FR2812084A1 - Data transmitter especially for fluid systems, has means to directly transmit digital data to data concentrator via at least one network or bus to which a number of digitally addressable transducers are connected - Google Patents
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Abstract
Description
Capteur transmetteur de données, notamment de données de comptage deData transmitter sensor, in particular of metering data
fluide ou d'événements ou de données de mesures physiques, dispositif concentrateur et procédé de transmission associés" fluid or physical measurement events or data, hub and associated transmission method "
DESCRIPTIONDESCRIPTION
La présente invention concerne un capteur transmetteur de données, notamment de données de comptage de fluide, d'énergie, ou d'événements ou de données de mesures physiques. Elle vise également un dispositif concentrateur adapté pour collecter des données transmises par ces capteurs transmetteurs, ainsi qu'un procédé de transmission mis en oeuvre entre un capteur transmetteur et The present invention relates to a sensor for transmitting data, in particular data for counting fluid, energy, or events or data of physical measurements. It also relates to a concentrator device suitable for collecting data transmitted by these transmitter sensors, as well as a transmission method implemented between a transmitter sensor and
un dispositif concentrateur.a concentrator device.
Par fluide, on entend tout liquide tel que de l'eau chaude ou froide ou des carburants, et tout gaz tel que de By fluid is meant any liquid such as hot or cold water or fuels, and any gas such as
l'air ou du gaz combustible.air or combustible gas.
Par comptage de fluide, on entend toute opération technique fournissant des informations quantitatives sur l'écoulement et le débit d'un fluide dans une canalisation ou dans un organe d'une installation de fluide, par By fluid metering is meant any technical operation providing quantitative information on the flow and flow rate of a fluid in a pipe or in a member of a fluid installation, for example
exemple une pompe ou une vanne.example a pump or a valve.
Par comptage d'énergie, on entend toute mesure quantitative d'énergie transmise ou consommée, quelle que soit la nature de cette énergie, par exemple électrique, By energy metering is meant any quantitative measure of energy transmitted or consumed, whatever the nature of this energy, for example electrical,
thermique, lumineuse, mécanique.thermal, luminous, mechanical.
Par comptage d'événement, on entend toute opération technique fournissant des données quantitatives sur tout événement détectable tel qu'un passage, un incident, une By event counting, we mean any technical operation providing quantitative data on any detectable event such as a passage, an incident, a
observation.observation.
- 2 - Par mesure physique, on entend la mesure de grandeurs physiques tant en termes quantitatifs que qualitatifs, par exemple la mesure des paramètres physico-chimiques de - 2 - By physical measurement is meant the measurement of physical quantities in both quantitative and qualitative terms, for example the measurement of the physico-chemical parameters of
l'eau distribuée dans un réseau d'eau potable. water distributed in a drinking water network.
Le coût croissant de l'eau induit par les contraintes de dépollution et de traitement conduit les particuliers, les industries et les collectivités locales à s'équiper d'outils permettant de mieux maîtriser la consommation d'eau et d'optimiser cette ressource indispensable et The increasing cost of water induced by pollution and treatment constraints leads individuals, industries and local communities to equip themselves with tools to better control water consumption and optimize this essential resource and
coûteuse.expensive.
La maîtrise de la consommation d'eau implique une connaissance fine dans l'espace et dans le temps des quantités consommées en différents points d'une installation. Alors que jusqu'à présent, un seul compteur d'eau était prévu au point d'entrée d'une installation, il est désormais acquis et de plus en plus fréquent de disposer plusieurs compteurs en différents points d'une même installation afin de pourvoir analyser séparément les consommations de certains équipements distincts de cette installation et de pouvoir détecter des fuites éventuelles. Par ailleurs, dans les habitats collectifs, les appartements sont de plus en plus souvent équipés de compteurs d'eau froide et d'eau chaude afin Controlling water consumption implies a detailed knowledge in space and over time of the quantities consumed at different points in an installation. Whereas until now, only one water meter was provided at the entry point of an installation, it is now acquired and more and more frequent to have several meters at different points of the same installation in order to provide analyze the consumption of certain equipment separate from this installation separately and be able to detect any leaks. In addition, in collective dwellings, apartments are more and more often equipped with cold and hot water meters to
d'individualiser la facturation de ces fournitures. to individualize the invoicing of these supplies.
Le problème de la collecte des données fournies par des compteurs d'eau dans des installations de grande dimension, par exemple des immeubles ou des installations d'arrosage public, a conduit au développement de procédés de télémesure et de télétransmission de données de comptage mettant en oeuvre des techniques de transmission -3-- aussi variées que la technique des courants porteurs sur une ligne d'alimentation électrique, l'utilisation de lignes téléphoniques ou spécialisées ou encore des bus The problem of collecting data supplied by water meters in large-scale installations, for example buildings or public sprinkler systems, has led to the development of telemetry and remote transmission methods for metering data. uses transmission techniques -3-- as varied as the technique of carrier currents on a power supply line, the use of telephone or specialized lines or even buses
standards de transmission de données. data transmission standards.
Le document WOOO/03209 divulgue ainsi un dispositif de visualisation de différents paramètres concernant la consommation en eau dans une canalisation. Ce dispositif de visualisation comporte un capteur volumétrique disposé sur la partie amont d'une canalisation, une centrale de traitement de l'information chargée de traiter les informations fournies par ce capteur volumétrique et des moyens de visualisation de ces informations. Il comporte en outre des moyens permettant de déclencher une alarme visuelle et/ou sonore en cas d'une surconsommation par Document WOOO / 03209 thus discloses a device for displaying various parameters concerning the water consumption in a pipe. This display device comprises a volumetric sensor disposed on the upstream part of a pipe, an information processing center responsible for processing the information supplied by this volumetric sensor and means for displaying this information. It also includes means making it possible to trigger a visual and / or audible alarm in the event of overconsumption by
rapport à un seuil établi.compared to an established threshold.
