EP3676923A1 - Procédé et système de protection contre les surtensions - Google Patents

Procédé et système de protection contre les surtensions

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Publication number
EP3676923A1
EP3676923A1 EP18774066.7A EP18774066A EP3676923A1 EP 3676923 A1 EP3676923 A1 EP 3676923A1 EP 18774066 A EP18774066 A EP 18774066A EP 3676923 A1 EP3676923 A1 EP 3676923A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
electronic system
control circuit
alert
level
meteorological data
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP18774066.7A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Florian Kerhoas
Mathieu ABRAHAMI
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sagemcom Broadband SAS
Original Assignee
Sagemcom Broadband SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sagemcom Broadband SAS filed Critical Sagemcom Broadband SAS
Publication of EP3676923A1 publication Critical patent/EP3676923A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H5/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal non-electric working conditions with or without subsequent reconnection
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/04Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess voltage
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H5/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal non-electric working conditions with or without subsequent reconnection
    • H02H5/005Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal non-electric working conditions with or without subsequent reconnection responsive to ionising radiation; Nuclear-radiation circumvention circuits
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/95Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for meteorological use
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01WMETEOROLOGY
    • G01W1/00Meteorology
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01WMETEOROLOGY
    • G01W1/00Meteorology
    • G01W1/16Measuring atmospheric potential differences, e.g. due to electrical charges in clouds

Definitions

  • the invention is in the technical field of protection of electrical installations against overvoltages that may be caused by weather events, such installations being connected to a power supply network.
  • the invention relates more particularly to a method of protecting an electronic system against overvoltages caused during particular meteorological events, including overvoltages caused by lightning in the event of a thunderstorm.
  • the device in question comprises means for monitoring the electromagnetic activity of the atmosphere, and if this electromagnetic activity exceeds a determined alert level, then the protection device disconnects the electrical installation from the network.
  • these variations in the atmospheric electromagnetic activity result from the propagation in the atmosphere of electromagnetic waves generated by lightning.
  • the monitoring means of the protection device must necessarily wait for the occurrence of a flash to allow the device to disconnect the installation of the network. There is therefore a significant risk that lightning damages the electrical installation before the protective device disconnects the installation of the network.
  • the invention is therefore to provide a method of protecting a more reliable electronic overvoltage system and offering a high level of security.
  • the invention proposes a method for protecting at least one electronic system against an overvoltage likely to be caused by a current or imminent weather event, which electronic system is connected to a telecommunication network and comprises an integrated control circuit, the method comprising successively:
  • an electrical isolation step controlled by the control circuit of at least one port of the electronic system.
  • the method allows, from the analysis of meteorological data collected in real time, to disconnect the electronic system from the electrical network to protect it from overvoltages in the event of an adverse weather event, such as a thunderstorm, and this before the weather event detected causes an overvoltage, for example because of the lightning generated during this storm.
  • an adverse weather event such as a thunderstorm
  • the protection method of the invention may also include the following optional features considered in isolation or according to all possible technical combinations:
  • the method comprises a step of sending by the control circuit of an alert signal to a terminal display connected to the electronic system.
  • the method comprises an additional step of displaying a first alert message on the display terminal from information contained in the alert signal, the first warning message warning a user of the display terminal of a risk of overvoltage due to the current or imminent weather event.
  • the method comprises the additional step of displaying at least one control button on the display terminal and associating the button with the transmission of a command to the electronic system intended to control the electrical isolation step; .
  • the alert signal is set to turn on the display terminal when the display is turned off.
  • the method comprises, when the level of danger attributed to the meteorological data recovered exceeds an additional alert threshold below the main alert threshold, an additional step of displaying on the terminal displaying a piece of information informing the user; the impending arrival of a weather event likely to generate a surge.
  • the method comprises a delay step before the step of isolating at least one port of the electronic system, the delay time can be set by a user of the terminal.
  • the delay time is contained in the warning signal and the display terminal is isolated from an electrical network at the end of the delay time.
  • the step of connecting the electronic system to the remote server comprises a substep of sending to the remote server a meteorological data collection request, the query comprising a geolocation information of the electronic system.
  • the weather data recovery step is performed in real time and includes the following substeps:
  • the meteorological data analysis step comprises at least the following substeps:
  • meteorological data partition to extract temperature, pressure, humidity and wind speed and direction data
  • the meteorological data analysis step comprises at least the following substeps:
  • meteorological data partition to extract an alert level calculated by the remote server; • Analyzing the alert level of the remote server to assign it a level of danger among a level scale recorded in the memory space of the control circuit.
  • the method comprises a step of generating a second alert message by the control circuit, intended to be sent to any terminal or computer peripheral in communication with the electronic system, the second warning message warning of the risk of overvoltage; due to the current or impending weather event.
  • the invention also relates to an electronic system, in particular a decoder, and which is essentially characterized in that it comprises an integrated control circuit having a memory space, the electronic system further comprising a power supply port. an electrical network, at least one network input port for connecting the system to an extended computer network, at least one multimedia output port for connecting the electronic system to a display terminal, the control circuit being adapted for successively:
  • the electronic system of the invention may also include the following optional features considered in isolation or according to all possible technical combinations:
  • the control circuit is adapted to, prior to electrical isolation (and when the assigned level of danger exceeds a main alert threshold), send an alert signal to the display terminal, the warning signal containing information for displaying an alert message on the display terminal to warn a user of the display terminal of a risk of overvoltage due to the current or imminent weather event.
  • the control circuit is adapted to reconnect the considered port after a given time, through a timer module of the electronic system.
  • the integrated control circuit of the electronic system comprises a cut-off circuit comprising electrically controlled circuit breakers, the circuit breakers being respectively mounted in respective supply lines of the ports considered and controlled by the control circuit.
  • the invention also relates to a computer program comprising instructions which, when the program is executed by computer, lead it to implement the steps of the method as described above.
  • the invention finally provides a computer readable storage means, on which is recorded the computer program as described above.
  • FIG. 1 is a diagram representing the integration of the electronic system of the invention in a network environment
  • FIG. 2 is a diagram of an electrical circuit of the electronic system according to one embodiment, for triggering circuit breakers for disconnecting at least one port of said electronic system, and
  • FIG. 3 is a diagram illustrating the main steps of the protection method of the invention.
  • the electronic system 1 comprises an integrated control circuit 2, itself comprising at least one memory space, a data processing processor, a plurality of input ports 21 and output 20, 22 to integrate the electronic system 1 in a telecommunication environment whose characteristics will be developed below.
  • the decoder 1 is of course connected to the home electrical network via a power supply port 19, in order to be supplied with energy.
  • control circuit 2 of the electronic system 1 comprises an electronic cut-off circuit 3 adapted to disconnect the power supply lines of the ports 19-22 of the electronic system 1. This cut-off circuit 3 and its operation will be described in detail below.
  • the electronic system 1 is intended to be integrated in a local network for example of the TCP / IP type, this local area network being part of the telecommunication environment.
  • the electronic system 1 is therefore connected to any peripheral and / or terminal connected to the local network.
  • the electronic system 1 is a set-top box.
  • decoder to define the electronic system 1 of the invention.
  • the decoder 1 is connected via a gateway 4 (from the English "gateway") to an Internet-type extended network, for example according to a TCP / IP protocol, this extended network being part of the network. telecommunication environment.
  • This decoder 1 is also connected to a display terminal 5, for example a television comprising at least one input port to a multimedia interface, preferably an HDMI input port (of English "High-Definition Multimedia Interface”).
  • the decoder 1 therefore comprises at least one HDMI output port 20 for connecting to the television 5.
  • the decoder 1 comprises at least one network input port 21 and optionally a network output port 22, for example Ethernet type.
  • the decoder 1 is connected to the gateway 4 via its Ethernet input port 21, which allows it to receive content from the wide area network.
  • the decoder is also adapted to be connected to an external device 6, for example via its Ethernet output port 22, or via a USB-type output port ("Universal Serial”). Bus “, translated” Universal Serial Bus “), or simply through the gateway 4 to which the external device 6 is connected.
  • the decoder 1 comprises TV input and output ports for receiving and transmitting signals from a TV antenna.
