WO1993016450A1 - Procede et systeme de transmission a une unite de commande de donnees de temperature et d'hygrometrie - Google Patents

Procede et systeme de transmission a une unite de commande de donnees de temperature et d'hygrometrie Download PDF

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temperature
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Michel Leprieur
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B.H.L. Sa
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    • G08C17/00—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link
    • G08C17/02—Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link using a radio link

Definitions

  • the present invention relates to a method of transmitting to a control unit data relating to the temperatures and / or the humidity levels measured in several places of an enclosure or a room. It also relates to a system for controlling an installation for implementing this method.
  • the object of the invention is therefore to propose a process for transmitting temperature and / or hygrometry data from a plurality of probes, a process which involves a relatively uncomplicated implementation.
  • the invention relates to a method of transmitting to a control unit temperature data e / or relative humidity rate, said data being representative of the values of temperature and / or relative humidity rate measured by probes respectively present in a plurality of places in a room, each probe comprising at least one temperature sensor and / or at least one hygrometry sensor and a radio frequency transmitter and said control unit being equipped with a radio frequency receiver intended to receive the signals emitted by the transmitters of the probes.
  • each probe transmits the temperature and / or hygrometry data freely, it it is not necessary to provide a synchronization link between the receiver of the control unit and the transmitter of a probe.
  • the result is a method whose implementation is relatively simple.
  • provision is made for temperature and / or humidity control cycles which are of limited duration.
  • the probes are switched on, necessarily at different times.
  • each probe transmits the temperature and / or hygrometry data at regular intervals starting from the time of start of the probe.
  • the duration of transmission of the data is very short compared to the duration of the intervals between two transmissions. Therefore, although transmitting freely, transmitters have a very low probability of transmitting their data at the same time as another during a cycle.
  • control unit may not receive the data correctly. This would result in a loss of information which is not prejudicial to the order made by the control unit.
  • a first probe is assigned a first duration for said regular time intervals, a second probe, a second duration, a third probe, a third, etc.
  • each probe transmits at the same time as the temperature or hygrometry data measured by a sensor of a probe, an identification code of said sensor.
  • the invention also relates to a control system for an installation for controlling the temperature and / or the hygrometry rate of a room comprising a control unit and a plurality of temperature and / or rate sensors.
  • a control unit for controlling the temperature and / or the hygrometry rate of a room
  • a control unit for controlling the temperature and / or the hygrometry rate of a room
  • each probe comprising at least one temperature sensor and / or at least one hygrometry sensor and a radiofrequency transmitter
  • said control unit comprising a radiofrequency receiver designed to receive the signals emitted by the transmitters of the probes.
  • each probe comprises several temperature sensors mounted in a needle, said needle being designed to be able to penetrate inside the mass of objects present in said room.
  • the room 10 shown in FIG. 1 is equipped with an installation comprising four units 11, 12, 13, 14 for controlling the temperature and / or the hygrometry rate connected, for their control, to a control unit 20 comprising a processing unit 21 and a radio frequency receiver 22 equipped with a reception antenna 23.
  • a control unit 20 comprising a processing unit 21 and a radio frequency receiver 22 equipped with a reception antenna 23.
  • a plurality of temperature and / or humidity probes 15 to 19 is provided inside room 10.
  • the probes 15 to 19 are powered by batteries or accumulators.
  • the number of probes is not limited to five. It can be notably higher. According to one embodiment, sixteen probes have been provided for a control unit 20.
  • a block diagram of a probe 30 such as that which can be mounted inside the room 10. It includes a temperature sensor 31 and a hygrometry sensor 32 respectively connected to two inputs d 'a processing unit 33. This has an output which is connected to the input of a radiofrequency transmitter 34 provided with an antenna 35.
  • the transmitters 34 of the probes 30 and 15 to 19 transmit on the same frequency of transmission, for example 224.7 MHz, and have the same type of modulation, for example frequency modulation.
