FR2687240A1 - Dispositif de protection detectant la sollicitation du mecanisme d'une fermeture (serrure, verrou) et generant un signal d'information, d'alerte ou d'alarme. - Google Patents

Abstract

Le dispositif de protection détectant la sollicitation du mécanisme d'une fermeture (serrure, verrou...) et générant un signal d'information, d'alerte ou d'alarme comprend: - des moyens de captage (1) recueillant les vibrations mécaniques émises par le mécanisme d'une fermeture lorsqu'il est sollicité, - des moyens de traitement (29) analysant les signaux issus des moyens de captage (1) et élaborant le signal d'information, d'alerte ou d'alarme en fonction de critères préréglés par l'utilisateur. Utilisation du dispositif comme alarme autonome ou comme détecteur de crochetage relié à une centrale d'alarme.

Description

L'invention concerne un dispositif de protection anti-intrusion détectant la sollicitation du mécanisme de la fermeture qui clos la zone à protéger et générant un signal d'information, d'alerte ou d'alarme.

La fermeture, dans la protection d'un local clos, est un point très sensible. Il est intéressant de pouvoir la surveiller à distance et/ou la protéger pour en interdire une utilisation frauduleuse.

La présente invention décrit un dispositif de protection de fermeture qui élabore un signal d'information, d'alerte ou d'alarme suivant des critères prédéterminés ou choisis par l'utilisateur du susdit dispositif et qui, en fonction de ces critères, peut émettre le signal avant que l'ouverture ne soit effective.

Dans le présent document: - le terme "fermeture" désigne tout dispositif servant à fermer tel que serrure, verrou, cadenas, etc...

- le terme "mécanisme de fermeture" désigne l'ensemble des mécanismes de la fermeture et plus particulièrement l'ensemble des pièces effectuant la reconnaissance de l'empreinte de la clef (ou l'identification du code si il s'agit d'une fermeture à combinaison).

Dans les systèmes connus de protection de fermeture, le dispositif est intimement lié à la conception de la fermeture. Il s'agit soit d'un dispositif électrique intégré dans le barillet de la fermeture et qui est activé lors d'une utilisation anormale de celle-ci, soit d'un dispositif mécanique incorporé au barillet et qui agit en bloquant la fermeture lors d'une tentative de crochetage.

Le présent dispositif possède la particularité d'être extérieur à la conception de la fermeture, et de pouvoir s'adapter sur tout type de fermeture mécanique, quelle qu'en soit la technologie (serrure à goupilles, à pompes, à combinaison, etc...). Le dispositif capte les vibrations produites par le mécanisme de fermeture lorsqu'il est sollicité et, après traitement des signaux issus du capteur, le dispositif élabore un signal d'information, d'alarme ou d'alerte.

Pour atteindre ce but, le système de protection selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte d'une part un capteur (au moins un) disposé à proximité de la fermeture, et d'autre part un circuit électronique analysant les signaux issus dudit capteur auquel il est relié. Le capteur recueille les vibrations générées lors de l'utilisation du mécanisme de fermeture, le dispositif électronique traite les signaux issus du capteur, identifie ceux qui sont représentatifs d'une sollicitation de la fermeture, et élabore un signal d'information, d'alerte ou d'alarme.

Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, le capteur de vibration mécanique est de type microphone (par exemple microphone piézo-électrique, ou microphone à électret, ou microphone électrodynamique, ou microphone électrostatique etc...); la fréquence des signaux utiles à l'analyse étant située dans le spectre audible.

Cependant tout capteur permettant la mesure de vibration mécanique (par exemple accéléromètre, capteur de déplacement, capteur de pression, capteur de contrainte) est utilisable sans que les performances du dispositif n'en soient altérées.

Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif électronique est constitué d'au moins un détecteur permettant l'identification des vibrations pertinentes; le rôle de ce détecteur étant de distinguer entre tous les signaux enregistrés par le capteur, ceux qui correspondent à la sollicitation du mécanisme de fermeture. Ce détecteur est précédé, si besoin est, d'un amplificateur à bande limitée pour adapter le signal électrique issu du capteur à la sensibilité du détecteur et pour diminuer l'action de signaux de fréquence parasite (cet ensemble: filtre, amplificateur et détecteur constitue l'unité d'identification) .

Selon encore une autre caractéristique avantageuse de l'invention, le déclenchement du signal d'information, d'alerte ou d'alarme est géré par une cellule décisionnelle analysant les informations fournies par l'unité d'identification et les comparant à des critères préétablis ou réglables par l'utilisateur en fonction de ses besoins.

(Exemples de critères : durée de sollicitation du mécanisme de fermeture, nombre de sollicitations pendant un temps donné...). Le rôle de cette structure étant d'éliminer les "fausses alertes" (dues par exemple à un choc isolé sur la fermeture) et de déclencher lorsque le critère est validé (par exemple lors d'un crochetage ou lors de l'utilisation de la fermeture à l'aide de sa clef, suivant le critère choisi).

Selon encore une autre caractéristique avantageuse de l'invention, la sortie du dispositif peut prendre: - une forme informationnelle (signal d'information ou d'alerte) matérialisée par un dispositif de sortie binaire (par exemple un relais, un émetteur... ) ou matérialisée par un dispositif informatique de connexion sur réseau (dans ce cas le dispositif peut envoyer une information, une alerte sur le réseau, mais il peut aussi dialoguer, être interrogé par les autres éléments du réseau).

- ou une forme énergétique (signal d'alarme) matérialisée par une sortie sonore (par exemple une sirène) ou par un relais de puissance permettant la mise sous tension de différents dispositifs connus d'alarme.

