FR3050299A1 - ULTRASOUND COMMUNICATED ELECTRICAL DEVICE AND METHOD FOR CONTROLLING A SYSTEM COMPRISING SUCH AN ELECTRICAL DEVICE - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un dispositif électrique (150) alimenté par un réseau électrique de bâtiment (110) et procédé de contrôle d'un système (100) comprenant un tel dispositif électrique. Le dispositif comporte notamment : - une première interface de communication bidirectionnelle (420) avec un serveur distant (160) ; - une deuxième interface de communication bidirectionnelle (430) avec un équipement électronique (170a, 170b) ; - une unité de traitement de données (410) configurée pour échanger des données avec le serveur distant et l'équipement électronique via la première et la deuxième interface de communication ; caractérisé en ce que la deuxième interface de communication est configurée pour communiquer avec l'équipement électronique selon un protocole de communication par ultrasons.The invention relates to an electrical device (150) powered by a building electrical network (110) and a control method of a system (100) comprising such an electrical device. The device comprises in particular: a first bidirectional communication interface (420) with a remote server (160); a second bidirectional communication interface (430) with electronic equipment (170a, 170b); a data processing unit (410) configured to exchange data with the remote server and the electronic equipment via the first and the second communication interface; characterized in that the second communication interface is configured to communicate with the electronic equipment according to an ultrasonic communication protocol.
Description
Dispositif électrique communiquant par ultrasons et procédé de contrôle d’un système comprenant un tel dispositif électrique.An ultrasonic communicating electrical device and method of controlling a system comprising such an electrical device.
[001] Domaine technique [002] L'invention concerne le domaine des installations électriques, et plus spécifiquement des dispositifs électriques alimentés par un réseau électrique de bâtiment, tels qu’une prise de courant, un interrupteur ou une douille pour ampoule, et permettant notamment à un consommateur d’énergie électrique de surveiller et gérer sa consommation et/ou d’accéder à différents services.[001] Technical Field [002] The invention relates to the field of electrical installations, and more specifically to electrical devices powered by a building electrical network, such as a socket, a switch or a socket for a bulb, and allowing in particular to an electric energy consumer to monitor and manage its consumption and / or to access different services.
[003] Etat de la technique [004] Les plateformes délivrant des services au sein de bâtiments par l’intermédiaire d’objets connectés se développent dans tous les secteurs dont le secteur résidentiel, tertiaire, collectif et industriel.[003] State of the art [004] Platforms delivering services within buildings via connected objects are developing in all sectors including the residential, tertiary, collective and industrial sectors.
[005] Ces plateformes peuvent utiliser les réseaux électriques déployés dans les bâtiments pour communiquer des données au sein d’installations d’utilisateurs et donner accès aux services précités. Pour se faire, les réseaux électriques des bâtiments peuvent comprendre des appareils électriques ayant des fonctions de traitement de données, de communication CPL (Courant Porteur en Ligne), de détection et mesure de paramètres par exemple.[005] These platforms can use the electrical networks deployed in the buildings to communicate data within user installations and provide access to the aforementioned services. To do this, building electrical networks can include electrical devices with data processing functions, PLC communication (Power Line Carrier), detection and measurement of parameters for example.
[006] Ces plateformes peuvent permettre de disposer par exemple d'informations variées à propos du bâtiment dans lequel elles sont déployées. Typiquement, ces informations peuvent être relatives à la température intérieure, au taux d’humidité, à la luminosité, à la présence de personnes, à la consommation détaillée d’énergie par usage ou par pièce, etc. De telles informations peuvent être utilisées : en local, directement par l’utilisateur au sein du bâtiment, ou par une unité de gestion locale de l’installation, pour la gestion et la surveillance du bâtiment en temps réel par exemple, et/ou à distance par des opérateurs, notamment de sorte à proposer des services à Γ utilisateur.[006] These platforms can provide for example various information about the building in which they are deployed. Typically, this information may relate to the indoor temperature, humidity, brightness, the presence of people, the detailed consumption of energy per use or room, etc. Such information can be used: locally, directly by the user within the building, or by a local management unit of the facility, for real-time building management and monitoring for example, and / or by operators, in particular to provide services to the user.
[007] A titre purement illustratif, des informations de détection de présence et de luminosité peuvent être récupérées par l’unité de gestion locale de l’installation afin d’actionner par exemple les volets roulants lorsque l’utilisateur n’est pas présent dans le bâtiment ou lorsqu’il fait nuit.For purely illustrative purposes, presence and brightness detection information can be retrieved by the local management unit of the installation in order to actuate for example the shutters when the user is not present in the installation. the building or when it is dark.
[008] Afin que des opérateurs distants puissent proposer des services adaptés à l’utilisateur, l’installation de l’utilisateur peut être configurée pour échanger des données avec un serveur distant de l’opérateur, via une communication bidirectionnelle. L’opérateur peut ainsi récupérer des informations sur l’installation de l’utilisateur et lui donner accès en retour à des services appropriés comme des services d’optimisation de consommation en énergie, de télésurveillance ou autre.[008] In order for remote operators to offer services adapted to the user, the user's installation can be configured to exchange data with a remote server of the operator via two-way communication. The operator can thus retrieve information on the installation of the user and give him access back to appropriate services such as energy consumption optimization services, remote monitoring or other.
[009] Il existe différentes solutions qui accomplissent de tels objectifs. Par exemple, une solution existante consiste à utiliser des ampoules de type LED (« Light-Emitting Diode » en langue anglaise, pour Diode ElectroLuminescente DEL) intégrant en leur culot des moyens de contrôle et de gestion (tels qu’un microprocesseur, des capteurs, une mémoire, une interface de communication, etc.) permettant la délivrance de services. Toutefois, les services ne sont alors délivrés et rendus accessibles que lorsque l’ampoule LED est alimentée en électricité.[009] There are different solutions that accomplish such goals. For example, an existing solution consists in using LED-type bulbs ("Light-Emitting Diode" in the English language, for LED ElectroLuminescent Diode) incorporating at their base control and management means (such as a microprocessor, sensors). , a memory, a communication interface, etc.) allowing the delivery of services. However, the services are then delivered and made accessible only when the LED bulb is supplied with electricity.
[010] Or, lorsque l’alimentation de l’ampoule est contrôlée par l’intermédiaire d’un interrupteur (pour commander l’allumage ou non de l’ampoule), l’ampoule n’est pas alimentée en électricité dès que l’interrupteur est passé en position ouverte. De ce fait, les moyens de contrôle et de gestion dans le culot ne peuvent pas, au moins temporairement, donner accès aux services à l’utilisateur. Π se pose ainsi un problème de disponibilité du service selon si l’ampoule est alimentée ou non en électricité.[010] However, when the power supply of the bulb is controlled by means of a switch (to control the ignition or not of the bulb), the bulb is not supplied with electricity as soon as the switch has moved to the open position. As a result, the means of control and management in the base can not, at least temporarily, give access to services to the user. This raises a problem of availability of the service according to whether the bulb is powered or not with electricity.
[011] Ce problème se pose notamment dans les installations électriques respectant la norme NF-C-15-100. En effet, cette norme requière que les installations comprennent un dispositif de commande (type interrupteur ou télérupteur) pour couper la phase entre le disjoncteur de protection situé au niveau du tableau électrique de l’installation et l’ampoule LED. Lorsque l’interrupteur est placé en position ouverte, l’ampoule LED n’est plus alimentée et ne peut plus assurer ses fonctionnalités pour la mise œuvre des services.[011] This problem arises especially in electrical installations complying with the NF-C-15-100 standard. Indeed, this standard requires that the installations include a control device (type switch or remote switch) to cut the phase between the circuit breaker located at the electrical panel of the installation and the LED bulb. When the switch is placed in the open position, the LED bulb is no longer powered and can no longer ensure its functionality for the implementation of services.
