FR3084155A1 - Capteur omnidirectionnel pour la determination d’une valeur environnementale d’un objet pivotant - Google Patents

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Universite de Montpellier I
Universite de Montpellier
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Abstract

Capteur (1) omnidirectionnel pour la détermination d'une valeur environnementale d'un objet pivotant (P), la valeur environnementale comprenant au moins la position angulaire de l'objet pivotant (P) autour d'un axe de rotation (A), ladite position angulaire étant un angle de rotation de l'objet pivotant mesuré par rapport à une position de référence prédéterminée, ledit capteur comprenant : - Un corps (C) de capteur comprenant des moyens de fixation adaptés pour fixer ledit capteur à l'objet pivotant (P) dont la position angulaire est à mesurer ; - Des moyens de mesure (M) adaptés pour mesurer au moins une variable environnementale représentative de la position angulaire de l'objet pivotant (P) autour de l'axe de rotation (A) ; - Des moyens de traitement (T) du signal issu des moyens de mesure, le traitement étant adapté pour fournir une position angulaire de l'objet pivotant (P) ; - Des moyens de communication (Com) adaptés pour communiquer la valeur environnementale de l'objet pivotant (P).

Description

CAPTEUR OMNIDIRECTIONNEL POUR LA DETERMINATION D’UNE VALEUR ENVIRONNEMENTALE D’UN OBJET PIVOTANT
DOMAINE TECHNIQUE
La présente invention se rapporte à un capteur omnidirectionnel pour la détermination d’une valeur environnementale d’un objet pivotant, ledit capteur étant destiné à mesurer la rotation d’un objet pivotant autour d’un axe de rotation. Selon un aspect de l’invention, le capteur est omnidirectionnel car l’axe de rotation peut être orienté dans n’importe quelle direction de l’espace. Un autre objet de l’invention est un objet ou un dispositif pivotant comportant le capteur angulaire omnidirectionnel selon l’invention. Un troisième objet de l’invention est un réseau d’objets pivotants comprenant un capteur angulaire omnidirectionnel selon l’invention.
ETAT DE L’ART
La métrologie des aires urbaines constitue un pilier fondamental pour la modernisation et le développement durable de celles-ci. Les capteurs, couplés à des modèles physiques et à des outils de représentation des données, permettent le développement des moyens d’aide à la décision qui améliorent au quotidien le cadre de vie des populations. Ces améliorations permettent également de réaliser des économies d’argent et de ressources.
Dans ce contexte, la gestion de réseaux de distribution de fluides comporte la nécessité de mesurer fréquemment la position angulaire d’objets pivotants autour d’un axe tels que les vannes ou les robinets disposés tout au long des réseaux.
Par exemple, dans le cas d’un réseau de distribution d’eau, la grande majorité des vannes est laissée sans surveillance et il est difficile de récolter des informations concernant l’état d’ouverture des vannes manuelles. II s’ensuit que, souvent, seuls les opérateurs chargés de leur maintenance pour un secteur géographique particulier savent dans quel état de fermeture sont les vannes manuelles et il est impossible de centraliser les informations sur l’état d’ouverture de l’ensemble des vannes.
Par ailleurs, une restriction importante à l’installation de systèmes de surveillance est la nécessité d’utiliser des fils pour connecter les capteurs, l’installation de ces connexions étant très longue et coûteuse.
Ces problèmes sont particulièrement importants dans le cas des systèmes d’objets pivotants enterrées. Dans ce cas, l’accès aux objets pivotants est particulièrement difficile, ce qui rend leur surveillance de la part d’un opérateur encore plus compliquée.
Certaines solutions techniques permettent de connaître la position d’une vanne, voir par exemple les documents WO 0029812 A2 « Piezo-resistive position indicator », US 8550115 «Valve position indicator» or «Magnetic absolute angular position sensor for valves with electric actuators », EP 1596165.
Toutefois ces solutions techniques requièrent une modification de la vanne et elles ne sont pas compatibles avec des dispositifs/objets pivotants enterrées déjà installées. De plus, ces solutions ne permettent pas de communiquer à distance l’état du dispositif/objet pivotant.