Selon des modes particuliers de réalisation de l'invention - le circuit électronique peut comporter un dispositif économiseur d'énergie. Celui-ci maintient le dispositif en mode "veille", avec une consommation électrique très faible, tant qu'une vibration n'a pas été recueillie par le capteur. Lorsqu'une vibration est enregistrée par le système de veille, il alimente alors l'ensemble du dispositif; Le retour au mode veille est commandé par des informations issues de la cellule décisionnelle.

- le dispositif peut être équipé d'outils annexes de réglage permettant à un non spécialiste de le mettre en oeuvre et d'adapter le dispositif de protection à sa fermeture.

- le dispositif peut être équipé de moyens d'autoprotection déclenchant le signal d'information, d'alerte ou d'alarme lorsque des éléments du dispositif sont endommagés.

L'invention sera mieux comprise et ainsi d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaitront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés dans lesquels: - la figure 1 montre un schéma global de principe selon la présente invention; - la figure 2 montre un schéma synoptique de principe d'un exemple de réalisation préférentielle selon la présente invention; - la figure 3 montre un schéma de principe d'un exemple de réalisation de la cellule décisionnelle selon la présente invention; - la figure 4 montre un schéma de principe d'un exemple de réalisation de l'unité d'identification des sollicitations du mécanisme de fermeture selon la présente invention; ; - la figure 5 montre sur un schéma de principe un exemple d'organisation de différentes variantes que l'on peut annexer au dispositif suivant des modes particuliers de réalisation de la présente invention; - la figure 6 donne le schéma d'un exemple de réalisation d'amplificateur d'entrée de l'unité d'identification conforme à l'invention; - la figure 7 donne le schéma d'un exemple de réalisation du dispositif "idendificateur de sollicitation" de l'unité d'identification conforme à l'invention; - la figure 8 donne un autre schéma, à titre d'exemple, de réalisation du dispositif "idendificateur de sollicitation" de l'unité d'identification conforme à l'invention; - la figure 9 donne un schéma, à titre d'exemple, d'un mode de réalisation de la cellule décisionnelle conforme à l'invention;; - la figure 10 donne un schéma, à titre d'exemple, d'un mode de réalisation des variantes "économiseur d'énergie" et "autoprotection", conforment à l'invention; - la figure 11 donne un schéma, à titre d'exemple, d'un mode de réalisation d'un outil de réglage conforme à l'invention; - la figure 12 donne un schéma, à titre d'exemple, d'un mode de réalisation d'une interface de sortie pour le dispositif utilisé comme système d'alarme conformément à l'invention; - la figure 13 donne un schéma, à titre d'exemple, d'un mode de réalisation de l'interface de sortie permettant un branchement sur réseau informatique conformément à l'invention;;
En se référant au schéma de la figure 1, le dispositif conforme à l'invention comprend des moyens de captage 1 pour recueillir les vibrations générées par le mécanisme de fermeture, reliés à des moyens de traitement 29 émettant le signal d'information, d'alerte ou d'alarme.

On va décrire quatre exemples de réalisation suivant ce schéma global conforme à la présente invention. Dans la description qui suit, ces exemples sont repérés par un numéro (réalisation n'I, réalisation n'II, réalisation n'III, réalisation n'IV),
Les moyens de captage 1 ont pour rôle de recueillir les vibrations générées par le mécanisme de fermeture lorsqu'il est sollicité.

Ils captent des vibrations mécaniques engendrées par le mouvement de petites pièces métalliques.

Suivant un mode de réalisation préférentiel on utilise comme moyens de captage 1, un microphone piézo-électrique. Les vibrations à recueillir se situent dans le spectre audible, avec des harmoniques élevés (bruits "métalliques" des éléments de la fermeture). Le microphone piézoélectrique, par conception, constitue un filtre électro-mécanique adapté aux fréquences à observer. Les exemples de réalisations n'I, nÍII et n IV utilisent un tel capteur. Cependant tout autre type de microphone convient (microphone électrostatique (électret...), microphone électrodynamique... etc).Suivant un autre mode de réalisation (exemple de réalisation nII) on utilise comme moyens de captage 1 un capteur de vibrations mécaniques de type accéléromètre piézo-électrique; tout autre type de capteur mécanique convient, qu'il recueille directement les vibrations (tel les accéléromètres), ou de façon indirecte (par exemples les capteurs de forces ou de pression, une relation linéaire existant entre la variation de ces grandeurs et les vibrations à mesurer).

Les moyens de captage 1 sont disposés à proximité de la fermeture. Suivant le mode préférentiel de réalisation, le microphone est extérieur au coffret contenant les moyens de traitements 29. Pour obtenir un fonctionnement correct du dispositif on fixe, par exemple, le microphone près, ou mieux, sur le boîtier de la fermeture; la fixation étant effectuée à l'aide de moyens connus (vissage, collage ...). La face active du microphone étant mise en contact avec la fermeture; ledit microphone peut être intégré dans un boîtier formant un filtre acoustique atténuant les bruits provenant de l'environnement extérieur.

Ces moyens de captage peuvent être installés, lors de la fabrication de la fermeture, à l'intérieur de celle-ci; la liaison avec les moyens de traitement 29 étant assurée par un connecteur. Suivant un autre mode de réalisation les moyens de captage sont intégrés dans le coffret contenant les moyens de traitements, l'ensemble forme ainsi une unité homogène.

Suivant la figure 2, on donne un exemple de principe des moyens de traitement 29 qui sont composés d'une unité d'identification 2, reliée à une cellule décisionnelle 3, reliée à l'interface de sortie 4.

Les exemples de réalisation n'I, n"II, N'ICI suivent ce schéma de principe.

L'unité d'identification 2 reçoit les signaux issus des moyens de captage 1, détecte ceux qui sont représentatifs d'une sollicitation du mécanisme de la fermeture et élabore un signal 6 représentatif de cette sollicitation.