Le document US5,565,862 divulgue un dispositif de collecte et de gestion des données de débit dans une canalisation, comprenant des moyens pour collecter des données de débit sur un site local de canalisation, des moyens locaux pour transférer périodiquement ces données vers un autre site, et des moyens locaux pour commander périodiquement le transfert de ces données vers l'autre site. Dans les systèmes actuels de télécollecte ou de télémesure, les données numériques obtenues par conversion numérique de signaux physiques ou par comptage d'évènements au sein d'un capteur sont généralement transmises localement à un boîtier comprenant des moyens de traitement numérique local des données et des moyens de transmission de ces données vers des concentrateurs de données. Une telle configuration implique des coûts - 4 - importants lorsqu'il s'agit d'équiper un site avec un ensemble de capteurs auxquels il faut associer des Document US Pat. No. 5,565,862 discloses a device for collecting and managing flow data in a pipeline, comprising means for collecting flow data on a local pipeline site, local means for periodically transferring this data to another site, and local means to periodically order the transfer of this data to the other site. In current telecollection or telemetry systems, the digital data obtained by digital conversion of physical signals or by counting events within a sensor are generally transmitted locally to a box comprising local digital data processing means and means of transmitting this data to data concentrators. Such a configuration involves significant costs when it comes to equipping a site with a set of sensors to which it is necessary to associate
boitiers locaux de transmission de données. local data transmission boxes.
Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients en proposant un nouveau concept de capteur transmetteur de données, qui procure une grande souplesse dans son déploiement et dans sa maintenance avec des coûts moindres que ceux correspondant aux capteurs transmetteurs actuels. Cet objectif est atteint avec un capteur comprenant des moyens pour être couplé de façon amovible à un équipement de comptage ou de mesure, des moyens pour générer un signal de comptage ou de mesure à partir d'un comptage d'événement ou d'une mesure physique produit par ledit équipement de comptage ou de mesure, et des moyens The object of the present invention is to remedy these drawbacks by proposing a new concept of data transmitter sensor, which provides great flexibility in its deployment and in its maintenance with lower costs than those corresponding to current transmitter sensors. This objective is achieved with a sensor comprising means for being removably coupled to counting or measuring equipment, means for generating a counting or measurement signal from an event count or a measurement. physics produced by said counting or measuring equipment, and means
pour convertir ce signal en des données numériques. to convert this signal into digital data.
Suivant l'invention, ce capteur transmetteur comprend en outre des moyens pour transmettre directement ces données numériques à destination d'un dispositif concentrateur de données via au moins un réseau ou bus de terrain auquel sont connectés une pluralité de capteurs According to the invention, this transmitter sensor further comprises means for directly transmitting this digital data to a data concentrator device via at least one network or field bus to which a plurality of sensors are connected.
transmetteurs adressables numériquement. digitally addressable transmitters.
Par réseau ou bus de terrain, on entend ici des réseaux ou bus de communication à vocation industrielle réseaux industriels utilisant des protocoles tels que LONWORKS, CAN, Jbus, Modbus, TCP/IP, RS485.... Ces réseaux de communication peuvent également être des réseaux de communication sans fil utilisant toute technique de By network or field bus is meant here industrial communication networks or buses industrial networks using protocols such as LONWORKS, CAN, Jbus, Modbus, TCP / IP, RS485 ... These communication networks can also be wireless communication networks using any
radiocommunication actuellement disponible. radio communication currently available.
Ainsi, c'est le capteur qui assure lui-même une transmission directe des données générées en son sein vers -5- un concentrateur via un réseau ou bus de terrain, sans devoir passer par un boîtier ou un équipement intermédiaire. Par ailleurs, le fait que ce capteur transmetteur soit en outre couplé de manière amovible à un équipement de comptage ou de mesure existant facilite grandement la maintenance d'un système de télécollecte Thus, it is the sensor which itself ensures direct transmission of the data generated within it to a concentrator via a network or field bus, without having to go through a box or intermediate equipment. Furthermore, the fact that this transmitter sensor is also removably coupled to existing metering or measurement equipment greatly facilitates the maintenance of a remote collection system.
équipé de tels capteurs transmetteurs. equipped with such transmitting sensors.
Le couplage entre un capteur transmetteur selon l'invention et un équipement de mesure ou de contact peut être réalisé selon n'importe quelle technique connue de couplage qui soit adaptée au type d'équipement de mesure ou de comptage et à la nature physique des signaux produits par cet équipement. Ainsi, on pourra envisager des couplages mécaniques, électriques, électromagnétiques, chimiques, optiques, ou acoustiques. Le capteur transmetteur selon l'invention peut être conçu pour être couplé à un équipement de mesure ou de comptage existant ne disposant pas de moyens de couplage, ou au contraire être conçu pour être couplé à un équipement de mesure ou de comptage conçu spécifiquement pour recevoir en mode The coupling between a transmitter sensor according to the invention and a measurement or contact equipment can be carried out according to any known coupling technique which is adapted to the type of measurement or counting equipment and to the physical nature of the signals. produced by this equipment. Thus, mechanical, electrical, electromagnetic, chemical, optical, or acoustic couplings can be envisaged. The transmitter sensor according to the invention can be designed to be coupled to existing measurement or counting equipment that does not have coupling means, or on the contrary be designed to be coupled to measurement or counting equipment designed specifically to receive in mode
couplé un capteur transmetteur selon l'invention. coupled a transmitter sensor according to the invention.
Le capteur transmetteur selon l'invention peut en outre avantageusement comprendre des moyens pour stocker une pluralité de protocoles de communication correspondant à une pluralité de réseaux de terrain ou de communication accessibles entre ledit capteur transmetteur et un The transmitter sensor according to the invention can also advantageously include means for storing a plurality of communication protocols corresponding to a plurality of field or communication networks accessible between said transmitter sensor and a
concentrateur de données.data concentrator.
