WO2019207261A1 - Procédé de communication sans-fil entre au moins un terminal de détection d'un risque autonome énergétiquement et un organe communicant - Google Patents

Procédé de communication sans-fil entre au moins un terminal de détection d'un risque autonome énergétiquement et un organe communicant Download PDF

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WO2019207261A1
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communicating
synchronization
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Laurent Pichard
Christophe Bonazzi
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Definitions

  • the present invention is directed to a method of wireless communication between at least one energy-independent risk-detection terminal and a device communicating with the terminal. It applies, in particular, to the field of firefighting. STATE OF THE ART
  • alarm systems usually comprise a set of detectors or actuators connected either directly or indirectly through intermediate members to a central alarm.
  • An example of such a detector is, for example, a smoke detector and an example of an actuator is, for example, a manual alarm trigger located on a wall of a site to be secured and operated by a human operator.
  • the current trend is to the autonomous power supply of the detectors, by means of batteries or batteries, and to the wireless communication between detectors and organs or power stations.
  • the European Union imposes that certain radio channels, not subject to license for example, are not occupied more than 0.1% of the time by a system. This implies that the increase of the frequency of communication, to make reliable the radio link, is not possible.
  • wireless communication between a base station often implements a plurality of channels within a frequency band, allowing the installation of several systems on the same geographical space by limiting the risk of interference between these systems.
  • temperature-compensated quartz resonators within energy-independent terminals. Indeed, simple quartz resonators vary in frequency depending on the temperature at which they are exposed, which, in the case of fire detection terminals is counterintuitive to the skilled person. However, temperature-compensated quartz resonators are expensive and consume more electrical energy than simple quartz resonators.
  • the present invention aims to remedy all or part of these disadvantages. To this end, the present invention aims at a method of wireless communication between at least one energy-independent risk detection terminal and a communicating device with each terminal, which comprises, iteratively:
  • the synchronization between the terminal and the communicating member is performed periodically and on a quartz resonator without temperature compensation at the terminal.
  • a quartz resonator is both cheaper and less energy consuming.
  • the synchronization at each iteration of the process steps makes it possible to limit the drift in time and in frequency of the resonator.
  • the synchronization of the transmit frequency on the received signal in narrow band makes it possible to not resort to a quartz resonator without temperature compensation. This significantly reduces the cost of the system.
  • At least one transmit step and / or one transmit step implements narrow-band or FSK LoRa modulation.
  • the transmission step is performed alternately between two bands each surrounding a specific and distinct frequency, the two frequencies being spaced at least 300 megahertz.
  • the transmitted synchronization signal has frequency and clock information based on a temperature-compensated crystal oscillator of the communicating member.
  • the synchronization step comprises:
  • the interval between two synchronization and / or transmission steps is identical and less than seventy-five seconds.
  • each interval is seventy seconds. In embodiments, each interval between a wake-up and a standby sub-step is less than one hundred and forty milliseconds.
  • At least one transmit step is performed in a narrow-band channel whose bandwidth is between twenty-five and seventy-five kilohertz.
  • each terminal simultaneously performs the synchronization step
  • each terminal performs the transmission step after a different time offset value determined so that no terminal emits simultaneously.
  • the time offset value is a multiple of two seconds.
  • the method which is the subject of the present invention comprises, iteratively, and for each terminal:
  • a first wireless transmission step by the terminal, of a destination message from the communicating member on a band surrounding a second frequency different from the first frequency, a second step of putting the terminal on standby,
  • a fourth step of waking the terminal after a determined idle time the time interval between two iterations being less than three hundred seconds.
  • the wake-up time of each alarm-transmission-standby terminal is limited in time, in the manner of a time division multiplexing system doubled a frequency division multiplexing system. This allows, in particular, each terminal to benefit from a long power supply by limiting the energy consumption of said terminal and the system to meet the standards in force in terms of occupancy of the available band.
  • the method that is the subject of the present invention comprises a step of transmitting an alarm signal, by the terminal, successively on the two bands.
  • the terminal transmits an identifier representative of a group of terminals.