La cellule décisionnelle 3 reçoit ces signaux 6 issus de l'unité d'identification 2, les analyse et déclenche le signal 7 d'activition de l'interface de sortie lorsque les critères préréglés ont été validés.

L'interface de sortie 4 reçoit le signal 7 issu de la cellule décisionnelle 3 et émet vers l'extérieur un signal d'information, d'alerte ou d'alarme.

Un exemple de schéma de principe d'unité d'identification 2 est donné figure 4. Les signaux issus du capteur 1 sont amplifiés et filtrés par le module amplificateur 15. Ces signaux amplifiés sont appliqués à l'entrée du module d'identification des signaux pertinents 16; le rôle de ce module 16 est de fournir un signal 6, tout ou rien, actif lorsque le mécanisme de fermeture est sollicité. Le module amplificateur 15 a été décomposé en deux: un module étage d'entrée 18 dont la structure dépend du capteur employé et des variantes de réalisation du dispositif, et un module d'adaptation de niveau 19 dont la structure dépend du type de module d'identification des signaux pertinents 16 utilisé. L'unité d'identification des exemples de réalisation n I, n"II et neIII est conforme à ce schéma de principe.

Les figures 6 et 7 montrent les schémas structurels de l'unité d'identification 2 de l'exemple de réalisation neI. Le module 18 est représenté sur la figure 6; il s'agit d'un étage amplificateur à ampliopérationnel dont la liaison d'entrée avec le capteur (microphone piézoélectrique) se fait par l'intermédiaire d'une résistance et d'une capacité en série (filtrage passe-haut) et dont la contre réaction assure un filtrage passe-bas. Le module d'adaptation de niveau 19, dessiné figure 7, relié à la sortie du module 18, est constitué d'une chaîne d'amplificateurs dont les gains sont réglables par interrupteurs et potentiomètre; la liaison entre chaque étage d'amplification étant faite par un condensateur dans le but de filtrer le signal et de supprimer la tension de décalage induite par chaque AOP. La sortie de ce module 19 est reliée à l'entrée du module d'identification des signaux pertinents 16 (figure 7), réalisée sur cet exemple par un comparateur à seuil dont on exploite directement la sortie 6. L'utilisation de composants ayant une très faible consommation (AOP de type CMOS, résistances de forte valeur) permet d'obtenir une grande autonomie de fonctionnement lorsque le système est alimenté avec des piles ou avec des batteries.

L'unité d'identification décrite dans cet exemple fonctionne en comparant à un seuil fixe l'amplitude du signal recueilli par le microphone et amplifié; pour adapter l'unité d'identification à une fermeture on règle précisément le gain de la chaîne d'amplification à l'aide des interrupteurs puis du potentiomètre (un système ayant un gain constant et un comparateur dont on peut régler le seuil donne des résultats similaires).

Le principe du module d'identification des signaux pertinents 16 de la réalisation n II repose sur la reconnaissance des fréquences recueillies par le capteur. Le schéma structurel de l'unité d'identification 2 de la réalisation n'II est composé d'un module étage d'entrée 18 identique à celui de la figure 6 (c'est le capteur qui diffère, il s'agit d'un accéléromètre piézo-électrique), d'un module d'adaptation de niveau 19 et d'un module d'identification des signaux pertinents 16, ces deux modules étant dessinés sur la figure 8.Le module d'adaptation de niveau 19 (fig.8) est constitué par un amplificateur à gain réglable (par potentiomètre) équipé d'un système antisaturation (deux diodes en parallèles avec la contre réaction) limitant la tension de sortie; le module d'identification des signaux pertinents 16 (fig.8) étant constitué dans cet exemple par un circuit PLL (type NE 567) effectuant une reconnaissance de bande de fréquence. Le gain de l'amplificateur est réglé de manière à ce que les plus petites vibrations du mécanisme de fermeture engendrent un signal dont le niveau est analysable par le module d'identification des signaux pertinents 16. Un potentiomètre permet de choisir la bande de fréquences reconnue par le module 16 pour l'adapter à la fermeture à protéger.Pour effectuer ces réglages, soit le dispositif est équipé d'outils de réglage, soit il est équipé d'un connecteur permettant de sortir les signaux issus du module 19 ainsi que ceux issu du module 16 afin qu'un opérateur puisse effectuer le réglage avec des appareils de mesure appropriés.

Suivant l'exemple de réalisation n"III, le principe de détection du module d'identification des signaux pertinents 16 est basé sur la mesure du temps séparant les "trains d'ondes" recueillis par les moyens de captage. ("Un bruit de mécanisme" est constitué d'une suite de nombreux "trains d'ondes"; chaque "train d'ondes" étant formé, par exemple, de 8 à 20 périodes; la durée séparant les "trains d'ondes" valant, par exemple, de 5 à 50 millisecondes; ces valeurs dépendant du mécanisme de fermeture considéré). Le module d'identification des signaux pertinents 16 est alors composé: - d'un module détectant la présence ou l'absence de "train d'ondes", - d'un module mesurant le temps séparant les "trains d'ondes" et activant la sortie 6 lorsque la durée mesurée est comprise dans un intervalle préréglé.

L'unité d'identification 2 de l'exemple de réalisation n'III est constitué d'un module étage d'entrée 18 identique à celui de la figure 6 relié à un module détectant la présence ou l'absence de "train d'ondes", identique à celui de la figure 8, dont la sortie est reliée au module mesurant le temps séparant les "trains d'ondes". On va décrire plus précisément ce module. Il est réalisé à l'aide d'une structure micro-programmée; les composants principaux utilisés pour réaliser la structure sont les suivants: un micro-controleur de type 80C31 et une mémoire morte
EPROM 8 Koctets CMOS; ces composants sont donnés à titre d'exemple, ils ont été choisis parce qu'ils ont une faible consommation et qu'ils disposent d'un mode veille.La sortie du module détectant la présence ou l'absence de "train d'ondes" active une entrée d'interruption du microcontroleur; une horloge, de fréquence 2kHz, est reliée à l'entrée de comptage du premier timer du micro-controleur (programmé en compteur); lorsqu'un "train d'ondes" est détecté le programme d'interruption effectue: - une lecture du contenu du compteur (ler timer), - un test sur cette valeur; si elle est comprise entre Tmin et Tmax, on active la sortie 6 de l'unité d'identification; sinon on ne l'active pas, - le compteur est remis à zéro, - retour d'interruption.