D’autres solutions techniques, telles que celles décrites dans les documents US 201502044571 «Visual valve position indicator with wireless transmitter» ou US 20100294373 «Compact Valve position Indicator» requièrent une modification de l’objet pivotant.
Aucune de ces solutions techniques ne permet de mesurer la position angulaire d’un objet pivotant autour d’un axe orienté selon une direction quelconque de l’espace.
PROBLEME TECHNIQUE
Il n’existe pas aujourd’hui un capteur de position angulaire pour un objet pivotant autour d’un axe, ledit capteur étant simple à installer, de faible encombrement, omnidirectionnel, adapté à être mis en réseau pour communiquer à distance et compatible avec des objets pivotants enterrés.
RESUME DE L’INVENTION
Pour résoudre au moins partiellement ces problèmes techniques, un objet de la présente invention est un capteur omnidirectionnel pour la détermination d’une valeur environnementale d’un objet pivotant, la valeur environnementale comprenant au moins la position angulaire de l’objet pivotant autour d’un axe de rotation, ladite position angulaire étant un angle de rotation de l’objet pivotant mesuré par rapport à une position de référence prédéterminée, ledit capteur comprenant :
- Un corps de capteur comprenant des moyens de fixation adaptés pour fixer ledit capteur à l’objet pivotant dont la position angulaire est à mesurer ;
- Des moyens de mesure adaptés pour mesurer au moins une variable environnementale représentative de la position angulaire de l’objet pivotant autour de l’axe de rotation ;
- Des moyens de traitement du signal issu des moyens de mesure, le traitement étant adapté pour fournir une position angulaire de l’objet pivotant ;
- Des moyens de communication adaptés pour communiquer la valeur environnementale de l’objet pivotant.
On entend par valeur environnementale un ensemble de données représentatives de l’état d’un objet pivotant. La variable environnementale comprend au moins la position angulaire de l’objet pivotant. Elle peut également comprendre d’autres données issus d’autres capteurs installés sur l’objet pivotant ou à proximité. Par exemple, la variable environnementale peut comprendre des données issues d’un capteur sonore ou optique. La valeur environnementale peut également comprendre une information concernant l’état de fonctionnement du capteur omnidirectionnel. On entend par état de fonctionnement une information sur le fonctionnement du capteur, tel que le niveau d’énergie dans la batterie ou dans les moyens d’alimentation ou encore la présence d’une erreur de fonctionnement.
Dans la suite de cette description, le capteur selon l’invention sera appelé indifféremment capteur omnidirectionnel pour la détermination d’une valeur environnementale d’un objet pivotant, capteur omnidirectionnel pour la détermination d’une position angulaire d’un objet pivotant ou simplement capteur omnidirectionnel.
On entend par capteur omnidirectionnel un capteur capable de détecter la position angulaire d’un objet pivotant autour d’un axe de rotation, ledit axe de rotation pouvant être orienté selon une direction quelconque de l’espace.
On entend par position angulaire un angle de rotation mesuré à partir d’une position de référence prédéterminée. En d’autres termes, le capteur de position selon l’invention peut prendre en compte plusieurs tours de l’objet pivotant autour de l’axe de rotation. Il s’agit donc d’un capteur de position multi-tours.
On entend par corps de capteur un élément mécanique comprenant des moyens de fixation pour fixer le capteur de position angulaire selon l’invention à l’objet pivotant.
Avantageusement, les moyens de fixations ne requièrent pas une modification de la structure de l’objet pivotant.
Par exemple, si l’objet pivotant comporte un carré de manœuvre, le corps de capteur peut être fixé directement au carré de manœuvre. Ce montage permet de ne pas modifier la structure de l’objet pivotant, son installation étant particulièrement simple.
On entend par moyens de mesure adaptés pour mesurer au moins une variable environnementale représentative de la position angulaire de l’objet pivotant autour de l’axe de rotation un ou plusieurs capteurs capables de mesurer des variables représentatives de la rotation telles que la position angulaire et/ou le nombre de tours. En d’autres termes, il s’agit donc de variables permettant de remonter à la position angulaire et/ou au nombre de tours. De plus ces moyens de mesure sont adaptés pour mesurer une rotation autour d’un axe orienté selon n’importe quelle direction de l’espace, ce qui rend le capteur selon l’invention un capteur omnidirectionnel.
