FR2953626A1

FR2953626A1 - Device for providing wireless transmission of information for dynamic management of place of pleasure harbor, has router for transmitting information and for ensuring communication between harbormaster's office and boats

Info

Publication number: FR2953626A1
Application number: FR0905924A
Authority: FR
Inventors: Laurent Marchadier; Cedric Boudet
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2009-12-08
Filing date: 2009-12-08
Publication date: 2011-06-10

Abstract

The device has a router (3) with a microcontroller and a radiofrequency receiver-transmitter, for transmitting information according to a IEEE 802.15.4standard, and for ensuring communication between a harbormaster's office (17) of the harbor or a monitor type portable monitor and boats (8) presented within the perimeter of the port. A detector (5) has pilot lamp sensors for detecting the arrival or departure of the boat when an embarked module (6) enters or releases from a radio frequency detection zone of a coordinator module (4), respectively.

Description

-1- Le dispositif de gestion des places de port permet de détecter de façon automatique l'arrivée, la présence ou le départ d'un bateau sur une place de port déterminée, de permettre au bateau et au module électronique associé à la place de port de communiquer pour échanger des informations, de transmettre ou recevoir des informations depuis un superviseur situé dans la capitainerie ou sur un terminal portable. -1- The port management device makes it possible to automatically detect the arrival, the presence or the departure of a boat on a given berth, to allow the boat and the associated electronic module instead of port to communicate to exchange information, transmit or receive information from a supervisor located in the harbor master's office or on a portable terminal.

La taille des ports de plaisance est en croissance constante et les capitaines de port gèrent des flottes de plus en plus nombreuses. Cette gestion est assurée, dans le meilleur des cas, par l'utilisation de logiciels de supervision, qui sont renseignés grâce à une succession de relevés de présence de bateaux, effectués manuellement, à intervalles variables. La fiabilité, le coût de main d'oeuvre, et la périodicité de ces relevés sont très perfectibles. The size of marinas is growing steadily and harbor captains are managing more and more fleets. This management is ensured, in the best case, by the use of supervision software, which is informed through a succession of records of presence of boats, carried out manually, at variable intervals. The reliability, the cost of labor, and the periodicity of these surveys are very perfectible.

L'objectif est de permettre d'optimiser la gestion des places en fonction des flux de bateaux et maximiser la capacité d'accueil du port. La gestion dynamique ainsi obtenue réduit les couts des relevés manuels de la présence, assure des services au ponton supplémentaires (éclairage, alarme) et ne nécessite pas d'installation filaire complexe de la Capitainerie vers les bateaux, dans la mesure où le transfert de données est assurée par réseau sans fil radiofréquence. The objective is to optimize the management of the places according to the flows of boats and to maximize the capacity of reception of the port. The dynamic management thus obtained reduces the costs of manual presence surveys, provides additional pontoon services (lighting, alarm) and does not require a complicated wired installation from the Harbor Master's office to the boats, as long as the data transfer is provided by radiofrequency wireless network.

La technologie de transfert d'information utilisée est une technologie sans fil suivant la norme IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.15.4, idéalement Zigbee. Cette technologie permet de transmettre, de façon très sécurisée et sans interférence avec des systèmes existants, une quantité d'information permettant un échange d'information d'état et de paramètres techniques en quantité suffisante pour la gestion d'un grand nombre de bateaux. Cette technologie utilise des composants transmettant l'information sur une courte portée (inférieure à 100 mètres) vers tous les autres éléments du réseau, qui transmettent à leur tour l'information. Par bonds successifs, tel que présenté dans la figure 1, les informations se propagent sur le réseau. Cette méthode offre également une grande sécurité de transmission dans la mesure où de nombreux chemins peuvent être possibles pour une même transmission. Cette technologie est très peu consommatrice d'énergie grâce à une gestion optimale des protocoles d'émissions d'information. En dehors de conditions extrêmes, la transmission des informations n'est pas perturbée par les conditions atmosphériques. The information transfer technology used is a wireless technology according to the IEEE 802.15.4 standard, ideally Zigbee. This technology makes it possible to transmit, in a very secure manner and without interference with existing systems, a quantity of information allowing an exchange of state information and technical parameters in sufficient quantity for the management of a large number of boats. This technology uses components that transmit information over a short range (less than 100 meters) to all other elements of the network, which in turn transmit the information. By successive leaps, as shown in Figure 1, the information spreads over the network. This method also offers high transmission security since many paths may be possible for the same transmission. This technology consumes very little energy thanks to optimal management of information transmission protocols. Outside extreme conditions, the transmission of information is not disturbed by atmospheric conditions.