La sortie 6 est matérialisée par une mémoire 16 bits notée Cptl; activer la sortie 6 signifie, pour cette réalisation, incrémenter la mémoire Cptl.

Le fonctionnement est le suivant: le compteur, au moment de sa lecture contient une valeur proportionnelle à la durée qui s'est écoulée depuis l'apparition du "train d'ondes" précédent; on compare cette valeur à deux seuils préréglés Tmin et Tmax, qui définissent une fourchette de temps dans laquelle on considère que le temps mesuré est caractéristique du "bruit de mécanisme".Dans cette réalisation microprogrammée l'adaptation des paramètres Tmin et Tmax à la fermeture est effectuée par un logiciel effectuant un grand nombre de mesure de durée séparant deux trains d'ondes lorsque le mécanisme de fermeture est manoeuvré par un opérateur; lors de ces mesure on retient les valeurs extrêmes (minimale et maximale), que l'on pondère d'un coefficient de sécurité pour obtenir Tmin et Tmax ( valeur minimale x 0,9 = Tmin ; valeur maximale x 0,1 = Tmax ); les paramètres ainsi déterminés sont alors affichés et recopiés par l'opérateur sur des roues codeuses (cependant tout autre moyen connu pour conserver des données peut être utilisé (par exemple RAM secourue, EEPROM...)). Le module mesurant le temps séparant les "trains d'ondes" tel qu'il est décrit dans cette réalisation nIII est donné à titre d'exemple, l'homme de métier pouvant apporter de nombreuses modifications sans sortir du cadre de l'invention. (En particulier on peut augmenter le nombre de paramètres caractérisant la durée séparant les "trains d'ondes" et ainsi effectuer une reconnaissance de "signature acoustique" sur les bruits de mécanisme.D'autre part le module mesurant le temps séparant les "trains d'ondes" décrit dans la réalisation n"III peut être réalisé suivant une technologie câblé; on peut par exemple utiliser un discriminateur de durée d'impulsion dont un monostable est préréglé à Tmin et l'autre préréglé à Tmax; on peut aussi utiliser un circuit PLL détectant une bande de fréquence comprise entre
Fmin et Fmax ( Fmin=1/Tmax, Fmax=1/Tmin ), il existe en effet une relation directe entre la durée séparant les "trains d'ondes" et la fréquence des "trains d'ondes" ).

Un exemple de schéma de principe de la cellule décisionnelle 3 est donné figure 3. Les exemples de réalisation n0I et n Il suivent ce principe. Les signaux 6 issus de l'unité d'identification entrent d'une part dans un circuit 9 commandant l'incrémentation d'un compteur d'événement 12 et d'autre part dans un circuit 10 commandant la décrémentation de ce même compteur 12; la sortie du compteur d'événement 12 est reliée à un comparateur à seuil 13; quand le seuil péréglé est atteint ou dépassé, la sortie 7 du comparateur devient active. Les circuits 9 et 10 commandant l'incrémentation et la décrémentation sont reliés, respectivement, à un circuit d'horloge 8, et à un circuit d'horloge 11.

Le principe de fonctionnement du circuit décrit figure 3 est le suivant: le signal 6, lorsqu'il est actif déclenche, dans le circuit de commande d'incrémentation 9, une impulsion de durée calibré Ti (horloge 8) appliquée à l'entrée de comptage du compteur d'événement 12; ce compteur, pendant une durée Ti, s'incrémente d'une unité quelque soit le nombre de signaux actifs issus de l'unité d'identification; d'autre part quand il n'y a pas eu de signal issu de l'unité d'identification pendant une durée supérieure à Tr, le circuit de commande de décrémentation 10 génère des impulsions avec une fréquence Fd (période Td=1/Fd), ce qui entraîne un décomptage du compteur d'événement 12 (un dispositif bloque ce décomptage lorsque le compteur atteint zéro). Lorsque le compteur d'événements a atteint le seuil préétabli (ou préréglé), la sortie du comparateur 13 bascule. Si le seuil de basculement du comparateur est fixé, on régle la durée maximale d'utilisation du mécanisme de fermeture à l'aide du circuit d'horloge 8 générant Ti; les réglages de Tr et Fd déterminent le temps nécessaire pour que la cellule décisionnelle revienne à une position de repos (compteur 12 à zéro).

