EP1363260A1 - Procédé de communication radiofréquence entre plusieurs dispositifs et système de surveillance mettant en oeuvre un tel procédé - Google Patents

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EP1363260A1
EP1363260A1 EP03360058A EP03360058A EP1363260A1 EP 1363260 A1 EP1363260 A1 EP 1363260A1 EP 03360058 A EP03360058 A EP 03360058A EP 03360058 A EP03360058 A EP 03360058A EP 1363260 A1 EP1363260 A1 EP 1363260A1
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EP
European Patent Office
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message
devices
peripheral
central device
central
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EP03360058A
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German (de)
English (en)
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EP1363260B1 (fr
Inventor
Jean-Michel Reibel
Fabrice Lienhardt
François BERNHARD
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Radio Systemes Ingenierie SA
Original Assignee
Radio Systemes Ingenierie SA
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    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B25/00—Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems
    • G08B25/01—Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems characterised by the transmission medium
    • G08B25/10—Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems characterised by the transmission medium using wireless transmission systems
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B25/00—Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems
    • G08B25/007—Details of data content structure of message packets; data protocols

Definitions

  • the present invention relates to the field of communication by radio transmission between several elements in particular, but not exclusively, in the case of surveillance or alarm, and relates to a communication method improved and a surveillance or alarm system implementing such process.
  • the sensors or other peripherals are frequently emitted for all detected detections regardless of how the system is activated (armed or disarmed) because they are not aware of the state of the system defined at the level of the Central.
  • the reception at the level of the central can only be intermittent and the emission at the level of the sensors also.
  • the duration of transmission on the sensor side is greater than the duration of the rhythm listening (receiving) side central.
  • the present invention aims to meet at least some of the needs expressed above and to provide a responsive solution at least some of the foregoing limitations.
  • the subject of the present invention is a method of bidirectional communication by radio message transmission frequency in the form of digital frames modulated in frequency between a central or primary device master and several peripheral devices or secondary slave, these devices being all physically independent, with autonomous and at least a radio transmission / reception circuit, as well as a counting the time providing a local time reference, characterized in that it consists, in normal operation, in synchronize the accounting modules at predetermined intervals different devices by sending a radio message from synchronization of the central device to peripheral devices and to establish a discontinuous radio communication link, during predetermined repetitive separate temporal windows between said central device and peripheral devices, corresponding to limited periods of cyclic activation of said central device and at least some of said peripheral devices, repeated at regular intervals and / or predetermined, of duration (s) lower than those (s) intervals separating two successive transmissions of the synchronization message, each activation period including a first phase or interval temporal authorization or obligation to issue message (s) for a peripheral devices and simultaneously listening, at least during a first part
  • the repetition of synchronization phases will be preferentially regular, that is to say with a given frequency (simple and robust procedure). However, this repetition can also be irregular and follow a given pattern identical for the device central office and the peripheral devices concerned.
  • each message exchanged between master device and device (s) slave (s) includes a first part forming a preamble whose duration time is greater than the maximum drift of synchronization between the central device and the peripheral devices during the interval separating two successive synchronization messages and the one or more listening device (s) remain activated (s) at least during the duration of this preamble, in a continuous or discontinuous manner, said one or more devices are disabled (s) or paused in the absence of detection of message after this period has elapsed.
  • the body of the preamble can be constituted by a portion of message digital formed of a repeating pattern having both 1 and 0, preferentially present in a regularly alternating manner, said preamble ending with a particular numeric character pattern different from said repetitive pattern, preferably an extended sequence of one plurality of 1, followed by a prolonged sequence of a plurality of 0's.
  • the preamble is followed by a synchronization byte for activation of the asynchronous radio transmission interface of the circuit transmission / reception of the device (s) central or peripheral (s) recipient (s), and that said peripheral devices realize, after each receipt of a synchronization radio message, a check of the validity of the message, then an exploitation of its information temporal comparison with the local time reference of the concerned peripheral device and the subsequent modification, in advance or delay, of the local time reference provided by the module of corresponding accounting for the difference observed or fraction of the latter, evaluated taking into account at least the last two previous differences noted.
  • the length of the messages sent will be calculated in such a way that in no case shall the assigned emission authorization phase.
  • the device Central is always listening during the first phase of each cyclical activation period.
  • peripheral devices are allowed to transmit, one by one, in a predetermined cyclic order, for example linked to their identification and registration address with the central device, and with a frequency of repetition, occurrence or achievement corresponding to a sub-multiple of the repetition frequency limited periods of activation and listening phases of said devices devices are repeated with a repetition or occurrence frequency corresponding to a sub-multiple of the frequency of repetition of periods activation limits, said repetition frequencies being different for each type or each of the peripheral devices, the frequencies of the listening phases being, for the same peripheral devices, superior at frequencies, transmission phases all peripheral devices listening to each broadcast of a radio message from synchronization issued by the central device.
  • the messages addressed by the peripheral devices to the central device consist either of in predetermined routine messages indicating a normal situation at the level of the peripheral device concerned and addressed compulsorily to the central device in a repetitive manner at successive instants specific to each peripheral device, either in random messages of signaling an incident, an event or an abnormal situation, each signaling message being transmitted to the central device during the authorization phase of the activation period immediately following the occurrence of the incident, event or situation abnormal and its emission beginner before the beginning of the authorization phase transmission, said signaling messages being provided with preambles extended.
  • the method according to the invention thus implements a method active monitoring of the radio link between the peripherals and the plant by sending presence messages cyclically.
  • the devices send their respective message in a sequential using their individual address to determine the instant of emission compared to their reference of local time, itself set periodically on the sequencing of the plant. Similarly, the central determines for itself the moments during which it is supposed to receive the presence messages of the various registered devices.
  • the different devices are capable of transmitting and receiving radio signals on at least two frequency channels, namely a channel principal used in normal operation and at least one fallback channel, folding or rescue used in case of difficulty of transmission on the main channel, or by temporal distribution of communications on several channels used alternately.
  • said method may consist of switching radio transmissions between devices of the main channel on the or a fallback channel at the initiative peripheral device, after the latter has diagnosed a cut of its radiofrequency link with the central device, either because lack of reception, possibly repeated, of a radio message from synchronization at one or more predetermined deadline (s), the fact that there is no reply message or acknowledgment of receipt central device following the prior sending, repeatedly, of messages radio, in particular, signaling messages of an incident, a event or abnormal situation, of the peripheral device concerned to said central device.
  • the changeover transmissions between devices on the or a fallback channel consists, for the peripheral device at the initiative of said failover, to switch on the or a fallback channel at the time of the advent of an authorization phase or obligation to issue messages (s) assigned to it in the order established for the different peripheral devices, to then go into listening situation for a first period at least equal to the sum intervals between two periods of cyclic activation and such a period, and possibly, in a repetitive manner, during the estimated consecutive emission phases of the central device, this up to receive an offset synchronization message transmitted by the device central and setting the new transmission and listening rhythm between peripheral device and said central device on said fold channel.
  • the switching transmissions between devices on the or a fallback channel consists, for the central device, after noting the repeated absence of receiving any message, in particular a routine message, during successive phases of authorization or obligation allocated to the peripheral device having switched over, to be transmitted during the next scheduled listening phase of said peripheral device a synchronization message shifted on the fold channel, or successively on the various possible fallback channels, to possibly repeat this during successive successive listening phases of peripheral devices on the fallback channel (s), up to receiving a message back from said peripheral device having switched over, and to address one or more messages, in one or more emission authorization phases of said central device, requiring the failover of other peripheral devices on the fallback channel considered, where appropriate in the order of addressing of said other devices peripherals, the successive transmission / reception phases of the different devices on the main channel and the fallback channel being shifted temporally, the order of addressing devices, after their failover, will be the fallback channel being either identical to that prevailing over the main channel, which is different from the latter, the new order being
  • This last provision allows the central device to communicate simultaneously with all distributed peripheral devices on both transmission channels.
  • the devices are capable of transmitting and receiving radio signals on the minus two different frequency channels and at each time window successively the central device and the peripheral devices are switched to a different channel from the one used for the time window immediately preceding, according to a predetermined order of succession of said channels, which is identical for each device and which runs from synchronously for all said devices.
  • each activation period is carried out one jump frequency in a deterministic pattern identical for all devices.
  • the latter use at least four different communication channels and the order of succession of said channels is selected at the start of said devices.
  • the repetition sequence of the different channels will be preferentially odd when the number of usable channels is even and will have a number of steps greater than the number of usable channels.
  • the pairing of such a new peripheral device or the re-pairing of a peripheral device having been disconnected from the device exchange consists of exchanges of asynchronous radio messages to be sent to the central device a message indicating the characteristics of said new peripheral device, in particular the frequency of its activation for the program and listen to it, then to transmit to it an address identification, also fixing its order in the sequence of the phases authorizing the transmission of the different peripheral devices in connection with the central device, an initial synchronization message and a possible site identifier used for secure transmissions.
  • the process according to the invention may consist of a mobile device, having been moved out of the field of coverage of the central device and having received a reactivation signal and / or reconnection or having been the subject of a solicitation of this type, to be issued continuously for a duration greater than the sum of the durations of a activation period of devices and an interval separating two such periods, a signaling frame containing the identifying address or the identifier assigned to said device, then to put itself in listening situation in view of receiving a response from the central device, in the form of a initial synchronization message with request authentication, to repeat the two previous operations for the different transmission channels, starting with the last one channel used by said peripheral device before its disconnection from the central office, until a response is received from the central reaching the predetermined maximum number of attempts, with standby or subsequent deactivation of said peripheral device considered in case not restoring communication with the central device.
  • each peripheral device can have two different frequencies of repetition of its cyclic activation period and radio communication with the central device, namely a low frequency and a frequency high, said peripheral device operating normally with the low repetition rate and said peripheral device tilting towards the high repetition rate when said device is biased or activated or, in advance, when said device determines the occurrence next action that may require or require the establishment of a communication with the central device.
  • the communication method according to the invention can be implemented by a surveillance or alarm system, the central device consisting of a microprocessor alarm control panel for the execution of the management and control of the said system and provided with an interface external communication and peripheral devices consisting of one or several sensor (s), control organ (s), imaging organ (s) and / or sound, siren (s), horn (s), actuator (s), detector (s) and / or communication device (s) to a network.
  • the central device consisting of a microprocessor alarm control panel for the execution of the management and control of the said system and provided with an interface external communication and peripheral devices consisting of one or several sensor (s), control organ (s), imaging organ (s) and / or sound, siren (s), horn (s), actuator (s), detector (s) and / or communication device (s) to a network.