Un exemple de tels moyens de mesure est constitué par une centrale inertielle à neuf axes. Par exemple une telle centrale inertielle à neuf axes comprend un accéléromètre trois axes, un gyroscope trois axes et un magnétomètre trois axes.
Avantageusement, grâce à la combinaison des trois mesures, accélèrometrique, gyroscopyque et magnétomètrique il est possible de déterminer la position angulaire et le nombre de tours.
Avantageusement, la combinaison des trois mesures permet d’obtenir un capteur omnidirectionnel.
On entend par moyens de traitement du signal issu des moyens de mesure des moyens informatiques comprenant au moins un microprocesseur et une mémoire. Ces moyens de traitement sont adaptés pour analyser les mesures issues des moyens de mesure et remonter à la position angulaire de l’objet pivotant suite à une rotation autour de l’axe de rotation. L’axe de rotation peut être orienté selon une direction quelconque.
Les moyens de communication constituent un module de communication utilisant un protocole de communication adapté à une transmission sans fils. Des exemples d’un tel protocole sont les protocoles Bluetooth, 6L0WPAN, ZigBee, Z-Wave, LoRaWAN ou Sigfox. Alternativement le module de communication peut être un module transmettant la position angulaire mesurée à un dispositif de lecture local par exemple grâce à une puce de type RFID.
Le capteur de position angulaire selon l’invention permet de connaître la position angulaire d’un objet pivotant indépendamment de l’orientation de son axe de rotation. Il permet par exemple de connaître l’état d’ouverture d’un objet pivotant tel qu’une vanne manuelle à distance ou en local après lecture de sa mémoire.
Avantageusement, l’installation de ce dispositif ne nécessite d’aucune modification de la structure interne de l’objet pivotant. En d’autres termes, le capteur selon l’invention peut être installé sur plusieurs type d’objets pivotants, sans besoin de les démonter.
Avantageusement, le capteur selon l’invention est très compact et consomme très peu d’énergie.
Le capteur de position angulaire permet de mesurer et de suivre la position des objets pivotants à usage manuel et de transmettre cette information sans fils, par exemple à un dispositif de lecture local ou à une base de données sur le web.
Par ailleurs, les moyens de communication pouvant comprendre des moyens de communication courte portée et des moyens de communication longue portée, le capteur selon l’invention est particulièrement adapté aux objets pivotants enterrés.
Dans le cas d’un objet pivotant enterré, le capteur omnidirectionnel selon l’invention peut être fixé au carré de manoeuvre de l’objet pivotant à l’aide d’une pince ayant des bras allongés.
Par exemple, le capteur selon l’invention peut être utilisé dans le suivi/relevé automatique de la manipulation d’un objet pivotant car il peut détecter et mémoriser automatiquement tout mouvement de l’objet pivotant. Les données récoltées peuvent ensuite être transmises à une base de données par exemple par l’intermédiaire d’un smartphone, d’un dispositif dédié résidant sur place ou directement intégré sur un dispositif de lecture logé dans la canne (i.e. la tige) de manoeuvre (par exemple une clé de fontainier) avec un affichage au niveau du T et une partie électronique intégrée dans la clé.
Grâce au capteur selon l’invention, il est possible d’optimiser les coûts de déplacement des opérateurs sur le terrain.
Le capteur selon l’invention peut également présenter une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles :
- L’objet pivotant comporte un carré de manoeuvre et les moyens de fixation sont adaptés pour être fixés au carré de manoeuvre.
- Le corps du capteur s’étend selon une direction choisie pour correspondre à l’axe de rotation dudit objet pivotant et possède une section carrée selon un plan de coupe normale audit axe de rotation, le corps du capteur comprenant :
o Un premier logement destiné à accueillir le carré de manoeuvre ;
o Un deuxième logement destiné à accueillir au moins partiellement les moyens de mesure, les moyens de traitement du signal et les moyens de communication ;
o Un corps faisant saillie selon la direction correspondante à l’axe de rotation ;
- Le premier logement destiné à accueillir le carré de manoeuvre de l’objet pivotant et le corps faisant saillie selon la direction correspondante à l’axe de rotation ont une forme complémentaire ;
- Les moyens de mesure comprennent un accéléromètre et/ou un gyroscope et/ou un magnétomètre.
