FR3068163A1 - Procede et systeme de collecte de donnees fournies par des capteurs - Google Patents

Procede et systeme de collecte de donnees fournies par des capteurs Download PDF

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Abstract

La présente invention a pour objet un procédé de collecte de données fournies par des capteurs (1) de mesure associés à des moyens de communication radiofréquence et comprenant chacun des moyens de stockage et de conditionnement des valeurs relevées, ce en vue de leur transmission, ainsi qu'une source d'alimentation autonome. Procédé caractérisé en ce qu'il consiste, à relever, au niveau de chaque capteur (1) concerné, des données de mesure successives correspondant à des unités de mesure élémentaires horodatées d'au moins un(e) grandeur ou paramètre physique ou physico-chimique, fournies par ledit capteur (1), à mémoriser ces données de mesure brutes dans les moyens de stockage dudit capteur (1), à transmettre ces données en l'état par voie radiofréquence et sous forme compressée, et à collecter, stocker et exploiter les données transmises par une pluralité de capteurs (1) au niveau d'une installation (8) de traitement centralisé distante.

Description

La présente invention a pour objet un procédé de collecte de données fournies par des capteurs (1) de mesure associés à des moyens de communication radiofréquence et comprenant chacun des moyens de stockage et de conditionnement des valeurs relevées, ce en vue de leur transmission, ainsi qu'une source d'alimentation autonome.
Procédé caractérisé en ce qu'il consiste, à relever, au niveau de chaque capteur (1 ) concerné, des données de mesure successives correspondant à des unités de mesure élémentaires horodatées d'au moins un(e) grandeur ou paramètre physique ou physico-chimique, fournies par ledit capteur (1), à mémoriser ces données de mesure brutes dans les moyens de stockage dudit capteur (1), à transmettre ces données en l'état par voie radiofréquence et sous forme compressée, et à collecter, stocker et exploiter les données transmises par une pluralité de capteurs (1 ) au niveau d'une installation (8) de traitement centralisé distante.
Figure FR3068163A1_D0001
Figure FR3068163A1_D0002
- 1 DESCRIPTION
La présente invention concerne le domaine du télérelevage, c’est-à-dire la collecte à distance et la centralisation de données de mesure fournies par des capteurs, des détecteurs ou des moyens comparables, individuels, disséminés géographiquement et énergétiquement autonomes.
L’invention concerne plus particulièrement un procédé et un système de collecte et de télérelevage de données de mesure fournies par de tels capteurs.
Actuellement, dans le domaine du télérelevage de compteurs domestiques par transmission radio, les données de mesure brutes fournies par le capteur concerné sont exploitées sur place et traitées par ce dernier ou son module radio associé en fonction des moyens d’analyse disponibles (logiciels utilisés par le microprocesseur ou le microcontrôleur du capteur ou du module radio) et des fonctions « métier » à réaliser.
Compte tenu de la diversité des fonctions « métier » souhaitées par les exploitants ou les opérateurs, et de leur évolution au cours de la durée de vie des capteurs, les moyens électroniques et informatiques de chaque ensemble capteur/module radio doivent être suffisamment sophistiqués et complexes pour pouvoir fournir des ressources suffisantes et adaptatives dans le temps, ainsi qu’une liaison radio bidirectionnelle ou non (au moins pour permettre l’évolutivité nécessaire des moyens logiciels).
Il en résulte des problèmes majeurs de gestion de la consommation énergétique locale et donc d’autonomie de fonctionnement (nécessité d’une maintenance répétitive, changement de piles, remplacement du module radio, ...), et de sécurité de transmission (du fait de son éventuelle bidirectionnalité).
De plus, compte tenu de la nature des données transmises (résultats de traitements locaux) et de l’évolution dans le temps des types de traitements locaux effectués, les données collectées sur une durée importante peuvent ne pas être homogènes entre elles, voire ne pas permettre l’accès à certaines informations, données en valeurs, non prises en compte ou non considérées durant une période d’exploitation antérieure des capteurs.
La question de l’autonomie énergétique est plus sensible encore lorsque la transmission montante (du capteur vers le moyen de télérelevage
-2fixe ou mobile) est réalisée de manière répétitive à intervalles réguliers, cumulant ainsi des dépenses énergétiques importantes de traitement et d’émission.
Cette problématique aux aspects multiples explicitée ci-dessus se présente notamment dans le cadre de la mesure de la consommation chez les particuliers (gaz, eau, énergie, ...) ou de surveillance permanente d’un ou de plusieurs paramètres de grandeurs physiques ou physico-chimiques locaux.
La présente invention a en particulier pour but de pallier au moins certains, préférentiellement tous les inconvénients mentionnés cidessus.
