WO2011018562A1 - Electronic device for controlling electrical apparatuses by means of sound - Google Patents

Electronic device for controlling electrical apparatuses by means of sound Download PDF

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WO2011018562A1
WO2011018562A1 PCT/FR2010/000566 FR2010000566W WO2011018562A1 WO 2011018562 A1 WO2011018562 A1 WO 2011018562A1 FR 2010000566 W FR2010000566 W FR 2010000566W WO 2011018562 A1 WO2011018562 A1 WO 2011018562A1
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electronic device
control
sound signals
equipment
signal
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PCT/FR2010/000566
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Richard Thibert
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Richard Thibert
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    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08CTRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C17/00Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link
    • G08C17/02Arrangements for transmitting signals characterised by the use of a wireless electrical link using a radio link
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04MTELEPHONIC COMMUNICATION
    • H04M11/00Telephonic communication systems specially adapted for combination with other electrical systems
    • H04M11/007Telephonic communication systems specially adapted for combination with other electrical systems with remote control systems
    • GPHYSICS
    • G08SIGNALLING
    • G08CTRANSMISSION SYSTEMS FOR MEASURED VALUES, CONTROL OR SIMILAR SIGNALS
    • G08C2201/00Transmission systems of control signals via wireless link
    • G08C2201/30User interface
    • G08C2201/31Voice input

Definitions

  • the present invention relates to the field of electrical equipment and home automation.
  • the present invention relates more particularly to a device making it possible to control
  • Our invention is interested in this second situation by proposing a device that can be installed like any electrical equipment.
  • Such a device can not involve wiring or
  • the carrier current is not compatible with the three-phase. It has a range which depends on the electrical installation and is very disturbed by the CPL boxes, switching power supplies or low consumption lamps. So he has reality a relatively small scope (immediate “neighbor” parts) or simply does not work if the conflict with other "power line” equipment is too strong;
  • the radio frequency has a reduced range taking into account
  • FIG. 2 illustrates possible uses of the device
  • Figure 3 shows the principle of convolution
  • FIG. 4 represents the probability distribution of the signal after convolution in a totally noisy environment
  • the invention is an electronic device (1) for controlling one or more electrical equipment (13, 15) from the detection of sound signals, comprising a microcontroller electronic card or programmable logic array or equivalent active components, a micro audio (2), a connection to the electrical network (10), a regulated power supply (16), a connection to the equipment controlled through a control component of the relay type, triacs, thyristors or
  • the audio signal of the microphone (2) is amplified and digitized
  • the signatures (4) of the control sound signals (6) are stored in non-volatile memory
  • at least 2 control sound signals (6) are defined for each control (12). , 14), one for its ignition and the other for its extinction, the control sound signals (6) and the signatures (4) are coupled (11) so that a signature characterizes the control signal
  • the detecting (3) the control signals (6) being performed by comparing the digitized audio signal (8) with the expected signatures (4) so that exceeding a threshold (17) leads to detection and control ( 12,14) for switching on, off or changing the controlled electrical equipment (13,15).
  • the control sound signals (6) can be set to
  • the signatures can be predefined during manufacture or:
  • a visual indicator can indicate the state of the device namely the position (on or off) of the controlled equipment (12,14) as well as the proper operation of the receiver (1).
  • a loudspeaker may be added to the receiver (1) to emit sound signals for other receiving devices or multimedia equipment.
  • An automatic microphone gain control system (2) can be provided to adapt to the ambient sound level.
  • All the elements of the receiver (1) can be integrated in a housing having a male electrical outlet for connection to the electrical network and one or more female electrical outlets for connecting one or more controlled equipment.
  • the device can use for detection, convolution in its direct or optimized form FFT.
  • the principle of the invention therefore consists in using the sound (sound wave) in order to transmit the commands to the devices:
  • multimedia ... (20,21,22,23,24) allow to receive or to emit an audio signal, the interface with these equipments does not require any device or specific connection.
  • the receiver (1) allows the control of electrical equipment (25,26) when broadcasting specific sound signals (6).
  • Any device capable of generating sound (20,21,22,23,24) may control the receivers (1).
  • any other specific equipment than the receiver (1) it is possible to trigger the switching on or off of electrical equipment:
  • this piece may for example turn off the light at the end of a reading list ;
  • an alarm clock which broadcasts a control piece to turn on the light for example
  • the receiver can also:
  • the communication is one-way Transmitter (5) ⁇ Receiver (1):
  • the transmitter (5) diffuses by its loudspeaker (7) the control audio signal (6) associated with the order to be sent;
  • the receiver (1) continuously listens for the audio signals by means of its microphone (2) and when it detects (3) a control signal corresponding to the signature (4) it controls (12, 14)
  • the transmitter (5) may consider that the receiver (1) has received and understood the issued order.
  • An "acknowledgment” mechanism is possible by coupling a transmitter to the receiver to confirm the order received by the playback of a specific audio file.
  • the control signal (11) corresponds to the specific sound signal of the command considered.
