91/17~7 PCT/FR9l/00369 206401g ~ 29 : sitif de l'état de veille à l'état d'acquisition. Il est donc important de s'assurer à chaque déclenche~~nt qu'il s'agit bien d'une réaction à un phénomène réel et non pas d'une anomalie.
Les autres capteurs, outre qu'ils sont plus robustes, sont interrogés par le dispositif et, par . conséquent, ne sont pas susceptibles de mettre l'enre-; gistrement en route. Ils mesurent, en effet, des para-mètres à évolution lente et qui peuvent même être per-manents (l'hygrométrie, par exemple, est permanente et l'important n'est pas l'existence ou la non existence d'une hygrométrie mais de connaitre son degré, ses va-riations ou ses valeurs anormales). A noter que plus l'interrogation des capteurs par le dispositif est fré-quente, plus la dépense d'énergie est grande et plus l'autonomie est réduite.
Dans certains cas, on peut n'interroger les capteurs de phénomènes lents qu'au moment où un accélé-romètre déclenche l'enregistrement (état d'acquisition) quand la situation critique essentielle est la conco-mittance d'un choc et d'une température ou d'une pres-sion, par exemple.
Pour la présente description, on retiendra ; donc qu'il s'agit ici de trois accéléromètres.
ChAcl~n de ceux-ci possède une alimentation individuelle et entièrement autonome 2210, 2211 et 2212 qui peut être un pile par exemple. Chaque alimentation est associée à un stabilisateur 2213, 2214 et 2215 à
deux ~orties, l'une étant reliée directement par une ligne 2216, 2217 et 2218 à une entrée d'un comparateur 2219, 2220 et 2221 et l'autre à un pont de jauge 2222, 2223 et 2224 dont la sortie est reliée par une ligne 2225, 2226 et 2227 à la seconde entrée du comparateur 2219, 2220 et 2221, une ligne transversale 2228 reliant les trois lignes 2225, 2226 et 2227.
WO91/17~7 ~ ~ 6~ ~1 9 PCT/FR91/00369 _ Les sorties des trois comparateurs 2219, 2220 et 2221 sont reliées à une li~ne unique 2229 abou-tissant à un port du microprocesseur.
Le fonctionnement de ce circuit est le suivant :
Chaque alimentation et chacune des résis-t~nceC du circuit sont calculées de telle manière qu'il - passe un courant faible d'une part dans les lignes 2216, 2217 et 2218 et d'autre part dans les lignes , 10 2225, 2226 et 2227, par exemple 0,5 milliampères pour une tension de 2,5 Volts.
Les comparateurs 2219, 2220 et 2221 reçoi-vent donc chacun deux courants de même valeur ét de même tension si aucun incident ne survient. La diffé-rence mesurée par chaque comparateur est alors de zéro,ce qui signifie que tout est normal.
Si un incident survient, le système est déséquilibré :
- Ahs~nc~ totale de courant provenant d'une défaillance ~0 de la source 2210-2211-2212 ou d'une ~Lule du sta-bilisateur 2213-2214-2215. Alors, le comparateur cor-respon~nt détecte une différence car son entrée re-liée à la ligne 2216-2217-2218 ne reçoit pas de cou-rant du tout mais son autre entrée reçoit toujours un courant grâce à la ligne transversale 2228 qui l'ali-mente à partir des autres sources. Sans cette ligne, l'~hsence totale de courant aux deux entrées du com-; parateur ~o~nPrait encore une différence nulle signi-fiant que le circuit est en état de marche.
- ~hC~n~e partielle de ~o~-L provenant de la L u~Lu~e d'une résistance d'un pont de jauge par exemple. La ligne directe 2216-2217-2218 donne au comr~rateur correspon~nt un courant inchangé alors que le cou-rant de l'autre ligne 2225-2226-2227 est, lui, affec-WO91/17~7 ~I PCT/FR91/00369 2 ~ 6 4 0 ~L 9 .. .
té. Le comparateur 2219-2220-2221 détecte donc une différence.
Lorsqu'aucun comparateur ne détecte une différence, il émet un signal "0" sur la ligne 2229, le mi~ Locesseur recevant ainsi un message de bon fonc-tionnement qui, notamment, accrédite les données four-nies par les capteurs.
Lorsqu'un comparateur détecte une différen-ce, il émet un signal "1" sur la ligne 2229, le micro-processeur recevant ainsi un message de disfonctionne-ment que l'on peut exploiter de différentes manières.
La figure 10 montre comment on peut provo-quer une commande en faisant appel à peu d'énergie.
L'hypothèse est que le disfonctionnement d'un capteur ou l'enregistrement d'une donnée critique (dépassement d'un certain seuil de valeur, par exemple) doit être exploité pour commander un appareil A qui peut être un voyant lumineux puissant, une alarme sono-re, un ylou~e électrogène, un compresseur de frigori-fique etc.
