FR3055498A1 - METHOD FOR WIRELESS CONNECTION IN THE RURAL ENVIRONMENT OF OBJECTS TO A COMPUTER NETWORK - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne un procédé de connexion sans fil, en milieu rural, d'objets (1) à un réseau informatique (7), consistant à équiper chaque objet (1) d'un module bas débit (4) de transmission sans fil, et à implanter dans des parcelles cultivables s'étendant dans la zone d'émission couverte par les modules de transmission sans fil (4) des objets (1), des unités de mesure autonomes (5) équipées d'un module d'acquisition de données représentatives de l'état des parcelles cultivables, d'un module bas débit de réception sans fil des données émises par les modules de transmission sans fil (4) des objets (1), et d'un module bas débit de transmission sans fil à destination d'un réseau cellulaire comportant des antennes relais (19) et une plateforme de collecte (6), en vue de la mise à disposition sur un réseau informatique (7) accessible au public, d'une part des données acquises représentatives de l'état des parcelles cultivables, et d'autre part, des données en provenance des modules de transmission sans fil (4) des objets (1).The invention relates to a method of wireless connection, in rural environment, of objects (1) to a computer network (7), consisting in equipping each object (1) with a low-speed wireless transmission module (4). , and to implant in cultivable plots extending in the emission zone covered by the wireless transmission modules (4) objects (1), autonomous measurement units (5) equipped with an acquisition module data representative of the state of the cultivable plots, a low-speed module for wireless reception of the data transmitted by the wireless transmission modules (4) of the objects (1), and a low-speed transmission module without wire intended for a cellular network comprising relay antennas (19) and a collection platform (6), for making available on a computer network (7) accessible to the public, on the one hand representative acquired data the state of the arable plots, and on the other hand, data from the wireless transmission modules (4) of the objects (1).

Description

Titulaire(s) : JAUBERT AGISSANT AU NOM ET POUR LE COMPTE DE PH.J SAS EN COURS DE FORMATION PHILIPPE, AGRI-INTRANET.Holder (s): JAUBERT ACTING ON BEHALF OF AND ON BEHALF OF PH.J SAS DURING TRAINING PHILIPPE, AGRI-INTRANET.

Demande(s) d’extensionExtension request (s)

Mandataire(s) : SAILHAN LAFFITTE CAMILLE.Agent (s): SAILHAN LAFFITTE CAMILLE.

104) PROCEDE DE CONNEXION SANS FIL, EN MILIEU RURAL, D'OBJETS A UN RESEAU INFORMATIQUE.104) METHOD FOR WIRELESS CONNECTION, IN RURAL AREAS, OF OBJECTS TO A COMPUTER NETWORK.

FR 3 055 498 - A1 (5/J L'invention concerne un procédé de connexion sans fil, en milieu rural, d'objets (1) à un réseau informatique (7), consistant à équiper chaque objet (1 ) d'un module bas débit (4) de transmission sans fil, et à implanter dans des parcelles cultivables s'étendant dans la zone d'émission couverte par les modules de transmission sans fil (4) des objets (1 ), des unités de mesure autonomes (5) équipées d'un module d'acquisition de données représentatives de l'état des parcelles cultivables, d'un module bas débit de réception sans fil des données émises par les modules de transmission sans fil (4) des objets (1), et d'un module bas débit de transmission sans fil à destination d'un réseau cellulaire comportant des antennes relais (19) et une plateforme de collecte (6), en vue de la mise à disposition sur un réseau informatique (7) accessible au public, d'une part des données acquises représentatives de l'état des parcelles cultivables, et d'autre part, des données en provenance des modules de transmission sans fil (4) des objets (1).FR 3 055 498 - A1 (5 / J The invention relates to a method of wireless connection, in a rural environment, of objects (1) to a computer network (7), consisting in equipping each object (1) with a low speed wireless transmission module (4), and to be installed in cultivable plots extending in the emission zone covered by the wireless transmission modules (4) of objects (1), autonomous measurement units ( 5) equipped with a module for acquiring data representative of the state of the cultivable plots, with a low-speed module for wireless reception of the data transmitted by the wireless transmission modules (4) of the objects (1), and a low-speed wireless transmission module intended for a cellular network comprising relay antennas (19) and a collection platform (6), with a view to making it available on a computer network (7) accessible to public, on the one hand of the acquired data representative of the state of the cultivable plots, and of on the other hand, data from the wireless transmission modules (4) of the objects (1).

