FR3009882A1 - Balise d'alerte gsm mobile haute securite a tres longue autonomie - Google Patents

Abstract

Dispositif de sécurité comprenant un ou plusieurs détecteurs (4) intégrés (par exemple détecteur intrusion, détecteur de fumés ...) qui consomment du courant de manière permanente (ou semi permanente) en mode surveillance et un moyen de téléphonie mobile (3) (module modem GSM) désactivé (non alimenté) puis activé (alimenté) par un signal de commande d'un microcontrôleur (5) sur un élément de commutation d'alimentation (8) quand une condition d'alerte est détectée, pour transmettre l'alerte à distance par GSM vers des numéros de téléphone préprogrammés (par exemple par message texte). Le moyen de téléphonie mobile possède une source d'alimentation exclusive (1) constituée par un accumulateur lithium-ion ou lithium-polymère . Le ou les détecteurs ainsi que le microcontrôleur sont alimentés dans la durée par une ou d'autres sources d'alimentation électrochimique (2) distinctes de la première.

Description

La présente invention a pour objet un dispositif de surveillance, d'alerte, d'alarme vol, monobloc, pour local, habitation, véhicule, remorque, bateau, chambre d'hôtel, baraquement, jardin, chantier, caravane, site industriel, etc. Ce dispositif comporte un transmetteur/récepteur de téléphonie mobile ou 5 cellulaire et un ou des détecteurs de condition d'alerte/alarme (par exemple un détecteur de fumée). La fonction essentielle de ce dispositif est de détecter une condition d' (alerte/alarme) au moyen de détecteur(s) et de transmettre cette information à distance au moyen du transmetteur/récepteur de téléphonie mobile à un destinataire qui peut être une machine ou une personne. Cette bonne transmission à distance de 10 l'alerte est essentielle. Une propriété importante pour un dispositif selon l'invention est d'être un dispositif de sécurité, c'est-à-dire que le risque de défaillance de ce dispositif est minimisé. Un autre aspect de ce dispositif est qu'il est indépendant et qu'il possède une longue autonomie afin de limiter les actions de maintenances. Dans la suite de l'exposé pour des raisons de clarté, nous appellerons module 15 GSM, le moyen de téléphonie mobile. Dans le dispositif selon l'invention, il est possible d'associer plusieurs détecteurs, nous considérons dans l'exposé un dispositif avec un seul détecteur. Pour la clarté de l'exposé, il est nécessaire de définir les termes suivants : pile électrique, accumulateur électrique, batterie électrique, cellule électrochimique, 20 générateur électrique électrochimique, ces définitions se trouve en annexe 1. Il existe déjà des systèmes d'alerte/alarme incorporant un GSM et un détecteur et possédant une longue autonomie. Le système « MOBEYE » est un petit boîtier autonome qui possède un an d'autonomie sur six accumulateurs lithium-ion de f e.m. 3,7V de type CR123A. Le 25 détecteur associé est un détecteur de mouvement à infrarouges qui détecte le passage d'un intrus. Quand une condition d'alarme est détectée, le boîtier envoie des messages SMS vers des numéros préprogrammés. Le détecteur du système « MOBEYE » consomme moins de 50 micro-ampères. La majeure partie de l'énergie électrique est consommée pour la détection. 30 Comment faire pour obtenir une longue autonomie (à titre non limitatif selon l'invention de 200 jours d'autonomie à plusieurs années), pour un système d'alerte/alarme par GSM avec des détecteurs qui peuvent consommer en moyenne jusqu'à 40 fois plus de courant électrique ? L'équipement « BSC-50 » de la société QL3D est un appareil dans un petit 35 boîtier comprenant un modem GSM et transmettant des alertes SMS sur des mesures cycliques. Cet équipement peut fournir ponctuellement une alimentation jusqu'à des centaines de milliampères à des détecteurs externes. Le constructeur assure une autonomie d'environ dix années avec une alimentation par une pile électrique ronde lithium-chlorure de thionyle de type LR20 d'une fe.m. de 3,6V et d'une capacité 40 énorme de 19 ampères heures.

