FR3075489A1 - Dispositif de communication modulaire a cable flexible - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un dispositif (10) de communication modulaire comprenant une carte électronique de gestion (24) comprenant un processeur, une carte électronique de communication (26) configurée pour communiquer sur un lien de communication sans fil via une pluralité de réseaux de communication de type différent, et un câble flexible primaire (28) connecté de manière amovible, d'une part, à la carte électronique de gestion (24) et, d'autre part, à la carte électronique de communication (26), ledit câble flexible primaire (28) comprenant au moins une ligne d'alimentation électrique et au moins une ligne de communication de données reliant la carte électronique de gestion (24) et la carte électronique de communication (26).
Description
DISPOSITIF DE COMMUNICATION MODULAIRE A CABLE FLEXIBLE
DOMAINE TECHNIQUE ET OBJET DE L'INVENTION
La présente invention se rapporte au domaine des dispositifs électroniques modulaires multifonctions et concerne plus particulièrement un dispositif de communication modulaire apte à communiquer via une pluralité de réseaux de communication de type différent. L'invention s'applique en particulier dans le domaine des objets connectés et notamment des capteurs modulaires communicants.
ETAT DE LA TECHNIQUE
Dans le domaine des réseaux de communication, il est connu d'utiliser des objets dits « connectés » qui fonctionnent de manière autonome et envoient des informations à travers un réseau de communication. Parmi ces objets, on connaît les capteurs communicants qui mesurent des valeurs de paramètres et envoient les données correspondantes à travers un réseau de communication.
A cette fin, ces capteurs communicants peuvent être connectés directement au réseau ou bien passer indirectement par un nœud mobile d'accès au réseau tel que, par exemple, un smartphone. De manière connue, les données sont généralement envoyées dans des signaux émis sur un lien de communication radio courte portée en utilisant un protocole de communication tel que, par exemple, Bluetooth™, Wifi, Zigbee® ou Sigfox®. Ces capteurs peuvent être fixes ou mobiles et peuvent être configurés pour mesurer des valeurs d'un ou plusieurs paramètres en fonction de leur utilisation, tels que par exemple la fréquence cardiaque ou la pression sanguine d'un utilisateur, une température, un taux d'humidité, etc.
On connaît par ailleurs des dispositifs de communication dits « multi-réseaux » pouvant être reliés à un ou plusieurs capteurs afin d'envoyer les données mesurées par ces capteurs sur un ou plusieurs liens de communication radio associés respectivement à un ou plusieurs réseaux de communication, par exemple 2G, 3G, 4G, Bluetooth™, Wifi ou Zigbee®. De tels dispositifs comprennent de manière connue un circuit électronique principal et une pluralité de circuits électroniques secondaires de communication (ou d'interface) radio. Le circuit électronique principal comprend un microcontrôleur qui peut être programmé pour permettre à la fois la récupération des données venant des capteurs et la gestion de la pluralité de circuits électroniques secondaires de communication radio. Les circuits électroniques secondaires de communication radio se présentent chacun sous la forme d'une carte montée sur le circuit électronique principal, chaque carte permettant de communiquer avec un réseau de communication de type différent.
Ce type de dispositif présente toutefois plusieurs inconvénients. Tout d'abord, son architecture est complexe et onéreuse. De plus, il est nécessaire de prévoir sur le dispositif un connecteur spécifique pour chaque capteur, ce qui limite le nombre et le type de capteurs qui peuvent être reliés audit dispositif. Ensuite, l'ajout ou le retrait d'une carte électronique secondaire de communication radio nécessite un démontage du dispositif et le dessoudage de la carte, son remplacement par une autre carte et le soudage de la nouvelle carte, ce qui peut être complexe, fastidieux et chronophage. Enfin, l'alimentation de ce type de dispositif n'est pas adaptable à l'application qui en est faite selon le type de capteur connecté au dispositif.
L'invention vise donc à résoudre au moins en partie ces inconvénients en proposant une solution simple, fiable et efficace de dispositif de communication apte à la fois à être connecté aisément à au moins un capteur et à communiquer à travers une pluralité de réseaux de communication de type différent.
PRESENTATION GENERALE DE L'INVENTION
A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de communication modulaire, ledit dispositif étant remarquable en ce qu'il comprend :
- une carte électronique de gestion comprenant un processeur,
- une carte électronique de communication configurée pour communiquer sur un lien de communication sans fil via une pluralité de réseaux de communication de type différent, et
- un câble flexible primaire connecté de manière amovible, d'une part, à la carte électronique de gestion et, d'autre part, à la carte électronique de communication, ledit câble flexible primaire comprenant au moins une ligne d'alimentation électrique et au moins une ligne de communication de données reliant la carte électronique de gestion et la carte électronique de communication.
Le dispositif selon l'invention confère avantageusement une modularité permettant d'échanger aisément la carte électronique de gestion et/ou la carte électronique de communication et/ou le câble flexible primaire pour permettre au dispositif de remplir des fonctions différentes ou bien pour en réaliser la maintenance, ces différents éléments étant reliés entre eux de manière amovible. Dans le présent document, on entend par le terme « amovible » que les éléments ne sont pas soudés entre eux mais connectés de manière détachable manuellement. Autrement dit, la carte électronique de gestion et/ou la carte électronique de communication et/ou le câble flexible primaire peuvent être aussi bien être connectés que séparés manuellement et de manière aisée par un opérateur. De plus, l'utilisation d'un câble flexible primaire pour relier les deux cartes permet d'adapter l'agencement des deux cartes et notamment l'espacement entre les deux cartes. En outre, on notera que la ou les lignes d'alimentation ont une fonction d'alimentation en courant électrique tandis que la ou les lignes de communication de données ont une fonction de bus de communication de données.
Selon un aspect de l'invention, le câble flexible primaire comprend une première extrémité comprenant un premier connecteur adapté pour être connecté de manière amovible à la carte électronique de communication et une deuxième extrémité comprenant un deuxième connecteur adapté pour être connecté de manière amovible à la carte électronique de gestion.
Dans une forme de réalisation, le câble flexible primaire comprend au moins un capteur, par exemple tel qu'un accéléromètre, un compas-magnétomètre, un gyroscope, un thermomètre, une cellule photo-électrique de détection du jour ou de la nuit, ou au moins une unité applicative, par exemple telle qu'un microphone, un microcontrôleur, etc. Il est ainsi très aisé de modifier les fonctions et la destination du dispositif, notamment d'ajouter des fonctions, en changeant le câble flexible primaire, ce qui confère une grande modularité au dispositif.
Selon une caractéristique de l'invention, le câble flexible primaire comprend, de préférence entre le premier connecteur et le deuxième connecteur, un troisième connecteur.
Avantageusement, le dispositif comprend en outre un câble flexible secondaire, ledit câble flexible secondaire comprenant un premier connecteur connectant, de manière amovible, le câble flexible secondaire au troisième connecteur du câble flexible primaire afin de relier électriquement ledit câble flexible secondaire à la carte électronique de gestion et à la carte électronique de communication.
De manière avantageuse, le câble flexible secondaire comprend au moins un capteur, par exemple tel qu'un accéléromètre, un compas-magnétomètre, un gyroscope, un thermomètre, une cellule photo-électrique de détection du jour ou de la nuit, ou au moins une unité applicative, par exemple telle qu'un microphone, un microcontrôleur, etc. Il est ainsi très aisé de modifier les fonctions et la destination du dispositif en changeant le câble flexible secondaire, ce qui confère une grande modularité au dispositif.
De manière préférée, le câble flexible secondaire comprend au moins une ligne d'alimentation en énergie électrique et au moins une ligne de communication permettant notamment de relier électriquement ledit câble flexible secondaire, notamment les capteurs et unités applicatives, d'une part à la carte électronique de gestion et la carte électronique de communication via le câble flexible primaire, et d'autre part à un premier module externe et/ou à un deuxième module externe.
Dans une forme de réalisation, le câble flexible primaire et le câble flexible secondaire s'étendent perpendiculairement l'un par rapport à l'autre au niveau de leur connexion.
