FR2977422A1 - Configuration automatique d'entites physiques dans un systeme de supervision et de controle - Google Patents

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Abstract

La présente invention se rapporte à un procédé de configuration d'une entité physique dans un système de supervision et de contrôle intégré dans un réseau de communication, le système comportant une pluralité de capteurs. Le procédé est tel qu'il comporte les étapes suivantes : - détection (E202) de la présence d'une entité physique à configurer dans le système, par analyse d'informations reçues d'au moins une partie des capteurs ; - sélection (E210) d'un modèle représentatif de l'entité physique détectée à partir d'une comparaison entre au moins une partie des informations reçues des capteurs et des paramètres de modèles préenregistrés de représentation d'entités physiques ; - création d'une entité logicielle (E240) représentant l'entité physique détectée, à partir du modèle sélectionné. L'invention se rapporte également à un dispositif de configuration mettant en œuvre un tel procédé et à un système de supervision et de contrôle comportant un tel dispositif.

Description

Configuration automatique d'entités physiques dans un système de supervision et de contrôle
La présente invention se rapporte à des systèmes de supervision et de contrôle d'entité physiques par l'intermédiaire d'un réseau de communication. L'invention se rapporte plus particulièrement à la configuration d'entités physiques dans un tel système de supervision et de contrôle. Les entités physiques à superviser peuvent être des équipements domestiques ou publics. Par exemple un système de supervision et de contrôle peut être intégré à un réseau domestique ou bien plus généralement intégré à un système de contrôle d'un réseau public de type réseau d'énergie, à un système de contrôle d'un bâtiment ou immeuble ou tout autre système de supervision et de contrôle apte à superviser et contrôler à distance des équipements.
Pour cela, ces systèmes de supervision et de contrôle comprennent au moins une pluralité de capteurs aptes à effectuer, par exemple, des mesures physiques et à renvoyer ces mesures à un dispositif de supervision et de contrôle. Le système de supervision et de contrôle comprend également une pluralité d'actionneurs qui reçoivent des commandes du dispositif de supervision et de contrôle pour contrôler les équipements à superviser.
Dans les systèmes de supervision et de contrôle existants, les équipements à contrôler sont généralement munis d'interfaces réseau qui permettent de communiquer avec le dispositif de supervision et de contrôle pour à la fois être contrôlés et pour remonter des informations. Certains équipements à superviser existants ont une interface de communication 25 dédiée qui leur est propre, l'échange d'informations ne se faisant que pour quelques fonctions spécifiques de l'équipement en question. Par exemple, lorsque l'équipement est un équipement audio/vidéo, l'interface de communication propre permet de donner au dispositif de supervision et de contrôle, des informations sur son état par rapport à ses fonctions audio/vidéo mais ne donne pas 30 d'informations concernant son état du point de vue énergétique par exemple sa température, sa consommation électrique, etc... Il existe cependant un besoin de superviser et contrôler de tels équipements sur ces différents aspects de fonctionnement dans un système global de supervision et de contrôle. Le besoin peut également s'étendre à des entités physiques qui ne sont pas nécessairement 35 des équipements, comme les pièces d'un bâtiment et/ou qui ne possèdent aucun moyen de communication propre, comme des équipements électroménagers.
La présente invention permet de résoudre les insuffisances de l'état de l'art par rapport à ces besoins. Elle propose à cet effet, un procédé de configuration d'une entité physique dans un système de supervision et de contrôle intégré dans un réseau de communication, le système comportant une pluralité de capteurs. Le procédé est tel qu'il comporte les étapes suivantes : détection de la présence d'une entité physique à configurer dans le système, par analyse d'informations reçues d'au moins une partie des capteurs ; sélection d'un modèle représentatif de l'entité physique détectée à partir d'une comparaison entre au moins une partie des informations reçues des capteurs et des paramètres de modèles préenregistrés de représentation d'entités physiques ; création d'une entité logicielle représentant l'entité physique détectée, à partir du modèle sélectionné. Ainsi, il est possible de configurer une entité physique quelconque qui ne possède pas 15 de moyens de communication avec le système de supervision et de contrôle, pour que cette entité fasse partie du système et puisse ainsi être supervisée et contrôlée. Les différents modes particuliers de réalisation mentionnés ci-après peuvent être ajoutés indépendamment ou en combinaison les uns avec les autres, aux étapes du procédé de configuration défini ci-dessus. 20 Selon un mode de réalisation particulier, la création de l'entité logicielle représentative de l'entité physique détectée comporte: - une étape de détermination d'un ensemble de capteurs du système de supervision et de contrôle, choisis en fonction du modèle sélectionné, définissant une interface avec l'entité détectée; 25 - une étape de définition d'une instance du modèle sélectionné. L'entité logicielle représentative de l'entité détectée permet donc de gérer un ensemble de capteurs déjà existants dans le système de supervision et de contrôle, ces capteurs étant adaptés à la supervision de l'entité détectée. La supervision de l'entité détectée est alors effectuée selon le modèle sélectionné par la prise en compte des capteurs 30 ainsi déterminés. Avantageusement, le système de supervision et de contrôle comprend en outre une pluralité d'actionneurs et le procédé comporte en outre, pour définir l'interface avec l'entité détectée, la détermination d'un ensemble d'actionneurs du système de supervision et de contrôle, choisis en fonction du modèle sélectionné. 35 Des actionneurs sont ainsi associés à l'entité physique pour que celle-ci soit contrôlée sans pour autant posséder d'interface réseau. Ces actionneurs peuvent être de différents types et peuvent par exemple comprendre des interrupteurs de courant, des commandes de fermeture de volets ou même des envois de message à un utilisateur ou un robot présent à proximité de l'entité physique pour que celui-ci agisse sur l'entité. Le contrôle de l'entité détectée est alors effectué selon le modèle sélectionné par la prise en compte des actionneurs ainsi déterminés. Selon un mode de réalisation particulier, le procédé comporte en outre une étape d'envoi de commandes à au moins un actionneur et de réception d'informations de capteurs suite à l'envoi des commandes pour l'étape de détection et/ou l'étape de sélection d'un modèle. Ainsi, lorsque les informations remontées par les capteurs du système ne permettent pas de détecter une entité physique ou ne permettent pas de différencier un modèle d'entité d'un autre, des commandes spécifiques sur des actionneurs choisies permettent d'obtenir des informations de mesure des capteurs qui sont ensuite analysées pour, soit détecter la présence d'une entité physique, soit identifier l'entité physique ou le type d'entité. Selon un mode de réalisation