  • the invention also relates to a surveillance system or alarm system comprising a control unit and peripherals, forming independent and self-powered devices, characterized in that implements the communication method as described above.
  • a surveillance system or an alarm device consisting of at least one central or central device 1 to microprocessor (in some cases called base) cooperating with at least a peripheral or peripheral device 2 chosen from the list comprising sensors, control devices, sirens, horns, actuators and communication devices to a network through communications short distance radio (also known as SRD) using a free band of type ISM).
  • base central or central device 1 to microprocessor
  • peripheral or peripheral device 2 chosen from the list comprising sensors, control devices, sirens, horns, actuators and communication devices to a network through communications short distance radio (also known as SRD) using a free band of type ISM).
  • Each element of this system shown schematically in FIG. 6 is equipped with a radio transmission / reception circuit 1 ', 2' (alternating) and has an independent power source (battery or battery), as well that a 1 ", 2" time accounting module associated with a reference of time (typically a quartz with a counting chain) yet called “local reference”.
  • a radio transmission / reception circuit 1 ', 2' (alternating) and has an independent power source (battery or battery), as well that a 1 ", 2" time accounting module associated with a reference of time (typically a quartz with a counting chain) yet called “local reference”.
  • Central 1 transmits a radio signal periodically containing information representative of the temporal sequencing of said central unit 1 and the peripherals 2 capture this information so to stall their inner workings on an identical or multiple rhythm of that of the central 1 or at least try to approach it.
  • the central 1 sends the temporal information, it precedes it with a series number of characters (called the preamble) whose transmission duration is greater than the maximum observable drift between a device 2 and the central 1 (given the uncertainties related to the accuracy of quartz, temperature, aging of quartz and various uncertainties), increased by the number of characters needed to ensure receive synchronization, allowing devices 2 in reception to detect the transmission of time information despite the drifts of time references, knowing that the rhythm and timing of transmission are predetermined both in Central 1 and in the devices 2 considered.
  • the preamble a series number of characters
  • Said devices 2 exploit this temporal information after verification of the validity of the latter (use of a "signature” or authentication) by modifying their chain of counting in advance or delay of the latter following the gap observed between the local reference (device 2) and the information temporal value transmitted, of a value equal to that difference or a fraction thereof difference, weighted by the average value calculated in a sliding manner on the previous discrepancies.
  • the central 1 can operate on a reception rate of one second (interval separating two listening phases successive), for a duration of about 8 ms in the absence of message and 30 ms in the presence of message from a synchronized device 2.
  • the window or listening phase of control panel 1 starts 125 ms (1/8 s) before his speech window. This window is called Peripheral Speech Time (TPP).
  • TPP Peripheral Speech Time
  • This listening period of Central 1 is followed by a time of 40 ms word for the latter called TPC (central speaking time). It is used to synchronize devices every 64 seconds (repeated sending of synchronization message). TPC speaking times do not are used only if the plant has information to transmit. The synchronized devices are not allowed to transmit during the TPC (see figure 1).
  • unsynchronized 2 devices When unsynchronized 2 devices are transmitting, they may accidentally do so during the speaking time of the plant, and for a duration of up to one second. The plant must therefore check before issuing, the presence or absence of a program already engaged.
  • the overall tolerance will be +/- 100 ppm to account for other factors (aging, resynchro dispersion, ).
  • devices are also listening in an alternating cycle predetermined. While for the central this cycle is one second, it may vary from 2 to 30 seconds depending on the devices.
  • the control unit informs affected devices of the activation of this mode of communication, this which will have the consequence for the peripherals concerned to maintain the receive activated until the transaction or communication in progress is completed or this mode is disabled by the control panel.
  • the central and devices have a time base of 32768. So all the 64s, the control unit emits a synchronization signal (message) that allows devices to reset the counting channels of their modules counting 2 ".
  • the sync top coincides with the end of the message word of synchronization (but another convention can be used).
  • the power plant must therefore anticipate the length of the preamble to be "on time”.
  • the devices go into receive mode at the same pace than that used by the plant during TPP.
  • the synchronization message can take on the appearance of any message. We can imagine that to reduce the effect of a loss of synchronization, devices software adjust their clock based on the discrepancies noted at the time of synchronization. AT correction error a measure of the difference found (between the signal of sync and the local clock) can help maintain a level of satisfactory performance in case of "prolonged" sync loss, as necessary activation anticipations can be minimized.
  • drifting references local time and the lack of synchronization due to the lack of receiving the cyclic synchronization message forming "top of "sync", which may be due to a loss of connection between central and peripheral.
  • drifts of local clock the error will be, in the practical case mentioned above, 6 ms is a delta of 12 ms as mentioned previously.
  • control unit is activated first, a device can issue 12 ms later. These 12 ms are advantageously absorbed by the presence of a preamble signal preceding the message proper (see Figure 2A).
  • the preamble contains as many as 1 as 0 so that, encoded in frequency modulation, the average value of the signal
  • the radio frequency corresponds to the central value of the radio channel the activation of an automatic frequency control device (AFC) receiver side, at the beginning of the call.
  • AFC automatic frequency control device
  • the preamble consists of a sequence of characters 55h (101010 7) allowing faster operation of frequency servoing and can be followed by a pattern consisting of two FFh and 00h characters used to mark the end of the preamble and the beginning data transmitted in the message or frame concerned 2.
  • said preamble may, for example, be composed of 15 characters or 15.6 ms duration (at 9600 bds).
  • the first 14 characters may be identical and be worth 0xF0 (0000011111 in binary).
  • the 15th is 0x9C (0001110011 in binary).
  • the beginning of the preamble materializes in the form of positive and negative pulses of equal length ( ⁇ 521 ⁇ s).
  • the last character 0x9C indicates the end of the preamble.
  • activation of the latter can be cut in two periods of 4 ms (instead 15 ms continuous), as shown in Figure 2B.
  • a synchronization fault may occur when device 2 misses one or more synchronization message (s) issued by the central 1.
  • the device retains its internal reference, but in the next minute he will have to anticipate the TPC in order to to be able to receive the synchronization message even in case of delay.
  • the device concerned must initiate a procedure to recover its synchronization, as than that represented for example in FIG.
  • the system according to the invention will, for example, have to implement a method of managing the multi-channel transmissions with crimping in case of failure of the usual radio link.
  • the central 1 request to the different devices 2 recorded to measure the signal quality radio on all exploitable channels (measurement of noise floor at the RSSI - signal strength indicator received, so that to be able to determine in a second time what will be respectively the main channel and backup channel (or fallback). After doing the selection, the central unit 1 indicates to all the devices the instructions on the choice of channels.
  • one of the devices 2 of the system will be the channel change initiative when the requirements are filled, and Central 1 will emit a form of radio beacon on the channel of fallback (after the required conditions), while retaining the management of the main channel.
  • Each device 2 having switched on the channel of drawdown changes its rhythm and timing of reception. Indeed, while the devices running on the main channel are busy according to different rhythms (depending on the nature of the devices), the rhythm is identical for everyone as soon as they have switched to the fallback channel.
  • the instants of the listening phases on the channel fallback are offset from the nominal operation.
  • the exchanges except alerts are done on second pairs and, in emergency operation (draw channel) and the radio beacon is transmitted by the central unit 1 on odd seconds (which allows it to continue to manage other devices 2 on the main channel).
  • the link loss procedure is initiated after two synchronization losses (two synchronization messages not received).
  • the isolated device of the plant continues to listen for a synchronization every minute on the initial channel.
  • Anticipation of TPP and TPC intervals are anticipated (or delayed) of the value: (Number of minutes since last sync) x (average error found).
  • the isolated device switches to the fallback channel when it was supposed to send his message of presence and goes back to receiving mode for a second to try to capture a synchro (the central having noted the absence of a signal of presence, it is programmed to issue a status request (synchronized) on the fold channel.
  • the affected device will fall asleep for 32 seconds, then reactivate reception for 40 ms on the fallback channel (during the TPC) and so on (sleep, Rx, ). These 40 ms are divided into 4 ms periods of Rx separated by standby time of 2 ms.
  • a mobile device such as a remote control
  • the surveillance or alarm will be a special case since it could be outside the coverage area at the time of migration (switchover of devices on the fallback channel).
  • a mobile device such as a remote control
  • it transmits asynchronously successively on the four channels in starting with the most recently used channel.
  • the show on each channel must be one second to allow listening by the central.
  • the different communication channels that can be used are preferentially located in the 868 MHz band.
  • a mobile device such as a remote control will have to be managed in a specific way, particularly with regard to its communication with the plant, since it is likely to leave the Radio coverage area of the plant.
  • the proposed frame contains 4 bytes repeated 241 times for to obtain a second of emission:
  • the first byte is a preamble byte
  • the 2nd is the same sync byte preamble messages and is 0xf0 (0000011111 in binary.
  • the 3 rd and 4 th bytes are a fixed value at the time of the remote pairing .
  • the first case is identified by the central by the observation of the envelope of superimposed carriers: the signal indicating the level of field should in principle indicate at the end of the TPP the absence of a signal, consecutive to the impossibility of decoding viable data during the TPP.
  • the control unit continues by transmitting in the TPC a message asking for extended listening of devices to allow a call of two.
  • the emission of the remote control is perceived by the plant, at the earliest at the time of the TPP, if not in the process of dialogue.
  • the field level signal will indicate a continuation of the presence of the program, and in the process of dialogue, intervals of silence will not be respected. From these observations, the central interrupts the ongoing dialogues to listen (and decode as soon as as possible) the frame of the remote control. It would be desirable for involved devices can also detect this case for cancel a scheduled broadcast.
  • the control unit responds with a message (in priority on what was being done) to the remote control to initiate a dialogue.
  • This answer must intervene in the standard delay so that the remote control does not switch to the channel next radio. It would be desirable if this collision occurs at moment of a synchro, that the devices having found either the absence sync, or the remote control frame, carries over to the next second the attempt to sync. In case of failure (that is to say of impossibility for the to send the sync), this will be done for the next minute (at this point, in 63 seconds).
  • the surveillance or alarm system can also be implement an initial synchronization method for each new device 2 (also called pairing).
  • a device before a device can integrate into the system, it will have to exchange information on its characteristics (type of sensor, identifier, ..) and receive back an address code allowing identify it within the system, as well as a "setting time" of its reference local to central 1.
  • the emission periods are interspersed short reception periods in order to test a possible response from the Central 1 (and engage the dialogue ).
  • Said plant 1 will be previously placed in a specific mode used to install new devices 2, so as not to accidentally take into account a device being installed in another system within range radio.
