EP1144962A2 - Procede et dispositif de visualisation de differents parametres concernant la consommation en eau dans une canalisation - Google Patents

Procede et dispositif de visualisation de differents parametres concernant la consommation en eau dans une canalisation

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Publication number
EP1144962A2
EP1144962A2 EP99929478A EP99929478A EP1144962A2 EP 1144962 A2 EP1144962 A2 EP 1144962A2 EP 99929478 A EP99929478 A EP 99929478A EP 99929478 A EP99929478 A EP 99929478A EP 1144962 A2 EP1144962 A2 EP 1144962A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
microcontroller
consumption
alarm
management
information
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP99929478A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP1144962A3 (fr
Inventor
Patrick Jourdas
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Houri Rachid
Original Assignee
Houri Rachid
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Houri Rachid filed Critical Houri Rachid
Publication of EP1144962A2 publication Critical patent/EP1144962A2/fr
Publication of EP1144962A3 publication Critical patent/EP1144962A3/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F15/00—Details of, or accessories for, apparatus of groups G01F1/00 - G01F13/00 insofar as such details or appliances are not adapted to particular types of such apparatus
    • G01F15/07—Integration to give total flow, e.g. using mechanically-operated integrating mechanism
    • G01F15/075—Integration to give total flow, e.g. using mechanically-operated integrating mechanism using electrically-operated integrating means
    • G01F15/0755—Integration to give total flow, e.g. using mechanically-operated integrating mechanism using electrically-operated integrating means involving digital counting
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01F—MEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F15/00—Details of, or accessories for, apparatus of groups G01F1/00 - G01F13/00 insofar as such details or appliances are not adapted to particular types of such apparatus
    • G01F15/06—Indicating or recording devices
    • G01F15/061—Indicating or recording devices for remote indication
    • G01F15/063—Indicating or recording devices for remote indication using electrical means

Definitions

  • the present invention relates to the field of water meters, and more particularly to the field of devices for displaying the various parameters relating to the consumption of running water.
  • This kind of device is to allow, to visualize at any time and remotely a certain number of data concerning the water consumption, data measured just downstream from the meter of the water supply company or instead of the latter, and transferred, after processing, to a display means such as a digital screen or a computer screen.
  • a display means such as a digital screen or a computer screen.
  • the device includes a measurement unit which is used to measure the amount of electricity supplied via an input line to a consumer via an output line.
  • the electricity units used are recorded by a central processor unit (CPU) which powers a display.
  • CPU central processor unit
  • the quantity consumed during similar consecutive periods is measured in a time unit / module and is stored in memory.
  • the measurement unit, the CPU, the display, the module and the memory operate thanks to pulses supplied by the clock.
  • Information on total electricity consumption is sent through a port and an output line.
  • EP 0 458 995 A which relates to a measuring device for determining, processing and displaying data concerning flow rates of liquids, gases or electric current, comprising an electronic measuring and control system, a microcomputer intended for the processing of data obtained in measurement and control electronics and comprising a long-term memory, a control unit comprising control and operating keys and a display unit for displaying selected functional data and determined measurement values.
  • the measurement and control electronics include functional sensors which correspond to functional elements and which display only the functions which are provided for the measuring device, the long-term memory containing in the form of a maximum list, the complete data set of all the functional elements I g of a kind of measuring device and the functional data associated therewith for the measurement and display of measured values and of states as well as the choice of operating data, all the data in the maximum list being classified by functional groups and each provided with a characteristic number which can be selected by
  • each functional element having an individual service code associated with the characteristic number, which can be identified by the microcomputer, the microcomputer being designed so as to cyclically interrogate all the functional elements at the using the operating sensors and compare their service codes to the characteristic 2 Q digits of the maximum list and to activate, in the event of a coincidence of the service code and the characteristic digit, this maximum list in order to make it a device list whose data can be accepted by the operating keys and appear on the display unit
  • the present invention proposes to have just downstream of the meter of the water supply company, or even in place of the latter, a
  • the present invention also proposes to warn the user of the device when overconsumption compared to the established threshold and / or a leak are detected.
  • This overconsumption can come from a leak or an oversight, but it can also correspond to a consumption threshold that has been set, for example over a month or a year.
  • the leak can come, for example, from a valve that is not properly closed or from a pipe showing one or more weaknesses.
  • the alarm means then implemented can be, for example, I g a message on the screen and or a flashing indicator light, and / or a siren
  • the invention makes it possible to display exactly on the display means the quantity consumed and / or the flow rate of the leak.
  • the present invention also proposes that the information processing center comprises electronic elements of simple and inexpensive invoices, a sampling microcontroller measuring the number of pulses sent by the sensor. volumetric, a management microcontroller ensuring the processing and management of the data collected and the interface with the user as well as an external memory of type EEPROM 0
  • An important advantage of this invention is to make it possible to raise awareness, using different menus, consumers (tenants, owners, wealth management companies, sports clubs, OPAC HLM, etc.) to fight against waste and control their consumption.
  • the device according to the invention also constitutes an important element in the rise in power of home automation.
  • all the information collected by the pulse sensor can be transmitted to a fixed or portable terminal computer in constant or occasional connection with the device, and a central computer can simultaneously manage the information coming from several boxes and introduce or modify it.
  • the invention therefore makes it possible to remotely manage all the parameters of the water consumption, either directly in the accommodation using a box provided with a digital screen placed for example in a passenger place, or on a terminal computer. fixed or portable, either on a central CT computer in the case of a collective building, and even several of these possibilities at the same time.
  • the invention also makes it possible to envisage a remote recording of consumption by radio means, thereby eliminating travel costs and reading errors. This advantage is likely to interest collective property management companies, but also
  • functions are also provided for detecting a malfunction of the device in the event that the consumer seeks to damage the device in order to modify the data.
  • the device is designed so that the electrical consumption j Q does not exceed 2 miliwatts an hour.
