FR2783116A1 - Systeme de radiocommunication securise - Google Patents

Abstract

Système de radiocommunication pennettant un transfert de données entre une station émettrice et une station réceptrice au sein d'un ensemble de stations (12a, 12b, 12c, 12d, 24, 26) dont certaines sont montées sur des équipements techniques à surveiller et/ ou à piloter (10a, 10b, 10c, 10d) et dont au moins une de ces stations est mobile (14a, 14b, 14c, 20). Selon l'invention, chaque station comporte au moins une unité centrale de traitement munie de moyens de mémorisation et reliée à un émetteur/ récepteur radiofréquence couplé à une antenne, les moyens de mémorisation de la station comportant une table d'acheminement des communications dans laquelle est inscrit préalablement au moins un " chemin " de communication associé à la station réceptrice et désignant une station destinataire des données. En cas de défaillance du transfert de données avec ladite station destinataire, la table d'acheminement des communications comporte au moins un autre chemin de communication désignant une autre station destinataire des données.

Description

Domaine de la technique La présente invention concerne le domaine des

télécommunications par voie radioélectrique et plus particulièrement un système et un procédé de radiocommunication mis en oeuvre dans le cadre d'un suivi permanent et d'une centralisation des mesures (contrôles) et des commandes nécessaires

notamment à la conduite de processus industriels.

Art antérieur Le contrôle-commande de processus industriels est bien connu. Sur un site industriel de production, il met en oeuvre le plus souvent autour d'une architecture reposant sur un réseau câblé (en fibres optiques pour les structures les plus récentes), différents équipements techniques à commander et une centrale de supervision de ces équipements. Hors de ce site local, un contrôle des différents paramètres du processus peut être réalisé par un terminal de type Minitel (une marque de la société France Télécom) ou un ordinateur personnel au travers du réseau téléphonique commuté. Par ailleurs, il a été imaginé de relier la centrale de supervision aux équipements techniques par une liaison hertzienne locale. Toutefois, une telle architecture de radiocommunication pose de nombreux problèmes de mise en oeuvre notamment au niveau de la reconnaissance des équipements ou du transfert des différentes informations entre la centrale de supervision et ces équipements ou entre les équipements eux-mêmes. Ces problèmes sont en outre accentués lorsque ces équipements et la centrale de supervision sont situés sur des sites distants. C'est pourquoi, encore aujourd'hui, aucun réseau de ce type n'a fait l'objet d'une exploitation

réelle sur un site industriel ou même d'habitation.

Objet et définition de l'invention Aussi, un but de l'invention est de proposer un système de radiocommunication qui s'affranchisse des difficultés de l'art antérieur en assurant une parfaite reconnaissance des différents équipements techniques nécessaires à la conduite du processus industriel et en permettant un transfert d'informations de contrôle comme de commande entre ces équipements et un terminal de supervision de façon simple (notamment au travers d'une interface utilisateur ergonomique) et sûre tant au niveau local que depuis un site distant. Un autre but de l'invention est de permettre une reconfiguration rapide du système notamment en cas d'adjonction de nouveaux équipements ou de suppression d'équipements existants. Encore un but de l'invention est de réaliser un système de radiocommunication qui

soit facilement adaptable à la topologie du site local sur lequel il est installé.

Encore un autre but de l'invention est de garantir une parfaite sécurité des

communications échangées entre tous les constituants du système.

Ces buts sont atteints par un système de radiocommunication permettant un transfert de données entre une station émettrice et une station réceptrice au sein d'un ensemble de stations dont certaines sont montées sur des équipements techniques à surveiller et/ou à piloter et dont au moins une de ces stations est mobile, caractérisé en ce que chaque station comporte au moins une unité centrale de traitement munie de moyens de mémorisation et reliée à un émetteur/récepteur radiofréquence couplé à une antenne, les moyens de mémorisation de la station comportant une table d'acheminement des communications dans laquelle est inscrit préalablement au moins un << chemin >> de communication associé à la station réceptrice et

désignant une station destinataire des données.

Ainsi, par cette structure particulière de table, chaque station connaît au préalable les chemins de communication que doivent emprunter les données qu'elle reçoit. Elle peut ainsi re-transférer ces données très rapidement sans procéder à aucun calcul complexe de détermination du

chemin le plus adapté à ce transfert.

Avantageusement, la table d'acheminement des communications comporte en outre au moins un autre chemin de communication désignant une autre station destinataire des données en cas de défaillance du transfert de données avec ladite station destinataire. En outre, un signal d'alarme est émis au niveau de ladite au moins une station mobile lorsque la communication ne peut en définitive être établie entre les stations émettrice

et réceptrice.

Selon un mode préférentiel de réalisation, la table d'acheminement des communications d'une station courante comporte, pour chaque chemin de communication pouvant être emprunté pour accéder à la station réceptrice à partir de la station courante, au moins une référence de cette station réceptrice destinataire final des données à transférer (destinataire logique), une référence de la station destinataire par laquelle doivent transiter ces données (destinataire physique) et une référence du support de communication (type de médium) sur lequel devront être acheminés ces

données de la station courante à la station destinataire.