  • the control circuit 2 of the decoder 1 is adapted to retrieve and analyze meteorological data, for the purpose of defining the meteorological events in real time and thus to determine a level of dangerousness of these events, according to the invention.
  • this database comprises ten levels numbered from one to ten, and at each level corresponds a particular weather event. The higher the level, the more adverse the weather event, and the greater the risk that the weather event will generate an overvoltage in the decoder 1, for example because of a flash produced during this event, is high.
  • Table I below illustrates the correspondence between the level of danger and the weather event.
  • the control circuit 2 sends an electrical signal to the breaking circuit 3 to define an electrical isolation sequence of the various ports 19 - 22 of the decoder 1.
  • An alert and electrical isolation procedure as an integral part of the protection process of the invention, will be described in detail later.
  • the electrical cut-off circuit 3 comprises first, second and third input / output connectors for general use 7, 8, 9, commonly known as GPIO connectors (of the English “General”). Purpose Input / Output "), which enable the control circuit 2 to control the cutoff circuit 3.
  • the GPIO connectors 7, 8, 9 enable the control circuit 2 to control circuit breakers 10, 11, 12, 13 of the circuit breaker. switching circuit 3.
  • the circuit breakers 10-13 are respectively mounted on power supply lines of the respective ports 19-22 of the decoder 1.
  • the respective activation of the circuit breakers 10 - 13 is made possible by the activation by the GPIO connectors 7, 8, 9 of respective transistors 16a, 16b, 16c, 16d integrated in the breaking circuit 3.
  • the circuit breaker 10 is used to electrically isolate the power supply port 19 of the decoder 1 which is connected to the electrical network, the circuit breaker 1 1 to isolate the HDMI output port 20, the circuit breaker 12 makes it possible to isolate the port Ethernet output 22 and the circuit breaker 13 isolates the Ethernet input port 21.
  • Each GPIO connector 7 - 9 may adopt a particular logic state (0 or 1), this logic state being assigned by the control circuit 2.
  • this logic state being assigned by the control circuit 2.
  • the logic state of a GPIO connector When the logic state of a GPIO connector is set to 0, it plays then the output role and therefore can not send signals to the circuit breaker considered 10 - 13. In contrast, when the logic state of a GPIO connector is set to 1, it plays the role of input and can send signals at the circuit breaker considered 10 - 13.
  • the first GPIO connector 7 activates a first transistor 14 to enable triggering the electrical isolation of at least one of the ports 19 - 22 of the decoder 1.
  • the second 8 and third 9 GPIO connector allow the control circuit 2 to control the circuit breakers 10 - 13 in a predetermined sequence to select the power lines of the ports 19 - 22 of the decoder 1 which will be isolated from the power grid.
  • the open or closed state of the circuit breakers 10 - 13 depends on the state combination of the second and third GPIO 8, 9.
  • circuit breakers 10 - 13 A circuit breaker 10 - 13 in its active state (1) opens the power supply line of the port considered 19 - 22, that is to say isolates said port of the power grid.
  • the control circuit 2 must send an instruction that will put the first 7 and the third 9 GPIO connectors in logic state 1 and the second GPIO connector 8 in logic state 0, according to the truth table shown in Table II above.
  • the combination of the states of the second 8 and the third 9 GPIO connector is demultiplied by a demultiplexer 15 before activating at least one of the transistors 16a-16d specific to the circuit breaker considered 10-13.
  • the control circuit 2 comprises a timing module 17 which makes it possible to deactivate the circuit breakers 10 - 13 to reconnect the considered ports of the decoder 1 to the electrical network, and this after a determined time.
  • this timing module 17 is connected to a battery-type accumulator mounted in the decoder 1.
  • a computer program is recorded in the memory space of the control circuit 2. This program is intended to be executed by the processor of the control circuit 2 to implement the protection method of the control circuit 2. decoder 1, and if necessary the TV 5 and other devices 6 connected to the decoder 1, against overvoltages that may be caused by particular meteorological events, including thunderstorms.
  • the protection method is initiated by the control circuit 2 of the decoder 1 as soon as the latter is powered, for example by the user.
  • the control circuit 2 starts the program in the background 100, said program loading all the parameters necessary for the implementation of the steps of the process. These parameters are the trigger threshold of an alert, the sequence of ports 19 - 22 to be isolated, and the first and second delay times.
  • the trigger threshold corresponds to the level of danger from which the protection process initiates the alert and isolation procedure because of a risk of overvoltage.
  • the first delay time corresponds to the delay between the generation of an alarm and the switching on of the electrical isolation of the ports 19 - 22.
  • the second delay time corresponds to the delay between the isolation of the power lines of the ports 19 - 22 of the decoder 1 and the reconnection of these different lines by the timing module 17.
  • the user is also able to modify these various parameters relating to the implementation of the method by controlling a graphical interface with the remote control of the decoder, or directly with physical buttons on the front of the decoder 1. We will return later to the user-adjustable parameters.
  • the control circuit 2 of the decoder 1 connects said decoder 1 to a remote server 18 containing meteorological data ( Figure 1).
  • This connection is made by sending a request according to an HTTP protocol (of the "HyperText Transfer Protocol"), or HTTPS to benefit from a secure connection.
  • HTTP protocol of the "HyperText Transfer Protocol”
  • HTTPS HyperText Transfer Protocol
  • This request also includes the geographical coordinates of the decoder 1.
  • the decoder 1 can connect to several remote servers 18.
  • the remote server 18 does not respond to the connection request 102N, an error message 103 is broadcast on the television 5 and the program stops 104.
  • the remote server responds 102Y, the connection between the decoder 1 and the remote server 18 is established.
  • the control circuit 2 consults 105, retrieves 106 and then prepares 107 the values of the various parameters allowing the implementation of the steps of the method, these values being stored in the memory space of the control circuit 2.
  • the main program launches 109 then three algorithms 200, 300, 400 which will respectively allow the collection of meteorological data, the analysis of meteorological data collected to identify the meteorological event, and the establishment of a level of dangerousness of the weather event.
  • the control circuit 2 retrieves 201 the weather data of the remote server by sending data corresponding to the geographical location of the decoder.
  • the received data is then formatted 202 by the control circuit 2 in a textual data format, such as "JavaScript Object Notation” (JSON) or “Extensible Markup Language” (XML) or in a binary data format, such as the "MessagePack", and recorded 301 in the memory space of the control circuit 2.
  • JSON JavaScript Object Notation
  • XML Extensible Markup Language
  • MessagePack binary data format
  • This data recovery step is periodically executed 203, according to a determined period. Typically, the collection of data is carried out every minute by the control circuit 2.
  • the meteorological data analysis algorithm will parse the collected data 302, that is to say, it will extract parts of the meteorological data collected and classify them. In particular, the algorithm will extract weather data, atmospheric pressure, temperature, wind direction and speed, and air humidity rate, and if necessary the climatic alert level established by the server. distant 18.
  • the meteorological data analysis algorithm will analyze the atmospheric pressure variations in the time 303, as well as the temperature variations in the time 304. It is by example known that a decrease in atmospheric pressure from 1 hectopascal to 2 hectopascals per hour is an indicator of storm and storm.
  • the algorithm correlates atmospheric pressure and temperature variations to detect thunderstorm risks: the algorithm analyzing meteorological data makes it possible to study the variation of these data over variable time scales. The algorithm then recreates a set of data representing the derivative of the values over several time scales. Critical levels are achieved for negative derivatives between pressure and time, as well as for temperature and time, on scales of one to two hours. The algorithm also defines the correlation between the temperature and the pressure, which allows to see brutal decreases on the current atmospheric condition and thus possibly to trigger alerts.
  • the analysis algorithm 300 studies the variations of speed and direction of the wind to establish a climate context 305, that is to say to assign a level textual hazard from the weather events database shown in Table I.
  • This climatic context is therefore representative of a current or future meteorological event and is derived from the pressure, wind direction and wind speed and temperature data. previously analyzed.
  • the algorithm 300 can analyze other meteorological parameters extracted from the collected data, such as the humidity level, the position of the clouds at low, medium and high. altitude, as well as George's index or K-index, which is an index of air stability and represents the storm potential.