de l'invention, la comparaison pour la sélection du modèle s'effectue par approximation itérative au sein d'un ensemble de modèles, en prenant en compte les informations subséquentes reçues des capteurs, à partir d'une sélection initiale d'un modèle selon les informations initiales des capteurs. L'approximation itérative mise en oeuvre pour identifier l'entité physique permet de trouver un modèle se rapprochant de l'entité détecté sans pour autant que ce modèle soit le plus précis possible. La sélection du modèle se fait ainsi de manière itérative en commençant par un modèle très simple pour aller progressivement vers des modèles plus complets. Ceci permet d'offrir une supervision et un contrôle adaptés à cette entité à toutes les étapes. Dans un mode particulier, le procédé comporte une étape de mise à jour, en fonction d'informations supplémentaires reçues des capteurs, du modèle sélectionné et de l'instance 25 de l'entité logicielle créée. Une mise à jour de modèle en fonctions de mesures réelles permet ainsi de rendre plus précis le modèle décrivant l'entité détectée et de permettre à l'entité logicielle de superviser et contrôler plus précisément l'entité physique. Dans un mode de réalisation avantageux, suite à une non-concordance des 30 informations issues des capteurs par rapport au modèle précédemment sélectionné, le procédé réitère les étapes de sélection du modèle et d'instanciation du modèle à partir des nouvelles informations de capteurs. Ainsi, un changement de configuration de l'environnement ou du système de supervision ou de contrôle, un ajout ou suppression de capteurs, une interversion de capteurs 35 ou d'actionneurs ou tout autre changement qui empêcherait le modèle sélectionné de concorder avec les informations reçues des capteurs, est pris en compte pour reconfigurer l'entité physique. Ceci s'effectue de façon dynamique, en cours de fonctionnement du système.
Dans un mode de réalisation privilégié, les modèles préenregistrés sont des modèles à états discrets et à temps discret asynchrone, associés à des attributs à valeurs continues. Ce type de modèle est d'une complexité réduite par rapport à des modèles à états continus et permet cependant de représenter une entité physique avec une bonne approximation de la réalité. Le choix d'un modèle à temps discret asynchrone permet de plus de prendre en compte plusieurs sortes d'évènements susceptibles de déclencher les changements d'état du modèle et donc d'obtenir des modèles représentatifs de différents types d'entités physiques. Dans un mode de réalisation particulier, l'entité logicielle représentant une entité 10 physique est un composant ou service de haut niveau mis en oeuvre dans un environnement d'exécution permettant sa mise à jour en cours de fonctionnement. Ce type d'environnement offre à la plateforme informatique hôte la capacité de gérer le cycle de vie des composants ou services logiciels, en l'occurrence ici l'entité logicielle Cp; représentant chaque entité physique. 15 Dans cet environnement l'entité logicielle est modélisée en tant que module ("bundle" en anglais), chaque module contient des classes d'un langage orienté-objet "Java" qui implémentent zéro ou plusieurs services. Il permet au dispositif de configuration de créer, reconfigurer et détruire dynamiquement des composants logiciels « à chaud », c'est-à-dire pour un système en cours de fonctionnement. 20 La présente invention vise également un dispositif de configuration d'une entité physique dans un système de supervision et de contrôle intégré dans un réseau de communication, le système de supervision et de contrôle comportant une pluralité de capteurs; Le dispositif est tel qu'il comporte : une interface de réception apte à recevoir des informations d'au moins une partie 25 des capteurs ; un module d'analyse des informations reçues pour détecter la présence d'une entité physique à configurer dans le système de supervision et de contrôle ; - un module de sélection d'un modèle représentatif de l'entité physique détectée par la mise en oeuvre de moyens de comparaison entre au moins une partie des 30 informations reçues des capteurs et des paramètres de modèles préenregistrés d'entités physiques ; - un module de création d'une entité logicielle représentative de l'entité détectée, à partir du modèle sélectionné. Ce dispositif présente les mêmes avantages que le procédé décrit précédemment, 35 qu'il met en oeuvre. Le dispositif ainsi décrit peut faire partie d'une passerelle principale ou secondaire d'un réseau de communication local par exemple domestique. Il peut bien évidemment être indépendant. Il peut aussi, dans un système de supervision et de contrôle à plus grande échelle, faire partie d'une plateforme de service opérant à distance au travers d'un réseau de type internet. L'invention vise aussi un système de supervision et de contrôle comportant une pluralité de capteurs, une pluralité d'actionneurs et un dispositif de supervision et de contrôle 5 comportant un dispositif de configuration tel que décrit. L'invention vise aussi un programme informatique comportant des instructions de code pour la mise en oeuvre des étapes du procédé de configuration tel que décrit, lorsque ces instructions sont exécutées par un processeur. Enfin l'invention se rapporte à un support de stockage, lisible par un processeur, 10 intégré ou non au dispositif de configuration, éventuellement amovible, mémorisant un programme informatique mettant en oeuvre un procédé de configuration tel que décrit précédemment. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, et faite 15 en référence aux dessins annexés, sur lesquels : la figure 1 illustre un exemple de système de supervision et de contrôle dans le cas d'un réseau domestique, comportant un dispositif de configuration selon un mode de réalisation de l'invention ; La figure 2 illustre sous forme d'organigramme un procédé de configuration dans 20 un mode de réalisation de l'invention, La figure 3a illustre un exemple de modèle préenregistré utilisé dans le procédé de configuration de l'invention, représentant une entité physique de type machine à laver ; La figure 3b illustre un modèle modifié par rapport au modèle préenregistré ; 25 Les figures 4a et 4b illustrent deux autres exemples de modèles utilisés dans le procédé de configuration de l'invention, représentant une entité physique de type pièce d'une maison, respectivement ici salon et chambre ; La figure 5 illustre un exemple de configuration matérielle d'un dispositif de configuration selon l'invention. 30 La figure 1 illustre un système de supervision et de contrôle d'un réseau domestique. Ce réseau domestique tel qu'il est illustré comporte une pluralité de capteurs de mesure référencés C; et une pluralité d'actionneurs référencés A; . Les capteurs C; sont utilisés ici comme intermédiaires pour obtenir des données sur la 35 nature ou l'état d'une entité physique et de son environnement. Cela peut être un capteur de mesure physique qui convertit une variable physique en donnée numérique, un capteur virtuel, c'est-à-dire l'obtention d'une information obtenue par le réseau de communication de type Internet (information météo, informations d'heure, d'horaires de programme TV, etc...), ou une autre entité qui fournit des informations. Ces différents types de capteurs sont bien connus dans l'état de l'art et ne seront pas décrits plus en détails ici.