Selon une caractéristique de l'invention, le câble flexible secondaire comprend un deuxième connecteur adapté pour être connecté électriquement à un premier module externe afin de relier électriquement le câble flexible secondaire audit premier module externe.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le câble flexible secondaire comprend un troisième connecteur adapté pour être connecté électriquement à un deuxième module externe afin de relier électriquement le câble flexible secondaire audit deuxième module externe.
Selon un aspect de l'invention, le deuxième connecteur est monté à une première extrémité du câble flexible secondaire et le troisième connecteur est monté à une deuxième extrémité du câble flexible secondaire.
Avantageusement, le dispositif comprend en outre un boîtier dans lequel sont montés les éléments dudit dispositif, notamment la carte électronique de gestion, la carte électronique de communication et le câble flexible primaire, afin de les protéger. On notera que ce boîtier est optionnel et que dans une forme de réalisation du dispositif, ce dernier peut par exemple être fixé sur une paroi ou sur une machine externe directement par l'intermédiaire de l'une des cartes électroniques de gestion ou de communication, par exemple par soudage.
Selon une caractéristique de l'invention, le boîtier délimite un volume interne dans lequel sont montés les composants, notamment électroniques, tels que la carte électronique de gestion, la carte électronique de communication et le câble flexible primaire (et le câble flexible secondaire le cas échéant). Le boîtier constitue ainsi une enveloppe périphérique de protection desdits composants.
De manière préférée, la carte électronique de gestion et la carte électronique de communication sont montées de manière superposée dans le boîtier et sont reliées entre elles par le câble flexible primaire. La superposition de ces deux cartes rend aisée leur connexion et permet de réduire la taille du boîtier. De préférence, les dimensions de ces cartes sont identiques afin de simplifier l'architecture du boîtier.
Selon un aspect préféré de l'invention, le boîtier est réalisé en un matériau plastique de le rendre à la fois léger, solide et aisé à fabriquer.
Selon une caractéristique de l'invention, le boîtier comprend une première face de fixation comprenant des premiers organes de fixation, de manière amovible, d'un premier module externe et une deuxième face de fixation comprenant des deuxièmes organes de fixation, de manière amovible, d'un deuxième module externe.
Par les termes « fixation de manière amovible », on entend ici qu'un module externe peut être fixé sur le boîtier ou retirer du boîtier de manière aisée, par exemple par vissage, clippage ou emboîtement. Le boîtier du dispositif selon l'invention constitue ainsi un module central générique de fixation sur lequel peuvent être montés des modules externes de type différent. Le boîtier permet ainsi un assemblage aisé et modulaire d'un premier module externe et d'un deuxième module externe afin de réaliser différents types de dispositifs de communication, notamment de capteurs communicants.
De préférence, le boîtier comprenant au moins deux faces, la première face de fixation est opposée à la deuxième face de fixation afin de rendre le boîtier et ses modules externes aisés à assembler et à manipuler.
Dans une forme de réalisation, le boîtier est de forme cylindrique de section circulaire, les deux faces opposées du cylindre constituant alors respectivement la première face de fixation du premier module externe et la deuxième face de fixation du deuxième module externe et la paroi latérale du cylindre constituant la paroi latérale du boîtier.
De manière avantageuse, la paroi latérale du boîtier est transparente afin de visualiser l'intérieur du boîtier, notamment l'état allumé ou éteint de diodes électroluminescentes montées à l'intérieur du boîtier, notamment sur le câble flexible secondaire.
Dans une forme de réalisation, les premiers organes de fixation et les deuxièmes organes de fixation sont identiques de manière à permettre la fixation d'un même module externe aussi bien sur la première face de fixation que sur la deuxième face de fixation et de manière à rendre générique les organes de fixation du boîtier pour recevoir des modules externes mettant en œuvre des fonctions diverses.
Selon un aspect de l'invention, la première face de fixation comprend une première paroi, de préférence plane, comprenant les premiers organes de fixation.
Selon un autre aspect de l'invention, la deuxième face de fixation comprend une deuxième paroi, de préférence plane, comprenant les deuxièmes organes de fixation.
Les premiers organes de fixation et les deuxièmes organes de fixation peuvent avantageusement être creusés dans la première paroi, respectivement dans la deuxième paroi, ou s'étendre depuis la première paroi, respectivement depuis la deuxième paroi, afin de fixer aisément le premier module externe, respectivement le deuxième module externe, de préférence par vissage, clippage ou par emboîtement. A titre d'exemple, les premiers organes de fixation et les deuxièmes organes de fixation peuvent se présenter sous la forme de portions filetées ou chanfreinées, de pattes, de languettes, de nervures, de rainures, d'encoches, d'ergots ou de tout autre type d'organes adaptés.
Dans une forme de réalisation, le dispositif de communication comprend un premier module externe fixé de manière amovible sur la première face de fixation du boîtier du dispositif et un deuxième module externe fixé de manière amovible sur la deuxième face de fixation du boîtier du dispositif.
Le boîtier, le premier module externe et le deuxième module externe constituent ainsi trois blocs modulaires qui peuvent être aisément assemblés pour former le dispositif de communication. Il est ainsi aisé de remplacer l'un du boîtier et/ou du premier module externe et/ou du deuxième module externe, notamment afin de personnaliser le dispositif en lui conférant des fonctions différentes selon le type de module(s) externe(s) utilisé(s).
Le premier module externe peut notamment être un module applicatif, un module d'alimentation, un module de fixation du boîtier, un couvercle ou un autre boîtier identique.
De même, le deuxième module externe peut notamment être un module applicatif, un module d'alimentation, un module de fixation du boîtier ou un autre boîtier identique.
Par les termes « module applicatif », on entend, dans le présent document, un module de mesure, un module de communication, un module de transmission de données, un module d'alimentation en énergie électrique (batterie) ou bien encore un couvercle de protection. Un tel module applicatif peut, par exemple, être un capteur de mesure, un instrument de mesure, un module de communication radio, un module de localisation, un module de communication machine-àmachine, etc. Différents types de modules applicatifs peuvent donc être avantageusement montés sur le boîtier, permettant ainsi une pluralité d'applications différentes. A titre d'exemple d'application, le module applicatif peut être un détecteur de mouvement, un détecteur de lumière, un appareil photographique, une caméra vidéo, un montre, une alarme, un module de communication Wifi, un module de communication Bluetooth™, un adaptateur, un couvercle, etc. En outre, un type donné de module d'alimentation peut avantageusement être sélectionné pour être monté sur l'une des faces de fixation du boîtier en fonction de la consommation en énergie d'un module applicatif qui serait monté sur l'autre face de fixation dudit boîtier, afin de satisfaire les besoins en énergie dudit module applicatif, et/ou de la carte électronique de gestion et/ou de la carte électronique de communication et/ou du câble flexible primaire et/ou du câble flexible secondaire en fonction des besoins en énergie électrique de ces composants.
De préférence, le boîtier, le premier module externe et le deuxième module externe sont superposés, i.e. empilés les uns sur les autres, afin de permettre de manipuler facilement le dispositif de communication et d'échanger aisément l'un des modules externes. Une telle configuration permet en outre de rendre aisée la fabrication du boîtier, du premier module externe et du deuxième module externe tout en améliorant le design du dispositif.
Dans une forme de réalisation, le premier module externe et/ou le deuxième module externe comprennent au moins un capteur.
Avantageusement, le premier module externe et/ou le deuxième module externe comprennent un adaptateur, se présentant par exemple sous la forme d'un bornier permettant d'assurer la continuité électrique entre le boîtier et un capteur du premier module externe et/ou du deuxième module externe. Ainsi, un capteur qui n'est pas agencé pour être fixé sur l'une des faces de fixation du boîtier peut être tout de même connecté électriquement audit boîtier par l'intermédiaire d'un tel adaptateur.
Selon un aspect préféré de l'invention, le premier module externe comprend des troisièmes organes de fixation complémentaires des premiers organes de fixation du boîtier.
Selon un autre aspect préféré de l'invention, le deuxième module externe comprend des quatrièmes organes de fixation complémentaires des deuxièmes organes de fixation du boîtier.