Figure FR3055498A1_D0001
Figure FR3055498A1_D0002

L’invention concerne un procédé de connexion sans fil, en milieu rural, d’objets à un réseau informatique.The invention relates to a wireless connection method, in a rural environment, of objects to a computer network.

Le développement de l’internet des objets « IDO « connu également sous l’appellation « IOT » ( pour « internet of things »), a conduit à la création de réseaux spécifiques de télécommunication « M2M : Machine to Machine » dédiés à la communication entre les objets connectés et les infrastructures Internet (smartphones, serveurs,...) qui exploitent les données que ces objets génèrent voire les pilotent lorsqu’ils sont actifs.The development of the Internet of Things "IDO" also known as "IOT" (for "internet of things"), has led to the creation of specific telecommunications networks "M2M: Machine to Machine" dedicated to communication between connected objects and Internet infrastructures (smartphones, servers, ...) which use the data that these objects generate or even control when they are active.

Une solution performante a consisté à créer des réseaux longue portée bas débit permettant la communication de données de taille réduite entre les appareils connectés par la mise en œuvre de la technologie radio peu énergétique UNB (« Ultra Narrow Band ») qui utilise des bandes de fréquences libres de droit telles que les bandes ISM (bandes industrielles scientifiques et médicales).An effective solution consisted in creating long-range low-speed networks allowing the communication of reduced size data between the connected devices by the implementation of low energy radio technology UNB ("Ultra Narrow Band") which uses frequency bands. royalty free such as ISM tapes (scientific and medical industrial tapes).

Comme pour les réseaux cellulaires téléphoniques usuels, cette technologie actuellement éprouvée s’avère exploitable de façon rentable pour les zones les plus densément peuplées.As with conventional cellular telephone networks, this currently proven technology is proving to be cost-effective for the most densely populated areas.

Par contre, concernant les zones les moins densément peuplées, constituées typiquement des zones rurales, une exploitation rentable pour les opérateurs s’avère très aléatoire.On the other hand, concerning the least densely populated areas, typically made up of rural areas, profitable exploitation for operators turns out to be very uncertain.

La présente invention vise à pallier cet inconvénient et a pour principal objectif de fournir une solution très économique conduisant à étendre, à moindres frais, la couverture des réseaux de télécommunications M2M aux zones rurales.The present invention aims to overcome this drawback and has the main objective of providing a very economical solution leading to extending, at lower cost, the coverage of M2M telecommunications networks to rural areas.

A cet effet l’invention vise un procédé de connexion sans fil, en milieu rural, d’objets à un réseau informatique, selon lequel :To this end, the invention relates to a method of wireless connection, in a rural environment, of objects to a computer network, according to which:

- on équipe chaque objet d’un module bas débit de transmission sans fil,- we equip each object with a low speed wireless transmission module,

- on implante des unités de mesure autonomes dans des parcelles cultivables s’étendant, d’une part, dans la zone d’émission couverte par les modules de transmission sans fil des objets, et d’autre part, dans la zone de réception d’au moins une antenne relais d’un réseau cellulaire longue portée et bas débit comportant une plateforme de collecte des données transmises par les antennes relais du dit réseau cellulaire, les dites unités de mesure autonomes étant équipées :- we set up autonomous measurement units in cultivable plots extending, on the one hand, in the emission zone covered by the wireless transmission modules of objects, and on the other hand, in the reception zone d '' at least one relay antenna of a long-range and low-speed cellular network comprising a data collection platform transmitted by the relay antennas of said cellular network, said autonomous measurement units being equipped:

2' • d’un module d’acquisition de données représentatives de l’état des parcelles cultivables, • d’un module bas débit de réception sans fil des données émises par les modules de transmission sans fil des objets, • d’un module bas débit de transmission sans fil à destination de la plateforme de collecte du réseau cellulaire, en vue de la mise à disposition sur un réseau informatique accessible au public, d’une part des données acquises représentatives de l’état des parcelles cultivables, et d’autre part, des données en provenance des modules de transmission sans fil des objets.2 '• a module for acquiring data representative of the state of cultivable plots, • a low-speed module for wireless reception of data transmitted by the wireless transmission modules for objects, • a module low speed wireless transmission to the collection platform of the cellular network, with a view to making available on a computer network accessible to the public, on the one hand the acquired data representative of the state of the cultivable plots, and d on the other hand, data from the wireless transmission modules of the objects.

L’invention a donc consisté à construire un réseau de télécommunication, en premier lieu, composé de façon usuelle d’une plateforme de collecte et d’antennes relais longue portée, et selon l’invention, « prolongé » en vue d’assurer la couverture des zones rurales qui s’avèrent consister essentiellement en des zones agricoles, en implantant des relais supplémentaires consistant en des unités de mesure autonomes sans fil, de type connu en soi, d’acquisition et de transmission de données représentatives de l’état du sol et de la végétation de parcelles cultivables, équipées, en outre, selon l’invention, d’un module de réception bas débit, leur conférant leur fonction de relais.The invention therefore consisted in building a telecommunications network, in the first place, usually composed of a collection platform and long-range relay antennas, and according to the invention, "extended" in order to ensure the coverage of rural areas which turn out to consist essentially of agricultural areas, by installing additional relays consisting of autonomous wireless measurement units, of a type known per se, of acquisition and transmission of data representative of the state of the soil and vegetation of cultivable plots, further equipped, according to the invention, with a low-speed reception module, giving them their relay function.

Moyennant le simple ajout d’un module bas débit de réception sans fil en vue d’obtenir chaque relais, la couverture des zones rurales requiert donc seulement selon l’invention l’implantation de relais consistant en des outils d’aide à la décision permettant aux exploitants agricoles d’optimiser leurs ressources et leur temps, et dont le coût et la maintenance sont donc au moins partiellement pris en charge par ces derniers. Ainsi, le procédé selon l’invention permet de réaliser, moyennant un surcoût non susceptible d’affecter la rentabilité de leur exploitation, des réseaux de télécommunications M2M, couvrant la totalité du territoire.With the simple addition of a low-speed wireless reception module in order to obtain each relay, coverage of rural areas therefore only requires, according to the invention, the installation of relays consisting of decision-making tools allowing farmers to optimize their resources and their time, and whose cost and maintenance are therefore at least partially borne by them. Thus, the method according to the invention makes it possible, for an additional cost not likely to affect the profitability of their operation, of M2M telecommunications networks, covering the entire territory.

Selon un mode de mise en œuvre avantageux, chaque objet et chaque unité de mesure autonome sont équipés d’un module bas débit de transmission et de réception sans fil apte à permettre une communication bidirectionnelle entre les dits objets et unités de mesure autonome sans fil.According to an advantageous embodiment, each object and each autonomous measurement unit are equipped with a low-speed wireless transmission and reception module capable of allowing two-way communication between said objects and autonomous wireless measurement units.

De plus, en vue d’augmenter l’autonomie des unités de mesure autonomes, on équipe avantageusement selon l’invention ces dernières deIn addition, with a view to increasing the autonomy of the autonomous measurement units, the latter are advantageously equipped with

3' moyens autonomes d’alimentation électrique consistant en des moyens de production d’énergie solaire photovoltaïque.3 'autonomous means of electrical supply consisting of means for producing photovoltaic solar energy.

Selon un autre mode de mise en œuvre avantageux de l’invention, on implante les unités de mesure autonomes de façon à former un maillage apte à permettre la localisation, notamment par triangulation, des objets dont la zone d’émission couvre au moins trois points du dit maillage.According to another advantageous embodiment of the invention, the autonomous measurement units are installed so as to form a mesh capable of allowing the localization, in particular by triangulation, of objects whose emission zone covers at least three points of the said mesh.