Le dispositif de gestion dynamique des places de ports se décompose en plusieurs éléments tels que décrits ci-dessous : 2953626 2- The dynamic management system for the ports can be broken down into several elements as described below: 2953626 2-

• Interface Superviseur (1): interface logicielle, intégrée dans l'Ordinateur de Gestion (18), localisée au niveau central (par exemple la Capitainerie du port), et permettant la communication avec un logiciel de gestion de port de plaisance. Cette interface est une 5 librairie de commandes, utilisables par le logiciel de l'Ordinateur de Gestion (18). • Superviseur (2) : module électronique, constitué principalement d'un microcontrôleur et d'un émetteur-récepteur radiofréquence, connecté par liaison série (19) de type USB (Universal Serial Bus) ou UART (Universal Asynchronous Receiver Transmiter) à l'Ordinateur de Gestion (16), tel que montré par la figure 1, et communiquant avec les 10 Routeurs (3) par liaison sans fil IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.15.4. Ce module Superviseur (2) est alimenté par le réseau électrique de la Capitainerie (17) ou par l'ordinateur de gestion (18). • Routeur (3) : module électronique, constitué principalement d'un microcontrôleur et d'un émetteur-récepteur radiofréquence, élément de la maille du réseau sans fil radio 15 fréquence suivant la norme IEEE IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.15.4, localisé sur le port suivant la topologie choisie pour le réseau et de façon à conserver une distance acceptable entre chaque Routeur (3) et le module Superviseur (2), et assurant la transmission des informations descendant de la Capitainerie (17) depuis le module Superviseur (2), et remontant depuis les pontons (10) 20 par l'intermédiaire des modules Coordinateurs (4), tel que montré par la figure 1. Ce module Routeur (3) est alimenté par le réseau électrique du ponton (10). • Coordinateur (4) : module électronique, constitué principalement d'un microcontrôleur et d'un émetteur-récepteur radiofréquence, situé sur les pontons, à proximité des modules Détecteurs (5) qui lui sont associés, avec lesquels il communique par liaison filaire, tel 25 que montré par les figures 2 et 3, et communiquant avec les modules Embarqués (6) et les modules Routeurs (3) par liaison sans fil radiofréquence IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.15.4., tel que montré par la figure 1. Dans un souci de réduction de coût, un module Coordinateur (4) sera utilisé pour la gestion de plusieurs places et sera connecté à plusieurs modules Détecteurs (5). Chaque Coordinateur (4) est 30 associé par construction à un nombre de places de port limitées à 8, compte tenu de la capacité du microcontrôleur constituant le module Coordinateur (4) à traiter les informations en provenance des modules Détecteurs (5). Le Coordinateur (4) interroge de façon périodique les modules Embarqués (6) pour fournir en temps réel l'état de présence des bateaux (8) dont il a la charge. 2953626 -3- Lorsqu'un bateau (8) pénètre dans la zone de détection radiofréquence (14) du Coordinateur (4), tel que montré dans la figure 4, celui-ci lui demande de fournir son identifiant. Si cet identifiant correspond à l'un des bateaux (8) dont le Coordinateur (4) gère la place, le Coordinateur (4) met en oeuvre les services associés à cette arrivée tel 5 que l'envoi d'un message vers la Capitainerie (17) ou la mise en route des éclairages (5a) et (5b) par l'intermédiaire du module Détecteur (5). Lorsqu'un bateau (8) quitte la zone de détection radiofréquence (14) du Coordinateur (4), celui-ci informe la Capitainerie (17) du départ. Le module Coordinateur (4) est alimenté par le réseau électrique du ponton (10). 10 • Détecteur (5) : module électronique, constitué de capteurs et témoins lumineux, en charge de la détection de la présence d'un bateau (8) sur l'emplacement. La détection est effectuée par l'émission et la détection d'une onde acoustique et/ou par l'émission et la détection d'un rayonnement infrarouge, d'une portée de plusieurs mètres pour assurer une détection systématique des bateaux, tel que montré sur la figure 3. Ce 15 module permet de détecter la présence d'un bateau (8) sur une place de port alors que ce bateau (8) ne dispose pas de module Embarqué (6). Ce module permet également de fournir à la demande du module Coordinateur (4), des services sur l'emplacement tels que l'éclairage (5a) du ponton devant l'emplacement, l'éclairage (5b) de l'emplacement lui-même (pour faciliter l'arrivée de nuit), le 20 signalement d'un mauvais fonctionnement du réseau et son indication par un témoin lumineux (5c), d'une anomalie sur le bateau ou d'une alarme. Ce module Détecteur (5) est alimenté par le réseau électrique du ponton (10). • Embarqué (6) : module électronique, constitué principalement d'un microcontrôleur et d'un émetteur-récepteur radiofréquence, situé dans le bateau (8), échangeant des 25 informations avec le module Coordinateur (4) par liaison sans fil à la norme IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.15.4. Les informations considérées sont des informations d'identification du bateau (8), et des paramètres techniques provenant du bord. Ce module dispose de fonctions de lecture de paramètres tels qu'Humidité Relative, 30 Température, Pression, assurées par l'ajout de capteurs adéquats dans le module Embarqué (6). Il est également muni d'un module de communication téléphonique (6a), de type GSM/GPRS au minimum, permettant l'envoi de données (messagerie de type SMS) sur départ de bateau, ou autre événement à bord. Ce module Embarqué (6) est alimenté par piles. -4- • Moniteur (7) : dispositif à usage de la capitainerie, transportable