[012] Une autre solution existante utilise des moyens de communication basée sur la technologie Li-Fi. Cette technologie est basée sur Futilisation d’ondes lumineuses visibles du spectre électromagnétique en tant qu’ondes porteuses pour la transmission de données. Par exemple, une ampoule LED peut être configurée pour s’allumer et s’éteindre à de très hautes fréquences afin d’établir une liaison de communication optique avec un capteur d’impulsions lumineuses (une photodiode en particulier) apte à détecter les ondes lumineuses émises par l’ampoule LED (par exemple via l’utilisation d’une lumière visible comprise entre la couleur bleue (480 nm, soit 670 THz) et la couleur rouge (650 nm, soit 460 THz)) et à interpréter les données communiquées à hautes fréquences via ces ondes. Les inconvénients de ces moyens de communication sont néanmoins : la faible portée de la technologie Li-Fi (une dizaine de mètres environ), la propagation monodirectionnelle de la porteuse lumineuse (depuis l’émetteur d’ondes lumineuses vers le capteur d’ondes), de telle sorte que pour assurer une voie de retour vers des plateformes de services, les moyens de retour à mettre en place sont complexes et onéreux (ajout de composantes matérielles et logicielles, par exemple pour pouvoir établir une voie de retour via une liaison de communication BlueTooth® ou Wi-Fi), la communication de données est effective uniquement lorsque l’émetteur d’ondes lumineuses est alimenté en électricité, i.e. lorsque l’ampoule LED se trouve dans un état de fonctionnement allumé, ce qui peut s’avérer consommateur d'énergie inutile (par exemple pour pouvoir communiquer des données en cas d’absence de l'usager ou alors qu’il fait jour).[012] Another existing solution uses communication means based on Li-Fi technology. This technology is based on the use of visible light waves of the electromagnetic spectrum as carrier waves for data transmission. For example, an LED bulb can be configured to turn on and off at very high frequencies in order to establish an optical communication link with a light pulse sensor (a photodiode in particular) capable of detecting light waves. emitted by the LED bulb (for example via the use of visible light between the blue color (480 nm, 670 THz) and the red color (650 nm, ie 460 THz)) and to interpret the data communicated at high frequencies via these waves. The drawbacks of these means of communication are nevertheless: the low range of the Li-Fi technology (about ten meters), the unidirectional propagation of the light carrier (from the light wave transmitter to the wave sensor) , so that to ensure a return path to service platforms, the return means to implement are complex and expensive (adding hardware and software components, for example to establish a return path via a link of BlueTooth® or Wi-Fi communication), the data communication is effective only when the light wave emitter is supplied with electricity, ie when the LED bulb is in a lit operating state, which may be unnecessary energy consumption (for example to be able to communicate data in the absence of the user or while it is daytime).
[013] Π existe donc un besoin d’améliorer les solutions existantes, notamment de sorte à ce que les services proposés par les plateformes précitées soient accessibles à tout moment par l’utilisateur, indépendamment de l’état de fonctionnement d’appareils électriques (allumé ou éteint), et ce, de manière transparente et imperceptible pour l’utilisateur.[013] There is therefore a need to improve existing solutions, in particular so that the services offered by the aforementioned platforms are accessible at any time by the user, regardless of the state of operation of electrical appliances ( switched on or off), in a transparent and imperceptible way for the user.
[014] L’invention vient améliorer la situation actuelle en ce sens.[014] The invention improves the current situation in this sense.
[015] Résumé de l’invention [016] L’objet de l’invention est de remédier aux inconvénients précités en proposant en particulier une solution technique apte à communiquer à tout moment, au sein d’une installation électrique, des données de manière transparente pour l’utilisateur, c’est-à-dire sans perturber son environnement avec des signaux qui lui sont perceptibles.[015] Summary of the invention [016] The object of the invention is to overcome the aforementioned drawbacks by proposing in particular a technical solution able to communicate at any time, within an electrical installation, data so transparent for the user, that is to say without disturbing his environment with signals that are perceptible to him.
[017] A cet effet, un premier aspect de l’invention concerne un dispositif électrique alimenté par un réseau électrique de bâtiment, le dispositif comprenant : - une première interface de communication bidirectionnelle avec un serveur distant ; - une deuxième interface de communication bidirectionnelle avec un équipement électronique ; - une unité de traitement de données configurée pour échanger des données avec le serveur distant et l’équipement électronique via la première et la deuxième interface de communication.[017] For this purpose, a first aspect of the invention relates to an electrical device powered by a building electrical network, the device comprising: a first bidirectional communication interface with a remote server; a second bidirectional communication interface with electronic equipment; a data processing unit configured to exchange data with the remote server and the electronic equipment via the first and the second communication interface.
La deuxième interface de communication est remarquable en ce qu’elle est configurée pour communiquer avec l’équipement électronique selon un protocole de communication par ultrasons et l’unité de traitement de données est configurée de sorte à interpréter : - des données reçues du serveur distant et à en communiquer au moins une partie par ultrasons à l’équipement électronique, via la deuxième interface de communication ; et - des données reçues par ultrasons de l’équipement électronique et à en communiquer au moins une partie au serveur distant, via la première interface de communication.The second communication interface is remarkable in that it is configured to communicate with the electronic equipment according to an ultrasonic communication protocol and the data processing unit is configured to interpret: - data received from the remote server and communicating at least a portion of it ultrasonically to the electronic equipment via the second communication interface; and - data received ultrasonically from the electronic equipment and communicating at least a part of it to the remote server, via the first communication interface.
[018] De cette manière, les données reçues et émises par le dispositif sont échangées par ultrasons, c'est-à-dire de manière silencieuse et imperceptible pour un utilisateur. L’unité de traitement de données traite et relaye ainsi des données entre l’équipement électronique et le serveur distant de façon transparente pour F utilisateur, ce qui permet la mise en œuvre d’une plateforme de services sans perturbation perceptible de l’environnement de l’utilisateur (telle que la pollution lumineuse générée par l’allumage inopiné des sources lumineuses de type Li-Fi afin de communiquer des données, notamment en cas d’absence de l’utilisateur ou de conditions diurnes).[018] In this way, the data received and transmitted by the device are exchanged by ultrasound, that is to say in a silent and imperceptible manner for a user. The data processing unit thus processes and relays data between the electronic equipment and the remote server in a manner that is transparent to the user, thereby enabling the implementation of a service platform without any noticeable disturbance to the environment of the user. the user (such as the light pollution generated by the unexpected ignition of Li-Fi light sources in order to communicate data, especially in the absence of the user or day conditions).
[019] Ce dispositif peut servir de passerelle entre : - un réseau haut débit (un réseau étendu IP par exemple) reliant le dispositif et le serveur distant via la première interface de communication bidirectionnelle, et - un réseau de communication sans fil bas débit utilisant les ultrasons pour échanger des données, reliant le dispositif à des capteurs, actionneurs ou autres appareils électroniques tels que des téléphones, ordinateurs, tablettes tactiles, ou autre, via la deuxième interface de communication bidirectionnelle.[019] This device can serve as a gateway between: a high-speed network (an IP extended network for example) connecting the device and the remote server via the first bidirectional communication interface, and a low-speed wireless communication network using ultrasound for exchanging data, connecting the device to sensors, actuators or other electronic devices such as telephones, computers, touch pads, or other, via the second bidirectional communication interface.
[020] De nombreux appareils électroniques tels que les téléphones et tablettes tactiles, sont équipés par défaut de composants de type microphone et haut-parleur, composants qui sont aptes à pouvoir interagir par ondes ultrasonores avec le dispositif. La communication ultrasonore utilisée par le dispositif est ainsi compatible avec de nombreux équipements électroniques sans avoir à leur apporter de modification structurelle et matérielle.[020] Many electronic devices such as phones and tablets, are equipped by default with microphone and speaker type components, which are able to interact with ultrasonic waves with the device. The ultrasonic communication used by the device is thus compatible with many electronic equipment without having to bring them structural and material modification.
[021] Selon un mode de réalisation avantageux, la deuxième interface de communication émet et reçoit des ultrasons selon une plage de fréquences comprise entre 10 kHz et 10 MHz. Les ondes ultrasonores peuvent ainsi avoir une portée de plusieurs dizaines de mètres dans le bâtiment. La fréquence qui peut être utilisée est préférentiellement une fréquence choisie entre 17 et 22 kHz. Cette plage de fréquence est une bande étroite particulièrement adaptée pour transmettre quelques octets d’informations (des messages de services par exemple) et ainsi d’échanger des données entre le dispositif et l’équipement électronique (un smartphone par exemple) sans gêner les occupants du bâtiment.[021] According to an advantageous embodiment, the second communication interface transmits and receives ultrasound in a frequency range between 10 kHz and 10 MHz. The ultrasonic waves can thus have a range of several tens of meters in the building. The frequency that can be used is preferably a frequency chosen between 17 and 22 kHz. This frequency range is a narrow band particularly suitable for transmitting a few bytes of information (service messages for example) and thus exchanging data between the device and the electronic equipment (a smartphone for example) without disturbing the occupants of the building.
[022] Selon un mode de réalisation avantageux, la deuxième interface de communication comporte : - un haut-parleur adapté pour émettre des ultrasons, et - un microphone adapté pour recevoir des ultrasons, tels que des ultrasons émis par l’équipement électronique.[022] According to an advantageous embodiment, the second communication interface comprises: - a speaker adapted to emit ultrasound, and - a microphone adapted to receive ultrasound, such as ultrasound emitted by the electronic equipment.