  • the device comprises a digital display disposed on a housing and for indicating the meter consumption condition of water from the water company which is located mostly outside the housing, as well as the other parameters of I c consumption, on demand.
  • the display is connected by a bus link, via an information processing center also located in the box, to the company's counter or to a pulse sensor placed just downstream of this counter.
  • the assembly is suitably supplied with electrical energy, at a voltage of 220 volts, but has means enabling this supply to be supplemented in the event of a power failure.
  • the device is powered by a 3.5 V battery and its autonomy is more than 7 years.
  • the occupants of the dwelling can have
  • the system encourages users to moderate their water consumption, thanks to the fact that the state of the meter is permanently accessible to them, which they can constantly compare their consumption of the month, semester or year to previous values in volume or cost
  • the device according to the invention also makes it possible to very easily know the exact consumption of each of the devices using water in the dwelling, such as flushing devices, the washing machine and the dishwasher in particular, thanks to the presence of a partial totalization function which can be activated and reset at will.
  • the user can implement, for example, at his request:
  • a standby state characterizes the device.
  • This standby state can take the form, for example, of a display of the date and time.
  • the overconsumption threshold can of course be adjusted.
  • the selection of the "consumption” menu is done by pressing the “consumption” button.
  • the selection of the "information" menu is done by pressing the "information" button.
  • the second version intended for collective buildings, presents 0 one or even two important differences with the first; on the one hand the information processing center is no longer necessarily in connection with a display screen located in the accommodation and above all, the information processing center includes one or more connection sockets allowing the transfer of information , simultaneously or deferred, to a fixed or portable computer or to a modem.
  • the information concerning the consumption parameters of each dwelling or of each group of accommodation is thus visible directly on the screen of the computer and can then be directly used for invoicing for example.
  • the manager it is also possible for the manager to enter information or to modify existing information such as prices.
  • FIG. 2 illustrates a possible presentation of the digital display, of the control buttons and of the indicators according to a preferred version of the invention
  • FIG. 3 illustrates the content of the information processing center
  • FIG. 4 illustrates the flow diagram of the three main functions of the sampling microcontroller
  • FIG. 5 illustrates the flow diagram of the function for managing the pulses by the sampling microcontroller
  • FIG. 6 illustrates the flow diagram of the time management function by the sampling microcontroller
  • FIG. 7 illustrates the flowchart of the management function of the communication with the management microcontroller.
  • the device according to the invention is a device (1) for displaying various parameters relating to the water consumption in the downstream part (2a) of a pipe (2), of the type comprising a pulse sensor ( 3) disposed on the upstream part (2b) of said pipe (2), the information supplied by said pulse sensor (3) being processed by an information processing center (4) and being visible on display means .
  • the pulse sensor (3) can for example be a volumetric sensor with magnetic pulses or with sensitive blades or an optical sensor or even a single jet or multiple jet sensor.
  • a pulse is transmitted to the information processing center (4) via a bus link (5) which connects the volumetric sensor
  • the device provides measurement, visualization, alarm and recording functions.
  • the functions performed two main categories can be distinguished: permanent functions and advanced functions. This breakdown ensures minimum operation in the absence of a mains, the advanced functions being displayed only when the necessary energy is available.
  • the permanent functions are counting and time stamping and the advanced functions are the measurement display, the alarm, the history display and the configuration.
  • Said information processing center (4) illustrated in FIG. 3 comprises a sampling microcontroller (7) measuring the number of pulses sent by said pulse sensor (3), a management microcontroller (7 ') ensuring the processing and managing the data collected and the interface with the user as well as an external memory (8) of the EEPROM type.
  • the sampling microcontroller (7) is programmed to monitor the management microcontroller (7), for example by sending every two seconds a frame specific to the management microcontroller (7 ').
  • the information processing center (4) is preferably arranged in a housing (11).
  • the reading (sampling) of the line coming from the pulse sensor is carried out for example by a sampling microcontroller (7) of the PIC 12c508 type from MICROCHIP. It is this same microcontroller that also counts time. Its characteristics allow operation in low consumption, the management of a counter overflowing every second to count the time.
  • the frequency of the PIC 12c508 oscillator can, for example, be 32768 Hz in order to have a low consumption
  • the consumption is managed by a management microcontroller (7 ') of the type 80c32 from PHILIPS.
  • the 80c32 can be clocked by a quartz at 3.6864 MHz, but it can also work with a quartz at 11.0592 MHz for example for the version ensuring the remote reading by transmitter / receiver H. F.
  • the PIC 12c508 sends a frame to the 80c32 containing the time value (the number of seconds since the PIC was started) and the counter value (the number of pulses received, i.e. the number of quarter liters consumed).
  • the PIC microcontroller program (7) performs the following functions:
  • a frame is sent to the 80c32, every I o every two seconds, containing the number of seconds since the start of the
  • the external memory (8) is preferably an EEPROM type memory, electrically erasable, having a capacity of 8 KB.
  • Said display means can consist alternately or cumulatively of a digital display (12) and or a terminal 0 computer screen (13).
  • the digital display (12) is integrated into the housing (11) and the terminal computer (13) can be in direct or indirect connection - via a modem (14) - with the information processing center ( 4).
  • the information processing center (4) comprises alternately or cumulatively a terminal connector (15) making it possible to transfer the information to the terminal computer (13) and / or a modem connector (16) making it possible to transfer the information by the modem (14).
  • the device is supplied with energy by the sector (17) but the sampling microcontroller (7) comprises a battery (18) making it possible to supply the mains supply during power cuts.
  • the management microcontroller (7 ') is no longer supplied and the sampling microcontroller (7) switches to the battery supply (18).
  • the autonomy of the device is very important in the event of a power failure because the current consumed by the sampling microcontroller (7) is very low.
  • the mains supply is carried out directly in the housing.