  • This control signal consists of the audio signal (6) and the signature which makes it possible to detect it (4).
  • the control signals must be shared between the transmitter (5) and the receiver (1):
  • the transmitter (5) must be able to broadcast the audible signal, it must therefore have the sound signal in a form
  • the sound signal is stored in a file (9) and is communicated to the transmitter (5), for example by a memory card for a player (22), by burning an audio CD for a stereo (24) transferring the file over a local area network for a computer (20), ...
  • the receiver (1) must have a "signature" (4) which makes it possible to recognize the corresponding sound signal.
  • each receiver (1) has a set of unique sound signals (a signal for each command) whose signatures (4) are already recorded.
  • the corresponding signals are made available to the receiver either directly by a CD, a USB key ... provided with the receiver or by downloading on the internet with the reference of the receiver box.
  • the receiver (1) is preconfigured with a large set of control signals, the user chooses by a group of switches the signals he wants to use.
  • This solution is identical to the first option in principle, but allows to have all the identical receivers during their manufacture and to control several receivers (1) with the same control signal (6).
  • the receiver (1) can learn to recognize a control signal, for this the user must broadcast the signal (6) and press the button corresponding to the registration of the command.
  • the signature (4) corresponds to
  • control signal (11) is generated and not selected by the user.
  • any audio signal We used a pseudo random signal. This type of uncorrelated signal provides a maximum detection capability. In this case, only the parameters of the signal generation must be transferred to the receiving equipment to have the signature (4), which reduces the memory space for storing the signal.
  • the audio signal is picked up by the microphone (2), then digitized (8) before feeding the detector (3). Since the dynamic range of the sound environment in which we live is greater than the resolution of the converter (8) and we
  • This amplification can be global or performed by frequency band (multiband compression).
  • the system permanently convolves (3) between the expected signatures (4) and the digitized audio signal (8) received by the microphone (2). As soon as the function of
  • the convolution exceeds a defined threshold (17), the order associated with the signature is detected.
  • the threshold (17) is defined statistically according to the probability of false positive that we accept.
  • Direct convolution is a greedy operation in computing time, to process n samples the complexity is expressed in n 2 .
  • the convolution is performed in the frequency space using FFT (fast Fourier transform), in this case the complexity is expressed in n.ln (n).
  • FFT fast Fourier transform
  • the calculation time gain of the FFT on the direct calculation can be a factor of 10,000;
  • the signature (4) is directly expressed in the frequency domain which also optimizes the detection work
  • Figure 5 shows the expected signals according to the state of the receiver. Thus, for an ON / OFF command only a control signal must be detected: On if off and Off if on. For drive operation two control signals must be detected (C signal + 20% and D -20% signal).
  • figure 4 corresponds to the distribution of the signal at the exit of the
  • the device therefore provides a reliable control of any electrical equipment by broadcasting a sound signal from any multimedia equipment.

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Abstract

The invention relates to an electronic device (1) for controlling one or more electrical apparatuses (13, 15) by detecting sound signals (5). The audio signal of the microphone (2) is amplified and digitized so as to be compared with the signatures (4) of the expected control signals (3) such that exceeding a threshold leads to detecting and controlling (12, 14) for turning on, turning off or changing the controlled electrical apparatus(es) (13, 15). The sound control signals (6) in the form of audio files (9) may thus be used by any multimedia apparatus (5) to remotely control the apparatuses (13, 15).

Description

DISPOSITIF ELECTRONIQUE PERMETTANT LA COMMANDE D'ÉQUIPEMENTS ÉLECTRIQUES PAR LE SON  ELECTRONIC DEVICE FOR CONTROLLING ELECTRICAL EQUIPMENT BY SOUND
La présente invention se rapporte au domaine des équipements électriques et de la domotique. La présente invention concerne plus particulièrement un dispositif permettant de commander des The present invention relates to the field of electrical equipment and home automation. The present invention relates more particularly to a device making it possible to control
équipements électriques à distance par la diffusion de signaux sonores. Actuellement pour mettre en oeuvre un système domotique il existe deux approches : remote electrical equipment by broadcasting sound signals. Currently to implement a home automation system there are two approaches:
- mettre en oeuvre l'installation lors de la réalisation de l'habitat, l'installation utilise alors des câbles et des équipements « fixes » non évolutifs et installés par un professionnel. Très peu de logements particuliers disposent d'une installation domotique fixe, même dans les logements neufs ou rénovés il est très rare de prévoir une installation domotique. De nombreuses raisons expliquent cela : surcoût, obsolescence des équipements, fiabilité... ;  - implement the installation during the construction of the habitat, the installation then uses cables and equipment "fixed" non-evolutive and installed by a professional. Very few private homes have a fixed home automation system, even in new homes or renovated it is very rare to provide a home automation system. There are many reasons for this: extra cost, obsolescence of equipment, reliability ...;
- mettre en oeuvre sur une installation existante des équipements domotiques (souvent amovibles) .  - implement on an existing installation home automation equipment (often removable).
