WO2008023103A1 - Dispositif d'acquisition multi-voies pour transmetteurs radio - Google Patents

Dispositif d'acquisition multi-voies pour transmetteurs radio Download PDF

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    • H04Q—SELECTING
    • H04Q9/00—Arrangements in telecontrol or telemetry systems for selectively calling a substation from a main station, in which substation desired apparatus is selected for applying a control signal thereto or for obtaining measured values therefrom

Definitions

  • the present invention generally relates to a fixed reception system for a fixed network radio transmission system of information transmitted over a single wavelength ⁇ by a plurality of transmitters generally associated with measurement sensors. the transmitters being dispersed over a geographical area, to the receiving system for collecting all the information transmitted in said geographical area.
  • the information is transmitted over the air from the sensors relayed by transmitters to the reception systems, which are themselves directly connected to the company's wide area network (WAN).
  • WAN wide area network
  • Reflections and re-transmissions of signals result in the appearance of a stationary wave distribution in three dimensions.
  • the signal level at any point in the space is determined by the sum in amplitude and phase of the direct signal and signals reflected or reemitted by the obstacles encountered. It happens as well as in certain points of space, the signal will be very weakened (the different waves canceling each other out), what we call in the world of the radio a "null-spot" or blind zone.
  • the invention aims, above all, to provide an effective solution while being relatively economical, the problem of blind areas or "null spots”.
  • a fixed reception system for a fixed network wireless transmission system of information transmitted over a single wavelength ⁇ by a plurality of transmitters generally associated with measurement sensors, the transmitters being dispersed over a geographical area, destined for the reception system for collecting all the information transmitted in said geographical area is characterized in that it comprises at least two antenna-receiver pairs, each receiver of said pair being associated with the single antenna of the same pair, the output of each receiver being connected to a single data acquisition automaton, the antenna of a pair being placed at a distance of at least ⁇ / 4 of the antenna of the other pair in order to guard against the effects of the "null spots" resulting from the mutual cancellation of waves coming from the same transmitter but having followed different propagation paths rents, and having undergone different or even opposite transformations in terms of amplitude and phase.
  • the antennas of the various pairs are installed on the far edges of the same building roof.
  • the frequency associated with the wavelength ⁇ of the system is chosen from free frequencies or dedicated frequencies. More preferably, said frequency is between 100 MHz and 900 MHz inclusive.
  • system according to the invention also comprises other antennas and other receivers, directly coupled to each other or not.
  • said acquisition automaton is associated with a communication card for sending the collected information to a communication network.
  • the data collected comes from any type of measurement sensor.
  • said sensors are sensors for volume, temperature, pressure, speed and / or position.
  • the system according to the invention is used for remote reading of water meters, or for the management of a fleet of dumpsters, each bucket being equipped with a sensor-transmitter.
  • the single figure of the drawing represents a diagram of the reception system according to the invention.
  • the object of the present invention is thus to equip a fixed reception system A for a fixed network wireless transmission system of information transmitted over a single wavelength ⁇ by a plurality of transmitters (not shown). associated with measurement sensors.
  • the transmitters are dispersed over a geographical area, and each sends the collected information to the reception system A for the collection of all the information transmitted in the said geographical area.
  • the information is usually issued in digital form.
  • the reception system A comprises at least two pairs I, II antenna 1 - receiver 2. Antenna 1 and receiver 2 of a pair I or II are interconnected by a coaxial cable 3.
  • the system A comprises two pairs I and II antenna 1 - receiver 2.
  • Each receiver 2 of a pair I or II is associated only with the single antenna 2 of the same pair I or II.
  • the two antennas 1 of the two pairs I and II must be spaced from each other by an appropriate distance of more than a quarter of the wavelength to not to disturb each other, for example by coupling, and not to be located in the same "null spot".
  • the use of more than two antennas may be considered, even if the improvement to be expected will be less clear.
  • This configuration makes it possible in particular to guard against the effects of "null spots” resulting from the mutual cancellation of waves coming from the same transmitter but having followed different propagation paths, and having undergone different or even opposite transformations in terms of amplitude and phase
  • the system A also comprises another pair III antenna 1'-receiver 2 ', but it is not intended to intervene in the cancellation of the effect "null-spot" .
  • It may for example consist of a directional antenna for specifically collecting the information of a particular geographical area in the general geographic area of coverage of the receiving system.
  • the antenna 1 'and the receiver 2' are also directly associated with each other by a coaxial cable 3.
  • the antenna 1 of the pair II is associated only with the only receiver 2 'of the same pair.
  • the system A according to the invention may also include other antennas and other receivers directly coupled together or not as required. These other antennas and these other receivers will not intervene in canceling the "null-spot" effect.
  • the antennas of the various couples I, II or III can be installed on the edges of a single building roof.
  • each receiver 2 is connected to a single automation 4 acquisition of information provided to organize and process the information received.
  • the acquisition automaton 4 will indifferently receive the decoded messages from one or the other of the receivers 3, and will, if necessary, ensure the deduplication of the data so as not to unnecessarily conserve the redundant data. This processing may also be performed by a central information system receiving the data collected and transmitted to it by the acquisition automaton 4.
  • the receivers 3 are connected to the acquisition automaton 4 by serial links 5.
  • the acquisition automaton 4 can indifferently be powered directly from the sector 6 or by one or more batteries (s) 7 depending on the availability of the site of implantation of the receiving system of the invention.
  • the acquisition automaton 4 is connected to a communication card 8 which will make the connection between the reception system of the invention and the communication network of the company which has implanted it (represented by the arrow B ).