Les capteurs sont ainsi aptes d'une part à collecter des données correspondant soit aux mesures effectuées, soit aux informations récupérées et d'autre part à envoyer ces données par l'intermédiaire d'un module de communication, à un dispositif de supervision et de contrôle, par exemple illustré en 100 sur la figure 1. Ce dispositif de supervision et de contrôle du réseau domestique reçoit les informations des capteurs, construit une commande de pilotage selon des règles prédéterminés de pilotage dans le réseau et transmet ces commandes de pilotage à des actionneurs du réseau domestique. Ce dispositif de supervision et de contrôle est illustré sur la figure 1 comme faisant partie du réseau local domestique. Il peut bien évidemment être déporté, par exemple sur un serveur ou sur une plateforme du réseau R.
Les capteurs de mesure C; peuvent par exemple mesurer le taux de luminosité, une consommation électrique à un instant t ou pendant une période prédéterminée, une consommation d'eau, une température dans une pièce d'habitation ou tout autre paramètre physique mesurable. Les actionneurs A; peuvent recevoir des commandes numériques à distance et agir 20 sur des entités électriques ou physiques. Un actionneur peut être un élément indépendant contrôlable à distance permettant d'avoir une action sur un équipement qui lui est relié physiquement. Il peut être intégré dans une entité physique et être contrôlable individuellement. Un actionneur pourrait également être sous la forme d'un robot effectuant des actions plus complexes ou même un humain 25 informé d'une action à effectuer sur une entité. Par exemple, un actionneur peut être un interrupteur de courant électrique contrôlable à distance et permettant d'éteindre ou allumer un équipement qui lui est connecté électriquement, l'interrupteur de fermeture ou d'ouverture d'une arrivée d'eau, le module de réglage d'un radiateur électrique, l'interrupteur de fermeture ou d'ouverture d'un volet 30 électrique, l'interrupteur de mise en route d'un programmateur ou bien même une personne à qui on envoie d'un message à un téléphone portable. Ces différents types d'actionneurs sont bien connus dans l'état de l'art et ne seront pas décrits plus en détails ici. La figure 1 illustre un dispositif de configuration 100 selon l'invention qui peut soit 35 être indépendant d'une passerelle domestique GW de communication, soit être intégrée dans cette passerelle. La passerelle permet une communication avec un réseau R de type internet. Le dispositif de configuration 100 permet selon l'invention de configurer un équipement électrique 130 ou 170 par exemple ou une entité physique telle qu'une pièce de la maison. La figure 1 illustre deux exemples de pièces, le salon en ENT2 et une chambre ENT3. Les différentes entités physiques ENT1, ENT2, ENT3 et ENT4 ne comportent pas de moyens de communication propres directs avec le dispositif 100 ou avec la passerelle GW.
Le dispositif 100 comporte un module d'interface 101 avec les capteurs C; du réseau. Ce module d'interface est apte à recevoir des informations en provenance de ces capteurs. Il est capable de comprendre les protocoles de communication de ces capteurs et de transférer différents formats de données à un module d'analyse 102. Les informations reçues et transférées sont ensuite analysées par le module d'analyse 102 du dispositif 100. L'analyse effectuée par ce module permet de détecter la présence d'un équipement ou plus généralement d'une entité physique non encore configurée dans le système de supervision et de contrôle. Par exemple, le capteur Cl étant un capteur de consommation électrique, le capteur C2, un capteur de consommation d'eau, les mesures respectives effectuées permettent de dire qu'un équipement consommant à la fois de l'électricité et de l'eau existe. De même, avec un capteur C5 mesurant l'intensité lumineuse, un capteur C6 détectant la présence d'une personne et un capteur C, de détection de commande active vers un téléviseur 140, l'analyse des données reçues de ces capteurs permet de détecter l'état de la pièce dans laquelle ces capteurs sont situés.
De façon à identifier l'entité à configurer dans ce système de supervision et de contrôle, le dispositif 100 comporte un module 103 de sélection d'un modèle de représentation d'entité physique dans une base de données de modèles. Cette base de données 120 est par exemple accessible par le réseau R et donc via la passerelle GW et un module de communication 104 du dispositif 100.
Les modèles préenregistrés dans la base de données sont par exemple des modèles à états intégrés dans une ontologie. Dans un mode de réalisation particulier, ces modèles sont des modèles à états discrets moins complexe que les modèles à états continus, et à temps discret asynchrone, offrant ainsi plus de possibilités pour décrire les changements des différents états selon un déclenchement plus ou moins aléatoire d'évènements internes à l'entité ou issus de son environnement. Avantageusement, ces modèles peuvent associer des attributs continus aux états, de façon à les préciser, sans pour autant les transformer en états continus. Ces modèles n'ont cependant pas besoin d'être les plus précis possibles pour la mise 35 en oeuvre de l'invention. Des modèles génériques valables pour des catégories générales d'entités différant par leur marque ou leurs spécificités de fabrication, suffisent pour mettre en oeuvre l'invention.
Un exemple d'une ontologie est illustré à la figure 3a. L'ontologie est représentée par un graphe acyclique orienté dont les différents modèles de catégories sont des noeuds, modèles qui deviennent plus spécifiques au fur et à mesure que l'on parcourt le graphe dans le sens des arcs, des noeuds racines vers les noeuds « feuilles ».