Notre invention s'intéresse à cette deuxième situation en proposant un dispositif qui peut s'installer comme n'importe quel équipement électrique.  Our invention is interested in this second situation by proposing a device that can be installed like any electrical equipment.
Un tel dispositif ne peut impliquer un câblage ou des Such a device can not involve wiring or
modifications sur l'installation électrique existante, elle doit donc s'intégrer le plus facilement possible dans un habitat traditionnel en utilisant un protocole de communication sans fil. changes to the existing electrical installation, so it must integrate as easily as possible in a traditional habitat using a wireless communication protocol.
Plusieurs normes, projets et systèmes ont été imaginés dans ce but, mais les technologies retenues ont toutes leurs limites : Several standards, projects and systems have been devised for this purpose, but the technologies selected have their limits:
- le courant porteur n'est pas compatible avec le triphasé. Il a une portée qui dépend de l'installation électrique et est très perturbé par les boîtiers CPL, par les alimentations à découpage ou par les lampes basses consommation. Il a donc en réalité une portée relativement faible (pièces « voisines » immédiates) ou ne fonctionne tout simplement pas si le conflit avec les autres équipements « courant porteur » est trop fort ;- The carrier current is not compatible with the three-phase. It has a range which depends on the electrical installation and is very disturbed by the CPL boxes, switching power supplies or low consumption lamps. So he has reality a relatively small scope (immediate "neighbor" parts) or simply does not work if the conflict with other "power line" equipment is too strong;
- la radio fréquence a une portée réduite compte tenu des - the radio frequency has a reduced range taking into account
puissances autorisées et est sujette aux parasites notamment avec le Wifi et les lampes basse consommation, en environnement urbain, un simple mur porteur sur le chemin direct rend la communication difficile sur des protocoles évolués (WIFI, DECT) . Les protocoles domotiques plus simples permettent d'offrir des produits moins onéreux, mais sont encore plus affectés ;  Authorized powers and is prone to parasites especially with Wifi and low energy lamps, urban environment, a simple wall on the direct path makes communication difficult on advanced protocols (WIFI, DECT). The simpler home automation protocols make it possible to offer cheaper products, but are even more affected;
- l'infrarouge ne fonctionne qu'en proximité directe.  - the infrared only works in direct proximity.
Les systèmes les plus aboutis combinent ces différentes  The most successful systems combine these different
technologies afin de limiter l'inconvénient de chaque approche sans toutefois totalement régler les problèmes. De plus, ces équipements nécessitent généralement une interface spécifique dont le coût s'ajoute à celui des boitiers. Par ailleurs, cette interface est généralement uniquement disponible pour les ordinateurs (branchement USB) et non pour d'autres équipements tels que les téléphones portables, les baladeurs... technologies in order to limit the inconvenience of each approach without, however, completely solving the problems. In addition, these devices generally require a specific interface whose cost is added to that of the boxes. Moreover, this interface is generally only available for computers (USB connection) and not for other equipment such as mobile phones, music players ...
Les dessins annexés illustrent l'invention : The accompanying drawings illustrate the invention:
- la figure 1 représente le dispositif et son environnement ; - Figure 1 shows the device and its environment;
- la figure 2 illustre des utilisations possibles du dispositif ; - la figure 3 expose le principe de la convolution ; FIG. 2 illustrates possible uses of the device; Figure 3 shows the principle of convolution;
- la figure 4 représente la distribution de probabilité du signal après convolution dans un environnement totalement bruité ; FIG. 4 represents the probability distribution of the signal after convolution in a totally noisy environment;
- la figure 5 indique les états possibles et les signaux de commandes reconnus. - Figure 5 shows the possible states and recognized command signals.
En référence à ces figures, l'invention est un dispositif électronique (1) permettant la commande d'un ou plusieurs équipements électriques (13,15) à partir de la détection de signaux sonores, comprenant une carte électronique à microcontrôleur ou réseau logique programmable ou des composants actifs équivalents, un micro audio (2), un raccordement au réseau électrique (10), une alimentation régulée (16) , un raccordement aux équipements commandés à travers un composant de commande de type relais, triacs, thyristors ou With reference to these figures, the invention is an electronic device (1) for controlling one or more electrical equipment (13, 15) from the detection of sound signals, comprising a microcontroller electronic card or programmable logic array or equivalent active components, a micro audio (2), a connection to the electrical network (10), a regulated power supply (16), a connection to the equipment controlled through a control component of the relay type, triacs, thyristors or
équivalent (12,14). equivalent (12,14).