- Les moyens de mesure comprennent une centrale inertielle à 9 axes ;
- Les moyens de traitement du signal comprennent au moins une unité de stockage des données et une unité de calcul.
- Les moyens de communication comprennent un module de communication sans-fils.
- Les moyens de communications comprennent des moyens de communication longue portée.
- Les moyens de communication comprennent des moyens de communication courte portée et des moyens de communication longue portée, les moyens de communication courte portée étant installés à l’intérieur du corps de capteur.
- Les moyens de communication courte portée et les moyens de communication longue portée sont connectés par une liaison filaire.
- Le capteur selon l’invention comprend en outre un module de gestion d’énergie.
Un autre objet de l’invention est un objet pivotant destiné à contrôler le débit d’un fluide le long d’une conduite et comprenant un capteur omnidirectionnel pour la détermination d’une valeur environnementale de l’objet pivotant selon l’invention, la valeur environnementale comprenant au moins la position angulaire de l’objet pivotant, ladite position angulaire étant une mesure de l’état d’ouverture de l’objet pivotant.
Avantageusement, un système d’objets pivotants selon l’invention peut être déployé sur un réseau d’eau ce qui permettrait d’optimiser la gestion dudit réseau grâce au suivi à distance de l’état d’ouverture de chaque objet pivotant.
Un troisième objet de l’invention est un réseau d’objets pivotants comprenant :
- Au moins un objet pivotant comprenant un capteur omnidirectionnel selon l’invention ;
- Une unité centrale configurée pour récolter les positions angulaires des objets pivotants compris dans le réseau, lesdites positions étant mesurées par les capteurs omnidirectionnels selon l’invention.
L’unité centrale récolte les mesures transmises par les différents objets pivotants connectés présents dans le réseau. L’unité centrale peut être un dispositif dédié et configuré pour retransmettre les données récoltées. Alternativement, l’unité centrale peut comprendre des moyens de lecture locale des positions angulaire mesurées. Par exemple, l’unité centrale peut être un smartphone connecté aux objets pivotants via Bluetooth ou un autre protocole de communication sans-fils.
LISTE DES FIGURES
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront clairement de la description qui en est donnée ci-dessous, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux figure annexées, parmi lesquelles :
- La figure 1a illustre schématiquement le capteur selon l’invention prêt à être installé sur un objet pivotant ;
- La figure 1 b montre schématiquement les différents modules compris dans le capteur de figure 1a selon l’invention ;
- La figure 2a montre le corps du capteur selon l’invention ;
- La figure 2b montre le capot du corps de capteur illustré à la figure 2a ;
- La figure 2c montre une vue en coupe du corps de capteur illustré à la figure 2a ;
- La figure 3 illustre schématiquement un réseau d’objets pivotants connectés grâce au capteur selon l’invention.
- La figure 4 illustre schématiquement le procédé d’installation du capteur omnidirectionnel selon l’invention ;
- La figure 5 illustre schématiquement le procédé d’utilisation du capteur omnidirectionnel selon l’invention en l’absence d’un périphérique sans fils ;
- La figure 6 illustre schématiquement le procédé d’utilisation du capteur omnidirectionnel selon l’invention en présence d’un périphérique sans fils.
DESCRIPTION DETAILLEE
La figure 1a illustre schématiquement un capteur 1 selon l’invention. Le capteur 1 est un capteur omnidirectionnel pour la détermination de la position angulaire de l’objet pivotant P selon l’invention. L’objet pivotant P peut pivoter autour d’un axe de rotation A. Dans l’exemple illustré à la figure 1a, le capteur 1 est fixé au carré de manoeuvre CM de l’objet pivotant. Par souci de clarté, les modules électroniques composant les capteur 1 selon l’invention ne sont pas représentés sur la figure 1a.
Selon un mode de réalisation, le capteur 1 selon l’invention peut être fixé au carré de manoeuvre grâce à une tige à rallonge. Avantageusement, cela permet d’utiliser le capteur 1 selon l’invention même en cas de contraintes spatiales ou d’accessibilité restreinte.