Des systèmes de localisation de remorque (tracking) utilisent cette même pile qui alimente à la fois le GPS et le GSM pour de longues durées. Nous allons montrer que la solution de la pile lithium chlorure de thionyle présente des inconvénients pour la sûreté de fonctionnement d'un système de surveillance après une description fonctionnelle du dispositif selon l'invention qui suit. Le réseau de téléphonie mobile ou GSM (Global System for mobile . communications) à partir de la deuxième génération, permet d'envoyer des messages textes (SMS : short Message Service) ou bien ouvrir un canal vocal. Des boîtiers électroniques spécialisés permettent l'échange de données entre des 10 machines (en anglais Machine to Machine, de sigle M2M) via le réseau de téléphonie mobile. Des boîtiers modem GSM/GPRS/EDGE permettent l'accès au réseau (Module Wavecom Q2687 ou de marque Fastrack). Ces solutions intégraient dans un même boîtier, un lecteur de carte SIM, un connecteur d'antenne, une interface liaison série. Ils ont été avantageusement remplacés par des modules GSM 15 Il existe des modules GSM de différentes marques avec des caractéristiques très proches qui utilisent plusieurs bandes radio bi bandes, quadribande,.... Par exemple Le module de marque Sierra ou bien le module de marque Telit GL865 est un module économique GSM bi bande 900/1800Mhz ou quadri bande sous la forme d'un composant pour montage en surface dont la taille du boîtier très réduite 20 (25mmx25mmx3mm, d'un poids de 2,5grammes) permet de concevoir des applications très compactes et très économiques par rapport aux boîtiers modems précédents. Ces modules nécessitent toujours pour leur fonctionnement, un lecteur de carte SIM (par exemple Mini SIM), un connecteur d'antenne, une antenne, une interface de commande et une alimentation adéquate. 25 Le module GSM ainsi que ses composants associés, connecteur d'antenne, lecteur de carte d'accès au réseau de téléphonie mobile, va se retrouver soudé, intégré, ainsi que l'électronique du ou des détecteurs, sur une unique carte circuit imprimé électronique dans une solution très économique. Tous les moyens permettant de se connecter à un réseau de téléphonie mobile ont 30 besoin d'une énergie électrique substantielle pour alimenter la communication radio. La puissance d'émission des téléphones est limitée au maximum à 2 W pour le GSM900 et 1W pour le GSM 1800 ; Cette puissance est régulée en fonction de la distance à l'antenne relais et de la qualité de la communication (10 mW à 250 mW). Il s'agit de puissance rayonnée pas de puissance électrique. 35 La consommation en énergie électrique de ce module en communication (plusieurs Watts) ou même en veille et donc connecté au réseau de téléphonie mobile (attente d'un appel entrant, plusieurs dizaines de milliwatts) est incompatible avec un dispositif à longue autonomie et une taille raisonnable. L'autonomie d'un téléphone portable qui est en mode attente d'appel dépasse rarement une semaine. 40 Donc si on désire une autonomie d'au moins une année, le module GSM doit être désactivé, éteint. Son alimentation électrique doit être coupé, commandée. Le module doit être réactivé quand devient nécessaire la transmission d'une alerte (par exemple par SMS) quand une condition d'alerte est détectée. Le module est donc déconnecté du réseau de téléphonie mobile avant la détection d'une condition d'alerte, et il est donc incapable de répondre avant une condition d'alerte à un appel entrant.

Ce mode de fonctionnement impose la présence d'un moyen ou système informatique de réactivation, de pilotage, et de commande d'alimentation et d'arrêt de l'alimentation du module GSM. Ce moyen informatique doit être alimenté en permanence. Ce moyen est à titre non limitatif selon l'invention un microcontrôleur. Le moyen informatique gère une interface avec l'utilisateur, il gère aussi le fonctionnement du dispositif. De plus ce moyen informatique peut faire partie du ou des détecteurs. Par exemple une partie du logiciel embarqué dans le microcontrôleur gère des échantillons en provenance de convertisseurs analogiques numériques sur le ou les signaux issus du détecteur, et décide des conditions ou du seuil de déclenchement d'alerte/alarme.

L'électronique du dispositif selon l'invention peut être composée d'une seule carte unique et donc d'un circuit imprimé sur lequel est implanté le module GSM, ses différents éléments associés (connecteur antenne, lecteur carte réseau GSM), un microcontrôleur, une interface utilisateur un (ou des) détecteurs, avec leur (ou leurs) capteurs, une interface entre le microcontrôleur et le module GSM, des alimentations.

En fonctionnement ces modules nécessitent la fourniture d'un courant important. Les constructeurs préconisent que la source d'alimentation doit être prévue afin de fournir un courant élevé de 3 A (même si la consommation moyenne est plus faible). Il existe des modules GSM de différentes marques avec des caractéristiques très d'alimentation similaires.