le signal audio du micro (2) est amplifié et numérisé, les signatures (4) des signaux sonores de commande (6) sont enregistrées en mémoire non volatile, au moins 2 signaux sonores de commande (6) sont définis pour chaque commande (12,14), l'un pour son allumage et l'autre pour son extinction, les signaux sonores de commande (6) et les signatures (4) sont couplés (11) de sorte qu'une signature caractérise le signal de commande, la détection (3) des signaux de commande (6) étant réalisée par comparaison du signal audio numérisé (8) avec les signatures (4) attendues de sorte que le dépassement d'un seuil (17) conduise à la détection et à la commande (12,14) permettant l'allumage, l'extinction ou la variation du ou des équipements électriques commandés (13,15).  the audio signal of the microphone (2) is amplified and digitized, the signatures (4) of the control sound signals (6) are stored in non-volatile memory, at least 2 control sound signals (6) are defined for each control (12). , 14), one for its ignition and the other for its extinction, the control sound signals (6) and the signatures (4) are coupled (11) so that a signature characterizes the control signal, the detecting (3) the control signals (6) being performed by comparing the digitized audio signal (8) with the expected signatures (4) so that exceeding a threshold (17) leads to detection and control ( 12,14) for switching on, off or changing the controlled electrical equipment (13,15).
Les signaux sonores de commande (6) peuvent être mis à  The control sound signals (6) can be set to
disposition sous forme de fichiers informatiques (9) enregistrés sur un support amovible dans les formats MP3, WAV, AIFF ou équivalent. Ils peuvent également être téléchargeables par internet à partir d'une référence unique indiquée avec le récepteur (1). provision in the form of computer files (9) recorded on removable media in MP3, WAV, AIFF or equivalent formats. They can also be downloadable over the internet from a single reference indicated with the receiver (1).
Les signatures peuvent être prédéfinies lors de la fabrication ou :  The signatures can be predefined during manufacture or:
- enregistrées dans le dispositif grâce à des boutons permettant de déclencher l'enregistrement des signaux sonores de commande par le micro (2) et d'en déduire la signature (4) ;  - recorded in the device with buttons for triggering the recording of the control sound signals by the microphone (2) and deduce the signature (4);
- définies par un groupe d'interrupteurs permettant de  - defined by a group of switches allowing
sélectionner la famille de signatures sonores (4) de commande auxquels va réagir ce boîtier.  select the family of sound signatures (4) command that will react this case.
Un indicateur visuel peut indiquer l'état du dispositif à savoir la position (allumé ou éteint) des équipements commandés (12,14) ainsi que le bon fonctionnement du récepteur (1) .  A visual indicator can indicate the state of the device namely the position (on or off) of the controlled equipment (12,14) as well as the proper operation of the receiver (1).
Un haut-parleur peut être ajouté au récepteur (1) pour émettre des signaux sonores pour d'autres dispositifs récepteurs ou des équipements multimédias. Un système de contrôle automatique du gain du micro (2) peut être prévu pour s'adapter au niveau sonore ambiant. A loudspeaker may be added to the receiver (1) to emit sound signals for other receiving devices or multimedia equipment. An automatic microphone gain control system (2) can be provided to adapt to the ambient sound level.
Tous les éléments du récepteur (1) peuvent être intégrés dans un boîtier comportant une prise électrique mâle pour le raccordement au réseau électrique et une ou plusieurs prises électriques femelles pour raccorder un ou plusieurs équipements commandés.  All the elements of the receiver (1) can be integrated in a housing having a male electrical outlet for connection to the electrical network and one or more female electrical outlets for connecting one or more controlled equipment.
Le dispositif peut utiliser pour la détection, la convolution sous sa forme directe ou optimisée FFT. Le principe de l'invention consiste donc à utiliser le son (onde sonore) afin de transmettre les ordres vers les dispositifs :  The device can use for detection, convolution in its direct or optimized form FFT. The principle of the invention therefore consists in using the sound (sound wave) in order to transmit the commands to the devices:
- les composants pour recevoir (2), émettre (7) et traiter  - the components for receiving (2), transmitting (7) and processing
(8,3,4,17) le signal sont bon marché et courants ;  (8,3,4,17) the signal are cheap and common;
- aucune réglementation ne limite l'utilisation du média  - no regulation limits the use of the media
contrairement aux ondes radios ou au courant porteur (hormis un volume maximum pour ne pas endommager l'audition, très au- dessus de notre besoin) ;  unlike the radio waves or the carrier current (except a maximum volume not to damage the hearing, well above our needs);
- aucun impact sanitaire n'est à craindre (contrairement aux rayonnements électromagnétiques) ;  - no health impact is to be feared (unlike electromagnetic radiation);
- les équipements actuels informatiques, téléphoniques,  - current computer and telephone equipment,
multimédias, ... (20,21,22,23,24) permettent de recevoir ou d'émettre un signal audio, l'interface avec ces équipements ne nécessite donc aucun périphérique ni branchement spécifique. multimedia, ... (20,21,22,23,24) allow to receive or to emit an audio signal, the interface with these equipments does not require any device or specific connection.
Le récepteur (1) permet la commande d'équipements électriques (25,26) lors de la diffusion de signaux sonores spécifiques (6). The receiver (1) allows the control of electrical equipment (25,26) when broadcasting specific sound signals (6).