  • the housing must therefore include a transformer, a rectifier bridge and a switching converter, which can optionally be integrated into a circuit (10).
  • the volumetric sensor (3) can be positioned downstream of the meter of the water supply company (19) or in place of the latter.
  • the housing (11) includes a digital display (12) illustrating the standby position.
  • the information processing center (4) comprises two indicators (20,21) flush with the surface of the housing (11), one
  • the indicator (20) is green.
  • the indicator light (21) can for example be fixed when the programmed monthly volume has been exceeded, which corresponds to the overconsumption alarm, and flashing when a leak or a oversight has been observed, which corresponds to the flight.
  • the indicator (21) is red
  • the indicators (20 and 21) are for example LEDs
  • the information central processing unit (4) also comprises three push-buttons (22, 23 and 24) making it possible to control the various menus giving access to the various parameters relating to water consumption.
  • the push buttons are also flush with the surface of the housing (11).
  • the push button (22) is the information button, controlling the appearance of the information menu
  • the push button (23) is the consumption button, controlling the appearance of the consumption menu
  • the button (24) is the setting button. , controlling the appearance of the setting menu.
  • the push-buttons (22, 23 and 24) combine several functions:
  • the button (22) also makes it possible to decrease the digits of the selected digit, during adjustment as well as to start or stop the trip odometer,
  • the button (23) also makes it possible to increase the digit of the selected digit, during adjustment as well as to reset the partial totalizer and,
  • the button (24) also allows you to validate all the choices made previously in the menus.
  • the device saves in the EEPROM memory a certain number of data relating to the different functions:
  • the device can also include a warning system in the event of a malfunction. For example, when the fuse has blown or when a battery is too low, a message may appear on the screen and / or an indicator light may light up to alert users. 0 All alarm systems can of course transmit alarm messages via the modem (14).
  • FIG. 4 illustrates the flow diagram of the three main functions of the sampling microcontroller (7), namely pulse management, developed in FIG. 5, time management, developed in FIG. 6 and management of communications with the microcontroller of FIG. management (7 '), developed figure
  • the operation of the leak alarm is very specific.
  • the counter From start-up, the counter observes consumption for 0 eighteen ten-minute periods.
  • the screen displays, by cUgnotating, an alarm message of the type: RISK OF LEAKAGE OF 1 L / 10 min
  • the sound leakage alarm then starts if it is activated.
  • the operation of consumption backups in the external EEPROM memory is also particular.
  • the EEPROM stores the following information
  • each recording of the counter value is immediately preceded by a reading of this value (thus, we have the most precise information at the time of recording) I 0
  • These backups are used to reset the device with the correct values (in case of power failure for example)
  • the time counting by the sampling microcontroller is done as follows • using the Timer 0 of the PIC It is an 8-bit register (256 values) of which one can define a
  • 1 5 prescale using the OPTION register of the PIC.
  • the prescaler is 1 32
  • the clock is at 32768 Hz so the register will overflow at the end of the 0 time T,
  • the PIC program detects the passage to 127 of the value of the Timer O (that is to say in the middle of its range of variation: 0..255) and increments the number of seconds with each passage.
  • the PIC could send frames every second, but to facilitate reception, we send a frame every two seconds Indeed, for secure reception, it is necessary to have a time between the end of transmission of a frame and the start of transmission of the next one, markedly greater than the maximum time between the transmission of two bits.
  • the frame sent by the PIC can, for example, be 64 bits
  • the first 32 bits represent the number of pulses counted since the power up of the PIC, and the following 32 represent the number of seconds elapsed since the power up of the peak in starting each time with the most significant bit, which makes it possible to count 4.3. 10 ° pulses, or one million m ⁇ , or a period of about 40 years at a constant flow of 3 m ⁇ / hour.
  • the number of elapsed seconds is stored on 32 bits, which makes it possible to count 4,3.10 ° seconds, that is to say approximately 136 years.
  • the management of the flow led it is possible, from the number of pulses received, to calculate a maximum terminal value which makes it possible to cause the green led to proportional to the flow using a timer that overflows every ten minutes.
  • the value of the maximum terminal gives the time (multipUé per 10 ms) between two lights of the led. The LED stays on for 100 ms.

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Abstract

La présente invention se rapporte à un dispositif (1) de visualisation des différents paramètres concernant la consommation en eau dans la partie aval (2a) d'une canalisation (2), du type comportant un capteur volumétrique (3) disposé sur la partie amont (2b) de ladite canalisation (2), une centrale de traitement de l'information (4) chargée de traiter les informations fournies par ledit capteur volumétrique (3) ainsi que des moyens de visualisation permettant de visualiser les informations, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens permettant de déclencher une alarme visuelle et/ou sonore en cas du surconsommation par rapport à un seuil établi.

Description

Procédé et dispositif de visualisation de différents paramètres concernant la consommation en eau dans une canalisation
La présente invention se rapporte au domaine des compteurs d'eau, et plus particulièrement au domaine des dispositifs de visualisation des différents paramètres concernant la consommation en eau courante.
Le but de ce genre de dispositif est de permettre, de visualiser à tout instant et à distance un certain nombre de données concernant la consommation en eau, données mesurées juste en aval du compteur de la compagnie de distribution de l'eau ou à la place de ce dernier, et transférées, après traitement, sur un moyen de visualisation tel qu'un écran digital ou un écran d'ordinateur. L'art antérieur connaît déjà des dispositifs similaires appliqués à la consommation d'électricité, ou de tout type de fluide.
L'art antérieur connaît par exemple la demande de brevet britannique nc GB 2 300 721A qui porte sur un dispositif à l'attention des agences de distribution destiné à permettre de récolter les informations sur la consommation d'électricité .