Des modules modem identiques sont au coeur de téléphone portable. La source d'alimentation des téléphone portables est un accumulateur lithium-ion (composé d'une seule cellule) de fe.m 3,7V qui fournie les 2 Ampères requis en pic, mais ces appareils ont une autonomie limitée à une semaine maximum. Non seulement il est nécessaire de fournir des pics de courants d'environ 2A , mais en plus il faut maintenir la tension. Il existe des modules GSM de différentes marques avec des caractéristiques d'alimentation similaires. La tension nominale est de 3,8V. Une recommandation du constructeur est que la résistance interne du circuit d'alimentation : résistance interne générateur électrique, plus connectique, plus pistes imprimées doit être inférieure à 250 Milliohms. Les fabricants de modules GSM conseillent l'utilisation d'un accumulateur Li-ion ou Li-polymère de f.e.m. nominale 3,7V. Le module GSM « Sierra » possède une tension nominale d'utilisation 3 ,6V plus basse que d'autres modules modem GSM plus économiques compatible avec la f.e.m. de la pile lithium-chlorure de thionyle (19 Axh 3,6V, format LR20, 100 grammes). Les inconvénients de la pile au chlorure de thionyle sont détaillés ci-dessous.40 Un premier inconvénient est le coût élevé de cette pile (plusieurs dizaines d'euros). Un deuxième inconvénient est que l'on ne peut sous dimensionner cette pile dans un dispositif de longue autonomie car ses performances sont déjà limites pour fournir deux ampères en pic. L'appareil (application capteurs sans fils « BSC,50 » de la société QL3D ) intégrant un module GSM ne peut fonctionner qu'avec ce format de pile. L'avantage de cette pile cependant est son énorme capacité, mais on peut discuter de son usage dans un système de sécurité. Elle serait susceptible de réaliser des dispositifs à très longue autonomie ( 10 ans d'après le constructeur) qui permettent de gérer des capteurs externes et d'en transmettrent les données sous forme SMS par GSM et aussi de fournir aussi l'alimentation si nécessaire à ces capteurs externes ( BSC-50 de la société QL3D ). La fourniture d'une tension adéquate pour le ou les détecteurs est réalisée par des convertisseurs continu/continu. . Le troisième inconvénient est qu'il est pratiquement impossible d'utiliser une pile lithium-chlorure de thionyle de f.e.m 3,6V pour alimenter certains modules GSM très économiques (par exemple module GSM Telit) dont la tension nominale est 3,8V à cause de la chute de tension occasionnée par la résistance interne de la pile. Un quatrième inconvénient est que la résistance interne de la pile est d'environ 260 milliOhms à 20 °C et qu'elle augmente fortement pour des températures basses. Un cinquième inconvénient est que les performances de ces piles se dégradent en vieillissant ou en perdant leur charge. Un fabricant spécialisé « Tadiran » dans ce type de pile lithium-chlorure de thionyle s'exprime ainsi « Si le capteurs sans fils, demandent des montées en courant de 2 milliampères pour les mesures, les courants d'impulsion peuvent effectivement être jusqu'à 1000 fois plus élevé si le capteur sans fil en réseau comprend un module GSM. Les piles au lithium ne seraient pas en mesure de délivrer ces courants élevés sur la durée. Par conséquent, nous avons développé un condensateur à couche hybride (HLC). Cet élément est un élément secondaire et malgré sa petite taille - peut être utilisé comme un condensateur de grande capacité. Le système commercialisé : juxtaposition d'un HLC en parallèle et d'une pile au lithium format LR20, augmente un peu le volume, tout en maintenant la haute densité d'énergie du système mais diminue la résistance interne de la pile. » Les accumulateurs à l'inverse des piles électriques ont des résistances internes très faibles (jusqu'à une centaine de millioluns), et donc quand ils débitent de tels courants, la tension à leurs bornes varie très peu, cependant leur capacité énergétique massique est bien plus faible que celle d'une pile. 35 . Les batteries d'accumulateurs de 3,6V nominal et composé de trois cellules Ni/Cd ou Ni/MH ne doivent pas être utilisés directement parce que le voltage maximum peut être au dessus du voltage maximum supporté par le module modem GSM. Le module modem GSM a été conçu pour fonctionner en direct sur une seule cellule électrochimique rechargeable ou accumulateur de type lithium-ion 3,7V ou bien 40 lithium-polymère. Il n'y a rien de nouveau pour le dispositif selon l'invention d'utiliser de tel types d'accumulateur comme source alimentation car les constructeurs de modules GSM ( en vue d'une utilisation dans un téléphone portable) préconisent l'utilisation d'un accumulateur lithium-ion ou lithium-polymère. . De fait on trouve des accumulateurs lithium-ion 3,7V dont le modèle cylindrique ou prismatique (type ICR18650) d'une capacité de l'ordre 2200 mAxh pour une résistance interne de 110 milliohms pour un poids de 50 grammes d'un coût de quelques euros dont le courant maximal de décharge est supérieur à 3 ampères. Des batteries d'une capacité de 1000 mAxh moins chères sont aussi utilisables d'après les constructeurs mais ils conseillent au moins cette capacité. Un accumulateur lithium-polymère est plus compacte est utilisable mais moins bon marché qu'un lithium-ion.