Tout appareil pouvant générer du son (20,21,22,23,24) peut commander les récepteurs (1) . Ainsi sans autre équipement spécifique que le récepteur (1), il est possible de déclencher l'allumage ou l'extinction d'équipements électriques :  Any device capable of generating sound (20,21,22,23,24) may control the receivers (1). Thus without any other specific equipment than the receiver (1), it is possible to trigger the switching on or off of electrical equipment:
- en lisant un MP3 de commande depuis son ordinateur (20) , son baladeur (22) ou son téléphone (21,23) placé dans la pièce ou une pièce voisine, ce morceau pouvant par exemple éteindre la lumière à la fin d'une liste de lecture ;  - by reading a control MP3 from his computer (20), his player (22) or his phone (21,23) placed in the room or a neighboring room, this piece may for example turn off the light at the end of a reading list ;
- à distance en téléphonant à son portable (21) dans la pièce avec une sonnerie MP3 de commande ou en appelant son répondeur et en diffusant le signal audio de commande depuis son - remotely by calling his cell (21) in the room with an MP3 ringer command or by calling his answering machine and broadcasting the command audio signal from his
baladeur ;  music player ;
- avec la télécommande de sa chaine hifi (24) en déclenchant la lecture d'un morceau de commande (enregistré en MP3 ou sur CD audio ... ) ;  - with the remote control of its hi-fi system (24) by triggering the playback of a control song (recorded in MP3 or audio CD ...);
- à heure définie en utilisant un réveil (24) qui diffuse un morceau de commande pour allumer la lumière par exemple ;  at a defined time using an alarm clock (24) which broadcasts a control piece to turn on the light for example;
- avec un logiciel spécifique installé sur un ordinateur (20) ou son téléphone portable (21) .  - with specific software installed on a computer (20) or its mobile phone (21).
Le récepteur peut également:  The receiver can also:
- permettre la variation d'un luminaire (26) en offrant une commande en Marche/Arrêt ou en niveau (par exemple de 1 à 10) ; - allow the variation of a luminaire (26) by offering a command on / off or level (for example from 1 to 10);
- faire office de prise « multiple » commandée permettant de commander séparément plusieurs équipements (13,15) ; - act as a "multiple" outlet controlled to order separately several equipment (13,15);
- s'intégrer dans un module prévu pour l'installation électrique comme un composant de tableau ou un interrupteur.  - integrate into a module intended for the electrical installation as a panel component or a switch.
La communication est à sens unique Emetteur (5) → Récepteur (1) : The communication is one-way Transmitter (5) → Receiver (1):
- l 'émetteur (5) diffuse par son haut-parleur (7) le signal audio de commande (6) associé à l'ordre à envoyer ; - the transmitter (5) diffuses by its loudspeaker (7) the control audio signal (6) associated with the order to be sent;
- le récepteur (1) écoute en permanence les signaux audios grâce à son micro (2) et quand il détecte (3) un signal de commande correspondant à la signature (4) il commande (12,14)  the receiver (1) continuously listens for the audio signals by means of its microphone (2) and when it detects (3) a control signal corresponding to the signature (4) it controls (12, 14)
l'alimentation électrique des équipements (13,15).  the power supply of the equipment (13,15).
Avec cette solution tout équipement capable de générer un signal sonore : lecteur MP3, téléphone, télévision, chaîne hifi...  With this solution any equipment capable of generating a sound signal: MP3 player, telephone, television, stereo ...
(20,21,22,23,24) peut devenir émetteur (5). (20,21,22,23,24) can become transmitter (5).
Les ordres reconnus par le récepteur sont (Figure 5) :  The orders recognized by the receiver are (Figure 5):
- allumage de l'équipement ;  - ignition of the equipment;
- extinction de l'équipement ;  - extinction of the equipment;
- éventuellement un niveau de puissance pour l'équipement (par exemple par pas de 20 %) .  - possibly a power level for the equipment (for example in steps of 20%).
Pour chaque ordre un signal de commande doit être utilisé. La détection (3) étant fiable (cf. détection des ordres ci- après), l'émetteur (5) peut considérer que le récepteur (1) a reçu et compris l'ordre émis. For each order a command signal must be used. The detection (3) being reliable (see order detection below), the transmitter (5) may consider that the receiver (1) has received and understood the issued order.
Un mécanisme d'« accusé réception » est envisageable en couplant un émetteur au récepteur afin de confirmer l'ordre reçu par la lecture d'un fichier audio spécifique.  An "acknowledgment" mechanism is possible by coupling a transmitter to the receiver to confirm the order received by the playback of a specific audio file.
Le signal de commande (11) correspond au signal sonore spécifique de la commande considérée. Ce signal de commande est constitué du signal audio (6) et de la signature qui permet de le détecter (4) .  The control signal (11) corresponds to the specific sound signal of the command considered. This control signal consists of the audio signal (6) and the signature which makes it possible to detect it (4).