A cet effet, l’invention a pour objet un procédé de collecte de données fournies par des capteurs de mesure, implantés localement et associés à des moyens de communication radiofréquence, intégrés aux capteurs respectifs ou formant des modules déportés, ces capteurs et/ou ces modules comprenant des moyens de stockage et de conditionnement des valeurs relevées, ainsi qu'une source d'alimentation autonome pour ledit capteur et lesdits moyens de communication, procédé caractérisé en ce qu’il comprend au moins les étapes consistant :
à relever, au niveau de chaque capteur concerné, des données de mesure successives correspondant à des unités de mesure élémentaires horodatées d’au moins un(e) grandeur ou paramètre physique ou physicochimique, fournies par ledit capteur, à mémoriser ces données de mesure brutes dans les moyens de stockage dudit capteur ou dudit module, à transmettre ces données en l’état, par voie radiofréquence et sous forme compressée, ce de manière répétitive et conditionnelle, chaque fois après écoulement d’un intervalle de temps prédéterminé et/ou après atteinte d’une quantité prédéterminée de données accumulées, depuis la transmission précédente, et à collecter, stocker et exploiter les données transmises par une pluralité de capteurs au niveau d’une installation de traitement centralisé distante.
L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ciaprès, qui se rapporte à des modes de réalisation préférés, donnés à titre
-3 d'exemples non limitatifs, et expliqués avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels :
la figure 1 est une représentation schématique et symbolique d’un exemple de système de télérelevage pour la mise en œuvre du procédé selon Γ invention ;
les figures 2A à 2C illustrent schématiquement deux variantes de réalisation d’un ensemble capteur/moyens de communication radio, respectivement intégrés (figure 2A) et non intégrés (figures 2B et 2C), faisant partie d’un système tel que représenté figure 1 ;
la figure 3 est un exemple de chronogramme des données de mesure brutes (ici sous forme de puises horodatés) relevées par un capteur, entre deux opérations de transmission montante (messages ou télégrammes envoyés aux instants TE_, et TE par un module radio), dans un contexte de télérelevage de consommation volumique (ici le paquet PAj comporte N puises horodatés) ;
la figure 4 est un exemple de structure de message émis par le module radio d’un capteur tel que représenté figures 2A, 2B et 2C, et la figure 5 est un chronogramme illustrant la transmission redondante des paquets de données de mesure brutes horodatées selon un mode de réalisation du procédé selon l’invention (décalage des paquets selon un mode FIFO).
L’invention a pour premier objet un procédé de collecte de données fournies par des capteurs 1 de mesure, implantés localement et associés à des moyens 2 de communication radiofréquence, intégrés aux capteurs 1 respectifs (et constituant ainsi un ensemble unitaire - figure 2A) ou formant des modules déportés (figures 2B et 2C).
Ces capteurs 1 et/ou ces modules 2 comprennent des moyens 3 de stockage et de conditionnement des valeurs relevées, ce en vue de leur transmission, ainsi qu'une source d'alimentation autonome 4 pour ledit capteur 1 et lesdits moyens 2 de communication.
Les moyens auxquels peut faire appel ce procédé pour sa mise en œuvre sont illustrés, à titre d’exemples, sur les figures 1 à 5.
Conformément à l’invention, ce procédé consiste au moins : à relever, au niveau de chaque capteur 1 concerné, des données de mesure successives correspondant à des unités de mesure élémentaires horodatées PUi d’au moins un(e) grandeur ou paramètre physique ou physico-chimique, fournies par ledit capteur 1,
-4à mémoriser ces données de mesure brutes PUi dans les moyens de stockage 3 dudit capteur 1 ou dudit module 2, à transmettre ces données PUi en l’état, par voie radiofréquence et sous forme compressée, ce de manière répétitive et conditionnelle, chaque fois après écoulement d’un intervalle de temps prédéterminé et/ou après atteinte d’une quantité prédéterminée de données de mesure brutes PUi compressées accumulées, depuis la transmission précédente, et à collecter, stocker et exploiter les données transmises par une pluralité de capteurs 1 au niveau d’une installation 8 de traitement centralisé distante.
Grâce à l’invention, il est ainsi possible, au niveau du site de réception, de disposer des informations permettant une reconstitution fidèle et intégrale de l’ensemble des données de mesure brutes fournies par les différents capteurs 1 et autorisant une flexibilité illimitée pour l’exploitation desdites données. On peut de ce fait prendre en compte aisément et centralement l’évolutivité des fonctions « métier » sans impacter le mode de fonctionnement, ni a fortiori la constitution des ensembles [capteurs 1/moyens de communication 2].
La constitution du capteur 1 peut par conséquent être plus simple et son fonctionnement plus sûr, et la consommation énergique de l’ensemble capteur 1/moyens de communication 2 est plus faible, que les réalisations actuelles exploitant les données localement.
Enfin, la transmission mise en œuvre ne doit pas nécessairement être bidirectionnelle, sauf par exemple à vouloir contrôler l’instant d’émission d’un capteur 1.
L’homme du métier comprend bien entendu que l’invention peut s’appliquer à la mesure et au télérelevage d’une très grande variété de paramètres et de grandeurs : il suffit de pouvoir dater précisément une variation élémentaire (mesurable par le capteur) de ce paramètre ou de cette grandeur, en accord avec la résolution du capteur 1 considéré (la variation élémentaire horodatée peut correspondre à la résolution du capteur ou éventuellement à un multiple de cette résolution).