Par ailleurs, il s'avère que les techniques actuelles de télétransmission ne sont pas toujours bien adaptées pour certaines configurations d'installation, soit parce qu'elles supposent des opérations de déploiement de câbles - 6 - dans la cas des techniques filaires, soit aussi parce qu'elles s'avèrent particulièrement coûteuses en Furthermore, it turns out that current remote transmission techniques are not always well suited for certain installation configurations, either because they involve cable deployment operations - 6 - in the case of wired techniques, or also because they are particularly expensive in
exploitation dans le cas des techniques de radio- operation in the case of radio techniques
transmission ou de téléphonie. Par ailleurs, se pose souvent le problème de l'évolution d'un réseau de compteurs, notamment lorsque des points de consommation transmission or telephony. In addition, there is often the problem of the evolution of a network of meters, especially when consumption points
sont déplacés, ajoutés ou supprimés. are moved, added or deleted.
Un second objectif de la présente invention est de proposer un capteur transmetteur d'installation et de mise en oeuvre aisée. Cet objectif est atteint avec un capteur transmetteur comprenant en outre des moyens pour détecter, lors d'une première connexion à l'un desdits réseaux de communication, un site distant de concentration accessible via ce réseau et relié au site distant de traitement, et des moyens pour transmettre audit site concentrateur distant des informations d'identification et de localisation. On peut ainsi disposer d'un capteur transmetteur d'installation aisée analogue au mode d'installation de périphériques nouveaux au sein d'un ordinateur, désigné communément sous l'expression " plug and play ". On peut alors modifier sans difficulté un système de collecte de données comportant un grand nombre de capteurs transmetteurs. Ce capteur transmetteur comprend en outre des moyens pour transmettre des données de comptage de fluide ou d'événements vers le site distant de traitement, ces moyens de transmission pouvant être commandés soit en réponse à une requête du site distant de traitement de données ou du site concentrateur, soit localement selon - 7 - une programmation horaire, ou encore en fonction de A second objective of the present invention is to provide a transmitter sensor for easy installation and implementation. This objective is achieved with a transmitter sensor further comprising means for detecting, during a first connection to one of said communication networks, a remote concentration site accessible via this network and connected to the remote processing site, and means for transmitting to said remote hub site identification and location information. It is thus possible to have an easy-to-install transmitter transmitter analogous to the mode of installing new peripherals within a computer, commonly known as "plug and play". It is then possible to easily modify a data collection system comprising a large number of transmitter sensors. This transmitter sensor further comprises means for transmitting fluid counting or event data to the remote processing site, these transmission means being able to be controlled either in response to a request from the remote data processing site or from the site concentrator, either locally according to a time schedule, or according to
résultats de comptage.counting results.
Dans une forme particulière de réalisation, ce capteur transmetteur comprend en outre des moyens pour détecter un ou plusieurs autre(s) capteur(s) transmetteur(s) disposé(s) à proximité dudit capteur et In a particular embodiment, this transmitter sensor further comprises means for detecting one or more other transmitter sensor (s) arranged near said sensor and
connecté(s) à l'un desdits réseaux de communication. connected to one of said communication networks.
Le capteur transmetteur selon l'invention peut en outre comprendre des moyens pour échanger des informations d'identification et de localisation avec le ou les The transmitting sensor according to the invention may further comprise means for exchanging identification and location information with the one or more
autre(s) capteur(s) détectés.other sensor (s) detected.
On peut aussi prévoir que le capteur transmetteur comprenne en outre des moyens pour transmettre au site distant concentrateur ou au site distant de traitement des informations de défaillance ou d'alarme, ainsi que des moyens pour stocker et émuler une pluralité de protocoles de communication correspondant à une pluralité de réseaux de communication auquel ledit capteur transmetteur peut Provision may also be made for the transmitter sensor to further comprise means for transmitting to the remote concentrating site or to the remote processing site fault or alarm information, as well as means for storing and emulating a plurality of communication protocols corresponding to a plurality of communication networks to which said transmitter sensor can
être connecté.to be connected.
Par ailleurs, les moyens de conversion numérique et de transmission d'un capteur transmetteur selon l'invention peuvent être avantageusement intégrés au sein d'un circuit ASIC. De plus, le capteur transmetteur selon l'invention peut être conçu pour être couplé mécaniquement à un équipement de comptage, par exemple par enfichage dans une cavité appropriée prévu dans cet équipement de comptage. Dans une version particulière de l'invention, un capteur transmetteur peut en outre comprendre des moyens pour transmettre des ordres pour commander un ou plusieurs organes associés audit capteur transmetteur. Ces moyens de - 8 - transmission de commande sont par exemple agencés pour recevoir des ordres émis depuis un dispositif Furthermore, the digital conversion and transmission means of a transmitter sensor according to the invention can advantageously be integrated within an ASIC circuit. In addition, the transmitter sensor according to the invention can be designed to be mechanically coupled to counting equipment, for example by plugging into a suitable cavity provided in this counting equipment. In a particular version of the invention, a transmitter sensor can also include means for transmitting orders to control one or more members associated with said transmitter sensor. These command transmission means are, for example, arranged to receive orders sent from a device.
concentrateur de données via un réseau ou bus de terrain. data concentrator via a network or field bus.