Pour son fonctionnement, il est relié à unealimentation B de toute puissance voulue puisqu'elle est totalement etrangère au dispositif de surveillance conforme à l'invention. L'appareil A est également re-~5 lié à la masse M par une ligne 2300 car l'appareil A nepeut fonctionner que s'il y a continuité de la ligne 2300 jusqu'à la masse N.
Sur la ligne 2300, on place un transistor 2301 qui fonctionne co e une porte, selon qu'il est alimenté ou pas par une ligne 2302 provenant du micro-proceC~cDur.
En fonctionnement normal, c'est-à-dire si l'on ne détecte aucun incident grave, aucun courant ne pal~o~l~ la ligne 2302 et le transistor 2301 n'est donc 3S pas alimenté. Dans ce cas, il interrompt la ligne 2300, WO91/17~7 2 U 6 ~ O 19 PCT/FR91/00369 ._ ce que l'on a symbolisé par un trait continu 2-303, l'appareil A étant alors empêché de fonctionner.
Dès qu'un incident apparaît et qu'il est d'une nature suffisamment importante pour justifier la mise en route de l'appareil A, le mi~u~ocesseur émet - un signal sur la ligne 2302 pour commander le transis-tor 2301 qui "bascule" et ferme le contact pour assurer la continu/té électrique tout le long de la ligne 2300, ce que l! n a symbolisé par un trait pointillé 2304.
L'appareil A peut alors fonctionner normalement au moyen de sa source d'énergie propre B et selon un pro-gramme qui devient indépendant de la surveillance.
***
Claims (13)
1- Procédé pour la surveillance d'équipements par un utilisateur, du type comprenant les opérations consistant à capter des sollicitations subies par lesdits équipements, à enregistrer des signaux correspondant à ces sollicitations puis à
restituer ces signaux après traitement éventuel, caractérisé en ce que :
- on stocke les règles de la mission dans une mémoire volatile et que l'on sauvegarde ces règles alors que le/les capteurs sont dans un état dit "d'arrêt", - on mémorise le jour et l'heure à laquelle on fait débuter la mission, c'est-à-dire le moment où l'on fait passer le/les capteurs de l'état d'arrêt à un état dit "de veille", - on fait passer un ensemble enregistreur de l'état de veille à un état dit "d'acquisition" correspondant à
l'enregistrement effectif de données, lorsque le signal provenant d'un capteur dépasse un seuil déterminé, - on capte des signaux représentatifs de sollicitations et/ou de conditions d'usage des équipements, on enre-gistre en temps réel au moins certaines données conformément à un ensemble de règles sélectionnées par l'utilisateur et constituant une mission spécifi-que, - on interdit l'accès aux règles de cette mission à des tiers et, en particulier, à un opérateur ayant la garde des équipements, et que l'on donne accès aux données enregistrées selon les règles de la mission à
la demande exclusive de l'utilisateur.
restituer ces signaux après traitement éventuel, caractérisé en ce que :
- on stocke les règles de la mission dans une mémoire volatile et que l'on sauvegarde ces règles alors que le/les capteurs sont dans un état dit "d'arrêt", - on mémorise le jour et l'heure à laquelle on fait débuter la mission, c'est-à-dire le moment où l'on fait passer le/les capteurs de l'état d'arrêt à un état dit "de veille", - on fait passer un ensemble enregistreur de l'état de veille à un état dit "d'acquisition" correspondant à
l'enregistrement effectif de données, lorsque le signal provenant d'un capteur dépasse un seuil déterminé, - on capte des signaux représentatifs de sollicitations et/ou de conditions d'usage des équipements, on enre-gistre en temps réel au moins certaines données conformément à un ensemble de règles sélectionnées par l'utilisateur et constituant une mission spécifi-que, - on interdit l'accès aux règles de cette mission à des tiers et, en particulier, à un opérateur ayant la garde des équipements, et que l'on donne accès aux données enregistrées selon les règles de la mission à
la demande exclusive de l'utilisateur.
2- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on place plusieurs capteurs et que l'on n'enregistre les données que de certains d'entre eux seulement.
3- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on enregistre tout événement pouvant avoir pour effet de neutraliser ou d'activer chacun des capteurs mis en place.
4- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, d'une part à la demande et d'autre part avant des enregistrements éventuels, on vérifie le fonctionnement individuel de tous les capteurs nécéssaires à la mission spécifique.
5- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on calcule la durée de sollicitations et/ou de conditions d'usage pour plusieurs valeurs de mesure, déterminées par l'utilisateur.