Ainsi par exemple un nceud de l'arbre 301 représenté en 3a illustre la catégorie d'équipements correspondant à des charges électriques connectées à un réseau utilisant une prise électrique ("Electrical load") qui peut avoir deux états en 310, soit un état "en marche" ou "ON" ou un état "Eteint" ou "OFF". Cette charge électrique peut être soit une charge résistive en 302, soit une charge réactive en 303.
Une charge résistive peut correspondre à un équipement de chauffage mobile (noeud 307, "portable heater") ou une bouilloire (noeud 309,"kettle"). Dans le cas d'une charge réactive, on peut en retrouver dans des machines de type machine à laver (noeud 308, "washing machine") qui possède un modèle générique de fonctionnement illustré en 330 ou dans des machines de type lave vaisselle (noeud 311, "Dishwasher").
Le noeud 301 est relié à un noeud 304 illustrant tout type d'équipement électrique à 3 états avec l'état supplémentaire "en veille" ou "standby" illustré en 320. Parmi ces équipements électriques, on retrouve tout type d'équipement de réseau non domestique (noeud 306, "ICT Appliance") et également le noeud représentant un équipement de type machine à laver (noeud 308).
Le noeud 305 de l'arbre représente la catégorie d'équipements utilisant de l'eau ("Water-I/0 appliance"). Ce type d'équipements peut avoir 3 états représentés en 340, un état "en marche" ou "ON", un état "Eteint" ou "OFF", un état d'entrée ou sortie d'eau ou « Water I/O »et un état "en veille" ou "standby". A ce noeud sont reliées des machines de type machine à laver (nceud 308), des 25 machines de type lave vaisselle (noeud 311), et des équipements de type bouilloire (noeud 309). Le modèle 330 représente différents états susceptibles d'être pris par une machine de type machine à laver, dans son fonctionnement normal complété par des valeurs d'attributs prises par défaut ou caractéristiques d'un certain type d'entité. 30 Ce type de modèle est par exemple un modèle préenregistré dans la base de données BD. Ainsi, on peut voir que lorsque la machine est en marche, état "ON", la première action est de chauffer l'eau, "heat water" en 331, puis de laver, "wash", en 332, de rincer, "rnse", en 333, les fonctions de lavage et de chauffage de l'eau pouvant être réitérées. Après 35 le rinçage, la machine peut être arrêtée, état "OFF". Dans le cas où elle est toujours en état "ON", une fonction suivante est celle d'essorage, "spin", en 334. Ensuite, soit la machine est arrêtée, soit elle est en mode veille "standby", soit elle effectue la fonction de séchage, "dry", en 335 avant d'être arrêtée.
Pour un tel modèle 330, le dispositif de configuration selon l'invention met en oeuvre une étape de comparaison des différents états reçus par les capteurs du système de supervision et de contrôle, avec les états correspondant au modèle connu de la machine. Ainsi, par exemple, un capteur de débit d'eau mesure de la quantité d'eau prise et un capteur de mesure de la température de l'eau peut révéler la fonction 331 de chauffage de l'eau. Un capteur de mesure de la consommation électrique peut également révéler qu'une machine est en état de fonctionnement. Ainsi, si à proximité de la machine à laver illustrée en 130 à la figure 1 des capteurs 10 Cl, C2 et C3 sont installés, les différentes mesures de ces capteurs peuvent révéler le fonctionnement décrit par le modèle. La comparaison entre les informations reçues des capteurs et les états ou attributs représentés dans le modèle préenregistré est effectuée par approximation itérative, en parcourant le graphe de l'ontologie selon un mécanisme dit « en profondeur ». 15 Ainsi, un modèle initial très basique peut être sélectionné à partir d'informations initiales reçues des capteurs. L'approximation itérative au sein d'un ensemble de modèles préenregistrés, prenant en compte les informations subséquentes reçues des capteurs, est alors effectuée à partir du modèle initial, de façon à affiner la sélection du modèle. Par exemple sur le modèle représenté en figure 3a, une première mesure du capteur 20 de consommation électrique Cl révèle l'état « ON » d'une machine électrique 310. Le capteur C2, un capteur de consommation d'eau, révèle qu'en même temps que la consommation électrique il y a eu consommation d'eau. L'état « waterI/0 » d'une machine correspondant au modèle 340 est ainsi révélé. Les noeuds de l'arbre représentant à la fois des machines à consommation électrique 25 et à consommation d'eau sont les noeuds 309, 308 et 311. L'étape de comparaison prend un de ces noeuds de façon aléatoire et compare les états susceptibles d'être en commun. Par exemple, une consommation constante d'électricité par le capteur Cl va révéler un mode "en veille" que l'on ne retrouvera pas dans les états que le lave vaisselle du noeud 311 30 est susceptible de prendre. Ainsi, le mode itératif de la comparaison va changer de noeud dans l'arbre pour s'intéresser au noeud 308 par exemple. Les états décrits en 330 vont être révélés par les différents capteurs et notamment le capteur Car un capteur de mesure de vibration, qui peut révéler par exemple l'existence de la fonction essorage en 334. 35 Le modèle générique de la machine à laver peut donc être identifié pour l'entité 1 ENT1 de la figure 1 puisque la distance entre les observations prises par les capteurs et les états du modèle est la plus proche.
Pour que le système de supervision et de contrôle puisse prendre en compte cette nouvelle entité, le dispositif de configuration met en oeuvre, par le module 106, une étape de création d'une entité logicielle Cp; représentative de l'entité physique détectée, à partir du modèle sélectionné.