Les signaux de commande doivent être partagés entre l'émetteur (5) et le récepteur (1) :  The control signals must be shared between the transmitter (5) and the receiver (1):
- l'émetteur (5) doit être capable de diffuser le signal sonore, il doit donc disposer du signal sonore sous une forme  - the transmitter (5) must be able to broadcast the audible signal, it must therefore have the sound signal in a form
« lisible » (6) . Pour cela, le signal sonore est stocké dans un fichier (9) et est communiqué à l'émetteur (5), par exemple par une carte mémoire pour un baladeur (22) , en gravant un CD audio pour une chaîne hifi (24) , en transférant le fichier par un réseau local pour un ordinateur (20) , ...  "Readable" (6). For this, the sound signal is stored in a file (9) and is communicated to the transmitter (5), for example by a memory card for a player (22), by burning an audio CD for a stereo (24) transferring the file over a local area network for a computer (20), ...
- le récepteur (1) doit disposer d'une « signature » (4) qui permet de reconnaître le signal sonore correspondant.  the receiver (1) must have a "signature" (4) which makes it possible to recognize the corresponding sound signal.
Pour partager le couple signature (4) - fichier audio (6) entre l'émetteur et le récepteur, trois possibilités existent, un même récepteur peut combiner ces trois solutions ou n'en mettre en oeuvre qu'une pour en diminuer son coût :  To share the signature pair (4) - audio file (6) between the transmitter and the receiver, three possibilities exist, the same receiver can combine these three solutions or implement only one to reduce its cost:
- Le récepteur (1) est préconfiguré lors de la fabrication, chaque récepteur (1) dispose d'un ensemble de signaux sonores uniques (un signal pour chaque commande) dont les signatures (4) sont déjà enregistrées. Les signaux correspondants sont mis à disposition du récepteur soit directement par un CD, une clé USB... fournis avec le récepteur soit par téléchargement sur internet avec la référence du boitier récepteur.  - The receiver (1) is preconfigured during manufacture, each receiver (1) has a set of unique sound signals (a signal for each command) whose signatures (4) are already recorded. The corresponding signals are made available to the receiver either directly by a CD, a USB key ... provided with the receiver or by downloading on the internet with the reference of the receiver box.
- Le récepteur (1) est préconfiguré avec un large ensemble de signaux de commande, l'utilisateur choisit par un groupe d'interrupteurs les signaux qu'il souhaite utiliser. Cette solution est identique à la première option sur le principe, mais permet d'avoir tous les récepteurs identiques lors de leur fabrication et de commander plusieurs récepteurs (1) avec le même signal de commande (6) . - The receiver (1) is preconfigured with a large set of control signals, the user chooses by a group of switches the signals he wants to use. This solution is identical to the first option in principle, but allows to have all the identical receivers during their manufacture and to control several receivers (1) with the same control signal (6).
- Le récepteur (1) peut apprendre à reconnaître un signal de commande, pour cela l'utilisateur doit diffuser le signal (6) et presser le bouton correspondant à l'enregistrement de la commande. Dans ce cas la signature (4) correspond à  - The receiver (1) can learn to recognize a control signal, for this the user must broadcast the signal (6) and press the button corresponding to the registration of the command. In this case the signature (4) corresponds to
l'enregistrement effectué par le récepteur (1) du signal audio de commande (6) .  the recording made by the receiver (1) of the control audio signal (6).
Pour les récepteurs (1) préconfigurés, le signal de commande (11) est généré et non choisi par l'utilisateur. Pour cela nous pouvons utiliser n'importe quel signal audio. Nous avons utilisé un signal pseudo aléatoire. Ce type de signal par nature non corrélé assure une capacité de détection maximale. Dans ce cas, seuls les paramètres de la génération du signal doivent être transférés dans les équipements récepteurs pour disposer de la signature (4), ce qui réduit l'espace mémoire pour stocker le signal.  For the preconfigured receivers (1), the control signal (11) is generated and not selected by the user. For this we can use any audio signal. We used a pseudo random signal. This type of uncorrelated signal provides a maximum detection capability. In this case, only the parameters of the signal generation must be transferred to the receiving equipment to have the signature (4), which reduces the memory space for storing the signal.
Le signal audio est capté par le micro (2), puis numérisé (8) avant d'alimenter le détecteur (3) . Étant donné que la plage de dynamique de l'environnement sonore dans lequel nous vivons est supérieure à la résolution du convertisseur (8) et que nous  The audio signal is picked up by the microphone (2), then digitized (8) before feeding the detector (3). Since the dynamic range of the sound environment in which we live is greater than the resolution of the converter (8) and we
recherchons à détecter un signal qui est potentiellement fortement noyé dans le bruit, il est intéressant d'ajuster dynamiquement le gain de l'amplification du micro pour optimiser la résolution de la numérisation. Cette amplification peut être globale ou effectuée par bande de fréquences (compression multibande) . If you want to detect a signal that is potentially heavily embedded in noise, it is interesting to dynamically adjust the gain of the amplification of the microphone to optimize the resolution of the scan. This amplification can be global or performed by frequency band (multiband compression).
Afin de reconnaître « l'ordre » sonore, nous utilisons une détection par « convolution ».  In order to recognize the sound "order", we use a "convolution" detection.