  • This initial synchronization mode can also be applied to devices that have left the radio coverage area of Central 1 (remote control, alert locket, etc.). Indeed, if we wish them solicit after returning to the perimeter of Central 1, they must resynchronize to be able to dialogue. Similarly, a device 2 having been stopped (battery replacement) will have to re-engage this procedure.
  • Such a frame is shown in FIG. 5 of the drawings annexed, and is normally preceded by a preamble and a byte of synchronization as evoked above (not shown).
  • the "signaling" fields indicate to the recipient device (s) of the frame the conditions and the sequence of the transmission in progress.
  • These fields can for example indicate the situation of the frame in a transmission (first, last), the number of recipients (frame destined for a specific device or all devices), the type of recipients (device with a transmission in progress), whether or not to write encryption or authentication, and to synchronized or asynchronous nature of the frame.
  • the length (coded on 6 bits) indicates the number of bytes of the data area.
  • the Ack flag is an acknowledgment flag indicating that the frame is also used to acknowledge the received frame.
  • Valid addresses are from 01h to 3Eh, the value 00 being used for broadcast commands and the 3Fh value for unpaired devices.
  • the address of the control panel is always implicit. In the peripheral direction towards the central, the address represents the sender, in the opposite direction, it is the addressee.
  • the data field forms the area containing the information helpful.
  • Most frames are of fixed length, that is, the data is on 32 bits. To homogenize the formats, the length so in all messages.
  • the "MAC” field is used to authenticate the message and the calculation of its content can be achieved in different ways, in particular according to those known to those skilled in the art, for example of the type known as AES.
  • CRC is a zone of cyclic redundancy to ensure that the frame has not been faulted during the radio transmission. Its calculation complies with the CCIR standard. The data taken into account in the calculation include all the fields (from signaling_1 to MAC included).
  • the first nonstandard sequence is used by the remote control (and all other mobile devices) to indicate its intention to issue a status frame. Indeed, a prolonged distance of the central causes the synchronization to be lost.
  • the remote control sends a particular sequence for one second on the last used channel and tries to get a response from the plant. Failure results in the issuance of the same sequence on another channel, and so on until exhaustion four possible channels.
  • the other non-standard sequence is used by the plant for resynchronize devices whose radio link has been interrupted for an extended period (typically> 512 s). This case does not concern mobile devices (remote controls, medallions, etc.). Indeed, after 128 seconds without synchronization and a failed sync request, a device goes into a sleep mode from which it will only come out on solicitation of the plant, in order to preserve the energy of the batteries. AT use, times will be refined not to get a system too sensitive.
  • Figures 7 and 8 show schematically the different states possible for peripheral devices 2, respectively in relation to the first and second modes of production.

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Abstract

La présente invention concerne un procédé de communication bidirectionnelle par transmission de messages radio fréquence sous forme de trames numériques modulées en fréquence entre un dispositif central et plusieurs dispositifs périphériques. Procédé caractérisé en ce qu'il consiste, en fonctionnement normal, à synchroniser à intervalle régulier les modules de comptabilisation des différents dispositifs (1 et 2) et à établir une liaison de communication radio discontinue, pendant des fenêtres temporelles séparées consécutives, entre ledit dispositif central (1) et les dispositifs périphériques (2) correspondant à des périodes limitées d'activation cyclique dudit dispositif central (1) et de certains desdits dispositifs périphériques (2), répétées à intervalle régulier, avec une fréquence supérieure à la fréquence de répétition de l'émission du message de synchronisation. <IMAGE>

Description

La présente invention concerne le domaine de la communication par transmission hertzienne entre plusieurs éléments séparés, en particulier mais non limitativement dans le cas de systèmes de surveillance ou d'alarme, et a pour objet un procédé de communication amélioré et un système de surveillance ou d'alarme mettant en oeuvre un tel procédé.
Dans de nombreuses applications basées sur la coopération de plusieurs dispositifs électroniques séparés et situés à distance les uns des autres, il y a lieu de prévoir une communication sans fil par voie hertzienne entre ces dispositifs ainsi qu'une alimentation autonome pour chacun d'entre eux. Ces dispositions peuvent être obligatoires pour des raisons d'installation, de sécurité et/ou d'indépendance vis à vis du réseau, en particulier dans le cas des systèmes de surveillance et d'alarme.
Or, les systèmes de ce type proposés actuellement utilisent généralement, pour des raisons de facilité de développement et de mise au point, ainsi que de coût de revient, des liaisons radio unidirectionnelles entre les capteurs et la centrale.
Il en résulte que les capteurs ou autres périphériques sont amenés à émettre de manière fréquente pour toutes les détections observées et ce, quel que soit le mode d'activation du système (armé ou désarmé), car ils n'ont pas connaissance de l'état du système défini au niveau de la centrale.
D'autre part, du fait de la capacité limitée des sources d'énergie autonomes de la centrale et des capteurs, la réception au niveau de la centrale ne peut être qu'intermittente et l'émission au niveau des capteurs également.
Pour assurer une transmission correcte, il est indispensable que la durée d'émission côté capteur soit supérieure à la durée du rythme d'écoute (réception) côté centrale.
Si on choisit un rythme d'écoute lent, on privilégie l'autonomie de la centrale au détriment de l'autonomie des capteurs (chaque émission doit être supérieure aux périodes d'écoute de la centrale). Au contraire, l'augmentation du rythme d'écoute de la centrale pénalise l'autonomie de cette dernière au profit de celle des capteurs.
En pratique, les valeurs retenues sont un compromis entre les deux, tout en assurant au système un temps de réaction acceptable (temps moyen pour informer la centrale d'une détection observée par un capteur).
Toutefois, un tel compromis, constituant la solution la moins pire produite par l'état de la technique, n'est pas satisfaisant, ni du point de vue autonomie, ni du point de vue réactivité, fiabilité ou encore adaptabilité.
La présente invention a pour but de répondre à au moins certains des besoins exprimés ci-dessus et de fournir une solution répondant à au moins certaines des limitations précitées.
A cet effet, la présente invention a pour objet un procédé de communication bidirectionnelle par transmission de messages radio fréquence sous forme de trames numériques modulées en fréquence entre un dispositif central ou primaire maítre et plusieurs dispositifs périphériques ou secondaires esclaves, ces dispositifs étant tous physiquement indépendants, pourvus de sources d'énergie autonomes et au moins équipés d'un circuit d'émission / réception radio, ainsi que d'un module de comptabilisation du temps fournissant une référence temporelle locale, procédé caractérisé en ce qu'il consiste, en fonctionnement normal, à synchroniser à intervalles prédéterminés les modules de comptabilisation des différents dispositifs par l'émission d'un message radio de synchronisation du dispositif central vers les dispositifs périphériques et à établir une liaison de communication radio discontinue, pendant des fenêtres temporelles séparées répétitives prédéterminées, entre ledit dispositif central et les dispositifs périphériques, correspondant à des périodes limitées d'activation cyclique dudit dispositif central et d'au moins certains desdits dispositifs périphériques, répétées à intervalles réguliers et/ou prédéterminés, de durée(s) inférieure(s) à celle(s) des intervalles séparant deux émissions successives du message de synchronisation, chaque période d'activation comprenant une première phase ou intervalle temporel d'autorisation ou d'obligation d'émission de message(s) pour un des dispositifs périphériques et simultanément d'écoute, au moins pendant une première partie de cette première phase, pour le dispositif central et une seconde phase ou intervalle temporel d'autorisation d'émission de message(s) pour le dispositif central et simultanément d'écoute pour au moins un des dispositifs périphériques, destinataire(s) programmé(s) d'un tel éventuel message du dispositif central, ladite seconde phase suivant immédiatement ladite première phase et le message de synchronisation étant émis à intervalles prédéterminés pendant une telle seconde phase.
La répétition des phases de synchronisation sera préférentiellement régulière, c'est-à-dire avec une fréquence donnée (procédure simple et robuste). Toutefois, cette répétition peut également être irrégulière et suivre un schéma donné identique pour le dispositif central et les dispositifs périphériques concernés.
La synchronisation précise entre dispositifs, périodiquement rafraíchie, permet de réduire les fenêtres d'émission et d'écoute (état de réception) à des valeurs minimales, idéalement environ du même ordre de grandeur que les messages échangés.
De plus, la définition de périodes limitées d'activation n'affectant que certains des dispositifs périphériques et regroupant des phases d'émission et d'écoute temporellement adjacents entraínent, en association avec la disposition précitée, une réduction notable de la consommation au niveau du dispositif central, mais surtout au niveau des dispositifs périphériques. La consommation peut encore être diminuée en prévoyant l'émission de messages du dispositif central vers les dispositifs périphériques uniquement en cas de nécessité.
Afin de garantir une réception des messages exempte de troncature due à un éventuel décalage entre phases d'émission et d'écoute simultanées, chaque message échangé entre dispositif maítre et dispositif(s) esclave(s) comprend une première partie formant préambule dont la durée temporelle est supérieure à la dérive maximale de la synchronisation entre le dispositif central et les dispositifs périphériques pendant l'intervalle séparant deux messages de synchronisation successifs et le ou les dispositif(s) en phase d'écoute demeurent activé(s) au moins pendant la durée de ce préambule, de manière continue ou discontinue, ledit ou lesdits dispositifs étant désactivé(s) ou mis en veille en l'absence de détection de message après écoulement de cette durée.
Selon une variante de réalisation avantageuse de l'invention, le corps du préambule peut être constitué par une portion de message numérique formé d'un motif répétitif comportant autant de 1 que 0, préférentiellement présents de manière régulièrement alternée, ledit préambule se terminant par un motif de caractères numériques particulier différent dudit motif répétitif, préférentiellement une suite prolongée d'une pluralité de 1, suivie d'une suite prolongée d'une pluralité de 0.
En outre, il peut être prévu, de manière avantageuse, que, pour chaque message émis, le préambule est suivi d'un octet de synchronisation pour l'activation de l'interface de transmission radio asynchrone du circuit d'émission / réception du ou des dispositif(s) central ou périphérique(s) destinataire(s), et que lesdits dispositifs périphériques réalisent, après chaque réception d'un message radio de synchronisation, une vérification de la validité dudit message, puis une exploitation de son information temporelle par sa comparaison avec la référence temporelle locale du dispositif périphérique concerné et la modification consécutive, par avance ou retardement, de la référence temporelle locale fournie par le module de comptabilisation correspondant en fonction de l'écart constaté ou d'une fraction de ce dernier, évaluée en tenant compte au moins des deux derniers écarts antérieurs relevés.
En tout état de cause, la longueur des messages émis sera calculée de telle manière que, dans aucun cas, il y ait dépassement de la phase d'autorisation d'émission attribuée.