Pour cela, il met en oeuvre une étape de détermination d'un ensemble de capteurs du système de supervision et de contrôle, choisis en fonction du modèle sélectionné et définissant une interface avec l'entité détectée, et une étape de définition d'une instance du modèle sélectionné. Une étape de détermination d'un ensemble d'actionneurs susceptibles de permettre le 10 contrôle des transitions d'états, peut être effectuée pour constituer l'interface de l'entité logicielle avec l'entité détectée. L'entité logicielle peut être sous forme d'objet logiciel, de composant, module ou service. Ces entités logicielles sont intégrées dans le module de contrôle 105 du dispositif 100 15 et serviront ainsi à contrôler ces nouvelles entités détectées grâce aux capteurs et actionneurs déterminés. Dans le cas illustré à la figure 1, les entités logicielles Cpl, Cpzr Cp3 et Cp4 sont ainsi créées pour représenter les entités physiques respectives ENT1, ENT2, ENT3 et ENT4. Dans un mode particulier de réalisation, la mise en ceuvre de ces entités logicielles 20 peut être réalisée dans un environnement d'exécution orienté composant haut niveau, ou orienté service, comme par exemple l'environnement OSGi (pour " Open Services Gateway initiative" en Anglais) décrit dans le document "OSGi. (2009). OSGi Service Plateform Core Specification Release 4 Version 4.2". Ce type d'environnement offre à la plateforme hôte la capacité de gérer le cycle de 25 vie des composants ou services logiciels, en l'occurrence ici l'entité Cp; représentant chaque entité physique. Dans cet environnement le composant logiciel est modélisé en tant qu'un module ("bundle" en anglais), chaque module contient des classes "Java" qui implémentent zéro ou plusieurs services. Il permet donc au dispositif de configuration de créer, reconfigurer et 30 détruire dynamiquement des composants logiciels « à chaud », c'est-à-dire pour un système en cours de fonctionnement. Par exemple, si on ajoute un nouveau capteur dans le système, l'interface de ce capteur est déclarée en tant que service dans l'environnement, cette déclaration de service va être notifiée à tous les modules en cours d'exécution, et les modules qui ont besoin de ce 35 capteur peuvent prendre en compte ce service en cours d'exécution pour faire l'association de ce capteur en temps réel. Ainsi, une reconfiguration est possible suite à une non-concordance des informations issues des capteurs par rapport au modèle précédemment sélectionné, par exemple lorsque les états mesurés par les capteurs ne correspondent plus aux états du modèle ou lorsque les attributs associés aux états sont différents de ceux spécifiés dans les modèles. Les étapes de sélection du modèle et d'instanciation du modèle à partir des nouvelles informations de capteurs sont alors réitérées.
Dans l'exemple de la machine à laver 130, l'ensemble de capteurs choisis en fonction du modèle sélectionné comporte les capteurs Cl, CZ et C3, pour représenter l'entité ENT1 détectée dans le système de supervision et de contrôle. De plus, de façon à pouvoir contrôler cette nouvelle entité à distance, une détermination d'actionneurs choisis en fonction du modèle sélectionné est aussi effectuée pour constituer l'interface de l'entité logicielle de l'entité physique détectée. Dans l'exemple ici, un ensemble d'actionneurs influençant les différents états représentés sur le modèle de machine à laver illustré en 330 est par exemple un actionneur Al de fermeture ou d'ouverture de l'alimentation électrique, un actionneur A2 de fermeture ou d'ouverture de l'alimentation en eau et un actionneur A3 d'envoi d'un message à un numéro prédéterminé de téléphone 150 pour donner des commandes d'action sur la machine. Le dispositif 100 comporte également un module d'interface 107 avec les actionneurs du système de supervision et de contrôle. Ce module d'interface est apte à traduire des informations de commande reçus par exemple du module de contrôle 105, en des formats compréhensibles par des actionneurs.
La figure 1 illustre également d'autres types d'entités physiques qui peuvent être configurées par le dispositif de configuration selon l'invention. L'entité 2, ENT2, représente une pièce de salon de l'habitation qui comprend ici un capteur C5 de mesure de la luminosité, un capteur C6 de détection de présence, un capteur C4 de mesure de la température ambiante et un capteur C7 de détection de commande active 25 vers un téléviseur 140, intégré par exemple dans une télécommande. L'analyse de ces données reçues des capteurs permet de détecter par exemple qu'on est dans une pièce où une télévision est en état de fonctionnement et que la lumière est allumée lorsque l'on détecte une personne, ceci pendant des plages de temps prédéfinis. Une comparaison de modèles dans lesquelles des états de fonctionnement peuvent 30 être mesurées par ce type de capteur est alors effectuée. Ainsi, un modèle du type de celui décrit en référence à la figure 4a peut être identifié. En effet, ce modèle 400 prend en compte les états d'absence de personne "empty" en 401 ou de présence de personne "occupied" en 402. Le modèle prend en compte 35 également le nombre de personnes présentes par des valeurs d'attributs qui lui sont associées, non représentés sur la figure. En fonction de ce nombre de personne, un état d'activité sociale ou familiale, "social activity" peut être trouvé en 405.