La figure 1 b montre schématiquement les différents modules compris dans le capteur 1 selon l’invention :
- Les moyens de mesure M destinés à mesurer une rotation de l’objet pivotant P autour de l’axe de rotation A ;
- Les moyens de traitement T du signal issu des moyens de mesure M ; les moyens de traitement T comprennent au moins un microprocesseur et une mémoire pour le stockage des données ;
- Un module de gestion de l’énergie E comprenant une source d’énergie telle qu’une batterie ou une source de récupération d’énergie ;
- Des moyens de communications Corn destinés à transmettre la valeur environnementale de l’objet pivotant P.
Les moyens de mesure M comprennent au moins un accéléromètre ou un gyroscope ou un magnétomètre.
Selon un mode de réalisation du capteur selon l’invention, les moyens de mesure M comprennent un accéléromètre trois axes, un gyroscope trois axes et un magnétomètre trois axes.
Avantageusement, la combinaison des trois mesures permet de mesurer la rotation de l’objet pivotant ou, en d’autres termes, de mesurer le nombre de tours dans n’importe quelle direction.
La rotation et/ou le nombre de tours sont mesurés par rapport à une position de référence prédéterminée.
Les moyens de traitement T sont configurés pour analyser le signal issu des moyens de mesure M et pour déterminer la position angulaire du dispositif pivotant P.
Selon un mode de réalisation, les moyens de traitement T comprennent un microprocesseur et une mémoire pour le stockage des données.
Une fois la position angulaire de l’objet pivotant déterminée par les moyens de traitement T, elle est communiquée par les moyens de communications sans fils Corn.
Les moyens de communication Corn peuvent par exemple comprendre un module de communication sans fils de type Bluetooth, 6L0WPAN, Zigbee, Z-Wave, LoRaWAN ou Sigfox. Les moyens de communication peuvent comprendre également une antenne compatible avec le protocole de communication utilisé.
Selon un mode de réalisation, les moyens de communication sont des moyens de communication longue portée, par exemple dans le cas des objets pivotants non enterrés.
Selon un mode de réalisation, les moyens de communication comprennent des moyens de communication courte portée et des moyens de communication longue portée. Les moyens de communication courte portée peuvent être installés à l’intérieur du corps de capteur C. Les moyens de communication longue portée peuvent être installés à l’extérieur du corps du capteur C. Cette configuration est particulièrement adaptée aux objets pivotants enterrés. Dans ce cas, les moyens de communication courte portée transmettent la valeur environnementale mesurée aux moyens de communication longue portée. Ces derniers, n’étant pas enterrés, peuvent transmettre l’information à longue distance. Par exemple, les moyens de communication longue portée peuvent être installés au niveau du sol, ce qui facilite la transmission des données à longue distance quand le capteur est installé sur un objet pivotant enterré.
On entend par moyens de communication courte portée des moyens de communication pouvant transmettre une information à des distances inférieures à quelque dizaine de mètres.
On entend par moyens de communication longue portée des moyens de communication pouvant transmettre une information à un utilisateur distant, par exemple à plusieurs centaines de kilomètres de distance.
Selon un mode de réalisation, les moyens de communication courte portée et les moyens de communication longue portée peuvent être connectés par une liaison filaire.
Alternativement, les moyens de communication Corn peuvent être configurés pour être lus en local par un opérateur.
Le module de gestion d’énergie comprend au moins un microprocesseur et une source d’alimentation ou de récupération d’énergie et permet d’optimiser la consommation d’énergie du capteur 1 selon l’invention. La source d’alimentation peut comprendre par exemple un panneau solaire ou un module thermoélectrique.
Avantageusement, le capteur de position angulaire selon l’invention a une très faible consommation d’énergie et donc une autonomie prolongée. Par exemple le capteur selon l’invention requiert une batterie capable de fournir une charge de l’ordre de 0,30.5 mAh.
La figure 2a illustre le corps de capteur C utilisé quand le capteur 1 selon l’invention est fixé au carré de manoeuvre de l’objet pivotant.
Le corps de capteur C s’étend selon une direction choisie pour correspondre à l’axe de rotation A de l’objet pivotant et possède une section carrée selon un plan de coupe normale audit axe de rotation A.