Conformément à un mode de réalisation préférentiel de l'invention, correspondant à un fonctionnement optimisé, le dispositif central est systématiquement à l'écoute pendant la première phase de chaque période d'activation cyclique. En outre, les dispositifs périphériques sont autorisés à émettre, un par un, dans un ordre cyclique prédéterminé, par exemple lié à leur adresse d'identification et d'enregistrement auprès du dispositif central, et avec une fréquence de répétition, d'occurrence ou de réalisation correspondant à un sous-multiple de la fréquence de répétition des périodes limitées d'activation et les phases d'écoute desdits dispositifs périphériques se répètent avec une fréquence de répétition ou d'occurrence correspondant à un sous-multiple de la fréquence de répétition des périodes limitées d'activation, lesdites fréquences de répétition étant différentes pour chaque type ou chacun des dispositifs périphériques, les fréquences des phases d'écoute étant, pour les mêmes dispositifs périphériques, supérieures aux fréquences, des phases d'émission tous les dispositifs périphériques étant à l'écoute lors de chaque émission d'un message radio de synchronisation émis par le dispositif central.
En vue d'éviter au maximum les collisions totales ou partielles entre messages émis simultanément ou de manière partiellement chevauchante par deux dispositifs différents, il peut être prévu que, immédiatement avant chaque phase d'émission d'un message par le dispositif central ou l'un des dispositifs périphérique, le dispositif concerné se mette en situation d'écoute, et n'est autorisé à émettre qu'en l'absence de tout message radio en cours de transmission.
De manière générale, en fonctionnement courant, les messages adressés par les dispositifs périphériques au dispositif central consistent soit en des messages de routine prédéterminés indiquant une situation normale au niveau du dispositif périphérique concerné et adressés obligatoirement au dispositif central de manière répétitive à des instants successifs propres à chaque dispositif périphérique, soit en des messages aléatoires de signalisation d'un incident, d'un évènement ou d'une situation anormale, chaque message de signalisation étant transmis au dispositif central durant la phase d'autorisation d'émission de la période d'activation immédiatement consécutive à l'occurrence de l'incident, de l'événement ou de la situation anormale et son émission débutant avant le début de la phase d'autorisation d'émission, lesdits messages de signalisation étant pourvus de préambules rallongés.
Le procédé selon l'invention met ainsi en oeuvre une méthode de surveillance active du lien radio entre les périphériques et la centrale par l'envoi de messages de présence de manière cyclique.
Les périphériques envoient leur message respectif de manière séquentielle en utilisant leur adresse individuelle pour déterminer l'instant d'émission par rapport à leur référence de temps locale, elle-même calée périodiquement sur le séquencement de la centrale. De même, la centrale détermine de son côté les instants durant lesquels elle est sensée recevoir les messages de présence des différents périphériques enregistrés.
Afin de pouvoir assurer un maintien de la communication entre le dispositif central et tous les dispositifs périphériques, en dépit de mauvaises conditions de transmission radiofréquence, de signaux interférents ou de brouillage ou d'un environnement électromagnétique chargé, les différents dispositifs sont aptes à émettre et à recevoir des signaux radio sur au moins deux canaux fréquentiels, à savoir un canal principal utilisé en fonctionnement normal et au moins un canal de repli, de rabattement ou de secours utilisé en cas de difficulté de transmission sur le canal principal, ou par répartition temporelle des communications sur plusieurs canaux utilisés alternativement.
Ainsi, conformément à un premier mode de réalisation de l'invention, ledit procédé peut consister à basculer les transmissions radio entre dispositifs du canal principal sur le ou un canal de repli à l'initiative d'un dispositif périphérique, après que ce dernier ait diagnostiqué une coupure de sa liaison radiofréquence avec le dispositif central, soit du fait de l'absence de réception, éventuellement répétée, de message radio de synchronisation à une ou plusieurs échéance(s) prédéterminée(s), soit du fait de l'absence de message de réponse ou d'accusé de réception du dispositif central suite à l'envoi préalable, de manière répétée, de messages radio, en particulier de messages de signalisation d'un incident, d'un événement ou d'une situation anormale, du dispositif périphérique concerné vers ledit dispositif central.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le basculement des transmissions entre dispositifs sur le ou un canal de repli consiste, pour le dispositif périphérique à l'initiative dudit basculement, à basculer sur le ou un canal de repli au moment de l'avènement d'une phase d'autorisation ou d'obligation d'émission de messages(s) qui lui est attribuée selon l'ordre établi pour les différents dispositifs périphériques, à se mettre ensuite en situation d'écoute pendant une première durée au moins égale à la somme des durées de l'intervalle séparant deux périodes d'activation cyclique et d'une telle période, puis éventuellement, de manière répétitive, pendant les phases d'émission consécutives estimées du dispositif central, ce jusqu'à réceptionner un message de synchronisation décalée émis par le dispositif central et fixant le nouveau rythme d'émission et d'écoute entre ledit dispositif périphérique et ledit dispositif central sur ledit canal de repli.
Selon une autre caractéristique encore de l'invention, le basculement des transmissions entre dispositifs sur le ou un canal de repli consiste, pour le dispositif central, après avoir relevé l'absence répétée de réception d'un quelconque message, en particulier d'un message de routine, durant plusieurs phases successives d'autorisation ou d'obligation d'émission allouées au dispositif périphérique ayant basculé, à émettre durant la phase d'écoute suivante prévue dudit dispositif périphérique un message de synchronisation décalée sur le canal de repli, ou successivement sur les différents canaux de repli possibles, à répéter éventuellement cette émission pendant plusieurs phases d'écoute correspondantes successives des dispositifs périphériques sur le ou les canaux de repli, ce jusqu'à réceptionner un message en retour de la part dudit dispositif périphérique ayant basculé, et à adresser un ou des messages, dans une ou plusieurs phases d'autorisation d'émission dudit dispositif central, requérant le basculement des autres dispositifs périphériques sur le canal de repli considéré, le cas échéant dans l'ordre d'adressage desdits autres dispositifs périphériques, les phases d'émission / réception successives des différents dispositifs sur le canal principal et sur le canal de repli étant décalées temporellement, l'ordre d'adressage des périphériques, après leur basculement, sera le canal de repli étant soit identique à celui prévalant sur le canal principal, soit différent de ce dernier, le nouvel ordre étant dans ce dernier cas indiqué par le dispositif central aux dispositifs périphériques.
Cette dernière disposition permet au dispositif central de communiquer simultanément avec tous les dispositifs périphériques répartis sur les deux canaux de transmission.
Conformément à un second mode de réalisation de l'invention, les dispositifs sont aptes à émettre et à recevoir des signaux radio sur au moins deux canaux fréquentiels différents et à chaque fenêtre temporelle successive le dispositif central et les dispositifs périphériques sont commutés sur un canal différent de celui utilisé pour la fenêtre temporelle immédiatement précédente, selon un ordre de succession prédéterminé desdits canaux, qui est identique pour chaque dispositif et qui se déroule de manière synchrone pour tous lesdits dispositifs.
Ainsi, on réalise à chaque période d'activation un saut fréquentiel selon un schéma déterministe identique pour tous les dispositifs.
Préférentiellement, ces derniers utilisent au moins quatre canaux de communication différents et l'ordre de succession desdits canaux est sélectionné lors de la mise en route desdits dispositifs.
La séquence de répétition des différents canaux sera préférentiellement impaire lorsque le nombre de canaux utilisables est pair et présentera un nombre de pas supérieur au nombre de canaux utilisables.
Pour les cas marginaux où il est nécessaire de mettre en oeuvre une procédure de récupération (par exemple après une panne, un arrêt de la centrale, ...), il pourra être prévu un canal de repli qui sera fixe et connu des différents dispositifs, en plus des différents canaux courants utilisés lors des procédures de communication normale.
Dans le cadre d'une phase d'initialisation du procédé de communication ou d'intégration d'un nouveau dispositif périphérique, l'appairage d'un tel nouveau dispositif périphérique ou le réappairage d'un dispositif périphérique ayant été déconnecté par rapport au dispositif central, consiste, par échanges de messages radio asynchrone, à adresser au dispositif central un message indiquant les caractéristiques dudit nouveau dispositif périphérique, notamment la fréquence de son activation pour l'émission et l'écoute, puis à transmettre à ce dernier une adresse d'identification, fixant également son ordre dans la séquence des phases d'autorisation d'émission des différents dispositifs périphériques en liaison avec le dispositif central, un message de synchronisation initiale et un éventuel identifiant de site utilisé pour les transmissions sécurisées.
De même, le procédé selon l'invention peut consister pour un dispositif périphérique mobile, ayant été déplacé en dehors du champ de couverture du dispositif central et ayant reçu un signal de réactivation et/ou de reconnexion ou ayant fait l'objet d'une sollicitation de ce type, à émettre en continu pendant une durée supérieure à la somme des durées d'une période d'activation des dispositifs et d'un intervalle séparant deux telles périodes, une trame de signalisation contenant l'adresse d'identification ou l'identifiant attribué audit dispositif, puis à se mettre en situation d'écoute en vue de la réception d'une réponse du dispositif central, sous la forme d'un message de synchronisation initiale assortie d'une demande d'authentification, à répéter les deux opérations précédentes pour les différents canaux de transmission possibles, en commençant par le dernier canal utilisé par ledit dispositif périphérique avant sa déconnexion de la centrale, jusqu'à réception d'une réponse de la part du dispositif central ou atteinte du nombre de tentatives maximal prédéterminé, avec mise en veille ou désactivation consécutive dudit dispositif périphérique considérée en cas de non rétablissement de la communication avec le dispositif central.
Typiquement ces dernières mesures pourront être mises en oeuvre en relation avec un dispositif périphérique non fixé, nomade, tel qu'une télécommande ou analogue.
En vue d'augmenter la réactivité et l'efficacité du procédé selon l'invention, tout en conservant un rythme courant d'activation faible, chaque dispositif périphérique peut posséder deux fréquences différentes de répétition de sa période d'activation cyclique et de communication radio avec le dispositif central, à savoir une fréquence faible et une fréquence élevée, ledit dispositif périphérique fonctionnant normalement avec le rythme de répétition faible et ledit dispositif périphérique basculant vers le rythme de répétition élevé lorsque ledit dispositif est sollicité ou activé ou, de manière anticipée, lorsque ledit dispositif détermine l'occurrence prochaine d'une action susceptible de le solliciter ou de nécessiter l'établissement d'une communication avec le dispositif central.
