EP3717876A1 - Dispositif de surveillance acoustique continue et procede correspondant - Google Patents

Dispositif de surveillance acoustique continue et procede correspondant

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Publication number
EP3717876A1
EP3717876A1 EP18826766.0A EP18826766A EP3717876A1 EP 3717876 A1 EP3717876 A1 EP 3717876A1 EP 18826766 A EP18826766 A EP 18826766A EP 3717876 A1 EP3717876 A1 EP 3717876A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
acoustic
signal
indicators
monitoring device
duration
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.)
Withdrawn
Application number
EP18826766.0A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Nicolas Cote
Alexis Vlandas
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.)
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Yncrea Hauts de France
Universite de Lille
Original Assignee
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Yncrea Hauts de France
Universite de Lille
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 Centre National de la Recherche Scientifique CNRS, Yncrea Hauts de France, Universite de Lille filed Critical Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Publication of EP3717876A1 publication Critical patent/EP3717876A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H3/00—Measuring characteristics of vibrations by using a detector in a fluid
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H3/00—Measuring characteristics of vibrations by using a detector in a fluid
    • G01H3/10—Amplitude; Power
    • G01H3/12—Amplitude; Power by electric means
    • G01H3/125—Amplitude; Power by electric means for representing acoustic field distribution
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H3/00—Measuring characteristics of vibrations by using a detector in a fluid
    • G01H3/10—Amplitude; Power
    • G01H3/14—Measuring mean amplitude; Measuring mean power; Measuring time integral of power

Definitions

  • the present invention relates to acoustic monitoring of an environment, especially continuously.
  • the present invention relates to an acoustic monitoring device, powered independently, and the corresponding global monitoring system, for monitoring an industrial or urban environment.
  • different noise or acoustic indicators are used such as, for example, night noise level indicators L N expressed in decibels, dB, and A-weighted to take into account the sensitivity of the human ear.
  • An acoustic monitoring can also, in an urban environment, continuously monitor the noise nuisance caused by a construction site for example, in order to limit nuisance and avoid complaints from residents.
  • monitoring the sound signal emitted by an industrial equipment for example a machine
  • acoustic signals there are two ways to analyze acoustic signals: a sound level measurement (energy measurement only) or an analysis of the signal waveform (digital audio signal corresponding to the sound pressure).
  • the first way is used in environmental acoustics, especially for monitoring large transport infrastructure, such as highways, high-speed railways or airports.
  • the sound wave is then picked up by a microphone and then integrated to determine its energy.
  • the integration time was set on the analog sonometers by the operator to facilitate the reading of the sound level. Three integration times were used: long (ls), short (125ms) and pulse (10ms).
  • L p in decibel (dB) thus measured are then combined to determine an equivalent sound level, q, T (dB), corresponding to an average energy over an observation time T.
  • the external sound environments are usually quantified by the weighted equivalent sound level A, Z. Aeq (dB).
  • Sound level meters are used in different contexts: spot measurement or measurement station in the context of observatories of the sound environment. These observatories have a maximum of a few tens of sound level meters to monitor the entire territory of a large metropolis. Measurements are used to qualify the sound environment: for example, they are used to determine the black spots of the noise (place where the noise level is higher than the regulation). However, these indicators are not very correlated with the noise discomfort perceived by local residents or the pleasantness of sound environments.
  • the sound meters used in a timely manner are powered by a battery allowing a measurement of a few days. For longer measurements, it is necessary to feed them via an external network.
  • the second way is based on more complex analysis tools.
  • the acoustic wave is picked up by a microphone and digitized before being processed by an algorithm.
  • the sound signal thus obtained contains detailed information making it possible to determine numerous acoustic indicators. These thus qualify the evaluated product: fundamental frequency (F 0 ), linear prediction coefficients, spectral center of gravity, perceived sound level, etc.
  • F 0 fundamental frequency
  • linear prediction coefficients linear prediction coefficients
  • spectral center of gravity spectral center of gravity
  • perceived sound level etc.
  • the energy consumption of an acoustic measurement depends on the consumption of the microphone, the processing unit and the transmission of the analysis between the processing unit and the storage unit. It is possible to reduce the energy consumption for each element separately.
  • the current tools for measuring the sound environment are based on continuous measurement. Thus, despite the development of sensors and low-power processing tools, the continuous processing of a signal remains the primary source of energy consumption of communicating objects.
  • the present invention aims to solve the various technical problems mentioned above.
  • the present invention aims to provide a continuous acoustic monitoring device to optimize the power supply of the device so as to obtain a longer monitoring period.
  • the present invention also aims to provide an acoustic monitoring device for providing substantial information on the surrounding acoustic environment, so as to allow a subsequent more refined analysis from complex acoustic indicators for example.
  • a device for monitoring, or measuring, a continuous acoustic signal the monitoring device being fed autonomously and comprising:
  • an acoustic transducer receiving an activation signal, and configured to provide, when activated, an electrical signal corresponding to the measured acoustic pressure of the acoustic signal
  • control means supplying the activation signal
  • an analysis means receiving as input the electrical signal supplied by the acoustic transducer and outputting successive values of one or more acoustic indicators representative of the acoustic signal over a determined period of time
  • a means of communication for example wireless, receiving the successive values of the acoustic indicator or indicators supplied by the analysis means, and configured to transmit, at a first time interval, one or more several values of the acoustic indicator (s) to a reception means, or transmission-reception means, remote from the monitoring device.
  • control means is configured to activate the acoustic transducer for a fraction of said determined duration
  • analysis means is configured to determine each value of the acoustic indicator (s) from the electrical signal corresponding to the acoustic signal. during said fraction of said determined duration.
  • the measurement and analysis of signals measured on a fraction only of the determined duration made it possible to obtain values of acoustic indicators close to those obtained from signals measured during the whole determined duration.
  • the invention makes it possible to carry out a supervised and thus optimized temporal discretization of the measurement, in particular to limit the electrical consumption of the monitoring device and thus to have, for the same given energy source, a running time longer.
  • the fraction of determined duration is chosen in particular so as to obtain values of acoustic indicators whose uncertainty due to time discretization is lower than that due to the rest of the monitoring device.
  • the determined duration can be equal to 1 second and the fraction of fixed duration can be equal to 100 ms, which makes it possible to reduce the total duration and / or the total number of acoustic measurements by a factor 10.
  • the first time interval can be 10 seconds.
  • the monitoring device can send ten values of acoustic indicators determined over ten fractions of a second. This reduces the duration of analysis of the acoustic environment and thus the power consumption of the monitoring device, while obtaining values of relevant acoustic indicators.
  • the monitoring device is powered independently.
  • the monitoring device may comprise a battery or an accumulator for supplying the various elements of the monitoring device with electrical energy.
  • control means is configured to activate once, at a second time interval or during a second time interval, the acoustic transducer for a fraction of said determined duration.
  • analysis means is configured to determine, at each second time interval, each value of the acoustic indicator (s) from the electrical signal corresponding to the acoustic signal during said fraction of said determined duration.
  • the first and second time intervals are repeated time intervals, i.e. the actions that are performed are periodically performed, even if the duration of said time intervals can be changed during the operation of the monitoring device. .
  • the second time interval is thus equal to the determined duration or to a multiple of the determined duration.
  • the second time interval may be equal, for example, to 1 or 4 seconds.
  • the monitoring device analyzes the acoustic environment at each determined duration, during a fraction of it.
  • the monitoring device analyzes the acoustic environment every multiple of the determined duration, during a fraction thereof. The frequency of measurement and analysis of the acoustic environment is therefore reduced, to take account of the small variations thereof, in order to further limit the electrical consumption of the monitoring device.
  • control means also receives as input the successive values of the acoustic indicator (s) provided by the analysis means, and is configured to modify the second time interval and / or the fraction of the determined duration, as a function of the variation of said successive values of the acoustic indicator or indicators.
  • the temporal discretization factor varies (active process) according to the environment to be measured and the acoustic indicators obtained (controlled feedback).
  • the temporal discretization factor varies according to the variations of the acoustic indicators with respect to the previous measurements.
  • Acoustic indicator values are then obtained that are still relevant, while having a reduced total number of acoustic measurements.
  • the variation of the second time interval makes it possible to guarantee values of acoustic indicators that are representative while reducing the measurement time and the energy consumption.
  • the invention provides a significant advantage over existing devices since it allows the automatic and adapted adjustment of the various parameters involved (first and / or second time interval, fraction of the determined duration, temporal discretization factor). %) depending on the intended application.
  • This adjustment which takes into account all or part of the measurement history, therefore impacts not only the time of sleep and / or extinction of the device (s) according to the invention but also the s) actual measurement time (fraction of the determined duration %) for which the acoustic indicator (s) determined will be (are) representative) d a longer duration (fixed term ).
  • the invention thus has an energy and metrological efficiency that is naturally superior to that which could be obtained by means of a system based on the optimization of said sleep times, and in which the measurement (s) ( s) is (are) carried out throughout the period of activity.
  • the device is able to adapt on the one hand to the study of an urban environment by studying low frequencies between 100 and 5000 Hz and affecting a determined fraction "long" to listen to these low frequencies , as well as the study of acoustic emissions of industrial equipment for the prediction of upstream damage by favoring in this case the ultrasound, ie the frequencies beyond 20 000 Hz and by affecting a determined fraction "Short" filtering the low frequencies.
  • the analysis means and / or possibly the acoustic transducer and / or possibly the control means are fed at least (stand-by mode, one or more standby levels being conceivable), and even more preferably are extinguished, that is to say are not powered, outside the fraction of determined duration during which the acoustic signal is measured to determine the value of the acoustic indicator (s).
  • the different elements of the monitoring device are put to sleep or more preferably extinguished in order to reduce their electrical consumption, outside the periods of measurement and analysis.
  • the analysis means and / or possibly the acoustic transducer and / or possibly the control means are fed at least (stand-by mode, one or more standby levels being conceivable), and even more preferably are extinguished, that is to say are not powered, outside the duration D MT required for measurement and / or sending and / or analysis (treatment, determination) the acoustic signal and / or the value of the acoustic indicator (s).