Le dispositif comprend une unité de mesure qui sert à mesurer la quantité d'électricité fournie via une ligne d'entrée vers un consommateur via une ligne de sortie. Les unités d'électricité utilisées sont enregistrées par une unité centrale à processeur (CPU) qui alimente un afficheur. La quantité consommée pendant des périodes consécutives similaires est mesurée dans un moyen/module à unité de temps et est enregistré dans la mémoire.
L'unité de mesure, le CPU, l'afficheur, le module et la mémoire opèrent grâce à des impulsions fournies par l'horloge. Les informations sur la consommation totale d'électricité sont envoyés par un port et par une ligne de sortie.
L'art antérieur connaît également la demande de brevet européen
EP 0 458 995 A qui porte sur un appareil de mesure pour déterminer, traiter et afficher des données concernant des débits de passage de liquides, de gaz ou de courant électrique, comportant une électronique de mesure et de commande, un micro-ordinateur destiné au traitement des données obtenues dans l'électronique de mesure et de commande et comportant une mémoire de longue durée, une unité de commande comportant des touches de commande et de fonctionnement et une unité d'affichage pour afficher des données fonctionnelles choisies et des valeurs de mesure déterminées. Cet 5 appareil est caractérisé en ce que l'électronique de mesure et de commande comporte des capteurs fonctionnels qui correspondent à des éléments fonctionnels et qui n'affichent que les fonctions qui sont prévues pour l'appareil de mesure, la mémoire de longue durée contenant sous la forme d'une liste maximum l'ensemble complet de données de tous les éléments I g fonctionnels d'un genre d'appareil de mesure et les données fonctionnelles qui y sont associées pour la mesure et l'affichage de valeurs de mesure et d'états ainsi que le choix des données de fonctionnement, toutes les données de la liste maximum étant classées par groupes fonctionnels et étant munies chacune d'un chiffre caractéristique pouvant être sélectionné par
1 5 l'intermédiaire des touches fonctionnelles, chaque élément fonctionnel ayant un code de service individuel, associé au chiffre caractéristique, pouvant être identifié par le micro-ordinateur, le micro-ordinateur étant réalisé de manière à interroger cycliquement tous les éléments fonctionnels à l'aide des capteurs de fonctionnement et à comparer leurs codes de service aux chiffres 2Q caractéristiques de la liste maximum et à activer, en cas de coïncidence du code de service et du chiffre caractéristique, cette liste maximum pour en faire une liste d'appareil dont les données peuvent être acceptées par les touches de fonctionnement et apparaissent sur l'unité d'affichage
L'inconvénient des dispositifs de l'art antérieur est essentiellement
25 qu'il ne permettent pas d'alarmer en cas de surconsommation et qu'ils sont d'une facture très complexe, rendant leurs réalisations très onéreuses par rapport aux attentes du marché
La présente invention propose de disposer juste en aval du compteur de la compagnie de distribution de l'eau, voire à la place de ce dernier, un
30 capteur volumétrique, et d'installer dans le domicile ou le local un boîtier chargé de récupérer les informations fournies par le capteur volumétrique, de le traiter, et de permettre leur visualisation sur un écran quelconque sous des formes très variées consommation instantanée, comparaison des consommations sur les derniers mois, les derniers semestres ou les dernières o c années, en volume ou en coût, totalisation partielle, alarme de surconsommation, etc... grâce à une pluralité de menus Afin de remédier aux inconvénients de l'art antérieur, la présente invention propose aussi de prévenir l'utilisateur du dispositif lorsqu'une surconsommation par rapport au seuil établi et/ ou une fuite sont détectées
Cette surconsommation peut provenir d'une fuite ou d'un oubli, mais 5 elle peut également correspondre à un seuil de consommation que l'on s'est fixé, par exemple sur un mois ou une année.
La fuite peut provenir, par exemple, d'un robinet mal fermé ou d'une canalisation présentant un ou plusieurs affaiblissements.
Les moyens d'alarme alors mis en oeuvre peuvent être, par exemple, I g un message sur l'écran et ou un voyant lumineux clignotant, et/ou une sirène
Avantageusement, l'invention permet de visualiser exactement sur les moyens de visualisation la quantité surconsommée et/ou le débit de la fuite
Pour simplifier la réalisation et le fonctionnement du dispositif, la présente invention propose également que la centrale de traitement de 15 l'information comporte des éléments électroniques de factures simples et peu onéreuses un microcontrôleur d'échantillonnage mesurant le nombre d'impulsions envoyées par le capteur volumétrique, un microcontrôleur de gestion assurant le traitement et la gestion des données recueillies et l'interface avec l'utilisateur ainsi qu'une mémoire externe de type EEPROM 0 Un intérêt important de cette invention est de permettre de sensibiliser, à l'aide des différents menus, les consommateurs (locataires, propriétaires, sociétés de gestion de patrimoine, clubs sportifs, OPAC HLM, etc...) à la lutte contre le gaspillage et à la maîtrise de leur consommation.
Le dispositif selon l'invention constitue aussi un élément important 25 dans la montée en puissance de la domotique. En effet, toutes les informations relevées par le capteur à impulsion peuvent être transmises à un ordinateur terminal fixe ou portable en liaison constante ou occasionnelle avec le dispositif, et un ordinateur central peut gérer simultanément les informations en provenance de plusieurs boîtiers et y introduire ou modifier on des données
L'invention permet donc de gérer à distance toutes les paramètres de la consommation en eau, soit directement dans le logement à l'aide d'un boîtier muni d'un écran digital placé par exemple dans un endroit passager, soit sur un ordinateur terminal fixe ou portable, soit sur un ordinateur T C central dans le cas d'immeuble collectif, et même plusieurs de ces possibilités à la fois. L'invention permet en outre d'envisager un relevé à distance des consommations par voie hertzienne, supprimant ainsi les frais de déplacement et les erreurs de lecture. Cet avantage est susceptible d'intéresser les sociétés de gestion d'immeubles collectifs, mais aussi les
5 compagnies de distribution de l'eau.