  • the climatic context representative of the complete analysis of the meteorological data, is then recorded 306 in the memory space of the control circuit 2.
  • the fourth and fifth steps of the method described above are replaced by a single step of analyzing the level of the climate warning established by the remote server 18. This step leads to the recording 306 in the memory space of the control circuit 2 of the climatic context representative of this level of climate alert.
  • the climate context is sent 401 to the algorithm for establishing a level of danger of the climatic event 400.
  • the algorithm 400 then assigns a level of dangerousness to the previously determined weather event 402, using the database shown in Table I. the assigned level is therefore between 1 and 10 and represents the level of dangerousness of the weather event resulting from the climatic context.
  • the algorithm 400 evaluates whether the level of danger reaches or exceeds the main alarm trigger threshold.
  • the threshold is determined and stored in the memory space of the control circuit 2. It is also parameterizable by the user by controlling the appropriate graphic interface with the remote control of the decoder 1. For example, the user can choose to set the threshold to 8, that is to say, slightly stormy.
  • a new collection and analysis of meteorological data is performed by the algorithms 200, 300, 400. As mentioned above, the collection and analysis of these meteorological data is carried out periodically as long as an alert is not triggered.
  • the control circuit launches an alert algorithm 500 which initiates the alert procedure of electrical isolation of at least one port power line 19 - 22 of the decoder 1.
  • the control circuit 2 controls the cessation of the periodic recovery of meteorological data.
  • the control circuit 2 starts a countdown before activation of the cut-off circuit 3, this countdown being parameterizable by the user via the graphical interface of the menu of the decoder 1 to thus adjust the first delay time.
  • the control circuit 2 also generates a first signal 501 destined for the television 5.
  • This first emitted signal is preferably an HDMI CEC (Consumer Electronics Control) signal and makes it possible to warn the electronic card of the television 5.
  • This first signal can also turn on the TV 5 if the latter is off.
  • the signal further comprises information for displaying an alert message on the TV screen 5, to warn the user of the TV 5 of the risk of overvoltage.
  • the display is in fact another graphical interface that describes the alert in progress.
  • Control buttons are also advantageously displayed on the TV screen 5, each button being associated with the transmission of a command to the control circuit 2 to control the various parameters of the alert and electrical isolation procedure .
  • the user can choose to ignore the rest of the isolation procedure or to trigger it before the end of the first delay time, or choose which port power lines 19 - 22 of the decoder 1 he wishes to isolate. .
  • the control circuit 2 generates a text or binary data message 502, for example in the JSON format, which contains a description of the alert and the first delay time before launching by the control circuit 2. the electrical isolation of at least one of the ports 19 - 22 of the decoder 1.
  • This message is then sent 503 on the local network to the devices 6 connected to this network and therefore to the decoder 1, using a UDP type protocol to broadcast the message on all the communicating devices on the TCP / IP network.
  • the devices concerned have a functionality to receive and decode the JSON message, they will also be able to disconnect from the power grid after the first delay time.
  • the first delay time is contained in the HDMI CEC signal sent to the TV 5, so that the electronic card of the latter will control the closing and isolation of the electricity network of the TV 5 at the end of the first timer.
  • the control circuit 2 sends an electrical signal 504 to the GPIO connectors 7, 8, 9 of the cut-off circuit 3.
  • This signal assigns a logic state to each GPIO connector 7, 8, 9 according to a sequence for isolating 505 electrically and successively at least one of the ports 19 - 22 of the decoder 1 by activating the circuit breakers considered 10 - 13, as described above.
  • the circuit breakers 10 - 13 make it possible, if necessary, to discharge a surplus of electrical energy in the event of an overvoltage.
  • the HDMI and Ethernet ports 20, 21, 22 are successively disconnected from the power grid, then the power port 1 9 is finally disconnected to turn off the decoder 1.
  • the electrical signal sent to the breaking circuit 3 is also received 506 by the timing module 17 which starts the second delay time before rebooting: at the end of the second delay time stored in the memory space of the circuit 2, a recloser of the timer module 17 (which is powered by battery power) electrically reconnects the power port 19 and the input Ethernet port 21 to reconnect the decoder 1 to the wide area network.
  • the control circuit 2 then performs a collection and analysis of new meteorological data to determine a new level of danger.
  • control circuit 2 again pilot the decoder 1 stop. If the new level is below the main threshold, then the control circuit 2 sends an electrical signal to the GPIO connectors to control the reconnection to the electrical network of the ports 19 - 22 of the decoder 1 which have been isolated, by deactivating the circuit breakers considered 10 - 13 (which makes it possible to close the supply lines of the ports 19 - 22 considered).
  • the second delay time can be parameterized by the user via the graphical interface of the decoder 1.
  • this second delay time is also integrated in the JSON message sent by the control circuit 2 to the peripherals and in the HDMI CEC signal sent to the television 5.
  • the respective electronic cards of the television set 5 and devices can then control the ignition of the latter if they have such features.
  • an additional threshold of alert below the main alert threshold is recorded in the memory space of the control circuit 2.
  • the method comprises a step (not shown) of display on the television screen 5 of a data informing the user of the the next or probable arrival of a weather event likely to generate a surge.
  • this additional threshold can be set to 7, that is to say, correspond to heavy rain.
  • the electronic system 2 and the protection method according to the invention operate preventively. Indeed, it is planned to isolate the electronic system 2 itself and the various terminals and devices to which it is connected well before a single flash was generated because of an adverse weather event.
  • the electronic system 2 of the invention thus implements a protection method of the invention more reliable and offering a high level of security.
  • the embodiment described above is not limiting, and modifications can be made without departing from the scope of the invention.
  • control circuit 2 comprising the circuit breaker 3 and having in memory the program implementing the steps of the protection method according to the invention can be directly integrated in the gateway 4 connected to the wide area network, or in an electronic box independent connected to the decoder 1 and the wide area network.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Remote Monitoring And Control Of Power-Distribution Networks (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

L'invention porte principalement sur un procédé de protection d'au moins un système électronique (2) contre une surtension provoquée par un événement météorologique indésirable. Le procédé de protection est essentiellement caractérisé en ce qu'il comprend des étapes de récupération et d'analyse de données météorologiques provenant d'un serveur distant (18) pour déterminer un niveau de dangerosité d'un événement météorologique susceptible de provoquer une surtension et, lorsque le niveau de dangerosité dépasse un seuil principal d'alerte, une étape d'affichage d'un message d'alerte sur un terminal d'affichage (5) pour prévenir un utilisateur dudit terminal d'un risque de surtension.

Description

PROCEDE ET SYSTEME DE PROTECTION CONTRE LES SURTENSIONS
[0001 ] L'invention s'inscrit dans le domaine technique de la protection des installations électriques contre les surtensions pouvant être provoquées par des événements météorologiques, de telles installations étant raccordées à un réseau d'alimentation électrique.
[0002] L'invention porte plus particulièrement sur un procédé de protection d'un système électronique contre les surtensions provoquées lors d'événements météorologiques particuliers, notamment les surtensions provoquées par la foudre en cas d'orage.
[0003] Il est en effet bien connu que, lors d'un impact de foudre sur les lignes d'un réseau électrique, il existe un risque de détérioration de l'installation électrique raccordée au réseau à cause de la surtension provoquée par la foudre et traversant l'installation. [0004] Pour éviter la détérioration de l'installation électrique en cas de surtension, il est bien connu d'intégrer des composants passifs, comme des varistances ou des disjoncteurs, dans l'installation électrique. Le composant passif entre en action en cas de surtension, soit en déconnectant l'installation électrique du réseau (disjoncteur), soit en absorbant l'énergie électrique supplémentaire due à la surtension (varistance). Cependant, de tels composants présentent l'inconvénient de se détériorer dans le temps et ne peuvent absorber qu'une quantité limitée d'énergie.