De préférence, les troisièmes organes de fixation et les quatrièmes organes de fixation sont identiques de manière à fixer indépendamment le premier module externe et le deuxième module externe sur la première face de fixation ou sur la deuxième face de fixation.
Dans une forme de réalisation préférée, le premier module externe et/ou le deuxième module externe se présente sous la forme d'un boîtier dit « externe » comprenant au moins une face de fixation sur le boîtier du dispositif.
Avantageusement, ce boîtier externe est de forme cylindrique de section circulaire et d'un diamètre identique à celui du boîtier (lorsque celui-ci est de forme cylindrique de section circulaire) de manière à former un ensemble de contour lisse, à la fois esthétique et aisé à assembler et à installer, lorsqu'il est monté sur le boîtier.
De préférence, le boîtier externe comprend un corps creux rigide monté sur la première face de fixation ou la deuxième face de fixation du boîtier et définissant un volume dans lequel sont montés des composants électroniques réalisant les différentes fonctions dudit boîtier externe. Ce corps constitue ainsi une enveloppe périphérique de protection desdits composants électroniques.
Selon un aspect de l'invention, le boîtier externe est réalisé en un matériau plastique, de préférence identique à celui du boîtier du dispositif.
Le processeur est configuré pour piloter les autres composants électroniques du dispositif ou permettre la communication des autres composants électroniques du dispositif entre eux, notamment la carte électronique de communication, le premier module externe et/ou le deuxième module externe et/ou le ou les capteurs ou unités applicatives du câble flexible primaire et/ou du câble flexible secondaire, le cas échéant.
La carte électronique de communication comprend une pluralité d'unités de communication radio, chaque unité de communication radio étant configurée pour communiquer via l'un des réseaux de la pluralité de réseaux de communication. Ces unités de communication radio peuvent, par exemple, être choisies parmi une unité de communication radio GSM, une unité de communication radio GPRS, une unité de communication radio 3G, une unité de communication radio 4G, une unité de communication radio Wifi, une unité de communication radio Bluetooth™, une unité de communication radio Zigbee®, une unité de communication radio Lora®, une unité de communication radio Sigfox®, une unité de communication radio GPS, etc.
La séparation des fonctions de gestion et de communication externe entre la carte électronique de gestion et la carte électronique de communication confère un aspect modulaire qui permet notamment de simplifier la maintenance et donc de réduire le coût du dispositif. En effet, l'ajout d'une nouvelle interface de communication radio nécessite uniquement le changement de la carte électronique de communication et non de la carte électronique de gestion. A l'inverse, l'amélioration du processeur de la carte électronique de gestion ou la programmation de la gestion du dispositif (réalisée par un programme d'ordinateur stocké dans la mémoire de la carte électronique de gestion) nécessitent uniquement le changement de la carte électronique de gestion et non de la carte électronique de communication. Notamment, ces changements de carte peuvent être réalisés très rapidement et aisément du fait du caractère amovible du câble flexible primaire, ce qui facilite la personnalisation et la maintenance du dispositif.
L'invention concerne également un système comprenant un dispositif de communication tel que présenté précédemment et une pluralité de réseaux de communication.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront lors de la description qui suit faite en regard des figures annexées données à titre d'exemples non limitatifs et dans lesquelles des références identiques sont données à des objets semblables.
DESCRIPTION DES FIGURES
La figure 1 illustre une forme de réalisation du système selon l'invention.
La figure 2A est une vue en perspective d'une forme de réalisation d'un dispositif selon l'invention montrant sa première face de fixation.
Les figures 2B, 2C et 2D illustrent respectivement une vue de la première face de fixation, une vue de côté et une vue et une vue de la deuxième face de fixation du dispositif de la figure 2A.
La figure 3A est une vue partielle en perspective et en transparence du dispositif de la figure 2A.
La figure 3B est une vue schématique des composants internes du dispositif de la figure 2A.
La figure 4A illustre schématiquement une forme de réalisation d'un câble flexible primaire.
La figure 4B illustre schématiquement un ensemble dans lequel le câble flexible primaire de la figure 4A est connecté d'une part à la carte électronique de gestion et d'autre part à la carte électronique de communication et correspondant partiellement à la vue de la figure 3B.
La figure 4C illustre schématiquement une forme de réalisation d'un câble flexible secondaire.
La figure 4D illustre un ensemble flexible constitué du câble flexible primaire de la figure 4A connecté avec le câble flexible secondaire de la figure 4C.
La figure 4E illustre l'ensemble flexible de la figure 4D mis en forme en vue de son insertion dans le boîtier du dispositif de la figure 2A.
La figure 4F illustre l'ensemble de la figure 4E connecté électriquement à la carte électronique de gestion et d'autre part à la carte électronique de communication
La figure 4G1 illustre une autre forme de réalisation du dispositif comprenant une carte électronique d'antenne superposée sur la carte électronique de communication.
Les figures 5A à 5D illustrent des exemples de modules applicatifs de type « instrument » configurés pour être montés sur l'une des faces de fixation du boîtier du dispositif de la figure 2A.
Les figures 5E et 5F illustrent des exemples de modules applicatifs de communication radio configurés pour être montés sur l'une des faces de fixation du boîtier du dispositif de la figure 2A.
Les figures 5G et 5H illustrent des exemples de modules applicatifs de type « capteur » configurés pour être montés sur l'une des faces de réception du boîtier du dispositif de la figure 2A.
La figure 51 illustre un exemple de module applicatif de type « caméra vidéo » configuré pour être fixé sur l'une des faces de fixation du boîtier du dispositif de la figure 2A.
La figure 5J illustre un exemple de module applicatif de type « port USB » configuré pour être fixé sur l'une des faces de fixation du boîtier du dispositif de la figure 2A.
La figure 5K illustre un exemple d'adaptateur de type bornier configuré pour être fixé sur l'une des faces de fixation du boîtier du dispositif de la figure 2A.
Les figures 5L1 et 5L2 illustrent au moins partiellement un exemple d'adaptateur d'antennes externes configuré pour être fixé sur l'une des faces de fixation du boîtier du dispositif de la figure 2A.
Les figures 6A à 6D illustrent des exemples de modules d'alimentation configurés pour être montés sur l'une des faces de fixation du boîtier du dispositif de la figure 2A.
Les figures 7A à 7E illustrent des exemples de modules de fixation configurés pour être montés sur l'une des faces de fixation du boîtier du dispositif de la figure 2A.
La figure 8A est une vue éclatée en perspective d'un premier exemple de configuration du dispositif selon l'invention.
La figure 8B est une vue éclatée en perspective d'un deuxième exemple de configuration du dispositif selon l'invention.
La figure 8C est une vue éclatée en perspective d'un troisième exemple de configuration du dispositif selon l'invention.
La figure 9A est une vue éclatée de côté du dispositif de communication de la figure 8A.
La figure 9B est une vue éclatée en perspective d'une autre forme de réalisation du dispositif selon l'invention.
Les figures 10A et 10B illustrent un premier exemple d'utilisation d'un dispositif selon l'invention. Les figures 11A et 11B illustrent un deuxième exemple d'utilisation d'un dispositif selon l'invention. La figure 12 illustre un troisième exemple d'utilisation du dispositif selon l'invention.
DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
Description d'une forme de réalisation du système selon l'invention
Le système 1 selon l'invention illustré à la figure 1 permet à un dispositif 10 de communication modulaire de communiquer sur une pluralité de liens de communication radio LA, LB, LC de type différent avec une pluralité de réseaux de communication 5A, 5B, 5C de type différent.
L Système 1
Dans cet exemple illustratif, le système 1 comprend trois réseaux de communication 5A, 5B, 5C de type différent. Il pourrait par exemple s'agir d'un premier réseau 5A de type 4G, d'un deuxième réseau 5B de type Wifi et d'un troisième réseau 5C de type Zigbee® sans que cela ne soit limitatif de la portée de la présente invention. En effet, il va de soi que le système selon l'invention pourrait comprendre un deux réseaux ou plus de trois réseaux de communication et que ce ou ces réseaux de communication pourraient être chacun d'un autre type que 4G, Wifi ou Zigbee®.