[023] Ces moyens d’émission et de réception d’ultrasons sont peu coûteux et permettent une bonne qualité de transmission et de réception de données via communication par ultrasons.[023] These means of transmitting and receiving ultrasound are inexpensive and allow good quality of transmission and reception of data via ultrasonic communication.
[024] D’autres réalisations de cette interface de communication peuvent néanmoins être envisagées, avec par exemple l’incorporation dans la deuxième interface de communication d’un générateur piézoélectrique, un émetteur magnétostrictif, ou un émetteur électrostrictif, avec un capteur ultrasonique associé.[024] Other embodiments of this communication interface may nevertheless be envisaged, with for example the incorporation in the second communication interface of a piezoelectric generator, a magnetostrictive transmitter, or an electrostrictive transmitter, with an associated ultrasonic sensor.
[025] Il est noté que le dispositif électrique peut être implanté à différent niveau du réseau électrique du bâtiment. A titre d’exemple, le dispositif électrique est logé au sein d’une prise de courant ou au sein d’un interrupteur du réseau électrique.[025] It is noted that the electrical device can be installed at different levels of the electrical network of the building. For example, the electrical device is housed in a socket or within a switch of the electrical network.
[026] Selon une autre réalisation possible, le dispositif électrique peut comprendre des moyens d’intégration à une douille pour ampoule électrique, la douille étant raccordée électriquement au réseau électrique du bâtiment. De cette manière, le dispositif peut être embarqué dans une partie du réseau électrique accessible, pour être installé et raccordé aisément au réseau électrique par l’utilisateur ou un installateur.[026] According to another possible embodiment, the electrical device may include means for integration with a bulb socket, the socket being electrically connected to the electrical network of the building. In this way, the device can be embedded in a part of the accessible electrical network, to be installed and easily connected to the electrical network by the user or an installer.
[027] Il convient de noter qu’une douille pour ampoule électrique constitue en outre une localisation avantageuse du dispositif. En effet, une douille est souvent située en hauteur pour permettre à l’ampoule qui y sera installée, de fournir un éclairage adapté de la pièce à éclairer. La douille d‘une ampoule peut par exemple être fixée au plafond d’une pièce, sur le haut d’une paroi de mur ou en haut d’un pied de lampe. A partir de cette localisation, les ultrasons seront émis dans toutes les directions et rencontreront moins d’obstacles (tels que des meubles) que si le dispositif était placé à proximité du sol. Cette localisation permet d’assurer une plus grande propagation des ondes ultrasonores émises et une meilleure détection des ondes ultrasonores reçues. La qualité de communication ultrasonore s’en trouve amélioré, surtout pour les équipements électroniques qui se trouvent dans la pièce, dans des pièces proches ou dans une pièce située à un étage supérieur du bâtiment.[027] It should be noted that an electric bulb socket also constitutes an advantageous location of the device. Indeed, a socket is often located in height to allow the bulb to be installed, to provide adequate lighting of the room to be illuminated. The socket of a bulb can for example be fixed to the ceiling of a room, on the top of a wall wall or at the top of a lamp stand. From this location, the ultrasound will be emitted in all directions and will encounter fewer obstacles (such as furniture) than if the device were placed close to the ground. This location makes it possible to ensure a greater propagation of the emitted ultrasonic waves and a better detection of the received ultrasonic waves. The quality of ultrasonic communication is improved, especially for electronic equipment in the room, in rooms nearby or in a room on a higher floor of the building.
[028] Selon encore une autre réalisation possible, le dispositif peut comprendre en outre des moyens d’intégration à un élément de connexion, le moyen de connexion étant adapté pour être connecté électriquement avec une douille pour ampoule électrique et une ampoule électrique.[028] According to yet another possible embodiment, the device may further comprise means of integration to a connection element, the connection means being adapted to be electrically connected with a socket for a light bulb and a light bulb.
[029] Dans ce mode de réalisation, l’élément de connexion est placé en intermédiaire entre la douille et l’ampoule électrique, et assure une connexion électrique entre les deux. Le dispositif qui y est logé permet d’assurer les fonctions de communication par ultrasons avec l’équipement électronique. Ce mode de réalisation permet d’intégrer le dispositif au réseau électrique de bâtiment sans modifier le réseau lui-même. L’installation du dispositif par un utilisateur au sein du réseau en est facilitée. Ce mode de réalisation est particulièrement adapté pour associer le dispositif à un réseau électrique préexistant (celui d’une maison ancienne par exemple).[029] In this embodiment, the connection element is placed in intermediate between the socket and the electric bulb, and provides an electrical connection between the two. The device housed therein ensures the functions of ultrasonic communication with the electronic equipment. This embodiment makes it possible to integrate the device into the building electrical network without modifying the network itself. The installation of the device by a user within the network is facilitated. This embodiment is particularly suitable for associating the device with a pre-existing electrical network (that of an old house for example).
[030] De surcroît, le dispositif peut être installé à différents endroits du réseau électrique, de manière amovible, et notamment au niveau d’une douille situé au plafond d’une pièce. L’utilisateur peut ainsi déplacer facilement le dispositif dans son logement, en fonction de ses besoins de communication de données. Π peut par exemple changer le dispositif de pièce en installant l’élément de connexion entre une douille et une ampoule placées dans une autre pièce de son logement. Cette facilité d’installation et de déplacement du dispositif au sein du réseau électrique du bâtiment participe au confort d’utilisation du dispositif par l’utilisateur.[030] In addition, the device can be installed at different locations in the electrical network, removably, and in particular at a socket located on the ceiling of a room. The user can easily move the device in its housing, according to its data communication needs. Π can for example change the room device by installing the connection element between a socket and a bulb placed in another room of its housing. This ease of installation and movement of the device within the electrical network of the building contributes to the comfort of use of the device by the user.
[031] En variante, le dispositif peut comprendre des moyens d’intégration dans un culot d’ampoule électrique. Selon cette variante, le dispositif est raccordé électriquement au réseau électrique du bâtiment lorsque le culot de l’ampoule électrique dans lequel il est intégré est vissé dans une douille alimentée par ce réseau. Ce mode de réalisation est particulièrement bien adapté au réseau électrique ancien, et permet de bénéficier des fonctions de communication de données par ultrasons sans avoir à modifier substantiellement l’installation électrique préexistante d’un bâtiment (réseau électrique reste inchangé, seule l’ampoule est remplacée).[031] Alternatively, the device may include means for integration in a base of the electric bulb. According to this variant, the device is electrically connected to the electrical network of the building when the base of the light bulb in which it is integrated is screwed into a socket fed by this network. This embodiment is particularly well suited to the old electrical network, and allows to benefit from ultrasonic data communication functions without having to substantially modify the existing electrical installation of a building (electrical network remains unchanged, only the bulb is replaced).
[032] En variante ou en complément, le dispositif peut comprendre en outre un collecteur d’énergie électromagnétique configuré pour collecter au moins une partie de l’énergie électromagnétique présente dans le bâtiment et la convertir en énergie électrique pour alimenter le dispositif.[032] Alternatively or in addition, the device may further comprise an electromagnetic energy collector configured to collect at least a portion of the electromagnetic energy present in the building and convert it into electrical energy to power the device.
[033] Un tel collecteur peut permettre d'abaisser l'empreinte énergétique du dispositif électronique d’une part et, d’autre part, maintenir en mode dégradé le dispositif en cas de perte de toute autre source d’énergie, notamment l’alimentation fournie par le réseau électrique.[033] Such a collector can be used to lower the energy footprint of the electronic device on the one hand and, on the other hand, to maintain in degraded mode the device in the event of the loss of any other energy source, in particular the power supplied by the electrical network.
[034] L’ invention concerne par ailleurs un système comprenant : - un dispositif électrique tel que celui précité ; - le réseau électrique de bâtiment ; - le serveur distant ; - l’appareil électronique.[034] The invention furthermore relates to a system comprising: an electrical device such as that mentioned above; - the building electrical network; - the remote server; - the electronic device.
Dans le système, le dispositif électrique communique avec l’équipement électronique selon un protocole de communication par ultrasons.In the system, the electrical device communicates with the electronic equipment according to an ultrasonic communication protocol.
[035] A titre d’exemple, le dispositif peut être installé au sein d’un interrupteur appartenant au réseau électrique ou au sein d’une douille ou culot d’ampoule contrôlé par l’interrupteur.By way of example, the device can be installed within a switch belonging to the electrical network or within a socket or bulb base controlled by the switch.