Lorsque la grandeur ou le paramètre mesuré(e) peut également évoluer de manière décrémentale, les données de mesure brutes PUi sont des unités de mesure élémentaires horodatées et signées (unités positives ou négatives).
-5En relation avec une application avantageuse de l’invention, associée avec la notion de consommation, il peut être prévu que la ou l’une des grandeur(s) physique(s) mesurée(s) soit relative à un fluide en circulation, chaque donnée de mesure brute horodatée PUi correspondant à une quantité élémentaire de fluide mesurée par le capteur 1, ce fonction de sa précision de mesure. Le fluide mesuré peut par exemple être du gaz, de l’eau, du carburant ou une substance chimique.
De manière alternative ou cumulative avec la variante de mise en œuvre mentionnée ci-dessus, l’invention peut aussi prévoir que la ou l’une des grandeur(s) physico-chimique(s) mesurée(s) est choisie dans le groupe formé par la température, le pH, la conductivité et la pression d’un fluide traversant ou contacté par le capteur 1 concerné.
Par ailleurs, lorsqu’alternativement ou cumulativement, au moins un paramètre est mesuré, ce paramètre ou l’un de ces paramètre(s) physique(s) ou physico-chimique(s) mesuré(s) peut être indicatif de la qualité et/ou de la composition d’un fluide traversant ou contacté par le capteur 1 concerné, tel que par exemple la turbidité, la présence de polluants ou la présence de fraction(s) solide et/ou gazeuse.
Bien entendu, les grandeurs et paramètres indiqués ci-dessus ne sont que des exemples non limitatifs.
Selon un mode de réalisation pratique, ressortant notamment de la figure 3, chaque donnée de mesure brute consiste en un puise horodaté PUi.
En vue de permettre au procédé selon l’invention de s’adapter aux modifications de l’évolution du paramètre ou de la grandeur mesuré, tout en conservant un rafraîchissement satisfaisant des données instantanées disponibles, le procédé consiste avantageusement à effectuer une nouvelle transmission de données, sous forme de message ou de télégramme, dès que l’une au moins des deux conditions
a) d’écoulement d’un intervalle de temps prédéterminé et
b) d’atteinte d’une quantité prédéterminée de données compressées accumulées, depuis la transmission précédente, est remplie.
L'application de la condition b) précitée peut, par exemple, consister à vérifier régulièrement, après qu'un nombre prédéterminé de nouvelles données brutes a été relevé, la taille de l'ensemble desdites nouvelles données à l'état compressé ou comprimé.
-6Lorsque cette taille est proche d'une taille critique, par exemple la taille d'un paquet fixée par le protocole de transmission, une nouvelle opération de transmission est effectuée (condition b) vérifiée avant la condition a)), à moins que la durée limite préfixée entre deux transmissions successives n'ait été atteinte d'abord (condition a) vérifiée avant la condition
b)).
Ainsi, comme l’illustre schématiquement la figure 1, le procédé consiste préférentiellement à transmettre par voie radiofréquence, lorsque l’une au moins des conditions est remplie (elles peuvent exceptionnellement être remplies simultanément), les données de mesure brutes compressées et formatées de chaque capteur 1 concerné soit vers un module concentrateur 5 fixe, gérant et interfaçant un réseau local 6 d’une pluralité de capteurs qui lui sont associés et dont il gère les transmissions montantes au moins, soit directement à l’installation de traitement 8, ce notamment en fonction de la technologie de transmission radiofréquence utilisée, de la performance des moyens de communication 2 des différents capteurs 1 et/ou des localisations respectives de ces derniers.
Dans la mesure du possible, on recherchera une solution ne nécessitant pas le recours à des modules concentrateurs 5, ou alors uniquement pour une partie d’un réseau local 6 ou seulement pour certains réseaux locaux 6 d’une zone géographique 9.
Néanmoins, dans certains contextes applicatifs, le recours aux modules concentrateurs 5 sera nécessaire pour aboutir à une qualité de transmission suffisante.
Plus précisément, en relation avec la mise en œuvre de modules concentrateurs 5, le procédé peut consister, en termes de conditionnement, à comprimer ou compresser les valeurs de mesure brutes stockées et à les mettre dans un format adapté à une transmission radiofréquence, à transmettre, lorsqu’au moins une des conditions est remplie, lesdites données compressées et formatées à un module concentrateur 5 fixe faisant partie d'un réseau local sans fil 6, puis à retransmettre lesdites donnéescompressées et formatées, ensemble avec les données compressées et formatées de chacun des autres capteurs 1 faisant partie du même réseau 6, par exemple par le biais d'une liaison par Internet 10, à une installation de traitement 8 distante, telle qu'un centre informatique ou analogue, en vue de leur exploitation centralisée.
-7 Les modules concentrateurs 5, autonomes énergétiquement ou alimentés par lignes, peuvent être des modules dédiés à cette fonction ou partagés (ils réalisent alors aussi d’autres fonctions).