Pourquoi ne pas envisager d'utiliser un accumulateur 3,7V de type lithium-ion comme alimentation unique pour un ensemble GSM/détecteur pour un dispositif selon l'invention ? Cette solution peut s'envisager si l'autonomie du dispositif est réduite à une centaine de jours et que la consommation moyenne du détecteur est faible.

Réponse : afin d'alimenter un détecteur consommant 1 mA, une autonomie de un ans impose une capacité d'accumulateur supérieure à 8A.h d'un coût et d'une masse importants. On ne peut utiliser toute la capacité de la batterie car celle-ci doit fournir la puissance nécessaire au module GSM.

Il y a une difficulté de déterminer à l'avance le moment pour lequel la batterie lithium-ion, qui se déchargerait en permanence pour alimenter le détecteur, n'est plus capable de faire fonctionner le module GSM. Pour résoudre le problème de sûreté de fonctionnement et de longue autonomie, le brevet préconise l'utilisation de deux sources d'alimentation distinctes pour alimenter le dispositif selon l'invention : --- Un accumulateur lithium- ion ou lithium-polymère de Le.m 3,7V pour alimenter le module modem GSM. -- Une autre source d'alimentation alimente le reste de l'électronique du dispositif dont le détecteur ou les détecteurs.

A titre non limitatif selon l'invention, l'électronique (hors GSM) est conçue de manière à être alimenter par une tension la plus basse possible ( 2V-3V) Une autre façon d'énoncer la solution dégagée par l'invention est que la batterie GSM n'alimente pas le (s) détecteur(s) associé (s), ou bien que la source d'alimentation du GSM ne se décharge pas en permanence pour alimenter le détecteur.

Pour alimenter le reste de l'électronique (détecteurs, moyen informatique,...) on peut alors utiliser avantageusement une (des) pile(s) dont a densité énergétique (pile lithium-chlorure de thionyle 3,6V de type R14 9A.h) est au moins trois plus élevée que celle d'une batterie. La pile lithium- chlorure de thionyle possède la plus forte densité énergétique car son électrode lihium se dissous entièrement.