Le fonctionnement de la télévision, "using TV", peut aussi être révélé en 404. Une indication de plage horaire ou un capteur olfactif non représenté ici peut aussi révéler une activité comme par exemple le diner, "eating" en 406. Ce modèle générique peut ainsi être retrouvé grâce aux informations reçues des 5 capteurs de détection de présence C6 et de détection de commande active vers le téléviseur C7. Ce modèle peut être complété par d'autres éléments propres à cette pièce en particulier. Par exemple une indication de température de la pièce associée au capteur de 10 température C4 peut également révéler qu'on se trouve dans une pièce de type salon ainsi que le capteur d'intensité lumineuse C5 associé au capteur de présence. Aussi le modèle générique peut également être modifié selon l'invention pour prendre en compte ces attributs supplémentaires. Dans l'exemple ici, on peut considérer que le capteur C4 permet de déterminer 15 l'attribut température qui peut être associé par exemple à l'état d'activité sociale 405 du modèle. Le modèle peut ainsi être modifié par association de valeurs d'attributs aux états déjà présents. Les attributs associés représentent alors de façon plus précise, l'entité détectée. Le modèle ainsi modifié est instancié dans l'entité logicielle créée pour l'entité 20 détectée via le module 106. Une étape de détermination des capteurs associés à l'entité 2 ENT2 qui est la pièce "salon" de la maison, est également effectuée par le module 106. Dans le cas présent, les capteurs C6, C,, et C4 servent d'interface avec l'entité 2. Des actionneurs peuvent aussi être associés à cette entité pour que celle-ci puisse 25 être contrôlée à distance. Ainsi des actionneurs comme l'actionneur As sur l'interrupteur de lumière, l'actionneur A6 de fermeture ou d'ouverture automatique des volets ou l'actionneur A4 de réglage de température d'un radiateur, peuvent être associés à l'entité ENT2. Le dispositif de supervision et de contrôle situé en 100 est alors capable selon des informations reçues des différents capteurs associés à l'entité 2 d'envoyer des commandes 30 aux actionneurs associés selon des règles prédéterminées. Par exemple, il peut répercuter les commandes issues d'une application de domotique pour optimiser l'éclairage lorsque l'état d'activité sociale est détecté pour donner à la pièce une lumière diffuse ou encore augmenter le chauffage du radiateur lorsque le nombre de personne détecté dans la pièce est inférieur à un nombre prédéterminé, par exemple à 2 et 35 que la télévision est allumée. Ainsi, la configuration d'une pièce de la maison de type "salon" par exemple, permet d'effectuer des actions propres à cette pièce. Cela permet d'une part de contrôler des entités qui n'ont pas de moyens de communication avec le réseau domestique et d'autre part de contrôler de manière différente les entités qui ont des moyens de communication qui sont dédiés seulement pour certaines fonctions. Par exemple, un poste de télévision peut être contrôlé selon l'invention par une commande d'extinction si le capteur de présence détecte qu'il n'y a personne dans la pièce. Ce contrôle pourrait n'être initialement pas prévu dans les commandes susceptibles d'être envoyées au téléviseur par ses moyens de communication propres si ces commandes imposaient de le laisser dans l'état allumé ou de veille. On peut noter que le capteur C4 peut également être associé à une autre entité à configurer. En effet, un seul capteur peut servir à constituer l'interface de composants logiciels représentant plusieurs entités. Le capteur C4 peut ici être aussi associé à une entité de type radiateur électrique 170, pour lequel on peut aussi associer un actionneur de réglage de la température de chauffage. L'équipement radiateur 170 qui ne possède pas de moyens de communication avec le réseau domestique pourra alors lui aussi être configuré en tant que entité 4 ENT4, dans le système de supervision et de contrôle, selon l'invention. Un même capteur commun à toutes les entités du réseau domestique peut par exemple être le capteur d'indication de l'heure, non représenté sur la figure 1 et qui est en fait un capteur virtuel d'obtention d'informations via par exemple le réseau Internet R. De la même façon que pour l'entité 2, une pièce "chambre" de la maison peut être configurée. La figure 1 illustre cette pièce en ENT3. Les capteurs C, de mesure de la luminosité et C$ de détection de présence peuvent révéler qu'à partir d'une certaine heure, la pièce est dans le noir alors qu'on détecte la présence d'une personne et qu'elle s'allume à une certaine heure du matin. Un modèle générique révélateur de ce type de pièce est par exemple illustré en référence à la figure 413. Ce modèle 410 présente plusieurs états, un état d'absence d'une personne, "empty", en 412 ou de présence d'une personne, "occupied", en 411, un état de 25 sommeil, "asleep" en 413 et un état de réveil, "awake" en 414. Une mise en correspondance de ces différents états avec les informations reçues des capteurs donnés ci-dessus permet d'identifier que la pièce est une chambre. Ainsi la configuration associe les capteurs qui permettent de retrouver ce modèle, par exemple les capteurs C, et C$ . 30 Un autre capteur de mesure de température ambiante peut également révéler la température typique d'une chambre par rapport à une autre pièce d'habitation. Ainsi, un attribut révélateur de cette température peut être ajouté au modèle "chambre" pour le compléter. Des actionneurs peuvent également être associés à l'entité "chambre". L'actionneur 35 d'allumage ou d'extinction de la lumière A, peut être associé, un actionneur A8 d'ouverture ou de fermeture des volets peut aussi être associé et enfin, un actionneur A9 de déclenchement du réveil 160 peut aussi être associé.
La figure 1 décrit un système de supervision et de contrôle dans un réseau domestique. Ce système peut bien évidemment être mis en oeuvre ailleurs que dans une habitation, dans tout système de supervision et de contrôle. Par exemple, il peut être mis en oeuvre dans un système de supervision et de contrôle à l'échelle d'une ville. Les capteurs étant par exemple des capteurs de consommation d'énergie dans différents endroits de la ville ou des capteurs de détection de présence de personnes ou de véhicules, de mesure de bruit, de luminosité, ou tout autre type de capteurs. Les entités physiques à configurer peuvent alors correspondre à des équipements urbains ou à des bâtiments spécifiques. De même un tel système de supervision et de contrôle peut être intégré à l'intérieur d'un bâtiment de toute nature ou d'un immeuble d'habitation. Les entités physiques à détecter et configurer étant alors par exemple des appartements, des pièces du bâtiment ou encore des équipements spécifiques de ces bâtiments ou immeubles. Ainsi la description du mode particulier de réalisation appliqué à l'exemple d'un réseau domestique n'est pas limitative et peut s'étendre à bien d'autres applications.
La figure 2 illustre à présent les principales étapes d'un procédé de configuration selon l'invention. Ainsi à partir des différentes informations reçues des capteurs C, du système de supervision et de contrôle à l'étape E201, une étape d'analyse E202 est effectuée pour détecter la présence d'une entité physique à configurer. La détection de certains évènements permet de détecter la présence d'une entité physique.
Comme décrit précédemment en référence à la figure 1, le fait par exemple de détecter la présence d'une personne et la luminosité associée à cette présence permet de détecter qu'une pièce d'habitation est à configurer. De même la simple détection de consommation électrique permet de détecter la présence d'un équipement électrique.
Dans le cas où les informations reçues des capteurs ne sont pas suffisantes pour détecter l'existence d'une entité à configurer, une étape E220 de commande d'actionneurs peut être effectuée. Par exemple, une commande d'action sur l'interrupteur d'une lampe particulière ou d'un volet et d'un retour de luminosité plus ou moins importante d'un capteur prédéterminé permet de montrer que la lampe en question ou que les volets font partie de la même pièce que celle du capteur de luminosité. Les informations supplémentaires ainsi reçues permettent d'aider à la détection et à la configuration d'entités. Une première liste de capteurs et d'éventuels actionneurs peut être initiée suite à cette détection, avec les capteurs qui ont servis à cette détection et les actionneurs influençant leurs résultats. L'étape E210 sélectionne un modèle représentatif d'un type d'entité physique ainsi détectée.