Eventuellement certains capteurs 1 peuvent, par le biais de leur module 2, faire office de modules concentrateurs pour des capteurs 1 alentours pourvus de moyens de transmission plus limités ou incompatibles en termes de consommation.
De manière alternative ou cumulative par rapport aux modes de transmission mentionnés ci-dessus, le procédé peut également consister, pour chaque capteur 1 concerné, à transmettre par voie radiofréquence les données de mesure brutes compressées, à une unité 7 de télérelevage radiofréquence mobile, ce après réception d'une requête correspondante de cette dernière ou automatiquement à intervalles réguliers (figure 1).
Cette unité mobile 7 peut soit stocker les données récupérées sur un intervalle de temps (par exemple une journée) et les décharger ensuite vers un site de traitement 8, soit les retransmettre immédiatement et à fur et à mesure vers ce site 8.
Les données de mesure brutes récupérées par l’unité mobile 7 peuvent ne pas couvrir la totalité de la période depuis le dernier passage de l’unité. Toutefois, des données additionnelles, en particulier des informations de base (par exemple des alarmes, un index de consommation, ...) peuvent être transmises simultanément lors de chaque émission depuis un capteur 1 donné vers l’unité mobile 7.
Il peut même être prévu le cas échéant d’établir, durant le temps de passage proximal de l’unité mobile 7, une communication bidirectionnelle avec le capteur 1 concerné pour l’échange d’informations supplémentaires ou pour réaliser un paramétrage ou une mise à jour dudit capteur 1.
Comme le montrent les figures 4 et 5 à titre d’exemple, il peut être prévu de conditionner les données de mesures brutes compressées en les formatant par paquets PAj dont la taille ne peut dépasser une valeur maximale prédéterminée, une nouvelle transmission étant déclenchée chaque fois que les données accumulées atteignent la taille d’un paquet PAj, à moins que l’intervalle de temps prédéterminé ne soit écoulé avant.
Afin de pouvoir garantir une récupération fiable et intégrale des données de mesures brutes même en cas de qualité médiocre de la liaison radio, la transmission des données est réalisée avec une redondance,
-8avantageusement multiple, par exemple au moins triple, préférentiellement au moins quintuple.
En accord avec un aspect pratique possible de l’invention ressortant de la figure 5, la redondance dans la transmission peut être réalisée par transmission répétée d’un même paquet de données PAj dans plusieurs opérations de transmission successives, chaque opération de transmission portant au moins sur les trois derniers, préférentiellement au moins sur les cinq derniers, paquets PAj constitués (la figure 5 illustre une redondance de 5).
Selon une variante de l’invention, la compression des données brutes est réalisée sans perte.
Selon une autre variante de l'invention, la compression des données brutes est réalisée avec un niveau de perte autorisé prédéterminé. En effet, lorsque l'utilisateur ou l'exploitant privilégie l'économie d'énergie et accepte une certaine inexactitude dans le rétablissement et la restitution des données de mesure initiales (c'est-à-dire accepte une certaine perte), le taux de compression peut alors être augmenté, au détriment d'une moins bonne exactitude lors de la restitution côté réception. Il peut être prévu que ce taux de perte ou le taux de compression constitue un paramètre programmable ou réglable, déterminant ou paramétrant le mode de compression.
A titre d’exemples illustratifs et non limitatifs d’algorithmes de compression de données, il peut être envisagé de mettre en œuvre, dans le cadre du procédé selon l’invention, un codage différentiel (codage delta) associé à un codage de Huffman, à un codage par plages (codage RLE) ou encore, préférentiellement, à un codage arithmétique binaire adaptable (codage CAB AC).
De plus, et également à titre d’exemple illustratif et non limitatif, le protocole de transmission des données de mesure brutes depuis les capteurs ou compteurs 1 considérés peut être conforme à la norme EN 13757, avantageusement à la partie de la norme EN 13757-3 en ce qui concerne la couche transport, à la partie de la norme EN 13757-4 en ce qui concerne la couche physique, la liaison et le format des trames, et à la partie de norme EN 13757-7 en ce qui concerne la sécurité, préférentiellement avec application du mode 8.
Comme illustré de manière exemplaire sur la figure 4, il peut être prévu de transmettre, avec les paquets PAj de données brutes PUi,
-9également l’identité I du capteur 1 concerné et la valeur absolue ou accumulée VA de la grandeur ou du paramètre physique ou physicochimique mesuré(e) par le capteur 1 concerné, cette valeur VA étant horodatée ou associée à l’une des données de mesure élémentaire horodatée PUi, par exemple une valeur d’index de compteur de fluide.
Le procédé peut consister également à relever et à transmettre, avec les paquets PAj de données brutes PUi, la valeur à un instant déterminé d’au moins un autre paramètre physique ou physico-chimique PPC de l’environnement du capteur 1 concerné ou du fluide mesuré par ce dernier, tel que par exemple la conductivité du fluide, la température du fluide, le pH du fluide, la pression du fluide, un paramètre indicatif de la qualité et/ou de la composition du fluide et/ou la température de l’environnement d’installation du capteur 1.