Les destinataires logiques sont constitués par les stations mobiles et les seules stations montées sur des équipements techniques à surveiller et/ou piloter. Les destinataires physiques sont constitués par l'une quelconques des stations du système. Et les types de médium sont sélectionnés de préférence parmi l'un des types de médium suivants: radio, filaire,

téléphone, GSM.

De préférence, l'émretteur/récepteur radiofréquence transfert les données entre les différentes stations en modulation de fréquence selon un

mode " half-duplex ".

Avantageusement, chaque station peut comporter en outre des moyens de communication filaire permettant d'assurer un transfert des données par fil avec une autre station ou un organe de traitement externe tel qu'un ordinateur et des moyens de communication de réseau permettant d'assurer un transfert des données avec au moins une autre station au travers

d'un réseau public de communication de type RTC, RNIS ou GSM.

La présente invention concerne également un procédé de transfert de données entre une station émettrice et une station réceptrice, directement ou via au moins une station destinataire de ces données, caractérisé en ce que: chaque station étant pourvue d'une table d'acheminement des communications dans laquelle est inscrit préalablement au moins un " chemin " de communication associé à la station réceptrice et désignant une station destinataire des données, la station émettrice lit dans sa table d'acheminement un premier chemin de communication associé à la station réceptrice et transfert les données vers une première station destinataire désignée par ce premier chemin de communication de la station émettrice, si la première station destinataire est distincte de la station réceptrice, la première station destinataire lit à son tour dans sa table d'acheminement un premier chemin de communication associé à la station réceptrice et transfert les données reçues de la station émettrice vers une seconde station destinataire désignée par ce premier chemin de communication de la première station destinataire, et ainsi de suite jusqu'à ce que la dernière station destinataire soit la

station réceptrice.

Avantageusement, si le transfert de données par le premier chemin de communication entre une première station et une seconde station échoue, la première station lit dans sa table d'acheminement des communications un second chemin de communication également associé à la station réceptrice et transfert à nouveau les données vers une autre seconde station désignée

par ce second chemin de communication de la première station.

Brève description des dessins

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention

ressortiront mieux de la description suivante, faite à titre indicatif et non

limitatif, en regard des dessins annexés et sur lesquels: - la figure 1 représente un schéma général de l'architecture d'un système de radiocommunication selon l'invention, - la figure 2 est un schéma de principe d'une interface fixe associée à un équipement technique à surveiller et/ou piloter mis en oeuvre dans le système de la figure 1, la figure 3 est un schéma de principe d'un terminal mobile de gestion et de supervision mis en oeuvre dans le système de la figure 1, - la figure 4 est un schéma de principe d'une interface de liaison mise en oeuvre dans le système de la figure 1, et - la figure 5 montre un exemple de réalisation d'un système de radiocommunication entre un terminal mobile et deux équipements

techniques conforme à l'architecture générale de la figure 1.

Description détaillée d'un mode de réalisation préférentiel

La figure 1 est un schéma représentant de façon simplifiée l'architecture générale selon l'invention d'un système de télécommunication par voie radioélectrique, ou radiocommunication, pouvant être mis en oeuvre dans le cadre d'un suivi permanent et d'une centralisation de mesures, ou contrôles, et de commandes nécessaires à la conduite d'un

processus industriel par un opérateur.

On entend par processus industriel tout processus mettant en oeuvre des grandeurs physiques (température, pression, niveau de liquide, etc.) ou une combinaison ou non d'états élémentaires (présence de gaz, de fumée, etc.) au travers d'un certain nombre d'équipements techniques répartis sur un ou plusieurs sites industriels ou d'habitation, par exemple une machine 1Oa, une pompe 10Ob, un compresseur 10Oc ou une chaudière 10d, dont il faut assurer en permanence le suivi. Il s'agit notamment d'être prévenu d'un changement de ces états élémentaires ou de la valeur d'une ou plusieurs de ces grandeurs physiques, de suivre l'évolution de paramètres techniques spécifiques et d'être informé d'échéances diverses affectant le processus (comme une fin de production d'une machine par exemple). Mais, il s'agit aussi de piloter ces équipements techniques, c'est à dire leur envoyer des ordres simples (par exemple fermer telle vanne) ou des séquences programmées plus complexes. Enfin, il est nécessaire de pouvoir prévenir l'opérateur par des alarmes techniques (comme un seuil de déclenchement) ou de sécurité (en cas de transmission défectueuse) en cas de constatation d'anomalies afin d'en limiter les conséquences à la fois sur la qualité des produits issus du processus à contrôler, sur la productivité générale ou

encore sur les sécurités des équipements ou des personnels.