6- Dispositif pour la surveillance d'équipements par un utilisateur, du type comprenant au moins un capteur (2030 à 2032 - 2040 à 2042 - 2071 à
2073) relié à un ensemble enregistreur (1000 - 1200) équipé d'un microprocesseur (1030 - 1201), de mémoires (1032, 1033 -1209, 1204), d'un horodateur (1035 -1205), de moyens de programmation (3000, 1212 -1213) du microprocesseur (1030 - 1201) et de moyens de restitution (3000, 1212 - 1213) de données mises en mémoire, caractérisé en ce qu'une mémoire (1032 - 1203) est destinée à contenir des programmes d'acquisition et de traitement de données, une autre mémoire (1033a -1204a) est destinée à contenir des règles et données spécifiques, sélectionnées par un utilisateur, et constituant une mission spécifique, mémoire (1033a -1204a) qui est d'une part en état de sauvegarde permanente dès que lesdites règles et données spécifiques sont effectivement mémorisées et, d'autre part, protégée contre un accès par toute personne autre que l'utilisateur, le dispositif comprenant aussi une mémoire (1033b - 1204b) devant contenir des données issues du ou des capteurs (2030 à 2032 - 2040 à 2042 -2071 à 2073) ainsi que des moyens d'accès sélectif aux mémoires (1032, 1033, 1203 et 1204) associés à des moyens de condamnation susceptibles d'être neutralisés par le seul utilisateur.
2073) relié à un ensemble enregistreur (1000 - 1200) équipé d'un microprocesseur (1030 - 1201), de mémoires (1032, 1033 -1209, 1204), d'un horodateur (1035 -1205), de moyens de programmation (3000, 1212 -1213) du microprocesseur (1030 - 1201) et de moyens de restitution (3000, 1212 - 1213) de données mises en mémoire, caractérisé en ce qu'une mémoire (1032 - 1203) est destinée à contenir des programmes d'acquisition et de traitement de données, une autre mémoire (1033a -1204a) est destinée à contenir des règles et données spécifiques, sélectionnées par un utilisateur, et constituant une mission spécifique, mémoire (1033a -1204a) qui est d'une part en état de sauvegarde permanente dès que lesdites règles et données spécifiques sont effectivement mémorisées et, d'autre part, protégée contre un accès par toute personne autre que l'utilisateur, le dispositif comprenant aussi une mémoire (1033b - 1204b) devant contenir des données issues du ou des capteurs (2030 à 2032 - 2040 à 2042 -2071 à 2073) ainsi que des moyens d'accès sélectif aux mémoires (1032, 1033, 1203 et 1204) associés à des moyens de condamnation susceptibles d'être neutralisés par le seul utilisateur.
7- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que des capteurs (2030 à 2032) reliés à l'ensemble enregistreur (1000 -1200) possèdent un circuit (2210 à 2225, 2211 à 2226, 2212 à 2227, 2228 et 2229) de vérification de leur fonctionnement et destiné
à provoquer l'enregistrement en mémoire (1033b - 1203b) de données significatives de leur fonctionnement ou de leur non fonctionnement.
à provoquer l'enregistrement en mémoire (1033b - 1203b) de données significatives de leur fonctionnement ou de leur non fonctionnement.
8- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend des circuits (1035 -1206) de sauvegarde de la mémoire (1033a - 1204a) destinée à stocker les règles, de la mémoire (1033b -1204b) destinée à stocker des données captées, ainsi gue l'horodateur (1034 - 1205) lorsque le dispositif est dans un état dit "d'arrêt" ou lorsgue l'énergie d'alimentation (1041) du dispositif est insuffisante.
9- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il est dans un état dit "de veille" quand ses mémoires (1032 - 1203, 1033a -1204a) contiennent effectivement des données de programmes et de mission, le dispositif comprenant des circuits (1037 - 1208) qui permettent, à l'état de veille, de désélectionner des organes reliés au microprocesseur (1030 - 1201) et tels que mémoires (1033 - 1204), horodateur (1034 - 1205), clavier (1212), écran de visualisation (1213), avertisseur sonore (1214) ou autres, en vue d'économiser l'énergie d'alimentation (1041).
10- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce au'il est dans un état dit "d'acquisition" quand 1'un quelconque des capteurs (2071 à 2073 - 2030 à 2032) reçoit un signal de valeur supérieure à celle d'un seuil prédéterminé et mis en mémoire (1033a -1204a).
11- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend trois accéléromètres (2071 à 2073) montés en trièdre et devant fournir des signaux devant être filtrés par trois jeux de trois filtres passe-bande différents (2086 à 2094), montés en parallèle, les signaux sortant des filtres identiques (2086, 2089 et 2092 - 2087, 2090 et 2093 -2088, 2091 et 2094) de chaque jeu devant être additionnés au moyen de circuits (2104 à 2106) avant d'être transmis à trois entrées du microprocesseur (1201).
12- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend au moins six capteurs dont trois accéléromètres (2030 à 2032) et au moins trois autres capteurs tels qu'un capteur de température (2040), un capteur de pression (2041) et un capteur d'humidité (2042), tous reliés a autant d'entrées du microprocesseur (1201).
13- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un voyant lumineux (1050 - 1222 et 1223) gui est allummé si la valeur d'un signal enregistré est supérieure à un seuil prédéterminé et programmé et, le cas échéant, quand une personne agit sur un moyen de commande (1053 - 1221) de l'allummage.
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