[0005] Il est également connu par le document WO2002007283 un dispositif et un procédé de protection d'une installation électrique contre la foudre. Le dispositif en question comprend des moyens de surveillance de l'activité électromagnétique de l'atmosphère, et si cette activité électromagnétique dépasse un niveau d'alerte déterminé, alors le dispositif de protection déconnecte l'installation électrique du réseau. [0006] Cependant, ces variations de l'activité électromagnétique atmosphérique résultent de la propagation dans l'atmosphère d'ondes électromagnétiques générés par la foudre. Ainsi, les moyens de surveillance du dispositif de protection doivent nécessairement attendre la survenu d'un éclair pour permettre au dispositif de déconnecter l'installation du réseau. Il subsiste donc un risque non négligeable que la foudre endommage l'installation électrique avant que le dispositif de protection ne déconnecte l'installation du réseau.
[0007] L'invention vise donc à proposer un procédé de protection d'un système électronique contre les surtensions plus fiable et offrant un niveau de sécurité élevé.
[0008] À cet effet, l'invention propose un procédé de protection d'au moins un système électronique contre une surtension susceptible d'être provoquée par un événement météorologique en cours ou imminent, lequel système électronique est connecté à un réseau de télécommunication et comprend un circuit intégré de commande, le procédé comprenant successivement :
• une étape de connexion du système électronique à un serveur distant contenant des données météorologiques ;
• une étape de récupération des données météorologiques provenant du serveur distant ; · une étape d'analyse par le circuit de commande des données météorologiques récupérées pour leur attribuer un niveau de dangerosité de l'événement météorologique en cours ou imminent ;
• lorsque le niveau de dangerosité attribué dépasse un seuil principal d'alerte enregistré dans un espace mémoire du circuit de commande, une étape d'isolation électrique commandée par le circuit de commande d'au moins un port du système électronique.
[0009] Ainsi, le procédé permet, à partir de l'analyse de données météorologiques collectées en temps réel, de déconnecter le système électronique du réseau électrique pour le protéger des surtensions en cas d'événement météorologique indésirable, comme un orage, et cela avant que l'événement météorologique détecté ne provoque une surtension, par exemple à cause de la foudre générée au cours de cet orage.
[0010] Le procédé de protection de l'invention peut également comporter les caractéristiques optionnelles suivantes considérées isolément ou selon toutes les combinaisons techniques possibles :
- Suite à l'étape d'isolation électrique et après un temps déterminé, une étape de reconnexion électrique du port considéré initiée par un module de temporisation du circuit de commande.
- Préalablement à l'étape d'isolation électrique (et lorsque le niveau de dangerosité attribué dépasse le seuil principal d'alerte), le procédé comprend une étape d'envoi par le circuit de commande d'un signal d'alerte à un terminal d'affichage relié au système électronique.
- Préalablement à l'étape d'isolation électrique (et lorsque le niveau de dangerosité attribué dépasse le seuil principal d'alerte), le procédé comprend une étape supplémentaire d'affichage d'un premier message d'alerte sur le terminal d'affichage à partir d'informations contenues dans le signal d'alerte, le premier message d'alerte prévenant un utilisateur du terminal d'affichage d'un risque de surtension dû à l'événement météorologique en cours ou imminent.
- Le procédé comprend l'étape supplémentaire d'afficher au moins un bouton de commande sur le terminal d'affichage et d'associer le bouton à la transmission d'une commande vers le système électronique destinée à contrôler l'étape d'isolation électrique.
- Le signal d'alerte est configuré pour allumer le terminal d'affichage lorsque celui-ci est éteint. - Le procédé comprend, lorsque le niveau de dangerosité attribué aux données météorologiques récupérées dépasse un seuil supplémentaire d'alerte inférieur au seuil principal d'alerte, une étape supplémentaire d'affichage sur le terminal d'affichage d'une donnée informant l'utilisateur de l'arrivée prochaine d'un événement météorologique susceptible de générer une surtension. - Le procédé comprend une étape de temporisation avant l'étape d'isolation d'au moins un port du système électronique, la durée de temporisation pouvant être réglée par un utilisateur du terminal.
- La durée de temporisation est contenue dans le signal d'alerte et le terminal d'affichage est isolé d'un réseau électrique à la fin de la durée de temporisation.
- L'étape de connexion du système électronique au serveur distant comprend une sous étape d'envoi au serveur distant d'une requête de collecte des données météorologiques, la requête comprenant une information de géolocalisation du système électronique.
- L'étape de récupération des données météorologiques est réalisée en temps réel et comprend les sous-étapes suivantes :
• collecte et sauvegarde des données météorologiques envoyées par le serveur distant ;
• répétition de cette sous-étape de collecte et sauvegarde des données selon une période déterminée dont la valeur est enregistrée dans l'espace mémoire du circuit de commande.
- L'étape d'analyse des données météorologiques comprend au moins les sous-étapes suivantes :
• partition des données météorologique pour extraire les données de température, de pression, de taux d'humidité et de direction et vitesse du vent ;
• mise en corrélation des données extraites pour leur attribuer un niveau de dangerosité parmi une échelle de niveau enregistrée dans l'espace mémoire du circuit de commande.
- L'étape d'analyse des données météorologiques comprend au moins les sous-étapes suivantes :
• partition des données météorologique pour extraire un niveau d'alerte calculé par le serveur distant ; • analyse du niveau d'alerte du serveur distant pour lui attribuer un niveau de dangerosité parmi une échelle de niveau enregistrée dans l'espace mémoire du circuit de commande.
- Le procédé comprend une étape de génération d'un deuxième message d'alerte par le circuit de commande, destiné à être envoyé à tout terminal ou périphérique informatique en communication avec le système électronique, le deuxième message d'alerte prévenant du risque de surtension dû à l'événement météorologique en cours ou imminent.
[001 1 ] L'invention vise également un système électronique, notamment un décodeur, et qui est essentiellement caractérisé en ce qu'il comprend un circuit intégré de commande ayant un espace mémoire, le système électronique comprenant en outre un port d'alimentation à un réseau électrique, au moins un port d'entrée réseau pour connecter le système à un réseau informatique étendu, au moins un port de sortie multimédia pour connecter le système électronique à un terminal d'affichage, le circuit de commande étant adapté pour successivement :
• connecter le système électronique à un serveur distant contenant des données météorologiques ;
• récupérer et analyser des données météorologiques provenant du serveur distant afin de déterminer et attribuer un niveau de dangerosité d'un événement météorologique en cours ou imminent susceptible de générer une surtension au moins dans le système électronique ;
• isoler électriquement au moins un des ports du système électronique lorsque le niveau de dangerosité attribué dépasse un seuil d'alerte enregistré dans l'espace mémoire. [0012] Le système électronique de l'invention peut également comporter les caractéristiques optionnelles suivantes considérées isolément ou selon toutes les combinaisons techniques possibles :
- Le circuit de commande est adapté pour, préalablement à l'isolation électrique (et lorsque le niveau de dangerosité attribué dépasse un seuil principal d'alerte), envoyer un signal d'alerte au terminal d'affichage, le signal d'alerte contenant des informations permettant d'afficher un message d'alerte sur le terminal d'affichage afin de prévenir un utilisateur du terminal d'affichage d'un risque de surtension dû à l'événement météorologique en cours ou imminent.
- Le circuit de commande est adapté pour reconnecter le port considéré après un temps déterminé, par le biais d'un module de temporisation du système électronique.
- Le circuit intégré de commande du système électronique comprend un circuit de coupure comportant des disjoncteurs à commande électrique, les disjoncteurs étant respectivement montés dans des lignes respectives d'alimentation des ports considérés et pilotés par le circuit de commande.
[0013] L'invention vise également un programme d'ordinateur comprenant des instructions qui, lorsque le programme est exécuté par ordinateur, conduisent celui-ci à mettre en œuvre les étapes du procédé tel que décrit précédemment.
[0014] L'invention vise enfin un moyen de stockage lisible par ordinateur, sur lequel est enregistré le programme d'ordinateur tel que décrit ci-dessus.
[0015] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est donnée ci-dessous, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figures annexées parmi lesquelles :
- la figure 1 est un diagramme représentant l'intégration du système électronique de l'invention dans un environnement réseau,
- la figure 2 est un schéma d'un circuit électrique du système électronique selon un mode de réalisation, permettant de déclencher des coupe-circuits pour déconnecter au moins un port dudit système électronique, et
- la figure 3 est un diagramme illustrant les principales étapes du procédé de protection de l'invention.