L'association à l'accumulateur lithium-ion, de trois piles classiques alcalines ronde LR20 peu chères de 1,5V (avec le simple régulateur de tension adéquat) représente la solution la meilleure marché pour alimenter un dispositif selon l'invention de l'exemple ci-dessus. D'autre part cette solution ultra bas coût dégagée par l'invention, s'ajoute à la baisse des coûts actuels d'une solution à base de GSM (bas coût du module GSM implantable et bas coût des abonnements d'accès au réseau) On 5 divise par quatre le prix de l'alimentation électrique par rapport à une solution antérieure. La source en énergie électrique qui alimente le ou les détecteurs est un autre accumulateur ou une batterie d'accumulateurs de type lithium-ion ou lithium-polymère ou Ni/Cd ou Ni/MH ou d'un autre type. On peut utiliser toute la capacité de ces 10 accumulateurs ou batteries pour assurer l'autonomie du dispositif Cette disposition permet d'avoir toujours une source d'énergie opérationnelle qui alimente le GSM dans l'appareil puisqu'elle n'est pas sollicitée, et limite une défaillance du dispositif ainsi constitué. Le phénomène d'autodécharge pour les accumulateurs lithium-ion est de quelques 15 pour cent par an. Un accumulateur lithium-ion est aussi très stable. L'autre avantage est de pouvoir avoir de la souplesse par rapport au dimensionnement de la source d'alimentation pour le détecteur. Certains détecteurs ont besoin d'être alimentés par une tension différente de la tension d'alimentation du module GSM : par exemple 12V. L'utilisation d'une source de tension plus élevée pour 20 le capteur du détecteur permet d'utiliser un simple régulateur pour alimenter le reste de l'électronique du dispositif plutôt qu'une alimentation à découpage qui adapterait la tension de la source d'alimentation du GSM. Faire une liste exhaustive des détecteurs couverts par l'invention n'est pas réalisable. Dans ce brevet d'invention on ne s'occupe pas les dispositifs constitués 25 avec des détecteurs qui ne consomment pas d'énergie électrique par exemple du genre contact de porte. Une liste non exhaustive de détecteurs possibles est donnée en annexel. Le détecteur ne doit pas avoir une consommation trop basse ou nulle sinon la capacité de l'accumulateur du module modem GSM permet de l'alimenter, ou trop 30 haute sinon le dispositif peut être alimenté par une unique grosse batterie. Il y a des détecteurs que l'on active pendant un court instant pour effectuer une détection et ensuite on le désactive. Ils ne consomment pas pendant une période plus longue. Il s'agit de détecter des phénomènes au processus lent. Donc on parle pour le dispositif selon l'invention de consommation moyenne du détecteur. 35 On peut fixer à titre non limitatif selon l'invention une fourchette de consommation moyenne totale permanente pour le (ou les) détecteurs qui dépend de l'autonomie désirée pour un appareil de la taille d'un livre de poche : 1 ans 50 1.1A à 2,8 mA, 2 ans 25 1.t.A. à 1,4 mA, 5 ans 10 ktA à 580 ktA - n ans 50p,A/n à 2,8mA/n. Un autre exemple de dégradation des performances d'un détecteur : pour réduire la 40 consommation moyenne d'un détecteur de fumée son alimentation lui est fournit une seconde par période 30 secondes. On perd 30 secondes pour donner l'alerte, mais on atteint une consommation de 500 uA. La Figure 1 représente un dispositif selon l'invention à titre non limitatif selon l'invention. Le dispositif allie un transmetteur/récepteur de téléphonie mobile ou module GSM (3) avec son (ou ses) lecteur(s) de carte et carte d'accès au réseau (12), avec un ou plusieurs détecteurs de condition d'alerte/alarme (4). Le moyen informatique (5) est le coeur du dispositif. Le ou les détecteurs (4) détectent une condition d'alarme et quand celle-ci est détectée, cette information est transmise au moyen informatique. Le ou les détecteurs (4) intègrent un ou des capteurs. Le moyen 10 informatique met sous tension ou met hors tension le module GSM (3) grâce à l'interrupteur (8). Cet interrupteur peut être un commutateur électronique d'alimentation positive, en anglais « hight side switch » à faible résistivité. L'interrupteur électronique est disposé entre la source d'alimentation (1) qui est un accumulateur lithium-ion ou accumulateur lithium-polymère, et le module GSM (3).Le module GSM est piloté par 15 le moyen informatique (5) à travers l'interface d'adaptation de signaux (9) entre le moyen informatique (5) et le module GSM(3). Le module GSM possède une antenne de transmission (11) et un lecteur de carte réseau plus une carte réseau (12). Quand il est alimenté, le module GSM alimente et prend en charge le (ou les) carte(s) réseau. Le réseau de téléphonie mobile est représenté par (13) permet la transmission de messages 20 textes ou numérique. Une autre source d'alimentation, un générateur électrochimique fournit l'énergie électrique au reste de l'électronique du dispositif, c'est-à-dire au dispositif moins le module GSM : moyen informatique, détecteur(s), interface utilisateur (10).Le moyen informatique est constamment alimenté par cette deuxième source d'alimentation. Un simple régulateur de tension à titre non limitatif, permet 25 d'alimenter le moyen informatique. Le moyen informatique peut piloter l'interrupteur d'alimentation (14) du (ou des) détecteur(s). Cet interrupteur d'alimentation peut faire partie intégrante d'un régulateur de tension qui alimente le ou les détecteurs. Le régulateur comporte un mode de coupure électronique (shut down en anglais). L'interface utilisateur (10) est ce que l'on appelle l'IHM (interface homme machine), 30 c'est le matériel par lequel l'utilisateur interagit à proximité avec le dispositif. Cette interface utilisateur (10) peut être constituée, par un interrupteur marche arrêt, par un clavier, un écran LCD, des diodes électroluminescente, un transducteur piézoélectrique, une synthèse vocale, une interface de programmation liaison série RS232 pour communiquer avec un système amovible informatique (ordinateur , PC ...). Un système 35 de surveillance de la tension (6) des sources d'alimentation renseigne le moyen informatique sur l'état opérationnel des sources d'alimentation. Un circuit imprimé (15) permet l'implantation des composant et la réalisation du schéma électronique du dispositif. Une enveloppe, un boîtier (16) englobe les différents éléments du dispositif et peut constituer un blindage; L'antenne peut être hors boîtier ou à l'intérieur du boîtier. 40 L'antenne peut faire partie du circuit imprimé (15).

La figure 2 représente une solution pour mettre hors tension ou sous tension le module GSM. Le commutateur électronique (Hight ride switch en anglais) est sur l'alimentation positive. La masse de l'accumulateur est constamment connectée au module GSM.