Cette disposition permet notamment de suivre les déplacements et de localiser les objets mobiles.This arrangement makes it possible in particular to track movements and locate mobile objects.

D'autres caractéristiques buts et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui suit en référence aux dessins annexés qui en représentent, à titre d’exemples non limitatifs, deux modes de mise en œuvre avantageux. Sur ces dessins :Other characteristics and advantages of the invention will emerge from the detailed description which follows, with reference to the accompanying drawings which show, by way of non-limiting examples, two advantageous modes of implementation. In these drawings:

- la figure 1 est un schéma représentant un réseau cellulaire de télécommunication réalisé selon le procédé de l’invention,FIG. 1 is a diagram representing a cellular telecommunications network produced according to the method of the invention,

- la figure 2 est un schéma représentant une application du procédé selon l’invention permettant la localisation d’un objet connecté,FIG. 2 is a diagram representing an application of the method according to the invention allowing the location of a connected object,

- et la figure 3 est une vue frontale d’une unité de mesure autonome destinée à la mise en œuvre du procédé de connexion selon l’invention.- And Figure 3 is a front view of an autonomous measurement unit for the implementation of the connection method according to the invention.

Le procédé selon l’invention vise la réalisation d’un réseau cellulaire de télécommunication longue portée bas débit utilisant la technologie radio UNB (« Ultra Narrow Band »), et permettant notamment de réaliser des connexions sans fil avec des objets situés en milieu rural, tels que par exemple, tel que représenté à la figure 1, un système d’alarme 1 (incendie , effraction...) installé dans une habitation 2, ou, tel que représenté à la figure 2, une benne agricole 3 déposée dans un champ, une palette. Cette liste d’objets connectés n’est bien sûr pas exhaustive, et inclut, en outre, par exemple, les compteurs de fluide installés dans les habitations ou dans les zones cultivées...The method according to the invention is aimed at producing a low-speed long-range cellular telecommunications network using UNB (“Ultra Narrow Band”) radio technology, and in particular making it possible to make wireless connections with objects located in rural areas, such as for example, as represented in FIG. 1, an alarm system 1 (fire, break-in, etc.) installed in a dwelling 2, or, as represented in FIG. 2, an agricultural skip 3 deposited in a field, a palette. This list of connected objects is of course not exhaustive, and also includes, for example, the fluid meters installed in homes or in cultivated areas ...

De façon usuelle, et en premier lieu, ce procédé consiste à équiper chaque objet 1, 3 d’un module bas débit 4 de transmission sans fil.Usually, and first of all, this process consists in equipping each object 1, 3 with a low-speed module 4 for wireless transmission.

Il consiste également à réaliser un réseau principal de télécommunication composé d’antennes relais 19 longue portée, et d’une plateforme 6 de collecte et de traitement des données transmises par les dites antennes relais, et de mise à disposition des données traitées sur un réseau informatique accessible au public, schématisé par un téléphone portable 7 sur la figure 1.It also consists in creating a main telecommunications network composed of long-range relay antennas 19, and of a platform 6 for collecting and processing the data transmitted by said relay antennas, and for making the data processed available on a network. computer accessible to the public, shown diagrammatically by a mobile telephone 7 in FIG. 1.

Ce procédé consiste enfin, de façon spécifique selon l’invention, à implanter, dans des parcelles cultivables s’étendant, d’une part, dans la zone d’émission couverte par les modules de transmission sans fil 4 des objets 1, 3, et d’autre part, dans la zone de réception d’au moins une antenne relais 19 du réseau principal, des unités de mesure autonomes 5 d’acquisition et de transmission de données représentatives de l’état du sol et de la végétation de parcelles cultivables.Finally, this method consists, specifically according to the invention, in implanting, in cultivable plots extending, on the one hand, into the emission zone covered by the wireless transmission modules 4 of the objects 1, 3, and on the other hand, in the reception area of at least one relay antenna 19 of the main network, autonomous measurement units 5 for acquiring and transmitting data representative of the state of the soil and the vegetation of plots cultivable.