Conformément à une application particulièrement avantageuse, le procédé de communication selon l'invention peut être mis en oeuvre par un système de surveillance ou d'alarme, le dispositif central consistant en une centrale d'alarme à microprocesseur pour l'exécution du programme de gestion et de pilotage dudit système et muni d'une interface de communication externe et les dispositifs périphériques consistant en un ou plusieurs capteur(s), organe(s) de contrôle, organe(s) de prise d'images et/ou de sons, sirène(s), avertisseur(s), actionneurs(s), détecteur(s) et/ou dispositif(s) de communication vers un réseau.
L'invention a également pour objet un système de surveillance ou d'alarme comprenant une centrale et des périphériques, formant des dispositifs indépendants et à alimentation autonome, caractérisé en ce qu'il met en oeuvre le procédé de communication tel que décrit ci-dessus.
L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci-après, qui se rapporte à un mode de réalisation préféré, donné à titre d'exemple non limitatif, et expliqué avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels :
  • La figure 1 représente des chronogrammes montrant les signaux émis/reçus au niveau du dispositif central au cours de deux périodes d'activation successives ;
  • La figure 2A représente des chronogrammes illustrant les décalages pouvant être générés à l'émission et à la réception des messages envoyés par les périphériques pendant le TPP du fait de la dérive de l'horloge locale ;
  • La figure 2B illustre une variante de réalisation de l'invention selon laquelle l'activation du dispositif central en phase d'écoute est intermittente pendant le TPP ;
  • La figure 3 est un ordinogramme représentant les étapes effectuées par un dispositif périphérique n'ayant pas reçu un message de synchronisation (top desynchro) émis par le dispositif central à un instant prédéterminé ;
  • La figure 4 est une représentation sous forme d'un chronogramme d'un exemple de constitution d'une trame de signalisation émis par un dispositif périphérique mobile souhaitant reprendre la liaison avec le dispositif central ;
  • La figure 5 représente un exemple de possible structure de la trame courante utilisée dans le cadre du procédé selon l'invention ;
  • La figure 6 est une représentation schématique d'un ensemble comprenant un dispositif central et plusieurs dispositifs périphériques communiquant avec ce dernier selon le procédé objet de la présente ;
  • La figure 7 montre sous forme de diagramme les différents états possibles pour les dispositifs périphériques en relation avec le premier mode de réalisation de l'invention décrit ci-dessus, et,
  • La figure 8 montre sous forme de diagramme les différents états possibles pour les dispositifs périphériques en relation avec le second mode de réalisation de l'invention décrit ci-dessus.
    • L'invention sera à présent décrite plus précisément en relation avec une réalisation pratique sous la forme d'un système de surveillance ou d'alarme constitué au moins d'un dispositif central ou centrale 1 à microprocesseur (dans certains cas appelée base) coopérant avec au moins un dispositif périphérique ou périphérique 2 choisi dans la liste comprenant les capteurs, organes de contrôle, sirènes, avertisseurs, actionneurs et les dispositifs de communication vers un réseau grâce à des communications radio courte distance (encore appelée SRD) utilisant une bande libre de type ISM).
    Chaque élément de ce système, représenté schématiquement à la figure 6, est équipé d'un circuit d'émission / réception radio 1', 2' (alternat) et possède une source d'énergie autonome (pile ou batterie), ainsi qu'un module 1", 2" de comptabilisation du temps associé à une référence de temps (typiquement un quartz avec une chaíne de comptage) encore appelé "référence locale".
    La centrale 1 émet de manière périodique un signal radio contenant une information représentative du séquencement temporel de ladite centrale 1 et les périphériques 2 captent cette information de manière à caler leur fonctionnement interne sur un rythme identique ou multiple de celui de la centrale 1 ou tout au moins essaient de s'en approcher. Lorsque la centrale 1 envoie l'information temporelle, elle la fait précéder d'une série de caractères (appelé préambule) dont la durée d'émission est supérieure à la dérive maximum observable entre un périphérique 2 et la centrale 1 (compte tenu des incertitudes liées aux précisions des quartz, des écarts de température, des vieillissements des quartz et des incertitudes diverses), augmentée du nombre de caractères nécessaire pour assurer une synchronisation de la réception, permettant aux périphériques 2 en mode réception de détecter la transmission de l'information temporelle malgré les dérives des références de temps, sachant que le rythme et l'instant de transmission sont prédéterminés à la fois dans la centrale 1 et dans les périphériques 2 considérés.
    Lesdits périphériques 2 exploitent cette information temporelle après vérification de la validité de celle-ci (utilisation d'un système de "signature" électronique ou authentification) en modifiant leur chaíne de comptage par avance ou retardement de cette dernière suivant l'écart observé entre la référence locale (périphérique 2) et l'information temporelle transmise, d'une valeur égale à cet écart ou à une fraction de cet écart, pondérée par la valeur moyenne calculée de manière glissante sur les écarts antérieurs.
    Selon un exemple de réalisation pratique non limitatif d'un système de surveillance et d'alarme, la centrale 1 peut fonctionner sur un rythme de réception d'une seconde (intervalle séparant deux phases d'écoute successives), pendant une durée d'environ 8 ms en l'absence de message et 30 ms en présence de message provenant d'un périphérique 2 synchronisé. La fenêtre ou phase d'écoute de la centrale 1 démarre 125 ms (1/8 s) avant sa fenêtre de parole. Cette fenêtre s'appelle temps de parole périphériques (TPP).
    Cette période d'écoute de la centrale 1 est suivie d'un temps de parole de 40 ms pour cette dernière appelé TPC (temps de parole centrale). Il sert notamment à synchroniser les périphériques toutes les 64 secondes (envoi répété de message de synchronisation). Les temps de parole TPC ne sont utilisés que si la centrale a une information à transmettre. Les périphériques synchronisés n'ont pas le droit d'émettre pendant le TPC (voir figure 1).
    Lorsque des périphériques 2 non synchronisés émettent, ils peuvent accidentellement le faire pendant le temps de parole de la centrale, et pour une durée allant jusqu'à une seconde. La centrale doit donc vérifier avant d'émettre, la présence ou l'absence d'une émission déjà engagée.
    Ainsi, l'économie d'énergie est obtenue par la réduction des temps d'écoute et d'émission pour les différents dispositifs 1 et 2 constituant le système d'alarme. Cette réduction n'est possible que grâce à la synchronisation des périphériques sur le rythme de la centrale.
    L'imprécision physique inévitable de synchronisation sur laquelle ont été basées les simulations effectuées par les inventeurs donne un delta (Δ) de 12 ms par minute, lorsqu'un quartz de 32,768 kHz sert de référence.
    Lorsque la précision initiale du quartz est +/- 30 ppm et que la dérive en température est donnée à +/- 50 ppm dans la gamme -10° à +55°, la tolérance globale retenue sera de +/- 100 ppm pour tenir compte d'autres facteurs (vieillissement, dispersion de resynchro,...).
    Comme indiqué précédemment, l'ensemble des périphériques 2 (à l'exception éventuellement d'un périphérique nomade du type télécommande), sont synchronisés sur la centrale. Lors de la mise en route du système, après la phase d'installation, les périphériques sont calés sur le rythme de 60 s. Cette synchronisation est maintenue par l'acquisition répétée (systématique) du signal de synchro (message de synchronisation) émis par la centrale. Comme la centrale est en réception chaque seconde, les périphériques ayant un message à faire passer à la centrale doivent le faire dans l'intervalle prévu TPP (voir figure 1).
    Les messages adressés en exploitation normale peuvent être de deux types :
    • message de signalisation ou d'alerte (intrusion, auto protection, défaut d'alimentation, ...)
    • message de présence (avec éventuellement indication niveau de pile et niveau de champs).
    Le premier type étant non prédictible et exceptionnel, il n'y a pas de collision dans la très grande majorité des cas. Un mécanisme particulier permettant de gérer les rares collisions est expliqué plus avant.
    Le deuxième type est lui prévisible car les périphériques sont paramétrés pour émettre un signal de présence à intervalle régulier (toutes les 600 s par exemple). Deux solutions sont envisageables :
    • appel systématique des périphériques par la centrale (inconvénient : consommation accrue pour la centrale)
    • envoie automatique du message de présence par le périphérique initié par un premier appel (la centrale peut ainsi répartir les périphériques sur les 600 secondes et de ce fait éviter les collisions ultérieures). Cet automatisme peut s'arrêter par l'envoi d'une commande "silence" par la centrale.
    Pour des raisons d'économie d'énergie et de fonctionnalités, les périphériques sont eux aussi en écoute suivant un cycle alterné prédéterminé. Alors que pour la centrale ce cycle est d'une seconde, il pourra varier de 2 à 30 secondes en fonction des périphériques.
    Cela signifie en pratique que la centrale ne peut pas dialoguer n'importe quand, avec n'importe quel périphérique, et qu'elle doit donc gérer de manière prédictive ses périodes d'écoute des périphériques.
    Pour des raisons de simplicité, tous les périphériques seront calés sur les mêmes sous-multiples :
    • cycle à 2 secondes : réveil sur les secondes paires (0,2,4,...)
    • cycle à 10 secondes : 0, 10, 20, 30, 40, ...
    • cycle à 30 secondes : 0 et 30 secondes.
    L'ensemble des périphériques est donc en écoute au moins deux fois par minute (de manière simultanée pour certains au moins d'entre eux).
    Lorsque la centrale a besoin de dialoguer avec plusieurs périphériques (après détection de collision, envoi d'une commande à plusieurs interlocuteurs, ...) ou un seul (saisie rapide de plusieurs paramètres avec le boítier de commande), la centrale informe les périphériques concernés de l'activation de ce mode de communication, ce qui aura pour conséquence pour les périphériques concernés de maintenir la réception activée jusqu'à ce que la transaction ou communication en cours soit terminée ou que ce mode soit désactivé par la centrale.
    En pratique, la centrale active le mode en précisant les périphériques concernés, à savoir :
    • un périphérique particulier
    • les périphériques ayant initiés une communication (ou en cours de dialogue) avec la centrale
    • tous les périphériques.
    Comme indiqué précédemment, un tel mode de communication discontinue nécessite une synchronisation précise entre la centrale 1 et les périphériques 2.
    Dans l'exemple pratique mentionné précédemment, la centrale et les périphériques disposent d'une base de temps de 32768. Ainsi, toutes les 64s, la centrale émet un signal (message) de synchronisation qui permet aux périphériques de réinitialiser les chaínes de comptage de leurs modules de comptage 2".
    Le top de synchro coïncide avec la fin du mot du message de synchronisation (mais une autre convention peut être utilisée). La centrale doit donc anticiper la longueur du préambule pour être "à l'heure". Au moment où un TPC se superpose avec l'envoi de la synchro (une fois par 64s), les périphériques se mettent en mode réception selon le même rythme que celui utilisé par la centrale durant les TPP.