A) Dispositif 10 de communication modulaire
Dans l'exemple illustré à la figure 1, le dispositif 10 selon l'invention comprend un boîtier 20, un premier module externe 30 et un deuxième module externe 40 montés de manière superposée et coaxiale selon un axe X. Selon l'invention, de multiples configurations de ce dispositif 10 sont possibles grâce notamment à son aspect modulable et modulaire, conféré notamment par le boîtier 20 comme expliqué ci-après.
B) Boîtier 20
Le boîtier 20 est configuré pour communiquer de manière connue, par exemple avec un serveur (non représenté), via chacun des trois réseaux de communication 5A, 5B et 5C sur les liens de communication sans fil (radio), respectivement LA, LB et LC.
Dans la forme de réalisation illustrée aux figures 2A à 2D, le boîtier 20 comprend un corps 20A creux rigide de forme cylindrique de section circulaire, de préférence réalisé en un matériau plastique. Ce corps 20A creux rigide définit un espace intérieur dans lequel sont montés des composants électroniques (en référence aux figures 3A à 4G1) réalisant les différentes fonctions de communication entre ces composants électroniques, le premier module externe 30, le deuxième module externe 40 et la pluralité de réseaux de communication 5A, 5B, 5C.
Les deux faces opposées du cylindre constituent respectivement une première face de fixation 21A du premier module externe 30 et une deuxième face de fixation 21B du deuxième module externe 40 tandis que la portion incurvée du cylindre constitue la paroi latérale 21C du boîtier 20. Dans cet exemple, la première face de fixation 21A et la deuxième face de fixation 21B sont chacune respectivement fermée par une première paroi 21A1 et une deuxième paroi 21B1 (figure 2D).
Comme illustré notamment sur les figures 2A et 3A, le boîtier 20 comprend sur sa première paroi 21A1 des premiers organes de fixation 22A du premier module externe 30 et sur sa deuxième paroi 21B1 des deuxièmes organes de fixation 22B du deuxième module externe 40. Les premiers organes de fixation 22A et les deuxièmes organes de fixation 22B permettent la fixation respectivement du premier module externe 30 et du deuxième module externe 40 sur le boîtier 20 tout en assurant, de préférence, l'étanchéité du dispositif 10.
Dans l'exemple des figures 2A à 3A, les premiers organes de fixation 22A se présentent sous la forme d'une paroi circulaire formée autour de la première paroi 21A1 et permettant la fixation du premier module externe 30 sur le boîtier 20 par emboîtement. Toujours dans cet exemple, comme illustré sur la figure 2D, les deuxièmes organes de fixation 22B se présentent sous la forme d'une paroi circulaire formée dans le corps 20A du boîtier 20 (i.e. interne à la paroi latérale 21C) permettant la fixation du deuxième module externe 40 sur le boîtier 20 par emboîtement. Les deuxièmes organes de fixation 22B. On notera toutefois que les premiers organes de fixation 22A et les deuxièmes organes de fixation 22B pourraient être identiques de manière à permettre la fixation du premier module externe 30 aussi bien sur la première face de fixation 21A que sur la deuxième face de fixation 21B et du deuxième module externe 40 aussi bien sur la deuxième face de fixation 21B que sur la première face de fixation 21A.
Dans l'exemple illustré sur la figure 9B, les premiers organes de fixation 22A comprennent en outre une nervure de blocage (ou portion filetée) 22A1 formée à la périphérie de la paroi circulaire et permettant de fixer un premier module externe 30A par vissage. De même, les deuxièmes organes de fixation (non visible sur cette figure) se présentent sous la forme d'une rainure circulaire creusée à la périphérie de la première paroi (non visible) complémentaire de la nervure de blocage 22A1 d'un deuxième module externe 40A (par exemple un module d'alimentation). En variante ou en complément, les premiers organes de fixation 22A et les deuxièmes organes de fixation 22B pourraient comprendre des pattes, des ergots ou des languettes pour permettre la fixation du premier module externe 30 et du deuxième module externe 40 sur le boîtier 20 par clippage.
En référence aux figures 2A, 2B et 2C, la première paroi 21A1 présente également des premiers organes de connexion électrique 23A apparents destinés à relier électriquement le boîtier 20 au premier module externe 30 comme cela sera présenté ci-après. En référence à la figures 2D, la deuxième paroi 21B1 présente également des deuxièmes organes de connexion électrique 23D apparents destinés à relier électriquement le boîtier 20 au deuxième module externe 30 comme cela sera présenté ci-après.
De manière préférée, en référence aux figures 2A et 3B, la paroi latérale 21C est transparente de manière à rendre visibles trois diodes électroluminescentes 23B (LED), illustrées sur la figure 2A, montées sur le câble flexible secondaire 29 ou bien pour permettre à la lumière d'atteindre un capteur de luminosité monté à l'intérieur du boîtier 20, comme cela sera décrit ci-après. La paroi latérale 21C comprend également un orifice 23C (figure 2A) permettant d'atteindre, par exemple à l'aide d'une tige, un bouton poussoir de type « remise à zéro » (reset en langue anglaise), par exemple monté sur le câble flexible secondaire 29 (figure 3B) et permettant de réinitialiser l'électronique du boîtier 20. On notera que, pour des utilisations spécifiques, les trois diodes électroluminescentes 23B et le bouton poussoir 23C pourraient être montés à un autre endroit du dispositif 10. Dans cet exemple, les trois diodes électroluminescentes (LED) 23B sont de couleurs différentes (par exemple une diode bleue, une diode verte et une diode rouge) et permettent de contrôler l'état du boîtier 20. Par exemple, chacune des diodes peut être allumée lorsque le boîtier 20 est en communication avec l'un des trois réseaux de communication 5A, 5B, 5C. Toujours dans cet exemple, en référence à la figure 2A, le boîtier 20 comprend en outre sur sa paroi latérale 21C un orifice de sortie audio 23E d'un microphone 295 (décrit ci-après en référence à la figure 4C) et un capuchon de protection 23F d'un port de connexion externe 242 (figure 4B), par exemple de type USB.
En référence maintenant aux figures 3B à 4D, le dispositif 10 comprend une carte électronique de gestion 24, une carte électronique de communication 26, un câble flexible primaire 28 et un câble flexible secondaire 29.
C) Carte électronique de gestion 24
Dans l'exemple non limitatif des figures 3B et 4B, la carte électronique de gestion 24 se présente sous la forme d'un disque comprenant un circuit électrique, par exemple imprimé sur la surface dudit disque, sur lequel sont montés des composants électroniques. Ce disque présente un diamètre légèrement inférieur au diamètre interne du boîtier 20 afin de monter la carte électronique de gestion 24 dans le boîtier 20 tout en assurant un jeu faible entre la carte électronique de gestion 24 et la paroi latérale 21C du boîtier 20 afin de bloquer sensiblement ladite carte électronique de gestion 24 contre ladite paroi latérale 21C.
La carte électronique de gestion 24 permet la gestion des autres modules du dispositif 10, notamment de la carte électronique de communication 26, du premier module externe 30 et du deuxième module externe 40. A cette fin, en référence à la figure 4B, la carte électronique de gestion 24 comprend notamment un processeur 240, une mémoire 241 (par exemple de type flash) et un port de connexion externe 242, par exemple de type USB. La carte électronique de gestion 24 peut permettre la gestion de l'alimentation des composants électroniques du dispositif 10, par exemple à partir d'un module externe 40 de type module d'alimentation (batterie). Dans cet exemple non limitatif, la carte électronique de gestion 24 est montée à l'intérieur du corps 20A creux du boîtier 20 sous la carte électronique de communication 26.
D) Carte électronique de communication 26
La carte électronique de communication 26 est configurée pour communiquer avec l'extérieur sur un lien de communication sans fil LA, LB, LC via la pluralité de réseaux de communication 5A, 5B, 5C. La carte électronique de communication 26 est reliée électriquement, d'une part, à la carte électronique de gestion 24 via le câble flexible primaire 28 et, d'autre part, au câble flexible secondaire 29 (et au premier module externe 30 et/ou au deuxième module externe 40 le cas échéant) via le câble flexible primaire 28 et le câble flexible secondaire 29.