Ces unités de mesure autonomes 5 comportent, en premier lieu, de façon usuelle, un piquet 8 adapté pour être planté dans le sol :These autonomous measurement units 5 comprise, firstly, in the usual way, a stake 8 adapted to be planted in the ground:

- sur lequel sont solidarisés un module 9 d’acquisition des données représentatives de l’état des parcelles cultivables, et un panneau solaire photovoltaïque 10 d’alimentation électrique du module d’acquisition 9,- on which are attached a module 9 for acquiring data representative of the state of cultivable plots, and a photovoltaic solar panel 10 for supplying power to the acquisition module 9,

- dans le prolongement duquel s’étend une antenne 11.- in the extension of which extends an antenna 11.

Le module d’acquisition 9 intègre, en outre, classiquement un microcontrôleur 12 et une interface 13 de connexion avec au moins un capteurThe acquisition module 9 also integrates conventionally a microcontroller 12 and an interface 13 for connection with at least one sensor

14-16. A titre d’exemple, ce module d’intégration 9 peut ainsi intégrer un seul capteur 14 tel qu’un capteur pluviomètre du type notamment à godet basculant, mais peut, en outre, également intégrer une pluralité de capteurs 14-16 tels que capteurs optiques, capteurs de mesure de la réflectance et de la transmittance de la végétation, de la température de l’air et du sol, de l’hygrométrie, de la tensiométrie...14-16. By way of example, this integration module 9 can thus integrate a single sensor 14 such as a rain sensor of the type in particular with a tilting bucket, but can also, in addition, integrate a plurality of sensors 14-16 such as sensors optics, sensors for measuring the reflectance and transmittance of vegetation, air and soil temperature, humidity, tensiometry ...

Ce module d’acquisition 9 intègre, en outre, reliés à l’antenne 11 :This acquisition module 9 also integrates, connected to the antenna 11:

- un module bas débit 17 de réception sans fil des données émises par les modules de transmission sans fil 4 des objets 1, 3,a low-speed module 17 for wireless reception of the data transmitted by the wireless transmission modules 4 of the objects 1, 3,

- un module bas débit 18 de transmission sans fil à destination de la plateforme de collecte 6 du réseau cellulaire, en vue de la mise à disposition sur un réseau informatique 7 accessible au public, d’une part des données acquises représentatives de l’état des parcelles cultivables, et d’autre part, des données en provenance des modules de transmission sans fil 4 des objets 1, 3.- a low speed wireless transmission module 18 intended for the collection platform 6 of the cellular network, with a view to making available on a computer network 7 accessible to the public, on the one hand the acquired data representative of the state cultivable plots, and on the other hand, data coming from the wireless transmission modules 4 of the objects 1, 3.

De telles unités de mesure autonomes 5, outre leur fonction usuelle d’acquisition et de transmission de données représentatives de l’état des parcelles cultivables, constituent donc, selon l’invention, des relais permettant de connecter au réseau principal de télécommunication, des objets 1, 3 situés dans de zones non desservies par ce réseau principal.Such autonomous measurement units 5, in addition to their usual function of acquiring and transmitting data representative of the state of cultivable plots, therefore constitute, according to the invention, relays making it possible to connect objects to the main telecommunications network. 1, 3 located in areas not served by this main network.

La figure 2 consiste en un schéma représentant une application de l’invention selon laquelle les unités de mesure autonomes 5a-5d sont réparties de façon à former un maillage permettant, outre la connexion d’un objet 3, tel qu’en l’exemple une benne, une palette..., au réseau principal de télécommunication, une localisation par triangulation, de cet objet 3 lorsque la zone d’émission couvre au moins trois points du dit maillage.FIG. 2 consists of a diagram representing an application of the invention according to which the autonomous measurement units 5a-5d are distributed so as to form a mesh allowing, in addition to the connection of an object 3, such as in the example a bucket, a pallet ..., to the main telecommunications network, a location by triangulation, of this object 3 when the emission area covers at least three points of said mesh.