sur le périmètre du port, tel que présenté sur la figure 2, connecté aux Routeurs (3), permettant de lire ou de renseigner des informations relatives à la gestion dynamique des places de port. Ce dispositif peut-être constitué d'un ordinateur portable ou d'un mini ordinateur auquel est connecté un module Superviseur(2). • Supervisor interface (1): software interface, integrated in the Management Computer (18), located at the central level (for example the harbor master's office), and allowing communication with a marina management software. This interface is a library of commands that can be used by the management computer software (18). • Supervisor (2): an electronic module, consisting mainly of a microcontroller and a radio-frequency transceiver, connected by serial link (19) of the Universal Serial Bus (USB) or Universal Asynchronous Receiver Transmitter (UART) type. Management Computer (16), as shown in Figure 1, and communicating with the 10 Routers (3) over 802.15.4 IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) Wireless Link. This Supervisor module (2) is powered by the mains network of the Harbor Master's Office (17) or by the management computer (18). • Router (3): electronic module, consisting mainly of a microcontroller and a radio-frequency transceiver, element of the mesh of the radio frequency wireless network according to the IEEE standard IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.15. 4, located on the port according to the topology chosen for the network and so as to maintain an acceptable distance between each Router (3) and the Supervisor module (2), and ensuring the transmission of information down the Harbor Master (17) from the Supervisor module (2), and up from the pontoons (10) 20 through the coordinator modules (4), as shown in Figure 1. This module Router (3) is powered by the electrical network of the dock (10). ). • Coordinator (4): electronic module, consisting mainly of a microcontroller and a radiofrequency transceiver, located on the pontoons, near the Detector modules (5) associated with it, with which it communicates by wire connection, as shown in FIGS. 2 and 3, and communicating with the Embedded Modules (6) and the Routers Modules (3) by 802.15.4. IEEE Radio Frequency Wireless Link, as shown by FIG. Figure 1. In order to reduce costs, a Coordinator module (4) will be used for the management of several places and will be connected to several Detector modules (5). Each coordinator (4) is associated by construction with a number of seats limited to 8, given the capacity of the microcontroller constituting the coordinator module (4) to process the information from the detector modules (5). The Coordinator (4) periodically interrogates the Embedded modules (6) to provide in real time the presence status of the boats (8) for which he is responsible. When a boat (8) enters the radiofrequency detection zone (14) of the Coordinator (4), as shown in Figure 4, it asks him to provide his identifier. If this identifier corresponds to one of the boats (8) whose coordinator (4) manages the place, the Coordinator (4) implements the services associated with this arrival such as sending a message to the Harbor Master's office. (17) or the switching on of the lights (5a) and (5b) via the detector module (5). When a boat (8) leaves the radiofrequency detection zone (14) of the Coordinator (4), the latter informs the Harbor Master's Office (17) of the departure. The coordinator module (4) is powered by the electrical network of the pontoon (10). • Detector (5): electronic module, consisting of sensors and warning lights, in charge of detecting the presence of a boat (8) on the site. The detection is carried out by the emission and the detection of an acoustic wave and / or by the emission and the detection of an infrared radiation, of a range of several meters to ensure a systematic detection of the boats, as shown in FIG. 3. This module makes it possible to detect the presence of a boat (8) on a berth while this boat (8) does not have an Embedded module (6). This module also provides, at the request of the coordinator module (4), services on the site such as the lighting (5a) of the pontoon in front of the location, the lighting (5b) of the location itself. (To facilitate the arrival at night), the report of a malfunction of the network and its indication by a warning light (5c), an anomaly on the boat or an alarm. This detector module (5) is powered by the electrical network of the dock (10). • Embedded (6): electronic module, consisting mainly of a microcontroller and a radiofrequency transceiver, located in the boat (8), exchanging information with the coordinator module (4) by wireless connection to the standard IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.15.4. The information considered is boat identification information (8), and technical parameters from the edge. This module has functions for reading parameters such as Relative Humidity, Temperature, Pressure, provided by the addition of suitable sensors in the Embedded module (6). It is also provided with a telephone communication module (6a), of the GSM / GPRS type at least, enabling the sending of data (SMS type messaging) on a boat departure, or other event on board. This Embedded module (6) is powered by batteries. -4- • Monitor (7): device used by the harbor master's office, transportable on the perimeter of the port, as shown in FIG. 2, connected to the routers (3), making it possible to read or fill out information relating to the management dynamic of the places of port. This device may consist of a laptop or a mini computer to which a Supervisor module (2) is connected.