  • the range of the transmitters 34 can be several hundred meters, for example 200 meters.
  • An identification code is assigned to each of the probes 15, 16, 17, 18, 19. At the same time as it transmits the data representative of the temperature and / or the humidity level of the location of the corresponding probe, the transmitter 34 transmits its identification code.
  • the transmitter 34 transmits at regular time intervals.
  • time intervals between two transmissions of about three minutes have been used. From the comparison between the duration of the data transmissions which is of the order of a few milliseconds and the time interval which separates two transmissions, it can be deduced therefrom that the probability of collisions of the data originating from two transmitters is very low.
  • a first probe is assigned a time interval of 164 seconds, a second, a time interval of 155 seconds, a third, 143 seconds, and a fourth, 133 seconds.
  • the fact that different time intervals are respectively assigned to several probes further decreases the probability of data collisions between two transmitters transmitting at the same time.
  • each control unit 20 the transmitters 34 of the probes of an installation may interfere with the transmitters 34 of the probes of the other installation.
  • the probes are identified by their identification codes and each control unit 20 only processes the data of the probes whose identification codes are listed.
  • FIG. 3 There is shown in FIG. 3 a probe 40 which comprises a needle 41 inside which are mounted four sensors 42, 43, 44 and 45.
  • the needle 41 is designed to be able to penetrate inside the mass of the products present in said room. For example, if the room is intended for freezing meat carcasses, the needle may be provided to penetrate the mass of meat carcasses.
  • the four sensors 42 to 45 are connected to a processing unit 46 by a bus 47.
  • the processing unit 46 is connected to the transmitter 48 provided with its antenna 49.
  • a hygrometry sensor 50 is also provided.
  • a sensor 51 can be provided to measure the temperature of the ambient air in front of the probe 40.
  • the control unit 20 on receiving the temperature data from a probe 40 such as that shown in FIG. 3, can determine, on the basis of data from probes 42 to 45, a temperature gradient and take it into account when ordering units 11, 12, 13 and 14.

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Abstract

La présente invention concerne un procédé de transmission à une unité de commande (20) de données de température et/ou de taux d'hygrométrie, lesdites données étant représentatives des valeurs de température et/ou de taux d'hygrométrie mesurées par des sondes (15 à 19) dont chacune comprend au moins un capteur de température (31, 42 à 45) et/ou au moins un capteur d'hygrométrie (32, 50) et un émetteur radiofréquence (34, 48). Ladite unité de commande (20) est équipée d'un récepteur radiofréquence (22) prévu pour recevoir les signaux émis par les émetteurs (34, 48) des sondes (15 à 19). On utilise des caractéristiques d'émission communes pour tous les émetteurs (34, 48) des sondes (15 à 19), l'émetteur (34, 48) de chaque sonde émettant librement à des instants à intervalles de temps réguliers les données et un code d'identification associé à ladite sonde (15 à 19). L'invention concerne également un système pour la mise en ÷uvre de ce procédé.

Description

Procédé et système de transmission à une unité de commande de données de température et d'hygrométrie
La présente invention concerne un procédé de trans¬ mission à une unité de commande de données relatives aux températures et/ou aux taux d'hygrométrie mesurées en plusieurs endroits d'une enceinte ou d'un local. Elle concerne également un système de commande d'une installation pour la mise en oeuvre de ce procédé.
Un exemple d'utilisation d'un tel procédé se trouve dans la commande de 1'installation de contrôle de la température et/ou du taux d'hygrométrie d'un local utilisé pour le traitement thermique de produits sensibles à des variations importantes de ces facteurs. Il peut s'agir par exemple de locaux réfrigérés à des températures de l'ordre de - 30 à -40° C pour la congé¬ lation de carcasses de viande. Pour pouvoir commander efficacement une telle installation, il est nécessaire de pouvoir mesurer la température et/ou le taux d'hygro¬ métrie en plusieurs endroits du local, en particulier sur les produits mêmes qui sont traités. En effet, selon le lieu où ces derniers se trouvent dans le local, plus ou moins loin par exemple d'une unité de ventilation, les produits n'ont pas la même température ni le même taux d'hygrométrie. En conséquence, pour une commande de l'installation qui tienne compte de ces variations, il est souhaitable de disposer d'informations de température et d'hygrométrie de sources différentes.