  • Said duration D MT necessary for measuring and / or sending and / or analyzing the acoustic signal and / or the value of the acoustic indicator or indicators is between the duration of the fraction of determined duration F D and the duration of the second time interval I 2 : F D ⁇ D MT £ h-
  • the duration D MT is between the duration of the fraction of time fixed duration F D and the determined duration D.
  • the duration D MT can begin during the duration of the fraction of fixed duration F D or after.
  • the acoustic indicator (s) are representative of the energy value of the acoustic signal over the determined duration, for example the weighted equivalent sound level AL Aeqis in decibel.
  • the acoustic indicators are chosen according to the information sought, and can be selected from among several types of acoustic indicators, for example:
  • the analysis means comprises in particular an analog / digital converter receiving as input the electrical signal supplied by the acoustic transducer, and outputting a digital signal corresponding to said electrical signal.
  • the analysis means thus makes it possible, by converting the analog signal into a digital signal, to allow a more complete analysis of the signal measured by the transducer, in particular by allowing the application of different digital processes.
  • the analysis means also comprises an integration means receiving as input the digital signal supplied by the analog / digital converter, and outputting the acoustic indicator (s).
  • the integration means is one of the conventional data processing used to obtain acoustic indicators from a signal representative of the sound signal. The integration means can thus perform the processing numerically, within the analysis means.
  • the analysis means also comprises a means for aggregating successive values of the acoustic indicator (s), to obtain values of one or more global acoustic indicators, such as: the sum, the average, the median or the value maximum of said acoustic indicators.
  • the global acoustic indicators allow the monitoring device, or a global control means, to evaluate the variations of the acoustic environment, and more particularly the duration of variation thereof. This makes it possible, in particular, to adapt the frequency of measurements and analyzes carried out by the monitoring device, that is to say to adapt the temporal discretization implemented by the monitoring device, in order to optimize the energy consumption of the said device. monitoring device.
  • the invention also relates to an acoustic signal monitoring system, comprising several monitoring devices as described above, for example arranged in networks, and a reception or transmission-reception means, configured to receive the values of the acoustic indicators transmitted by the communication means of said monitoring devices.
  • the monitoring system makes it possible to apply the principle of monitoring devices to a wider environment, thanks to a network arrangement of several monitoring devices whose transmitted values are centralized by a single means of reception, or transmission-reception .
  • the monitoring system also comprises a global control means of the monitoring devices, receiving as input the values of the acoustic indicators provided by the monitoring devices, and configured to modify, according to said values of the acoustic indicators, the second interval of time of each monitoring device and / or the fraction of the determined duration, and to provide, by means of control of the monitoring devices, the modified value of the second time interval and / or the fraction of the determined duration.
  • the temporal discretization performed by each monitoring device is determined and decided centrally for all the monitoring devices, from the information they have transmitted. This decision-making and the corresponding analysis are then performed by an element that can be connected to an electrical network, which further reduces the power consumption of each monitoring device.
  • the temporal discretization that is to say the choice of the second time interval and / or the fraction of determined duration, is performed locally, by each monitoring device.
  • each device determines and decides by and for itself at least one parameter such as: fraction of determined duration, second time interval,
  • At least one device is capable of determining and deciding, by and for itself and for at least one other device, at least one parameter such as: fraction of determined duration, second time interval.
  • an analysis signal is provided with an electrical signal corresponding to the measured acoustic pressure of the acoustic signal
  • the electrical signal is processed to obtain successive values of one or more acoustic indicators representative of the acoustic signal over a determined period
  • the electrical signal supplied corresponds to the measured acoustic pressure of the acoustic signal during a fraction of said determined duration.
  • the acoustic signal is measured, and an electrical signal is provided by means of analysis only during a fraction of said determined duration.
  • step a) by means of analysis only once, at a second time interval or during a second time interval, the electrical signal corresponding to the measured acoustic pressure of the acoustic signal during a fraction of said specified period.
  • we measure the signal acoustically and an electrical signal is provided by means of analysis only once at each second time interval or during each second time interval, and only during a fraction of said determined period of time.
  • the method comprises a step d) during which the successive values of the acoustic indicator (s) provided in step b) are input, and the second time interval and / or the fraction of the determined duration are modified, in function of the variation of said successive values of the acoustic indicator or indicators.
  • the acoustic indicator (s) are representative of the energy value of the acoustic signal over the determined duration, for example the weighted equivalent sound level AL Aeqis in decibel.
  • the acoustic indicators are chosen according to the information sought, and can be selected from among several types of acoustic indicators, for example:
  • step b) comprises a step b1) of analog / digital conversion of the electrical signal provided by step a), into a digital signal.
  • step b) comprises a step b2) of integrating the digital signal obtained by step b1) into the acoustic indicator or indicators.
  • step b) comprises a step b3) aggregating successive values of the acoustic indicator or indicators obtained in step b2), to obtain values of one or more global acoustic indicators.
  • FIG. 1 schematically illustrates an acoustic monitoring system according to the invention
  • FIG. 2 is a temporal representation of the various successive actions performed by the acoustic monitoring device illustrated in FIG. 1, and - Figure 3 shows an example of dispersion of Z. Aeqis over a period of day,
  • FIG. 4 shows an example of dispersion of the Z. Aeqis over a period of night
  • FIG. 5 shows an example of dispersion of the Z. Aeqi oo ms over a day period
  • FIG. 6 shows an example of dispersion of the Z. Aeqi oo ms over a period of night
  • FIG. 7 is a flowchart of an exemplary mode of implementation of the method according to the invention.
  • FIG. 1 schematically illustrates a monitoring system 10 according to the present invention.
  • the monitoring system 10 includes in particular several monitoring devices 1, distributed in a network, that is to say regularly, in the geographical area to be monitored, and only one of which is shown and detailed in FIG.
  • the monitoring device 1 aims to continuously monitor an acoustic signal S a , while being powered independently.
  • the monitoring device 1 thus comprises in particular an acoustic transducer 2, an analysis means 4, a control means 6, a communication means 8 and a power supply 12, for example a battery, an accumulator or even a solar panel or a wind turbine.
  • the acoustic transducer 2 senses the acoustic signal S has to be monitored, and outputs an electric signal S E corresponding to the measured acoustic pressure of the acoustic signal S a.
  • the acoustic transducer 2 may comprise one or more microphones of the MEMS type, allowing the transduction of the acoustic pressure into an electrical signal.
  • the acoustic transducer 2 is also electrically powered by the power supply 12 of the monitoring device 1. Moreover, the acoustic transducer 2 and / or the analysis means 4 receives an activation signal from the control means 6.
  • the activation signal makes it possible to control the acoustic transducer 2 by indicating to it when it has to measure the acoustic signal S a and to supply an electrical signal S e .
  • the activation signal thus makes it possible to activate the acoustic transducer 2, which is preferably the rest of the time, in stand-by, in order to limit its electrical consumption.
  • the acoustic transducer 2 is activated for only a fraction of the determined duration, for which one or more representative acoustic indicators are desired. It is through the activation signal that the acoustic transducer 2 is activated for only said duration fractions, to measure the acoustic signal and to provide an electrical signal.
  • the representative acoustic indicators are determined at each monitoring device 1, that is to say for each acoustic transducer 2 (acoustic sensor) and analysis means 4.
  • the monitoring device 1 also comprises the analysis means 4.
  • the analysis means 4 receives as input the electrical signal Se supplied by the acoustic transducer 2, and outputs one or more acoustic indicators corresponding to the measured acoustic signal.
  • the analysis means 4 can thus firstly comprise an analog / digital converter 41 receiving as input the electrical signal Se and outputting a corresponding digital signal.
  • the converter 41 may also include an audio encoder, so that the analog-to-digital converter 41 is capable of quantizing the electrical signal into a 16 or 24-bit digital signal and sampled at a frequency of at least 16 kHz. This faithfully reproduces the acoustic signal while increasing the signal-to-noise ratio.
  • analog / digital converter 41 can be integrated in the acoustic transducer 2, so that it directly provides a digital signal corresponding to the acoustic signal Sa measured, instead of having in the means of analysis 4.
  • the analysis means 4 further comprises digital processing means for processing the digital signal corresponding to the acoustic signal.
  • the analysis means 4 can comprise an integration means 42 receiving as input the digital signal and outputting the values of the acoustic indicator or indicators.
  • the integration means 42 is a means for digital processing of the digital signal, and can therefore be performed by a computer program whose parameters make it possible to choose the desired acoustic indicator (s) at the output.
  • the analysis means 4 can then supply the values of the acoustic indicator (s) to the communication means 8 so that it transmits them to an element collecting the values provided by the various monitoring devices 1 of the system 10.
  • the analysis means 4 can provide the values at time intervals, by example at a first time interval II which may be equal to or be a multiple of a fixed duration D (see Figure 2).
  • the values provided by the analysis means 4 can be transmitted in real time to the communication means 8 which transmits them together only at time intervals II.
  • Such a group sending of the values obtained by the monitoring device 1 optimizes the transmission between the communication means and the collecting element of the system 10, which saves energy the rest of the time.
  • the integration means 42 makes it possible to determine values of one or more acoustic indicators representative of a determined duration D (see FIG. 2), for example 1 second, from a digital signal corresponding to the measurement of the acoustic signal during a fraction F D only of said determined duration D.
  • the integration means 42 is configured to provide values of acoustic indicators representative of the acoustic signal over a determined duration of 1 second, starting from a measurement of said acoustic signal during, for example, a fraction F D of 100ms.
  • the characterization of certain acoustic signals over a given period of time could be obtained from a measurement of the acoustic signal for only a fraction of the said determined duration.
  • the uncertainty introduced by the measurement of the acoustic signal on only a fraction of the determined duration may be less than that obtained at the end of the measured signal processing steps, so that the values obtained for the indicator or indicators Acoustics on the basis of the fraction of fixed duration remain relevant to characterize the acoustic signal over the determined duration. It is thus possible to put the acoustic transducer 2 and the analysis means 4 on standby for the remainder of the determined duration, and thus save the energy of the power supply.
  • the analysis means 4 may also comprise an aggregation means 43 configured to provide values of one or more global acoustic indicators.
  • the aggregation means 43 may, for example, aggregate the successive values of the acoustic indicator or indicators supplied by the integration means 42, to provide the values of a more global acoustic indicator, or may simply directly process the digital signal provided. by the analog / digital converter 41 to determine said global acoustic indicator values.