Les ordres de commande peuvent être transmis par le capteur transmetteur à un organe externe telle qu'une électrovanne, par exemple par voie électrique, optique ou radio. Suivant un autre aspect de l'invention, il est proposé un dispositif concentrateur de données comprenant des premiers moyens de connexion à des sources de données via au moins un premier réseau ou bus de terrain, des seconds moyens de connexion à un site distant de traitement via au moins un second réseau de communication, des moyens pour requérir et recevoir des données en Control orders can be transmitted by the transmitter sensor to an external device such as a solenoid valve, for example by electrical, optical or radio means. According to another aspect of the invention, there is proposed a data concentrator device comprising first means of connection to data sources via at least a first network or field bus, second means of connection to a remote processing site via at least a second communication network, means for requesting and receiving data in
provenance desdites sources de données. from said data sources.
Ce dispositif concentrateur est caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens pour communiquer directement avec une pluralité de capteurs transmetteurs selon l'invention via ledit réseau ou bus de terrain, ces capteurs transmetteurs étant couplés de manière amovible à This concentrator device is characterized in that it further comprises means for communicating directly with a plurality of transmitter sensors according to the invention via said network or field bus, these transmitter sensors being removably coupled to
des équipements de comptage ou de mesure. counting or measuring equipment.
Le dispositif concentrateur selon l'invention peut en outre comprendre des moyens pour transmettre à destination d'un capteur transmetteur des ordres de commande d'organes ou d'équipements connectés audit capteur transmetteur. Un tel dispositif concentrateur présente alors un caractère bidirectionnel, avec la possibilité d'activer à distance des équipements de sortie et de commander des automates via une liaison par bus, radio ou autre. Il peut par exemple être mis en oeuvre dans le cadre d'un système d'arrosage dans lequel des informations de comptage d'eau 9- sont collectées et en même temps des commandes d'automates The concentrator device according to the invention may also comprise means for transmitting, to a transmitter sensor, control orders for organs or equipment connected to said transmitter sensor. Such a concentrator device then has a bidirectional character, with the possibility of activating output equipment remotely and of controlling automata via a bus, radio or other link. It can for example be implemented as part of a sprinkler system in which water metering information 9- is collected and at the same time commands from automats
d'arrosage sont transmises.sprinklers are transmitted.
Le dispositif concentrateur selon l'invention peut aussi comprendre des moyens pour émettre directement des ordres de commande à destination d'organes ou The concentrator device according to the invention can also include means for directly issuing control orders to organs or
d'actionneurs distants via le réseau ou bus de terrain. remote actuators via the network or fieldbus.
Dans une version particulière d'un dispositif concentrateur selon l'invention, on peut en outre prévoir des moyens pour répondre à une requête d'identification émise par un capteur transmetteur nouvellement connecté au In a particular version of a concentrator device according to the invention, it is also possible to provide means for responding to an identification request sent by a transmitter sensor newly connected to the
second réseau de communication.second communication network.
Par ailleurs, un dispositif concentrateur selon l'invention peut en outre comprendre des moyens pour communiquer avec les capteurs transmetteurs, et des moyens pour répondre à une requête de détection émise par un desdits capteurs transmetteurs. Il peut aussi inclure des moyens pour détecter, sur le réseau de communication auquel il est connecté, tout capteur transmetteur selon Furthermore, a concentrator device according to the invention may also comprise means for communicating with the transmitter sensors, and means for responding to a detection request sent by one of said transmitter sensors. It can also include means for detecting, on the communication network to which it is connected, any transmitting sensor according to
l'invention connecté audit réseau de communication. the invention connected to said communication network.
Dans un mode particulier de réalisation, le dispositif concentrateur peut en outre avantageusement comprendre des moyens pour émettre sur un réseau de communication des requêtes de collecte à des capteurs In a particular embodiment, the concentrator device can also advantageously include means for transmitting collection requests to sensors on a communication network.
transmetteurs connectés audit réseau de communication. transmitters connected to said communication network.
De plus, des moyens pour homogénéiser des données provenant d'équipements de comptage de fluide ou d'évènements distincts peuvent être prévus au sein d'un In addition, means for homogenizing data coming from fluid metering equipment or from separate events can be provided within a
dispositif concentrateur selon l'invention. concentrator device according to the invention.
Par ailleurs, un dispositif concentrateur selon l'invention peut en outre comprendre des moyens pour traiter une information de défaillance ou d'alarme reçue Furthermore, a concentrator device according to the invention can also comprise means for processing a fault or alarm information received.
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en provenance d'un capteur transmetteur, des moyens pour calculer localement des indicateurs de consommation à partir de données collectées en provenance de capteurs transmetteurs, ou des moyens pour visualiser localement des indicateurs de consommation. Le dispositif concentrateur peut en outre inclure des moyens logiciels pour détecter une fuite de fluide dans une canalisation à partir des données collectées sur un ou plusieurs capteurs transmetteurs. Il est important de noter que des dispositifs concentrateurs peuvent être connectés à un système de télégestion et de télérelevé par toute voie de communication, notamment par un réseau RNIS, une liaison from a transmitter sensor, means for locally calculating consumption indicators from data collected from transmitter sensors, or means for viewing consumption indicators locally. The concentrator device can also include software means for detecting a fluid leak in a pipeline from data collected on one or more transmitting sensors. It is important to note that concentrating devices can be connected to a remote management and remote reading system by any communication channel, in particular by an ISDN network, a link
hertzienne ou par un réseau IP.over the air or through an IP network.
Suivant encore un autre aspect de l'invention, il est proposé un procédé pour transmettre des données relatives à une mesure d'une grandeur physique ou à un comptage d'événement, comprenant: - une génération d'un signal de mesure ou de comptage par un capteur transmetteur selon l'invention couplé de façon amovible à un équipement de mesure ou de comptage produisant une grandeur physique de mesure ou de comptage, - une conversion d'un signal de mesure ou de comptage en des données numériques, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une transmission directe de ces données numériques à destination d'un dispositif concentrateur de données via au moins un réseau ou bus de terrain auquel sont connectés une pluralité de According to yet another aspect of the invention, a method is proposed for transmitting data relating to a measurement of a physical quantity or to an event counting, comprising: - a generation of a measurement or counting signal by a transmitter sensor according to the invention removably coupled to measuring or counting equipment producing a physical measuring or counting quantity, - a conversion of a measuring or counting signal into digital data, characterized in that that it further comprises a direct transmission of this digital data intended for a data concentrator device via at least one network or field bus to which a plurality of
capteurs transmetteurs adressables numériquement. digitally addressable transmitter sensors.