A titre non limitatif selon l'invention la masse des différentes sources de tension est commune. L'interface d'adaptation de signaux et d'isolation (9) est nécessaire pour séparer les deux sous ensembles alimentés chacun par un générateur distinct. Il est important que aucun signal d'alimentation parasite (une ligne de contrôle au niveau haut) en provenance du moyen informatique en permanence sous tension, ne parvienne au module GSM quand il est hors tension. La plupart des modules GSM disposent d'une tension auxiliaire quand il sont alimentés, ce qui permet d'alimenter l'interface de leur côté afin d'assurer une isolation des signaux. Le dispositif selon l'invention comprend un module GSM à deux, quatre ou plus de bandes de fréquences de communication.

Au module on associe un microcontrôleur basse consommation qui permet d'héberger une application logicielle et de gérer le dispositif selon l'invention. Ce microcontrôleur pilote la coupure ou la mise en route de l'alimentation du module GSM, ensuite il pilote le module GSM à travers une interface (9) : liaison série et d'autres signaux comme signal de reset et signal d'alimentation auxiliaire,.... Le microcontrôleur grâce à. une liaison série asynchrone (à travers l'interface (9)) commande le module GSM par l'intermédiaire de code de commande standard pour les modems que l'on nomme « les commandes AT ». Une séquence de commande AT pas très compliquée, interactive avec le module quand il est connecté au réseau GSM, permet de transmettre des SMS.

Le microcontrôleur « low cost » ayant une seule interface de liaison série qui peut être utilisé quand le mode programmation est choisi par l'utilisateur, pour communiquer avec une interface amovible (ordinateur plus convertisseur USB-RS232) afm de configurer l'application. Il est en effet utile de pouvoir enregistrer des numéros de téléphone de destinataires à prévenir en cas de détection. Cet enregistrement est facilité grâce à un menu interactif en provenance du microcontrôleur en mode programmation. Juste un outil de visualisation rs232 est nécessaire sur l'outil informatique du type par exemple « Hyperterminal », il n'y a pas besoin d'un logiciel sophistiqué ou spécifique. Ce moyen rend possible l'enregistrement de données telles que l'adresse de messagerie texte, le (ou les) code (s) de (ou des) carte(s) réseau appelé « code pin ». Les destinataires peuvent être des numéros de personnes physiques (numéro de mobile) ou bien le numéro d'une machine. Des paramètres tels que la sensibilité du ou des détecteurs peuvent être aussi enregistré. L'enregistrement des numéros de téléphone et d'autres paramètres demandés par le 40 menu est effectué dans une mémoire électriquement programmable (EEPROM) situé dans le microcontrôleur. Le code de la carte réseau est indispensable pour accéder au réseau, et il est soit en dur (dans la mémoire Flash du microcontrôleur soit enregistré dans « 1'EEPROM ». Ce code sera fourni au module GSM par les commandes AT pour accéder au réseau après le réveil. Le Module GSM lira le code de la carte réseau pour comparaison et autoriser l'accès au réseau.

D'autres paramètres peuvent être en mémoire programme FLASH ou bien être paramétrés dans « l'EEPROM » comme les cycles d'appels par type de détection, les messages à transmettre avec la possibilité de customiser les messages par des informations utilisateurs, les type de source en énergie électrique pour définir les seuil d'alertes batterie basse, ou pile basse.