Dans ce dernier cas, il est en outre prévu des fonctions de détection de dysfonctionnement du dispositif dans le cas où le consommateur chercherait à détériorer l'appareil pour en modifier les données.
De plus, le dispositif est conçu de telle sorte que la consommation j Q électrique n'excède pas 2 miliwatts heure.
Dans une première version, le dispositif selon l'invention comporte un afficheur digital disposé sur un boîtier et destiné à indiquer l'état de consommation du compteur d'eau de la compagnie des eaux qui est situé le plus souvent à l'extérieur de l'habitation, ainsi que les autres paramètres de I c la consommation, à la demande. A cet effet, l'afficheur est connecté par une liaison bus, via une centrale de traitement de l'information située elle aussi dans le boîtier, au compteur de la compagnie ou à un capteur à impulsion disposé juste en aval de ce compteur.
L'ensemble est convenablement alimenté en énergie électrique, sous 20 une tension de 220 volts mais dispose de moyens permettant de suppléer cette alimentation en cas de coupure du secteur.
Dans une version plus élaborée, le dispositif est alimenté par une pile de 3,5 V et son autonomie est supérieure à 7 ans.
Grâce à ces dispositions, les occupants de l'habitation peuvent avoir
25 en permanence connaissance de l'état de consommation de leur compteur ainsi que des différents autres paramètres, ce qui leur permet en particulier de se rendre compte rapidement des fuites éventuelles, même si ces fuites se trouvent à l'extérieur de l'habitation (comme c'est le cas fréquemment en cas de gel, en sortie du compteur ou de rupture de canalisation dans un jardin).
T A De plus, le système incite les usagers à modérer leur consommation d'eau, grâce au fait que l'état du compteur leur est en permanence accessible, qu'ils peuvent comparer en permance leur consommation du mois, du semestre ou de l'année aux précédentes valeurs en volume ou en coût
(quelque soit la monnaie de référence) et grâce au fait que l'intensité du
35 débit est visualisée par un voyant, par exemple de couleur verte, cUgnotant proportionnellement au débit. Le dispositif selon l'invention permet également de connaître très facilement la consommation exacte de chacun des appareils utilisateurs d'eau dans l'habitation, tels que les chasses d'eau, le lave-linge et le lave- vaisselle notamment, grâce à la présence d'une fonction de totalisation partielle que l'on peut enclencher et réinitialiser à volonté.
Dans cette première version, à destination des habitations individuelles, l'utilisateur peut mettre en oeuvre, par exemple, à sa demande :
- l'affichage des valeurs identiques à celles du compteur de la compagnie des eaux,
- l'affichage de la consommation de plusieurs mois antérieurs, de plusieurs semestres antérieurs ou de plusieurs années antérieures, en volume ou en coût,
- l'alarme de surconsommation, ou - l'alarme de détection des fuites.
Pour accéder à ces fonctions, il lui suffit de commander l'un des trois menus (réglage/consommation/information) à l'aide des trois boutons situés sur le boîtier.
Lorsque aucun bouton n'est pressé, un état de veille caractérise l'appareil. Cet état de veille peut prendre la forme par exemple d'un affichage de la date et de l'heure.
Le retour à l'état de veille se fait automatiquement lorsque aucun bouton n'est pressé pendant une durée, par exemple, de deux minutes.
La sélection du menu de réglage se fait en pressant le bouton "réglage". Ce menu permet de régler lors de l'installation du dispositif :
- la date,
- l'heure,
- l'initialisation du totalisateur par rapport à la valeur affichée par le compteur de la compagnie de distribution de l'eau, ainsi que les différents paramètres du coût de l'eau, et
- l'alarme de surconsommation lorsque l'on souhaite être averti ou non du dépassement du seuil de consommation que l'on s'est fixé pour le mois.
Le seuil de surconsommation peut bien sûr être réglé. La sélection du menu "consommation" se fait en pressant le bouton "consommation" .
Ce menu permet de visualiser :
- le total de consommation affiché par le compteur de la compagnie des eaux, 5 - le total partiel de la consommation pour le mois en cours et les trente cinq mois précédents, en volume ou en coût,
- le total partiel de la consommation pour le semestre en cours et les semestres précédents, en volume ou en coût, et
- le total partiel de la consommation pour l'année en cours et l'année I o précédente, en volume ou en coût.
La sélection du menu "information" se fait en pressant le bouton "information".
Ce menu permet de mesurer une consommation précise pendant un laps de temps choisi et de convertir les valeurs en litres ou en coût. j 5 II permet donc de mesurer la consommation exacte de chaque appareil consommant de l'eau en mettant en oeuvre la totalisation partielle juste pendant l'utilisation de l'appareil et à la condition qu'aucun autre appareil consommant de l'eau ne soit utilisé pendant ce temps.
La deuxième version, à destination des bâtiments collectifs présente 0 une voire deux différences importantes avec la première ; d'une part la centrale de traitement de l'information n'est plus forcément en liaison avec un écran afficheur situé dans le logement et surtout, la centrale de traitement de l'information comporte une ou plusieurs prises de connexion permettant le transfert des informations, simultanément ou en différé, à un 5 ordinateur fixe ou portable ou à un modem. Les informations concernant les paramètres de consommation de chaque logement ou de chaque groupe de logement sont donc ainsi visuahsables directement sur l'écran de l'ordinateur et peuvent ensuite directement servir à la facturation par exemple.
Dans cette version, il est également possible pour le gestionnaire de 0 rentrer des informations ou de modifier des informations existantes comme par exemple les tarifs.