Pour cela une première étape E203 de lecture de modèles préenregistrées dans une base données du dispositif de configuration, ou éventuellement accédée à distance au travers du réseau de communication, est effectuée. Parmi les modèles lus, une étape E204 de comparaison des états révélés dans ces modèles et des attributs associés avec les mesures effectuées par les capteurs est effectuée. Cette comparaison permet de sélectionner un modèle générique correspondant à l'entité détectée. Ainsi, comme décrit précédemment en référence à la figure 1, la consommation et la quantité d'eau ainsi que la consommation d'électricité peuvent déterminer qu'un modèle de type machine à laver, lave-vaisselle ou bouilloire peut être présent.
La détection de vibration pendant un temps prédéterminé indique par exemple dans le modèle décrit en référence à la figure 3a qu'on est dans un état d'essorage de la machine et donc que l'entité détecté est du type machine à laver. Le modèle sélectionné est celui qui correspond le plus aux informations reçues des capteurs. De même que pour l'étape de détection d'une entité, l'étape de sélection d'un modèle générique peut être facilitée par l'envoi de commandes spécifiques en E230 à des actionneurs prédéterminés pour provoquer la réception d'informations des capteurs et ainsi retrouver des états tels que spécifiés dans les modèles préenregistrés. Par exemple, pour détecter qu'un équipement électrique peut passer d'un état "OFF" à un état "standby", une commande d'extinction de l'équipement en veille puis une 20 commande d'allumage peut être effectuée pour vérifier que l'équipement est toujours en veille. Dans le cas où plusieurs états distincts peuvent être atteints comme résultat de l'action d'un actionneur, une commande envoyée sur cet actionneur, dont le résultat est détecté par des capteurs permet d'identifier la transition correspondante. Par exemple pour 25 une pièce, le fait de fermer les volets, d'éteindre la lumière et de vérifier avec les capteurs qu'on a fait l'obscurité dans la pièce permet d'assurer l'absence d'une autre source de lumière. Avec les nouvelles informations des capteurs, une nouvelle comparaison entre ces informations et les modèles, est effectuée. Les itérations de ces étapes permettent d'affiner la 30 sélection du modèle générique pour qu'il soit le plus adapté à l'entité détecté. Cependant, il se peut que le modèle sélectionné ne corresponde pas exactement à l'entité détecté. Par exemple dans le cas de la machine à laver, le modèle générique représentatif des machines à laver présente après l'état d'essorage un état de séchage révélant ainsi une 35 machine ayant une fonction à la fois de lavage et de séchage. Dans le système de supervision et de contrôle décrit en référence à la figure 1, la machine à configurer n'a pas de fonction séchage. Les capteurs de mesure détectent par exemple que l'état "OFF" de la machine intervient juste après l'état "essorage" détecté par le capteur de vibration. Ainsi, l'état "séchage" n'existe pas pour cette entité. Le modèle correspondant est alors modifié par suppression de l'état 335, comme illustré en référence à la figure 3b, pour décrire plus précisément l'entité du système. Ce modèle modifié 330b deviendra alors le modèle utilisé pour cette entité et celui qui sera instancié dans l'entité logicielle de l'entité détectée. Une fois le modèle sélectionné ou modifié, une détermination en E205 des capteurs et actionneurs relatifs à ce modèle est effectuée. Les capteurs sont ceux qui fournissent les données permettant d'identifier les états spécifiés dans le modèle et les actionneurs sont ceux susceptibles de permettre de contrôler des transitions d'état.
L'étape E240 est une étape de création d'une entité logicielle Cp, représentative de l'entité détectée, à partir du modèle sélectionné. Pour cela, il met en oeuvre une étape de détermination d'un ensemble de capteurs et d'actionneurs du système de supervision et de contrôle, choisis en fonction du modèle sélectionné et définissant une interface avec l'entité détectée, et une étape de définition d'une instance du modèle sélectionné. Ces capteurs et actionneurs constituent ainsi les interfaces de communication de l'entité logicielle avec l'entité physique détectée. Une supervision et un contrôle de cette entité par le dispositif de supervision et de contrôle sont alors possibles. Le procédé selon l'invention peut être mis en oeuvre pour modifier de façon dynamique une configuration déjà effectuée. Lors d'un changement d'équipement, une restructuration des pièces de la maison ou tout simplement lorsqu'un nouveau capteur ou actionneur est intégré, les étapes du procédé permettent une reconfiguration automatique avec une nouvelle association de capteurs et d'actionneurs par entité détectée. Dans le cas où un capteur ou actionneur a été ajouté qui peut être utilisé comme interface supplémentaire pour une entité déjà configurée, un simple ajout de ces capteurs ou actionneurs dans la liste associée à une entité est effectué. Dans le cas où un équipement a changé de pièce ou dans le cas d'une reconfiguration des pièces de la maison, une remise à zéro de la liste de capteurs et d'actionneurs associés à l'entité à reconfigurer peut être nécessaire.
La figure 5 illustre un mode de réalisation matérielle du dispositif de configuration, de supervision et de contrôle, selon un mode de réalisation de l'invention. Ce dispositif 500 comporte une unité de traitement 501 comportant un microprocesseur, une mémoire morte de type ROM ou EEPROM 503, une mémoire vive de type RAM 502, une première interface de communication 504 par exemple sans fil pour recevoir des informations des capteurs et envoyer des commandes aux actionneurs. Cette liaison peut échanger des données selon le protocole sans fil ZigBee conforme à la norme IEEE 802.15.4 ou selon tout autre protocole adapté à la connexion de capteurs tel que "Power Line" par exemple.