Les fonctions assurées par le système sont les suivantes : The functions performed by the system are as follows:

Fonctions assurées par le dispositif au niveau central (par exemple la Capitainerie) 10 • Possibilité d'interroger une place de port spécifique sur la présence d'un bateau (8) • Possibilité d'interroger l'ensemble du parc sur la présence d'un bateau(8) par emplacement • Lecture de l'identifiant du bateau par emplacement si le module Embarqué (6) est disponible. 15 • Lecture des paramètres bateau disponibles (HR, T, P, etc....) si le module Embarqué (6) est disponible. • Demande de diagnostic du dispositif par place de port. • Demande de diagnostic pour l'ensemble du dispositif. • Gestion des événements : 20 o Changement d'état sur un emplacement : ^ Arrivée d'un bateau (8) ^ Départ d'un bateau (8) ^ Incident à bord d'un bateau (8) o Evénements sur la place de port, hors bateau (alarme) 25 o Changement d'état sur le dispositif (disfonctionnement auto diagnostiqué par le système) ^ Alerte de mauvais fonctionnement d'un module ^ Alerte de panne électrique ^ Alerte de perte de réseau radiofréquence 30 Fonctions assurées par le système au niveau place de port (emplacement et bateau) • Détection automatique de l'arrivée d'un bateau (8) • Détection automatique du départ d'un bateau (8) • Eclairage de la place de port sur action manuelle -5- • Eclairage de la place de port à l'arrivée du bateau (sur abonnement) • Lecture de la température à l'emplacement du module Embarqué (6) • Lecture de la pression à l'emplacement du module Embarqué (6) • Lecture de l'humidité relative à l'emplacement du module Embarqué (6) • Envoi de données par liaison GSM/GPRS (de type SMS) lors du départ du bateau (8). • Déclenchement de l'alerte Capitainerie (17) sous réserve de l'entrée d'un code d'accès. Fonctions assurées au niveau Système • Transmission des requêtes Capitainerie (17) aux Routeurs (3) pontons • Transmission des requêtes Routeurs (3) aux modules Embarqués (6). • Transmission des requêtes modules Coordinateur (4) aux modules Embarqués (6) • Autodiagnostic et rapport des incidents à l'Interface Superviseur (1) • Détection des anomalies durant une requête et rapport des incidents à l'Interface Superviseur (1) • Détection de la perte d'alimentation des Détecteurs (5), des Coordinateurs (4), des Routeurs (3). Descriptif des figures • Figure 1 : Vue générale du dispositif Elle illustre la vue générale du dispositif de la Capitainerie (17) jusqu'aux bateaux (8) sur leur place de port. La liaison sans fil radiofréquence, par bonds successifs, entre le module Superviseur (2), les modules Routeurs (3) et les modules Coordinateurs (4) y est également présentée. • Figure 2 : Liaison module Coordinateur (4) ù Module Détecteur (5) Elle illustre la détection du bateau (8) situé dans le cône de détection (9) du module Détecteur (5), situé sur les pontons (II) ou (10), en face de chaque place de port. Le module Détecteur (5) est relié au module Coordinateur (4) par l'intermédiaire d'une liaison filaire (12) sur laquelle transitent les informations électriques en provenance du capteur acoustique ou infrarouge, et son alimentation électrique. • Figure 3 : Liaison Module Coordinateur (5) ù Module Embarqué (6) Elle illustre le transfert de données (13) par liaison radiofréquence utilisant la norme IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.15.4., entre le module Coordinateur (4), situé sur les pontons (10 ou (Il) et associé à la place de port, et le module Embarqué (6) situé sur le bateau (8). • Figure 4 : Détection de l'arrivée ou du départ du bateau par radiofréquence -6- Elle illustre la détection de l'arrivée ou du départ du bateau (8) lorsque le module Embarqué (6) entre ou sort de la limite de détection (14) radiofréquence du module Coordinateur (4) qui lui est associé. Lors de l'arrivée d'un bateau (8), il suit une trajectoire (16) vers la place de port, et passe d'une zone ou son module Embarqué (6) n'est pas visible par le module Coordinateur (4) tel que représenté avec le bateau (8b), à une zone plus proche ou son module Embarqué (6) est visible par le module Coordinateur (4) tel que représenté avec le bateau (8a). La portée (15) de la limite de détection est ajustable en fonction de la configuration du port. Functions provided by the device at the central level (for example the harbor master's office) 10 • Possibility of questioning a specific place of port on the presence of a boat (8) • Possibility of questioning the whole park on the presence of one boat (8) per location • Read the vessel ID by location if the Embedded module (6) is available. 