  • the global acoustic indicator or indicators are intended to allow a more general analysis of the monitored acoustic signal, in particular on its short or long term temporal evolution. More precisely, such indicators are intended to make it possible to adapt the frequency of the measurements made by the monitoring device, in order to limit unnecessary and redundant measurements whose analysis would lead to unnecessary electricity consumption.
  • the measurements of the acoustic signal by the acoustic transducer 2 may be further spaced to take account of a low variation of the acoustic signal over long periods, in order to further reduce the energy consumption of the monitoring device 1.
  • the measurements the acoustic signal by the acoustic transducer 2 may for example be made only at a second time interval 12 (see Figure 2) longer than the determined duration D and smaller than the first time interval II.
  • the first time interval II may thus be equal to the second time interval 12 or to a multiple of the second time interval 12.
  • the acoustic transducer 2 no longer measures the acoustic signal during a fraction F D at all the determined durations D, but only at each second time interval 12.
  • the energy consumption of the monitoring device is further reduced by limiting the phases measurement and analysis of the acoustic signal.
  • the second time interval 12 may be modified, for example shortened or lengthened, and / or the fraction of the determined duration may be modified, so that the values provided by the monitoring device remain relevant.
  • the values of the acoustic indicator or indicators determined by the analysis means 4 can be provided by the control means 6.
  • the control means 6 makes it possible in particular to activate the acoustic transducer 2, via the activation signal, in order to indicate to him when he must measure the acoustic signal Sa.
  • the control means 6 can determine the second time interval 12 from the acoustic indicators and / or global indicators, and control the acoustic transducer 2 and / or the means Analysis 4 accordingly.
  • the second time interval 12 can be globally determined by the system 10 for all or only some of the monitoring devices 1, depending on the values of acoustic indicators, possibly global, which are collected by the system 10. In this case, the values of the second time interval 12 are transmitted to the communication means 8 of the monitoring devices 1 and then transmitted by these to the control means 6.
  • the communication means 8 may be a wireless communication means, for example Wifi type or wireless telephony technology, such as 3G or 4G, Zigbee, 802.15.4, LoRa, 6I0WPAN.
  • the communication means 8 may be connected to a wired connection, for example to an internet connection.
  • the communication means 8 makes it possible to send the values obtained by the communication device 1 to a reception or remote transmission-reception means 14.
  • the means of reception, or emission-reception, 14 makes it possible to recover the different values measured and calculated by the different monitoring devices, in one and the same place.
  • the reception means 14 When the reception means 14 is of the transmission-reception type, it is also able to transmit the received values to a global control means 16 configured to determine a second time interval value that can be applied by all or some monitoring devices 1
  • the global control means 16 makes it possible to determine the value of the second time interval centrally, in order to limit the power consumption of each monitoring device 1.
  • the value of the second time interval is determined by the global control means 16, it is sent back, via the transceiver means 14, to the communication means 8 of the different monitoring devices 1, to be transmitted to the control means 6.
  • the reception means 14 and the global control means 16 may be installed in a centralizer 18 for example, which will collect information from the monitoring network 1 and allow recovery of this information via the Internet for example, via a server that can also apply processing on the information collected.
  • a centralizer 18 which may be equipped with: among other things, a reception means 14 and a global control means 16, or, inter alia, a transceiver means 14 and a receiver. global control means 16.
  • the system 10 described above can operate as follows: at a time t, all the monitoring devices 1 of the system are waking at the same time to perform an acoustic measurement for a fraction of a fixed duration F D. The measured signal is then processed by each monitoring device 1 and then transmitted to the centralizer 18 before the monitoring devices 1 do not go back to sleep at the same time.
  • the waking frequency (second time interval) of the devices 1 may vary, but it can be expected that after a day or after a preset time, the frequency returns to a initial value by default.
  • Figures 3 and 4 show the results of a first discretization (which will be called "wide" discretization) over several time periods of the same audio recording.
  • the audio recording is an audio recording of 24 hours.
  • a first time period (for example a day period) is analyzed in Figure 3, while a second time period (for example a night period) is analyzed in Figure 4.
  • the reference measurement 50, 51 represents the average of Z. Aeqis calculated over the entire period (audio recording) of 24 hours.
  • each point represents the measurement of Z. Aeq averaged over a second (Z. Aeqis ) and therefore represents the "condensed" information of a sound sample of one second,
  • each beam 60 to 64 of the discretizations has an amplitude of between 0.5 dB (A) and 4 dB (A),
  • each beam 65 to 69 of the discretizations has an amplitude of between 4 dB (A) and 11 dB (A).
  • the calculation of the standard deviation of the different points for each discretization gives a maximum of 2.5 dB.
  • FIGS. 3 and 4 makes it possible to observe that it is necessary to adjust the level of discretization as a function of the time period (of the audio recording) analyzed in order to maintain a relevant level of information.
  • Figures 5 and 6 show the results of the application of a second discretization (which will be called “refined” discretization) to the same audio recording and the same time periods respectively as in Figures 3 and 4.
  • the first time period (for example a day period) is analyzed in Figure 5, while the second time period (for example a night period) is analyzed in Figure 6.
  • the reference measurement 50, 51 always represents the average of Z. Aeqis calculated over the entire period (audio recording) of 24 hours.
  • each point represents the measurement of Z.
  • Aeq averaged over one hundred milliseconds eqi oo ms ) and therefore represents the "condensed" information of a sound sample of one hundred milliseconds
  • each beam 70 to 74 of the discretizations has an amplitude of between 1 dB (A) and 5.1 dB (A),
  • FIGS. 5 and 6 makes it possible to observe that it is necessary to adjust the level of discretization as a function of the time period (of the audio recording) analyzed in order to maintain a relevant level of information.
  • the measurements corresponding to the beam 70 provide an approximation closer to the real reference level (reference measurement 50) than those corresponding to the beam 63. It is indeed noted that the measurements of the Z. Aeqi oo ms (beam 70) deviate from the reference Z. Aeqis 50 (over the entire 24 hour audio recording) by approximately 0.5dB (A), while the Z ⁇ qis measurements (beam 63) deviate by approximately 2 dB (A).
  • the standard deviation values obtained are very satisfactory compared to the sensitivity of the acoustic transducer (s) used. (s) for the measurement, the influence of the measuring chain (state of the transducer, supply voltage %) and the context of the measurement (temperature, hygrometry, %), which reinforces the principle of the invention.
  • FIG. 7 illustrates a flowchart of a monitoring method 100 according to the present invention.
  • the monitoring method 100 comprises a first step 110 in which the analysis means 4 provides an electrical signal S e corresponding to the measured acoustic pressure of the acoustic signal.
  • an electrical signal S is supplied to a means of analysis 4 only once, at a second time interval or during a second time interval. e corresponding to the measured acoustic pressure of the acoustic signal during a fraction F D of a determined duration D.
  • a second step 120 the electrical signal is processed to obtain successive values of one or more acoustic indicators representative of the acoustic signal over a predetermined period.
  • the second step 120 may comprise at least one substep in the following logical order:
  • the second step 120 then provides (by means of communication 8) values of one or more acoustic indicators, in particular global indicators.
  • a third step 130 one or more values of the acoustic indicator or indicators are transmitted to a remote wireless reception means at a first time interval.
  • a fourth step 140 distinct from the third step and possibly simultaneous, the second time interval of the first step 110 and / or the fraction of the determined duration are modified as a function of the variation of said successive values of the acoustic indicators.
  • This provides an acoustic monitoring method to reduce power consumption, while providing reliable acoustic indicator values.
  • the acoustic system described previously allows to obtain more robust results, to be able to diagnose the source of the anomalies thanks to the richness of the acoustic information, to be able to be modulated by displacement of certain devices network, and to be low cost thanks to inexpensive sensors compared to other sensors, for example chemical.
  • the described system allows detection of abnormality by acoustics, use can be used in many environments and can determine the origin of the problem.

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Abstract

La présente invention concerne un dispositif (1) de surveillance continue d'un signal acoustique (Sa), alimenté de manière autonome et comprenant : - un transducteur acoustique (2) configuré pour fournir, lorsqu'il est activé, un signal électrique (Se) correspondant au signal acoustique (Sa), - un moyen d'analyse (4) recevant en entrée le signal électrique (Se) et fournissant en sortie un ou plusieurs indicateurs acoustiques représentatifs du signal acoustique sur une durée déterminée, - un moyen de communication sans fil (8), recevant les indicateurs acoustiques fournies par le moyen d'analyse (4), et configuré pour les transmettre à un moyen de réception distant. Selon l'invention, le dispositif (1) comprend un moyen de commande (6) configuré pour activer le transducteur acoustique (2) pendant une fraction de ladite durée déterminée. L'invention concerne également le système (10) comprenant le dispositif (1), et le procédé de surveillance continue d'un signal acoustique correspondant.

Description

Dispositif de surveillance acoustique continue et procédé correspondant
Arrière-plan de l'invention
La présente invention concerne la surveillance acoustique d'un environnement, notamment en continu. En particulier, la présente invention concerne un dispositif de surveillance acoustique, alimenté de manière autonome, et le système de surveillance global correspondant, permettant de surveiller un environnement industriel ou urbain.
La directive Européenne 2002/49/CE relative à l'évaluation et à la gestion du bruit dans l'environnement, impose aux métropoles de plus de 100 000 habitants l'élaboration de cartes de bruit stratégique. Celles-ci rendent compte du niveau de bruit dû au trafic routier, ferroviaire, aérien et aux bruits industriels, dans chaque rue de la ville.
Pour de telles cartes, différents indicateurs de bruit, ou acoustiques, sont utilisés comme, par exemple des indicateurs de niveau de bruit de nuit LN exprimés en décibels, dB, et pondérés A pour tenir compte de la sensibilité de l'oreille humaine.
Une surveillance acoustique peut également permettre, dans un environnement urbain, de surveiller en continu la gêne sonore occasionnée par un chantier par exemple, afin d'en limiter les nuisances et éviter les plaintes de riverains.