Pour ce faire, ce système de radiocommunication est organisé autour d'un ensemble de stations communiquant entre elles par liaisons radio. Ces stations comportent plusieurs interfaces fixes 12a à 12d, chacune étant associée à un équipement technique (respectivement lOa à 10d) à surveiller et/ou piloter et un ou plusieurs terminaux mobiles de gestion et de supervision, par exemple les deux terminaux 14a et 14b. Sur le site de production (il s'agit du site local o sont situés les différents équipements techniques), les interfaces fixes et le ou les terminaux mobiles communiquent entre eux, directement ou éventuellement au travers de différents relais radio (les interfaces de liaison de la figure 5), selon un protocole de communication spécifique formant en quelque sorte un réseau

radio privé 16.

Ce protocole est basé sur l'emploi de deux types de trames: une

trame de message et une trame en retour qui sert d'acquittement au transfert.

La station réceptrice d'une trame de message renvoie systématiquement à la station émettrice cette trame d'acquittement. Si cette dernière ne la reçoit pas après un délai prédéterminé, elle ré-émet sa trame de message. Ainsi, un échec de transmission est très vite détecté quel qu'en soit sa cause (collision, parasites, panne, etc.). Après n (par exemple trois) tentatives une

alarme peut alors être actionné au terminal de supervision.

La trame de message comporte, outre des octets prédéfinis de début et de fin de trame et le corps du message lui même, au moins les champs suivants: "numéro de réseau ", << numéro de priorité ">>, "référence émetteur " et " référence destinataire >>. Le numéro de réseau permet d'éviter un éventuel chevauchement de deux systèmes de radiocommunication géographiquement voisins, le numéro de priorité permet d'affecter une priorité au message envoyé, par exemple certaines commandes du terminal de supervision, et les références émetteur ou destinataire correspondent aux adresses respectives de la station émettrice et

de la station réceptrice à qui est destiné le message.

La trame d'acquittement comporte outre des octets prédéfinis de début et de fin de trame (distincts des précédents) un champ qui reprend la valeur d'un champ déterminé de la trame de message. La station émettrice peut ainsi la comparer avec la valeur expédiée et obtenir ainsi la

confirmation que son message a bien été reçu.

La transmission radio est effectuée de préférence en modulation de fréquence à 38400 bits/seconde selon un mode half-duplex avec une fréquence d'émission unique prédéterminée à 433.9 MHz. Le codage utilisé est de préférence un codage biphase de type NRZ, par exemple un codage Manchester. Un code correcteur d'erreur peut aussi être ajouté à ce codage de base. Les transferts sont unidirectionnels ce qui signifie qu'une seule station émettrice peut être active sur le réseau 16 au même instant. Il en résulte que, dans ce mode de transmission particulier, chaque station doit être à l'écoute au cas o un message lui serait destiné (c'est à dire s'il comporte son adresse ou << référence destinataire ") et comme une station qui émet ne peut pas recevoir en même temps elle doit se " retourner " (mettre en route son récepteur) si elle désire émettre à son tour. Ce " retournement >> a lieu en un temps maximum prédéterminé. A défaut, la station émettrice du message devra considérer que la liaison a été perturbée

et ré-émettra alors le message comme mentionné précédemment.

Si la transmission en mode half-duplex est préférée du fait du moindre coût des composants nécessaires à sa mise en oeuvre, il est clair qu'une transmission en mode full-duplex peut aussi être envisagée notamment dans l'optique d'accroître la vitesse de transmission des

messages sur le réseau.

En dehors de ce site local de production, une supervision des équipements techniques est encore possible, par exemple par le terminal mobile de gestion 14c par l'intermédiaire du réseau public commuté 18 (RTC ou RNIS) ou bien par le terminal mobile GSM de gestion 20 par l'intermédiaire de ce réseau public ainsi que du réseau dit GSM (Global System for Mobile communications 22). Dans l'un ou l'autre cas, le protocole de communication entre ce terminal mobile distant et le site local

de production reste celui à double trame explicité précédemment.

L'accès au réseau public commuté 18 suppose toutefois le recours à des relais radio avec d'une part une interface spécifique 24 de liaison au réseau téléphonique reliée à une première prise de branchement 25 sur le site local et d'autre part une interface de liaison similaire 26 reliée à une seconde prise de branchement 27 sur le site distant dont dépend le terminal 14c. Classiquement, cette interface de liaison intègre un modem téléphonique. De même, le terminal mobile 20 se distingue des autres terminaux mobiles 14a, 14b, 14c en ce qu'il est muni en outre d'un modem GSM pour accéder directement au réseau GSM 22. Bien entendu, son utilisation directement sur le site local ou à partir d'un site distant comportant une interface de liaison 26 est tout à fait possible. Il comporte en effet les mêmes fonctionnalités et le même protocole de communication que ces autres terminaux et peut donc comme un terminal local recevoir des

informations des équipements ou les commander à distance.

Il doit être noté qu'afin de standardiser les différents constituants du système (interfaces, terminaux), il peut être intéressant de les munir tous d'un modem téléphonique voire d'un modem GSM. On va maintenant décrire en regard des figures 2 à 4 la structure interne de chacun des constituants du système de radiocommunication de la

figure 1.