Ce procédé peut aussi avantageusement comprendre: This process can also advantageously comprise:
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- une détection, lors d'une première connexion à l'un desdits réseaux de communication, d'un site distant de concentration accessible via ce réseau et relié au site distant de traitement, et - une transmission audit site concentrateur distant de informations d'identification et de localisation du site - a detection, during a first connection to one of said communication networks, of a remote concentration site accessible via this network and connected to the remote processing site, and - a transmission of information to said remote concentrating site site identification and location
local d'émission.emission room.
Ce procédé peut en outre comprendre, en un premier site local de mesure, une détection d'un autre site de mesure disposé à proximité dudit premier site local de mesure et connecté à l'un au moins desdits réseaux de communication, ainsi qu'un échange d'informations d'identification et de localisation entre le premier si:e This method can also comprise, at a first local measurement site, a detection of another measurement site arranged near said first local measurement site and connected to at least one of said communication networks, as well as a exchange of identification and location information between the first if: e
local de mesure et l'autre site de mesure détecté. measurement room and the other measurement site detected.
On peut aussi prévoir, depuis un site distant concentrateur, une réponse à une requête d'identification émise par un capteur transmetteur selon l'invention depuis un site local de mesure, ainsi qu'une détection sur le réseau de communication de tout capteur transmetteur connecté à ce réseau. Le procédé selon l'invention peut en outre comprendre une télégestion et/ou un télérelevé du site concentrateur de mesure depuis un site central via un It is also possible to provide, from a remote concentrating site, a response to an identification request sent by a transmitter sensor according to the invention from a local measurement site, as well as a detection on the communication network of any connected transmitter sensor. to this network. The method according to the invention can also comprise remote management and / or remote reading of the measurement concentrator site from a central site via a
réseau de communication.communication network.
Les capteurs transmetteurs et les dispositifs de concentrateurs peuvent être utilisés par exemple pour la collecte de données de consommation d'une installation d'arrosage, pour la collecte de données de consommation d'un ensemble de logements, ou encore pour la collecte de données de consommation dans des chambres individuelles ou The transmitting sensors and concentrator devices can be used for example for the collection of consumption data of a watering installation, for the collection of consumption data of a housing complex, or also for the collection of consumption in single rooms or
des cabines de bateau.boat cabins.
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D'autres particularités et avantages de l'invention Other features and advantages of the invention
apparaîtront encore dans la description ci-après. Aux will appear further in the description below. To the
dessins annexés donnés à titre d'exemples non limitatifs: - la figure 1 est un schéma synoptique d'un système de télécollecte de données de comptage de fluide mettant en oeuvre des capteurs transmetteurs selon l'invention; - la figure 2 illustre un exemple de structure d'un capteur transmetteur selon l'invention; - la figure 3 illustre un système de télécollecte multi-réseaux mettant en oeuvre des capteurs transmetteurs et des concentrateurs selon l'invention; - la figure 4 illustre un exemple de structure d'un dispositif concentrateur selon l'invention; - la figure 5 illustre les étapes essentielles d'un exemple de gestion et d'exploitation d'un système de télécollecte de données de comptage metrant en oeuvre des capteurs transmetteurs et des concentrateurs selon l'invention; et - la figure 6 illustre un mode particulier de connexion annexed drawings given by way of nonlimiting examples: - Figure 1 is a block diagram of a remote metering system for fluid metering data using transmitter sensors according to the invention; - Figure 2 illustrates an example of the structure of a transmitter sensor according to the invention; - Figure 3 illustrates a multi-network telecollection system using transmitter sensors and concentrators according to the invention; - Figure 4 illustrates an example of the structure of a concentrator device according to the invention; - Figure 5 illustrates the essential steps of an example of management and operation of a metering data telecollection system using transmitter sensors and concentrators according to the invention; and - Figure 6 illustrates a particular mode of connection
d'un nouveau capteur transmetteur selon l'invention. of a new transmitter sensor according to the invention.
En référence à la figure 1, des capteurs transmetteurs selon l'invention CT, CTl,...CTi incluant des organes capteurs de mesure ou comptage de fluide CA, CAl,...CAi et des circuits électroniques de conversion numérique et de transmission AT, AT1,...ATi, sont reliés via des réseaux ou bus de terrain CM, RC, Rl à un concentrateur de données 10 lui-même connecté via un second réseau de communication R2 à un site distant de traitement S. Il est à noter que l'un des maillons de la chaîne de transmission mise en oeuvre entre un capteur transmetteur With reference to FIG. 1, transmitting sensors according to the invention CT, CTl, ... CTi including sensor organs for measuring or counting fluid CA, CAl, ... CAi and electronic circuits for digital conversion and transmission AT, AT1, ... ATi, are connected via networks or fieldbus CM, RC, Rl to a data concentrator 10 itself connected via a second communication network R2 to a remote processing site S. It is note that one of the links in the transmission chain implemented between a transmitter sensor
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et un concentrateur peut consister en une liaison série de and a concentrator can consist of a serial link of
type RS485. On peut également utiliser une liaison TCP/IP. RS485 type. You can also use a TCP / IP connection.