Dans le domaine industriel, une surveillance du signal sonore émis par un équipement industriel, par exemple une machine, peut permettre de détecter une anomalie lorsque celle-ci produit un signal sonore spécifique, différent du signal sonore émis en fonctionnement normal. On peut ainsi repérer des signes précoces de pannes sur les équipements et ainsi optimiser la maintenance en intervenant au bon moment et en limitant les arrêts de production.
Actuellement, il existe deux façons d'analyser les signaux acoustiques : une mesure du niveau sonore (mesure énergétique uniquement) ou une analyse de la forme d'onde du signal (signal audionumérique correspondant à la pression acoustique).
La première façon, appelée sonométrie, est utilisée en acoustique environnementale, en particulier pour la surveillance des grandes infrastructures de transports, comme les autoroutes, les voies ferroviaires à grande vitesse ou les aéroports. L'onde sonore est alors captée par un microphone puis intégrée afin de déterminer son énergie. Historiquement, le temps d'intégration était fixé sur les sonomètres analogiques par l'opérateur afin de faciliter la lecture du niveau sonore. Trois temps d'intégration étaient employés : long (ls), court (125ms) et impulsionnel (10ms). Les niveaux de pression sonore, Lp en décibel (dB), ainsi mesurés sont alors combinés afin de déterminer un niveau sonore équivalent, q,T (dB), correspondant à une énergie moyenne sur un temps d'observation T. Les environnements sonores extérieurs sont habituellement quantifiés par le niveau sonore équivalent pondéré A, Z.Aeq (dB).
Les sonomètres sont utilisés dans différents contextes : mesure ponctuelle ou station de mesure dans le cadre des observatoires de l'environnement sonore. Ces observatoires disposent au maximum de quelques dizaines de sonomètres pour surveiller l'ensemble du territoire d'une grande métropole. Les mesures sont utilisées pour qualifier l'environnement sonore : elles sont par exemple utilisées pour déterminer les points noirs du bruit (lieu ou le niveau de bruit est supérieur à la réglementation). Cependant, ces indicateurs sont peu corrélés avec la gêne sonore perçue par les riverains ou l'agréabilité des environnements sonores.
Les sonomètres utilisés de manière ponctuelle sont alimentés par une batterie permettant une mesure de quelques jours. Pour des mesures plus longues, il est nécessaire de les alimenter par un réseau extérieur.
La seconde façon repose sur des outils d'analyse plus complexes. L'onde acoustique est captée par un microphone puis numérisée avant d'être traitée par un algorithme. Le signal sonore ainsi obtenu contient des informations détaillées permettant de déterminer de nombreux indicateurs acoustiques. Ceux-ci qualifient ainsi le produit évalué : fréquence fondamentale (F0), coefficients de prédiction linéaire, centre de gravité spectral, niveau sonore perçu, etc. Cette technique est utilisée dans de nombreux domaines, en particulier dans les télécommunications pour diagnostiquer la qualité des réseaux téléphoniques.
La consommation énergétique d'une mesure acoustique dépend de la consommation du microphone, de l'unité de traitement et de la transmission de l'analyse entre l'unité de traitement et l'unité de stockage. Il est possible de réduire la consommation énergétique pour chaque élément de manière séparée. Cependant, les outils actuels de mesure de l'environnement sonore se basent sur une mesure en continu. Ainsi, malgré le développement de capteurs et d'outils de traitement basse-consommation, le traitement en continu d'un signal reste la première source de consommation énergétique des objets communiquant.
Il existe une méthode de discrétisation spatiale des mesures acoustiques décrite dans le document « Area-based environmental noise measurements with a wire/ess sensor network» par Ilkka KIVELÀ (Euronoise 2015, 31/05-3/06, Maastricht). Les nœuds d'un réseau de capteurs sont synchronisés et programmés pour effectuer des mesures de 15 minutes. Entre 2 et 5 nœuds sont actifs tandis que le reste du réseau est inactif, afin de réduire la consommation énergétique du réseau de capteurs. Cependant il a été montré qu'il était difficile d'interpoler l'environnement acoustique entre des capteurs distants.
La demande de brevet US 2008/159547 Al décrit par ailleurs un procédé permettant de surveiller et de signaler l'exposition sonore pour un utilisateur d'un dispositif de communication. Toutefois, ce document prévoit une réalisation de la mesure du niveau sonore en décibel soit de manière continue, soit au cours d'intervalles déterminés de façon à obtenir des informations relatives exclusivement à ces intervalles et non pas pour toute une journée, ce qui peut s'avérer gênant (par exemple, il est possible de rater un évènement relativement bref mais d'intérêt pour l'étude acoustique menée).
Objet et résumé de l'invention
La présente invention vise à résoudre les différents problèmes techniques énoncés précédemment. En particulier, la présente invention vise à proposer un dispositif de surveillance acoustique continu permettant d'optimiser l'alimentation énergétique du dispositif de manière à obtenir une durée de surveillance plus longue.
La présente invention vise également à proposer un dispositif de surveillance acoustique permettant de fournir des informations substantielles sur l'environnement acoustique qui l'entoure, de manière à permettre une analyse ultérieure plus fine à partir d'indicateurs acoustiques complexes par exemple.
Ainsi, selon un aspect, il est proposé un dispositif de surveillance, ou de mesure, continue d'un signal acoustique, le dispositif de surveillance étant alimenté de manière autonome et comprenant :
- un transducteur acoustique recevant un signal d'activation, et configuré pour fournir, lorsqu'il est activé, un signal électrique correspondant à la pression acoustique mesurée du signal acoustique,
- un moyen de commande fournissant le signal d'activation,
- un moyen d'analyse recevant en entrée le signal électrique fourni par le transducteur acoustique et fournissant en sortie des valeurs successives d'un ou plusieurs indicateurs acoustiques représentatifs du signal acoustique sur une durée déterminée,
- un moyen de communication, par exemple sans fil, recevant les valeurs successives du ou des indicateurs acoustiques fournies par le moyen d'analyse, et configuré pour transmettre, à un premier intervalle de temps, une ou plusieurs valeurs du ou des indicateurs acoustiques à un moyen de réception, ou d'émission-réception, distant du dispositif de surveillance.
Selon l'invention, le moyen de commande est configuré pour activer le transducteur acoustique pendant une fraction de ladite durée déterminée, et le moyen d'analyse est configuré pour déterminer chaque valeur du ou des indicateurs acoustiques à partir du signal électrique correspondant au signal acoustique pendant ladite fraction de ladite durée déterminée.
En effet, il a été constaté que la mesure et l'analyse de signaux mesurés sur une fraction uniquement de la durée déterminée permettait d'obtenir des valeurs d'indicateurs acoustiques proches de celles obtenues à partir de signaux mesurés pendant toute la durée déterminée. Ainsi, l'invention permet d'effectuer une discrétisation temporelle supervisée et donc optimisée de la mesure, afin de limiter notamment la consommation électrique du dispositif de surveillance et donc d'avoir, pour une même source d'énergie donnée, une durée de fonctionnement plus longue. Autrement dit, il est envisageable d'utiliser de tels dispositifs de surveillance avec une alimentation électrique intégrée autonome, plutôt que des dispositifs reliés à un réseau électrique, tout en obtenant des indicateurs acoustiques représentatifs d'une surveillance en continu. La fraction de durée déterminée est notamment choisie de manière à obtenir des valeurs d'indicateurs acoustiques dont l'incertitude due à la discrétisation temporelle est inférieure à celle due au reste du dispositif de surveillance.
Ainsi, à titre d'exemple, la durée déterminée peut être égale à 1 seconde et la fraction de durée déterminée peut être égale à 100ms, ce qui permet de réduire la durée totale et/ou le nombre total de mesures acoustiques d'un facteur 10.
Le premier intervalle de temps peut être égal à 10 secondes. Ainsi, toutes les 10 secondes, le dispositif de surveillance peut envoyer dix valeurs d'indicateurs acoustiques déterminées sur dix fractions d'une seconde. On diminue ainsi la durée d'analyse de l'environnement acoustique et donc la consommation électrique du dispositif de surveillance, tout en obtenant des valeurs d'indicateurs acoustiques pertinentes.
Le dispositif de surveillance est alimenté de manière autonome. Dit autrement, le dispositif de surveillance peut comprendre une pile ou un accumulateur pour alimenter en énergie électrique les différents éléments du dispositif de surveillance.
Préférentiellement, le moyen de commande est configuré pour activer une seule fois, à un deuxième intervalle de temps ou au cours d'un deuxième intervalle de temps, le transducteur acoustique pendant une fraction de ladite durée déterminée. De plus, le moyen d'analyse est configuré pour déterminer, à chaque deuxième intervalle de temps, chaque valeur du ou des indicateurs acoustiques à partir du signal électrique correspondant au signal acoustique pendant ladite fraction de ladite durée déterminée.
Grâce au deuxième intervalle de temps, il est possible de réduire le nombre total de mesures acoustiques d'un facteur encore plus important, par exemple pouvant aller jusqu'à 1000.
Le premier et le deuxième intervalle de temps sont des intervalles de temps répétés, c'est-à-dire que les actions qui sont accomplies le sont périodiquement, même si la durée desdits intervalles de temps peut être modifiée pendant le fonctionnement du dispositif de surveillance.
Le deuxième intervalle de temps est ainsi égal à la durée déterminée ou à un multiple de la durée déterminée. A titre d'exemple, le deuxième intervalle de temps peut être égal, par exemple, à 1 ou 4 secondes.
Lorsque le deuxième intervalle de temps est égal à la durée déterminée, le dispositif de surveillance analyse l'environnement acoustique à chaque durée déterminée, pendant une fraction de celle-ci. Par contre, lorsque le deuxième intervalle de temps est égal à un multiple de la durée déterminée, le dispositif de surveillance analyse alors l'environnement acoustique tous les multiples de la durée déterminée, pendant une fraction de celle-ci. On diminue donc la fréquence de mesure et d'analyse de l'environnement acoustique, pour tenir compte des faibles variations de celui-ci, afin de limiter encore plus la consommation électrique du dispositif de surveillance.
Préférentiellement, le moyen de commande reçoit également en entrée les valeurs successives du ou des indicateurs acoustiques fournies par le moyen d'analyse, et est configuré pour modifier le deuxième intervalle de temps et/ou la fraction de la durée déterminée, en fonction de la variation desdites valeurs successives du ou des indicateurs acoustiques.