[036] Pour contrôler l’alimentation continue fournie par le réseau électrique, le système peut comprendre un interrupteur qui est adapté pour contrôler l’allumage de l’ampoule par l’intermédiaire d’une communication d’instructions de pilotage par impulsions électriques ou communication radiofréquence. De cette manière, l’alimentation amenée à l’ampoule et au dispositif n’est pas coupée comme avec un interrupteur classique. Le dispositif électrique reçoit alors continuellement une alimentation.[036] To control the DC supply supplied by the electrical network, the system may comprise a switch which is adapted to control the ignition of the bulb via a communication of electrical pulse driving instructions or radio frequency communication. In this way, the power supply to the bulb and the device is not cut off as with a conventional switch. The electrical device then continuously receives a power supply.
[037] Cette réalisation ne requière pas qu’une source de lumière soit dans un état de fonctionnement allumée pour que la transmission de données puisse être effective (contrairement à l’état de la technique, comme par exemple l’ampoule LED précitée qui doit être allumée pour que la communication de données se réalise). Ainsi, à tout moment, le dispositif est alimenté et peut communiquer des données au serveur ou par ultrasons à l’équipement électronique, via la première ou la deuxième interface de communication.[037] This embodiment does not require that a light source is in an operating state turned on so that the data transmission can be effective (unlike the state of the art, such as the aforementioned LED bulb which must to be switched on for data communication to take place). Thus, at any time, the device is powered and can communicate data to the server or ultrasound to the electronic equipment, via the first or the second communication interface.
[038] Selon un mode de réalisation, le système comporte en outre une ampoule électrique de type LED connectée électriquement au réseau électrique du bâtiment par l’intermédiaire du dispositif électrique.[038] According to one embodiment, the system further comprises a LED type of electric light bulb electrically connected to the electrical network of the building via the electrical device.
[039] En variante ou en complément, le système est configuré pour que le réseau électrique fournisse au dispositif électrique une alimentation électrique en courant continu.[039] Alternatively or in addition, the system is configured for the electrical network to provide the electrical device with a DC power supply.
[040] En outre, la fourniture d’une alimentation électrique en courant continu permet de s’affranchir des traditionnels convertisseurs AC/DC requis habituellement pour l’alimentation de lampe LED par exemple.[040] In addition, the provision of a DC power supply eliminates traditional AC / DC converters usually required for LED lamp power, for example.
[041] Selon un autre aspect, l’invention porte également sur un procédé de contrôle d’un système tel que celui susmentionné, comprenant les étapes de : - réception de données du serveur distant ; - interprétation des données reçues du serveur distant ; - communication à l’équipement électronique d’au moins une partie des données reçues, selon un protocole de communication par ultrasons.[041] According to another aspect, the invention also relates to a control method of a system such as that mentioned above, comprising the steps of: - receiving data from the remote server; - interpretation of the data received from the remote server; - Communication to the electronic equipment of at least a portion of the received data, according to an ultrasonic communication protocol.
[042] En outre, le procédé peut comprendre les étapes de : - réception de données de l’équipement électronique selon le protocole de communication par ultrasons ; - interprétation des données reçues de l’équipement électronique ; - communication au serveur distant des données reçues de l’équipement électronique.[042] In addition, the method may comprise the steps of: - receiving data from the electronic equipment according to the ultrasonic communication protocol; - interpretation of the data received from the electronic equipment; - Communication to the remote server of the data received from the electronic equipment.
[043] En outre, le procédé peut comprendre une étape de détection de fréquences ultrasonores (par balayage de fréquences par exemple) et une étape d’identification d’au moins une fréquence ultrasonore correspondant à une fréquence de communication ultrasonore d’équipement électronique.[043] In addition, the method may comprise a step of ultrasound frequency detection (by scanning frequencies for example) and a step of identifying at least one ultrasound frequency corresponding to an ultrasonic communication frequency of electronic equipment.
[044] La présente invention vise également un programme informatique comportant des instructions pour la mise en œuvre du procédé précédemment décrit, lorsque ce programme est exécuté par une unité de traitement de données telle qu’un processeur.[044] The present invention also provides a computer program comprising instructions for implementing the method described above, when the program is executed by a data processing unit such as a processor.
[045] Ce programme peut utiliser n’importe quel langage de programmation (par exemple, un langage objet ou autre), et être sous la forme d’un code source interprétable, d’un code partiellement compilé ou d’un code totalement compilé.[045] This program can use any programming language (for example, an object language or the like), and be in the form of an interpretable source code, a partially compiled code or a fully compiled code .
[046] Brève description des figures [047] D’autres caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront à l’examen de la description détaillée ci-après, et des figures annexées sur lesquelles : la figure 1 illustre un premier exemple de système comprenant le dispositif électrique de l’invention et permettant de fournir des services à un utilisateur par l’intermédiaire d’une communication de données par ultrasons ; la figure 2 représente un exemple d’implémentation du dispositif électrique de l’invention ; la figure 3 représente un deuxième exemple de système comprenant le dispositif électrique ; la figure 4 représente un troisième exemple de système comprenant le dispositif électrique.[046] Brief description of the figures [047] Other features and advantages of the invention will appear on examining the detailed description below, and the appended figures in which: FIG. 1 illustrates a first example of a system comprising the electrical device of the invention for providing services to a user via ultrasonic data communication; FIG. 2 represents an exemplary implementation of the electrical device of the invention; FIG. 3 represents a second example of a system comprising the electrical device; FIG. 4 represents a third example of a system comprising the electrical device.
[048] Pour des raisons de clarté, les dimensions des différents éléments représentés sur ces figures ne sont pas en proportion avec leurs dimensions réelles. Sur les figures, des références identiques correspondent à des éléments identiques pour les différents modes de réalisation exposés.[048] For the sake of clarity, the dimensions of the various elements shown in these figures are not in proportion to their actual dimensions. In the figures, identical references correspond to identical elements for the various embodiments shown.
[049] Description détaillée [050] On se réfère tout d’abord à la figure 1 qui illustre un système 100 comprenant le dispositif électrique 150 de l’invention qui est installé dans un bâtiment 110 (qui peut être un logement, un établissement collectif, un site commercial ou industriel par exemple).[049] Detailed description [050] Referring firstly to Figure 1 which illustrates a system 100 comprising the electrical device 150 of the invention which is installed in a building 110 (which can be a housing, a collective establishment , a commercial or industrial site for example).
[051] Le bâtiment 110 comporte un réseau électrique alimenté par la ligne d’alimentation 120. Le réseau électrique comporte au sein du bâtiment un ensemble de câblages électriques 130 pour alimenter des appareils électriques du bâtiment (prises de courant 142a, 142b, 142c, points lumineux 145, un ou plusieurs interrupteurs 144, équipements électroménagers etc.). Le réseau électrique peut comprendre en outre un tableau électrique 140 intégrant des disjoncteurs associés aux câblages électriques.[051] The building 110 comprises an electrical network powered by the supply line 120. The electrical network comprises within the building a set of electrical wiring 130 for powering electrical appliances of the building (sockets 142a, 142b, 142c, light points 145, one or more switches 144, household appliances etc.). The electrical network may further include an electrical panel 140 incorporating circuit breakers associated with electrical wiring.
[052] Le système 100 comprend en outre un serveur distant 160 et des équipements électroniques tels que le capteur 170a (qui peut être un capteur de température, de présence ou de fumée par exemple) et le téléphone 170b. Le serveur 160 peut être la base d’une plate-forme de services proposée à l’utilisateur du bâtiment par un fournisseur d’énergie, par exemple en vue de lui proposer une tarification adaptée à son comportement de consommation, des optimisations possibles de sa consommation électrique, ou autre. Ce serveur distant peut être installé au sein même du bâtiment 110 ou, comme illustré sur la figure, à l’extérieur du bâtiment comme par exemple au niveau d’un centre de gestion d’un fournisseur d’énergie et/ou de services.[052] The system 100 further comprises a remote server 160 and electronic equipment such as the sensor 170a (which may be a temperature sensor, presence or smoke for example) and the phone 170b. The server 160 can be the basis of a service platform offered to the building user by an energy supplier, for example with a view to proposing a pricing adapted to its consumption behavior, possible optimizations of its energy consumption. power consumption, or other. This remote server can be installed inside the building 110 or, as illustrated in the figure, outside the building such as for example at a management center of a power supplier and / or services.