15 • Read the available boat parameters (HR, T, P, etc.) if the Embedded module (6) is available. • Diagnosis request for the device by postage. • Diagnostic request for the entire device. • Event management: 20 o Change of state on a location: ^ Arrival of a boat (8) ^ Departure of a boat (8) ^ Incident aboard a boat (8) o Events at the place de port, out of boat (alarm) 25 o Change of state on the device (malfunction self diagnosed by the system) ^ Warning of malfunction of a module ^ Warning of electrical failure ^ Loss of radio frequency network warning 30 Functions provided by the system at the berth level (location and boat) • Automatic detection of the arrival of a boat (8) • Automatic detection of the departure of a boat (8) • Lighting of the berth on manual action -5- • Lighting of the berth at the arrival of the boat (on subscription) • Reading of the temperature at the location of the module Embedded (6) • Reading of the pressure at the location of the module Embedded (6) • Reading of the relative humidity at the location of the Embedded module (6) • Sending of data via GSM / GPRS link (SMS type) when leaving the boat (8). • Activation of the Captain's Office alert (17) subject to the entry of an access code. System-level functions • Transmission of Harbor Master requests (17) to the Pontoon Routers (3) • Transmission of the Routers (3) requests to the Embedded modules (6). • Transmission of requests for coordinator modules (4) to Embedded modules (6) • Self-diagnosis and incident reporting to the Supervisor Interface (1) • Detection of anomalies during a request and report of incidents to the Supervisor Interface (1) • Detection Loss of Power Detectors (5), Coordinators (4), Routers (3). Description of the figures • Figure 1: General view of the device It illustrates the general view of the device from the Harbor Master's Office (17) to the boats (8) on their berth. The radiofrequency wireless link, by successive leaps, between the Supervisor module (2), the Routers module (3) and the Coordinator modules (4) is also presented. • Figure 2: Module link Coordinator (4) - Detector Module (5) It shows the detection of the boat (8) located in the detection cone (9) of the Detector module (5), located on the pontoons (II) or ( 10), opposite each berth. The detector module (5) is connected to the coordinator module (4) via a wire link (12) over which the electrical information from the acoustic or infrared sensor and its power supply pass. Figure 3: Coordinator Module Link (5) to Embedded Module (6) This illustrates the radiofrequency data transfer (13) using the IEEE 802.15.4. Standard, between the Coordinator module ( 4), located on the pontoons (10 or (II) and associated with the berth, and the Embedded module (6) located on the boat (8) • Figure 4: Detecting the arrival or departure of the boat by radio -6- This shows the detection of the arrival or departure of the boat (8) when the Onboard module (6) enters or leaves the detection limit (14) radio frequency of the Coordinator module (4) associated with it When a boat (8) arrives, it follows a trajectory (16) towards the berth, and passes from an area where its Embedded module (6) is not visible by the Coordinator module ( 4) as represented with the boat (8b), to a closer zone or its Embedded module (6) is visible by the Coordinat module (4) as shown with the boat (8a). The range (15) of the detection limit is adjustable according to the configuration of the port.