    Le message de synchronisation peut prendre l'apparence de n'importe quel message. On peut imaginer que pour réduire l'effet d'une perte de synchronisation, les périphériques ajustent par logiciel leur horloge en se basant sur les écarts constatés au moment de la synchronisation. A défaut de correction une mesure de l'écart constaté (entre le signal de synchro et l'horloge locale) peut contribuer à conserver un niveau de performance satisfaisant en cas de perte de synchro "prolongée", car les anticipations d'activation nécessaires peuvent être minimisées.
    Dans ce contexte d'émission / réception synchronisé, deux principaux problèmes peuvent survenir : la dérive des références temporelles locales et le défaut de synchronisation dû à l'absence de réception du message de synchronisation cyclique formant "top de synchro", pouvant provenir d'une perte de liaison entre centrale et périphérique.
    Concernant les dérives (dérives d'horloge locale), l'erreur sera, dans le cas pratique mentionné ci-dessus, de 6 ms soit un delta de 12 ms comme évoqué précédemment.
    D'une manière pratique, cela signifie que lorsque la centrale se met à écouter, un périphérique a pu démarrer une transmission 6 ms plus tôt, ou pourra démarrer la 6 ms plus tard.
    Dans le cas extrême, la centrale s'active en premier, un périphérique peut émettre 12 ms plus tard. Ces 12 ms sont avantageusement absorbées par la présence d'un signal de préambule précédant le message proprement dit (voir figure 2A).
    Ce préambule permet en particulier :
    • de manifester/détecter une activité radio tout en préservant le message d'une troncature,
    • d'effectuer un AFC (contrôle automatique de la fréquence) si la fréquence moyenne vaut f0 (nombres de 0 et de 1 identiques)
    • de synchroniser le récepteur pour activer l'UART (interface d'émission / réception asynchrone) au moment opportun,
    • d'absorber les écarts d'horloge entre les éléments constitutifs du système.
    Comme la fenêtre de parole des périphériques 2 est limitée à 125 ms, le message émis par un périphérique "tardif' ne devra pas dépasser la limite du TPP. Si le préambule vaut 14 ms (delta de dispersion) + 3 caractères (soit ∼ 3 ms), le message fera au maximum : 125 - 12 - (14 + 3) = 99 ms (∼99 octets à 9600 bds). Avantageusement, on se limitera à 31 ms pour la longueur du message pour éviter tout risque de débordement (figure 2).
    Avantageusement, le préambule contient autant de 1 que de 0 afin que, codé en modulation de fréquence, la valeur moyenne du signal radio corresponde à la valeur centrale du canal radio utilisé permettant ainsi l'activation d'un dispositif d'asservissement automatique de la fréquence (AFC) côté récepteur, au début de la communication.
    Préférentiellement, le préambule est constitué d'une suite de caractères 55h (101010...) permettant une exploitation plus rapide de l'asservissement de fréquence et peut être suivi d'un motif composé de deux caractères FFh et 00h utilisés pour marquer la fin du préambule et le début des données transmises dans le message ou la trame concernée 2.
    La réception de FFh avant 00h indique que la synchronisation caractère était réalisée dès le premier 55h.
    De manière pratique, ledit préambule peut, par exemple, être composé de 15 caractères soit 15,6 ms de durée (à 9600 bds).
    En variante, les 14 premiers caractères peuvent être identiques et valoir 0xF0 (0000011111 en binaire). Le 15ème vaut 0x9c (0001110011 en binaire). Le début du préambule se matérialise sous forme de pulses positifs et négatifs d'égale longueur (∼521 µs). Le dernier caractère 0x9C indique la fin du préambule.
    Pour optimiser la consommation du dispositif récepteur, l'activation de ce dernier peut être coupée en deux périodes de 4 ms (au lieu de 15 ms continues), comme le montre la figure 2B.
    En outre, un défaut de synchronisation peut survenir lorsqu'un périphérique 2 rate un ou plusieurs message(s) de synchronisation émis par la centrale 1.
    La première fois, le périphérique conserve sa référence interne, mais lors de la minute suivante, il devra anticiper le TPC de manière à pouvoir recevoir le message de synchronisation même en cas de retard.
    Si la synchronisation est ratée une seconde fois, le périphérique concerné doit engager une procédure pour retrouver sa synchronisation, tel que celle représentée par exemple sur la figure 3.
    Pour mettre en oeuvre une telle procédure, le système selon l'invention devra, par exemple mettre en oeuvre une méthode de gestion des transmissions sur canaux multiples avec rabattement en cas de défaillance de la liaison radio usuelle.
    Ainsi, lors de l'installation du système, la centrale 1 demande aux différents périphériques 2 enregistrés de mesurer la qualité du signal radio sur l'ensemble des canaux exploitables (mesure du plancher de bruit à l'aide du RSSI - indicateur de la puissance du signal reçu), de manière à pouvoir déterminer dans un deuxième temps quel sera respectivement le canal principal et le canal de secours (ou de repli). Après avoir effectué la sélection, la centrale 1 indique à l'ensemble des périphériques les consignes sur le choix des canaux.
    Les défauts de liaison radio peuvent être relevés, d'une part, par les périphériques, lorsque le recalage temporel n'est plus reçu au moment prévu ou lors de l'absence d'acquittement consécutif à la transmission d'un événement et, d'autre part, par la centrale, par l'absence répétée de messages de présence ou l'absence d'acquittement consécutif à une requête. Ce constat est mis à profit :
    • par le(s) périphérique(s) concerné(s), pour basculer sur le canal de repli après un nombre prédéterminé d'absence de recalage (non réception de plusieurs messages de synchronisation) ou de répétitions successives d'émission de messages de signalisation d'événement restés sans réponse, et,
    • par la centrale, pour rechercher le(s) périphérique(s) aux "abonnés" absents (absence de message de présence ou de non-réponse à une requête).
    Dans tous les cas, un des périphériques 2 du système sera à l'initiative du changement de canal lorsque les conditions requises sont remplies, et la centrale 1 émettra une forme de balise radio sur le canal de repli (après les conditions requises), ce tout en conservant la gestion du canal principal.
    Chaque périphérique 2 ayant basculé sur le canal de rabattement modifie son rythme et sa chronologie de réception. En effet, alors que les périphériques fonctionnant sur le canal principal s'activent selon des rythmes différents (selon la nature des périphériques), le rythme est identique pour tous dès qu'ils ont basculés sur le canal de repli.
    Avantageusement, les instants des phases d'écoute sur le canal de repli, sont décalés par rapport au fonctionnement nominal.
    Ainsi, à titre d'exemple, en fonctionnement nominal (canal principal), les échanges (hors alertes) se font sur des secondes paires et, en fonctionnement de secours (canal de rabattement) et la balise radio est transmise par la centrale 1 sur des secondes impaires (ce qui lui permet de continuer à gérer les autres périphériques 2 sur le canal principal).
    Dans l'exemple pratique discuté, la procédure de perte de liaison est engagée après deux pertes de synchronisation (deux messages de synchronisation non reçus). Dans un premier temps, le périphérique isolé de la centrale continue à rester à l'écoute d'une synchronisation chaque minute sur le canal initial. L'anticipation des intervalles TPP et TPC sont anticipés (ou retardés) de la valeur :
       (Nombre de minutes écoulées depuis a dernière synchro) x (erreur moyenne constatée).
    Dans un deuxième temps, le périphérique isolé bascule sur le canal de repli au moment où il était sensé envoyer son message de présence et se remet en mode réception pendant une seconde pour tenter de capter une synchro (la centrale ayant constaté l'absence de signal de présence, elle est programmée pour émettre une demande de statut (synchronisée) sur le canal de rabattement.
    Si cette procédure n'aboutit pas, le périphérique concerné va s'endormir pendant 32 secondes, puis réactiver la réception pendant 40 ms sur le canal de repli (durant le TPC) et ainsi de suite (sommeil, Rx, ...). Ces 40 ms sont réparties en périodes 4 ms de Rx séparées par des mises en veille de 2 ms.
    Il convient de noter, à ce sujet notamment, que la présence d'un périphérique mobile, tel qu'une télécommande, dans le système de surveillance ou d'alarme constituera un cas particulier puisqu'il pouvait être hors de la zone de couverture au moment de la migration (basculement des périphériques sur le canal de repli). De ce fait, si elle n'est pas synchronisée, elle émet de manière asynchrone successivement sur les quatre canaux en commençant par le canal ayant servi le plus récemment. L'émission sur chaque canal doit être d'une seconde pour permettre l'écoute par la centrale. Les différents canaux de communication utilisables sont préférentiellement situés dans la bande de 868 MHz.
    En fait, un périphérique mobile tel qu'une télécommande devra être géré d'une manière spécifique, en particulier en ce qui concerne sa communication avec la centrale, puisqu'elle est susceptible de quitter la zone de couverture radio de la centrale.
    Il faudra par conséquent prévoir quelques dispositions particulières pour ce périphérique, avec des répercussions sur le fonctionnement général du système.
    Ainsi, il pourra être prévu que :
    • en l'absence de signal de synchronisation, la télécommande s'endorme et ne se réactive que sur appui d'un bouton,
    • un appui bouton "réveille" la télécommande qui n'est donc plus synchronisée ; pour être sûre d'être entendue, elle devra émettre durant une seconde sur chacun des quatre canaux possibles de communication en commençant par le dernier (en date) utilisé
    • chaque émission est suivie d'un temps d'écoute pour détecter une possible réponse de la centrale pendant une durée déterminée avant de passer au canal suivant
    • pour indiquer cette phase à l'usager, on peut faire clignoter une diode de manière rapide jusqu'à ce que la liaison avec la centrale soit établie
    • lorsque la centrale détecte la télécommande, elle répond par une demande d'authentification accompagnée des paramètres de synchronisation
    Comme la trame émise par la télécommande peut être captée à n'importe quel stade, il est proposé d'établir la liaison en deux temps :
    • trame de signalisation transmise en continu (1 seconde) ne contenant qu'une information simplifiée d'identification de l'envoyeur (pour permettre l'interprétation du message avec un nombre réduit d'octets reçus),
    • réponse de la centrale par une demande d'authentification,
    • envoi du certificat d'authentification par la télécommande avec les paramètres de celle-ci (id du bouton appuyé, niveau pile, ...).
    Une proposition de trame d'émission pour la télécommande est représentée sur la figure 4.
    La trame proposée contient 4 octets répétés 241 fois pour obtenir une seconde d'émission :
    Le premier octet est un octet de préambule, le 2ème est un octet de synchro identique au préambule des messages et vaut 0xf0 (0000011111 en binaire. Les 3ème et 4ème octets sont une valeur fixée au moment de l'appairage de la télécommande.