D'autres avantages ressortiront de la description faite ci-après de l'invention à titre purement explicatif en référence aux figures annexées : - la figure 2 illustre une présentation possible de l'afficheur digital, des boutons de commande et des voyants selon une version préférée de l'invention,
- la figure 3 illustre le contenu de la centrale de traitement de l'information, - la figure 4 illustre l'organigramme des trois fonctions principales du microcontrôleur d'échantillonnage,
- la figure 5 illustre l'organigramme de la fonction de gestion des impulsions par le microcontrôleur d'échantillonnage,
- la figure 6 illustre l'organigramme de la fonction de gestion du temps par le microcontrôleur d'échantillonnage,
- la figure 7 illustre l'organigramme de la fonction de gestion de la communication avec le microcontrôleur de gestion.
Le dispositif selon l'invention, illustré figure 1, est un dispositif (1) de visualisation de différents paramètres concernant la consommation en eau dans la partie aval (2a) d'une canalisation (2), du type comportant un capteur à impulsionss (3) disposé sur la partie amont ( 2b ) de ladite canalisation (2), les informations fournies par ledit capteur à impulsions (3) étant traitées par une centrale de traitement de l'information (4) et étant visuahsables sur des moyens de visualisation. Le capteur à impulsions (3) peut être par exemple un capteur volumétrique à impulsions magnétiques ou à lames sensibles ou un capteur optique ou encore un capteur à jet simple ou à jet multiple.
Chaque fois qu'une quantité déterminée d'eau traverse le capteur à impulsions (3), une impulsion est transmise à la centrale de traitement de rinformation (4) grâce à une liaison bus (5) qui relie le capteur volumétrique
(3 ) et la centrale de traitement de rinformation (4). Cette liaison permet le transfert des informations même lorsque le capteur à impulsions (3) est éloigné de plusieurs centaines de mètres de la centrale de traitement de rinformation (4). Le dispositif assure des fonctions de mesure, de visualisation, d'alarme, d'enregistrement. Parmi les fonctions assurées, on peut distinguer deux grandes catégories : les fonctions permanentes et les fonctions évoluées. Cette décomposition permet d'assurer un fonctionnement minimum en l'absence de secteur, les fonctions évoluées n'étant affichées que lorsque l'énergie nécessaire est disponible. Les fonctions permanentes sont le comptage et l'horodatage et les fonctions évoluées sont l'affichage des mesures, l'alarme, l'affichage de l'historique et le paramétrage.
Ladite centrale de traitement de l'information (4) illustrée figure 3 comporte un microcontrôleur d'échantillonnage (7) mesurant le nombre d'impulsions envoyées par ledit capteur à impulsions (3), un microcontrôleur de gestion (7' ) assurant le traitement et la gestion des données recueillies et l'interface avec l'utilisateur ainsi qu'une mémoire externe (8 ) du type EEPROM. De préférence, lorsque la centrale de traitement de l'information (4) comporte deux microcontrôleurs, le microcontrôleur d'échantillonnage (7) est programmé pour assurer la surveillance du microcontrôleur de gestion (7 ), en envoyant par exemple toutes les deux secondes une trame particulière au microcontrôleur de gestion (7'). La centrale de traitement de l'information (4) est disposée de préférence dans un boîtier ( 11 ).
La lecture (échantillonnage) de la ligne provenant du capteur à impulsions est réalisée par exemple par un microcontrôleur d'échantillonnage (7) du type PIC 12c508 de MICROCHIP. C'est ce même microcontrôleur qui compte aussi le temps. Ses caractéristiques permettent le fonctionnement en faible consommation, la gestion d'un compteur débordant toutes les secondes pour compter le temps. La fréquence de l'oscillateur du PIC 12c508 peut, par exemple, être de 32768 Hz afin d'avoir une faible consommation
La gestion de la consommation est assurée par un microcontrôleur de gestion (7') du type 80c32 de PHILIPS.
C'est lui qui est rehé à l'afficheur LCD et aux boutons (+,-,OK) comme illustré figure 3. Il assure l'interface entre l'utilisateur et le compteur d'eau, la gestion de la consommation d'eau ainsi que la réception des trames envoyées par le PIC 12c508; Le 80c32 peut être cadencé par un quartz à 3,6864 MHz, mais il peut également fonctionner avec un quartz à 11,0592 MHz par exemple pour la version assurant le télérelevage par émetteur/récepteur H. F.
Toutes les deux secondes, le PIC 12c508 envoie une trame au 80c32 contenant la valeur du temps (le nombre de secondes depuis le démarrage du PIC) et la valeur du compteur (le nombre d'impulsions reçues, c'est-à-dire le nombre de quarts de litre consommés). Le programme du microcontrôleur d'échantillonnage (7) PIC réalise les fonctions suivantes :
- démarrage (reset) du microcontrôleur de gestion (7') 80c32
- échantillonnage de la ligne provenant du capteur afin de détecter un front 5 descendant (correspondant à une impulsion et donc à un quart de litre d'eau)
- comptage des secondes depuis le démarrage du micro contrôleur d'échantillonnage (7),
- vérification de l'alimentation du micorcontrôleur de gestion (7'),
- si le 80c32 est alimenté, il y a émission d'une trame vers le 80c32, toutes I o les deux secondes, contenant le nombre de secondes depuis le démarrage du
PIC et le nombre d'impulsions reçues (2*32 bits)
- si le 80c32 n'est pas alimenté, on n'émet pas de trame et on reboucle sur l'échantillonnage et le comptage des secondes, mais lors des nouvelles vérifications de l'alimentation du 80c32, dès que l'alimentation sera rétablie,
1 5 le PIC effectuera un reset du 80c32 (car il démarre mal tout seul).
La mémoire externe (8) est de préférence une mémoire de type EEPROM, effaçable électriquement possédant une capacité de 8 Ko.
Lesdits moyens de visualisation peuvent consister alternativement ou cumulativement en un afficheur digital (12) et ou un écran d'ordinateur 0 terminal (13).
L'afficheur digital (12) est intégré au boîtier (11) et l'ordinateur terminal (13) peut être en liaison directe ou indirecte - par l'intermédiaire d'un modem (14) - avec la centrale de traitement de rinformation (4).