Enfin, ledit procédé peut en outre consister, au niveau de l’installation de traitement centralisé distante 8 comportant des moyens matériels et logiciels adéquats, à réaliser, d'une part, après décompression, une exploitation desdites données de mesure brutes réceptionnées, en vue de la reconstruction des chronogrammes des valeurs associés à chacun des capteurs 1 et de l'exécution de fonctions métier et, d'autre part, un stockage cumulatif desdites données brutes, et éventuellement des données résultant des traitements, provenant de tous les capteurs 1 des réseaux 6 reliés à ladite installation 8 considérée, et des chronogrammes des valeurs correspondants, ce sur une période temporelle importante.
Grâce à la collecte et au stockage de toutes les données de mesure élémentaires horodatées et signées (données brutes) délivrées par tous les capteurs 1 du ou d’un réseau donné, l’invention rend possible tous types d’évaluation, d’analyse, de vérification, de surveillance et plus généralement de traitement et d’exploitation utiles ou souhaités, puisque l’information individuelle brute de base est disponible.
Ainsi, en plus du calcul de la consommation et du débit moyen à différents niveaux (par capteur 1, par groupe de capteurs 1 ou dans le réseau) l’invention permet aussi, de manière centralisée, de réaliser une détection de reflux, des calculs de sous-écoulement ou de sur-écoulement, des recherches de fraudes et de fuites, le rappel de l’intégralité de l’historique de consommation, etc...
L’invention a également pour objet, comme cela est représenté schématiquement sur la figure 1, un système comprenant, d'une part, des
- 10capteurs 1 comprenant chacun des moyens 3 de stockage au moins temporaire et de conditionnement des valeurs mesurées brutes en vue de leur transmission, ou au moins associés fonctionnellement à de tels moyens 3, et, d'autre part, au moins une installation de traitement 8 distante, telle qu'un centre informatique, apte et destiné à récupérer, stocker et exploiter les données brutes provenant des différents capteurs 1 de la zone géographique 9 considérée, ainsi que d'autres zones couvrant un territoire global associé à ladite installation 8.
A chaque capteur 1 sont associés des moyens 2 de communication radiofréquence, intégrés au capteur 1 considéré ou formant un module séparé et déporté, et un moyen d’alimentation autonome 4 pour le capteur 1 et les moyens de communication 2 précités est prévu.
Ce système est apte et destiné à la mise en œuvre du procédé décrit ci-dessus et est caractérisé en ce que les moyens 3 de stockage et de traitement de chaque capteur 1 ou module 2 concerné comprennent un microcontrôleur configuré pour réaliser une compression des données de mesure brutes horodatées et leur conditionnement dans un format adapté à une transmission radiofréquence selon un protocole déterminé.
Lorsque le capteur 1 ne forme pas structurellement, avec le module radio 2, une unité ou un ensemble unitaire (comme celui de la figure 2A), plusieurs constructions alternatives en deux sous-ensembles physiques séparés sont possibles (ces sous-ensembles étant reliés entre eux par exemple par une liaison filaire pour la communication et l'alimentation), à savoir :
- un premier sous-ensemble regroupant le capteur 1, la mémoire 3 (et les moyens de conditionnement et de traitement) et la pile ou batterie 4 et un second sous-ensemble correspondant au seul module radio 2 (figure 2B) ;
- un premier sous-ensemble réduit au seul capteur 1 et un second sous-ensemble comprenant le module radio 2, la mémoire 3 (et les moyens de conditionnement et de traitement) et la pile ou batterie 4 (figure 2C).
Les moyens 3 de traitement, de conditionnement et de stockage sont préférentiellement regroupés sur un circuit ou dans un microcontrôleur ou analogue et peuvent également assurer, le cas échéant, la gestion du module radio 2.
- 11 En outre, ladite au moins une installation 8 comporte des moyens matériels et logiciel et est configurée pour réaliser, d'une part, après décompression, une exploitation desdites données de mesure brutes réceptionnées, en vue de la reconstruction des chronogrammes des valeurs associés à chacun des capteurs 1 et de l'exécution de fonctions métier et, d'autre part, un stockage cumulatif des données brutes et éventuellement des données résultant des traitements provenant de tous les capteurs 1 des réseaux 6 reliés, et des profils correspondants, ce sur une période temporelle importante.
De plus, le système précité peut comprendre, pour la ou chaque zone géographique 9 dans lesquelles sont installés des capteurs 1 considérés, un module concentrateur fixe 5 formant avec les capteurs 1 de la zone 9 qui lui est attribuée un réseau local sans fil 6 dont il est le maître et les capteurs 1 les esclaves, ledit module concentrateur fixe 5 étant également relié, par exemple par le biais d'une liaison 10 par Internet, à ladite au moins une installation de traitement distante 8.
Cette option constructive mettant en œuvre des modules concentrateurs 5 sur une partie au moins d’une zone géographique pourra être mise en œuvre lorsqu’une transmission directe fiable entre capteurs 1 et installation 8 n’est pas possible, ou qu’elle requiert une trop forte consommation des capteurs 1.