La figure 9 donne le schéma structurel de la réalisations n'I , conforme au schéma de principe donné figure 3. L'ensemble est réalisé à l'aide de circuits CMOS à très faible consommation. Les circuits séquentiels (circuits 30, 32, 33) fonctionnent en synchronisme avec l'horloge 8 de période Ti; le circuit d'horloge 8 possède des moyens permettant de choisir la période Ti; Le circuit d'horloge 11 délivre une fréquence Fk par division par 4 du signal de période Ti. L'ensemble des circuits séquentiels ont leur entrée de RAZ reliée à un circuit délivrant un signal à la mise sous tension.Le signal 6, issu de l'unité d'identification 2, est connecté à l'entrée SET d'une bascule "D" 30 dont l'entrée D est mise à la masse; la sortie de cette bascule est reliée, d'une part à l'entrée dite "d'autorisation de comptage" du circuit 31 et d'autre part à l'entrée série d'un registre à décalage 8 bits 33 ayant 8 sorties parallèles; les six premières sorties de ce circuit 33 sont reliées aux entrées d'un circuit NOR 34 dont la sortie est reliée à l'entrée dite "d'autorisation de décomptage" du circuit 31. Les deux dernières sorties du registre à décalage 33 sont reliées à l'entrée d'un ET dont la sortie est reliée à l'entrée D d'une bascule 35 dont l'entrée H est reliée à la sortie du NOR 34. La sortie de cette bascule 35 est reliée à l'entrée dite "de sélection d'horloge" du circuit 31.Ce circuit 31 possède en outre une entrée dite "d'horloge de décomptage" recevant le signal de fréquence Fk issu de l'horloge 11. Ce circuit combinatoire 31 commande l'entrée d'autorisation de comptage/décomptage du compteur décompteur 4 bits 32 (compteur d'évènement); l'entrée de sélection de la fonction comptage ou décomptage de ce circuit 32 étant reliée à la sortie de la bascule 30. Les sorties du compteur 32 sont reliées à deux décodeurs 36 et 37; le 36 détecte la combinaison "zéro" et est relié à une entrée du
NOR 34 (blocage du décomptage à zéro), le 37 détecte la combinaison maximum du compteur et commande un monostable 38. La sortie de ce monostable est reliée d'une part à une entrée de RAZ du compteur 32 et d'autre part à l'interface de sortie 4 (signal 7).Le fonctionnement de cette cellule décisionnelle décrit ci-dessus est le suivant: un signal actif 6, issu de l'unité d'identification 2, arme la bascule 30; ceci va autoriser le comptage du compteur 32 lors du front montant d'horloge Ti, ce même front transférant le contenu de la bascule 30 dans le registre à décalage 33 et remettant à zéro la bascule 30; lorsqu'aucun signal 6 actif n'est apparu pendant une durée Tr égale à au moins 6xTi, les six premières bascules du registre à décalage 33 sont à "zéro" et ainsi la sortie du NOR 34 passe à "un" permettant ainsi au compteur de décompter lorsque le circuit 31 l'y autorise; cette autorisation a lieu à chaque front montant d'horloge Ti si le contenu des deux dernières bascules du registre à décalage 33 ne valait pas la combinaison ("un","un") lors du passage à "un" de la sortie du NOR 34, sinon cette autorisation a lieu à la fréquence Fk; le rôle de ces circuits (deux dernières bascules de 33, 35 et 31) est de rendre la fréquence Fd de décomptage aléatoire (ou tout au moins variable autour d'une consigne) de manière à limiter les "fausses alertes" sans nuire à l'efficacité du dispositif lors d'un crochetage de fermeture; lorsque le compteur 32 a atteint sa valeur maximale (quinze) le décodeur 37 déclenche le monostable 38 qui commande l'interface de sortie 4 et remet le compteur à zéro; le circuit d'horloge générant Ti est ajustable (potentiomètre gradué et interrupteur) pour permettre à l'utilisateur de choisir la durée minimale d'analyse entraînant l'alarme, cette durée est égale à 14xTi; dans cet exemple de réalisation, Fd et Tr sont fixés par Ti, Fd est égale à Ti/4 ou Ti et Tr est égal à 6xTi.

La cellule décisionnelle de l'exemple de réalisation n Il reprend le schéma de la figure 9 avec la variante suivante: les signaux 6 issus de l'unité d'identification entrent sur une porte ET dont l'autre entrée est reliée à l'horloge générant Ti; la sortie du ET est relié à l'entrée SET de la bascule 30; le restant du schéma est identique à celui de la figure 9. La porte ET que l'on a rajoutée permet d'échantillonner le signal 6 (on ne le prend en compte, dans cet exemple, qu'une demi période Ti par période); ceci étant fait dans le but de diminuer les "fausses alarmes" (la probabilité de prendre en compte un "bruit" isolé est ainsi divisée par deux dans l'exemple de réalisation n'II).

Le schéma de la figure 9 est donné à titre d'exemple. Il existe d'autres solutions technologiques connues par l'homme de métier pour réaliser ce qui vient d'être décrit (par exemple, les circuits CMOS digitaux peuvent être remplacés par une structure à micro-controleur dans laquelle le logiciel réalise les fonctions décrites ci-dessus; de même on peut remplacer les circuits CMOS digitaux par des circuits analogiques réalisant les mêmes fonctions (le compteur remplacé par un intégrateur...) ).

On va décrire la cellule décisionnelle 3 de l'exemple de réalisation n III. Le principe de cet exemple de cellule décisionnelle 3 est basé sur le comptage des signaux 6 issus de l'unité d'identification pendant une période d'analyse Tp; lorsque leur nombre a dépassé un seuil Sn (préréglable), la sortie 7 de la cellule décisionnelle devient active.

La cellule décisionnelle 3 de l'exemple de réalisation n III utilise la structure micro-programmée décrite ci-dessus. Le deuxième timer du micro-controleur sert d'horloge Ht de fréquence 32/Tp, cette horloge cadence le fonctionnement de la structure; elle est ajustable par l'utilisateur (micro-switches). La mémoire 16 bits Cptl (définie ci-dessus) compte les signaux 6 issus de l'unité d'identification 2. 64 octets de RAM sont logiciellement organisés en un buffer circulaire (pile FIFO) de 32 mots de 16 bits, qui sont mis à zéro lors du "reset".Le fonctionnement de l'ensemble est le suivant: à chaque période d'horloge Ht le contenu de la mémoire Cptl est stocké dans le buffer circulaire, puis Cptl est remise à zéro; on effectue alors la somme des valeurs contenues dans les 32 mots du buffer circulaire (sans en modifier la structure), si cette somme est supérieure au seuil Sn la sortie 7 commandant l'interface est activée; on attend la période d'horloge Ht suivante et le cycle recommence. Le réglage de la période d'horloge Ht permet à l'utilisateur de choisir la durée de la période d'observation Tp (Tp = Ht x 32).Le seuil de déclenchement Sn est choisi par 4 roues codeuses (codant
Sn/100) et un dispositif d'affichage associé à un programme d'installation (sélectionné par un bouton poussoir) aide l'utilisateur à choisir la valeur de Sn adaptée à ses besoins. (Sans sortir du cadre de l'invention les micro-switches et les roues codeuses peuvent être remplacés par un clavier et un dispositif d'affichage; les paramètres ainsi choisis (Tp, Sn) sont alors stockés dans une mémoire RAM secourue ou dans une mémoire EEPROM; d'autre part on peut adjoindre un connecteur permettant une liaison série avec un ordinateur pour faciliter les réglages (Tp, Sn et ainsi que les paramètres de l'unité d'identification)).