Dans ce cas, le facteur de discrétisation temporelle varie (processus actif) en fonction de l'environnement à mesurer et des indicateurs acoustiques obtenus (rétroaction contrôlée). En particulier, le facteur de discrétisation temporelle varie en fonction des variations des indicateurs acoustiques par rapport aux mesures précédentes. Ainsi, une faible variation des indicateurs acoustiques entraîne un délai plus long entre deux mesures acoustiques tandis qu'une forte variation induit une réduction de ce délai. On obtient alors des valeurs d'indicateurs acoustiques qui sont toujours pertinentes, tout en ayant un nombre total de mesures acoustiques réduit. En d'autres termes, on obtient une surveillance de l'environnement sonore équivalente à une surveillance continue, à partir de valeurs discrètes supervisées. La variation du deuxième intervalle de temps permet de garantir des valeurs d'indicateurs acoustiques qui sont représentatives tout en réduisant le temps de mesure et la consommation énergétique.
Ainsi, l'invention apporte un avantage significatif comparativement aux dispositifs existants puisqu'elle permet l'ajustement, automatique et adapté, des différents paramètres en jeu (premier et/ou deuxième intervalle de temps, fraction de la durée déterminée, facteur de discrétisation temporelle...) en fonction de l'application visée.
Cet ajustement, qui tient compte de tout ou partie de l'historique des mesures, impacte donc non seulement le temps de mise en sommeil et/ou d'extinction du (ou des) dispositif(s) selon l'invention mais également le(s) temps effectifs) de mesure (fraction de la durée déterminée...) pour le(s)quel(s) le (ou les) indicateur(s) acoustique(s) déterminé(s) sera(seront) représentatifs) d'une durée plus conséquente (durée déterminée...).
L'invention présente ainsi une efficacité énergétique et métrologique naturellement supérieure à celle que l'on pourrait obtenir à l'aide d'un système basé sur l'optimisation desdits temps de mise en sommeil, et dans lequel la (ou les) mesure(s) est(sont) effectuée(s) tout au long de la période d'activité.
Par exemple, le dispositif est apte à s'adapter d'une part à l'étude d'un environnement urbain en étudiant des fréquences basses entre 100 et 5000 Hz et en affectant une fraction déterminée « longue » permettant d'écouter ces basses fréquences, tout comme d'autre part à l'étude des émissions acoustiques d'équipements industriels pour la prédiction en amont d'avaries en privilégiant dans ce cas les ultrasons, soit les fréquences au-delà de 20 000 Hz et en affectant une fraction déterminée « courte » filtrant de ce fait les basses fréquences.
Préférentiellement, selon une variante de l'invention, le moyen d'analyse et/ou éventuellement le transducteur acoustique et/ou éventuellement le moyen de commande, sont alimentés à minima (mode veille, un ou plusieurs niveaux de veille étant envisageables), et encore plus préférentiellement sont éteints, c'est-à-dire ne sont pas alimentés, en-dehors de la fraction de durée déterminée pendant laquelle le signal acoustique est mesuré pour déterminer la valeur du ou des indicateurs acoustiques. Autrement dit, les différents éléments du dispositif de surveillance sont mis en veille ou plus préférentiellement éteints afin de réduire leur consommation électrique, en-dehors des périodes de mesure et d'analyse.
Préférentiellement, selon une autre variante de l'invention, le moyen d'analyse et/ou éventuellement le transducteur acoustique et/ou éventuellement le moyen de commande, sont alimentés à minima (mode veille, un ou plusieurs niveaux de veille étant envisageables), et encore plus préférentiellement sont éteints, c'est-à-dire ne sont pas alimentés, en-dehors de la durée DMT nécessaire à la mesure et/ou à l'envoi et/ou à l'analyse (traitement, détermination) du signal acoustique et/ou de la valeur du ou des indicateurs acoustiques.
Ladite durée DMT nécessaire à la mesure et/ou à l'envoi et/ou à l'analyse du signal acoustique et/ou de la valeur du ou des indicateurs acoustiques est comprise entre la durée de la fraction de durée déterminée FD et la durée du deuxième intervalle de temps I2 : FD < DMT £ h- Dans le cas particulier où la durée du deuxième intervalle de temps correspond à la durée déterminée D, la durée DMT est comprise entre la durée de la fraction de durée déterminée FD et la durée déterminée D. La durée DMT peut débuter pendant la durée de la fraction de durée déterminée FD ou après.
Préférentiellement, le ou les indicateurs acoustiques sont représentatifs de la valeur énergétique du signal acoustique sur la durée déterminée, par exemple le niveau sonore équivalent pondéré A LAeqis en décibel. Les indicateurs acoustiques sont choisis selon les informations recherchées, et peuvent être sélectionnés parmi plusieurs types d'indicateurs acoustiques, comme par exemple :
- indicateurs classiques pour l'homme du métier : les niveaux percentiles, le facteur d'impulsivité, le centre de gravité spectral, le rayon de giration spectral,
- indicateurs originaux tels que : l'indice Harmonica ou le Complex Spectrum Différence.
Préférentiellement, le moyen d'analyse comprend notamment un convertisseur analogique/numérique recevant en entrée le signal électrique fourni par le transducteur acoustique, et fournissant en sortie un signal numérique correspondant audit signal électrique.
Le moyen d'analyse permet ainsi, en convertissant le signal analogique en signal numérique, de permettre une analyse plus complète du signal mesuré par le transducteur, notamment en permettant l'application de différents traitements numériques. Préférentiellement, le moyen d'analyse comprend également un moyen d'intégration recevant en entrée le signal numérique fourni par le convertisseur analogique/numérique, et fournissant en sortie le ou les indicateurs acoustiques. Le moyen d'intégration est un des traitements de données classiques utilisés pour obtenir des indicateurs acoustiques à partir d'un signal représentatif du signal sonore. Le moyen d'intégration peut ainsi effectuer le traitement numériquement, au sein du moyen d'analyse.
Préférentiellement, le moyen d'analyse comprend également un moyen d'agrégation de valeurs successives du ou des indicateurs acoustiques, pour obtenir des valeurs d'un ou plusieurs indicateurs acoustiques globaux, tels que : la somme, la moyenne, la médiane ou la valeur maximale desdits indicateurs acoustiques. Les indicateurs acoustiques globaux permettent au dispositif de surveillance, ou à un moyen de commande global, d'évaluer les variations de l'environnement acoustique, et plus particulièrement la durée de variation de celui-ci. Cela permet notamment d'adapter la fréquence des mesures et des analyses effectuées par le dispositif de surveillance, c'est-à- dire d'adapter la discrétisation temporelle mise en œuvre par le dispositif de surveillance, afin d'optimiser la consommation énergétique dudit dispositif de surveillance.
Selon un autre aspect, l'invention concerne également un système de surveillance de signaux acoustiques, comprenant plusieurs dispositifs de surveillance tels que décrits précédemment, par exemple disposés en réseaux, et un moyen de réception, ou d'émission-réception, configuré pour recevoir les valeurs des indicateurs acoustiques transmises par les moyens de communication desdits dispositifs de surveillance.
Le système de surveillance permet d'appliquer le principe des dispositifs de surveillance à un environnement plus étendu, grâce à une disposition en réseau de plusieurs dispositifs de surveillance dont les valeurs transmises sont centralisées par un unique moyen de réception, ou d'émission-réception.
Préférentiellement, le système de surveillance comprend également un moyen de commande global des dispositifs de surveillance, recevant en entrée les valeurs des indicateurs acoustiques fournis par les dispositifs de surveillance, et configuré pour modifier, en fonction desdites valeurs des indicateurs acoustiques, le deuxième intervalle de temps de chaque dispositif de surveillance et/ou la fraction de la durée déterminée, et pour fournir, au moyen de commande des dispositifs de surveillance, la valeur modifiée du deuxième intervalle de temps et/ou de la fraction de la durée déterminée. Dans ce mode de réalisation, la discrétisation temporelle effectuée par chaque dispositif de surveillance est déterminée et décidée de manière centralisée pour tous les dispositifs de surveillance, à partir des informations qu'ils ont transmises. Cette prise de décision et l'analyse correspondante, sont alors effectuées par un élément pouvant être raccordé à un réseau électrique, ce qui permet de diminuer encore plus la consommation électrique de chaque dispositif de surveillance.
Selon un mode de réalisation privilégié, la discrétisation temporelle, c'est-à-dire le choix du deuxième intervalle de temps et/ou de la fraction de durée déterminée, est effectuée localement, par chaque dispositif de surveillance. Plusieurs variantes sont alors envisageables :
- chaque dispositif détermine et décide par et pour lui-même au moins un paramètre tel que : fraction de durée déterminée, deuxième intervalle de temps,
- au moins un dispositif est apte à déterminer et décider, par et pour lui-même et pour au moins un autre dispositif, au moins un paramètre tel que : fraction de durée déterminée, deuxième intervalle de temps.
Selon un autre aspect, il est également proposé un procédé de surveillance continue d'un signal acoustique, dans lequel :
a) on fournit à un moyen d'analyse un signal électrique correspondant à la pression acoustique mesurée du signal acoustique,
b) on traite le signal électrique pour obtenir des valeurs successives d'un ou plusieurs indicateurs acoustiques représentatifs du signal acoustique sur une durée déterminée,
c) on transmet à un moyen de réception, ou d'émission-réception, distant, sans fil, à un premier intervalle de temps, une ou plusieurs valeurs du ou des indicateurs acoustiques,
et dans lequel, durant l'étape a), le signal électrique fourni correspond à la pression acoustique mesurée du signal acoustique pendant une fraction de ladite durée déterminée.
Dit autrement, on mesure le signal acoustique, et on fournit au moyen d'analyse un signal électrique, uniquement pendant une fraction de ladite durée déterminée.
Préférentiellement, durant l'étape a), on fournit au moyen d'analyse une seule fois, à un deuxième intervalle de temps ou au cours d'un deuxième intervalle de temps, le signal électrique correspondant à la pression acoustique mesurée du signal acoustique pendant une fraction de ladite durée déterminée. Dit autrement, on mesure le signal acoustique et on fournit au moyen d'analyse un signal électrique, une seule fois à chaque deuxième intervalle de temps ou au cours de chaque deuxième intervalle de temps, et uniquement pendant une fraction de ladite durée déterminée.