Avantageusement, ce système comprend également au moins une unité de télé-relevage radiofréquence mobile 7, par exemple montée dans un véhicule automobile, apte et destinée à collecter à la volée, lors de son passage à proximité d'un capteur 1 considéré, les données de mesure brutes, ce après envoi préalable d'une requête correspondante de l'unité mobile 7 vers le capteur 1 considéré, ou automatiquement à intervalles réguliers.
Les remarques formulées précédemment en relation avec un tel procédé de télérelevage mobile demeurent valables.
Préférentiellement, et en relation avec l’une des conditions de répétition des transmissions, les moyens de stockage 3 de chaque capteur 1 forment une mémoire tampon et sont adaptés et configurés pour mémoriser le contenu de plusieurs paquets PAj de données de mesure brutes à l’état compressé, le contenu ou une partie du contenu de cette mémoire tampon étant transmis à chaque émission montante depuis le capteur 1 concerné, préférentiellement de manière redondante comme indiqué précédemment.
- 12Les informations collectées par chaque unité mobile 7 sont transmises, directement ou non, à l'installation 8 ou de gestion 11 du propriétaire et/ou exploitant du réseau de capteurs 1 (et de distribution) associé, lequel définit également les fonctions métier à mettre en œuvre au niveau de ladite installation de traitement 8 (dont les ressources et les données stockées lui sont mises à disposition).
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits et représentés aux dessins annexés. Des modifications restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS
    1. Procédé de collecte de données fournies par des capteurs (1) de mesure, implantés localement et associés à des moyens (2) de communication radiofréquence, intégrés aux capteurs (1) respectifs ou formant des modules déportés, ces capteurs (1) et/ou ces modules (2) comprenant des moyens (3) de stockage et de conditionnement des valeurs relevées, ainsi qu'une source d'alimentation autonome (4) pour ledit capteur (1) et lesdits moyens (2) de communication, procédé caractérisé en ce qu’il comprend au moins les étapes consistant :
    à relever, au niveau de chaque capteur (1) concerné, des données de mesure successives correspondant à des unités de mesure élémentaires horodatées (PUi) d’au moins un(e) grandeur ou paramètre physique ou physico-chimique, fournies par ledit capteur (1), à mémoriser ces données de mesure brutes (PUi) dans les moyens de stockage (3) dudit capteur (1) ou dudit module (2), à transmettre ces données (PUi) en l’état, par voie radiofréquence et sous forme compressée, ce de manière répétitive et conditionnelle, chaque fois après écoulement d’un intervalle de temps prédéterminé et/ou après atteinte d’une quantité prédéterminée de données de mesure (PUi) compressées accumulées, depuis la transmission précédente, et à collecter, stocker et exploiter les données transmises par une pluralité de capteurs (1) au niveau d’une installation (8) de traitement centralisé distante.
  2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les données de mesure brutes (PUi) sont des unités de mesure élémentaires horodatées et signées.
  3. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la ou l’une des grandeur(s) physique(s) mesurée(s) est relative à un fluide en circulation, chaque donnée de mesure brute horodatée (PUi) correspondant à une quantité élémentaire de fluide mesurée par le capteur (1), fonction de sa précision de mesure.
  4. 4. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la ou l’une des grandeur(s) physico-chimique(s)
    - 14mesurée(s) est choisie dans le groupe formé par la température, le pH, la conductivité et la pression d’un fluide traversant ou contacté par le capteur (1) concerné.
  5. 5. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le ou l’un des paramètre(s) physique(s) ou physicochimique^) mesuré(s) est indicatif de la qualité et/ou de la composition d’un fluide traversant ou contacté par le capteur (1) concerné, tel que par exemple la turbidité, la présence de polluants ou la présence de fraction(s) solide et/ou gazeuse.
  6. 6. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que chaque donnée de mesure brute consiste en un puise horodaté (PUi).
  7. 7. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu’il consiste à effectuer une nouvelle transmission de données, sous forme de message ou de télégramme, dès que l’une au moins des deux conditions
    a) d’écoulement d’un intervalle de temps prédéterminé et
    b) d’atteinte d’une quantité prédéterminée de données compressées accumulées, depuis la transmission précédente, est remplie.
  8. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il consiste à transmettre par voie radiofréquence, lorsque l’une au moins des conditions est remplie, les données de mesure brutes compressées et formatées de chaque capteur (1) concerné soit vers un module concentrateur (5) fixe, gérant et interfaçant un réseau local (6) d’une pluralité de capteurs qui lui sont associés et dont il gère les transmissions montantes au moins, soit directement à l’installation de traitement (8), ce notamment en fonction de la technologie de transmission radiofréquence utilisée, de la performance des moyens de communication (2) des différents capteurs (1) et/ou des localisations respectives de ces derniers.
  9. 9. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il consiste, pour chaque capteur (1) concerné, à transmettre par voie radiofréquence, les données de mesure brutes compressées, à une unité (7) de télérelevage radiofréquence mobile, ce après réception d'une requête correspondante de cette dernière ou automatiquement à intervalles réguliers.