  • the method that is the subject of the present invention comprises, between two transmission steps by the terminal:
  • FIG. 1 represents, schematically and in the form of a logic diagram, a succession of steps of a first particular embodiment of the method which is the subject of the present invention
  • FIG. 2 represents, schematically, an illustrative chronogram of the method which is the subject of the present invention
  • FIG. 3 represents, schematically, an illustrative chronogram of the occupation of a frequency band by the implementation of the method which is the subject of the present invention
  • FIG. 4 represents, schematically and in the form of a logic diagram, a succession of steps of a second particular embodiment of the method which is the subject of the present invention
  • FIG. 5 shows, schematically and in the form of a logic diagram, a particular sequence of steps of the device object of the present invention.
  • risk detection terminal is meant a device provided with a sensor of a value representative of a physical quantity or an actuator.
  • autonomous energy is meant that the terminal is provided with an independent power source, such as a battery or a battery. This autonomy can optionally also be provided by a means of producing electrical energy via a dedicated device, such as a solar panel for example.
  • communicating organ is meant any device capable of being connected to a terminal by a radio communication link. This organ may or may not be powered autonomously. This communicating body may be an alarm center or an intermediate member responsible for relaying wirelessly or wirelessly a risk detection to a central alarm.
  • system targeted by the present invention may comprise several communicating terminals with a communicating member.
  • system targeted by the present invention may comprise several communicating members. Each communicating organ is then associated with at least one terminal.
  • FIG. 1 which is not to scale, shows a schematic view of an embodiment of the method 100 which is the subject of the present invention.
  • This method of wireless communication between at least one energy-independent risk detection terminal and a communicating device with each terminal comprises, iteratively, and for each terminal:
  • the method 100 which is the subject of the present invention implements, for at least one emission step, 105, 120, 135 and / or 150, the narrow-band LoRa or FSK (Frequency Shift Keying).
  • the narrow-band LoRa or FSK Frequency Shift Keying
  • the method illustrated in FIG. 1 shows, in particular, the way in which the detection of a loss of radio link between a terminal and the organ is ensured.
  • the method 100 performs a plurality of cycles consisting of waking, transmitting and then suspending steps. It is the absence of reception of a message sent by a terminal, at the organ, which triggers the detection of a radio link break.
  • Each transmission step, 105, 120, 135 and 150 is performed, for example, by the implementation of an antenna chosen and configured to transmit according to the LoRa physical layer transmission protocol, to distinguish LoRaWAN protocol which implements broadband transmission.
  • Each transmission step, 105, 120, 135 and 150 can be performed by a single antenna or a separate antenna.
  • each transmission step, 105, 120, 135 and 150, according to an identical given frequency band implements a single antenna.
  • Each transmission step, 105, 120, 135 and 150, is triggered, for example, by the implementation of a radio transceiver of the terminal, this transceiver being associated with a microcontroller embedded in the terminal.
  • the terminal is configured to transmit a message at a given instant according to an internal clock at the terminal preferentially synchronized with the rest of the system.
  • the interval between two transmission steps, 105, 120, 135 and 140 is identical and less than seventy-five seconds. In preferred embodiments, each interval is seventy seconds.
  • Each transmission step, 105, 120, 135 and 150 is thus preferentially spaced in time from a determined and regular time interval between each transmission step, 105, 120, 135 and 150.
  • the monitoring sequence is systematic, whether there is confirmation or not by the receiver of the receipt of a message, the wear of the cells of the elements of the system is therefore similar and this facilitates the maintenance operation battery change.
  • the wear of the cells of the elements of the system is therefore similar and this facilitates the maintenance operation battery change.
  • the first transmission steps, 105 and 120 are performed respectively on two bands around two distinct frequencies and the second emission stages, 135 and 150, are respectively performed on these two bands, the two frequencies being spaced at least 300 megahertz.
  • the two bands are then spaced more than 300 MHz, which is an advantage to secure the transmission of alarms.
  • frequency hopping it is usually frequency hopping in the same band (there is therefore a risk of disturbance spread over several channels).
  • Another advantage related to the En54-25 standard is that such redundancy on channels more than 1 MHz apart makes it possible to reduce the attenuation reserve by a factor of two, which in fact increases the effective range of the system. respecting the limits of the standard. Frequency hopping would not bring this benefit.
  • These two bands correspond, for example, to frequency bands surrounding the frequencies of 868 MHz and 433 MHz.
  • a terminal transmits, for example:
  • At least one transmit step 105, 120, 135, 140 is performed in a narrow-band channel whose bandwidth is between twenty-five and seventy-five kilohertz. Preferably, this channel has a bandwidth of fifty kilohertz.