L'information à distance du passage par un seuil d'alerte de chaque source d'alimentation est transmise à distance par le module GSM. La détection peut être totalement indépendante du microcontrôleur, externe. La détection peut être réalisée pare une partie détecteur externe : capteur, amplificateur, mise en forme des signaux et aussi par une partie hardware du microcontrôleur, c'est-à- dire les convertisseurs analogique digitaux et une partie de la ressource logicielle du programme en dur dans le microcontrôleur. Le microcontrôleur analyse les échantillons de tensions issues de l'électronique du capteur et détermine ensuite intelligemment, précisément que les conditions pour lancer une alerte sont réunies. Bien sur la réalisation d'un dispositif selon l'invention imposera d'utiliser des composants électroniques à très faible consommation, d'avoir des alimentations commandées pour certains composants non utiles en mode permanent , à utiliser le mode « shutdown » des composants, à utiliser le mode sommeil qui coupe l'oscillateur du microcontrôleur et réveil sur interruption « timer » ou réveil par compteur chien de garde du microcontrôleur, à choisir un microcontrôleur très basse consommation, des régulateurs à faible chute de tension pour le ou les alimentation, d'utiliser des circuits « CMOS », ne pas avoir de charge de résistances inutiles sur les alimentations, de choisir es amplificateurs opérationnel ultra faibles consommation, de ne pas alimenter de diodes électroluminescentes, utiliser une interface de programmation amovible, etc Quand l'appareil est en mode repos, si la surveillance est arrêtée totalement et volontairement par l'utilisateur, le logiciel peut couper l'alimentation au détecteur afin de réduire la consommation du dispositif ans ce mode. Le dispositif de contrôle des sources d'alimentation est indispensable pour un système de sécurité car une défaillance d'une de ces sources compromettrait la transmission de l'alerte. La figure 3 représente la réalisation d'un élément du contrôle des sources d'alimentation. Cet élément est répliqué pour la surveillance de chaque source d'alimentation. Un transistor PNP (20) qui joue le rôle d'un aiguillage est câblé sur le pole positif (22) d'une source d'alimentation, il est piloté par une sortie du microcontrôleur au travers du transistor NPN (21). L'entrée CAD représente l'entrée convertisseur analogique numérique du moyen informatique. La tension de chaque alimentation est scrutée successivement par commutation. Une commande est nécessaire pour chaque élément, mais l'entrée CAD (25) peut être commune. Le contrôle est effectué en commutant périodiquement chacune des f.e.m successivement vers un pont résistif (23) (24), et en mesurant précisément chaque tension grâce à une entrée du convertisseur analogique numérique du microcontrôleur. Ce qui permet de déterminer précisément un peu à l'avance la défaillance de l'une des sources d'alimentation. L'information d'une tension trop basse est transmise à distance au moyen du GSM qui peut être par exemple par un message SMS du type : accumulateur faible, pile détecteur faible ... veuillez intervenir. Le seuil d'alerte peur être renseigné par programmation en indiquant le type de pile ou d'accumulateur ainsi que l'assemblage de ces piles. Le dispositif de surveillance de l'alimentation fonctionne sur commutation pour effectuer les mesures cycliques et ponctuelles afm d'économiser l'énergie en évitant les ponts résistifs dans lesquels les différentes sources d'énergie Une application industrielle possible est la réalisation d'un système d'alarme universel (sans sirène), sans fils en utilisant la détection par infrasons. Il peut être intégré dans le boîtier et qu'il peut surveiller une ouverture de porte à partir de là où se trouve le dispositif selon l'invention. Un système détecteur d'intrusion à infrasons permet la surveillance de tous les accès d'un local ou d'une habitation et peut se localiser en un seul endroit, par exemple dans la centrale d'alarme. Le brevet FR 8204464 décrit une invention qui peut être librement utilisée dont le titre est « un dispositif de détection à capteur volumétrique à infrasons et procédé de détection par infrasons ». Un tel dispositif d'alarme intrusion (sans sirène) déjà réalisé dans un petit boîtier au format d'un livre de poche d'une masse d'environ 400 grammes qui surveille tous les accès d'un appartement consomme moins de 700 ItA en surveillance ( microphone électret 20014A, électronique analogique détecteur 20011A, microcontrôleur 300p.A). Au repos, seul le microcontrôleur est actif 300 ItA. La transmission d'un message SMS prend environ une trentaine de secondes. L'autonomie est d'environ une année. Son utilisation est très simple car il ne comporte qu'un interrupteur marche arrêt. Une temporisation de sortie est fixée à une minute et celle d'entrée à 30 secondes. Si l'utilisateur distrait oublie de d'arrêter le dispositif en entrant, il recevra un SMS.

L'utilisateur devra supporter le coût d'un abonnement mensuel de 2 euros voire de un euro. Ce système d'alarme peut fonctionner dans différents pays car le GSM est un standard mondial. Pour certain pays un agrément est nécessaire. L'avantage de disposer d'un dispositif de surveillance autonome est de pouvoir utiliser l'appareil quand le réseau électrique n'est pas disponible (chantier, chalet,...).

Très économique, Il permet de doubler un système d'alerte existant. Par exemple, les systèmes d'alarme existant sont basés sur la détection infrarouge et peuvent ne pas déclencher, si un cambrioleur a pris sein de se couvrir d'une couverture isolante. Un dispositif selon l'invention muni d'un détecteur à infrason donnerait l'alerte. L'avantage du GSM est que l'on peut se passer de ligne téléphonique. Il y a des 40 abonnements moins chers que la location d'une ligne téléphonique même dégroupée.

L'avantage d'un dispositif monobloc associant GSM et détecteur(s) est qu'il n'y a pas d'installation, de câblage, et peu de réglages et de test. Quand le détecteur est un détecteur à infrasons il peut surveiller une intrusion dans tout un volume clos quelque soit la position du dispositif dans ce volume, même dans une armoire.