La figure 2 montre tout d'abord de façon schématique la structure interne d'une interface de contrôle et de commande d'un équipement technique. Cette interface montée directement sur l'équipement (ou au moins placée au plus près de cet équipement) comporte essentiellement une unité centrale de traitement 30, par exemple un microcontrôleur organisé autour du microprocesseur 68307 de la Société américaine MOTOROLA et comportant classiquement des moyens de mémorisation de programmes et de données dont une table 30A d'acheminement des communications, un émetteur/récepteur radiofréquence 32, avantageusement à modulation de fréquence, couplé à une antenne et relié à l'unité centrale de traitement 30 et un ou plusieurs modules d'entrée/sortie 34, 36 destinés à assurer des relevés ou des commandes d'états élémentaires. Un module de commande 38 peut également être prévu pour former avec l'équipement technique 10 et les modules 34, 36 une boucle locale, pour par exemple l'élaboration de commandes ou de consignes complexes nécessitant un échantillonnage rapide de données. Le module de commande intègre avantageusement des

moyens de programmation évolués de type Grafcet.

Un module d'alimentation 40 assure l'alimentation en énergie de l'ensemble des composants de l'interface à partir d'un réseau d'énergie externe, par exemple le réseau 220V monophasé, éventuellement après les

traitements appropriés (transformation, redressement, filtrage, stabilisation).

Ce module peut aussi intégrer une alimentation de secours par batterie ou 1o être relié en externe à un onduleur. Un afficheur alphanumérique 42 (ou simplement des diodes électroluminescentes) peut en outre être prévu pour

informer l'opérateur de l'état courant de l'interface.

De façon préférentielle, cette interface peut comporter une prise de raccordement 44 avec une liaison filaire par exemple de type RS 485 et facultativement une prise de branchement 46 sur un réseau public commuté de type RTC ou RNIS. Dans le cas d'un raccordement au réseau téléphonique, il conviendra de prévoir alors un modem analogique 48 pour l'échange des données avec ce réseau. Ces liaisons sont utilisées comme alternative ou en complément à la liaison radio dans des cas o celle- ci s'avérerait sans grand intérêt (mesures rapprochées) ou impossible à réaliser

(la propagation radio peut être interrompue dans certains immeubles).

La structure interne d'un terminal mobile de gestion et de supervision est illustrée sur le schéma de principe de la figure 3. Comme pour l'interface fixe précédente, ce terminal mobile comporte essentiellement une première unité centrale de traitement 50, par exemple un microcontrôleur organisé autour du même microprocesseur 68307 de la Société américaine MOTOROLA et comportant classiquement des moyens de mémorisation de programmes et de données dont une table 50A d'acheminement des communications, et un émetteur/récepteur radiofréquence 52, avantageusement à modulation de fréquence, couplé à une antenne et relié à l'unité centrale de traitement 50. Dans sa version GSM (terminal 20), cet

émetteur/récepteur incorpore bien entendu un classique modem GSM.

Compte tenu des nombreux traitements effectués au niveau de ce terminal, notamment la programmation (en langage évolué normalisé de type Grafcet) des états ou événements à surveiller ou encore des actions à engager, une seconde unité centrale de traitement 54 reliée à la première est en outre prévue et à laquelle sont reliés un clavier de saisie 56 et un afficheur graphique 58 autorisant des affichages évolués par icônes notamment. Cette seconde unité qui peut comporter ses propres mémoires Il de programmes ou de données ou partager celles de la première unité centrale 50 supporte une interface utilisateur pour adapter, transformer l'information brute reçue ou à destination des équipements et la délivrer à l'opérateur sous une forme d'états synthétiques ou détaillés lui permettant d'accomplir un choix d'actions instantanées multiples. Un module d'alimentation 60 assure l'alimentation en énergie de l'ensemble des composants du terminal à partir d'une batterie interne rechargeable. Eventuellement, ce module comporte les moyens nécessaires à une connexion de ce terminal directement sur un réseau d'énergie externe, par exemple le réseau 220V monophasé, éventuellement après des traitements externes appropriés (transformation, redressement, filtrage, stabilisation). Le terminal comporte également une prise de raccordement 62 avec une liaison filaire, par exemple de type RS485, pour notamment un téléchargement éventuel à partir d'un ordinateur externe de la configuration du réseau de radiocommunication. Et inversement, on peut, à la demande de l'opérateur, envisager la connexion à un ordinateur externe afin de

transmettre différentes mesures pour un traitement approprié externe.

La figure 4 illustre schématiquement la structure interne d'une interface de liaison. On retrouve, comme dans les constituants précédents, essentiellement une unité centrale de traitement 70, par exemple un microcontrôleur organisé autour du même microprocesseur 68307 de la Société américaine MOTOROLA et comportant classiquement des moyens de mémorisation de programmes et de données dont une table 70A d'acheminement des communications, et un émetteur/récepteur radiofréquence 72, avantageusement à modulation de fréquence, couplé à

une antenne et relié à l'unité centrale de traitement 70.