    - 1510. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il consiste, en termes de conditionnement, à comprimer ou compresser les valeurs de mesure brutes stockées et à les mettre dans un format adapté à une transmission radiofréquence, à transmettre, lorsqu’au moins une des conditions est remplie, lesdites données compressées et formatées à un module concentrateur (5) fixe faisant partie d'un réseau local sans fil (6), puis à retransmettre lesdites données compressées et formatées, ensemble avec les données compressées et formatées de chacun des autres capteurs (1) faisant partie du même réseau (6), par exemple par le biais d'une liaison par Internet (10), à une installation de traitement (8) distante, telle qu'un centre informatique ou analogue, en vue de leur exploitation centralisée.
    11. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu’il consiste à conditionner les données de mesures brutes compressées en les formatant par paquets (PAj) de taille fixe prédéterminée, une nouvelle transmission étant déclenchée chaque fois que les données accumulées atteignent la taille d’un paquet (PAj), à moins que l’intervalle de temps prédéterminé ne soit écoulé avant.
    12. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que la transmission des données est réalisée avec une redondance, avantageusement multiple, par exemple au moins triple, préférentiellement au moins quintuple.
    13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que la redondance dans la transmission est réalisée par transmission répétée d’un même paquet de données (PAj) dans plusieurs opérations de transmission successives, chaque opération de transmission portant au moins sur les trois derniers, préférentiellement au moins sur les cinq derniers, paquets (PAj) constitués.
    14. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que la compression des données brutes est réalisée sans perte.
    15. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que la compression des données brutes est réalisée avec un niveau de perte autorisé prédéterminé.
    16. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé en ce qu’il consiste à transmettre, avec les paquets (PAj) de données brutes (PUi), également l’identité (I) du capteur (1) concerné et la
    - 16valeur absolue ou accumulée (VA) de la grandeur ou du paramètre physique ou physico-chimique mesuré(e) par le capteur (1) concerné, cette valeur (VA) étant horodatée ou associée à l’une des données de mesure élémentaire horodatée (PUi), par exemple une valeur d’index de compteur de fluide.
    17. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 16, caractérisé en ce qu’il consiste également à relever et à transmettre, avec les paquets de données brutes (PAj), la valeur à un instant déterminé d’au moins un autre paramètre physique ou physico-chimique (PPC) de l’environnement du capteur (1) concerné ou du fluide mesuré par ce dernier, tel que par exemple la conductivité du fluide, la température du fluide, le pH du fluide, la pression du fluide, un paramètre indicatif de la qualité et/ou de la composition du fluide et/ou la température de l’environnement d’installation du capteur (1).
    18. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 17, caractérisé en ce qu'il consiste, au niveau de l’installation de traitement centralisé distante (8) comportant des moyens matériels et logiciels adéquats, à réaliser, d'une part, après décompression, une exploitation desdites données de mesure brutes réceptionnées, en vue de la reconstruction des chronogrammes des valeurs associés à chacun des capteurs (1) et de l'exécution de fonctions métier et, d'autre part, un stockage cumulatif desdites données brutes, et éventuellement des données résultant des traitements, provenant de tous les capteurs (1) des réseaux (6) reliés à ladite installation (8) considérée, et des chronogrammes des valeurs correspondants, ce sur une période temporelle importante.
    19. Système pour le télérelevage de capteurs (1) installés dans une zone géographique (9) déterminée et l'exploitation des données relevées, ce système comprenant, d'une part, des capteurs (1) comprenant chacun des moyens (3) de stockage au moins temporaire et de conditionnement des valeurs mesurées brutes en vue de leur transmission, ou au moins associés fonctionnellement à de tels moyens (3) et, d'autre part, au moins une installation de traitement (8) distante, telle qu'un centre informatique, apte et destiné à récupérer, stocker et exploiter les données de mesure brutes provenant des différents capteurs (1) de la zone géographique (9) considérée, ainsi que d'autres zones couvrant un territoire global associé à ladite installation (8),
    - 17à chaque capteur (1) étant associés des moyens (2) de communication radiofréquence, intégrés au capteur (1) considéré ou formant un module séparé et déporté, un moyen d’alimentation autonome (4) pour le capteur (1) et les moyens de communication (2) précités étant prévu, et ledit système étant apte et destiné à la mise en œuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 18, système caractérisé en ce que les moyens (3) de stockage et de traitement de chaque capteur (1) ou module (2) concerné comprennent un microcontrôleur configuré pour réaliser une compression des données de mesure brutes horodatées et leur conditionnement dans un format adapté à une transmission radiofréquence selon un protocole déterminé, et en ce que ladite au moins une installation (8) comporte des moyens matériels et logiciel et est configurée pour réaliser, d'une part, après décompression, une exploitation desdites données de mesure brutes réceptionnées, en vue de la reconstruction des chronogrammes des valeurs associés à chacun des capteurs (1) et de l'exécution de fonctions métier et, d'autre part, un stockage cumulatif des données brutes et éventuellement des données résultant des traitements provenant de tous les capteurs (1) des réseaux (6) reliés, et des profils correspondants, ce sur une période temporelle importante.