[0016] Il est tout d'abord précisé que sur les figures, les mêmes références désignent les mêmes éléments quelle que soit la figure sur laquelle elles apparaissent et quelle que soit la forme de représentation de ces éléments. De même, si des éléments ne sont pas spécifiquement référencés sur l'une des figures, leurs références peuvent être aisément retrouvées en se reportant à une autre figure.
[0017] Il est également précisé que les figures représentent essentiellement un mode de réalisation de l'objet de l'invention mais qu'il peut exister d'autres modes de réalisation qui répondent à la définition de l'invention.
[0018] En référence aux figures 1 et 2, le système électronique 1 comprend un circuit intégré de commande 2, comportant lui-même au moins un espace mémoire, un processeur de traitement des données, une pluralité de ports d'entrée 21 et de sortie 20, 22 pour intégrer le système électronique 1 dans un environnement de télécommunication dont les caractéristiques seront développées ci-après. Le décodeur 1 est bien entendu connecté au réseau électrique domestique via un port d'alimentation électrique 19, afin d'être alimenté en énergie.
[0019] En outre, le circuit de commande 2 du système électronique 1 comprend un circuit électronique de coupure 3 adapté pour déconnecter les lignes d'alimentation des ports 19 - 22 du système électronique 1 . Ce circuit de coupure 3 et son fonctionnement seront décrits en détail plus loin.
[0020] Le système électronique 1 est destiné à être intégré dans un réseau local par exemple de type TCP/IP, ce réseau local faisant partie de l'environnement de télécommunication. Le système électronique 1 est donc connecté à tout périphérique et/ou terminal connecté au réseau local. A titre d'exemple préférentiel et non limitatif, le système électronique 1 est un boîtier décodeur (de l'anglais « set top box »). Dans la suite de la description, pour plus de clarté, nous utiliserons le terme « décodeur » pour définir le système électronique 1 de l'invention. [0021 ] Le décodeur 1 est connecté par l'intermédiaire d'une passerelle 4 (de l'anglais « gateway ») à un réseau étendu de type internet, par exemple selon un protocole TCP/IP, ce réseau étendu faisant partie de l'environnement de télécommunication. Ce décodeur 1 est également connecté à un terminal d'affichage 5, par exemple un téléviseur comprenant au moins un port d'entrée vers une interface multimédia, préférentiellement un port d'entrée HDMI (de l'anglais « High-Definition Multimedia Interface »). Le décodeur 1 comprend donc au moins un port 20 de sortie HDMI pour se connecter au téléviseur 5.
[0022] En outre, le décodeur 1 comprend au moins un port d'entrée 21 réseau et optionnellement un port de sortie 22 réseau, par exemple de type Ethernet. Ainsi, le décodeur 1 est relié à la passerelle 4 via son port d'entrée Ethernet 21 , ce qui lui permet de recevoir du contenu provenant du réseau étendu. Le décodeur est également adapté pour être connecté à un périphérique externe 6, par exemple par l'intermédiaire de son port de sortie Ethernet 22, ou bien par le biais d'un port de sortie de type USB (de l'anglais « Universal Sériai Bus », traduit « Bus Universel en Série »), ou simplement par le biais de la passerelle 4 à laquelle le périphérique externe 6 est connecté.
[0023] De plus, le décodeur 1 comprend des ports d'entrée et de sortie TV pour recevoir et transmettre des signaux provenant d'une antenne TV.
[0024] Selon l'invention, le circuit de commande 2 du décodeur 1 est adapté pour récupérer et analyser des données météorologiques, dans le but de définir les événements météorologiques en temps réel et de déterminer ainsi un niveau de dangerosité de ces événements, selon une échelle contenue dans une base de données enregistrée dans l'espace mémoire du circuit de commande 2. Par exemple, cette base de données comprend dix niveaux numérotés de un à dix, et à chaque niveau correspond un événement météorologique particulier. Plus le niveau est élevé, plus l'événement météorologique est défavorable, et plus le risque que l'événement météorologique génère une surtension dans le décodeur 1 , par exemple à cause d'un éclair produit durant cet événement, est élevé.
[0025] Le tableau I ci-dessous illustre la correspondance entre le niveau de dangerosité et l'événement météorologique.
1 Ensoleillé, clair
2 Faibles passages nuageux, brouillard, éclaircie
3 Faiblement nuageux, averse de pluie faible, éclaircie
4 Couvert avec averse 5 Stratus, pluie faible
6 Pluie modérée, fortement nuageux
7 Pluie forte
8 Faiblement orageux
9 Orage modéré
10 Fortement orageux
Tableau I - correspondance entre les niveaux de dangerosité et des événements météorologiques
[0026] Ainsi, lorsque le niveau attribué à un événement météorologique en cours (i.e. qui a déjà commencé) ou imminent (i.e. sur le point de commencer) par le circuit de commande 2 dépasse un seuil principal déterminé, alors le circuit de commande 2 envoie un signal électrique au circuit de coupure 3 pour définir une séquence d'isolation électrique des différents ports 19 - 22 du décodeur 1 . Une procédure d'alerte et d'isolation électrique, faisant partie intégrante du procédé de protection de l'invention, sera décrite en détail ultérieurement. [0027] En référence à la figure 2, le circuit électrique de coupure 3 comprend des premier, deuxième et troisième connecteurs d'entrée/sortie pour un usage général 7, 8, 9, communément appelés connecteurs GPIO (de l'anglais « General Purpose Input/Output »), et qui permettent au circuit de commande 2 de piloter le circuit de coupure 3. Les connecteurs GPIO 7, 8, 9 permettent au circuit de commande 2 de piloter des disjoncteurs 10, 1 1 , 12, 13 du circuit de coupure 3. Les disjoncteurs 10 - 13 sont respectivement montés sur des lignes d'alimentation en électricité des ports respectifs 19 - 22 du décodeur 1 . En outre, l'activation respective des disjoncteurs 10 - 13 est rendue possible par l'activation par les connecteurs GPIO 7, 8, 9 de transistors respectifs 16a, 16b, 16c, 16d intégrés dans le circuit de coupure 3.
[0028] En particulier, le disjoncteur 10 permet d'isoler électriquement le port d'alimentation 19 du décodeur 1 qui est relié au réseau électrique, le disjoncteur 1 1 permet d'isoler le port 20 de sortie HDMI, le disjoncteur 12 permet d'isoler le port de sortie Ethernet 22 et le disjoncteur 13 permet d'isoler le port d'entrée Ethernet 21 .
[0029] Chaque connecteur GPIO 7 - 9 peut adopter un état logique particulier (0 ou 1 ), cet état logique étant attribué par le circuit de commande 2. Lorsque l'état logique d'un connecteur GPIO est configuré à 0, il joue alors le rôle de sortie et ne peut donc pas envoyer de signaux au disjoncteur considéré 10 - 13. En revanche, lorsque l'état logique d'un connecteur GPIO est configuré à 1 , il joue le rôle d'entrée et peut envoyer des signaux au disjoncteur considéré 10 - 13.
[0030] Dans l'état logique 1 , le premier connecteur GPIO 7 active un premier transistor 14 pour permettre de déclencher l'isolation électrique d'au moins l'un des ports 19 - 22 du décodeur 1 . Les deuxième 8 et troisième 9 connecteur GPIO permettent au circuit de commande 2 de piloter les disjoncteurs 10 - 13 selon une séquence déterminée pour sélectionner les lignes d'alimentations des ports 19 - 22 du décodeur 1 qui seront isolées du réseau électrique. Ainsi, l'état ouvert ou fermé des disjoncteurs 10 - 13 dépend de la combinaison d'état des deuxième et troisième GPIO 8, 9. Ces combinaisons et leur effet sur l'état actif (1 ) ou inactif (0) des disjoncteurs 10 - 13 obéit à une table de vérité illustrée dans le tableau II ci- dessous.
disjoncteurs 10 - 13 [0031 ] Un disjoncteur 10 - 13 dans son état actif (1 ) ouvre la ligne d'alimentation en électricité du port considéré 19 - 22, c'est-à-dire isole ledit port du réseau électrique.