  • the terminal transmits an identifier representative of a group of terminals.
  • This identifier is coded, for example, on three bytes.
  • each transmission step, 105, 120, 135 and 150 is preceded by an awakening step, 160, 115, 130 and 145, and succeeded by a standby step, 1 10, 125, 140 and 155.
  • This waking state can correspond to:
  • a preferential state of prolonged sleep also called hibernation where the terminal is off while all the RAM is copied to a non-volatile computer memory to be used during a wake up step, 160, 1 15, 130 and 145 .
  • each standby step, 10, 125, 140 and 155 is triggered immediately after completion of the preceding transmission step 105, 120, 135 and 150.
  • Each awakening step, 160, 1, 15, 130 and 145 is configured to be performed at a time corresponding to the determined instant of emission from which is subtracted a determined duration corresponding to a duration of initialization, or awakening, of terminal.
  • the transmission steps, 105, 120, 135 and 150 are periodic then, in principle, each awakening step, 160, 1 15, 130 and 145, is also periodic according to the same period.
  • each interval between a step, 1 15, 130, 145 and 160, of waking and a step, 1 10, 125, 140 and 155 of successive standby is less than one hundred and forty milliseconds. Preferably, this interval is less than one hundred and fourteen milliseconds.
  • This duration corresponds, for example, to the physical duration chosen or necessary to transmit a message as configured in the system.
  • each iteration of the method 100 implements four cycles during which the terminal performs a wake-up step, 1 15, 130, 145 and 160, a transmission step, 105, 120, 135 and 150, and a step of standby, 1 10, 125, 140 and 155.
  • Each cycle is formed, in addition to these steps specific to the terminal, the remainder of the duration between two iterations of the steps specific to the terminal.
  • a time interval of seventy seconds is provided, the cycle lasts seventy seconds.
  • the method preferably comprises, between two stages, 105, 120 and 135, 140, transmission by the terminal:
  • a step 175 of synchronization, by the terminal, with the transmitted signal a step 175 of synchronization, by the terminal, with the transmitted signal.
  • the transmission 170 and synchronization 175 steps are performed once by iteration of the method 100. In other variants, the transmission 170 and synchronization 175 steps are performed once every two or more iterations of the process 100.
  • the transmission step 170 is performed, for example, by the implementation of an antenna of the communicating member chosen and configured to transmit according to the LoRa physical layer transmission protocol.
  • the reception step 171 is performed, for example, by the implementation of an antenna of the terminal.
  • the synchronization step 175 is performed, for example, by recording a clock value at the terminal based on a clock value included in the synchronization signal.
  • a start time of the steps of the method 100 is shifted, for each terminal, in the time of a time offset value determined so that no terminal emits simultaneously.
  • This time offset value is preferably equal to two seconds.
  • FIG. 2 diagrammatically shows the signal transmissions performed by a terminal 200 on two frequency bands 215 and 220, according to the time 230, corresponding to the method 100 illustrated in FIG. 1.
  • the terminal 200 transmits:
  • the emission 225 of an alarm signal on the two frequency bands is also represented.
  • FIG. 3 diagrammatically shows a transmission cycle from the point of view of the communicating device.
  • This communicating member receives successively, at regular interval 340, a signal, 301, 302, 303, 304, 331 and 332, from each terminal associated with said communicating member. Transmission of a synchronization signal 345 is also shown.
  • the method 100 which is the subject of the present invention comprises a step of detecting a link break between the member and a terminal as a function of the absence of reception of a signal to be transmitted. by said terminal.
  • the communicating member receives the signals transmitted by each terminal, on each frequency band, and measures the duration of time between two transmitted signals. If, after a predetermined time, no message has been received by the communicating member, the communicating member determines that a connection break has occurred.
  • this predetermined duration corresponds to a representative duration of a plurality of waking-transmitting-standby cycles of the terminal. Preferably, this predetermined duration is less than three hundred seconds.
  • the method 100 object of the present invention comprises a step of transmitting an alert signal when a connection break is detected by the communicating member.
  • FIG. 1 also shows the consequences of the detection of a risk by a terminal on the communication between the terminal and the organ.
  • the method 100 comprises a step 165 of transmitting an alarm signal, by the terminal, on the two bands successively.