Un module d'alimentation 74 assure l'alimentation en énergie de l'ensemble des composants de cette interface de liaison à partir d'un réseau d'énergie externe, par exemple le réseau 220V monophasé, éventuellement après les traitements appropriés (transformation, redressement, filtrage, stabilisation effectués en interne ou non). Ce module peut aussi intégrer une alimentation de secours par batterie ou onduleur. Un afficheur alphanumérique 76 (ou simplement des diodes électroluminescentes) peut en outre être prévu pour informer l'opérateur de l'état courant de l'interface. Cette interface de liaison peut comporter en outre une prise de branchement 78 sur un réseau public commuté de type RTC ou RNIS ainsi qu'un modem analogique 80 pour l'analyse des données transitant par le réseau téléphonique (après éventuellement transit par le réseau GSM). De façon facultative, cette interface peut aussi comporter une prise de

raccordement 44 avec une liaison filaire par exemple de type RS 485.

Le fonctionnement du système de radiocommunication sécurisé selon l'invention sera illustré en regard de la figure 5 qui montre un exemple d'architecture destinée à permettre le contrôle et la commande de deux équipements techniques 100 et 110 formant un processus industriel donné depuis un terminal mobile de gestion et de supervision susceptible de se

déplacer sur le site de localisation de ces deux équipements.

Dans l'exemple choisi, le premier équipement technique 100 est disposé en un lieu quelconque du site de production alors que le second

équipement technique 110 est par exemple placé dans une cage de Faraday.

Le premier équipement 100 (appelé aussi " 02 >>) est associé à une première interface fixe 120 de contrôle et de commande de cet équipement technique et le second équipement 110 (appelé aussi << 04 ") est lui même associé à une seconde interface fixe 130. La première interface définie une zone n 2 du site de production à l'intérieure de laquelle son émetteur/récepteur radio est actif. La cage de Faraday délimite une zone fermée n 4 dans laquelle l'émetteur/récepteur radio de la seconde interface est actif. Cette zone n 4 est disposée dans une zone plus étendue n 3 de couverture d'une interface de liaison 140. Les zones n 2 et n 3 ont une zone commune de

recouvrement.

Les deux équipements techniques sont sous la surveillance d'un terminal mobile de gestion 150 au main d'un opérateur se déplaçant sur le site dans les différentes zones n 2, 3 et 4. Le contrôle et la commande de ces équipements sont effectués selon le protocole particulier décrit précédemment au travers de communications radio établies entre ce terminal et les différentes interfaces qui sont agencées selon la topologie du site de production. Notamment, dans l'exemple illustré, apparaît la nécessité de l'interface de liaison 140 sans laquelle aucune communication ne pourrait être effectuée entre les deux équipements techniques, le second équipement étant hors de portée radio du premier (à la fois du fait de la distance inter-équipements et du fait du barrage électromagnétique formé par la cage de Faraday). En outre, la présence de cette barrière électromagnétique impose de réaliser une liaison filaire 160 entre l'interface de l'équipement " 04 " et l'interface de liaison 140 pour assurer une

continuité des communications.

Selon l'invention, il est défini à l'avance, au moyen d'une table d'acheminement préétablie présente dans le terminal mobile (table 50A) et dans chaque interface (tables 30A, 70A), les différents chemins que peuvent emprunter les communications entre les constituants du système de radiocommunication. Ces chemins intègrent des chemins normaux, des chemins de remplacement et des chemins de secours au cas o les chemins normaux ou de remplacement seraient inutilisables. Avec cette disposition de tables pré-programmées, il n'est pas besoin de recourir à des algorithmes

de calcul complexes au résultat parfois aléatoire.

Chaque chemin est défini par une destination dite " logique >> correspondant au destinataire final du message (le terminal mobile ou les équipements techniques), une destination dite << physique >> correspondant à un destinataire intermédiaire par lequel va transiter le message (une interface quelconque) et un type de médium correspondant au véhicule de communication utilisé pour le transfert du message (de préférence radio mais éventuellement filaire ou autre). Lorsqu'un constituant du système de radiocommunication reçoit un message pour une destination logique donnée, il balaie sa table d'acheminement et renvoie ce message sur le médium correspondant à la première destination physique spécifiée (chemin normal) et en cas d'échec, il renouvelle son envoi sur le chemin spécifié

immédiatement suivant (chemin de remplacement).

La table d'acheminement du terminal mobile << 01 >> en situation normale (pour la clarté de l'exposé les chemins de secours n'ont pas été mentionnés) est donnée ci-dessous. Elle comporte six lignes qui répertorient les différents chemins possibles pour assurer une communication avec les deux équipements 100, 110 à surveiller depuis ce terminal mobile 150 et

selon sa position sur le site local.

équipement 02 interface 02 Radio équipement 02 interface 03 Radio équipement 02 interface 04 Radio équipement 04 interface 04 Radio équipement 04 interface 03 Radio équipement 04 interface 02 Radio Table du terminal mobile 01 Les trois premières lignes concernent les liaisons avec l'équipement technique <" 02 >> et les trois suivantes celles avec l'équipement technique << 04 >>. Pour chaque équipement, ces liaisons comportent un premier chemin

normal et deux chemins de remplacement.