Dans cet exemple non limitatif, la carte électronique de communication 26 se présente sous la forme d'un disque, d'un diamètre sensiblement égale à celui de la carte électronique de gestion 24, comprenant un circuit électrique, par exemple imprimé sur la surface dudit disque, sur lequel sont montés des composants électroniques. La carte électronique de communication 26 est montée à l'intérieur du corps 20A creux du boîtier 20 de manière superposée et coaxiale avec la carte électronique de gestion 24.
La carte électronique de communication 26 est configurée pour communiquer avec les réseaux de communication 5A, 5B et 5C. Dans ce but, la carte électronique de communication 26 comprend une pluralité d'unités de communication radio (non représentées), par exemple de type GPS, GPRS, 3G, 4G, Bluetooth™ ou Zigbee®, configurées chacune pour communiquer avec l'un des réseaux de communication respectivement 5A, 5B et 5C, de manière connue en soi. La carte électronique de communication 26 comprend avantageusement une ou plusieurs antennes intégrées (non représentées) permettant aux unités de communication radio de communiquer sur les liens de communication radio LA, LB et LC et/ou un ou plusieurs connecteurs permettant de connecter la carte électronique de communication 26 à des antennes externes comme cela sera décrit par la suite en référence aux figures 5L1 et 5L2.
E) Câble flexible primaire 28
Le câble flexible primaire 28 connecte électriquement la carte électronique de gestion 24 et la carte électronique de communication 26 afin notamment de permettre la communication de données entre elles, en utilisant par exemple un protocole de type I2C, UART ou SCAN connus en soi. A cette fin, en référence à la figure 4A, le câble flexible primaire 28 comprend une première extrémité 28A comprenant un premier connecteur 281 et une deuxième extrémité 28B comprenant un deuxième connecteur 282. Dans cet exemple préféré, le câble flexible primaire 28 comprend également, entre le premier connecteur 281 et le deuxième connecteur 282, un troisième connecteur 283 permettant de connecter électriquement le câble flexible secondaire 29.
Toujours en référence à la figure 4A, le câble flexible primaire 28 comprend un corps 28-1 réalisée en un matériau souple, par exemple un polymère époxyde souple, comprenant une pluralité de fils ou brins de connexion électrique (non visibles) reliant électriquement à la fois le premier connecteur électrique 281, le deuxième connecteur 282 et le troisième connecteur 283 et comprenant au moins une ligne d'alimentation électrique et au moins une ligne de communication de données, notamment afin de permettre l'alimentation en énergie électrique des différents composants électroniques du dispositif 10 et l'échange de données entre les différents éléments, en particulier entre la carte électronique de gestion 24 et la carte électronique de communication 26.
Dans cet exemple, le câble flexible primaire 28 est connecté de manière amovible, d'une part, à la carte électronique de gestion 24 au niveau du deuxième connecteur 282 et, d'autre part, à la carte électronique de communication 26 au niveau du premier connecteur 281. En d'autres termes, le câble flexible primaire 28 peut être connecté ou déconnecté manuellement par un opérateur afin de faciliter le montage ou le démontage de l'ensemble, par exemple lors du montage du dispositif 10 ou bien lors d'une maintenance du dispositif 10.
Ainsi, lorsqu'on souhaite changer la carte électronique de gestion 24 et/ou la carte électronique de communication 26, il suffit de déconnecter le câble flexible primaire 28 et de changer ladite ou lesdites cartes 24, 26. Il est ainsi aisé de procéder au remplacement de la carte électronique de gestion 24 et/ou de la carte électronique de communication 26 en remplaçant l'une ou l'autre cartes. Notamment, lorsqu'il est nécessaire de communiquer avec un nouveau type de réseau de communication, il suffit d'enlever la carte électronique de communication 26 afin de la remplacer ou de la reprogrammer puis de le reconnecter au câble flexible primaire 28.
F) Câble flexible secondaire 29
Le câble flexible secondaire 29 permet notamment de relier électriquement la carte électronique de gestion 24 à un premier module externe 30 et/ou à un deuxième module externe 40. A cette fin, en référence aux figures 4C et 4D, le câble flexible secondaire 29 comprend, au niveau de sa partie centrale, un premier connecteur électrique 291 adapté pour connecter, de manière amovible, le câble flexible secondaire 29 au troisième connecteur 283 du câble flexible primaire 28. Le câble flexible secondaire 29 comprend une première extrémité 29A, comportant un deuxième connecteur 292, et une deuxième extrémité 29B, comportant un troisième connecteur 293.
Le deuxième connecteur électrique 292 permet de connecter électriquement la carte électronique de gestion 24 et la carte électronique de communication 26 à un premier module externe 30 via le câble flexible primaire 28. Le troisième connecteur électrique 293 permet de connecter électriquement la carte électronique de gestion 24 et le carte électronique de communication 26 à un deuxième module externe 40 via le câble flexible primaire 28. Dans ce but, le deuxième connecteur électrique 292 et le troisième connecteur électrique 293 peuvent comprendre des lames électriquement conductrices, par exemple en cuivre, permettant de réaliser ces connexions électriques.
Toujours en référence aux figures 4C et 4D, le câble flexible secondaire 29 comprend un corps 291 réalisée en un matériau souple, par exemple un polymère époxyde souple, comprenant une pluralité de fils ou brins électriques (non visibles) reliant à la fois le premier connecteur électrique 291, le deuxième connecteur 292 et le troisième connecteur 293, notamment afin de permettre l'alimentation en énergie électrique des différents composants électroniques du dispositif 10 et l'échange de données entre les différents éléments, en particulier entre le câble flexible primaire 29 et le premier module externe 30 et/ou le deuxième module externe 40. En référence à la figure 4D, le câble flexible primaire 28 et le câble flexible secondaire 29 sont connectés perpendiculairement l'un par rapport à l'autre au niveau de leur connexion.
Avantageusement, le câble flexible secondaire 29 comprend une ou plusieurs unités applicatives et/ou un ou plusieurs capteurs reliés électriquement à au moins une ligne d'alimentation en énergie électrique et à au moins une ligne de communication de données du câble flexible secondaire 29.
Dans l'exemple non limitatif de la figure 4C, le câble flexible secondaire 29 comprend deux capteurs 294. Ces capteurs 294 peuvent par exemple des capteurs de température, de pression, d'humidité, de luminosité (mesure de la lumière), de mesure d'énergie thermique pour mesurer la température des objets (thermopile), de qualité de l'air ou tout autre type de capteur.
Toujours dans cet exemple, le câble flexible secondaire 29 comprend en outre une unité applicative de type microphone 295 dont la sortie audio est placée devant l'orifice de diffusion sonore 23E (figure 2A) lorsque le câble flexible secondaire 29 est monté dans le boîtier 20. Le câble flexible secondaire 29 comprend également dans cet exemple une pluralité de diodes électroluminescentes 296, visibles à travers la paroi latérale 21C transparente du boîtier 20 (figure 2A) et permettant de contrôler le fonctionnement du dispositif 10. Le câble flexible secondaire 29 pourrait aussi avantageusement comprendre d'autres unités applicatives de type accéléromètre, compasmagnétomètre, gyroscope, thermomètre, cellule photo-électrique, etc.
L'utilisation d'un câble flexible secondaire 29 sur lequel sont montées les capteurs 294 et les unités applicatives 295, 296 confère une flexibilité importante au dispositif 10 dans la mesure où le câble flexible secondaire 29 amovible peut être changé très aisément de manière à l'adapter en choisissant les capteurs 294 et les unités applicatives 295, 296 selon les fonctions et les besoins voulus. En outre, le déport des unités applicatives de la carte électronique de gestion 24 (ou d'une autre carte électronique) vers le câble flexible secondaire 29 permet de simplifier les cartes électroniques 24, 26 du dispositif 10, notamment la carte électronique de gestion 24 qui se limite ainsi à assurer les fonctions de gestion, essentiellement via le processeur 240.
On notera que, dans une autre forme de réalisation, le câble flexible primaire 28 pourrait également comprendre un ou plusieurs capteurs et/ou une ou plusieurs unités applicatives reliées électriquement à au moins une ligne d'alimentation en énergie électrique et à au moins une ligne de communication de données dudit câble flexible primaire 28.