Cette technique consiste à rechercher la corrélation entre un signal de commande et le signal reçu. La sensibilité et la fiabilité de la détection peuvent être augmentées sans limite en allongeant la durée du signal de commande. Ainsi contrairement à d'autres types de détection la convolution est très efficace sur un signal de commande long, dans notre utilisation une fraction de seconde à plusieurs secondes. Cela permet d'avoir une détection de qualité même si le signal est fortement altéré. La figure 3 indique les formules de la convolution C(t) This technique consists in finding the correlation between a control signal and the received signal. The sensitivity and reliability of the detection can be increased without limit by lengthening the duration of the control signal. Thus unlike other types of detection convolution is very effective on a long command signal, in our use a fraction of a second to several seconds. This allows a quality detection even if the signal is strongly altered. Figure 3 shows the formulas of convolution C (t)
transposées dans un domaine fini. transposed into a finite domain.
En pratique, le système effectue de manière permanente la convolution (3) entre les signatures (4) attendues et le signal audio numérisé (8) reçu par le micro (2) . Dès que la fonction de  In practice, the system permanently convolves (3) between the expected signatures (4) and the digitized audio signal (8) received by the microphone (2). As soon as the function of
convolution dépasse un seuil défini (17), l'ordre associé à la signature est détecté. Le seuil (17) est défini statistiquement en fonction de la probabilité de faux positif que l'on accepte. convolution exceeds a defined threshold (17), the order associated with the signature is detected. The threshold (17) is defined statistically according to the probability of false positive that we accept.
La convolution directe est une opération gourmande en temps de calcul, pour traiter n échantillons la complexité s'exprime en n2. Direct convolution is a greedy operation in computing time, to process n samples the complexity is expressed in n 2 .
Nous avons mis en oeuvre plusieurs optimisations pour utiliser des microcontrôleurs ou des réseaux logiques programmables de faible coût :  We have implemented several optimizations to use microcontrollers or programmable logic networks of low cost:
- la convolution est réalisée dans l'espace des fréquences en utilisant la FFT (transformée de Fourier rapide), dans ce cas la complexité est exprimée en n.ln(n). Pour un signal réfèrent de 20 000 échantillons le gain en temps de calcul de la FFT sur le calcul direct peut être d'un facteur 10 000 ;  - The convolution is performed in the frequency space using FFT (fast Fourier transform), in this case the complexity is expressed in n.ln (n). For a reference signal of 20,000 samples the calculation time gain of the FFT on the direct calculation can be a factor of 10,000;
- la signature (4) est directement exprimée dans le domaine fréquentiel ce qui optimise également le travail de détection ; the signature (4) is directly expressed in the frequency domain which also optimizes the detection work;
- en fonction de l'état du récepteur (1) il est possible de limiter le nombre de signaux de commande à détecter. La figure 5 indique les signaux attendus en fonction de l'état du récepteur. Ainsi, pour une commande Marche/Arrêt seul un signal de commande doit être détecté : Marche si éteint et Arrêt si allumé. Pour un fonctionnement en variateur deux signaux de commandes doivent être détectés (signal C +20% et signal D -20%) . - Depending on the state of the receiver (1) it is possible to limit the number of control signals to be detected. Figure 5 shows the expected signals according to the state of the receiver. Thus, for an ON / OFF command only a control signal must be detected: On if off and Off if on. For drive operation two control signals must be detected (C signal + 20% and D -20% signal).
Nous avons confirmé la capacité de détection du signal de commande sur 10000 mesures (signal et signature bruit blanc,  We have confirmed the detection capacity of the control signal on 10000 measurements (white noise signal and signature,
quantification sur 16 bits, calcul réalisé sur 22 050 échantillons soit un réfèrent de 1 seconde avec un échantillonnage à 22 kHz) , la figure 4 correspond à la distribution du signal en sortie du 16-bit quantization, computation carried out on 22,050 samples is a reference of 1 second with a sampling with 22 kHz), figure 4 corresponds to the distribution of the signal at the exit of the
détecteur. detector.
À partir de ces éléments, nous déterminons par exemple un seuil (17) de 4,68% (exprimé en % de l'autocorrélation) pour une fiabilité de détection admettant un faux positif par an pour un environnement totalement bruyant (100% de bruit blanc). Cela permet d'obtenir une capacité de détection de 13 dB ou une portée de 32 m pour un signal de même intensité que le bruit ambiant. From these elements, we determine for example a threshold (17) of 4.68% (expressed in% of the autocorrelation) for detection reliability admitting a false positive per year for a totally noisy environment (100% white noise). This provides a detection capacity of 13 dB or a range of 32 m for a signal of the same intensity as the ambient noise.
Ce résultat déjà très bon, peut être décuplé en utilisant un signal plus long par exemple 10s échantillonné à 44,1 kHz.  This result is already very good, can be increased tenfold by using a longer signal for example 10s sampled at 44.1 kHz.