Ainsi, on a cherché à mettre au point des sondes de température e /ou d'hygrométrie que l'on place en dif¬ férents endroits du local et à prévoir des moyens pour assurer la transmission des données représentatives des valeurs de température et/ou d'hygrométrie mesurées vers l'unité de commande de l'installation de contrôle de la température e /ou d'hygrométrie.
On a cherché à utiliser des procédés de transmission sans support de données matériel. On connaît, notamment par le document de brevet FR- A-2 586 330, un procédé de transmission par voie hertzienne de données de mesures d'hygrométrie effectuées en plusieurs sites. Un tel procédé utilise des sondes d'humidité placées en différents lieux. Une unité de réception interroge, au moyen d'un code sélectif, chaque sonde. Une sonde, à la réception de son code sélectif approprié, transmet par voie hertzienne à l'unité de réception la valeur du taux d'hygrométrie mesuré au moment de l'interrogation. Ce procédé de transmission pourrait donner satis¬ faction dans l'application qui est envisagée ici, mais sa mise en oeuvre implique l'utilisation d'un émetteur et d'un récepteur à chaque sonde ainsi qu'à l'unité de réception. Il en résulte une électronique relativement complexe et par conséquent coûteuse.
On connaît également le document de brevet GB- A-1 271 514 qui décrit un système de mesure de la tem¬ pérature dans un four de cuisson d'aliments utilisant une sonde de mesure et un appareil d'indication de la mesure effectuée. La sonde de température est équipée d'un émetteur radiofrequence pour transmettre en continu à l'appareil d'indication les données relatives à la température à l'intérieur du four. Il est également envi¬ sagé l'utilisation de deux sondes, l'une émettant en modulation de fréquence et l'autre émettant en modulation d'amplitude, ceci afin de discriminer, au niveau de l'appareil d'indication, les deux sondes.
Dans l'application qui est envisagée ici, il est nécessaire de disposer d'un nombre de sondes supérieur à deux et, par conséquent, le procédé de transmission envisagé dans le document GB-A-1 271 514 ne peut pas être mis en oeuvre.
Le but de l'invention est donc de proposer un pro¬ cédé de transmission de données de température et/ou d'hygrométrie issues d'une pluralité de sondes, procédé qui implique une mise en oeuvre relativement peu complexe.
A cet effet, l'invention concerne un procédé de transmission à une unité de commande de données de tempé¬ rature e /ou de taux d'hygrométrie, lesdites données étant représentatives des valeurs de température et/ou de taux d'hygrométrie mesurées par des sondes respectivement présentes en une pluralité d'endroits d'un local, chaque sonde comprenant au moins un capteur de température et/ou au moins un capteur d'hygrométrie et un émetteur radio- fréquence et ladite unité de commande étant équipée d'un récepteur radiofrequence prévu pour recevoir les signaux émis par les émetteurs des sondes.
Il est remarquable en ce qu'on utilise des caracté¬ ristiques d'émission communes pour tous les émetteurs des sondes, ceux-ci émettant librement à des instants à intervalles de temps réguliers les données représenta¬ tives des mesures effectuées auxdits instants par lesdits capteurs et, en même temps, un code d'identification associé à la sonde correspondante, ladite unité de commande traitant lesdites données en relation avec ledit code.