Le rôle de l'interface de sortie 4 est de transformer l'impulsion 7 issue de la cellule décisionnelle 3 en un signal d'information, d'alerte ou d'alarme. Ce signal étant émis vers l'extérieur sous forme informationnelle (vers une centrale d'alarme, par exemple) et/ou sous forme énergétique (onde acoustique issue d'une sirène par exemple).

La figure 12 donne le schéma structurel de l'interface de sortie des exemples de réalisation n"I et n IV. Le signal 7 issu de la cellule décisionnelle 3 déclenche un monostable dont la sortie pilote un interrupteur électronique (transistor MOS). Cet interrupteur alimente une sirène (buzzer piézo-électrique) et/ou un relais permettant, soit d'actionner d'autres dispositifs de puissance, soit un émetteur radiofréquence, soit de se connecter sur une centrale d'alarme (le buzzer est installé sur les dispositifs ayant une fonction d'alarme autonome, le relais est installé sur les dispositifs connectés sur une centrale d'alarme, le buzzer et le relais sont installés sur les dispositifs ayant une fonction d'alarme autonome que l'utilisateur veut étendre). La durée du signal d'information d'alerte ou d'alarme est calibrée par le monostable.L'interface de sortie 4 de l'exemple de réalisation ntII est une variante de ce schéma décrit figure 12; on dispose deux interrupteurs électroniques commandés par le monostable précité: l'un actionnant la sirène et l'autre interrompant un train d'impulsions codés et périodiquement émis vers une centrale d'alarme qui est ainsi informée de l'alerte et du bon fonctionnement du dispositif.

La figure 13 décrit l'interface de sortie 4 de l'exemple de réalisation n III; on utilise la structure micro-programmée pour se connecter sur un réseau informatique. Le signal 7 issu de la cellule décisionnelle 3 active le programme de dialogue assurant la transmission de l'information sur le réseau 42 (via un modem 40 propre au réseau). Dans cet exemple on a relié le micro-controleur à un modem téléphonique (via l'interface série du micro-controleur et des lignes d'entrée/sortie configurées pour les signaux de contrôle). Un programme de dialogue, appelé par la "sortie" de la cellule décisionnelle, gère la connexion et l'envoi d'un message numérique sur le réseau téléphonique à destination d'une société de télésurveillance.

Cependant le principe et la structure de telles interfaces sont essentiellement liés à la technologie du système dans lequel le présent dispositif doit être intégré; l'interface de sortie 4 pourra donc prendre de nombreuses formes sans pour autant sortir du cadre de l'invention.

On va maintenant décrire différents exemples de variantes que l'on peut rajouter au dispositif décrit ci-dessus. La figure 5 donne un exemple de principe de l'organisation de ces variantes. Le premier exemple de variante consiste à adjoindre un outil de réglage 21 à l'unité d'identification 2; cet outil permet à un non spécialiste d'effectuer le réglage du ou des paramètres de l'unité d'identification 2. Le deuxième exemple de variante consiste à adjoindre des moyens économiseur d'énergie 22. Le troisième exemple consiste en l'adjonction de moyens d'autoprotection 23 détectant un endommagement de la liaison reliant les moyens de captage 1 aux moyens de traitement 29 ainsi que l'endommagement du coffret, ou de la fixation du coffret contenant le présent dispositif.

La figure 11 donne le schéma d'un outil de réglage de l'unité d'identification 2 que l'on a rajouté sur l'exemple de réalisation n I. Il est essentiellement constitué d'un comparateur à seuil 45, dont l'entrée reçoit le signal issu de l'amplificateur 19 se trouvant dans l'unité d'identification 2, et dont la sortie est reliée à un monostable 46 activant un moyen d'affichage (une LED dans l'exemple décrit); on a ajouté un interrupteur pour mettre hors tension cet outil lorsqu'il n'est pas utilisé.Le fonctionnement est le suivant: le seuil est établi pour que le signal en sortie de l'amplificateur 19 active surement le module d'identification des signaux pertinents 16 (dans cet exemple, fig.ll, ce seuil est égal au seuil de déclenchement du module 16 (décrit fig.7) auquel on ajoute 0.7 Volt); la sortie du comparateur 45 active le monostable qui allume la LED pendant une durée suffisante pour être observée confortablement; l'opérateur, en provoquant des bruits de mécanisme, peut ajuster le gain de l'amplificateur 19 en surveillant la limite de l'allumage de la LED.

La figure 10 donne le schéma des variantes "économiseur d'énergie" et "autoprotection" rajoutées à l'exemple de réalisation n"III.