[0032] Ainsi, et à titre d'exemple, pour générer l'isolation électrique du port HDMI 20, c'est-à-dire pour fermer le disjoncteur 1 1 , le circuit de commande 2 doit envoyer une instruction qui mettra les premier 7 et troisième 9 connecteurs GPIO dans l'état logique 1 et le deuxième connecteur GPIO 8 dans l'état logique 0, selon la table de vérité illustrée au tableau II ci-dessus. Comme illustré à la figure 3, la combinaison des états des deuxième 8 et troisième 9 connecteur GPIO est démultipliée par un démultiplexeur 15 avant d'activer au moins l'un des transistors 16a - 16d propre au disjoncteur considéré 10 - 13.
[0033] L'isolation successive des différents ports 19 - 22 sera donc réalisée par l'envoi successif par le circuit de commande 2 d'instructions contrôlant l'état logique des trois connecteurs GPIO 7, 8, 9. [0034] Enfin, le circuit de commande 2 comprend un module de temporisation 17 qui permet de désactiver les disjoncteurs 10 - 13 pour reconnecter les ports considérés du décodeur 1 au réseau électrique, et ce après un temps déterminé. Afin d'être alimenté en permanence, ce module de temporisation 17 est relié à un accumulateur de type batterie monté dans le décodeur 1 . [0035] Selon l'invention, un programme d'ordinateur est enregistré dans l'espace mémoire du circuit de commande 2. Ce programme est destiné à être exécuté par le processeur du circuit de commande 2 pour mettre en œuvre le procédé de protection du décodeur 1 , et le cas échéant du téléviseur 5 et des autres périphériques 6 connectés au décodeur 1 , contre les surtensions pouvant être provoquées par des événements météorologiques particuliers, notamment des orages.
[0036] On décrit le procédé de protection de l'invention en référence à la figure 3.
[0037] Le procédé de protection est initié par le circuit de commande 2 du décodeur 1 dès que ce dernier est mis sous tension, par exemple par l'utilisateur. Le circuit de commande 2 lance le programme en tâche de fond 100, ledit programme chargeant tous les paramètres nécessaires à la mise en œuvre des étapes du procédé. Ces paramètres sont le seuil de déclenchement d'une alerte, la séquence des ports 19 - 22 à isoler, et des première et deuxième durées de temporisation.
[0038] Le seuil de déclenchement correspond au niveau de dangerosité à partir duquel le procédé de protection initie la procédure d'alerte et d'isolation à cause d'un risque de surtension. La première durée de temporisation correspond au délai entre la génération d'une alerte et l'enclenchement de l'isolation électrique des ports 19 - 22. La deuxième durée de temporisation correspond au délai entre l'isolation des lignes d'alimentation des ports 19 - 22 du décodeur 1 et la reconnexion de ces différentes lignes par le module de temporisation 17.
[0039] L'utilisateur est en outre en mesure de modifier ces différents paramètres relatifs à la mise en œuvre du procédé en pilotant une interface graphique avec la télécommande du décodeur, ou bien directement avec des boutons physiques en façade du décodeur 1 . On reviendra plus loin sur les paramètres ajustables par l'utilisateur.
[0040] Au cours de la première étape 101 du procédé, le circuit de commande 2 du décodeur 1 connecte ledit décodeur 1 à un serveur distant 18 contenant des données météorologiques (figure 1 ). Cette connexion se fait par envoi d'une requête selon un protocole HTTP (de l'anglais « HyperText Transfer Protocol »), ou HTTPS pour bénéficier d'une connexion sécurisée. Cette requête comprend également les coordonnées géographiques du décodeur 1 . Au besoin, le décodeur 1 peut se connecter à plusieurs serveurs distants 18.
[0041 ] Si le serveur distant 18 ne répond pas à la requête de connexion 102N, un message d'erreur 103 est diffusé sur le téléviseur 5 et le programme s'arrête 104. [0042] Si le serveur distant répond 102Y, la connexion entre le décodeur 1 et le serveur distant 18 est établie. Le circuit de commande 2 consulte 105, récupère 106 et prépare 107 alors les valeurs des différents paramètres permettant la mise en œuvre des étapes du procédé, ces valeurs étant mémorisées dans l'espace mémoire du circuit de commande 2. Plus précisément, lorsque l'utilisateur modifie les paramètres via l'interface graphique, les valeurs des paramètres sont consultées 105 et récupérées 106 par le circuit de commande 2 via une liaison Websocket (protocole réseau connu de l'homme du métier) entre ledit circuit de commande 2 et l'interface graphique, en utilisant un protocole RPC (de l'anglais « Remote Procédure Call »). Le programme principal lance 109 alors trois algorithmes 200, 300, 400 qui vont permettre respectivement la collecte des données météorologiques, l'analyse des données météorologiques collectées pour identifier l'événement météorologique, et l'établissement d'un niveau de dangerosité de l'événement météorologique.
[0043] Au cours de la deuxième étape du procédé 201 - 203, le circuit de commande 2 récupère 201 les données météorologiques du serveur distant en lui envoyant des données correspondant à la localisation géographique du décodeur. Les données reçues sont alors formatées 202 par le circuit de commande 2 dans un format de données textuelles, comme le « JavaScript Object Notation » (JSON) ou le « extensible Markup Language » (XML) ou dans un format de données binaire, comme le « MessagePack », et enregistrées 301 dans l'espace mémoire du circuit de commande 2. Ces données météorologiques contiennent des informations sur le climat courant, mais également des prévisions climatiques sur les jours à venir. De manière optionnelle, ces données météorologiques comprennent également un niveau d'alerte climatique établi par le serveur distant 18. A titre d'exemple non limitatif, on peut citer les alertes de vigilance verte, jaune, orange, rouge et violette de Météo France.
[0044] Cette étape de récupération de données est exécutée périodiquement 203, selon une période déterminée. Typiquement, la collecte de données est réalisée chaque minute par le circuit de commande 2.
[0045] Au cours de la troisième étape du procédé, l'algorithme d'analyse des données météorologiques va parser les données collectées 302, c'est-à-dire qu'il va extraire des parties des données météorologiques collectées et les classer. En particulier, l'algorithme va extraire des données météorologiques la pression atmosphérique, la température, la direction et la vitesse du vent et le taux d'humidité de l'air, et le cas échéant le niveau d'alerte climatique établi par le serveur distant 18. [0046] Au cours de la quatrième étape du procédé 303, 304, l'algorithme d'analyse des données météorologiques va analyser les variations de pression atmosphérique dans le temps 303, ainsi que les variations de température dans le temps 304. Il est par exemple connu qu'une diminution de la pression atmosphérique de 1 hectopascal à 2 hectopascals par heure est un indicateur d'orage et de tempête. En outre, l'algorithme réalise une corrélation entre les variations de pression atmosphérique et de température pour détecter les risques d'orage : l'algorithme analysant les données météorologiques permet d'étudier la variation de ces données sur des échelles de temps variables. L'algorithme recrée alors un ensemble de données représentant la dérivée des valeurs sur plusieurs échelles de temps. Les niveaux critiques sont atteints pour des dérivées négatives entre la pression et le temps, ainsi que pour la température et le temps, sur des échelles d'une à deux heures. L'algorithme définit aussi la corrélation entre la température et la pression, ce qui permet de voir des diminutions brutales sur la condition atmosphérique actuelle et ainsi permettre éventuellement de déclencher des alertes.