Claims

Claims1) Wireless information transmission device for the dynamic management of the place of ports, characterized in that the transmission of information is made by successive leaps along a radio frequency network, using the IEEE (Institute of Electrical) standard and Electronics Engineers) 802.15.4., deployed on the port in such a way as to ensure communication between the Harbor Master's Office (17) or a monitor-type portable device under its control, the port spaces which are the subject of a dynamic management or monitoring, and boats (8) present in the perimeter of the port.

2) Device according to claim 1, characterized in that the arrival of the boat (8) is detected when its Embedded module (6) enters the radiofrequency detection zone of the coordinator module (4) associated therewith. The Coordinator module (4) periodically questions the presence of the Embedded module (6) of the boats associated with it.

3) Device according to claim 1, characterized in that the departure of the boat (8) is detected when its Embedded module (6) leaves the detection zone (14) radiofrequency of the coordinator module (4) associated therewith. The coordinator module (4) periodically interrogates the presence of the Embedded module (6) of the boats (8) associated with it.

4) Apparatus according to claim 3, characterized in that at the departure of the boat (8), the module Embarked (6) transmits at least the identification data of the boat (8), via an SMS ( Short Message Service) on the telephone network, to the owner of the berth or ship.

5) Apparatus according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the automatic transmission to the Harbor Master's Office (17) information of change of state of the place of port through the modules Coordinator (4), Routers (3) ), Supervisor (2) and the Supervision interface (1), is performed by successive leaps from one electronic module to the other, following the IEEE 802.15 transmission standard (Institute of Electrical and Electronics Engineers). .4

6) Device according to any one of claims 2 or 3, characterized in that the implementation of services associated with the berth for the boat movement, such as lighting (5b) of the berth and lighting ( 5a), is performed automatically by the Detector module (5).

7) Device according to claim 1, characterized in that the parameter reading inside the boat, is performed by the Embedded module (6) communicating radiofrequency link according to the standard IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.15. 4 with the coordinator module (4) of the dock associated with this berth. The parameters read are at least the temperature and the humidity level, inside the boat.

8) Device according to claim 1, characterized in that the persons entitled may, after activation of a recognition code on the keyboard, trigger manually on the module Embedded (6) or on the coordinator module (4), a alert to the Harbor Master's Office (17).