La figure 4E illustre la mise en forme de l'ensemble constitué du câble flexible primaire 28 connecté avec le câble flexible secondaire 29 avant de le monter dans le corps 20A du boîtier 20. La figure 4F illustre l'ensemble de la figure 4E connecté à la fois à la carte électronique de gestion 24 et à la carte électronique de communication 26.
La figure 4G1 illustre une autre forme de réalisation du dispositif 10 dans laquelle la première extrémité 29B du câble flexible primaire 28 est prolongée et comporte un quatrième connecteur (non visible) auquel est connecté, également de manière amovible, une carte électronique d'antenne 310, également de forme circulaire tout comme la carte électronique de gestion 24 et la carte électronique de communication 26 afin d'être montée dans le boîtier 20. Cette carte électronique d'antenne 310 comprend un ou plusieurs composants électroniques constituant une ou plusieurs antennes de communication.
G) Premier module externe 30 et deuxième module externe 40
Le premier module externe 30 et le deuxième module externe 40 sont configurés pour être montés de manière amovible sur l'une des faces de fixation 21A, 21B du boîtier 20. A cette fin, comme illustré dans les exemples des figures 5A à 7E, le premier module externe 30 et le deuxième module externe 40 se présentent sous la forme d'un boîtier dit « externe » comprenant au moins une face de fixation 31A, 41A au boîtier 20. Ce boîtier externe est également de préférence réalisé dans le même matériau plastique que celui du boîtier 20.
La face de fixation 31A du premier module externe 30 et la face de fixation 41A du deuxième module externe 40 comprennent respectivement des troisièmes et quatrièmes organes de fixation complémentaires des premiers organes de fixation 22A et des deuxièmes organes de fixation 22B du boîtier 20.
Dans les exemples illustrés aux figures 2A à 7E, la face de fixation 31A du premier module externe 30 comprend une portion circulaire agencée pour se conformer à la première paroi de fixation 21A1 du boîtier 20 et la face de fixation 41A du deuxième module externe 40 comprend une embase circulaire (ou bossage circulaire) adaptée pour se connecter par emboîtement avec la deuxième paroi de fixation 21B du boîtier 20.
En variante ou en complément, les organes de fixation de la face de fixation 31A, 41A du premier module externe 30 et du deuxième module externe 40 pourraient comprendre une pluralité de taraudages, de filetages, de pattes ou d'ergots agencées pour se fixer sur des filetages, des taraudages, des pattes ou des ergots complémentaires d'une forme de réalisation (non représentée) d'un boîtier 20 selon l'invention.
Une fois monté sur le boîtier 20, le premier module externe 30, respectivement le deuxième module externe 40, est connecté électriquement au boîtier 20 via les premiers organes de connexion électrique 23A, respectivement via les deuxièmes organes de connexion électrique 23D.
Le premier module externe 30 et le deuxième module externe 40 peuvent notamment être l'un des modules externes suivants : un module applicatif, un module d'alimentation, un module de fixation du boîtier 20 ou un autre boîtier 20 identique. Les différents modules décrits ci-après à titre d'exemple sont soit des premiers modules externes 30, soit des deuxièmes modules externes 40, mais ils pourraient être inversement et respectivement des deuxièmes modules externes 40 et des premiers modules externes 30 dans une autre forme de réalisation. De plus, on notera que les exemples de modules décrits ci-après n'étant nullement limitatifs de la portée de la présente invention.
i) Module applicatif
Un module applicatif peut être choisi en fonction de l'utilisation que l'on souhaite faire du dispositif 10, notamment en fonction de la nature des données à envoyer via l'un ou les réseaux de communication 5A, 5B, 5C. On a représenté aux figures 5A à 5L divers exemples de modules applicatifs.
La figure 5A illustre un module de localisation 30A1 comprenant un bouton 30A11 qui peut être pressé afin de localiser automatiquement un bien ou une personne, par exemple à l'aide de ses coordonnées GPS. La figure 5B illustre un module applicatif 30A2 de type montre ou alarme. La figure 5C illustre un module de communication 30A3 de type M2M (Machine To Machine) adapté à un environnement industriel spécifique et utilisant des réseaux de communication spécifiques. Par exemple, plusieurs machines distantes peuvent échanger des informations et déclencher une alarme si nécessaire. La figure 5D illustre un module de communication 30A4 de type Open ou OEM (Original Equipment Manufacturer), OEM étant connu en soi. Un tel module comprend un boîtier externe creux standard dans lequel sont montés des composants électroniques de l'utilisateur du boîtier 20 ou programmables par l'utilisateur du boîtier 20. Tout utilisateur peut ainsi créer un module applicatif personnalisé selon l'utilisation qu'il veut faire du dispositif 10.
Les figures 5E et 5F illustrent des modules de communication radio 30B1, 30B2. Le module de communication radio 30B1 est un module de communication Wifi permettant de communiquer sur un lien de communication radio de type Wifi avec une entité située dans la couverture Wifi du dispositif 10. Le module de communication radio 30B2 est un module de communication BlueTooth™ ou Zigbee® permettant de communiquer sur un lien de communication radio respectivement de type BlueTooth™ ou Zigbee® avec une entité située dans la couverture respectivement BlueTooth™ ou Zigbee® du dispositif 10. De tels modules peuvent être utilisés avantageusement pour permettre à deux dispositifs de communication 10 de communiquer entre eux sur un lien de communication sans fil, comme cela sera décrit ci-après en référence à la figure 12.
La figure 5G représente un capteur de type détecteur de mouvement 30C qui peut par exemple être utilisé dans un système d'alarme d'une maison. La figure 5H illustre un capteur de type détecteur de lumière 40A qui peut par exemple être utilisé dans un système d'alarme d'une maison ou de type panneau photovoltaïque permettant par exemple de recharger un module d'alimentation monté sur la face opposée du boîtier 20. La figure 51 illustre un module applicatif de type caméra vidéo 40B. Similairement au boîtier 20, ce module peut comprendre deux faces de fixation : l'une 41A des faces permettant de fixer la caméra vidéo 40B sur le boîtier 20 et la face opposée (non visible) permettant, par exemple, de fixer l'un des détecteurs illustrés aux figures 5G et 5H. La figure 5J illustre un exemple de module de port USB 40C pouvant être monté sur l'une la deuxième face de fixation 21B du boîtier 20. La figure 5K illustre un adaptateur 30D de type bornier permettant de connecter au boîtier 20, par exemple, un module applicatif qui ne serait pas configuré pour être monté directement sur ledit boîtier 20. L'adaptateur 30D comprend une première face de connexion 31A à la première face de fixation 21A du boîtier 20 et une deuxième face de connexion 30D1 comportant des organes de connexion 30D2 de type connecteur entrée/sortie (I/O) permettant, par exemple, de le connecter à un module applicatif externe (non représenté) ou à une machine (non représentée).
Les figures 5L1 et 5L2 illustrent un adaptateur 30E de type déport d'antenne permettant de connecter au boîtier 20 des antennes externes 30E1, via des connecteurs d'antennes 30E2, en complément ou en remplacement des antennes intégrées de la carte électronique de communication 26, par exemple pour augmenter la portée radio du dispositif 10 ou dans le cas d'un montage du dispositif 10 à l'intérieur d'un boîtier métallique comme illustré dans l'exemple des figures 11A et 11B décrit ci-après.
Dans une autre forme de réalisation, le module applicatif peut être un autre type de capteur de mesure, de préférence, différent des unités applicatives de la carte électronique de gestion 24, tel que, par exemple, un détecteur de gaz, une sonde analogique, un compteur Geiger, des borniers spécifiques, ou tout autre capteur ou module adapté, etc. Dans une autre forme de réalisation, le module applicatif peut également être un couvercle 30G (en référence à la figure 8C).
ii) Module d'alimentation
On a représenté aux figures 6A à 6D quatre exemples de module d'alimentation en énergie électrique. De préférence, le module d'alimentation 40A est une batterie, par exemple au lithium. De préférence encore, le module d'alimentation 40A est rechargeable, par exemple par induction. Dans ces exemples non limitatifs, le module d'alimentation 40A est configuré pour être monté sur la face de fixation 21B du boîtier 20 par des quatrièmes organes de fixation, complémentaires des deuxièmes organes de fixation 22B du boîtier 20. Dans les exemples des figures 6A à 6D, ces quatrièmes organes de fixation 42 se présentent sous la forme d'une embase circulaire 41 (ou bossage circulaire). Le module d'alimentation 40A permet d'alimenter en énergie électrique les composants électroniques du boîtier 20 (notamment la carte électronique de gestion 24 et la carte électronique de communication 26) et, le cas échéant, un autre module externe, par exemple un module applicatif, monté sur la face opposée du boîtier 20.