La première ligne correspond au cas o le terminal mobile " 01 >> se trouve dans la zone n 2 de réception de l'interface 120 associée àl'équipement << 02 ". La communication entre ces deux stations peut alors s'établir directement par liaison radio au travers de l'interface << 02 " (le long du trajet 152). La deuxième ligne correspond au cas o le terminal mobile est situé dans la zone n 3. En ce cas, la communication radio avec l'équipement " 02 >> devra tout d'abord transiter par l'interface de liaison " 03 " (le long du trajet 154). La troisième ligne correspond au cas o le terminal mobile est situé dans la zone n 4 l'obligeant préalablement à une liaison radio avec l'interface << 04 " (le long du trajet 156) pour pouvoir

joindre ensuite l'équipement << 02 ".

La quatrième ligne correspond au cas o le terminal mobile " 01 >> se trouve dans la zone n 4 de réception de l'interface 130 associée à l'équipement " 04 ". La communication entre ces deux stations peut alors s'établir directement par liaison radio au travers de l'interface " 04 " (le long du trajet 156). La cinquième ligne correspond au cas o le terminal mobile est situé dans la zone n 3. En ce cas, la communication radio avec l'équipement << 04 " devra tout d'abord transiter par l'interface de liaison " 03 " (le long du trajet 154). La sixième ligne correspond au cas o le terminal mobile est situé dans la zone n 2 l'obligeant à une liaison radio préalable avec l'interface "< 02 " (le long du trajet 152) pour joindre ensuite

cet équipement << 04 >".

De même, la table de l'équipement technique " 02 >> comporte en situation normale (les chemins de secours ne sont pas pris en compte) trois lignes qui correspondent aux trois possibilités de mise en communication de cet équipement technique avec les autres constituants du système de

radiocommunication sur le site de production.

terminal mobile 01 terminal mobile 01 Radio terminal mobile 01 interface 03 Radio équipement 04 interface 03 Radio Table de l'équipement technique 02 La première ligne correspond au cas o l'équipement " 02 " souhaite communiquer avec le terminal " 01 " qui est alors situé dans la zone n 2. La communication doit s'effectuer alors par radio directement entre ces deux stations au travers de l'interface " 02 >> (le long du trajet 152). La seconde ligne correspond au cas o cet équipement " 02 " souhaite communiquer avec le terminal << 01 " situé dans les zones n 3 ou n 4. En ce cas, il devra tout d'abord s'adresser par radio à l'interface de liaison " 03 " qui relaiera la communication avec l'interface " 02 >> (le long du trajet 158). La troisième ligne correspond au cas o l'équipement " 02 >> souhaite communiquer avec l'équipement " 04 ". Cette fois encore, il devra passer par le relais radio de l'interface de liaison " 03 >> (également le long du trajet

158).

La table de l'interface de liaison " 03 " comporte en situation normale (les chemins de secours ne sont pas non plus pris en compte) cinq lignes qui correspondent aux différentes possibilités de mise en relation de cette interface avec les autres constituants du système de

radiocommunication sur le site de production.

terminal mobile 01 terminal mobile 01 Radio terminal mobile 01 interface 02 Radio terminal mobile 01 interface 04 Filaire équipement 02 interface 02 Radio équipement 04 interface 04 Filaire Table de l'interface de liaison 03 La première ligne correspond au cas o une communication doit être établie avec le terminal mobile " 01 "> qui se trouve dans la zone n 3 de réception de l'interface de liaison 140. Il suffit alors d'une liaison directe radio (le long du trajet 154). La deuxième ligne correspond au cas o une communication doit être établie avec le terminal mobile situé maintenant dans la zone n 2. En ce cas, la communication radio avec l'interface de liaison " 03 " devra tout d'abord transiter par l'interface <" 02 " (le long du trajet 152). La troisième ligne correspond au cas o le terminal mobile est situé dans la zone n 4 obligeant l'interface de liaison << 03 >> à une communication préalable par liaison filaire avec l'interface << 04 " (le long du trajet 160). La quatrième ligne correspond au cas o une communication doit être établie avec l'équipement <" 02 ", ce qui suppose une liaison radio au travers de l'interface <" 02 >> (le long du trajet 158). Enfin, la cinquième ligne correspond au cas o une communication doit être établie avec l'équipement " 04 >>, ce qui suppose une liaison filaire au travers de son

interface << 04 " (le long du trajet 160).