Le procédé selon l’invention tel que décrit ci-dessus permet donc de « prolonger » à moindres frais, les réseaux de télécommunications M2M actuels de façon que ces derniers desservent la totalité du territoire.The method according to the invention as described above therefore makes it possible to “extend” at a lower cost, the current M2M telecommunications networks so that the latter serve the entire territory.

Claims (3)

REVENDICATIONS 1/ Procédé de connexion sans fil, en milieu rural, d’objets ((1, 3) à un réseau informatique (7), caractérisé en ce qu’il consiste :1 / Method of wireless connection, in a rural environment, of objects ((1, 3) to a computer network (7), characterized in that it consists: - à équiper chaque objet (1, 3) d’un module bas débit (4) de transmission sans fil,- to equip each object (1, 3) with a low-speed module (4) for wireless transmission, 5 - à implanter des unités de mesure autonomes (5) dans des parcelles cultivables s’étendant, d’une part, dans la zone d’émission couverte par les modules de transmission sans fil (4) des objets (1, 3), et d’autre part, dans la zone de réception d’au moins une antenne relais (19) d’un réseau cellulaire longue portée et bas débit comportant une plateforme (6) de collecte îo des données transmises par les antennes relais (19) du dit réseau cellulaire, les dites unités de mesure autonomes étant équipées :5 - to set up autonomous measurement units (5) in cultivable plots extending, on the one hand, into the emission zone covered by the wireless transmission modules (4) of the objects (1, 3), and secondly, in the reception area of at least one relay antenna (19) of a long-range and low-speed cellular network comprising a platform (6) for collecting data transmitted by the relay antennas (19) of said cellular network, said autonomous measurement units being equipped: • d’un module (9, 12-16) d’acquisition de données représentatives de l’état des parcelles cultivables, • d’un module bas débit (17) de réception sans fil des données• a module (9, 12-16) for acquiring data representative of the state of the cultivable plots, • a low-speed module (17) for wireless reception of the data 15 émises par les modules de transmission sans fil (4) des objets (1, 3), • d’un module bas débit (18) de transmission sans fil à destination de la plateforme de collecte (6) du réseau cellulaire, en vue de la mise à disposition sur un réseau informatique (7) accessible au public, d’une part des données acquises représentatives de l’état des parcelles cultivables, et15 emitted by the wireless transmission modules (4) of the objects (1, 3), • of a low-speed module (18) of wireless transmission intended for the collection platform (6) of the cellular network, in view the provision, on a computer network (7) accessible to the public, of part of the acquired data representative of the state of the cultivable plots, and 20 d’autre part, des données en provenance des modules de transmission sans fil (4) des objets (1,3).20 on the other hand, data from the wireless transmission modules (4) of the objects (1,3). 21 Procédé de connexion selon la revendication 1 caractérisé en ce que chaque objet (1, 3) et chaque unité de mesure autonome (5) sont équipés d’un module bas débit (4, 17) de transmission et de réception sans fil apte à21 Connection method according to claim 1 characterized in that each object (1, 3) and each autonomous measurement unit (5) are equipped with a low-speed module (4, 17) for wireless transmission and reception suitable for 25 permettre une communication bidirectionnelle entre les dits objets et unités de mesure autonome sans fil.25 allow two-way communication between said objects and autonomous wireless measurement units. 3/ Procédé de connexion selon l’une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que chaque unité de mesure autonome (5) est équipée de moyens autonomes d’alimentation électrique (10) consistant en des moyens de3 / Connection method according to one of claims 1 or 2 characterized in that each autonomous measurement unit (5) is equipped with autonomous electrical supply means (10) consisting of means 30 production d’énergie solaire photovoltaïque.30 production of photovoltaic solar energy. 4/ Procédé de connexion selon l’une des revendications précédentes caractérisé en ce que les unités de mesure autonomes (5) sont implantées de façon à former un maillage apte à permettre la localisation, notamment par triangulation, des objets (3) dont la zone d’émission couvre au moins trois points du dit maillage.4 / connection method according to one of the preceding claims characterized in that the autonomous measurement units (5) are located so as to form a mesh capable of allowing the location, in particular by triangulation, of objects (3) whose area of emission covers at least three points of said mesh.
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