[053] Comme expliqué ci-après, le dispositif électrique 150 est configuré pour pouvoir établir une communication bidirectionnelle avec le serveur distant 160 (par l’intermédiaire d’un réseau étendu notamment) et une communication bidirectionnelle avec un équipement électronique 170a, 170b, la communication avec l’équipement électronique se faisant par le biais d’ultrasons 180, 190a et 190b.[053] As explained below, the electrical device 150 is configured to be able to establish bidirectional communication with the remote server 160 (via a wide area network in particular) and bidirectional communication with electronic equipment 170a, 170b, communication with the electronic equipment is via ultrasound 180, 190a and 190b.
[054] Les ultrasons 180 correspondent aux ultrasons émis par le dispositif 150, formant un flux de données descendant vers des équipements électroniques 170a, 170b aptes à percevoir des ultrasons dans la plage de fréquences précitée.[054] The ultrasound 180 corresponds to the ultrasound emitted by the device 150, forming a downward data flow to electronic equipment 170a, 170b able to perceive ultrasound in the above-mentioned frequency range.
[055] Les ultrasons 190a et 190b correspondent quant à eux aux ultrasons reçus par le dispositif 150, émis par des équipements 170a, 170b aptes à émettre des ultrasons dans la plage fréquences précitée, formant un flux de données remontant vers le dispositif.[055] The ultrasound 190a and 190b correspond to the ultrasound received by the device 150, issued by equipment 170a, 170b able to emit ultrasound in the aforementioned frequency range, forming a data flow back to the device.
[056] Typiquement, les équipements 170a 170b comportent un haut-parleur et un microphone permettant respectivement d’émettre et de recevoir des données par ultrasons. A cet effet, l’équipement peut comprendre un circuit de traitement de données adaptée pour interpréter les données reçues et à envoyer par ultrasons via le microphone et le haut-parleur de l’équipement.[056] Typically, the equipment 170a 170b comprise a loudspeaker and a microphone respectively for transmitting and receiving ultrasound data. For this purpose, the equipment may include a data processing circuit adapted to interpret the received data and to send ultrasound via the microphone and the speaker of the equipment.
[057] Les données reçues et émises par le dispositif avec l’équipement électronique sont ainsi échangées de manière silencieuse et imperceptible pour un utilisateur, les ultrasons utilisés pouvant notamment être émis à une fréquence comprise entre 10 kHz et 10 MHz, et notamment entre 17 et 22 kHz (l’oreille humaine ne percevant les sons que dans des fréquences comprises entre 20 Hz et 20 000 Hz).[057] The data received and transmitted by the device with the electronic equipment are thus exchanged in a silent and imperceptible manner for a user, the ultrasound used being able to be transmitted in particular at a frequency between 10 kHz and 10 MHz, and especially between 17 and 22 kHz (the human ear only perceives sounds in frequencies between 20 Hz and 20 000 Hz).
[058] A la figure 2 est illustré un exemple d’implémentation du dispositif 150 selon l’invention. Il comporte notamment : - une première interface de communication bidirectionnelle 420 avec le serveur distant 160 ; - une deuxième interface de communication bidirectionnelle 430 avec un équipement électronique 170a, 170b ; - une unité de traitement de données 410 configurée pour échanger des données avec le serveur distant 160 et l’équipement électronique 170a, 170b via la première et la deuxième interface de communication.[058] In Figure 2 is illustrated an example of implementation of the device 150 according to the invention. It comprises in particular: a first bidirectional communication interface 420 with the remote server 160; a second bidirectional communication interface 430 with electronic equipment 170a, 170b; a data processing unit 410 configured to exchange data with the remote server 160 and the electronic equipment 170a, 170b via the first and the second communication interface.
[059] La deuxième interface de communication est en particulier configurée pour communiquer avec l’équipement électronique 170a, 170b selon un protocole de communication par ultrasons. A cet effet, l’unité de traitement de données est implémentée de sorte à interpréter : - des données reçues du serveur distant 160 et à en communiquer au moins une partie par ultrasons 180 à l’équipement électronique 170a, 170b, via la deuxième interface de communication 420 ; et - des données reçues par ultrasons 190a, 190b de l’équipement électronique et à en communiquer au moins une partie au serveur distant 160, via la première interface de communication 430.[059] The second communication interface is in particular configured to communicate with the electronic equipment 170a, 170b according to an ultrasonic communication protocol. For this purpose, the data processing unit is implemented in such a way as to interpret: - data received from the remote server 160 and to communicate at least a part thereof by ultrasound 180 to the electronic equipment 170a, 170b, via the second interface communication device 420; and ultrasound data received 190a, 190b from the electronic equipment and communicating at least part of it to the remote server 160 via the first communication interface 430.
[060] Les données reçues et émises par le dispositif sont échangées à l’intérieur d’une pièce du bâtiment, par ultrasons, sont alors communiquées de manière silencieuse et imperceptible pour un utilisateur présent dans le bâtiment.[060] The data received and transmitted by the device are exchanged inside a room of the building, by ultrasound, are then communicated in a silent manner and imperceptible to a user present in the building.
[061] L’ unité de traitement de données 410 peut être un circuit comme par exemple : - un processeur apte à interpréter des instructions sous la forme de programme informatique, ou - une carte électronique dont les étapes du procédé de l’invention sont décrites dans le silicium, ou encore - une puce électronique programmable comme une puce FPGA (pour « Field-Programmable Gâte Array » en anglais).[061] The data processing unit 410 may be a circuit such as for example: a processor capable of interpreting instructions in the form of a computer program, or an electronic card whose steps of the method of the invention are described. in silicon, or else - a programmable electronic chip such as an FPGA chip (for "Field-Programmable Gaste Array").
[062] Pour réaliser la communication de données, la deuxième interface de communication 430 peut comporter par exemple : - un haut-parleur 440 adapté pour émettre des ultrasons, et - un microphone 450 adapté pour recevoir des ultrasons émis par des équipements électroniques.[062] To perform the data communication, the second communication interface 430 may comprise for example: - a loudspeaker 440 adapted to emit ultrasound, and - a microphone 450 adapted to receive ultrasound emitted by electronic equipment.
[063] Pour interpréter les données communiquées par ultrasons, l’unité de traitement 410 pilote : le haut-parleur 440 par l’intermédiaire de la deuxième interface de communication 430 pour émettre un flux de données descendant dans le bâtiment 110, via les ondes ultrasonores 180, le microphone 450, qui est de préférence à large spectre sonore, pour recevoir un flux de données remontant par ondes ultrasonores 190a, 190b.[063] To interpret the ultrasonically communicated data, the processing unit 410 controls: the loudspeaker 440 via the second communication interface 430 to transmit a downward data stream in the building 110, via the waves 180, the microphone 450, which is preferably broad-spectrum sound, to receive a data stream back by ultrasonic waves 190a, 190b.
[064] Le haut-parleur 440 et le microphone 430 sont des moyens d’émission-réception sonores qui conviennent pour émettre et recevoir des ultrasons selon une plage de fréquences comprise entre 10 kHz et 10 MHz. Dans cette plage de fréquences, une portée du signal ultrasonore est généralement de plusieurs dizaines de mètres dans un bâtiment, ou tout au moins dans une pièce du bâtiment. La fréquence utilisée peut typiquement être une fréquence de 17 à 22 kHz lorsque les moyens d’émission-réception sonores sont un haut-parleur et un microphone. Ceci est un exemple non limitatif, d’autres moyens d’émission-réception sonores peuvent être utilisés tels qu’un générateur piézoélectrique, un émetteur magnétostrictif, ou un émetteur électrostrictif, avec un capteur ultrasonique associé. Ces moyens sont particulièrement adaptés pour effectuer une communication ultrasonore de données dans la plage de fréquences 10 kHz à 10 MHz, les moyens utilisés pouvant être choisis en fonction du débit d’informations souhaité pour les échanges de données entre le dispositif et l’équipement électronique.[064] The loudspeaker 440 and the microphone 430 are sound transmitting-receiving means which are suitable for transmitting and receiving ultrasound in a frequency range between 10 kHz and 10 MHz. In this range of frequencies, a range of the ultrasonic signal is generally several tens of meters in a building, or at least in a room of the building. The frequency used may typically be a frequency of 17 to 22 kHz when the sound transmitting-receiving means is a speaker and a microphone. This is a non-limiting example, other sound transmission-reception means may be used such as a piezoelectric generator, a magnetostrictive transmitter, or an electrostrictive transmitter, with an associated ultrasonic sensor. These means are particularly suitable for performing an ultrasonic data communication in the frequency range 10 kHz to 10 MHz, the means used being selectable according to the desired information rate for the data exchange between the device and the electronic equipment. .