L'émetteur de chaque sonde émettant les données de température et/ou d'hygrométrie de manière libre, il n'est pas nécessaire de prévoir une liaison de synchro¬ nisation entre le récepteur de l'unité de commande et l'émetteur d'une sonde. Il en résulte un procédé dont la mise en oeuvre est relativement simple. Dans le type d'applications envisagées, on prévoit des cycles de contrôle de la température et/ou du taux d'hygrométrie qui sont de durées limitées. Au début de chaque cycle, les sondes sont mises en marche, et ce nécessairement à des moments différents. Ensuite, chaque sonde émet les données de température et/ou d'hygrométrie à intervalles réguliers en partant de l'heure de mise en marche de la sonde. Or, la durée d'émission des données est très courte comparée à la durée des intervalles entre deux émissions. Par conséquent, bien qu'émettant libre- ment, les émetteurs ont une probabilité très faible d'émettre leurs données en même temps qu'un autre durant un cycle.
Au cas où une collision de données issues de deux émetteurs se produit, l'unité de commande ne pourrait pas recevoir correctement les données. Il en résulterait une perte d'informations qui n'est pas préjudiciable à la commande effectuée par l'unité de commande.
Afin de diminuer encore cette probabilité, on affecte à une première sonde, une première durée pour lesdits intervalles de temps réguliers, à une seconde sonde, une seconde durée, à une troisième sonde, une troisième, etc.
Pour faciliter la commande effectuée par l'unité, de commande, chaque sonde émet en même temps que les données de température ou d'hygrométrie mesurées par un capteur d'une sonde, un code d'identification dudit capteur.
L'invention concerne également un système de commande d'une installation de contrôle de la température et/ou du taux d'hygrométrie d'un local comprenant une unité de commande et une pluralité de sondes de tem¬ pérature et/ou de taux d'hygrométrie présentes en différents endroits dudit local, chaque sonde comprenant au moins un capteur de température et/ou au moins un capteur d'hygrométrie et un émetteur radiofrequence et ladite unité de commande comprenant un récepteur radiofrequence prévu pour recevoir les signaux émis par les émetteurs des sondes.
Ledit système est remarquable en ce que les carac¬ téristiques d'émission sont les mêmes pour tous les émetteurs des sondes, l'émetteur de chaque sonde émettant librement à des instants à intervalles de temps réguliers les données représentatives des mesures effectuées auxdits instants par lesdits capteurs et, en même temps, un code d'identification associé à la sonde correspon¬ dante, ladite unité de commande traitant les données en relation avec ledit code. Selon une autre caractéristique de l'invention, chaque sonde comprend plusieurs capteurs de température montés dans une aiguille, ladite aiguille étant prévue pour pouvoir pénétrer à l'intérieur de la masse des objets présents dans ledit local. Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci- dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels: la Fig. 1 est une vue schématique d'un local équipé d'un système selon l'invention, la Fig. 2 est un schéma synoptique d'une sonde d'un système selon l'invention, et la Fig. 3 est un schéma synoptique d'un autre mode de réalisation d'une sonde d'un système selon 1'invention.
Le local 10 représenté à la Fig. 1 est équipé d'une installation comprenant quatre unités 11, 12, 13, 14 de contrôle de la température et/ou du taux d'hygrométrie reliées, pour leur commande, à une unité de commande 20 comprenant une unité de traitement 21 et un récepteur radiofrequence 22 équipé d'une antenne de réception 23. A l'intérieur du local 10, est prévue une pluralité de sondes de température et/ou d'hygrométrie 15 à 19. Afin d'éviter toute liaison par câble, les sondes 15 à 19 sont alimentées par des batteries ou des accumulateurs. Le nombre de sondes n'est pas limité à cinq. Il peut être notamment supérieur. Selon une réalisation, on a prévu seize sondes pour une unité de commande 20.