    Par ailleurs, il convient également de mentionner les problèmes liés aux éventuelles collisions de messages radio pouvant survenir dans le système à savoir :
    • réponse simultanée de deux périphériques lors du TPP ;
    • superposition d'une émission télécommande (asynchrone) avec un dialogue centrale-périphérique.
    Le premier cas est identifié par la centrale par l'observation de l'enveloppe des porteuses superposées : le signal indicateur du niveau de champ doit en principe indiquer à l'issu du TPP l'absence de signal, consécutivement à une impossibilité de décoder des données viables durant le TPP. Dans ce cas la centrale poursuit en émettant dans le TPC un message demandant une écoute prolongée des périphériques pour permettre un appel de deux-ci.
    Dans le deuxième cas, l'émission de la télécommande est perçue par la centrale, au plus tôt au moment du TPP, sinon en cours de dialogue. En fin de TPP, le signal de niveau de champ indiquera une poursuite de la présence de l'émission, et en cours de dialogue, les intervalles de silence ne seront pas respectés. A partir de ces observations, la centrale interrompt les dialogues en cours pour écouter (et décoder dès que possible) la trame de la télécommande. Il serait souhaitable que les périphériques impliqués puissent également détecter ce cas de figure pour annuler une émission prévue.
    En fin de trame télécommande, la centrale répond par un message (en priorité sur ce qui était en cours) à destination de la télécommande pour initier un dialogue. Cette réponse doit intervenir dans le délai standard prévu afin que la télécommande ne bascule pas sur le canal radio suivant. Il serait souhaitable, que si cette collision intervient au moment d'une synchro, que les périphériques ayant constaté soit l'absence de synchro, soit la trame télécommande, reporte à la seconde suivante la tentative de synchro. En cas d'échec (c'est-à-dire d'impossibilité pour la centrale d'émettre la synchro), celle-ci sera effectuée pour la prochaine minute (à ce stade, dans 63 secondes).
    Enfin, le système de surveillance ou d'alarme pourra également mettre en oeuvre un méthode de synchronisation initiale pour chaque nouveau périphérique 2 (également dénommé appairage).
    Dans ce cas, avant qu'un périphérique puisse s'intégrer au système, il devra échanger des informations sur ses caractéristiques (type de capteur, identifiant, ..) et recevoir en retour un code d'adresse permettant de l'identifier au sein du système, ainsi qu'une "mise à l'heure" de sa référence locale par rapport à la centrale 1.
    Ceci est réalisé par l'envoi de manière asynchrone d'une demande d'appairage par le périphérique concerné balayant successivement les différents canaux radio susceptibles d'êtres utilisés au moment de la synchronisation initiale.
    Les périodes d'émissions (côté périphérique) sont entrecoupées de courtes périodes de réception afin de tester une éventuelle réponse de la centrale 1 (et engager le dialogue ...). Ladite centrale 1 sera préalablement placée dans un mode spécifique utilisé pour installer de nouveaux périphériques 2, de manière à ne pas prendre en compte accidentellement un périphérique en cours d'installation dans un autre système situé à portée de radio.
    Ce mode de synchronisation initial peut s'appliquer également aux périphériques qui ont quitté la zone de couverture radio de la centrale 1 (télécommande, médaillon d'alerte, etc). En effet, si l'on souhaite les solliciter après être revenu dans le périmètre de la centrale 1, ils doivent se resynchroniser pour pouvoir dialoguer. De même, un périphérique 2 ayant été stoppé (remplacement de pile) devra réengager cette procédure.
    Pour compléter la description de l'exemple de réalisation pratique de l'invention exposé ci-dessus, on décrira ci-après une constitution possible, ainsi qu'un format associé, pour les messages usuels (de synchronisation, de routine, de signalisation) sous forme de trames numériques, échangées entre les dispositifs 1 et 2 formant le système d'alarme ou de surveillance.
    Une telle trame est représentée sur la figure 5 des dessins annexés, et est normalement précédée d'un préambule et d'un octet de synchronisation tel qu'évoqué ci-dessus (non représentés).
    Les champs "signalisation" (signalisation _1 et signalisation _2) indiquent au(x) dispositif(s) destinataire(s) de la trame les conditions et l'enchaínement de la transmission en cours.
    Ces champs peuvent par exemple indiquer la situation de la trame dans une transmission (première, dernière), le nombre de destinataires (trame destinée à un périphérique spécifique ou à tous les périphériques), le type de destinataires (périphérique ayant une transmission en cours), l'écriture ou non d'un cryptage ou d'une authentification, et le nature synchronisée ou asynchrone de la trame.
    La longueur (codée sur 6 bits) indique le nombre d'octets de la zone "données".
    L'indicateur Ack est un indicateur d'acquittement indiquant que la trame sert également à acquitter la trame reçue.
    Le champ "type" permet d'identifier la nature du message ("Rfa" est un bit libre pour des éventuelles affectations ultérieures).
    Les adresses valides vont de 01h à 3Eh, la valeur 00 étant utilisée pour les commandes de diffusion et la valeur 3Fh pour les périphériques non appairés. L'adresse de la centrale est toujours implicite. Dans le sens périphérique vers la centrale, l'adresse représente l'expéditeur, dans le sens inverse, il s'agit du destinataire.
    Le champ "données" forme la zone contenant les informations utiles. La plupart des trames sont de longueur fixe, c'est-à-dire que les données sont sur 32 bits. Pour homogénéiser les formats, la longueur figure donc dans tous les messages.
    La zone "MAC" est utilisée pour authentifier le message et le calcul de son contenu peut être réalisé de différentes manières, en particulier selon celles connues de l'homme du métier, par exemple du type connu sous la désignation AES.
    Enfin, le "CRC" est une zone de redondance cyclique permettant de s'assurer que la trame n'a pas subi d'erreur durant la transmission radio. Son calcul est conforme à la norme CCIR. Les données prises en compte dans le calcul comportent l'intégralité des champs (de signalisation_1 à MAC inclus).
    Il convient de noter qu'il existe deux séquences dont le format diffère du format décrit ci-dessus. Elles sont employées dans des situations où le synchronisme n'est pas assuré entre l'émetteur du message et le destinataire.
    La première séquence non standard est utilisée par la télécommande (et tous les autres périphériques mobiles) pour indiquer son intention d'émettre une trame de statut. En effet, un éloignement prolongé de la centrale fait perdre la synchronisation. La télécommande envoie une séquence particulière pendant une seconde sur le dernier canal utilisé et tente d'obtenir une réponse de la centrale. Un échec entraíne l'émission de la même séquence sur un autre canal, et ainsi de suite jusqu'à épuisement des quatre canaux possibles.
    L'autre séquence non standard est utilisée par la centrale pour resynchroniser des périphériques dont le lien radio a été interrompu pour une période prolongée (typiquement > 512 s). Ce cas ne concerne pas les périphériques mobiles (télécommandes, médaillons, etc). En effet, après 128 secondes sans synchronisation et une demande de synchro en échec, un périphérique se met dans un mode sommeil duquel il ne sortira que sur sollicitation de la centrale, ceci afin de préserver l'énergie des piles. A l'usage, des temps seront affinés pour ne pas obtenir un système trop sensible.
    Les figures 7 et 8 montrent de manière schématique les différents états possibles pour les dispositifs périphériques 2, respectivement en relation avec le premier et le second modes de réalisation.
    Sur ces figures, les termes suivants présentent les significations indiquées ci-après :
    • Rx : réception ;
    • Tx : émission ;
    • "time-out" : écoulement du délai imparti ;
    • "timing" : séquencement ou cycle de répétition ;
    • P_stat : trame de statut du périphérique ;
    • C_app : trame d'appairage émise par la centrale ;
    • P_init : trame de demande d'appairage ;
    • P_txt : trame de saisie de texte ;
    • synchro ou sync : trame de synchronisation ;
    • C_chan : trame de changement de canal émise par la centrale ;
    • C_stat : trame de demande de statut émise par la centrale ;
    • C_xxx : trame indéterminée ;
    • "burst" : salve ;
    • "tst" : test.
    Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention.

    Claims (17)

    1. Procédé de communication bidirectionnelle par transmission de messages radio fréquence sous forme de trames numériques modulées en fréquence entre un dispositif central ou primaire maítre et plusieurs dispositifs périphériques ou secondaires esclaves, ces dispositifs étant tous physiquement indépendants, pourvus de sources d'énergie autonomes et au moins équipés d'un circuit d'émission / réception radio, ainsi que d'un module de comptabilisation du temps fournissant une référence temporelle locale, procédé caractérisé en ce qu'il consiste, en fonctionnement normal, à synchroniser à intervalles prédéterminés les modules de comptabilisation des différents dispositifs (1 et 2) par l'émission d'un message radio de synchronisation du dispositif central (1) vers les dispositifs périphériques (2) et à établir une liaison de communication radio discontinue, pendant des fenêtres temporelles séparées répétitives prédéterminées, entre ledit dispositif central (1) et les dispositifs périphériques (2), correspondant à des périodes limitées d'activation cyclique dudit dispositif central (1) et d'au moins certains desdits dispositifs périphériques (2), répétées à intervalles réguliers et/ou prédéterminés, de durée(s) inférieure(s) à celle(s) des intervalles séparant deux émissions successives du message de synchronisation, chaque période d'activation comprenant une première phase d'autorisation ou d'obligation d'émission de message(s) pour un des dispositifs périphériques (2) et simultanément d'écoute, au moins pendant une première partie de cette première phase, pour le dispositif central (1) et une seconde phase d'autorisation d'émission de message(s) pour le dispositif central (1) et simultanément d'écoute pour au moins un des dispositifs périphériques (2), destinataire(s) programmé(s) d'un tel éventuel message du dispositif central (1), ladite seconde phase suivant immédiatement ladite première phase et le message de synchronisation étant émis à intervalles prédéterminés pendant une telle seconde phase.
    2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque message échangé entre dispositif maítre (1) et dispositif(s) esclave(s) (2) comprend une première partie formant préambule dont la durée temporelle est supérieure à la dérive maximale de la synchronisation entre le dispositif central (1) et les dispositifs périphériques (2) pendant l'intervalle séparant deux messages de synchronisation successifs et en ce que le ou les dispositif(s) en phase d'écoute demeurent activé(s) au moins pendant la durée de ce préambule, de manière continue ou discontinue, ledit ou lesdits dispositifs étant désactivé(s) ou mis en veille en l'absence de détection de message après écoulement de cette durée.
    3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le corps du préambule est constitué par une portion de message numérique formé d'un motif répétitif comportant autant de 1 que 0, préférentiellement présents de manière régulièrement alternée, ledit préambule se terminant par un motif de caractères numériques particulier différent dudit motif répétitif, préférentiellement une suite prolongée d'une pluralité de 1, suivie d'une suite prolongée d'une pluralité de 0.