[065] Le dispositif 150 peut jouer le rôle de passerelle entre : - un réseau haut débit (par exemple un réseau étendu de type WAN) reliant le dispositif et le serveur distant 160 via la première interface de communication 160 bidirectionnelle, et - un réseau de communication sans fil, utilisant les ultrasons pour échanger des données, reliant le dispositif à des capteurs 170a, actionneurs ou autres appareils électroniques tels que des téléphones 170b, ordinateurs, tablettes tactiles, ou autre, via la deuxième interface de communication bidirectionnelle.[065] The device 150 can act as a gateway between: a high-speed network (for example a WAN wide area network) connecting the device and the remote server 160 via the first bidirectional communication interface 160, and a network wireless communication system, using ultrasound to exchange data, connecting the device to sensors 170a, actuators or other electronic devices such as 170b telephones, computers, touch pads, or other, via the second bidirectional communication interface.
[066] Les équipements électroniques peuvent communiquer par ultrasons en utilisant par exemple un microphone et un haut-parleur (moyens dont disposent généralement par défaut des équipements tels que des téléphones portables, tablettes tactiles, ordinateurs, etc.).[066] Electronic equipment can communicate by ultrasound using, for example, a microphone and a speaker (means generally available by default such equipment as mobile phones, tablets, computers, etc.).
[067] En outre, le dispositif 150 peut comprendre une mémoire capable de stocker : des instructions permettant la mise en œuvre du procédé de contrôle du système comprenant le dispositif, de données communiquées entre le dispositif, l’équipement électronique et le serveur distant, de paramètres de configuration de fonctionnement du système, de données temporaires pour réaliser les différentes étapes du procédé tel que décrit précédemment et détaillé plus loin.[067] In addition, the device 150 may comprise a memory capable of storing: instructions allowing the implementation of the control method of the system comprising the device, of data communicated between the device, the electronic equipment and the remote server, system operation configuration parameters, temporary data to perform the various steps of the method as described above and detailed below.
[068] Lorsque l’unité de traitement 410 exécute le programme informatique à partir des instructions stockées dans la mémoire 460, l’unité 410 met en œuvre : d'une part, les étapes de : o réception de données du serveur distant 160 ; o interprétation des données reçues du serveur distant ; o communication à l’équipement électronique 170a, 170b d’au moins une partie des données reçues, selon un protocole de communication par ultrasons ; d’autre part, les étapes de : - réception de données de l’équipement électronique selon le protocole de communication par ultrasons ; - interprétation des données reçues de l’équipement électronique ; - communication au serveur distant des données reçues de l’équipement électronique.[068] When the processing unit 410 executes the computer program from the instructions stored in the memory 460, the unit 410 implements: firstly, the steps of: o receiving data from the remote server 160; o interpretation of the data received from the remote server; o communicating to the electronic equipment 170a, 170b at least a portion of the received data, according to an ultrasonic communication protocol; on the other hand, the steps of: - receiving data from the electronic equipment according to the ultrasonic communication protocol; - interpretation of the data received from the electronic equipment; - Communication to the remote server of the data received from the electronic equipment.
[069] Au préalable de ces étapes ou au cours de celles-ci, l’unité de traitement 410 peut comprendre une étape de détection de fréquences ultrasonores (par balayage des fréquences comprises entre 10 kHz et 10 MHz par exemple) et une étape d’identification d’au moins une fréquence ultrasonore correspondant à une fréquence de communication ultrasonore d’équipement électronique. Cette fréquence peut par exemple être d’une valeur de 20 kHz.[069] In advance of these steps or during these steps, the processing unit 410 may comprise a step of ultrasound frequency detection (by scanning frequencies between 10 kHz and 10 MHz for example) and a step of identifying at least one ultrasound frequency corresponding to an ultrasonic communication frequency of electronic equipment. This frequency may for example be of a value of 20 kHz.
[070] Ce balayage de fréquences est effectué sur le microphone 450 et/ou le haut-parleur afin de détecter les bonnes fréquences (puissances) en au sein du bâtiment, notamment d’une pièce de ce bâtiment, pour établir une communication par ultrasons avec les équipements électroniques présents.[070] This frequency sweep is performed on the microphone 450 and / or the loudspeaker in order to detect the right frequencies (powers) within the building, in particular of a part of this building, to establish an ultrasonic communication. with the electronic equipment present.
[071] Le dispositif électrique comprend en outre au moins un moyen d’intégration 10, qui permet d’installer le dispositif dans : une douille, un élément intermédiaire de connexion entre une douille et une ampoule, un culot d’ampoule, ou tout autre appareil électrique alimenté par le réseau tel qu’un interrupteur, une prise de courant, un tableau électrique ou un compteur.[071] The electrical device further comprises at least one integration means 10, which allows the device to be installed in: a socket, an intermediate connection element between a socket and a bulb, a bulb base, or any other electrical equipment powered by the network such as a switch, a socket, a switchboard or a meter.
[072] Le moyen d’intégration 10 peut être un moyen d’attache tel qu’un adhésif, une fixation par vis, ou une coopération mécanique par encliquetage.[072] The integration means 10 may be a fastening means such as an adhesive, a screw fastener, or a mechanical latching cooperation.
[073] Sur la figure, la deuxième interface communication 430 est illustrée en liaison avec le haut-parleur 440 et le microphone 450. Toutefois cette réalisation n’est pas limitative. La deuxième interface de communication peut en outre être configurée pour communiquer avec d’autres objets connectés (non illustrés sur les figures) tels qu’une ampoule communicante ou une caméra (par exemple une micro-caméra à vision nocturne). La deuxième interface de communication 430 peut être configurée pour assurer une liaison filaire ou radio avec ces objets connectés (permettant ainsi d’échanger des flux de données image avec une micro caméra infra-rouge par exemple, des informations de détection de présence, de mouvement, d’évolution de contexte telle qu’une ouverture de fenêtre typiquement).[073] In the figure, the second communication interface 430 is illustrated in connection with the speaker 440 and the microphone 450. However, this embodiment is not limiting. The second communication interface may further be configured to communicate with other connected objects (not shown in the figures) such as a communicating light bulb or a camera (eg a night vision micro-camera). The second communication interface 430 may be configured to provide a wired or wireless link with these connected objects (thus enabling image data streams to be exchanged with an infra-red micro-camera for example, presence, motion detection information. context evolution such as a window opening typically).
[074] L’unité de traitement de données 410 peut traiter les données échangées avec ces objets connectés de sorte à : utiliser des données audio issus des objets pour : o la reconnaissance de sons (détection de sons, de contenu sonores, leurs directions) pour augmenter la reconnaissance d'usage électrique (exemple aspirateur, cafetière, objet nomade) ; o la reconnaissance vocale (détection de paroles) pour commande vocale, o la détection par ultrasons (présence, mouvement, densité d'occupation des lieux) ; o la détection de contexte à partir de données provenant de plusieurs capteurs ; utiliser des données d’image pour : o la détection de présence (en particulier d’une ou plusieurs personnes, d’un animal, ou autre) ; o la détection de mouvement et de situation (personne debout, assise, couchée, chutée par exemple) ; o la fusion de capteurs (combinaison de données pour déterminer une gestuelle, un contexte typiquement).[074] The data processing unit 410 can process the data exchanged with these connected objects so as to: use audio data from the objects for: o recognition of sounds (detection of sounds, sound content, their directions) to increase the recognition of electrical use (eg vacuum cleaner, coffee maker, nomadic object); o voice recognition (voice detection) for voice control, o ultrasonic detection (presence, movement, density of occupancy); o context detection from data from multiple sensors; use image data for: o presence detection (in particular of one or more persons, an animal, or other); o Motion and situation detection (person standing, sitting, lying, falling, for example); o the fusion of sensors (combination of data to determine a gesture, a context typically).
[075] Le dispositif électrique 150 peut aussi comprendre un module d’alimentation 490 prévu pour être connecté au réseau de sorte à recevoir une alimentation en énergie électrique. Le module 490 permet d’alimenter les composants électroniques du dispositif 150 pour leur bon fonctionnement.[075] The electrical device 150 may also include a power module 490 provided to be connected to the network so as to receive a supply of electrical energy. The module 490 makes it possible to supply the electronic components of the device 150 for their proper operation.
[076] De préférence, le réseau électrique fournit une alimentation en courant continu au module d’alimentation 490, à une tension typiquement de 48V. Toutefois, si le réseau électrique conduit une autre alimentation électrique, notamment en courant alternatif avec une tension de 220V, le module d’alimentation 490 peut être configuré pour convertir l’alimentation reçue en une alimentation prescrite pour les composants du dispositif, i.e. généralement en courant continu.[076] Preferably, the electrical network supplies a DC power supply to the power supply module 490, at a voltage typically of 48V. However, if the electrical network drives another power supply, in particular alternating current with a voltage of 220V, the power supply module 490 can be configured to convert the received power supply into a power supply prescribed for the components of the device, ie generally in DC current.