Préférentiellement, le procédé comprend une étape d) durant laquelle on reçoit en entrée les valeurs successives du ou des indicateurs acoustiques fournies à l'étape b), et on modifie le deuxième intervalle de temps et/ou la fraction de la durée déterminée, en fonction de la variation desdites valeurs successives du ou des indicateurs acoustiques.
Préférentiellement, le ou les indicateurs acoustiques sont représentatifs de la valeur énergétique du signal acoustique sur la durée déterminée, par exemple le niveau sonore équivalent pondéré A LAeqis en décibel. Les indicateurs acoustiques sont choisis selon les informations recherchées, et peuvent être sélectionnés parmi plusieurs types d'indicateurs acoustiques, comme par exemple :
- indicateurs classiques pour l'homme du métier : les niveaux percentiles, le facteur d'impulsivité, le centre de gravité spectral, le rayon de giration spectral,
- indicateurs originaux tels que : l'indice Harmonica ou le Complex Spectrum Différence.
Préférentiellement, l'étape b) comprend une étape bl) de conversion analogique/numérique du signal électrique fourni par l'étape a), en signal numérique.
Préférentiellement, l'étape b) comprend une étape b2) d'intégration du signal numérique obtenu par l'étape bl), en le ou les indicateurs acoustiques.
Préférentiellement, l'étape b) comprend une étape b3) d'agrégation de valeurs successives du ou des indicateurs acoustiques obtenues à l'étape b2), pour obtenir des valeurs d'un ou plusieurs indicateurs acoustiques globaux.
Brève description des dessins
L'invention et ses avantages seront mieux compris à la lecture de la description détaillée d'un mode de réalisation particulier, pris à titre d'exemple nullement limitatif et illustré par les dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 illustre de manière schématique un système de surveillance acoustique selon l'invention,
- la figure 2 est une représentation temporelle des différentes actions successives effectuées par le dispositif de surveillance acoustique illustré à la figure 1, et - la figure 3 présente un exemple de dispersion des Z.Aeqis sur une période de jour,
- la figure 4 présente un exemple de dispersion des Z.Aeqis sur une période de nuit,
- la figure 5 présente un exemple de dispersion des Z.Aeqiooms sur une période de jour,
- la figure 6 présente un exemple de dispersion des Z.Aeqiooms sur une période de nuit,
- la figure 7 est un organigramme d'un exemple de mode de mise en œuvre du procédé selon l'invention.
Description détaillée de l'invention
La figure 1 illustre de manière schématique un système de surveillance 10 selon la présente invention. Le système de surveillance 10 comprend notamment plusieurs dispositifs 1 de surveillance, répartis en réseau, c'est-à-dire de manière régulière, dans la zone géographique à surveiller, et dont un seul est représenté et détaillé sur la figure 1.
Le dispositif de surveillance 1, ou capteur, a pour but de surveiller de manière continue un signal acoustique Sa, tout en étant alimenté de manière autonome. Le dispositif de surveillance 1 comprend ainsi notamment un transducteur acoustique 2, un moyen d'analyse 4, un moyen de commande 6, un moyen de communication 8 et une alimentation 12, par exemple une pile, un accumulateur ou bien même un panneau solaire ou une éolienne.
Le transducteur acoustique 2 capte le signal acoustique Sa à surveiller, et fournit en sortie, un signal électrique Se correspondant à la pression acoustique mesurée du signal acoustique Sa.
Le transducteur acoustique 2 peut comprendre un ou plusieurs microphones de type MEMS, permettant la transduction de la pression acoustique en signal électrique.
Le transducteur acoustique 2 est également alimenté électriquement par l'alimentation 12 du dispositif de surveillance 1. Par ailleurs, le transducteur acoustique 2 et/ou le moyen d'analyse 4 reçoit un signal d'activation de la part du moyen de commande 6. Le signal d'activation permet de commander le transducteur acoustique 2 en lui indiquant quand il doit mesurer le signal acoustique Sa et en fournir un signal électrique Se. Le signal d'activation permet ainsi d'activer le transducteur acoustique 2 qui est de préférence, le reste du temps, en veille, afin de limiter sa consommation électrique. En particulier, et comme cela sera détaillé plus bas, le transducteur acoustique 2 n'est activé que pendant une fraction seulement de la durée, déterminée, pour laquelle on souhaite un ou plusieurs indicateurs acoustiques représentatifs. C'est par l'intermédiaire du signal d'activation que le transducteur acoustique 2 est activé pendant seulement lesdites fractions de durée, pour mesurer le signal acoustique et en fournir un signal électrique.
Ainsi, selon l'invention, les indicateurs acoustiques représentatifs sont déterminé au niveau de chaque dispositif de surveillance 1, c'est-à-dire pour chaque transducteur acoustique 2 (capteur acoustique) et moyen d'analyse 4.
Le dispositif de surveillance 1 comprend également le moyen d'analyse 4. Le moyen d'analyse 4 reçoit en entrée le signal électrique Se fourni par le transducteur acoustique 2, et fournit en sortie un ou plusieurs indicateurs acoustiques correspondant au signal acoustique mesuré.
Le moyen d'analyse 4 peut ainsi comprendre tout d'abord un convertisseur analogique/numérique 41 recevant en entrée le signal électrique Se et fournissant en sortie un signal numérique correspondant. Le convertisseur 41 peut également inclure un codeur audio, de manière à ce que le convertisseur analogique/numérique 41 soit capable de quantifier le signal électrique en un signal numérique sur 16 ou 24 bits et échantillonné à une fréquence de 16 kHz minimum. On reproduit ainsi fidèlement le signal acoustique tout en augmentant le rapport signal-sur-bruit.
Alternativement, il convient de noter que le convertisseur analogique/numérique 41 peut être intégré dans le transducteur acoustique 2, de manière à ce que celui-ci fournisse directement un signal numérique correspondant au signal acoustique Sa mesuré, au lieu de l'avoir dans le moyen d'analyse 4.
Le moyen d'analyse 4 comprend par ailleurs des moyens de traitement numériques permettant de traiter le signal numérique correspondant au signal acoustique. Ainsi, le moyen d'analyse 4 peut comprendre un moyen d'intégration 42 recevant en entrée le signal numérique et fournissant en sortie les valeurs du ou des indicateurs acoustiques. Le moyen d'intégration 42 est un moyen de traitement numérique du signal numérique, et peut donc être effectué par un programme informatique dont les paramètres permettent de choisir le ou les indicateurs acoustiques voulus en sortie.
Le moyen d'analyse 4 peut alors fournir les valeurs du ou des indicateurs acoustiques au moyen de communication 8 afin que celui-ci les transmette à un élément collectant les valeurs fournies par les différents dispositifs de surveillance 1 du système 10. En particulier, le moyen d'analyse 4 peut fournir les valeurs à intervalle de temps, par exemple à un premier intervalle de temps II qui peut être égal ou être un multiple d'une durée déterminée D (voir figure 2). Alternativement, les valeurs fournies par le moyen d'analyse 4 peuvent être transmises en temps réel au moyen de communication 8 qui ne les transmet ensemble, qu'à intervalles de temps II. Un tel envoi groupé des valeurs obtenues par le dispositif de surveillance 1 permet d'optimiser la transmission entre le moyen de communication et l'élément collectant du système 10, ce qui permet d'économiser de l'énergie le reste du temps.
Plus précisément, le moyen d'intégration 42 permet de déterminer des valeurs d'un ou plusieurs indicateurs acoustiques représentatifs d'une durée déterminée D (voir figure 2), par exemple 1 seconde, à partir d'un signal numérique correspondant à la mesure du signal acoustique pendant une fraction FD seulement de ladite durée déterminée D. Ainsi, le moyen d'intégration 42 est configuré pour fournir des valeurs d'indicateurs acoustiques représentatifs du signal acoustique sur une durée déterminée d'1 seconde, à partir d'une mesure dudit signal acoustique pendant, par exemple, une fraction FD de 100ms. Il a notamment été observé par les Déposants que la caractérisation de certains signaux acoustiques sur une durée déterminée, pouvait être obtenue à partir d'une mesure du signal acoustique pendant une fraction seulement de ladite durée déterminée.
En effet, les progrès du traitement numérique moderne permettent de traiter des flux d'information de manière très rapide. Les temps de traitement numériques en deviennent petits par rapport aux durées caractéristiques de nombreux phénomènes acoustiques. Dès lors, du fait de la haute fréquence de fonctionnement des équipements électroniques, un temps qui parait discontinu du point de vue de ces mêmes équipements (tel qu'une succession de séquences d'écoute et d'arrêt) permet d'appréhender avec justesse des phénomènes qui d'un point de vue acoustique semblent continus.
Cette particularité semble, jusqu'à présent, ne pas avoir été perçue à sa juste valeur antérieurement, et consolide le caractère original et non-évident de l'invention.
En particulier, l'incertitude introduite par la mesure du signal acoustique sur une fraction seulement de la durée déterminée peut être inférieure à celle obtenue à l'issue des étapes de traitement du signal mesuré, de sorte que les valeurs obtenues pour le ou les indicateurs acoustiques sur la base de la fraction de durée déterminée restent pertinentes pour caractériser le signal acoustique sur toute la durée déterminée. On peut ainsi mettre en veille le transducteur acoustique 2 et le moyen d'analyse 4 pendant le reste de la durée déterminée, et ainsi économiser l'énergie de l'alimentation
12.
Le moyen d'analyse 4 peut comprendre également un moyen d'agrégation 43 configuré pour fournir des valeurs d'un ou plusieurs indicateurs acoustiques globaux. Le moyen d'agrégation 43 peut par exemple agréger les valeurs successives du ou des indicateurs acoustiques fournies par le moyen d'intégration 42, pour fournir les valeurs d'un indicateur acoustique plus global, ou bien peut tout simplement traiter directement le signal numérique fourni par le convertisseur analogique/numérique 41 pour déterminer lesdites valeurs d'indicateur acoustique global.