Le corps de capteur C comprend :
- Un premier logement L1 destiné à accueillir le carré de manoeuvre de l’objet pivotant ;
- Un deuxième logement L2 destiné à accueillir au moins partiellement les moyens de mesure M, les moyens de traitement du signal T et les moyens de communication Corn ;
- Un corps faisant saillie S selon la direction correspondante à l’axe de rotation ;
- Des logements F destinés à accueillir des aimants pour fixer le corps de capteur C au carré de manoeuvre de l’objet pivotant ;
Avantageusement, le premier logement L1 permet de fixer le corps de capteur C au carré de manoeuvre de l’objet pivotant, après avoir enlevée la poignée de l’objet pivotant. II est donc possible d’installer le capteur 1 selon l’invention sans modifier la structure interne de l’objet pivotant.
Le deuxième logement L2 accueille les moyens de mesure et les moyens de traitement du signal. Le logement L2 peut également comprendre un joint torique pour l’étanchéité.
Le capot de figure 2b peut être utilisé pour fermer le deuxième logement L2, de sorte à protéger les moyens de mesure M et de traitement du signal T.
Selon un mode de réalisation, le deuxième logement L2 peut également accueillir les moyens de communication sans fils. Ce mode de réalisation est adapté aux objets pivotants facilement accessibles.
Alternativement, en cas d’objets pivotants enterrés, les moyens de communications Corn peuvent comprendre des moyens de communication courte portée et des moyens de communication longue portée, les moyens de communication courte portée étant placés dans le corps de capteur et les moyens de communication longue portée étant éloignés du corps de capteur. Par exemple, les moyens de communication longue portée peuvent être installés au niveau du sol pour faciliter la transmission de données à grande distance.
Avantageusement, en cas d’objets pivotants enterrés, le positionnement des moyens de communication longue portée permet au capteur d’envoyer les informations concernant la variable environnementale de l’objet pivotant. Alternativement, le positionnement des moyens de communication permet une lecture locale par un opérateur.
Le corps faisant saillie S dans la direction de l’axe de rotation possède sensiblement la même forme du carré de manoeuvre de l’objet pivotant sur laquelle le capteur 1 est installé. En d’autres termes, le corps faisant saillie S et le premier logement L1 ont une forme complémentaire.
Avantageusement, la forme du corps faisant saillie S permet d’installer la poignée de l’objet pivotant pour permettre à un opérateur de changer facilement l’état d’ouverture.
La figure 2c montre une vue en coupe du corps de capteur C. La figure 2c illustre que le corps en saillie S et le premier logement L1 possèdent une forme complémentaire.
Le corps du capteur C présente également un logement LB destiné à accueillir une batterie.
Les moyens de mesure M, les moyens de traitement T et le module de gestion de l’énergie E sont installés et connectés entre eux à l’aide d’un circuit imprimé.
Le circuit imprimé peut également accueillir les moyens de communication Corn.
Avantageusement, le capteur 1 selon l’invention possède un volume très faible de l’ordre de 3-4 cm3. Il est donc possible de l’installer à des endroits avec une accessibilité restreinte, par exemple des objets pivotants enterrés.
Selon un mode de fonctionnement du dispositif, le capteur est en mode veille et sort de ce mode si les moyens de mesure détectent une rotation. Les données mesurées telles que l’angle de rotation, le nombre de tours et l’horodatage sont stockées dans la mémoire interne et successivement transmis.
Un autre objet de l’invention est un objet pivotant destiné à contrôler le débit d’un fluide le long d’une conduite. L’objet pivotant selon l’invention comprend un capteur omnidirectionnel pour la détermination d’une variable environnementale selon l’invention. La variable environnementale comprend au moins la position angulaire de l’objet pivotant, à savoir une mesure de son état d’ouverture.
En d’autres termes, la position angulaire de l’objet pivotant est un angle mesurant la rotation de l’objet pivotant autour de son axe de rotation, ladite rotation étant mesurée à partir d’une position de référence de l’objet pivotant. Par exemple, la position de référence de l’objet pivotant peut correspondre à l’état de fermeture de l’objet pivotant.
Avantageusement, l’objet pivotant selon l’invention est capable de mesurer son état d’ouverture et de le communiquer à distance ou lors d’une lecture locale.