Le capteur transmetteur CT est par exemple couplé mécaniquement à un équipement de comptage EC disposé dans une canalisation T transportant un fluide F, en référence à la figure 1. Ce capteur transmetteur comprend un organe capteur physique CA pour capter un signal physique produit par l'équipement de comptage EC, un module DL de conversion du signal de mesure physique délivré par le capteur CA en des données numériques, un module TR de transmission par voie radioélectrique et une source d'énergie autonome EN. Le module de transmission radio TR est en liaison avec un réseau de terrain, par exemple un réseau de communication sans fil CM, et communique avec un concentrateur de données 10 via un réseau de communication filaire RC relié au réseau de communication mobile CM. Ce concentrateur de données 10 est agencé pour transmettre des données concentrées à un site distant de traitement S prévu pour assurer des fonctions de télégestion et de télérelevé du concentrateur 10, via tout type de réseau de communication, par exemple un réseau numérique à intégration de services (RNIS), une liaison hertzienne ou The transmitter sensor CT is for example mechanically coupled to a counting equipment EC disposed in a pipe T carrying a fluid F, with reference to FIG. 1. This transmitter sensor comprises a physical sensor member CA for picking up a physical signal produced by the EC metering equipment, a DL module for converting the physical measurement signal delivered by the sensor CA into digital data, a module TR for radio transmission and an autonomous energy source EN. The radio transmission module TR is linked to a field network, for example a wireless communication network CM, and communicates with a data concentrator 10 via a wired communication network RC connected to the mobile communication network CM. This data concentrator 10 is designed to transmit concentrated data to a remote processing site S intended to provide remote management and remote reading functions for the concentrator 10, via any type of communication network, for example a digital network with service integration (ISDN), a radio link or
un réseau IP.an IP network.
D'autres capteurs transmetteurs CTl,...CTi intégrant chacun un élément capteur physique CAl,...CAi et un module électronique de transmission AT1, ...ATi, et couplés à un équipement de mesure ou de comptage EMl,..EMi par un moyen de couplage approprié tel qu'une voie mécanique, électrique, électromagnétique, chimique ou optique, sont connectés via à un réseau ou bus de terrain R1 au Other transmitting sensors CTl, ... CTi each integrating a physical sensor element CAl, ... CAi and an electronic transmission module AT1, ... ATi, and coupled to measuring or counting equipment EMl, .. EMi by an appropriate coupling means such as a mechanical, electrical, electromagnetic, chemical or optical path, are connected via a network or field bus R1 to
concentrateur de données 10.data concentrator 10.
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Un capteur transmetteur 1 selon l'invention comprend par exemple, en référence à la figure 2, un module 11 de génération d'un signal analogique capté au travers d'un moyen de couplage 24 au sein d'un équipement de comptage de fluide, d'énergie ou d'événement E, un module 22 de conversion de ce signal en données numériques, une unité 14 de contrôle et de traitement de ces données reliée à une unité de stockage de données 12, des modules de communication 17 auxquels sont associés plusieurs protocoles de communication 18 stockés dans cet équipement, un module de détection et d'identification 20 comportant par exemple un module 16 d'identification d'un site distant et un module 15 d'identification d'un réseau de communication, un module de données d'identifica:ion 13, un module 25 de commande pour transmettre des signaux de commande provenant d'un concentrateur de données à destination d'organes ou d'actionneurs externes, une source d'énergie électrique autonome 23, et des interfaces 21 de connexion de cet équipement avec un espace de communication pouvant comporter un ou plusieurs réseaux de communication, par exemple un réseau local LAN, un bus de communication, un réseau de communication sans fil, un A transmitter sensor 1 according to the invention comprises for example, with reference to FIG. 2, a module 11 for generating an analog signal picked up through a coupling means 24 within a fluid metering equipment, of energy or of event E, a module 22 for converting this signal into digital data, a unit 14 for controlling and processing this data connected to a data storage unit 12, communication modules 17 with which are associated several communication protocols 18 stored in this equipment, a detection and identification module 20 comprising for example a module 16 for identifying a remote site and a module 15 for identifying a communication network, a communication module identification data: ion 13, a control module 25 for transmitting control signals from a data concentrator to external organs or actuators, a source of autonomous electrical energy e 23, and interfaces 21 for connecting this equipment with a communication space which may include one or more communication networks, for example a local area network LAN, a communication bus, a wireless communication network, a
réseau ou bus de terrain.network or fieldbus.
Dans une structure multi-réseaux pour un système de télécollecte de données de comptage illustré schématiquement par la figure 3, le site de traitement S est connecté, via un ou plusieurs réseaux de communication RT, à un ensemble de concentrateurs 10.l,...10.i collectant des données de comptage transmises par des capteurs transmetteurs CT incluant des circuits électroniques de transmission AT et des capteurs CA, et couplés à des In a multi-network structure for a metering data telecollection system illustrated diagrammatically in FIG. 3, the processing site S is connected, via one or more communication networks RT, to a set of concentrators 10.l,. .10.i collecting metering data transmitted by CT transmitter sensors including AT transmission electronic circuits and CA sensors, and coupled to
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équipements de mesure ou de comptage EM, EC, via différents réseaux de transmission tels qu'un réseau en étoile RE convergeant vers un réseau de communication RC, un réseau local de type bus RL, un réseau de radiocommunication RR via un opérateur de communication sans fil CM, ou encore un réseau de communication par measuring or metering equipment EM, EC, via different transmission networks such as a star network RE converging on a communication network RC, a local network of bus type RL, a radiocommunication network RR via a communication operator without CM wire, or a communication network by
courants porteurs RS.carrier currents RS.