    4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que, pour chaque message émis, le préambule est suivi d'un octet de synchronisation pour l'activation de l'interface de transmission radio asynchrone du circuit d'émission / réception (1', 2') du ou des dispositif(s) central (1) ou périphérique(s) (2) destinataire(s), et en ce que lesdits dispositifs périphériques (2) réalisent, après chaque réception d'un message radio de synchronisation, une vérification de la validité dudit message, puis une exploitation de son information temporelle par sa comparaison avec la référence temporelle locale du dispositif périphérique (2) concerné et la modification consécutive, par avance ou retardement, de la référence temporelle locale fournie par le module de comptabilisation correspondant (2") en fonction de l'écart constaté ou d'une fraction de ce dernier, évaluée en tenant compte au moins des deux derniers écarts antérieurs relevés.
    5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le dispositif central (1) est systématiquement à l'écoute pendant la première phase de chaque période d'activation cyclique, en ce que les dispositifs périphériques (2) sont autorisés à émettre, un par un, dans un ordre cyclique prédéterminé, par exemple lié à leur adresse d'identification et d'enregistrement auprès du dispositif central (1), et avec une fréquence de répétition, d'occurrence ou de réalisation correspondant à un sous-multiple de la fréquence de répétition des périodes limitées d'activation et en ce que les phases d'écoute desdits dispositifs périphériques (2) se répètent avec une fréquence de répétition ou d'occurrence correspondant à un sous-multiple de la fréquence de répétition des périodes limitées d'activation, lesdites fréquences de répétition étant différentes pour chaque type ou chacun des dispositifs périphériques (2), les fréquences des phases d'écoute étant, pour les mêmes dispositifs périphériques (2), supérieures aux fréquences des phases d'émission, tous les dispositifs périphériques (2) étant à l'écoute lors de chaque émission d'un message radio de synchronisation émis par le dispositif central (1).
    6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que, immédiatement avant chaque phase d'émission d'un message par le dispositif central (1) ou l'un des dispositifs périphériques (2), le dispositif (1 ou 2) concerné se met en situation d'écoute, et n'est autorisé à émettre qu'en l'absence de tout message radio en cours de transmission.
    7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les messages adressés par les dispositifs périphériques (2) au dispositif central (1) consistent soit en des messages de routine prédéterminés indiquant une situation normale au niveau du dispositif périphérique (2) concerné et adressés obligatoirement au dispositif central (1) de manière répétitive à des instants successifs propres à chaque dispositif périphérique (2), soit en des messages aléatoires de signalisation d'un incident, d'un évènement ou d'une situation anormale, chaque message de signalisation étant transmis au dispositif central (1) durant la phase d'autorisation d'émission de la période d'activation immédiatement consécutive à l'occurrence de l'incident, de l'événement ou de la situation anormale et son émission débutant avant le début de la phase d'autorisation d'émission, lesdits messages de signalisation étant pourvus de préambules rallongés.
    8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les différents dispositifs (1 et 2) sont aptes à émettre et à recevoir des signaux radio sur au moins deux canaux fréquentiels, à savoir un canal principal utilisé en fonctionnement normal et au moins un canal de repli, de rabattement ou de secours utilisé en cas de difficulté de transmission sur le canal principal, et en ce que ledit procédé consiste à basculer les transmissions radio entre dispositifs (1 et 2) du canal principal sur le ou un canal de repli à l'initiative d'un dispositif périphérique (2), après que ce dernier ait diagnostiqué une coupure de sa liaison radiofréquence avec le dispositif central (1), soit du fait de l'absence de réception, éventuellement répétée, de message radio de synchronisation à une ou plusieurs échéance(s) prédéterminée(s), soit du fait de l'absence de message de réponse ou d'accusé de réception du dispositif central (1) suite à l'envoi préalable, de manière répétée, de messages radio, en particulier de messages de signalisation d'un incident, d'un événement ou d'une situation anormale, du dispositif périphérique (2) concerné vers ledit dispositif central (1).
    9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que le basculement des transmissions entre dispositifs (1 et 2) sur le ou un canal de repli consiste, pour le dispositif périphérique (2) à l'initiative dudit basculement, à basculer sur le ou un canal de repli au moment de l'avènement d'une phase d'autorisation ou d'obligation d'émission de messages(s) qui lui est attribuée selon l'ordre établi pour les différents dispositifs périphériques (2), à se mettre ensuite en situation d'écoute pendant une première durée au moins égale à la somme des durées de l'intervalle séparant deux périodes d'activation cyclique et d'une telle période, puis éventuellement, de manière répétitive, pendant les phases d'émission consécutives estimées du dispositif central (1), ce jusqu'à réceptionner un message de synchronisation décalée émis par le dispositif central (1) et fixant le nouveau rythme d'émission et d'écoute entre ledit dispositif périphérique (2) et ledit dispositif central (1) sur ledit canal de repli.
    10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que le basculement des transmissions entre dispositifs (1 et 2) sur le ou un canal de repli consiste, pour le dispositif central (1), après avoir relevé l'absence répétée de réception d'un quelconque message, en particulier d'un message de routine, durant plusieurs phases successives d'autorisation ou d'obligation d'émission allouées au dispositif périphérique (2) ayant basculé, à émettre durant la phase d'écoute suivante prévue dudit dispositif périphérique (2) un message de synchronisation décalée sur le canal de repli, ou successivement sur les différents canaux de repli possibles, à répéter éventuellement cette émission pendant plusieurs phases d'écoute correspondantes successives des dispositifs périphériques (2) sur le ou les canaux de repli, ce jusqu'à réceptionner un message en retour de la part dudit dispositif périphérique (2) ayant basculé, et à adresser un ou des messages, dans une ou plusieurs phases d'autorisation d'émission dudit dispositif central (1), requérant le basculement des autres dispositifs périphériques (2) sur le canal de repli considéré, le cas échéant dans l'ordre d'adressage desdits autres dispositifs périphériques (2), les phases d'émission / réception successives des différents dispositifs sur le canal principal et sur le canal de repli étant décalées temporellement, l'ordre d'adressage des périphériques (2), après leur basculement, sera le canal de repli étant soit identique à celui prévalant sur le canal principal, soit différent de ce dernier, le nouvel ordre étant dans ce dernier cas indiqué par le dispositif central (1) aux dispositifs périphériques (2).
    11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les dispositifs (1 et 2) sont aptes à émettre et à recevoir des signaux radio sur au moins deux canaux fréquentiels différents et en ce qu'à chaque fenêtre temporelle successive le dispositif central (1) et les dispositifs périphériques (2) sont commutés sur un canal différent de celui utilisé pour la fenêtre temporelle immédiatement précédente, selon un ordre de succession prédéterminé desdits canaux, qui est identique pour chaque dispositif (1, 2) et qui se déroule de manière synchrone pour tous lesdits dispositifs (1 et 2).
    12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que les dispositifs (1 et 2) utilisent au moins quatre canaux de communication différents et en ce que l'ordre de succession desdits canaux est sélectionné lors de la mise en route desdits dispositifs (1 et 2).
    13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que l'appairage d'un nouveau dispositif périphérique (2) ou le réappairage d'un dispositif périphérique (2) ayant été déconnecté par rapport au dispositif central (1), consiste, par échanges de messages radio asynchrone, à adresser au dispositif central (1) un message indiquant les caractéristiques dudit nouveau dispositif périphérique (2), notamment la fréquence de son activation pour l'émission et l'écoute, puis à transmettre à ce dernier une adresse d'identification, fixant également son ordre dans la séquence des phases d'autorisation d'émission des différents dispositifs périphériques (2) en liaison avec le dispositif central (1), un message de synchronisation initiale et un éventuel identifiant de site utilisé pour les transmissions sécurisées.
    14. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu'il consiste pour un dispositif périphérique (2) mobile, ayant été déplacé en dehors du champ de couverture du dispositif central (1) et ayant reçu un signal de réactivation et/ou de reconnexion ou ayant fait l'objet d'une sollicitation de ce type, à émettre en continu pendant une durée supérieure à la somme des durées d'une période d'activation des dispositifs (1 et 2) et d'un intervalle séparant deux telles périodes, une trame de signalisation contenant l'adresse d'identification ou l'identifiant attribué audit dispositif (2), puis à se mettre en situation d'écoute en vue de la réception d'une réponse du dispositif central (1), sous la forme d'un message de synchronisation initiale assortie d'une demande d'authentification, à répéter les deux opérations précédentes pour les différents canaux de transmission possibles, en commençant par le dernier canal utilisé par ledit dispositif périphérique (2) avant sa déconnexion de la centrale (1), jusqu'à réception d'une réponse de la part du dispositif central (1) ou atteinte du nombre de tentatives maximal prédéterminé, avec mise en veille ou désactivation consécutive dudit dispositif périphérique (2) considérée en cas de non rétablissement de la communication avec le dispositif central (1).
    15. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce qu'il est mis en oeuvre par un système de surveillance ou d'alarme, le dispositif central (1) consistant en une centrale d'alarme à microprocesseur pour l'exécution du programme de gestion et de pilotage dudit système et muni d'une interface de communication externe, en ce que les dispositifs périphériques (2) consistent en un ou plusieurs capteur(s), organe(s) de contrôle, organe(s) de prise d'images et/ou de sons, sirène(s), avertisseur(s), actionneurs(s), détecteur(s) et/ou dispositif(s) de communication vers un réseau.
    16. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que chaque dispositif périphérique (2) possède deux fréquences différentes de répétition de sa période d'activation cyclique et de communication radio avec le dispositif central (1), à savoir une fréquence faible et une fréquence élevée, ledit dispositif périphérique (2) fonctionnant normalement avec le rythme de répétition faible et ledit dispositif périphérique (2) basculant vers le rythme de répétition élevé lorsque ledit dispositif (2) est sollicité ou activé ou, de manière anticipée, lorsque ledit dispositif (2) détermine l'occurrence prochaine d'une action susceptible de le solliciter ou de nécessiter l'établissement d'une communication avec le dispositif central (1).
    17. Système de surveillance ou d'alarme comprenant une centrale et des périphériques, formant des dispositifs indépendants et à alimentations autonomes, caractérisé en ce qu'il met en oeuvre le procédé de communication selon l'une quelconque des revendications 1 à 16.
    EP03360058A 2002-05-07 2003-05-06 Procédé de communication radiofréquence entre plusieurs dispositifs et système de surveillance mettant en oeuvre un tel procédé Expired - Lifetime EP1363260B1 (fr)

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