En d’autres termes, l’objet pivotant selon l’invention est capable de détecter le nombre de tours effectués dans n’importe quelle direction.
La figure 3 illustre un réseau d’objets pivotants comprenant :
- Au moins un objet pivotant comprenant un capteur omnidirectionnel de position angulaire selon l’invention ;
- Une unité centrale configurée pour récolter les positions angulaires des objets pivotants compris dans le réseau.
L’unité centrale récolte les mesures transmises par les différents objets pivotant connectés présents dans le réseau. L’unité centrale peut être un dispositif dédié et configuré pour retransmettre les données récoltées. Alternativement, l’unité centrale peut comprendre des moyens de lecture locale des positions angulaires. Par exemple l’unité centrale peut être un smartphone connecté aux objets pivotants, par exemple via Bluetooth ou un autre protocole adapté aux communications sans fils.
L’unité centrale permet la surveillance locale du réseau d’objets pivotants connectés, chaque objet pivotant comprenant un capteur 1 selon l’invention. L’unité centrale peut également être connectée à un réseau extérieur pour la surveillance à distance du système d’objets pivotants.
La figure 4 illustre schématiquement le procédé d’installation du capteur omnidirectionnel selon l’invention en cas d’utilisation pour détecter la position angulaire d’un objet pivotant. Ce procédé comprend les étapes à réaliser lors de l’installation et de la calibration du capteur selon l’invention.
L’opérateur O met en route à la fois le capteur selon l’invention et un périphérique sans fil.
Le périphérique sans fil se connecte ensuite au capteur selon l’invention pour déclencher une calibration des moyens de mesure. Les moyens de mesure peuvent comprendre un accéléromètre et/ou un gyroscope. Dans l’exemple illustré à la figure 4 la connexion se fait en utilisant un protocole de communication BLE ou Bluetooth Low Energy. D’autres protocoles de communication sont également utilisables.
Si les moyens de mesure comprennent également un magnétomètre, une intervention de l’opérateur O est requise. L’opérateur O tourne l’objet pivotant d’un angle prédéterminé. Le magnétomètre est ensuite calibré grâce à la rotation d’un angle prédéterminé.
La figure 5 illustre l’utilisation du capteur selon l’invention en l’absence d’un périphérique sans fils. Dans ce cas, suite à la manœuvre de l’objet pivotant par l’opérateur O, le capteur sauvegarde la nouvelle position dans une mémoire interne et la transmet grâce aux moyens de communication Corn.
Selon un mode de réalisation, la manœuvre de l’objet pivotant de la part de l’opérateur fait basculer le capteur du mode veille au mode actif, ce qui permet de réaliser des économies d’énergie.
La figure 6 illustre l’utilisation du capteur omnidirectionnel selon l’invention à l’aide d’un périphérique sans fils. Le périphérique sans fils est utilisé par l’opérateur O pour lire la position de l’objet pivotant.
Tout d’abord, l’opérateur connecte le périphérique sans fils au capteur. L’application installée sur le périphérique sans fils permet à l’opérateur de choisir le type de capteur auquel se connecter. Ensuite le périphérique sans fils peut se connecter au capteur.
La lecture de la position de l’objet pivotant à l’aide du périphérique sans fils se déroule différemment selon qu’il y ait une manoeuvre de l’objet pivotant ou pas.
Si l’objet pivotant n’est pas manoeuvré par l’opérateur, la lecture de la position de l’objet pivotant est réalisée à l’aide du périphérique sans fils. Le périphérique sans fils envoie une demande de position au capteur et reçoit une communication de la part du capteur comprenant la position de l’objet pivotant. Si l’objet pivotant est manoeuvré par l’opérateur, la nouvelle position est sauvegardée et transmise grâce aux moyens de communication sans fils Corn. Le capteur transmet également la nouvelle position au périphérique sans fils.