Un dispositif concentrateur de données 10 selon l'invention peut comprendre, en référence à la figure 4, un premier module 101 de communication via un réseau ou bus de terrain avec un ensemble de capteurs transmetteurs selon l'invention, un module 102 de détection de capteurs de transmission, un module 103 d'identification et de localisation, un module 104 de contrôle de réception des données de comptage transmises, un module 106 de concentration des données, une unité 107 de stockage de données, un module 108 de transmission de données selon une pluralité de protocoles 109 associés par exemple à une transmission RNIS, IP ou par voie hertzienne, une base de données 113 contenant un historique des évènements, et un second module de communication 110 avec un site distant via un réseau de communication. Une unité de contrôle et de traitement 105 pilote l'ensemble des modules précités et contrôle un module 111 de visualisation de données et un module 112 de fourniture d'alarmes et d'indicateurs. Un module de commande à distance 112 peut être prévu pour générer ou relayer des commandes qui sont adressées et transmises à un capteur transmetteur selon l'invention pourvu de moyens pour recevoir ces commandes et pour les A data concentrator device 10 according to the invention may comprise, with reference to FIG. 4, a first module 101 for communication via a network or field bus with a set of transmitter sensors according to the invention, a module 102 for detecting transmission sensors, a module 103 for identification and location, a module 104 for controlling reception of the transmitted counting data, a module 106 for concentrating data, a unit 107 for storing data, a module 108 for transmitting data according to a plurality of protocols 109 associated for example with an ISDN, IP or over-the-air transmission, a database 113 containing a history of events, and a second communication module 110 with a remote site via a communication network. A control and processing unit 105 controls all of the aforementioned modules and controls a data display module 111 and a module 112 for supplying alarms and indicators. A remote control module 112 can be provided for generating or relaying commands which are addressed and transmitted to a transmitter sensor according to the invention provided with means for receiving these commands and for
transmettre localement à des organes d'action. transmit locally to action bodies.
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Il est important de noter que les modules précités peuvent être indifféremment réalisés sous une forme It is important to note that the aforementioned modules can be indifferently produced in a form
logicielle ou matérielle.software or hardware.
A titre d'exemple non limitatif, un concentrateur de données selon l'invention peut comprendre des entrées analogiques, des entrées numériques, des entrées impulsionelles, et gérer des liaisons numériques par bus, radio, fibre optique ou courants porteurs. Par ailleurs, le concentrateur de données selon l'invention peut être By way of nonlimiting example, a data concentrator according to the invention can comprise analog inputs, digital inputs, pulse inputs, and manage digital links by bus, radio, optical fiber or carrier currents. Furthermore, the data concentrator according to the invention can be
agencé pour procurer une liaison numérique multi- arranged to provide a multi-digital connection
protocoles via des réseaux tels que le réseau commuté RTC, RS, CAN, Jbus, LON. On peut également prévoir l'utilisation de réseaux tels le réseau RNIS, TCP/IP, des réseaux de fibre optique, des réseaux de radio tridimensionnelle (3RP) et de radio numérique (Tétra), des réseaux de communication mobile GSM, GPRS (General Packet Radio Service), UMTS (Universal Telephone Mobile Service) protocols via networks such as the PSTN, RS, CAN, Jbus, LON switched network. We can also foresee the use of networks such as the ISDN network, TCP / IP, fiber optic networks, three-dimensional radio networks (3RP) and digital radio (Tétra), GSM, GPRS (General Packet Radio Service), UMTS (Universal Telephone Mobile Service)
ou des réseaux de courants porteurs. or networks of carrier currents.
Un concentrateur de données selon l'invention peut être doté d'une unité centrale d'enregistrement de données contenant une base de données et des routines de calcul, et comporter un certain nombre d'emplacements (slots) dans lesquels des cartes filles constituant des modules de communication peuvent être enfichées. Chaque carte fille est par exemple dédiée à un ou plusieurs modes de communication, tels que le mode de communication radio ou le mode de communication TCP/IP, et contient une couche matérielle et une couche logicielle dédiée à son mode de communication. On va maintenant décrire, en référence à la figure 5, un exemple de mise en oeuvre du procédé de transmission de A data concentrator according to the invention can be provided with a central data recording unit containing a database and calculation routines, and include a certain number of slots in which daughter cards constituting communication modules can be plugged in. Each daughter card is for example dedicated to one or more communication modes, such as the radio communication mode or the TCP / IP communication mode, and contains a hardware layer and a software layer dedicated to its communication mode. We will now describe, with reference to FIG. 5, an example of implementation of the method for transmitting
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données selon l'invention, avec une séquence de gestion d'un réseau de comptage et une séquence d'exploitation de ce réseau. Lorsqu'un nouveau capteur transmetteur associé à un compteur de fluide ou d'événements est installé, deux situations caractéristiques peuvent être rencontrées. Si le site local de mesure o doit être implanté ce capteur transmetteur est déjà pourvu d'une prise de connexion à un réseau de communication (situation I), le capteur transmetteur est connecté et une recherche d'un concentrateur sur ce réseau est automatiquement lancée. Si le capteur transmetteur doit être implanté sur un site local appartenant à un espace de communication sans fil (situation I), une recherche d'un réseau de communication sans fil accessible par ce capteur transmetteur est automatiquement lancée avec mise en oeuvre de moyens de recherche multiprotocoles. Lorsqu'un réseau est détecté et identifié, une recherche d'un concentrateur sur ce réseau data according to the invention, with a sequence for managing a metering network and a sequence for operating this network. When a new transmitter sensor associated with a fluid or event meter is installed, two characteristic situations can be encountered. If the local measurement site where this transmitter sensor is to be installed is already provided with a connection socket to a communication network (situation I), the transmitter sensor is connected and a search for a concentrator on this network is automatically launched. . If the transmitter sensor must be installed on a local site belonging to a wireless communication space (situation I), a search for a wireless communication network accessible by this transmitter sensor is automatically launched with the use of search means multiprotocol. When a network is detected and identified, a search for a hub on this network
est alors effectuée.is then performed.