    20. Système selon la revendication 19, caractérisé en ce qu’il comprend, pour la ou chaque zone géographique (9) dans lesquelles sont installés des capteurs (1) considérés, un module concentrateur fixe (5) formant avec les capteurs (1) de la zone (9) qui lui est attribuée un réseau local sans fil (6) dont il est le maître et les capteurs (1) les esclaves, ledit module concentrateur fixe (5) étant également relié, par exemple par le biais d'une liaison (10) par Internet, à ladite au moins une installation de traitement distante (8).
    21. Système selon la revendication 19 ou 20, caractérisé en ce qu'il comprend également au moins une unité de télé-relevage radiofréquence mobile (7), par exemple montée dans un véhicule automobile, apte et destinée à collecter à la volée, lors de son passage à proximité d'un capteur (1) considéré, les données de mesure brutes, ce après envoi préalable d'une requête correspondante de l'unité mobile (7) vers le capteur (1) considéré, ou automatiquement à intervalles réguliers.
    - 1822. Système selon l’une quelconque des revendications 19 à 21, caractérisé en ce que les moyens de stockage (3) de chaque capteur (1) forment une mémoire tampon et sont adaptés et configurés pour mémoriser le contenu de plusieurs paquets (PAj) de données de mesure brutes à l’état
    5 compressé, le contenu ou une partie du contenu de cette mémoire tampon étant transmis à chaque émission montante depuis le capteur (1) concerné.
    1/3
    Fig. 1
    2/3
    VA, PPG pa
    3/3 ► Temps [s] §
    Fig. 5
    RÉPUBLIQUE FRANÇAISE irai — I INSTITUT NATIONAL
    DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE
    RAPPORT DE RECHERCHE PRÉLIMINAIRE établi sur la base des dernières revendications déposées avant le commencement de la recherche
    N° d'enregistrement national
    FA 842965 FR 1755760
    DOCUMENTS CONSIDÉRÉS COMME PERTINENTS
    Revend ication(s) concernée(s)
    Classement attribué à l'invention par ΙΊΝΡΙ
    Catégorie
    Citation du document avec indication, en cas de besoin, des parties pertinentes
    FR 2 984 575 Al (KERLINK [FR])
    21 juin 2013 (2013-06-21) * page 1, lignes 4-12 * * page 2, lignes 13-28 * * page 4, ligne 24 - page 5, ligne 22 * page 6, lignes 12-16 * * page 7, lignes 3-6 * * page 7, lignes 22-31 * * page 11, ligne 27 - page 13, ligne 3 * page 14, lignes 3-25 * * revendications 1, 4-7 *
    1,9,19,
    21,22
    2-8,
  10. 10-18,20
    G08C17/02
    G06F17/40
    US 2005/083197 Al AL) 21 avril 2005 * alinéa * alinéa * alinéa * alinéa * alinéa * alinéa * alinéa * alinéa * alinéa * alinéa [0014] [0041] [0057] * [0061] * [0065] [0071] * [0076] * [0080] * [0084] * [0088] * (GLENN GREGORY M [US] (2005-04-21) alinéa [0022] * alinéa [0049] * alinéa [0067] * * revendications 1, 6 *
    ET
    1,19
    3-7,
    10-18,20
    DOMAINES TECHNIQUES RECHERCHÉS (IPC)
    H04Q
    G01D
    W0 2015/000943 A2 (SAGEMCOM ENERGY & TELECOM SAS [FR])
    8 janvier 2015 (2015-01-08) * page 1, lignes 2-5 * * page 2, lignes 12-29 * * page 3, lignes 10-21 * * page 4, lignes 7-8 * * page 9, lignes 8-20 * * page 11, lignes 3-4 * * revendications 1, 5-6 *
    1,19
    -/EPO FORM 1503 12.99 (P04C14)
    Date d'achèvement de la recherche
    8 février 2018
    CATÉGORIE DES DOCUMENTS CITÉS
    X : particulièrement pertinent à lui seul Y : particulièrement pertinent en combinaison avec un autre document de la même catégorie
    A : arrière-plan technologique
    O : divulgation non-écrite
    P : document intercalaire
    Examinateur
    Barbelanne, Alain
    T : théorie ou principe à la base de l'invention E : document de brevet bénéficiant d'une date antérieure à la date de dépôt et qui n'a été publié qu'à cette date de dépôt ou qu'à une date postérieure.
    D : cité dans la demande L : cité pour d'autres raisons & : membre de la même famille, document correspondant page 1 de 2
    RÉPUBLIQUE FRANÇAISE irai — I INSTITUT NATIONAL
    DE LA PROPRIÉTÉ INDUSTRIELLE
    RAPPORT DE RECHERCHE PRÉLIMINAIRE établi sur la base des dernières revendications déposées avant le commencement de la recherche
    N° d'enregistrement national
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