[077] Le module 490 peut être configuré pour permettre d’alimenter également un appareil électrique au sein duquel le dispositif est installé via le moyen d’intégration 10 (par exemple dans une ampoule électrique lorsque le dispositif est intégré dans le culot de l’ampoule), ou tout au moins connecté électriquement.[077] The module 490 may be configured to allow also powering an electrical device in which the device is installed via the integration means 10 (for example in a light bulb when the device is integrated in the base of the bulb), or at least electrically connected.
[078] L’unité de traitement 410 peut être configurée pour mesurer une différence de potentiel au niveau du module d’alimentation 490 afin de déterminer la consommation en énergie électrique du dispositif lui-même, et surtout de l’appareil électrique qu’il peut alimenter via le module 490. A titre d’exemple, l’unité de traitement 410 peut mesurer une différence de potentiel au niveau de l’alimentation fournie par le module 490 à une ampoule LED voire une ampoule Halogène DC, et déterminer à partir de la différence mesurée une consommation électrique en temps réel.[078] The processing unit 410 may be configured to measure a potential difference at the power supply module 490 to determine the electrical energy consumption of the device itself, and especially of the electrical apparatus it can supply power via the module 490. By way of example, the processing unit 410 can measure a potential difference at the power supply provided by the module 490 to an LED bulb or even a DC halogen bulb, and determine from from the measured difference a real-time power consumption.
[079] En cas de coupure de l’alimentation du réseau reçue par le module 490, le dispositif peut inclure une batterie (chargée par le module 490 lorsque celui-ci est alimenté par le réseau ou par une source de production d’énergie renouvelable annexe, comme un panneau photovoltaïque par exemple) permettant de continuer à assurer le fonctionnement des communications par ultrasons et avec le serveur distant, au moins temporairement. Cette batterie peut en outre permettre d’alimenter temporairement l’appareil électrique via le module 490.[079] In the event of a power failure of the network received by the module 490, the device may include a battery (charged by the module 490 when the latter is powered by the network or by a source of renewable energy production annex, as a photovoltaic panel for example) to continue to ensure the operation of ultrasonic communications and with the remote server, at least temporarily. This battery can also be used to temporarily power the electrical device via the module 490.
[080] En variante ou en complément, le dispositif 150 comprend un collecteur d’énergie électromagnétique 480 apte à convertir une énergie électromagnétique captée au sein du bâtiment en une énergie électrique pour alimenter le dispositif lui-même, de préférence selon une alimentation en courant continu. Ce collecteur permet d'abaisser l'empreinte énergétique du fonctionnement du dispositif d’une part, et de maintenir en mode dégradé le dispositif en cas de perte de toute autre source d’énergie (i.e. l’alimentation du réseau électrique, l’alimentation d’une source de production annexe et la batterie par exemple).[080] Alternatively or in addition, the device 150 comprises an electromagnetic energy collector 480 capable of converting electromagnetic energy captured within the building into electrical energy to power the device itself, preferably according to a power supply. continued. This collector makes it possible to lower the energy footprint of the operation of the device on the one hand, and to maintain in degraded mode the device in the event of the loss of any other energy source (ie the supply of the electrical network, the power supply an ancillary production source and the battery for example).
[081] La première interface de communication 420 est apte à établir une communication bidirectionnelle avec le serveur distant 160. Cette première interface 420 est notamment apte à être connectée au serveur distant par l’intermédiaire d’un réseau étendu et à recevoir des requêtes du serveur distant ou à lui envoyer des requêtes. Ainsi, il est possible de transmettre des interrogations selon un le flux de communication bidirectionnel de données.[081] The first communication interface 420 is able to establish a bidirectional communication with the remote server 160. This first interface 420 is particularly suitable for being connected to the remote server via a wide area network and receiving requests from the remote server. remote server or to send him queries. Thus, it is possible to transmit queries according to the bidirectional data communication flow.
[082] Le serveur distant 160, via la première interface de communication 420 du dispositif 150, peut être apte à mettre à jour et paramétrer les programmes informatiques exécutés par l’unité de traitement 410 (et pouvant être stockés dans la mémoire 460), dont : le système d'exploitation de l’unité de traitement 410 ; les pilotes pour opérer avec les première et deuxième interfaces de communication 420, 430 ; les instructions pour : o interpréter les données échangées avec le serveur distant et avec les équipements électroniques, o effectuer des fonctions de comptage de consommation des composants du dispositif et de l’appareil électrique que le module 490 peut alimenter.[082] The remote server 160, via the first communication interface 420 of the device 150, may be able to update and set the computer programs executed by the processing unit 410 (and can be stored in the memory 460), of which: the operating system of the processing unit 410; the pilots for operating with the first and second communication interfaces 420, 430; instructions for: o interpreting the data exchanged with the remote server and with the electronic equipment, o performing consumption counting functions of the components of the device and of the electrical device that the module 490 can power.
[083] Le serveur distant 160 peut aussi collecter des données stockées dans la mémoire 460 par exemple pour faire évoluer les services et offres selon les habitudes de consommation et le comportement de l’utilisateur.[083] The remote server 160 can also collect data stored in the memory 460 for example to change the services and offers according to consumer habits and behavior of the user.
[084] En mode dégradé, il est possible de prévoir d’intégrer un module de communication sans contact (par exemple via une communication en champ proche, nommé en anglais NFC pour « Near Field Communication »). Dans ce cas de figure, un dispositif externe d’un opérateur de maintenance peut permettre de remplacer les programmes et une partie des données de la mémoire 460 via une communication en champ proche avec le module sans contact du dispositif.[084] In degraded mode, it is possible to provide for integrating a contactless communication module (for example via a near field communication, named in English NFC for "Near Field Communication"). In this case, an external device of a maintenance operator can be used to replace the programs and part of the data of the memory 460 via a near-field communication with the contactless module of the device.
[085] On se réfère maintenant à la figure 3 sur laquelle est illustré un exemple d’installation du dispositif au niveau d’un point lumineux du bâtiment 110. Ce point lumineux 145 comprend une ampoule associée avec une douille (non représentée sur la figure) qui est alimentée par le réseau électrique du bâtiment. Cette ampoule peut notamment être alimentée par le réseau via l’interrupteur 144.[085] Referring now to Figure 3 which shows an example of installation of the device at a light point of building 110. This light point 145 comprises a bulb associated with a socket (not shown in FIG. ) that is powered by the electrical network of the building. This bulb can in particular be powered by the network via the switch 144.
[086] Le dispositif peut être intégré à différents niveaux du point lumineux dont : à l’intérieur de la douille, dans un élément de connexion intermédiaire connectant électriquement la douille et l’ampoule, dans le culot de l’ampoule électrique 145.[086] The device can be integrated at different levels of the light point including: inside the socket, in an intermediate connection element electrically connecting the socket and the bulb, in the base of the electric bulb 145.
[087] Pour la réalisation avec élément de connexion, celui-ci peut notamment comprendre : - une première connexion électrique avec la douille qui peut être configurée sous la forme d’un culot à vis ou à baïonnette par exemple, et - une deuxième connexion électrique avec l’ampoule, sous la forme d’une douille à vis ou à baïonnette, permettant d’assurer une connexion électrique amovible entre l’ampoule et la douille.[087] For the realization with connection element, it can include: - a first electrical connection with the socket which can be configured in the form of a screw or bayonet base for example, and - a second connection electric with the bulb, in the form of a socket screw or bayonet, to ensure a removable electrical connection between the bulb and the socket.
[088] L’interrupteur 144 peut quant à lui être configuré pour - recevoir une alimentation en courant alternatif du réseau électrique (en provenance d’un câble 130 du réseau) et la convertir en une alimentation en courant continu adaptée pour alimenter directement le dispositif 150.[088] The switch 144 can in turn be configured to - receive AC power from the power grid (from a network cable 130) and convert it into a DC power supply adapted to feed the device directly. 150.