Pour ce faire, la centrale de traitement de rinformation (4) comporte 5 alternativement ou cumulativement un connecteur terminal (15) permettant de transférer les informations à l'ordinateur terminal (13) et/ou un connecteur modem (16) permettant de transférer les informations par le modem (14).
Le dispositif est alimenté en énergie par le secteur (17) mais le 0 microcontrôleur d'échantillonage (7) comporte une batterie (18) permettant de suppléer l'alimentation secteur pendant les coupures de courant.
Lors d'une coupure du secteur, le microcontrôleur de gestion (7') n'est plus alimenté et le microcontrôleur d'échantillonnage (7) passe sur l'alimentation de la batterie (18). Ainsi, l'autonomie du dispositif est très importante en cas de coupure de courant car le courant consommé par le microcontrôleur d'échantillonnage (7) est très faible.
L'alimentation secteur est effectuée directement dans le boîtier Le boîtier doit donc comporter un transformateur, un pont redresseur ainsi qu'un convertisseur à découpage, qui peuvent éventuellement être intégrés dans un circuit (10).
Le capteur volumétrique (3) peut être positionné en aval du compteur de la compagnie de distribution de l'eau (19) ou à la place de ce dernier Dans la version de l'invention illustrée figure 2, le boîtier ( 11) comporte un afficheur digital (12) illustrant la position de veille.
Selon l'invention, la centrale de traitement de l'information (4) comporte deux voyants (20,21) affleurant à la surface du boîtier ( 11 ), l'un
( 20 ) clignotant en fonction du débit instantané mesuré dans la canalisation ( 2) par le capteur volumétrique (3), et l'autre (21) fixe ou clignotant pour alarmer
Pour régler le clignotement du voyant (20), on peut choisir par exemple d'envoyer une impulsion électrique au voyant (20) tous les quarts de litre mesurés De préférence, le voyant (20) est de couleur verte.
Le voyant (21) peut par exemple être fixe lorsque le volume mensuel programmé à été dépassé, ce qui correspond à l'alarme de surconsommation, et clignotant lorsqu'une fuite ou un oubli a été constaté, ce qui correspond à l'alarme de fuite. De préférence, le voyant (21) est de couleur rouge
Les voyants (20 et 21) sont par exemple des leds
Selon l'invention, la centrale de traitement de l'information (4) comporte également trois bouton-poussoirs (22, 23 et 24 ) permettant de commander les différents menus donnant accès aux différents paramètres concernant la consommation en eau. Les bouton-poussoirs affleurent aussi à la surface du boîtier (11).
Le bouton-poussoir (22) est le bouton information, commandant l'apparition du menu information, le bouton-poussoir (23) est le bouton consommation, commandant l'apparition du menu consommation, et le bouton (24) est le bouton réglage, commandant l'apparition du menu réglage. Dans le souci de simplifier au maximum l'utilisation du dispositif, les bouton-poussoirs (22, 23 et 24) cumulent plusieurs fonctions :
- le bouton (22) permet aussi de diminuer les chiffres du digit sélectionné, lors du réglage ainsi que de démarrer ou d'arrêter le totalisateur partiel,
5 - le bouton (23) permet aussi d'augmenter le chiffre du digit sélectionné, lors du réglage ainsi que de remettre à zéro le totalisateur partiel et,
- le bouton (24) permet aussi de valider tous les choix opérés précédemment dans les menus.
En état de veille, illustré figure 2, en plus d'afficher la date et l'heure, i 0 le dispositif sauvegarde dans la mémoire EEPROM un certain nombre de données afférentes aux différentes fonctions :
La surveillance des fuites et de dépassement de consommation (détection de surconsommation ) est également effectuée dans cet état de veille. 15 Dans une autre version de l'invention, le dispositif peut en outre comporter un système d'alerte en cas de dysfonctionnement. Par exemple, lorsque le fusible a grillé ou lorsqu'une batterie est trop faible, un message peut s'inscrire à l'écran et/ou un voyant peut s'allumer afin d'alerter les utilisateurs. 0 Tous les sytèmes d'alarme peuvent bien sûr transmettre des messages d'alarme via le modem (14).
La figure 4, illustre l'organigramme des trois fonctions principales du microcontrôleur d'échantillonnage (7), à savoir la gestion des impulsions, développée figure 5, la gestion du temps, développée figure 6 et la gestion 5 des communications avec le microcontrôleur de gestion (7'), développée figure
7.
Selon une version de l'invention, le fonctionnement de l'alarme de fuite est très spécifique.
A partir du démarrage, le compteur observe la consommation pendant 0 dix huit périodes de dix minutes.
Si pendant la première période, on dépasse le seuil de l'alarme de fuite (par défaut : seuil=0L), on note la consommation de ces dix minutes.
Sinon, on recommence à observer les dix minutes suivantes (qui constituent à nouveau la première période des 18 de déclenchement de 5 l'alarme). Si pendant les 17 périodes suivantes de dix minutes (en tout , 18*10 minutes = 3 heures), on a toujours une consommation par période supérieure au seuil de l'alarme de fuite, on déclenche l'alarme de fuite
Sinon on recommence à observer les dix minutes suivantes (qui 5 constituent à nouveau la première période des 18 de déclenchement de l'alarme)
Lorsque l'alarme de fuite se déclenche, l'écran affiche en cUgnotant un message d'alarme du type : RISQUE DE FUITE DE 1 L/10 min
De plus l'alarme de fuite sonore se met alors en marche si elle est I o activée
Selon une version de l'invention, le fonctionnement des sauvegardes de consommation dans la mémoire externe EEPROM est également particulier L'EEPROM stocke les informations suivantes
- la date (jour, mois, année) 1 - la valeur du compteur
- la valeur du compteur du dernier jour et de l'avant dernier-jour
- la consommation du mois en cours
- la valeur du compteur au début du mois
- les consommations des 36 derniers mois 0 Parmi ces données, certaines sont sauvegardées régulièrement
A chaque passage à midi (donc une fois par jour, tous les jours), on sauvegarde
- la valeur du dernier jour en valeur de l'avant dernier-jour
- la valeur du jour passé, en valeur du dernier jour 5 . la valeur du compteur
- l'heure de sauvegarde.