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Abstract

La présente invention concerne un système de réception fixe (A) pour système de transmission par voie hertzienne, en réseau fixe, d'informations émises sur une longueur d'onde unique λ par une pluralité d'émetteurs généralement associés à des capteurs de mesure, les émetteurs étant dispersés sur une zone géographique, à destination du système de réception (A) pour la collecte de l'ensemble des informations émises dans la dite zone géographique. Le système comprend au moins deux couples (I, II) antenne (1) - récepteur (2), chaque récepteur (2) dudit couple (I,II) n'étant associé qu'à l'unique antenne (1) du même couple (I,II), la sortie de chaque récepteur (2) étant reliée à un automate (4) unique d'acquisition des informations, l'antenne (1) d'un couple (I,II) étant placée à une distance d'au moins λ/4 de l'antenne (1) de l'autre couple (I,II), afin de se prémunir des effets des 'null spots' résultant de l'annulation mutuelle d'ondes provenant d'un même émetteur mais ayant suivi des chemins de propagation différents, et ayant subi des transformations différentes voire opposées en terme d'amplitude et de phase.

Description

DISPOSITIF D'ACQUISITION MULTI-VOIES POUR TRANSMETTEURS RADIO
La présente invention concerne de manière générale un système de réception fixe pour système de transmission par voie hertzienne, en réseau fixe, d'informations émises sur une longueur d'onde unique λ par une pluralité d'émetteurs généralement associés à des capteurs de mesure, les émetteurs étant dispersés sur une zone géographique, à destination du système de réception pour la collecte de l'ensemble des informations émises dans la dite zone géographique.
Les entreprises amenées à gérer un patrimoine distribué - par exemple un parc de compteurs d'eau, ou un ensemble de bennes à ordures - ont un besoin croissant de connaître à tout instant ou à intervalles réguliers l'état de leur parc - l'index d'un compteur, ou la position d'une benne - afin d'en assurer une gestion optimisée et réactive - alerte fuite sur un compteur, ou vol d'une benne.
Le plus souvent, les informations sont transmises par voie hertzienne depuis les capteurs relayés par des émetteurs vers les systèmes de réception, raccordées elles-mêmes directement au réseau informatique de l'entreprise (WAN pour Wide Area Network).
En milieu urbain, la transmission par voie hertzienne est difficile car les ondes rencontrent de nombreux obstacles sur leur passage, et sont donc réfléchies, réémises ou absorbées partiellement de nombreuses fois avant d'atteindre finalement l'antenne réceptrice. Cette difficulté de propagation est d'autant plus grande que le milieu urbain est dense, et que les transmetteurs (émetteurs ou récepteurs) sont placés dans des conditions difficiles (caves, parkings souterrains, etc.). Il est extrêmement rare que l'antenne d'émission soit en vue directe de l'antenne de réception.
Les réflexions et réémissions des signaux résultent en l'apparition d'une distribution d'ondes stationnaires en trois dimensions. Le niveau de signal en tout point de l'espace est déterminé par la somme en amplitude et en phase du signal direct et des signaux réfléchis ou réémis par les obstacles rencontrés. Il advient ainsi qu'en certains points de l'espace, le signal sera très affaibli (les différentes ondes s'annulant), ce que l'on appelle dans le monde de la radio un « null-spot » ou zone aveugle.
De plus, la position de ces « null-spots » évolue en permanence suite aux modifications de l'environnement - certains objets sont déplacés peu fréquemment (meubles, cloisons, etc.), d'autres bougent en permanence (véhicules, personnes, etc.), en particulier en milieu urbain dense.
Il est donc très difficile de déterminer avec précision le niveau de signal reçu en un point, et de se prémunir de l'effet « null spot ».
L'invention a pour but, surtout, d'apporter une solution efficace tout en étant relativement économique, au problème des zones aveugles ou « null spots ».
Selon l'invention, un système de réception fixe pour système de transmission par voie hertzienne, en réseau fixe, d'informations émises sur une longueur d'onde unique λ par une pluralité d'émetteurs généralement associés à des capteurs de mesure, les émetteurs étant dispersés sur une zone géographique, à destination du système de réception pour la collecte de l'ensemble des informations émises dans la dite zone géographique, est caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux couples antenne - récepteur, chaque récepteur dudit couple n'étant associé qu'à l'unique antenne du même couple, la sortie de chaque récepteur étant reliée à un automate unique d'acquisition des informations, l'antenne d'un couple étant placée à une distance d'au moins λ/4 de l'antenne de l'autre couple afin de se prémunir des effets des « null spots » résultant de l'annulation mutuelle d'ondes provenant d'un même émetteur mais ayant suivi des chemins de propagation différents, et ayant subi des transformations différentes voire opposées en terme d'amplitude et de phase.
Avantageusement, les antennes des différents couples sont installées sur les bords éloignés d'une même toiture de bâtiment.