Le ou les indicateurs acoustiques globaux ont pour but de permettre une analyse plus générale du signal acoustique surveillé, notamment sur son évolution temporelle à court ou à long terme. Plus précisément, de tels indicateurs ont pour but de permettre d'adapter la fréquence des mesures effectuées par le dispositif de surveillance, afin de limiter les mesures inutiles et redondantes dont l'analyse conduirait à une consommation électrique inutile. Ainsi, les mesures du signal acoustique par le transducteur acoustique 2 peuvent être plus espacées afin de tenir compte d'une variation faible du signal acoustique sur des périodes longues, afin de réduire encore la consommation d'énergie du dispositif de surveillance 1. Les mesures du signal acoustique par le transducteur acoustique 2 peuvent par exemple être faites uniquement à un deuxième intervalle de temps 12 (voir figure 2) plus long que la durée déterminée D et plus petit que le premier intervalle de temps II. Le premier intervalle de temps II peut ainsi être égal au deuxième intervalle de temps 12 ou à un multiple du deuxième intervalle de temps 12.
Dit autrement, le transducteur acoustique 2 n'effectue plus une mesure du signal acoustique pendant une fraction FD toutes les durées déterminées D mais seulement à chaque deuxième intervalle de temps 12. On économise encore la consommation énergétique du dispositif de surveillance en limitant les phases de mesure et d'analyse du signal acoustique.
Selon une variante préférée, en fonction des valeurs des indicateurs acoustiques obtenues, et en fonction de certains créneaux horaires, le deuxième intervalle de temps 12 peut être modifié par exemple raccourci ou rallongé, et/ou la fraction de la durée déterminée peut être modifiée, afin que les valeurs fournies par le dispositif de surveillance restent pertinentes. Ainsi, les valeurs du ou des indicateurs acoustiques déterminés par le moyen d'analyse 4 peuvent être fournies au moyen de commande 6. Le moyen de commande 6 permet notamment d'activer le transducteur acoustique 2, via le signal d'activation, afin de lui indiquer quand il doit mesurer le signal acoustique Sa. En particulier, le moyen de commande 6 peut déterminer le deuxième intervalle de temps 12 à partir des indicateurs acoustiques et/ou des indicateurs globaux, et commander le transducteur acoustique 2 et/ou le moyen d'analyse 4 en conséquence.
Alternativement, le deuxième intervalle de temps 12 peut être déterminé de manière globale par le système 10 pour l'ensemble des dispositifs de surveillance 1 ou pour certains uniquement, en fonction des valeurs d'indicateurs acoustiques, éventuellement globaux, qui sont collectés par le système 10. Dans ce cas, les valeurs du deuxième intervalle de temps 12 sont transmises aux moyens de communication 8 des dispositifs de surveillance 1 puis transmis par ceux-ci aux moyens de commande 6.
Le moyen de communication 8 peut être un moyen de communication sans fil, par exemple de type Wifi ou selon une technologie de la téléphonie sans fil, telle que la 3G ou la 4G, Zigbee, 802.15.4, LoRa, 6I0WPAN. Alternativement, le moyen de communication 8 peut être relié à une connexion filaire, par exemple à une connexion à internet.
Le moyen de communication 8 permet d'envoyer les valeurs obtenues par le dispositif de communication 1 à un moyen de réception, ou d'émission-réception, 14 distant. Le moyen de réception, ou d'émission-réception, 14 permet de récupérer les différentes valeurs mesurées et calculées par les différents dispositifs de surveillance, en un seul et même endroit.
Lorsque le moyen de réception 14 est de type émission-réception, il est également apte à transmettre les valeurs reçues à un moyen de commande global 16 configuré pour déterminer une valeur de deuxième intervalle de temps pouvant être appliquée par tous ou certains dispositifs de surveillance 1. Le moyen de commande global 16 permet de déterminer la valeur du deuxième intervalle de temps de manière centralisée, afin de limiter la consommation électrique de chaque dispositif de surveillance 1. Lorsque la valeur du deuxième intervalle de temps est déterminée par le moyen de commande global 16, celle-ci est renvoyée, via le moyen d'émission-réception 14, vers les moyens de communication 8 des différents dispositifs de surveillance 1, pour être transmise aux moyens de commande 6.
Le moyen de réception 14 et le moyen de commande global 16 peuvent être installés dans un centralisateur 18 par exemple, qui va recueillir les informations du réseau de dispositifs de surveillance 1 et permettre une récupération de ces informations par internet par exemple, via un serveur pouvant également appliquer des traitements sur les informations recueillies. Deux variantes sont donc prévues pour ledit centraliseur 18, qui peut être muni : soit entre autres d'un moyen de réception 14 et d'un moyen de commande global 16, soit entre autres d'un moyen d'émission-réception 14 et d'un moyen de commande global 16.
En pratique, le système 10 décrit plus haut peut fonctionner comme suit : à un instant t, tous les dispositifs de surveillance 1 du système se réveillent en même temps pour effectuer une mesure acoustique pendant une fraction de durée déterminée FD. Le signal mesuré est alors traité par chaque dispositif de surveillance 1 puis transmis au centralisateur 18 avant que les dispositifs de surveillance 1 ne se rendorment en même temps. Selon les valeurs obtenues au cours de la journée, la fréquence de réveil (deuxième intervalle de temps) des dispositifs 1 peut varier, mais il peut être prévu qu'après une journée ou au bout d'une durée prédéfinie, la fréquence revienne à une valeur initiale par défaut.
Les figures 3 et 4 présentent les résultats d'une première discrétisation (que l'on dénommera discrétisation « large ») sur plusieurs périodes temporelles d'un même enregistrement audio. Dans cet exemple, l'enregistrement audio est un enregistrement audiosonore de 24h.
Une première période temporelle (par exemple une période de jour) est analysée à la figure 3, tandis qu'une seconde période temporelle (par exemple une période de nuit) est analysée à la figure 4.
Dans les exemples des figures 3 et 4, la mesure de référence 50, 51 représente la moyenne du Z.Aeqis calculé sur l'ensemble de la période (enregistrement audiosonore) de 24h.
A la figure 3 :
- chaque point représente la mesure du Z.Aeq moyennée sur une seconde (Z.Aeqis) et représente donc l'information « condensée » d'un échantillon sonore d'une seconde,
- le faisceau 60 de discrétisation présente l'ensemble des Z.Aeqis relevés toutes les dix secondes (dans cet exemple le temps de discrétisation tD(s) est égal à la durée déterminée D ; on a de ce fait D = tD(s) = 10s) durant la première période temporelle (on enregistre pendant une seconde et on moyenne l'information, et on effectue ces opérations toutes les dix secondes), de la même manière le faisceau 61 de discrétisation présente l'ensemble des Z^qis relevés toutes les trente secondes durant la première période temporelle, et ainsi de suite pour chaque faisceau 60 à 64,
- chaque faisceau 60 à 64 des discrétisations présente une amplitude comprise entre 0,5 dB(A) et 4 dB(A),
- le calcul de l'écart-type des différents points pour chaque discrétisation donne un maximum à 0,5 dB.
A la figure 4, le principe est identique à celui de la figure 3, néanmoins, la période temporelle est différente et caractérisée par le fait que chaque événement sonore qui s'y produit induit des émergences plus fortes. Chaque faisceau 65 à 69 des discrétisations présente une amplitude comprise entre 4 dB(A) et 11 dB(A). Le calcul de l'écart-type des différents points pour chaque discrétisation donne un maximum à 2,5 dB.
Ainsi, la comparaison des figures 3 et 4 permet de remarquer qu'il est nécessaire d'ajuster le niveau de discrétisation en fonction de la période temporelle (de l'enregistrement audiosonore) analysée dans le but de conserver un niveau d'information pertinent.
Les figures 5 et 6 présentent les résultats de l'application d'une seconde discrétisation (que l'on dénommera discrétisation « affinée ») au même enregistrement audiosonore et aux mêmes périodes temporelles respectivement qu'aux figures 3 et 4.
La première période temporelle (par exemple une période de jour) est analysée à la figure 5, tandis que la seconde période temporelle (par exemple une période de nuit) est analysée à la figure 6.
Dans les exemples des figures 5 et 6, la mesure de référence 50, 51 représente toujours la moyenne du Z.Aeqis calculé sur l'ensemble de la période (enregistrement audio) de 24h.
A la figure 5 :
- chaque point représente la mesure du Z.Aeq moyennée sur cent millisecondes ( eqiooms) et représente donc l'information « condensée » d'un échantillon sonore de cent millisecondes,
- le faisceau 70 de discrétisation présente l'ensemble des .Aeqiooms relevés toutes les dix secondes durant la première période temporelle, de la même manière le faisceau 71 de discrétisation présente l'ensemble des .Aeqiooms relevés toutes les trente secondes durant la première période temporelle, et ainsi de suite pour chaque faisceau 70 à 74, - chaque faisceau 70 à 74 des discrétisations présente une amplitude comprise entre 1 dB(A) et 5,1 dB(A),
- le calcul de l'écart-type des différents points pour chaque discrétisation donne un maximum à 1,8 dB.
A la figure 6, le principe est identique à celui de la figure 5, néanmoins, la période temporelle est différente et caractérisée par le fait que chaque événement sonore qui s'y produit induit des émergences plus fortes. Chaque faisceau 75 à 79 des discrétisations présente une amplitude comprise entre 4,3 dB(A) et 8 dB(A). Le calcul de l'écart-type des différents points pour chaque discrétisation donne un maximum à 1,5 dB.
Ainsi, la comparaison des figures 5 et 6 permet de remarquer qu'il est nécessaire d'ajuster le niveau de discrétisation en fonction de la période temporelle (de l'enregistrement audio) analysée dans le but de conserver un niveau d'information pertinent.
De plus, on remarque que l'emploi d'une discrétisation « large » ou d'une discrétisation « affinée » produit les mêmes effets (amplitude et écart-types comparables) pour les premières périodes temporelles (figures 3 et 5), et qu'il en va de même pour les secondes périodes temporelles (figures 4 et 6).
Enfin, la comparaison des figures 3 et 4 avec les figures 5 et 6, permet de constater que la discrétisation « affinée » est tout aussi efficace (pas ou peu de perte d'information) que la discrétisation « large ». L'emploi d'une discrétisation « affinée » s'avère donc avantageux puisqu'il permet de réduire la consommation énergétique du système.