Claims (14)

  1. REVENDICATIONS
    1. Capteur (1) omnidirectionnel pour la détermination d’une valeur environnementale d’un objet pivotant (P), la valeur environnementale comprenant au moins la position angulaire de l’objet pivotant (P) autour d’un axe de rotation (A), ladite position angulaire étant un angle de rotation de l’objet pivotant mesuré par rapport à une position de référence prédéterminée, ledit capteur comprenant :
    - Un corps (C) de capteur comprenant des moyens de fixation adaptés pour fixer ledit capteur à l’objet pivotant (P) dont la position angulaire est à mesurer ;
    - Des moyens de mesure (M) adaptés pour mesurer au moins une variable environnementale représentative de la position angulaire de l’objet pivotant (P) autour de l’axe de rotation (A) ;
    - Des moyens de traitement (T) du signal issu des moyens de mesure, le traitement étant adapté pour fournir une position angulaire de l’objet pivotant (P) ;
    - Des moyens de communication (Corn) adaptés pour communiquer la valeur environnementale de l’objet pivotant (P).
  2. 2. Capteur (1) selon la revendication précédente pour la détermination de la position angulaire d’un objet pivotant (P) comportant un carré de manoeuvre (CM), caractérisé en ce que les moyens de fixation sont adaptés pour être fixés au carré de manoeuvre (CM).
  3. 3. Capteur (1) selon la revendication précédente caractérisé en ce que le corps (C) du capteur s’étend selon une direction choisie pour correspondre à l’axe de rotation (A) dudit objet pivotant (P) et possède une section carrée selon un plan de coupe normale audit axe de rotation (A), le corps du capteur comprenant :
    - Un premier logement (L1 ) destiné à accueillir le carré de manoeuvre ;
    - Un deuxième logement (L2) destiné à accueillir au moins partiellement les moyens de mesure, les moyens de traitement du signal et les moyens de communication ;
    - Un corps faisant saillie (S) selon la direction correspondante à l’axe de rotation.
  4. 4. Capteur (1) selon la revendication précédente caractérisé en ce que le premier logement (L1) destiné à accueillir le carré de manoeuvre de l’objet pivotant (P) et le corps (S) faisant saillie selon la direction correspondante à l’axe de rotation ont une forme complémentaire.
  5. 5. Capteur (1) selon l’une des revendications précédentes caractérisé en ce que les moyens de mesure (M) comprennent un accéléromètre et/ou un gyroscope et/ou un magnétomètre.
  6. 6. Capteur (1) selon l’une des revendications précédentes caractérisé en ce que les moyens de mesure (M) comprennent une centrale inertielle à 9 axes.
  7. 7. Capteur (1) selon l’une des revendications précédentes caractérisé en ce que les moyens de traitement du signal comprennent au moins une unité de stockage des données et une unité de calcul.
  8. 8. Capteur (1) selon l’une des revendications précédentes caractérisé en ce que les moyens de communication comprennent un module de communication sans-fils.
  9. 9. Capteur (1) selon l’une des revendications précédentes caractérisé en ce que les moyens de communications (Corn) comprennent des moyens de communication longue portée.
  10. 10. Capteur (1) selon l’une des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que les moyens de communication (Corn) comprennent des moyens de communication courte portée et des moyens de communication longue portée, les moyens de communication courte portée étant installés à l’intérieur du corps de capteur (C).
  11. 11. Capteur (1) selon la revendication précédente caractérisé en ce que les moyens de communication courte portée et les moyens de communication longue portée sont connectés par une liaison filaire.
  12. 12. Capteur selon l’une des revendications précédentes caractérisé en ce qu’il comprend en outre un module de gestion d’énergie (E).
  13. 13. Objet pivotant destiné à contrôler le débit d’un fluide le long d’une conduite et caractérisé en ce qu’il comprend un capteur omnidirectionnel pour la détermination d’une valeur environnementale de l’objet pivotant selon l’une des revendications 1 à 12, la valeur environnementale comprenant au moins la position angulaire de l’objet pivotant, ladite position angulaire étant une mesure de l’état d’ouverture de ledit objet pivotant.
  14. 14. Réseau d’objets pivotants connectés comprenant :
    - Au moins un objet pivotant comprenant un capteur omnidirectionnel selon l’une des revendications 1 à 12 ;
    - Une unité centrale configurée pour récolter les positions angulaires des objets pivotants compris dans le réseau, lesdites positions angulaires étant mesurées par les capteurs omnidirectionnels selon l’une des revendications 1 à 12.
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