De préférence, la fréquence associée à la longueur d'onde λ du système est choisie parmi les fréquences libres ou les fréquences dédiées. Plus préférentiellement, ladite fréquence est comprise entre 100 MHz et 900 MHz bornes incluses.
Plus particulièrement encore, le système selon l'invention comporte également d'autres antennes et d'autres récepteurs, directement couplés entre eux ou non.
Avantageusement, ledit automate d'acquisition est associé à une carte de communication pour envoyer les informations collectées vers un réseau de communication.
De manière générale, les données collectées proviennent de tout type de capteur de mesure.
En particulier, lesdits capteurs sont des capteurs de volume, de température, de pression, de vitesse et/ou de position.
De manière avantageuse, le système selon l'invention est utilisé pour la télérelève de compteurs d'eau, ou pour la gestion d'un parc de bennes à ordures, chaque benne étant équipée d'un capteur - émetteur.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée faite ci- après en référence aux dessins sur lesquels :
- la figure unique du dessin représente un schéma du système de réception selon l'invention.
L'objet de la présente invention est donc d'équiper un système de réception fixe A pour système de transmission par voie hertzienne en réseau fixe d'informations émises sur une longueur d'onde unique λ par une pluralité d'émetteurs (non représentés) associés à des capteurs de mesure.
Les émetteurs sont dispersés sur une zone géographique, et envoient chacun les informations collectées à destination du système de réception A pour la collecte de l'ensemble des informations émises dans la dite zone géographique. Les informations sont généralement émises sous forme numérique.
Le système de réception A comporte au moins deux couples I, II antenne 1 - récepteur 2. L'antenne 1 et le récepteur 2 d'un couple I ou II sont reliés entre eux par un câble coaxial 3.
Dans l'exemple représenté sur le dessin, le système A comporte deux couples I et II antenne 1 - récepteur 2. Chaque récepteur 2 d'un couple I ou II n'est associé qu'à l'unique antenne 2 du même couple I ou II.
Dans le cadre particulier de l'invention tel que représenté, les deux antennes 1 des deux couples I et II doivent être distantes l'une de l'autre d'une distance appropriée de plus d'un quart de la longueur d'onde afin de ne pas se perturber mutuellement, par exemple par couplage, et de ne pas être situées dans le même « null spot ». L'usage de plus de deux antennes pourra être envisagé, même si l'amélioration à attendre sera moins nette.
Cette configuration permet en particulier de se prémunir des effets des « null spots » résultant de l'annulation mutuelle d'ondes provenant d'un même émetteur mais ayant suivi des chemins de propagation différents, et ayant subi des transformations différentes voire opposées en terme d'amplitude et de phase
On augmente ainsi significativement les performances des récepteurs à caractéristiques d'émetteurs identiques.
Dans l'exemple représenté sur le dessin, le système A comporte également un autre couple III antenne l' - récepteur 2', mais celui-ci n'est pas destiné à intervenir dans l'annulation de l'effet « null-spot ».
Il pourra par exemple être constitué d'une antenne l' directionnelle destinée à recueillir spécifiquement les informations d'une zone géographique particulière dans la zone géographique générale de couverture du système de réception.
Dans l'exemple représenté, l'antenne l' et le récepteur 2' sont également directement associés l'un à l'autre par un câble coaxial 3. Par ailleurs l'antenne l' du couple II n'est associée qu'à l'unique récepteur 2' du même couple. Bien entendu, le système A selon l'invention pourra également comporter d'autres antennes et d'autres récepteurs directement couplés entre eux ou non selon les besoins. Ces autres antennes et ces autres récepteurs n'interviendront pas dans l'annulation de l'effet « null-spot ». Dans la pratique, les antennes des différents couples I, II ou III pourront être installées sur les bords éloignés d'une même toiture de bâtiment.
Comme détaillé sur la figure, la sortie de chaque récepteur 2 est reliée à un automate unique 4 d'acquisition des informations prévu pour organiser et traiter les informations reçues.
L'automate 4 d'acquisition recevra indifféremment les messages décodés de l'un ou l'autre des récepteurs 3, et assurera si nécessaire la déduplication des données afin de ne pas conserver inutilement les données redondantes. Ce traitement pourra être également effectué par un système d'information central recevant les données collectées et transmises vers lui par l'automate 4 d'acquisition.
Les récepteurs 3 sont connectés à l'automate 4 d'acquisition par des liaisons séries 5.
L'automate 4 d'acquisition pourra indifféremment être alimenté directement depuis le secteur 6 ou encore par une ou des batterie(s) 7 en fonction des disponibilités liées au site d'implantation du système de réception de l'invention.
Enfin, l'automate 4 d'acquisition est connecté à une carte de communication 8 qui effectuera la liaison entre le système de réception de l'invention et le réseau de communication de l'entreprise qui l'a implanté (représenté par la flèche B).