Le principe des moyens économiseur d'énergie 22 est le suivant: on alimente en permanence le module économiseur et les éléments du dispositif nécessaires au bon fonctionnement du module économiseur; lorsque le module détecte un bruit de mécanisme il commute l'alimentation de l'ensemble du dispositif pendant une période suffisante, pour permettre l'analyse de ces bruits; la coupure de l'alimentation a lieu lorsque la sortie des moyens de comptage de la cellule décisionnelle prend une valeur nulle ou inférieur a un seuil significatif (il n'y a plus, ou peu, d'événements comptabilisés).Le schéma de réalisation proposé est le suivant: les signaux issus des moyens de captages sont sommairement amplifiés (on utilise le module étage d'entrée 18) puis transmis à un comparateur à seuil qui déclenche un monostable lorsque les signaux ainsi analysés dépassent le seuil fixé (seuil réglé de façon à éliminer les "bruits de fond"); le monostable commande un interrupteur électronique (transistor MOS) commutant l'alimentation de l'ensemble du dispositif qui va ainsi pouvoir analyser plus finement les signaux captés; l'interrupteur électronique est aussi commandé (via une porte
OU) par un signal 48 issu de la cellule décisionnelle 3, (ce signal sort de la cellule décisionnelle par un port d'E/S du micro-controleur et est généré de la façon suivante: il s'active lors de la mise sous tension du micro-controleur (c'est à dire lors du "reset") et reste actif pendant 32 cycles d'horloge Ht, après cette phase, à chaque cycle d'horloge Ht après avoir effectué la somme des valeurs contenues dans le buffer circulaire on désactive le signal 48 si cette somme est inférieure à
Sn/100); ainsi l'ensemble du dispositif reste alimenté tant que le total des bruits de mécanisme enregistrés pendant une période Tp n'est pas redescendu en dessous d'un seuil significatif. Dans l'exemple décrit l'ensemble des circuits constituant le module économiseur d'énergie ainsi que les circuits alimentés en permanence ont été choisis dans une technologie à très faible consommation.

Les moyens d'autoprotection 23 représentés sur la figure 10 surveillent l'état de la liaison entre les moyens de captage 1 et les moyens de traitement 29, ainsi que l'assemblage mécanique du coffret contenant le dispositif; lorsqu une anomalie est détectée, la sortie de ces moyens d'autoprotection active l'interface de sortie 4 qui émet alors un signal d'information, d'alerte ou d'alarme.Suivant la figure 10, la liaison du microphone (moyens de captage) au module étage d'entrée 18 (des moyens de traitement 29) est protégée par deux résistances de polarisation (égales et de forte valeur); la première est placée dans le boîtier contenant les moyens de traitement 29, entre le plus de l'alimentation et le conducteur central du coaxial de liaison, le conducteur extérieur du coaxial étant relié au 0 volt; l'autre résistance est placée aux bornes du microphone, qui est branché sur le coaxial; l'ensemble forme un diviseur de tension qui amène le potentiel continu du conducteur central du coaxial à une valeur égale à la moitié de la tension d'alimentation; ce potentiel est mesuré par deux comparateurs à seuil; l'un basculera si le potentiel dépasse le seuil égal à deux tiers de la tension d'alimentation et l'autre basculera si le potentiel descend sous le seuil égal à un tiers de la tension d'alimentation; la porte OU 43 recueille les sorties des comparateurs ainsi que la sortie du détecteur d'assemblage mécanique du coffret; la sortie de cette porte OU 43 commande l'interface de sortie 4 (via un port d'E/S du micro-controleur, scruté à chaque cycle d'horloge Ht) ainsi que la mise sous tension de l'ensemble du dispositif (si celui-ci est équipé de moyens économiseurs d'énergie); le détecteur d'assemblage mécanique du coffret est constitué de minirupteurs montés en série, une extrémité est reliée au 0 volt, l'autre extrémité est reliée au OU 43 et à une résistance reliée au plus de l'alimentation; ainsi lorsque les éléments du boîtier sont correctement fixés tous les minirupteurs sont fermés et le OU 43 n'est pas activé.

Tant que le coaxial de liaison n'est pas endommagé la sortie des deux comparateurs est inactive; si le coaxial est mis en court-circuit son potentiel va descendre à 0 volt et activer le comparateur; si le coaxial est coupé le potentiel du conducteur central va monter au plus de l'alimentation et ainsi activer le comparateur.

On va maintenant décrire un autre principe de réalisation des moyens de traitement 29 mis en oeuvre sur l'exemple de réalisation n IV. Les signaux issus des moyens de captage sont amplifiés et filtrés, puis redressés; les signaux redressés sont intégrés (par un filtre intégrateur) et la sortie de l'intégrateur est comparée à un seuil Sm préétabli et réglable; lorsque ce seuil est dépassé on émet le signal d'information, d'alerte ou d'alarme (par l'intermédiaire d'une interface de sortie). Il s'agit d'une version simplifiée des réalisations qui ont été décrites ci-dessus (l'unité d'identification est remplacée par un redresseur). On n'exposera pas en détail la description de cette réalisation. En effet il s'agit d'une combinaison de structures connues par l'homme de métier.

Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples que l'on vient de décrire et de nombreuses modifications peuvent être apportées au présent dispositif sans sortir du cadre de l'invention.

le dispositif décrit dans la présente invention à pour application principale la détection d'effraction consistant en un crochetage de fermeture. Il agit avant que l'ouverture ait pu être obtenue par crochetage. Les paramètres de réglages sont ajustés pour ne pas prendre en compte l'ouverture à l'aide de la clef mais uniquement une tentative d'effraction. le dispositif peut être utilisé seul (muni d'une sirène) comme alarme autonome ou bien constituer un capteur d'effraction pour une centrale d'alarme. Une autre application est la surveillance d'accès. Dans ce cas les paramètres de réglage sont ajustés pour détecter toute ouverture, y compris avec la clef.