La table de l'équipement technique << 04" comporte en situation normale (les chemins de secours ne sont pas pris en compte) trois lignes qui correspondent aux trois possibilités de communication de cet équipement technique avec les autres constituants du système de radiocommunication

sur le site de production.

terminal mobile 0 1 terminal mobile 01 Radio terminal mobile 01 interface 03 Filaire équipement 02 interface 03 Filaire Table de l'équipement technique 04 La première ligne correspond au cas o l'équipement << 04 " souhaite communiquer avec le terminal <" 01 >> qui est alors situé dans la zone n 4. La communication s'effectuera alors par radio directement entre ces deux stations au travers de l'interface " 04 " (le long du trajet 156). La seconde ligne correspond au cas o cet équipement <" 04 " souhaite communiquer avec le terminal << 01 >> situé dans les zones n 2 ou n 3. En ce cas, il devra tout d'abord depuis son interface " 04 " et au travers de la liaison filaire (le long du trajet 160) s'adresser à l'interface de liaison <" 03 " qui relaiera la communication. La troisième ligne correspond au cas o l'équipement <" 04 >> souhaite communiquer avec l'autre équipement << 02 >>. Cette fois encore, il devra passer par le relais filaire de l'interface de liaison " 03 "

(également le long du trajet 160).

Avec cette configuration particulière prédéfinie des tables d'acheminement, il est possible d'envoyer très rapidement et de façon sûre des informations entre les différents constituants du système de radiocommunication de l'invention. Si le premier chemin de communication (chemin normal) n'est pas disponible, le suivant (chemin de remplacement) l0 est essayé et ainsi de suite jusqu'à l'acheminement effectif de la communication. En cas d'échec complet, c'est à dire dans le cas un chemin continu de communication ne peut être établi entre les constituants du système souhaitant communiquer, une alarme est actionnée au niveau du

terminal mobile de supervision pour prévenir un opérateur.

Pour mieux comprendre la mise en oeuvre de ces tables par le système, on va supposer que l'on désire procéder à un transfert de données entre une station émettrice (le terminal mobile) et une station réceptrice (un équipement technique). On supposera également que le terminal mobile de gestion " 01 " est situé dans la partie du site de production commun aux zones n 2 et n 3 et qu'il souhaite envoyer une commande pour l'équipement

technique " 04 ".

Il va donc tout d'abord consulter sa table d'acheminement 50A pour isoler le premier chemin possible (chemin normal) à la première ligne associée à la destination logique de l'équipement " 04 ", c'est à dire sa quatrième ligne qui présente les paramètres suivants: destination logique 04 destination physique 04

type de médium Radio.

Ce chemin correspond à un transfert des données par radio vers l'équipement " 04 >>. Hors, cet équipement étant disposé dans une cage de Faraday une telle liaison n'est pas possible depuis une zone autre que la zone n 4. Dès lors, la communication ne peut qu'être vouée à l'échec et le terminal mobile ne recevra donc pas de la première station destinataire (l'équipement << 04 ") de signal d'acquittement de la communication dans le délai déterminé prévu comme explicité plus haut. Il va donc passer au chemin suivant (premier chemin de remplacement) pour tenter d'établir la communication. Il s'agit de la cinquième ligne de sa table d'acheminement qui se présente comme suit: destination logique 04 destination physique 03

type de médium Radio.

Ce chemin correspond à un envoi par radio vers l'interface de liaison <" 03 >>. Le terminal mobile étant dans la zone de portée de cette interface, la communication va pouvoir s'établir et il va recevoir alors le signal d'acquittement lui signifiant qu'il peut envoyer ses données vers cette seconde station destinataire. Une fois les données envoyées, il recevra de l'interface de liaison " 03 " un signal lui signifiant la réception correcte de

ces données.

L'interface consultera alors à son tour sa propre table d'acheminement en tenant compte de la destination logique des données qui lui a été assigné par le terminal mobile lors du transfert de ces données et comme lui va isoler le premier chemin et unique possible dans le cas d'espèce (chemin normal) à la première ligne correspondant à la destination logique de l'équipement " 04 ", c'est à dire sa cinquième et dernière ligne qui présente les paramètres suivants destination logique 04 destination physique 04

type de médium filaire.

Ce chemin correspond à un envoi des données au travers de la liaison filaire entre les interfaces " 03 >" et " 04 >>. Ici encore, la communication va pouvoir s'établir et l'interface de liaison " 03 "> va recevoir alors le signal d'acquittement lui signifiant qu'elle peut envoyer ses données. Une fois les données envoyées, elle recevra de l'interface associée à l'équipement << 04 >>

un signal lui signifiant la réception correcte de ces données.

Ainsi, avec la présente invention, les chemins ne sont pas calculés mais définis à l'avance par des tables intégrant librement les contraintes de chaque site. Les différents chemins prévus sont essayés les uns après les autres jusqu'à l'acheminement effectif du message. Cette configuration du réseau par table permet en outre par un simple paramètrage de modifier les chemins à emprunter (par exemple en cas de déplacement d'une station)

sans intervenir sur le programme applicatif de conduite du processus.