[0047] Au cours de la cinquième étape du procédé 305, 306, l'algorithme d'analyse 300 étudie les variations de vitesse et de direction du vent pour établir un contexte climatique 305, c'est-à-dire pour attribuer un niveau textuel de dangerosité à partir de la base de données des événements météorologiques représentée au tableau I. Ce contexte climatique est donc représentatif d'un événement météorologique courant ou à venir et est déduit des données de pression, de direction et vitesse du vent et de température précédemment analysées. [0048] En outre, pour éviter les fausses détections d'événements météorologiques indésirables, l'algorithme 300 peut analyser d'autres paramètres météorologiques extraits des données collectées, comme le taux d'humidité, la position des nuages en basse, moyenne et haute altitude, ainsi que l'index de George ou K-index, qui est un indice de stabilité de l'air et représente le potentiel orageux. Le contexte climatique, représentatif de l'analyse complète des données météorologiques, est alors enregistré 306 dans l'espace mémoire du circuit de commande 2. [0049] De manière alternative, lorsque le niveau d'alerte climatique établi par le serveur distant 18 est compris dans les données météorologiques, les quatrième et cinquième étapes du procédé décrites ci-dessus sont remplacés par une unique étape d'analyse du niveau d'alerte climatique établi par le serveur distant 18. Cette étape débouche sur l'enregistrement 306 dans l'espace mémoire du circuit de commande 2 du contexte climatique représentatif de ce niveau d'alerte climatique.
[0050] Au cours de la sixième étape du procédé 401 , 402, le contexte climatique est envoyé 401 à l'algorithme d'établissement d'un niveau de dangerosité de l'événement climatique 400. L'algorithme 400 attribue alors un niveau de dangerosité à l'événement météorologique précédemment déterminé 402, en utilisant la base de données représentée au tableau I. le niveau attribué est donc compris entre 1 et 10 et représente le niveau de dangerosité de l'événement météorologique découlant du contexte climatique.
[0051 ] Au cours de la septième étape du procédé 403, l'algorithme 400 évalue si le niveau de dangerosité atteint ou dépasse le seuil principal de déclenchement d'alerte. Comme évoqué ci-dessus, le seuil est déterminé et enregistré dans l'espace mémoire du circuit de commande 2. Il est également paramétrable par l'utilisateur en pilotant l'interface graphique appropriée avec la télécommande du décodeur 1 . Par exemple, l'utilisateur peut choisir de régler le seuil à 8, c'est-à-dire faiblement orageux.
[0052] Si le niveau de dangerosité est inférieur au seuil principal d'alerte, alors une nouvelle collecte et analyse de données météorologiques est réalisée par les algorithmes 200, 300, 400. Comme évoqué ci-dessus, la collecte et l'analyse de ces données météorologiques est réalisée périodiquement tant qu'une alerte n'est pas déclenchée.
[0053] Au cours d'une huitième étape du procédé, si le niveau de dangerosité est supérieur ou égal au seuil principal d'alerte, alors le circuit de commande lance un algorithme d'alerte 500 qui initie la procédure d'alerte d'isolation électrique d'au moins une ligne d'alimentation de port 19 - 22 du décodeur 1 . Concomitamment, le circuit de commande 2 pilote l'arrêt de la récupération périodique des données météorologiques. [0054] Le circuit de commande 2 lance un compte à rebours avant activation du circuit de coupure 3, ce compte à rebours étant paramétrable par l'utilisateur via l'interface graphique du menu du décodeur 1 pour ainsi régler la première durée de temporisation. Le circuit de commande 2 génère 501 également un premier signal à destination du téléviseur 5. Ce premier signal émis est de préférence un signal HDMI CEC (de l'anglais « Consumer Electronics Control ») et permet de prévenir la carte électronique du téléviseur 5 d'une alerte climatique et d'un risque de surtension. Ce premier signal permet également d'allumer le téléviseur 5 si ce dernier est éteint. Le signal comprend en outre des informations pour l'affichage d'un message d'alerte sur l'écran du téléviseur 5, afin de prévenir l'utilisateur du téléviseur 5 du risque de surtension. Ainsi, l'utilisateur est informé en avance du risque de surtension et d'une prochaine isolation électrique, ce qui lui laisse la possibilité d'entreprendre des actions, par exemple isoler manuellement d'autres équipements. [0055] L'affichage est en fait une autre interface graphique qui décrit l'alerte en cours. Des boutons de commande sont en outre avantageusement affichés sur l'écran du téléviseur 5, chaque bouton étant associé à la transmission d'une commande vers le circuit de commande 2 pour contrôler les différents paramètres de la procédure d'alerte et d'isolation électrique. En particulier l'utilisateur peut choisir d'ignorer la suite de la procédure d'isolation ou de la déclencher avant la fin de la première durée de temporisation, ou choisir quelles lignes d'alimentation de ports 19 - 22 du décodeur 1 il souhaite isoler.
[0056] Parallèlement, le circuit de commande 2 génère un message de données textuelles ou binaire 502, par exemple dans le format JSON, qui contient une description de l'alerte et la première durée de temporisation avant lancement par le circuit de commande 2 de l'isolation électrique d'au moins l'un des ports 19 - 22 du décodeur 1 . Ce message est ensuite envoyé 503 sur le réseau local à destination des périphériques 6 connectés à ce réseau et donc au décodeur 1 , en utilisant un protocole de type UDP pour diffuser le message sur l'ensemble des appareils communicant sur le réseau TCP/IP. Ainsi, si les périphériques concernés possèdent une fonctionnalité permettant de recevoir et décoder le message JSON, ils seront également en mesure de se déconnecter du réseau électrique à l'issue de la première durée de temporisation.
[0057] De même, la première durée de temporisation est contenue dans le signal HDMI CEC envoyé au téléviseur 5, si bien que la carte électronique de ce dernier pilotera la fermeture et l'isolation du réseau électrique du téléviseur 5 à la fin de la première temporisation.
[0058] Concomitamment aux étapes 501 et 502, le circuit de commande 2 envoie un signal électrique 504 aux connecteurs GPIO 7, 8, 9 du circuit de coupure 3. Ce signal attribue un état logique à chaque connecteur GPIO 7, 8, 9 selon une séquence permettant d'isoler 505 électriquement et successivement au moins l'un des ports 19 - 22 du décodeur 1 en activant les disjoncteurs considérés 10 - 13, comme cela a été décrit plus haut. Il est à noter que les disjoncteurs 10 - 13 permettent le cas échéant d'évacuer un surplus d'énergie électrique en cas de surtension. [0059] Par défaut, si l'utilisateur n'a pas modifié les paramètres de la procédure d'isolation, les ports HDMI et Ethernet 20, 21 , 22 sont successivement déconnecté du réseau électrique, puis le port d'alimentation 1 9 est finalement déconnecté pour éteindre le décodeur 1 .
[0060] Le signal électrique envoyé au circuit de coupure 3 est également reçu 506 par le module de temporisation 17 qui démarre la deuxième durée de temporisation avant réamorçage : à l'issue de la deuxième durée de temporisation enregistrée dans l'espace mémoire du circuit de commande 2, un réenclencheur du module de temporisation 17 (qui est alimenté en énergie électrique par batterie) reconnecte 507 électriquement le port d'alimentation 19 et le port Ethernet d'entrée 21 pour reconnecter le décodeur 1 au réseau étendu. Le circuit de commande 2 effectue alors une collecte et une analyse de nouvelles données météorologique pour déterminer un nouveau niveau de dangerosité.
[0061 ] Si ce nouveau niveau de dangerosité est toujours supérieur au seuil principal d'alerte, le circuit de commande 2 pilote de nouveau l'arrêt du décodeur 1 . Si le nouveau niveau est inférieur au seuil principal, alors le circuit de commande 2 envoie un signal électrique aux connecteurs GPIO pour commander la reconnexion au réseau électrique des ports 19 - 22 du décodeur 1 qui ont été isolés, en désactivant les disjoncteurs considérés 10 - 13 (ce qui permet de fermer les lignes d'alimentation des ports 19 - 22 considérés).
[0062] La deuxième durée de temporisation, d'une durée par exemple comprise entre une minute et quarante-huit heures, peut être paramétrée par l'utilisateur via l'interface graphique du décodeur 1 . En outre, cette deuxième durée de temporisation est également intégrée dans le message JSON envoyé par le circuit de commande 2 aux périphériques et dans le signal HDMI CEC envoyé au téléviseur 5. A l'issu de la deuxième temporisation, les cartes électroniques respectives du téléviseur 5 et des périphériques pourront alors piloter l'allumage de ces derniers s'ils disposent de telles fonctionnalités.