Après identification d'un concentrateur de données sur le réseau de communication auquel le capteur transmetteur nouvellement installé est connecté, des données d'identification et de localisation de ce capteur transmetteur sont communiquées à ce site concentrateur qui généralement a préalablement identifié ledit capteur transmetteur lors de la séquence de recherche et d'identification. En retour, le concentrateur de données peut communiquer au capteur transmetteur des données de programmation des opérations de collecte. Il peut également transmettre au site de traitement distant une liste des capteurs transmetteurs effectivement connectés After identification of a data concentrator on the communication network to which the newly installed transmitter sensor is connected, identification and location data of this transmitter sensor are communicated to this concentrator site which generally has previously identified said transmitter sensor during the search and identification sequence. In return, the data concentrator can communicate to the transmitter sensor programming data for the collection operations. It can also send a list of transmitting sensors actually connected to the remote treatment site.
et opérationnels.and operational.
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On entre ensuite dans la phase d'exploitation du réseau de comptage quipeut comprendre une émission de commandes de télécollecte à destination des dispositifs concentrateurs qui émettent à destination des capteurs transmetteurs qui en dépendent des requêtes de lecture de données, soit selon une technique dite de polling (sondage systématique) ou selon un mode d'adressage spécifique ou personnalisé. A la réception d'une requête de lecture, un capteur transmetteur traite cette requête et transmet au concentrateur des données de comptage demandées. Ces données de comptage peuvent être des données mesurées en temps réel ou encore des données cumulées, pré-traitées et stockées au sein du dispositif de comptage ou du capteur transmetteur. Les données de comptage reclues par le concentrateur en provenance d'un ensemble de capteurs transmetteurs sont concentrées, et au besoin homogénéisées si elles sont reçues sous des formats différents. Elles peuvent alors être transmises au site de traitement distant soit en temps réel, soit en temps différé requérant un stockage des données concentrées avant transmission. Dans un mode particulier d'installation d'un nouveau capteur transmetteur CTO au sein d'un système de télécollecte de données de comptage dans un contexte de faible densité d'équipement en réseaux de communication, une recherche automatique d'un autre capteur transmetteur CT déjà installé et situé à proximité est effectuée à partir du nouveau capteur transmetteur qui est doté de moyens de recherche E/R (émission/réception) adaptés mettant en oeuvre par exemple des techniques conventionnelles de radiocommunication, en référence à la We then enter the operating phase of the metering network, which can include a transmission of remote collection commands to concentrating devices which transmit to transmitting sensors which depend on the requests for reading data, or using a technique known as polling. (systematic survey) or according to a specific or personalized addressing method. Upon receipt of a read request, a transmitter sensor processes this request and transmits the requested counting data to the concentrator. This counting data can be data measured in real time or even cumulative data, preprocessed and stored within the counting device or the transmitter sensor. The metering data recluded by the concentrator from a set of transmitter sensors is concentrated, and if necessary homogenized if it is received in different formats. They can then be transmitted to the remote processing site either in real time or in deferred time requiring storage of concentrated data before transmission. In a particular mode of installation of a new CTO transmitter sensor within a metering data telecollection system in a context of low density of equipment in communication networks, an automatic search for another CT transmitter sensor already installed and located nearby is carried out from the new transmitter sensor which is fitted with suitable E / R (transmission / reception) search means implementing for example conventional radiocommunication techniques, with reference to the
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figure 6. Lorsqu'une communication est établie entre le nouveau capteur transmetteur CT0 couplé à un équipement de comptage de fluide ECo et le capteur transmetteur établi CT couplé un équipement de comptage de fluide EC, un échange de données d'identification et de localisation est effectué puis une liaison de radiocommunication LR est établie entre les deux capteurs transmetteurs pour permettre la transmission des données de comptage depuis le nouveau capteur transmetteur CT0 vers le concentrateur 10 via un réseau de communication R. Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention. Les réseaux de communication mis en oeuvre entre les capteurs transmetteurs et les dispositifs concentrateurs peuvent être de toute nature et de toute technologie. Ces réseaux de communication peuvent également être des réseaux de communication sans fil utilisant toute Figure 6. When a communication is established between the new CT0 transmitter sensor coupled to ECo fluid metering equipment and the established CT transmitter sensor coupled to EC fluid metering equipment, an exchange of identification and location data is carried out then a radio communication link LR is established between the two transmitter sensors to allow the transmission of the counting data from the new transmitter sensor CT0 to the concentrator 10 via a communication network R. Of course, the invention is not limited to the examples which have just been described and numerous modifications can be made to these examples without departing from the scope of the invention. The communication networks implemented between the transmitting sensors and the concentrating devices can be of any kind and of any technology. These communication networks can also be wireless communication networks using any
technique de radiocommunication actuellement disponible. radiocommunication technique currently available.
On peut aussi concevoir des dispositifs concentrateurs selon l'invention qui soient aptes à recevoir sur un même réseau ou bus de terrain des données en provenance de différents équipements ou capteurs non nécessairement du type capteur transmetteur selon l'invention, ces données pouvant être transmises simultanément sur ce réseau ou sur ce bus selon One can also design concentrating devices according to the invention which are capable of receiving on the same network or field bus data coming from different equipment or sensors not necessarily of the transmitter sensor type according to the invention, this data being able to be transmitted simultaneously on this network or on this bus depending on
plusieurs protocoles de communication distincts. several separate communication protocols.
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Claims (34)
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| FR0009555A FR2812084A1 (en) | 2000-07-20 | 2000-07-20 | Data transmitter especially for fluid systems, has means to directly transmit digital data to data concentrator via at least one network or bus to which a number of digitally addressable transducers are connected |
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| FR0009555A FR2812084A1 (en) | 2000-07-20 | 2000-07-20 | Data transmitter especially for fluid systems, has means to directly transmit digital data to data concentrator via at least one network or bus to which a number of digitally addressable transducers are connected |
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