A titre d'exemple, on peut constater :
- d'une part que la consommation énergétique correspondant au faisceau 70 (étude « active » de l'environnement sonore durant 100ms sur 10s d'étude totale, soit une écoute « active » de 900ms sur 90s d'étude totale) est inférieure à la consommation énergétique correspondant au faisceau 63 (étude « active » de l'environnement sonore durant ls sur 10s d'étude totale), et
- d'autre part les mesures correspondant au faisceau 70 fournissent une approximation plus proche du niveau réel de référence (mesure de référence 50), que celles correspondant au faisceau 63. On remarque en effet que les mesures du Z.Aeqiooms (faisceau 70) s'écartent du Z.Aeqis de référence 50 (sur l'ensemble de l'enregistrement audiosonore de 24h) de 0,5dB(A) environ, tandis que les mesures du Z^qis (faisceau 63) s'en écartent de 2 dB(A) environ.
Par ailleurs, les valeurs d'écart-types obtenues (discrétisation « large » ou « affinée », première période temporelle ou seconde période temporelle) sont très satisfaisantes comparativement à la sensibilité du (ou des) transducteur(s) acoustique(s) utilisé(s) pour la mesure, à l'influence de la chaîne de mesure (état du transducteur, tension d'alimentation...) et au contexte de la mesure (température, hygrométrie, ...), ce qui conforte le principe de l'invention.
La figure 7 illustre un organigramme d'un procédé de surveillance 100 selon la présente invention. En particulier, le procédé de surveillance 100 comprend une première étape 110 dans laquelle on fournit au moyen d'analyse 4 un signal électrique Se correspondant à la pression acoustique mesurée du signal acoustique. En particulier, et selon l'invention, durant l'étape a), on fournit à un moyen d'analyse 4 une seule fois, à un deuxième intervalle de temps ou au cours d'un deuxième intervalle de temps, un signal électrique Se correspondant à la pression acoustique mesurée du signal acoustique pendant une fraction FD d'une durée déterminée D.
Puis, dans une deuxième étape 120, on traite le signal électrique pour obtenir des valeurs successives d'un ou plusieurs indicateurs acoustiques représentatifs du signal acoustique sur une durée déterminée.
En particulier, la deuxième étape 120 peut comprendre au moins une sous-étape selon l'ordre logique suivant :
- une première sous-étape 121 de conversion analogique/ numérique du signal électrique fourni par l'étape a), en signal numérique ;
- une deuxième sous-étape 122 d'intégration du signal numérique obtenu par l'étape bl), en le ou les indicateurs acoustiques ; et
- une troisième sous-étape 123 d'agrégation de valeurs successives du ou des indicateurs acoustiques obtenues à l'étape b2), pour obtenir des valeurs d'un ou plusieurs indicateurs acoustiques globaux.
La deuxième étape 120 fournit alors (au moyen de communication 8) des valeurs d'un ou plusieurs indicateurs acoustiques, notamment globaux.
Dans une troisième étape 130, on transmet à un moyen de réception distant, sans fil, à un premier intervalle de temps, une ou plusieurs valeurs du ou des indicateurs acoustiques. Par ailleurs, dans une quatrième étape 140, distincte de la troisième étape et éventuellement simultanée, on modifie le deuxième intervalle de temps de la première étape 110 et/ou la fraction de la durée déterminée, en fonction de la variation desdites valeurs successives du ou des indicateurs acoustiques.
On obtient ainsi un procédé de surveillance acoustique permettant de réduire la consommation électrique, tout en fournissant des valeurs d'indicateurs acoustiques fiables.
Ainsi, grâce au système et au dispositif de surveillance tel que décrit précédemment, il est possible d'avoir un système ne nécessitant pas de relier chaque dispositif de surveillance à un réseau électrique mais au contraire pouvant fonctionner sur une durée rallongée, pouvant atteindre à titre d'exemple un an en totale autonomie, avec une pile ou un accumulateur. Cela conduit à un coût d'installation très inférieur à celui des systèmes devant être raccordés au réseau électrique, et cela réduit également le temps et la difficulté d'installation de tels systèmes dont les dispositifs sont installés en réseau dans une zone géographique parfois étendue.
Par rapport à d'autres systèmes de surveillance, le système acoustique décrit précédemment permet d'obtenir des résultats plus robustes, de pouvoir diagnostiquer la source des anomalies grâce à la richesse de l'information acoustique, d'être modulable par déplacement de certains dispositifs du réseau, et d'être à bas coût grâce à des capteurs peu coûteux par rapport à d'autres capteurs, par exemple chimiques.
Enfin, le système décrit permet une détection d'anomalie par l'acoustique, usage pouvant être employé dans de nombreux environnements et pouvant permettre de déterminer l'origine du problème.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif (1) de surveillance continue d'un signal acoustique (Sa), le dispositif de surveillance (1) étant alimenté de manière autonome et comprenant :
- un transducteur acoustique (2) recevant un signal d'activation, et configuré pour fournir, lorsqu'il est activé, un signal électrique (Se) correspondant à la pression acoustique mesurée du signal acoustique (Sa),
- un moyen de commande (6) fournissant le signal d'activation,
- un moyen d'analyse (4) recevant en entrée le signal électrique (Se) fourni par le transducteur acoustique (2) et fournissant en sortie des valeurs successives d'un ou plusieurs indicateurs acoustiques représentatifs du signal acoustique (Sa) sur une durée déterminée (D),
- un moyen de communication (8), de préférence sans fil, recevant les valeurs successives du ou des indicateurs acoustiques fournies par le moyen d'analyse (4), et configuré pour transmettre, à un premier intervalle de temps (II), une ou plusieurs valeurs du ou des indicateurs acoustiques à un moyen de réception (14) distant du dispositif de surveillance (1),
dans lequel le moyen de commande (6) est configuré pour activer le transducteur acoustique (2) pendant une fraction (FD) de ladite durée déterminée (D), et dans lequel le moyen d'analyse (4) est configuré pour déterminer chaque valeur du ou des indicateurs acoustiques à partir du signal électrique (Se) correspondant au signal acoustique (Sa) pendant ladite fraction de ladite durée déterminée (FD).
2. Dispositif de surveillance (1) selon la revendication 1, dans lequel le moyen de commande (6) est configuré pour activer une seule fois, au cours d'un deuxième intervalle de temps (12), le transducteur acoustique (2) pendant une fraction (FD) de ladite durée déterminée (D), le deuxième intervalle de temps (12) étant égal à la durée déterminée (D) ou à un multiple de la durée déterminée (D), dans lequel le moyen d'analyse (4) est configuré pour déterminer, à chaque deuxième intervalle de temps (12), chaque valeur du ou des indicateurs acoustiques à partir du signal électrique (Se) correspondant au signal acoustique (Sa) pendant ladite fraction (FD) de ladite durée déterminée (D).
3. Dispositif de surveillance (1) selon la revendication 2, dans lequel le moyen de commande (6) reçoit également en entrée les valeurs successives du ou des indicateurs acoustiques fournies par le moyen d'analyse (4), et est configuré pour modifier le deuxième intervalle de temps (12) et/ou la fraction (FD) de la durée déterminée (D), en fonction de la variation desdites valeurs successives du ou des indicateurs acoustiques.
4. Dispositif de surveillance (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le moyen d'analyse (4) et éventuellement le transducteur acoustique (2) et éventuellement le moyen de commande (6), ne sont pas alimentés en-dehors de la durée DMT nécessaire à la mesure et à l'analyse : du signal acoustique et/ou de la valeur du ou des indicateurs acoustiques, ladite durée DMT étant comprise entre la durée de la fraction de durée déterminée FD et la durée du deuxième intervalle de temps, telle que FD < DMT £ h-
5. Dispositif de surveillance (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le ou les indicateurs acoustiques sont représentatifs de la valeur énergétique du signal acoustique sur la durée déterminée (D), par exemple le niveau sonore équivalent pondéré A LAeqis en décibel.
6. Dispositif de surveillance (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le moyen d'analyse (4) comprend notamment un convertisseur analogique/numérique (41) recevant en entrée le signal électrique fourni par le transducteur acoustique (2), et fournissant en sortie un signal numérique correspondant audit signal électrique.
7. Dispositif de surveillance (1) selon la revendication 6, dans lequel le moyen d'analyse (4) comprend également un moyen d'intégration (42) recevant en entrée le signal numérique fourni par le convertisseur analogique/numérique (41), et fournissant en sortie le ou les indicateurs acoustiques.
8. Dispositif de surveillance (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel le moyen d'analyse (4) comprend également un moyen d'agrégation (43) de valeurs successives du ou des indicateurs acoustiques, pour obtenir des valeurs d'un ou plusieurs indicateurs acoustiques globaux.
9. Système (10) de surveillance de signaux acoustiques, comprenant plusieurs dispositifs (1), par exemple disposés en réseaux, selon l'une quelconques des revendications précédentes, et un moyen de réception (14) configuré pour recevoir les valeurs des indicateurs acoustiques transmises par les moyens de communication (8) des dispositifs de surveillance (1).
10. Système de surveillance (10) selon la revendication précédente, comprenant également un moyen de commande global (16) des dispositifs de surveillance (1), recevant en entrée les valeurs des indicateurs acoustiques fournis par les dispositifs de surveillance, et configuré pour modifier, en fonction desdites valeurs des indicateurs acoustiques, le deuxième intervalle de temps (12) de chaque dispositif de surveillance (1) ou la fraction (FD) de la durée déterminée (D), et pour fournir, au moyen de commande (6) des dispositifs de surveillance (1), la valeur modifié du deuxième intervalle de temps (12) ou de la fraction (FD) de la durée déterminée (D).
11. Procédé de surveillance (100) continue d'un signal acoustique, dans lequel :
a) on fournit (110) à un moyen d'analyse (4) un signal électrique correspondant à la pression acoustique mesurée du signal acoustique, b) on traite (120) le signal électrique pour obtenir des valeurs successives d'un ou plusieurs indicateurs acoustiques représentatifs du signal acoustique sur une durée déterminée,
c) on transmet (130) à un moyen de réception distant, sans fil, à un premier intervalle de temps, une ou plusieurs valeurs du ou des indicateurs acoustiques,
et dans lequel, durant l'étape a), le signal électrique correspond à la pression acoustique mesurée du signal acoustique pendant une fraction de ladite durée déterminée.
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