[0063] De manière optionnelle, un seuil supplémentaire d'alerte inférieur au seuil principal d'alerte est enregistré dans l'espace mémoire du circuit de commande 2. Ainsi, lorsque le niveau de dangerosité de l'événement climatique est inférieur au seuil principal mais supérieur ou égal au seuil supplémentaire paramétrable par l'utilisateur via l'interface graphique du décodeur 1 , le procédé comprend une étape (non représentée) d'affichage sur l'écran du téléviseur 5 d'une donnée informant l'utilisateur de l'arrivée prochaine ou probable d'un événement météorologique susceptible de générer une surtension. Il est bien entendu que dans ce cas particulier, la procédure d'alerte et d'isolation n'est pas initiée. Par exemple, ce seuil supplémentaire peut être réglé à 7, c'est-à-dire correspondre à une forte pluie.
[0064] En se basant sur la détection d'un contexte climatique défavorable, c'est-à- dire risquant de provoquer des surtensions, le système électronique 2 et le procédé de protection selon l'invention fonctionnent de manière préventive. En effet, il est prévu d'isoler le système électronique 2 lui-même et les différents terminaux et périphériques auxquels il est relié bien avant qu'un seul éclair n'ait été généré à cause d'un événement météorologique défavorable. Le système électronique 2 de l'invention met donc en œuvre un procédé de protection de l'invention plus fiable et offrant un niveau de sécurité élevé. [0065] Le mode de réalisation décrit ci-dessus n'est nullement limitatif, et des modifications peuvent y être apportées sans sortir du cadre de l'invention. Par exemple, le circuit de commande 2 comprenant le coupe circuit 3 et ayant en mémoire le programme mettant en œuvre les étapes du procédé de protection selon l'invention peut être directement intégré dans la passerelle 4 connectée au réseau étendu, ou dans un boîtier électronique indépendant connecté au décodeur 1 et au réseau étendu.

Claims

REVENDICATIONS
Procédé de protection d'au moins un système électronique (1 ) contre une surtension susceptible d'être provoquée par un événement météorologique en cours ou imminent, lequel système électronique (1 ) est connecté à un réseau de télécommunication et comprend un circuit intégré de commande (2), le procédé comprenant successivement :
• une étape de connexion (101 , 102Y) du système électronique (2) à un serveur distant (18) contenant des données météorologiques ;
• une étape de récupération (201 - 203) des données météorologiques provenant du serveur distant (18) ;
• une étape d'analyse (301 - 306) par le circuit de commande (2) des données météorologiques récupérées pour leur attribuer (402) un niveau de dangerosité de l'événement météorologique en cours ou imminent ; et, lorsque le niveau de dangerosité attribué dépasse un seuil principal d'alerte enregistré dans un espace mémoire du circuit de commande :
• une étape d'envoi (501 ) par le circuit de commande (2) d'un signal d'alerte à un terminal d'affichage (5) relié au système électronique (1 ) ;
• une étape d'affichage d'un premier message d'alerte sur le terminal d'affichage (5) à partir d'informations contenues dans le signal d'alerte, le premier message d'alerte prévenant un utilisateur du terminal d'affichage (5) d'un risque de surtension dû à l'événement météorologique en cours ou imminent ; et une étape d'isolation électrique (504, 505) commandée par le circuit de commande (2) d'au moins un port (19, 20, 21 , 22) du système électronique (1 )-
2. Procédé selon la revendication précédente, comprenant une étape supplémentaire d'afficher au moins un bouton de commande sur le terminal d'affichage (5) et d'associer le bouton à la transmission d'une commande vers le système électronique (1 ) destinée à contrôler l'étape d'isolation électrique (504, 505).
3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le signal d'alerte est configuré pour allumer le terminal d'affichage (5) lorsque celui-ci est éteint.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant, lorsque le niveau de dangerosité attribué aux données météorologiques récupérées dépasse un seuil supplémentaire d'alerte inférieur au seuil principal d'alerte, une étape supplémentaire d'affichage sur le terminal d'affichage (5) d'une donnée informant l'utilisateur de l'arrivée prochaine d'un événement météorologique susceptible de générer une surtension.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel une étape de temporisation est prévue avant l'étape d'isolation (504, 505) d'au moins un port (19, 20, 21 , 22) du système électronique (1 ), la durée de temporisation pouvant être réglée par un utilisateur du terminal (5).
6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel la durée de temporisation est contenue dans le signal d'alerte et dans lequel le terminal d'affichage (5) est isolé d'un réseau électrique à la fin de la durée de temporisation.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'étape de connexion (101 , 102Y) du système électronique (1 ) au serveur distant (18) comprend une sous-étape d'envoi (101 ) au serveur distant (18) d'une requête de collecte des données météorologiques, la requête comprenant une information de géolocalisation du système électronique (1 ).
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'étape de récupération (201 - 203) des données météorologiques est réalisée en temps réel et comprend les sous-étapes suivantes : • collecte (201 ) et sauvegarde (202) des données météorologiques envoyées par le serveur distant ;
• répétition (203) de cette sous-étape de collecte (201 ) et sauvegarde (202) des données selon une période déterminée dont la valeur est enregistrée dans l'espace mémoire du circuit de commande (2).
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'étape d'analyse (301 - 306) des données météorologiques comprend au moins les sous-étapes suivantes :
• partition (302) des données météorologique pour extraire les données de température (304), de pression (303), de taux d'humidité et de direction et vitesse du vent ;
• mise en corrélation (305) des données extraites pour leur attribuer un niveau de dangerosité parmi une échelle de niveau enregistrée dans l'espace mémoire du circuit de commande (2).
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans lequel l'étape d'analyse (301 - 306) des données météorologiques comprend au moins les sous-étapes suivantes :
• partition (302) des données météorologique pour extraire un niveau d'alerte calculé par le serveur distant (18) ;
• analyse du niveau d'alerte du serveur distant (18) pour lui attribuer un niveau de dangerosité parmi une échelle de niveau enregistrée dans l'espace mémoire du circuit de commande (2).
1 1 . Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant une étape de génération d'un deuxième message d'alerte (502) par le circuit de commande (2), destiné à être envoyé (503) à tout terminal ou périphérique informatique (6) en communication avec le système électronique (1 ), le deuxième message d'alerte prévenant du risque de surtension dû à l'événement météorologique en cours ou imminent.
12. Système électronique (1 ), notamment un décodeur, comprenant un circuit intégré de commande (2) ayant un espace mémoire, le système électronique (1 ) comprenant en outre un port d'alimentation (19) à un réseau électrique, au moins un port d'entrée réseau (21 ) pour connecter le système à un réseau informatique étendu, au moins un port de sortie multimédia (20) pour connecter le système électronique (1 ) à un terminal d'affichage (5), le circuit de commande (2) étant adapté pour successivement : · connecter le système électronique (1 ) à un serveur distant (18) contenant des données météorologiques ;
• récupérer et analyser des données météorologiques provenant du serveur distant afin de déterminer et attribuer un niveau de dangerosité d'un événement météorologique en cours ou imminent susceptible de générer une surtension au moins dans le système électronique (1 ) ; et, lorsque le niveau de dangerosité attribué dépasse un seuil d'alerte enregistré dans l'espace mémoire :
• envoyer un signal d'alerte au terminal d'affichage (5), le signal d'alerte contenant des informations permettant d'afficher un message d'alerte sur le terminal d'affichage (5) afin de prévenir un utilisateur du terminal d'affichage
(5) d'un risque de surtension dû à l'événement météorologique en cours ou imminent ;
• isoler électriquement au moins un des ports (19 - 22) du système électronique (1 ). 13. Système selon la revendication 12, dans lequel le circuit intégré de commande (2) comprend un circuit de coupure (3) comportant des disjoncteurs à commande électrique (10, 1 1 , 12,
13), les disjoncteurs étant respectivement montés dans des lignes respectives d'alimentation des ports considérés (19 - 22) et pilotés par le circuit de commande (2).
14. Programme d'ordinateur comprenant des instructions qui, lorsque le programme est exécuté par ordinateur, conduisent celui-ci à mettre en œuvre les étapes du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 1 1 .
15. Moyen de stockage lisible par ordinateur, sur lequel est enregistré le programme d'ordinateur selon la revendication 14.
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