[089] A cet effet, l’interrupteur peut comprendre un convertisseur AC/DC, qui sur détection du signal électrique fourni par le réseau électrique du bâtiment, converti automatiquement une tension alternative ou continue, selon un niveau de tension continue adaptée pour l’alimentation du dispositif 150. Cette réalisation permet de s’affranchir de la présence d’un convertisseur AC/DC au sein du dispositif, ce qui peut être avantageux si le dispositif est implémenté dans un espace restreint, comme dans le culot ou la douille d’une ampoule électrique.[089] For this purpose, the switch may comprise an AC / DC converter, which upon detection of the electrical signal supplied by the building's electrical network, automatically converts an AC or DC voltage, according to a DC voltage level adapted for the This embodiment makes it possible to dispense with the presence of an AC / DC converter within the device, which can be advantageous if the device is implemented in a small space, such as in the socket or the socket of the device. a light bulb.
[090] Alternativement, la fourniture d'énergie électrique pour alimenter le dispositif 150 peut être réalisée par : une alimentation AC en provenance du tableau électrique 140, des batteries préalablement chargées, préférentiellement avec une énergie verte du type photovoltaïque produite localement si l'acheminement par le réseau de distribution électrique du distributeur d’énergie est défaillant, un câble Ethernet POE (pour « Power Over Ethernet » de 48V).[090] Alternatively, the supply of electrical energy to power the device 150 can be achieved by: AC power from the electrical panel 140, previously charged batteries, preferably with a green energy of the photovoltaic type produced locally if the routing the power distribution network of the energy distributor has failed, a POE Ethernet cable (for "Power Over Ethernet" of 48V).
[091] L’interrupteur peut en outre comprendre un module de communication configuré pour : communiquer des données avec le dispositif 150 selon un flux bidirectionnel, par voie filaire (via le câble électrique d’alimentation entre l’interrupteur et le dispositif) ou par voie radio, en vue notamment de relayer les données échangées entre le serveur distant et l’unité de traitement de données 410 du dispositif 150 ; transmettre des requêtes via le flux bidirectionnel entre le serveur distant et le dispositif 150. faire une interrogation des données de consommation stockées dans la mémoire 460 du dispositif, piloter l’ampoule raccordée au dispositif en envoyant à ce dernier des instructions de pilotage de l’ampoule (mise en état allumé ou éteint de l’ampoule, gradation et couleur si l’ampoule ou le dispositif le permet), paramétrer et mettre à jour les programmes et données stockées dans la mémoire 460 du dispositif.[091] The switch may further comprise a communication module configured to: communicate data with the device 150 in a bidirectional flow, wired (via the power supply cable between the switch and the device) or by radio channel, in particular to relay the data exchanged between the remote server and the data processing unit 410 of the device 150; transmit requests via the bidirectional flow between the remote server and the device 150. interrogate the consumption data stored in the memory 460 of the device, control the bulb connected to the device by sending the latter instructions for controlling the bulb (setting the bulb on or off, dimming and color if the bulb or device allows it), setting up and updating programs and data stored in memory 460 of the device.
[092] L’interrupteur peut communiquer au dispositif, par impulsions électriques envoyées via la connexion électrique entre l’interrupteur et le dispositif, ou via une communication radiofréquence (de type Wi-Fi, Bluetooth® ou autre), des instructions de pilotage, notamment en vue de contrôler l’allumage de l’ampoule 145. L’interrupteur permet ainsi de piloter l’allumage d’une ampoule sans avoir à couper l’alimentation électrique du dispositif électrique (comme ce serait le cas avec un interrupteur classique). Les communications de données par ultrasons ne sont alors pas interrompues lorsque l’ampoule est éteinte.[092] The switch can communicate to the device, by electrical pulses sent via the electrical connection between the switch and the device, or via radio frequency communication (of the Wi-Fi, Bluetooth® or other type), piloting instructions, especially with a view to controlling the lighting of the light bulb 145. The switch thus makes it possible to control the lighting of a light bulb without having to cut off the electrical power supply of the electric device (as would be the case with a conventional switch) . Ultrasonic data communications are not interrupted when the bulb is turned off.
[093] Le module de communication de l’interrupteur peut en outre être configuré pour communiquer selon une liaison sans-fil (typiquement de type Wi-Fi ou Bluetooth®) avec d’autres équipements électroniques du bâtiment tels que : des capteurs de paramètres variés (qualité de l’air, humidité, température, fuite d’eau, consommation, etc.), l’ensemble des paramètres mesurés par ces capteurs pouvant être interprétés simultanément afin de déterminer des contextes d’utilisation ou de détection ; et d’actionneurs par exemple de volet roulant, de fuite d’eau, de système de chauffage, etc.[093] The communication module of the switch can also be configured to communicate according to a wireless link (typically of the Wi-Fi or Bluetooth® type) with other electronic building equipment such as: parameter sensors various (air quality, humidity, temperature, water leak, consumption, etc.), all the parameters measured by these sensors can be interpreted simultaneously to determine contexts of use or detection; and actuators for example shutter, water leak, heating system, etc.
[094] Sur l’exemple illustré à la figure 4, le dispositif 150 est implanté dans un autre appareil électrique du réseau, qui est l’interrupteur 144. Cette localisation du dispositif permet également d’échanger des données par ultrasons avec les équipements 170a et 170b de sorte à faire bénéficier à l’utilisateur de services proposés par le serveur 160, et ce de manière inaudible et imperceptible visuellement.[094] In the example illustrated in FIG. 4, the device 150 is implanted in another electrical device of the network, which is the switch 144. This location of the device also makes it possible to exchange ultrasound data with the devices 170a. and 170b so as to provide the user with services offered by the server 160, and this inaudibly and imperceptible visually.
[095] Le dispositif proposé à également un intérêt économique, car il permet de garder l’infrastructure du réseau électrique existant (le câblage électrique). Ainsi, pour le déploiement d’une plate-forme de service, l'investissement porterait sur simplement sur l’installation d'un appareil électrique (douille, ampoule, interrupteur, prise de courant, élément de connexion douille-ampoule) du réseau comprenant le dispositif douille.[095] The proposed device is also of economic interest because it allows to keep the infrastructure of the existing electrical network (electrical wiring). Thus, for the deployment of a service platform, the investment would simply involve the installation of an electrical device (socket, bulb, switch, socket, connection element socket-bulb) of the network comprising the device socket.
[096] La solution de mise en œuvre de ce couple de dispositifs (400, 300) consiste de façon simple, après s’être assurer de la mise hors tension de l’installation, à déposer l’ampoule, voire la douille et l’interrupteur existant, de les remplacer par l’objet de l’invention, sans modification du câblage existant, d’effectuer le paramétrage et de remettre en service l’installation.[096] The implementation solution of this pair of devices (400, 300) consists of a simple way, after making sure of the power off of the installation, to remove the bulb, or even the socket and the existing switch, to replace them with the object of the invention, without modification of the existing wiring, to make the setting and restart the installation.
[097] Le dispositif peut être embarqué dans des parties du réseau électrique très accessibles (douilles, ampoules notamment), pour être installé et raccordé aisément au réseau électrique par l’utilisateur ou un installateur.[097] The device can be embedded in very accessible parts of the electrical network (sockets, bulbs in particular), to be installed and easily connected to the power grid by the user or an installer.
[098] Le dispositif peut notamment être intégré à des réseaux électrique ancien, et permet de bénéficier des fonctions de communication de données par ultrasons sans avoir à modifier substantiellement l’installation électrique préexistante du bâtiment (réseau électrique reste inchangé, seule l’ampoule nécessite d’être changée par une ampoule embarquant le dispositif en son culot par exemple).[098] The device can in particular be integrated with old electrical networks, and can benefit from the ultrasonic data communication functions without having to substantially modify the existing electrical installation of the building (electrical network remains unchanged, only the bulb requires to be changed by a light bulb embedding the device in its base for example).
[099] L’ invention a été décrite en référence à des modes de réalisations particuliers qui ne sont pas limitatifs. Bien entendu, la présente invention ne se limite pas à la forme de réalisation décrite à titre d’exemple et elle s’étend à d’autres variantes. Par exemple, le dispositif peut être inséré dans un réseau maillé d’éclairage, et créer l'artère principale de communication du bâtiment (le «backbone »). Il peut servir de passerelle entre le réseau haut débit avec le serveur distant et les capteurs / actionneurs locaux à faible empreinte énergétique, ainsi que les interactions homme / machine ou machine / machine et ce en utilisant un protocole de communication en local basé sur les ultrasons.[099] The invention has been described with reference to particular embodiments that are not limiting. Of course, the present invention is not limited to the embodiment described by way of example and extends to other variants. For example, the device can be inserted into a meshed lighting network, and create the main communication artery of the building (the "backbone"). It can serve as a gateway between the broadband network with the remote server and local low energy footprint sensors / actuators, as well as human / machine or machine / machine interactions using a local ultrasound-based communication protocol .
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