Dans ces exemples, lorsque le module d'alimentation 40A est connecté sur la deuxième face 21B du boîtier 20, l'alimentation est réalisée via les deuxièmes pluralités de connecteurs 23D, le câble flexible secondaire 29 et le câble flexible primaire 28 du boîtier 20. A cette fin, toujours en référence aux figures 6A à 6D, le module d'alimentation 40A comprend sur sa face de fixation 41A une troisième pluralité de connecteurs 42 agencées pour venir en contact électrique avec l'une des deuxièmes pluralités de connecteurs 23D.
Avantageusement, le module d'alimentation 40A peut comprendre une deuxième face de fixation (non visible), opposée à la première face de fixation 41A, permettant de monter le module d'alimentation 40A, par exemple, sur un support métallique par aimantation, sur un support de type circuit intégré ou sur un module de fixation tel que présenté ci-après.
Un module d'alimentation 40A peut donc avantageusement être sélectionné en fonction de l'utilisation qui est faite du dispositif 10. Il est ainsi possible de monter sur le boîtier 20 différents types de modules d'alimentation interchangeables : de faible puissance, de puissance moyenne ou de haute puissance, selon le niveau de consommation du boîtier 20 et/ou du module applicatif 30A. Ainsi, on a représenté à la figure 6A une batterie rechargeable de faible puissance, par exemple pour assurer de petites missions dans le temps, à la figure 6B une batterie rechargeable de puissance moyenne, par exemple pour des autonomies de plusieurs jours, à la figure 6C une batterie rechargeable de forte puissance, par exemple pour une utilisation intensives de moyens de géolocalisation de type GPS, et à la figure 6D, une batterie rechargeable par un module d'induction 43 sans contact.
Dans une forme de réalisation du dispositif 10 selon l'invention, le dispositif 10 ne comprend pas de module d'alimentation et l'énergie électrique peut être fournie, par exemple, par un module applicatif de type capteur d'énergie solaire ou par une alimentation extérieure raccordée au boîtier 20, par exemple via un bornier.
iii) Module de fixation
On a représenté aux figures 7A à 7E cinq exemples de module de fixation 30F, 40B. Le module de fixation 30F, 40B permet de fixer le dispositif 10 à un élément externe tel que, par exemple, une structure, une paroi, un vêtement, un circuit imprimé, etc. Dans l'exemple de la figure 7A, le module de fixation 30F est un premier module externe tandis que dans les exemples des figures 7B à 7E, les modules de fixation 40B sont des deuxièmes modules externes.
Dans l'exemple de la figure 7A, le module de fixation 30F se présente sous la forme d'un couvercle comportant une attache de fixation 44 issue de matière dudit couvercle permettant, par exemple d'attacher le dispositif 1 à un porte-clés ou un crochet.
Dans l'exemple de la figure 7B, le module de fixation 40B comprend une première paroi de fixation 41 au boîtier 20, se présentant sous la forme d'une embase, et, sur une deuxième face de fixation 51B, opposée à la première face de fixation 41A, deux passants 53B issus de matière de ladite embase et permettant de monter le module de fixation 52, et donc le dispositif 10, sur une bande de matière telle que, par exemple, un bracelet de montre ou une ceinture.
Dans l'exemple de la figure 7C, le module de fixation 40B comprend une première paroi de fixation 41 au boîtier 20, se présentant sous la forme d'une embase, et, au niveau de sa deuxième face de fixation 51B, opposée à la première face de fixation 41A, une portion aimantée permettant de fixer le dispositif 10 sur un élément métallique (non représenté). Dans cet exemple, le module de fixation 40B est également un module d'alimentation comportant une troisième pluralité de connecteurs 42 agencées pour venir en contact électrique avec la pluralité de connecteurs 23D (figure 2D).
Dans l'exemple de la figure 7D, le module de fixation 40B comprend une première paroi de fixation 41 au boîtier 20, se présentant sous la forme d'une embase de laquelle s'étendent deux oreilles 53D issues de matière de ladite embase et permettant d'attacher le module de fixation 40B (et donc le dispositif 10), sur une paroi ou une structure (non représentées), par exemple à l'aide d'un système de vis et d'écrous.
Dans l'exemple de la figure 7E, le module de fixation 40B permet de fixer le dispositif 10 sur un circuit imprimé 54 (en référence aux figures 10A et 10B). A cette fin, ledit module de fixation 40B comprend une première paroi de fixation 41 au boîtier 20, se présentant sous la forme d'une embase et comprend, sur sa deuxième face de fixation 51B, opposée à la première face de fixation 41A, des plots ou picots de montage à souder (non visibles) adaptés pour fixer le dispositif 10 sur le circuit imprimé 54.
II. Exemples de configuration, de montage et d'utilisation
Les figures 8A à 9B illustrent en vue éclatée des exemples de configuration du dispositif 10A, 10B, 10C. Dans ces exemples, le boîtier 20, du premier module externe 30 et du deuxième module externe 40 sont superposés et assemblés selon un axe X. Dans ces exemples, le premier module externe 30A, 30F, 30G comporte sur sa paroi latérale un repère 30Z et le deuxième module externe 40A, 40B comporte sur sa paroi latérale un repère 40Z permettant de rendre le montage desdits premier module externe 30A, 30F, 30G et deuxième module externe 40A, 40B aisé pour l'utilisateur du dispositif 10.
En référence à la figure 8A, le dispositif 10A comprend un boîtier 20, un capteur 30A monté sur la première face de fixation 21A du boîtier 20 et une batterie d'alimentation 40A montée sur la deuxième face de fixation 21B du boîtier 20. En référence à la figure 8B, le dispositif 10B comprend un boîtier 20, un adaptateur 30F monté sur la première face de fixation 21A du boîtier 20 et un module de fixation 40B monté sur la deuxième face de fixation 21B du boîtier 20. En référence à la figure 8C, le dispositif 10C comprend un boîtier 20, un couvercle 30G monté sur la première face de fixation 21A du boîtier 20 et une batterie d'alimentation 40A montée sur la deuxième face de fixation 21B du boîtier 20.
La figure 9A illustre le dispositif 10A de la figure 8A dans lequel le capteur 30A et la batterie d'alimentation 40A sont montées sur le boîtier 20 par emboîtement, par exemple à force et/ou à l'aide de pattes ou d'ergots, tout en assurant l'étanchéité du dispositif 10A. Une fois emboîtés, le boîtier 20, le capteur 30A et la batterie 40A sont connectés électriquement, notamment par l'intermédiaire des premiers et deuxièmes organes de connexion électrique 23A, 23D, du câble flexible secondaire 29 et du câble flexible primaire 28.
La figure 9B illustre le dispositif 10A de la figure 8A dans lequel le capteur 30A et la batterie 40A sont montées sur le boîtier 20 par vissage. A cette fin, la première face de fixation 21A du boîtier 20 comprend une nervure de blocage 22A1 (portion filetée) et le capteur 30A comprend une rainure de blocage complémentaire (non visible) destinée à coopérer avec ladite nervure de blocage 22A1 afin de bloquer le capteur 30A sur le boîtier 20 par vissage. De même, la batterie 40A comprend une nervure de blocage 45 (portion filetée) et la deuxième paroi de fixation 21B (non visible sur la figure 9B) comprend une rainure de blocage complémentaire (non visible) destinée à coopérer avec ladite nervure de blocage 45 afin de bloquer la batterie 40A sur le boîtier 20 par vissage. Une fois vissés, le boîtier 20, le capteur 30A et la batterie 40A sont connectés électriquement, notamment par l'intermédiaire des premiers et deuxièmes organes de connexion électrique 23A, 23D, du câble flexible secondaire 29 et du câble flexible primaire 28, et sont ainsi alimentés en énergie électrique tout en ayant la possibilité d'échanger des données, notamment afin que le capteur 30A envoie ses mesures à la carte électronique de gestion 24, par exemple pour la carte électronique de gestion 24 les communique à l'un des réseaux de communication 5A, 5B, 5C via la carte électronique de communication 26.