Nous montrons ainsi que l'invention répond bien en terme de portée et de fiabilité de transmission.  We show that the invention responds well in terms of range and transmission reliability.
Le dispositif offre donc une possibilité de commande fiable de tout équipement électrique par la diffusion d'un signal sonore depuis tout équipement multimédia.  The device therefore provides a reliable control of any electrical equipment by broadcasting a sound signal from any multimedia equipment.

Claims

REVENDICATIONS Dispositif électronique (1) permettant la commande d'un ou plusieurs équipements électriques (13,15) à partir de la détection de signaux sonores, comprenant une carte CLAIMS Electronic device (1) for controlling one or more electrical equipment (13, 15) from the detection of sound signals, comprising a card
électronique à microcontrôleur ou réseau logique programmable ou des composants actifs équivalents, un micro audio (2), un raccordement au réseau électrique (10) , une alimentation régulée (16) , un raccordement aux équipements commandés à travers un composant de commande de type relais, triacs, thyristors ou équivalent (12,14) caractérisé en ce que : microcontroller electronics or programmable logic network or equivalent active components, a microphone audio (2), a connection to the electrical network (10), a regulated power supply (16), a connection to equipment controlled through a relay-type control component , triacs, thyristors or equivalent (12,14) characterized in that:
- le signal audio du micro (2) est amplifié et numérisé, the audio signal of the microphone (2) is amplified and digitized,
- les signatures (4) des signaux sonores de commande (6) sont enregistrées en mémoire non volatile, the signatures (4) of the control sound signals (6) are stored in non-volatile memory,
- au moins 2 signaux sonores de commande (6) sont définis pour chaque commande (12,14), l'un pour son allumage et l'autre pour son extinction,  at least two control sound signals (6) are defined for each control (12, 14), one for its ignition and the other for its extinction,
- les signaux sonores de commande (6) et les signatures (4) sont couplés (11) de sorte qu'une signature caractérise le signal de commande,  the control sound signals (6) and the signatures (4) are coupled (11) so that a signature characterizes the control signal,
- la détection (3) des signaux de commande (6) étant  the detection (3) of the control signals (6) being
réalisée par comparaison du signal audio numérisé (8) avec les signatures (4) attendues de sorte que le dépassement d'un seuil (17) conduise à la détection et à la commande (12,14) permettant l'allumage, l'extinction ou la  performed by comparing the digitized audio signal (8) with the signatures (4) expected so that the exceeding of a threshold (17) leads to the detection and control (12,14) allowing the ignition, extinguishing or the
variation du ou des équipements électriques commandés (13,15) .  variation of the electrical equipment ordered (13,15).
Dispositif électronique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les signaux sonores de commande (6) sont mis à disposition sous forme de fichiers informatiques (9) Electronic device according to claim 1, characterized in that the control sound signals (6) are made available as computer files (9)
enregistrés sur un support amovible dans les formats MP3, WAV, AIFF ou équivalent. recorded on removable media in MP3, WAV, AIFF or equivalent formats.
Dispositif électronique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les signaux sonores de commande (6) sont Electronic device according to claim 1, characterized in that the control sound signals (6) are
téléchargeables par internet à partir d'une référence unique. 4 Dispositif électronique selon la revendication 1, caractérisé en ce que des boutons permettent de déclencher downloadable via the internet from a single reference. Electronic device according to claim 1, characterized in that buttons are used to trigger
l'enregistrement des signaux sonores de commande par le micro (2) et d'en déduire la signature (4).  recording of the control sound signals by the microphone (2) and deduce the signature (4).
5 Dispositif électronique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte, un groupe d'interrupteurs permettant de sélectionner la famille de signatures (4) . 5 Electronic device according to claim 1, characterized in that it comprises a group of switches for selecting the family of signatures (4).
6 Dispositif électronique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte, un indicateur visuel indiquant son état. 7 Dispositif électronique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte, un haut-parleur pour émettre des signaux sonores pour d'autres dispositifs ou des équipements  6 Electronic device according to claim 1, characterized in that it comprises, a visual indicator indicating its state. Electronic device according to claim 1, characterized in that it comprises a loudspeaker for emitting sound signals for other devices or equipment
multimédias .  multimedia.
8 Dispositif électronique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte, un système de contrôle automatique du gain du micro (2) afin de s'adapter au niveau sonore ambiant. 8 electronic device according to claim 1, characterized in that it comprises, an automatic microphone gain control system (2) to adapt to the ambient sound level.
9 Dispositif électronique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est intégré dans un boîtier comportant une prise électrique mâle pour le raccordement au réseau électrique et une ou plusieurs prises électriques femelles pour raccorder un ou plusieurs équipements commandés. 9 Electronic device according to claim 1, characterized in that it is integrated in a housing having a male electrical outlet for connection to the electrical network and one or more female electrical outlets for connecting one or more controlled equipment.
10 Dispositif électronique selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise pour la détection, la convolution sous sa forme directe ou optimisée FFT.  Electronic device according to claim 1, characterized in that the convolution in its direct or optimized FFT form is used for detection.
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