A chaque passage à un nouveau jour, on sauvegarde
- le numéro du jour (1....31)
- la consommation du mois en cours 0 - la valeur du compteur
- l'heure de la sauvegarde.
A chaque passage à un nouveau mois, on sauvegarde
- la valeur du mois
- la valeur du compteur en début de mois (pour le mois suivant) 5 . la valeur du compteur
- l'heure de la sauvegarde De plus, on décale les valeurs des consommations mensuelles sur les 36 derniers mois
A chaque passage à une nouveUe année, on sauvegarde
- l'année
5 - la valeur du compteur
- l'heure de la sauvegarde
Pour les sauvegardes, chaque enregistrement de la valeur du compteur est précédé immédiatement d'une lecture de cette valeur (ainsi, on a l'information la plus précise au moment de l'enregistrement) I 0 Ces sauvegardes sont utilisées pour réinitialiser l'appareil avec les bonnes valeurs (en cas de coupure de courant par exemple)
Selon une version de l'invention, le comptage du temps par le microcontrôleur d'échantillonnage se fait comme suit • on utiliser le Timer 0 du PIC C'est un registre 8 bits (256 valeurs) dont on peut définir un
1 5 prescaler à l'aide du registre OPTION du PIC. Ici le prescaler est 1 32
Ce registre est normalement incrémenté une fois tous les 4 cyles d'horloge Mais grâce au prescaler 1.32, il sera incrémenté une fois tous les 32*4=128 cycles
Or, l'horloge est à 32768 Hz donc le registre va déborder au bout du 0 temps T ,
On a
T = I x 128 x 256 = 1 seconde 32768
Le programme du PIC détecte le passage à 127 de la valeur du Timer O (c'est-à-dire au miheu de sa plage de variation : 0..255) et incrémenté le 5 nombre de secondes à chaque passage.
Le PIC pourrait envoyer des trames toutes les secondes, mais pour faciliter les réceptions, on envoie une trame toutes les deux secondes En effet, pour une réception sécurisée, il est nécessaire d'avoir un temps entre la fin d'émission d'une trame et le début d'émission de la suivante, nettement o supérieur au temps maximum entre l'émission de deux bits.
La trame émise par le PIC peut, par exemple, être de 64 bits Les 32 premiers bits représentent le nombre d'impulsions comptées depuis la mise sous tension du PIC, et les 32 suivants représentent le nombre de secondes écoulées depuis la mise sous tension du pic, en commençant à chaque fois par le bit de poids le plus fort, ce qui permet de compter 4,3. 10° impulsions, soit un million de m^, soit une période d'environ 40 ans au débit constant de 3 m^/heure.
Le nombre de secondes écoulées est stocké sur 32 bits, ce qui permet de compter 4,3.10° secondes, soit environ 136 ans.
En ce qui concerne la gestion de la led de débit, il est possible, à partir du nombre d'impulsions reçues, de calculer une valeur de borne maximum qui permette de faire cUgnoter la led verte proportionnellement au débit à l'aide d'un timer qui déborde toutes les dix minutes. La valeur de la borne maximum donne le temps (multipUé par 10 ms) entre deux aUumages de la led. La led reste aUumée pendant une durée de 100 ms.
Des variantes peuvent bien sûr se présenter sans que pour cela on ne sorte du sujet de l'invention. On peut, par exemple, faire varier la monnaie servant à exprimer les coûts, la langue d'utiUsation et d'alarme ou encore les unités de mesures employées (unités anglo-saxonnes par exemple).

Claims

REVENDICATIONS
1 Dispositif (1) de visuaUsation des différents paramètres concernant la consommation en eau dans la partie aval (2a) d'une canalisation (2) . du type comportant un capteur volumétrique (3) disposé sur la partie amont (2b) de ladite canalisation
(2) , une centrale de traitement de l'information (4 ) chargée de traiter les informations fournies par ledit capteur volumétrique
(3) ainsi que des moyens de visualisation permettant de visuaUser les informations, caractérisé en ce qu'U comporte en outre des moyens permettant de déclencher une alarme visueUe et/ou sonore en cas du surconsommation par rapport à un seuil établi.
10 2 Dispositif (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite centrale de traitement de l'information
(4) comporte un microcontrôleur d'échantillonnage (7) mesurant le nombre d'impulsions envoyées par ledit capteur volumétrique (2) et le temps qui s'écoule, un microcontrôleur de gestion ( 7') assurant le traitement et la gestion des données recueilUes et
, r l'interface avec l'utilisateur ainsi qu'une mémoire externe (8 ) du type
EEPROM.
3 Dispositif (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit microcontrôleur d'échantillonnage (7) assure la surveillance du microcontrôleur de gestion (7'). 0 4 Dispositif (1) selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit microcontrôleur d'échantillonnage (7) envoie une trame au microcontrôleur de gestion (7') toutes les deux secondes.
5. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, ledit dispositif (1) étant alimenté en énergie par le secteur, caractérisé en ce que 5 ledit microcontrôleur d'échantillonnage (7) comporte une batterie (18) permettant de suppléer l'alimentation secteur pendant les coupures de courant
6 Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite centrale de traitement de l'information (4) comporte un 0 voyant (20) clignotant en fonction du débit instantané mesuré dans la canalisation (2).
. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ladite alarme visueUe consiste alternativement ou cumulativement en un message d'alarme et/ou la mise sous tension d'un voyant d'alarme (21) fixe ou cUgnotant.
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