A la Fig. 2, on a représenté un schéma synoptique d'une sonde 30 telle que celle qui peut être montée à l'intérieur du local 10. Elle comprend un capteur de température 31 et un capteur d'hygrométrie 32 respecti¬ vement reliés à deux entrées d'une unité de traitement 33. Celle-ci a une sortie qui est reliée à l'entrée d'un émetteur radiofrequence 34 pourvu d'une antenne 35. Les émetteurs 34 des sondes 30 et 15 à 19 émettent sur la même fréquence d'émission, par exemple 224,7 MHz, et ont le même type de modulation, par exemple modulation de fréquence. La portée des émetteurs 34 peut être de plusieurs centaines de mètres, par exemple 200 mètres. Un code d'identification est affecté à chacune des sondes 15, 16, 17, 18, 19. En même temps qu'il transmet les données représentatives de la température et/ou du taux d'hygrométrie de l'endroit où se trouve la sonde correspondante, l'émetteur 34 transmet son code d'identi- fication. L'émetteur 34 émet à intervalles de temps réguliers.
Dans un mode de réalisation, on a utilisé des intervalles de temps entre deux émissions d'environ trois minutes. De la comparaison entre la durée des émissions des données qui est de l'ordre de quelques millisecondes et l'intervalle de temps qui sépare deux émissions, on peut en déduire que la probabilité de collisions des données issues de deux émetteurs est très faible.
On notera également que les cycles d'utilisation des sondes entre deux marches-arrêts ont une durée limitée qui est, par exemple, comprise entre 5 et 30 heures. Selon un mode de réalisation, à une première sonde, est affecté un intervalle de temps de 164 secondes, à une seconde, un intervalle de temps de 155 secondes, à une troisième, 143 secondes, et à une quatrième, 133 secondes. Le fait que des intervalles de temps différents sont respectivement affectés à plusieurs sondes diminue encore la probabilité de collisions de données entre deux émetteurs émettant en même temps.
On notera qu'en cas d'utilisation de deux instal- lations pilotées par deux unités de commande 20 l'une à proximité de l'autre, les émetteurs 34 des sondes d'une installation peuvent interférer avec les émetteurs 34 des sondes de l'autre installation. En réalité, au niveau de chaque unité de commande 20, les sondes sont repérées par leurs codes d'identification et chaque unité de commande 20 ne traite que les données des sondes dont les codes d'identification sont répertoriés.
On a représenté à la Fig. 3 une sonde 40 qui comprend une aiguille 41 à l'intérieur de laquelle sont montés quatre capteurs 42, 43, 44 et 45. L'aiguille 41 est prévue pour pouvoir pénétrer à l'intérieur de la masse des produits présents dans ledit local. Par exemple, si le local est prévu pour la congélation de carcasses de viande, l'aiguille peut être prévue pour pénétrer dans la masse des carcasses de viande.
Les quatre capteurs 42 à 45 sont reliés à une unité de traitement 46 par un bus 47. L'unité de traitement 46 est reliée à l'émetteur 48 muni de son antenne 49. Un capteur d'hygrométrie 50 est également prévu. Un capteur 51 peut être prévu pour mesurer la température de l'air ambiant au droit de la sonde 40. En plus de la transmission du code d'identification de la sonde 40 en même temps que celle des données de température et/ou de taux d'hygrométrie, on peut prévoir la transmission d'un code d'identification des capteurs 42 à 45, du capteur de température de l'air ambiant 51 et du capteur d'hygrométrie 50. L'unité de commande 20, à la réception des données de température issues d'une sonde 40 telle que celle qui est représentée à la Fig. 3, peut déterminer, à partir des données issues des sondes 42 à 45, un gradient de température et en prendre en compte pour la commande des unités 11 , 12, 13 et 14.