L'avantage d'un dispositif selon l'invention muni d'un détecteur d'intrusion à infrason est que le même appareil peut surveiller un véhicule, une habitation, une chambre d'hôtel, et associé au GSM on peut le transporter d'un endroit à un autre, d'un pays à l'autre. L'avantage du GSM et d'une longue autonomie est que l'on peut surveiller des 10 endroits isolés : Le fond d'un jardin (détecteur de passage), en pleine nature (détecteur de fumée), sur un arbre, un tas de bois. ANNEXE1 Une pile électrique est un appareil qui transforme directement l'énergie développée dans une réaction chimique. Dans une pile du commerce les réactifs sont 15 introduits à la fabrication, quand ils sont épuisés, la tension s'effondre et la pile doit être remplacée. Un accumulateur électrique est un dispositif électrolytique emmagasinant de l'énergie sous forme chimique pour la restituer sous la forme d'un courant électrique continu. Un accumulateur électrique est rechargeable.

20 La cellule électrochimique est la cellule de base d'une batterie, d'une pile. La force électromotrice (f.e.m.) de cette cellule est la différence de potentiel entre les deux électrodes et dépend du type chimique des électrodes. La cellule électrochimique d'une batterie rechargeable est un accumulateur électrique. Une batterie électrique est un groupement d'éléments de même type 25 (accumulateurs, piles, condensateurs) couplés de façon à agir simultanément. Une batterie d'accumulateur est un ensemble de cellule montée en série. Le générateur électrique électrochimique est un dispositif permettant de produire de l'énergie électrique à partir d'une autre forme d'énergie. Les accumulateurs électriques sont des générateurs de tension continue rechargeable.

30 Signalons ici que le terme anglais « battery » n'est pas précis car il désigne à la fois une pile électrique et une accumulateur électrique. ANNEXEZ Liste non exhaustive des détecteurs : --Les détecteurs d'intrusion : détecteur à infrasons, détecteurs de passage à infrarouge 35 (capteur infrarouge passif), détecteur hyperfréquence ; détecteur de passage double technologie infrarouge et hyperfréquence, détecteur acoustique de bruit de glace, détecteur de mouvement à ultrason. --Les détecteurs d'incendie : les détecteurs optiques de fumée, les détecteurs ioniques de fumée. 40 -- Les détecteurs de particules dans l'air -- Les détecteurs de gaz : propane, gaz de ville gaz soporifique, gpl, gaz carbonique, gaz combustible, sulfure d'hydrogène, oxymètre. -- Les détecteurs de présence : - Détecteurs techniques : détection de fuite d'eau, détecteur de radioactivité. -- Détecteur de chute de corps dans une piscine -- détecteur d'acidité des sols (détecteur de PH) -- détecteur d'accélération --détecteur de bruit, de sons dans l'eau : hydrophone --détecteur médical : détecteur de pouls, détecteur d'arythmie cardiaque...10

Claims (5)

1. REVENDICATIONS1) Dispositif d' (alerte/alarme), monobloc, autonome en énergie électrique, constitué: - d'un moyen informatique (5) - d'un moyen de téléphonie mobile (3), - d'au moins un détecteur (10) de condition d' (alerte/alarme) actif en permanence en mode surveillance, dans lequel le moyen de téléphonie mobile est hors tension avant la détection d'une condition d'alerte, puis mis sous tension lors d'une condition d' (alerte/alarme) détectée, par le moyen informatique grâce à un interrupteur (8), et commandé ensuite par ledit moyen informatique afin de transmettre via le réseau de téléphonie mobile (12) l'(alerte/alarme) à distance caractérisé en ce que l'alimentation en énergie électrique du dispositif est constitué par - un accumulateur électrochimique (1) de type lithium délivrant l'énergie électrique au moyen de téléphonie mobile quand il est sous tension. - au moins une autre source d'alimentation (2) constituée d'un générateur électrochimique délivrant l'énergie électrique à au moins un détecteur en mode surveillance et au moyen informatique.
2. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend un système de surveillance (6) de chaque tension des sources d'alimentation électrique de manière à détecter le moment où la tension de une des sources devient inférieure à un seuil prédéterminé, et à transmettre via le moyen de téléphonie mobile l'information d'une tension basse.
3. 3) Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que l'accumulateur électrochimique (1) est de type lithium-ion.
4. 4) Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que l'accumulateur électrochimique (1) est de type lithium-polymère.
5. 5) Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2 ou 3 ou 4 caractérisé en ce que un détecteur est un détecteur d'intrusion à infrason.35