Le dispositif 500 comporte une autre interface de communication 505 qui peut être aussi sans fil par exemple de type WIFI ou filaire par exemple par une liaison Ethernet, avec une passerelle de communication constituant l'interface entre le réseau domestique et le réseau de type Internet dans le cas d'une application domestique ou pour communiquer directement avec le réseau de type internet R. Le dispositif 500 peut également être intégré dans la passerelle de communication. La mémoire morte 503 comporte un programme informatique PG comportant des instructions de code pour la mise en oeuvre des étapes du procédé de configuration au sens de l'invention, lorsque ces instructions sont exécutées par le processeur 501, et notamment les étapes de détection de la présence d'une entité physique à configurer dans le système de supervision et de contrôle, par analyse d'informations reçues d'au moins une partie des capteurs, de sélection d'un modèle représentatif de l'entité physique détecté à partir d'une comparaison entre au moins une partie des informations reçues des capteurs et des paramètres de modèles préenregistrés de représentation d'entités physiques, de création d'une entité logicielle représentative de l'entité détectée, à partir du modèle sélectionné. Typiquement, la description de la figure 2 reprend les étapes d'un algorithme d'un tel programme informatique. Le programme informatique peut également être stocké sur un support mémoire lisible par un lecteur du dispositif ou téléchargeable dans l'espace mémoire de celui-ci.
La mémoire 503 peut enregistrer par exemple des informations reçues des différents capteurs, les modèles modifiés ou toute autre donnée nécessaire à la mise en oeuvre du procédé de configuration selon l'invention. Un tel dispositif reçoit en entrée des informations en provenance des capteurs C; du système de supervision et de contrôle et des modèles préenregistrés (model.) représentatifs d'entité à configurer. En sortie du dispositif, des commandes de contrôle des actionneurs A; peuvent être envoyés pour contrôler l'entité ainsi configurée. Un tel dispositif peut être un serveur ou ordinateur indépendant d'une passerelle domestique lorsque l'application se situe dans un réseau domestique. Il peut également être intégré dans une passerelle principale ou secondaire du réseau local toujours pour une application domestique. Dans le cas d'une application dans un bâtiment ou immeuble, ce dispositif peut être une passerelle ou serveur gérant ce bâtiment ou immeuble. Dans le cas d'une application à plus grande échelle, le dispositif peut être intégré dans une plateforme de services du réseau de communication de type Internet.

Claims (13)

  1. REVENDICATIONS1. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce REVENDICATIONS1. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la création de l'entité logicielle représentative de l'entité détectée comporte: - une étape de détermination d'un ensemble de capteurs du système de supervision et de contrôle, choisis en fonction du modèle sélectionné, définissant une interface avec l'entité détectée; - une étape de définition d'une instance du modèle sélectionné.
  2. 2. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que le système de supervision et de contrôle comprend en outre une pluralité d'actionneurs et en ce que le procédé comporte en outre, pour définir l'interface avec l'entité détectée, la détermination d'un ensemble d'actionneurs du système de supervision et de contrôle, choisis en fonction du modèle sélectionné.
  3. 3. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une étape d'envoi de commandes à au moins un actionneur et de réception d'informations de capteurs suite à l'envoi des commandes pour l'étape de détection et/ou l'étape de sélection d'un modèle.
  4. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la comparaison pour la sélection du modèle s'effectue par approximation itérative au sein d'un ensemble de modèles, en prenant en compte les informations subséquentes reçues des capteurs, à partir d'une sélection initiale d'un modèle selon les informations initiales des capteurs.
  5. 5. Procédé de configuration d'une entité physique dans un système de supervision et de contrôle intégré dans un réseau de communication, le système comportant une pluralité de capteurs, le procédé étant caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : détection (E202) de la présence d'une entité physique à configurer dans le système, par analyse d'informations reçues d'au moins une partie des capteurs ; sélection (E210) d'un modèle représentatif de l'entité physique détectée à partir d'une comparaison entre au moins une partie des informations reçues des capteurs et des paramètres de modèles préenregistrés de représentation d'entités physiques ; création d'une entité logicielle (E240) représentant l'entité physique détectée, à partir du modèle sélectionné.
  6. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte une étape de mise à jour, en fonction d'informations supplémentaires reçues des capteurs, du modèle sélectionné et de l'instance de l'entité logicielle créée.
  7. 7. Procédé selon l'une des revendications 2 à 6, caractérisé en ce que suite à une non-concordance des informations issues des capteurs par rapport au modèle précédemment sélectionné, le procédé réitère les étapes de sélection du modèle et d'instanciation du modèle à partir des nouvelles informations de capteurs. 10
  8. 8. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les modèles préenregistrés sont des modèles à états discrets et à temps discret asynchrone, associés à des attributs à valeurs continues. 15
  9. 9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que l'entité logicielle représentant une entité physique est un composant ou service de haut niveau mis en oeuvre dans un environnement d'exécution permettant sa mise à jour en cours de fonctionnement. 20
  10. 10. Dispositif de configuration d'une entité physique dans un système de supervision et de contrôle intégré dans un réseau de communication, le système de supervision et de contrôle comportant une pluralité de capteurs, le dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte : une interface de réception (101) apte à recevoir des informations d'au moins une 25 partie des capteurs ; un module d'analyse (102) des informations reçues pour détecter la présence d'une entité physique à configurer dans le système de supervision et de contrôle ; un module de sélection (103) d'un modèle représentatif de l'entité physique détectée par la mise en oeuvre de moyens de comparaison entre au moins une 30 partie des informations reçues des capteurs et des paramètres de modèles préenregistrés d'entités physiques ; un module de création (106) d'une entité logicielle représentative de l'entité détectée, à partir du modèle sélectionné. 35
  11. 11. Passerelle principale ou secondaire d'un réseau de communication local, caractérisé en ce qu'elle comprend un dispositif de configuration selon la revendication 10.5
  12. 12. Système de supervision et de contrôle comportant une pluralité de capteurs, une pluralité d'actionneurs et un dispositif de supervision et de contrôle comportant un dispositif de configuration selon la revendication 10.
  13. 13. Programme informatique comportant des instructions de code pour la mise en oeuvre des étapes du procédé de configuration selon l'une des revendications 1 à 9, lorsque ces instructions sont exécutées par un processeur.10
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KUSHIRO N ET AL: "INTEGRATED RESIDENTIAL GATEWAY CONTROLLER FOR HOME ENERGY MANAGEMENT SYSTEM", IEEE TRANSACTIONS ON CONSUMER ELECTRONICS, IEEE SERVICE CENTER, NEW YORK, NY, US, vol. 49, no. 3, 1 August 2003 (2003-08-01), pages 629 - 636, XP001172107, ISSN: 0098-3063, DOI: 10.1109/TCE.2003.1233787 *

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