Claims

REVENDICATIONS
1. Système de réœption fixe (A) pour système de transmission par voie hertzienne, en réseau fixe, d'informations émises sur une longueur d'onde unique λ par une pluralité d'émetteurs généralement associés à des capteurs de mesure, les émetteurs étant dispersés sur une zone géographique, à destination du système de réception (A) pour la collecte de l'ensemble des informations émises dans la dite zone géographique, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux couples (I, II) antenne (1) - récepteur (2) , chaque récepteur (2) dudit couple (I, II) n'étant associé qu'à l'unique antenne (1) du même couple (I, II), la sortie de chaque récepteur (2) étant reliée à un automate (4) unique d'acquisition des informations, l'antenne (1) d'un couple (I1 II) étant placée à une distance d'au moins KIA de l'antenne (1) de l'autre couple (I, II), afin de se prémunir des effets des « null spots » résultant de l'annulation mutuelle d'ondes provenant d'un même émetteur mais ayant suivi des chemins de propagation différents, et ayant subi des transformations différentes voire opposées en terme d'amplitude et de phase.
2. Système selon la revendication 1 , caractérisé en ce que les antennes des différents couples (I, II) sont installées sur les bords éloignés d'une même toiture de bâtiment.
3. Système selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la fréquence associée à la longueur d'onde λ du système est choisie parmi les fréquences libres.
4. Système selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la fréquence associée à la longueur d'onde λ du système est choisie parmi les fréquences dédiées.
5. Système selon la revendication 2 à 4, caractérisé en ce que ladite fréquence est comprise entre 100 MHz et 900 MHz bornes incluses.
6. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte également d'autres antennes (V) et d'autres récepteurs (21).
7. Système selon la revendication 6, caractérisé en ce que les autres antennes (1 ') et les autres récepteurs (2').sont directement couplés entre eux (III).
8. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ledit automate (4) d'acquisition est associé à une carte de communication (8) pour envoyer les informations collectées vers un réseau de communication (B).
9. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les données collectées proviennent de tout type de capteur de mesure.
10. Système selon la revendication 9, caractérisé en ce que lesdits capteurs sont des capteurs de volume, de température, de pression, de vitesse et/ou de position.
11. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il est utilisé pour la télé-relève de compteurs d'eau.
12. Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il est utilisé pour la gestion d'un parc de bennes à ordures, chaque benne étant équipée d'un capteur- émetteur.
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