Le figure 10A illustre un circuit imprimé 54 sur lequel on monte très aisément, par exemple par emboîtement ou par vissage, successivement (Fl) : un module de fixation 40B tel qu'illustré à la figure 7E puis un boîtier 20 puis un capteur 30A. Comme illustré à la figure 10B, une fois monté sur le circuit imprimé 54, le dispositif 10 est solidaire dudit circuit 54.
Les figures 11A et 11B représentent une borne Wifi 60 à forte autonomie se présentant sous la forme d'un caisson métallique 60A dans lequel sont montés un dispositif 10 selon l'invention, une batterie haute puissance 62, un module de connexion 64 et une antenne externe 66. La batterie 62 permet à la borne Wifi 60 de fonctionner pour une longue durée tandis que le module de connexion 64 permet de relier la batterie 62 au dispositif 10, par exemple via un port USB du boîtier 20 du dispositif 10. Dans cet exemple, l'antenne externe 66 de la borne Wifi 60 permet de communiquer, par exemple, avec un réseau 4G. Dans cet exemple, les communications Wifi sont assurées par une unité de communication radio Wifi de la carte électronique de communication 26 du dispositif 10. Un tel module Wifi permet à un équipement d'utilisateur, par exemple un smartphone ou un ordinateur, de se connecter via un lien de communication radio Wifi de manière connue de l'homme du métier. Une fois le dispositif 10 monté sur la paroi de la borne Wifi 60 et relié au module de connexion 64, un couvercle 68 vient fermer la borne Wifi 60 qui peut alors être fixé, par exemple sur un mur.
Dans un deuxième exemple d'utilisation, on a représenté à la figure 12, deux dispositifs de communication 10 selon l'invention, autonomes, communiquant directement entre eux sans passer par un réseau de communication. Chacun des dispositifs de communication 10 comprend un module applicatif de communication, par exemple de type Wifi ou Bluetooth™ ou Zigbee®, et une batterie montés sur le boîtier 20. Un programme stocké dans la mémoire 241 de la carte électronique de gestion 24 est exécuté par le microcontrôleur de la carte électronique de gestion 24 de chaque dispositif 10 afin qu'ils communiquent entre eux. Les dispositifs de communication 10 commencent à dialoguer dès lors qu'ils sont dans la couverture radio l'un de l'autre, tout d'abord pour se connecter puis pour échanger des données applicatives de type information d'utilisateur. A titre d'exemple, les deux dispositifs de communication 10 peuvent échanger des informations sur les porteurs du dispositif 10 lorsqu'ils passent à proximité l'un de l'autre, par exemple leur nom.
On notera qu'il est possible, lorsque les organes de fixation le permettent, d'assembler plusieurs boîtiers de gestion les uns sur les autres afin, par exemple, d'augmenter le nombre d'unités de communication radio et permettre ainsi la communication avec davantage de réseaux de communication. On notera de plus que les échanges de données et d'informations sur les différentes liens et réseaux de communication peuvent être cryptés et/ou sécurisés. On notera enfin que la présente invention n'est pas limitée aux exemples décrits ci-dessus et est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l'art. Notamment, la forme et les dimensions du dispositif de communication, le type de capteur et de batterie ainsi que la nature et le type des liens et réseaux de communication tels que représentés sur les figures de façon à illustrer des exemples de réalisation de l'invention, ne sauraient être interprétés comme limitatifs.
Le déport des fonctions applicatives, notamment de certains capteurs 294, sur le câble flexible primaire 28 et/ou sur le câble flexible secondaire 29 permet de limiter les fonctions de la carte électronique de gestion 24 aux seuls composants nécessaires pour la gestion et le contrôle des autres composants du dispositif 10, notamment au processeur 240, et les fonctions de la carte 5 électronique de communication 26 aux seules fonctions de communication. Il est ainsi très aisé et moins onéreux de changer uniquement le câble flexible primaire 28 et/ou le câble flexible secondaire 29 pour adapter les fonctions et la destination du dispositif 10 tout en conservant la carte électronique de gestion 24 et la carte électronique de communication 26, qui peuvent s'avérer plus onéreuses et plus complexes à fabriquer. A l'inverse, une évolution du processeur ne 10 nécessitera que le changement de la carte électronique de gestion 24 et une évolution des interfaces radios ne nécessitant que le changement de la carte électronique de communication 26, tous ces changements étant rendus très simples et rapides par le caractère amovibles des éléments entre eux (cartes 24, 26 et câbles flexibles 28, 29).
Claims (9)
- REVENDICATIONS1. Dispositif (10) de communication modulaire, ledit dispositif (10) étant caractérisé en ce qu'il comprend :- une carte électronique de gestion (24) comprenant un processeur (240),- une carte électronique de communication (26) configurée pour communiquer sur un lien de communication sans fil (LA, LB, LC) via une pluralité de réseaux de communication (5A, 5B, 5C) de type différent, et- un câble flexible primaire (28) connecté de manière amovible, d'une part, à la carte électronique de gestion (24) et, d'autre part, à la carte électronique de communication (26), ledit câble flexible primaire (28) comprenant au moins une ligne d'alimentation électrique et au moins une ligne de communication de données reliant la carte électronique de gestion (24) et la carte électronique de communication (26).
- 2. Dispositif (10) selon la revendication 1, dans lequel le câble flexible primaire (28) comprend une première extrémité (28A) comprenant un premier connecteur (281) adapté pour être connecté de manière amovible à la carte électronique de communication (26) et une deuxième extrémité (28B) comprenant un deuxième connecteur (282) adapté pour être connecté de manière amovible à la carte électronique de gestion (24).
- 3. Dispositif (10) selon la revendication précédente, dans lequel le câble flexible primaire (28) comprend un troisième connecteur (283).
- 4. Dispositif (10) selon la revendication précédente, comprenant en outre un câble flexible secondaire (29), ledit câble flexible secondaire (29) comprenant un premier connecteur (291) connectant, de manière amovible, le câble flexible secondaire (29) au troisième connecteur (283) du câble flexible primaire (28) afin de relier électriquement ledit câble flexible secondaire (29) à la carte électronique de gestion (24) et à la carte électronique de communication (26).
- 5. Dispositif (10) selon la revendication précédente, dans lequel le câble flexible secondaire (29) comprend au moins un capteur (294).
- 6. Dispositif (10) selon l'une des revendications 4 et 5, dans lequel le câble flexible secondaire (29) comprend un deuxième connecteur (292) adapté pour être connecté électriquement à un premier module externe (30).
- 7. Dispositif (10) selon la revendication précédente, dans lequel le câble flexible secondaire (29) comprend un troisième connecteur (293) adapté pour être connecté électriquement à un deuxième module externe (40).
- 8. Dispositif (10) selon l'une des revendications précédentes, comprenant en outre un boîtier (20) dans lequel sont montés les éléments dudit dispositif (10), notamment la carte électronique de gestion (24), la carte électronique de communication (26) et le câble flexible primaire (28).
- 10 9. Dispositif (10) selon la revendication précédente, dans lequel le boîtier comprend une première face (21A) de fixation comprenant des premiers organes de fixation (22A), de manière amovible, d'un premier module externe (30) et une deuxième face (21B) de fixation comprenant des deuxièmes organes de fixation (22B), de manière amovible, d'un deuxième module externe (40).10. Dispositif (10) selon la revendication précédente, dans lequel les premiers organes de fixation (22A) et les deuxièmes organes de fixation (22B) sont identiques.
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2018
- 2018-12-11 WO PCT/EP2018/084259 patent/WO2019115484A1/fr active Application Filing
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