Les échanges radio se faisant sur une seule fréquence en half-duplex à haut débit, il n'est pas possible de reconnaître facilement une collision, notamment les procédures MAC (Medium Access Control) classiques ne sont pas applicables. En effet, la partie récepteur d'une station étant " aveuglée " lorsque sa partie émettrice émet, une collision ne peut être détectée en temps réel mais seulement après retournement lorsque la station a attendu en vain la trame d'acquittement correspondant à la trame de message envoyée. Avec la présente invention, la priorité est donnée à la transmission de la trame d'acquittement une fois la trame de message émise

réduisant ainsi au maximum le temps de réponse du médium.

Bien entendu, si la description s'est surtout intéressée à la

surveillance de paramètres techniques relatifs à la conduite de processus industriels, il est clair que le système de radiocommunication sécurisé présenté et le procédé associé peuvent également s'appliquer à tout type de processus et notamment dans le cadre d'applications relevant de secteurs aussi variés que l'agriculture, la viticulture, la santé, l'environnement, ou encore l'aménagement de l'habitat (domotique ou gestion de bâtiment), o

la centralisation de mesures et de commandes sécurisées sont nécessaires.

Claims (12)

REVENDICATIONS

1. Système de radiocommunication permettant un transfert de données entre une station émettrice et une station réceptrice au sein d'un ensemble de stations (12a, 12b, 12c, 12d, 24, 26) dont certaines sont montées sur des équipements techniques à surveiller et/ou à piloter (10a, b, 10c, lOd) et dont au moins une de ces stations est mobile (14a, 14b, 14c, 20), caractérisé en ce que chaque station comporte au moins une unité centrale de traitement (30, 50, 70) munie de moyens de mémorisation et reliée à un émetteur/récepteur radiofréquence (32, 52, 72) couplé à une antenne, les moyens de mémorisation de la station comportant une table d'acheminement des communications (30A, 50A, 70A) dans laquelle est inscrit préalablement au moins un << chemin "> de communication associé à

la station réceptrice et désignant une station destinataire des données.

2. Système de radiocommunication selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite table d'acheminement des communications comporte en outre au moins un autre chemin de communication désignant une autre station destinataire des données en cas de défaillance du transfert

de données avec ladite station destinataire.

3. Système de radiocommunication selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'un signal d'alarme est émis au niveau de ladite au moins une station mobile lorsque la communication ne peut en définitive

être établie entre les stations émettrice et réceptrice.

4. Système de radiocommunication selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite table d'acheminement des communications d'une station courante comporte, pour chaque chemin de communication pouvant être emprunté pour accéder à la station réceptrice à partir de la station courante, au moins une référence de cette station réceptrice destinataire final des données à transférer (destinataire logique), une référence de la station destinataire par laquelle doivent transiter ces données (destinataire physique) et une référence du support de communication (type de médium) sur lequel devront être acheminés ces données de la station

courante à la station destinataire.

5. Système de radiocommunication selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits destinataires logiques sont constitués par les stations mobiles et les seules stations montées sur des équipements

techniques à surveiller et/ou piloter.

6. Système de radiocommunication selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits destinataires physiques sont constitués par l'une

quelconques des stations du système.

7. Système de radiocommunication selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits types de médium sont sélectionnés de préférence parmi l'un des types de médium suivants: radio, filaire,

téléphone, GSM.

8. Système de radiocommunication selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'émetteur/récepteur radiofréquence transfert les données entre les différentes stations en modulation de fréquence selon un

mode " half-duplex >>.

9. Système de radiocommunication selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque station comporte en outre des moyens de communication filaire (30, 44; 50, 62; 70, 82) permettant d'assurer un transfert des données par fil avec une autre station ou un organe de

traitement externe tel qu'un ordinateur.

10. Système de radiocommunication selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque station comporte en outre des moyens de communication de réseau (30, 46, 48; 70, 78, 80) permettant d'assurer un transfert des données avec au moins une autre station au travers d'un réseau

public de communication de type RTC, RNIS ou GSM.

11. Procédé de transfert de données entre une station émettrice et une station réceptrice, directement ou via au moins une station destinataire de ces données, caractérisé en ce que: chaque station étant pourvue d'une table d'acheminement des communications (30A, 50A, 70A) dans laquelle est inscrit préalablement au moins un " chemin " de communication associé à la station réceptrice et désignant une station destinataire des données, la station émettrice lit dans sa table d'acheminement un premier chemin de communication associé à la station réceptrice et transfert les données vers une première station destinataire désignée par ce premier chemin de communication de la station émettrice, si la première station destinataire est distincte de la station réceptrice, la première station destinataire lit à son tour dans sa table d'acheminement un premier chemin de communication associé à la station réceptrice et transfert les données reçues de la station émettrice vers une seconde station destinataire désignée par ce premier chemin de communication de la première station destinataire, et ainsi de suite jusqu'à ce que la dernière station destinataire soit la

station réceptrice.

12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que si le transfert de données par le premier chemin de communication entre une première station et une seconde station échoue, la première station lit dans sa table d'acheminement des communications un second chemin de communication également associé à la station réceptrice et transfert à nouveau les données vers une autre seconde station désignée par ce second

chemin de communication de la première station.