Claims (19)

REVENDICATIONS

1) Dispositif de protection élaborant un signal d'information, d'alerte ou d'alarme en cas de sollicitation d'une fermeture (serrure, verrou...), caractérisé en ce qu'il comporte: - des moyens de captage (1), disposés à proximité de ladite fermeture, capables de recueillir les vibrations émises par le mécanisme de reconnaissance de clef de la fermeture lorsqu'il est sollicité, - des moyens de traitement (29) reliés auxdits moyens de captage (1), pour élaborer et émettre un signal d'information d'alerte ou d'alarme à partir de l'identification et de la mesure des signaux représentatifs des vibrations du mécanisme de la fermeture, et caractérisé en ce que lesdits moyens de traitement (29) peuvent élaborer le signal d'information d'alerte ou d'alarme avant que l'ouverture de ladite fermeture ne soit effective.

2) Dispositif selon la revendication 1) caractérisé en ce que lesdits moyens de traitement (29) élaborant le signal d'information d'alerte ou d'alarme comportent: - des moyens (2) discernant les vibrations émises par le mécanisme de la fermeture et générant le signal (6) représentatif d'une sollicitation du mécanisme de la fermeture, lorsque des vibrations pertinentes ont été discernées, - des moyens décisionnels (3) comportant des moyens d'horloge, de comptage et de comparaison, pour déterminer si la durée pendant laquelle apparaissent des signaux (6) représentatifs de la sollicitation de la fermeture a atteint ou dépassé le seuil prédéterminé et ainsi élaborer le signal (7) d'activation de l'interface de sortie (4), - des moyens d'interfaçage (4) susceptibles d'émettre le signal d'information, d'alerte ou d'alarme lorsque le seuil prédéterminé est atteint.

3) Dispositif selon la revendication 2) caractérisé en ce que lesdits moyens décisionnels (3) comportent: - des moyens de comptage qui effectuent la mesure de la durée d'utilisation du mécanisme de la fermeture:

- par comptage d'intervalles de temps calibrés (Ti) durant

lesquels apparait au moins un signal (6) représentatif de la

sollicitation de la fermeture,

- par décomptage, avec une période Td, lorsqu'aucun

signal (6) n'est apparu pendant un temps prédéterminée (Tr), - des moyens de comparaison générant le signal d'information, d'alerte ou d'alarme lorsque la valeur cumulée par les moyens de comptage a atteint ou dépassé un seuil prédéterminé (St), - des moyens de réglage permettant de choisir la valeur d'au moins un des paramètres décisionnels précités ( Ti, Td, Tr, St ).

4) Dispositif selon la revendication 2) caractérisé en ce que lesdits moyens décisionnels (3) élaborent le signal (7) d'activation de l'interface de sortie (4) lorsque le nombre des signaux (6) représentatifs d'une sollicitation a atteint ou dépassé un seuil prédéterminé (Sn); le comptage étant effectué par rapport à une période de référence (Tp); les paramètres Sn et Tp étant en outre accessibles par des moyens de réglage.

5) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'au moins un des moyens d'horloge ne fournit pas une période constante mais aléatoire, ou tout au moins variable, autour d'une valeur de consigne.

6) Dispositif selon l'une des revendication 2) à 5), caractérisé en ce que le signal (6) représentatif d'une sollicitation de la fermeture est généré par comparaison de l'amplitude des signaux issus des moyens de captage à un seuil; les paramètres de comparaison étant prédéterminés ou réglables en adéquation avec la fermeture et la disposition des moyens de captage.

7) Dispositif selon l'une des revendications 2) à 6), caractérisé en ce que le signal (6) représentatif d'une sollicitation de la fermeture est généré par comparaison de la fréquence des signaux issus du ou des capteurs à une ou plusieurs fréquences correspondant aux fréquences émises par les éléments mécaniques dont on veut surveiller la sollicitation.

8) Dispositif selon l'une des revendications 2) à 7), caractérisé en ce que le signal (6) représentatif d'une sollicitation de la fermeture est généré par analyse des intervalles de temps séparant les "trains d'ondes" produits par les bruits de mécanisme de la fermeture.

9) Dispositif selon la revendication 1) caractérisé en ce que le signal d'information, d'alerte ou d'alarme est généré, à partir des signaux (5) issus des moyens de captage, par amplification, redressement, filtrage et comparaison à un seuil préréglé.

10) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les moyens de captages (1) sont de type acoustique; au moins un microphone (microphone piézo-électrique, microphone électrostatique (électret...), microphone électrodynamique...

etc) recueille les vibrations engendrées lors de l'utilisation du mécanisme de la fermeture.

11) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les moyens de captages (1) de vibrations mécaniques sont de type direct (transducteur piézoélectrique, accéléromètre...) ou indirect (capteur de pression, de force (jauge de contrainte)...).

12) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les moyens de captage sont disposés à l'intérieur de la fermeture.

13) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il est équipé d'un ou plusieurs filtres destinés à réduire les perturbations dues aux bruits extérieurs; ces filtres pouvant être de type acoustique, électromécanique ou électronique.

14) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le signal d'information, d'alerte ou d'alarme émis par l'interface de sortie (4) est à caractère informationnel; (émission d'un simple signal binaire ou de signaux de dialogue).

15) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le signal d'information, d'alerte ou d'alarme émis par l'interface de sortie (4) est à caractère énergétique.

16) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il est équipé d'outils de mesure permettant d'adapter le réglage des amplificateurs des moyens de captage et/ou les seuils des détecteurs (2).

17) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il est équipé d'un moyen économiseur d'énergie maintenant le dispositif en mode "veille" jusqu'à ce qu'un bruit de mécanisme ait été détecté, et le remettant en mode "veille" lorsque les bruits ont cessé et que l'analyse n'a révélé aucune tentative d'effraction.

18) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il est équipé de moyens d'autoprotection déclenchant le signal d'information, d'alerte ou d'alarme lorsque le dispositif est endommagé.

19) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le traitement des signaux est réalisée à l'aide de circuits électroniques dans une technologie analogique, numérique, microprogrammée ou une association quelconque de ces technologies.