Claims

REVENDICATIONS 1 ) Procédé de transmission à une unité de commande (20) de données de température et/ou de taux d'hygro¬ métrie, lesdites données étant représentatives des valeurs de température et/ou de taux d'hygrométrie mesu- rées par des sondes (15 à 19) respectivement présentes en une pluralité d'endroits d'un local (10), chaque sonde (15 à 19) comprenant au moins un capteur de température (31, 42 à 45) et/ou au moins un capteur d'hygrométrie (32, 50) et un émetteur radiofrequence (34, 48) et ladite unité de commande (20) étant équipée d'un récepteur radiofrequence (22) prévu pour recevoir les signaux émis par les émetteurs (34, 48) des sondes (15 à 19), caractérisé en ce qu'on utilise des caractéristiques d'émission communes pour tous les émetteurs (34, 48) des sondes (15 à 19), l'émetteur (34, 48) de chaque sonde émettant librement à des instants à intervalles de temps réguliers des données représentatives des mesures effectuées auxdits instants par lesdits capteurs (31, 32, 42 à 45, 50) et, en même temps, un code d'identification associé à ladite sonde (15 à 19), ladite unité de commande (20) traitant les données de température et/ou d'hygrométrie reçues en relation avec ledit code.
2) Procédé de transmission selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'une première sonde émet lesdites données à des intervalles de temps réguliers d'une première durée, en ce qu'une seconde sonde émet lesdites données à des intervalles de temps réguliers d'une seconde durée, etc.
3) Procédé de transmission selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque sonde (15 à 19) émet en même temps que les données de température ou d'hygrométrie mesurées par un capteur (31, 32, 42 à 45, 50) d'une sonde, un code d'identification dudit capteur.
4) Procédé de transmission selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au ni¬ veau de ladite unité de commande (20), sont répertoriés les codes d'identification d'un certain nombre de sondes, ladite unité de commande (20) ne traitant que les données reçues de sondes dont sont répertoriés les codes.
5) Système de commande d'une installation de contrôle de la température et/ou du taux d'hygrométrie d'un local (10) comprenant une unité de commande (20) et une pluralité de sondes de température et/ou de taux d'hygrométrie (15 à 19) présentes en différents endroits dudit local (10), chaque sonde (15 à 19) comprenant au moins un capteur de température (31, 42 à 45) et/ou au moins un capteur d'hygrométrie (32, 50) et un émetteur radiofrequence (34, 48) et ladite unité de commande (20) comprenant un récepteur radiofrequence (22) prévu pour recevoir les signaux émis par les émetteurs (34, 48) des sondes (15 à 19), caractérisé en ce que les caracté¬ ristiques d'émission sont les mêmes pour tous les émetteurs (34, 48) des sondes, l'émetteur (34, 48) de chaque sonde émettant librement à des instants à intervalles de temps réguliers des données représen- tatives des mesures effectuées auxdits instants par lesdits capteurs (31, 32, 42 à 45, 50) et en même temps, un code d'identification associé à ladite sonde, ladite unité de commande (20) traitant les données de tempé¬ rature et/ou d'hygrométrie reçues en relation avec ledit code.
6) Système de commande selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'une première sonde émet lesdites données à des intervalles de temps réguliers d'une première durée, en ce qu'une seconde sonde émet lesdites données à des intervalles de temps réguliers d'une seconde durée, etc.
7) Système de commande selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que chaque sonde (15 à 19) émet en même temps que les données de température ou d'hygro- métrie mesurées par un capteur (31, 32, 42 à 45, 50) d'une sonde, un code d'identification dudit capteur. 8) Système de commande selon une des revendication 5 à 7, caractérisé en ce que chaque sonde (15 à 19 comprend plusieurs capteurs de température (42 à 45 montés dans une aiguille (41), ladite aiguille (41) étan prévue pour pouvoir pénétrer à l'intérieur de la mass des objets présents dans ledit local (10).
9) Système de commande selon la revendication 8, caractérisé en ce que chaque sonde (15 à 19) compren plusieurs capteurs de température (42 à 45), ladite unit de commande (20) déduisant des données de températur issues desdites sondes, un gradient de température.
10) Système de commande selon une des revendication précédentes, caractérisé en ce qu'une sonde (40) compren un capteur de température supplémentaire (51) prévu pou mesurer la température de l'air ambiant au droit de l sonde (40).
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