  • This transmission step 165 may be repeated on a first band in the absence of reception of acknowledgment signals transmitted by the communicating member before being repeated on a second band. Upon receipt of an acknowledgment signal, the terminal ceases to perform the transmission step 165.
  • the transmit step 165 is performed up to five times on one band before being performed up to five times on the other band, in the absence of receiving a message. 'acquittal.
  • This transmission step 165 implements, for example, an antenna controlled by a radio transceiver associated with a microcontroller of the terminal. This antenna is configured to transmit on both bands.
  • the terminal waits for an acknowledgment signal sent by the communicating device before ceasing the transmission of alarm signals.
  • this alarm signal transmission can proceed as follows, in an iterative manner: the terminal emits an alarm signal and waits, for a determined duration, an acknowledgment of receipt, this determined duration being greater than the determined duration of the alarm. previous iteration.
  • an operator acknowledges the alarm and resets the system from the alarm center, by entering an access code, for example, a command is sent to all the communicating devices and then to the terminals.
  • the communicating member receives this reset command, the member transmits a particular synchronization signal having a code different from the reset signal signals transmitted elsewhere.
  • a terminal When a terminal receives such a synchronization signal, the transmission of an alarm signal is stopped. However, if a sensor of the terminal always detects the presence of a risk, such as smoke for example, when the terminal is awake, an alarm signal is always issued immediately. Thus, it is possible that the terminal receives the synchronization signal comprising a reset code, that the alarm signal ceases to be issued and that immediately an alarm signal is issued again. This is the case, for example, manual detectors that require a tool to be reset.
  • a reset of the system corresponds to a power down of the system and then to a restart.
  • the communicating member is configured to transmit, as soon as power is applied, and periodically, a synchronization signal.
  • this synchronization signal is not transmitted at a clock time compatible with the step of receiving the synchronization signal from at least one terminal.
  • At least one terminal is configured for, when no synchronization signal is received during the step of receiving the synchronization signal, causing an anticipation of the successive standby step.
  • At least one terminal is configured to, when no synchronization signal is received during the receiving step, increase the wake-up time of the next reception step.
  • At least one terminal is configured for, when no synchronization signal is received after a given number of reception steps, performing a step of transmitting a signal, intended for the communicating organ, representative desynchronization of the terminal.
  • the communicating member Upon receipt of such a signal, the communicating member is then configured to extend the transmission time of the synchronization signal.
  • Such embodiments make it possible not to have to maintain a permanent radio link between the communicating device and each terminal.
  • This method 400 of wireless communication between at least one energy-independent risk-detection terminal and a communicating device with each terminal comprises, iteratively:
  • step 425 secondary wake up terminal
  • a secondary step 435 for putting the terminal on standby a secondary step 435 for putting the terminal on standby.
  • At least one transmission step 405 and / or a transmission step 430 implements a LoRa or FSK modulation.
  • the transmission step 405 is performed, for example, by an antenna of the communicating member. This transmission step 405 may be performed on a band surrounding a determined frequency or on a plurality of bands each surrounding a distinct predetermined frequency.
  • the synchronization signal is thus transmitted according to a determined frequency and a determined clock signal.
  • This clock signal is determined, for example, as a function of a clock signal internal to the communicating member.
  • This clock signal is, preferably, derived from a temperature compensated crystal oscillator, also known by the abbreviation TCXO (for "Temperature Compensated Crystal Oscilator").
  • the transmitted synchronization signal has frequency and clock information based on a temperature-compensated crystal oscillator. These two parameters serve as a reference for each terminal of the system.
  • the primary awakening step 410 and the awakening secondary step 425 are performed in a manner similar to the awakening step 1 as described with reference to FIG.
  • the synchronization step 415 is performed, for example, in a manner similar to the synchronization step 175 as described with reference to FIG.
  • the synchronization step 415 comprises:
  • a step 447 for modifying the resonator clock as a function of a measured drift value is a step 447 for modifying the resonator clock as a function of a measured drift value.
  • the measurement step 440 is performed, for example, by an electronic control circuit comparing the transmission frequency of the terminal and the frequency of the synchronization signal.
  • an electronic control circuit is typically present in a radio transceiver.
  • the modification step 445 is performed by resonating the quartz resonator of the terminal with the frequency of the synchronization signal. This step 445 is preferably performed when the measured drift is greater than a determined limit value.
  • the primary standby step 420 and the standby sub-step 435 are performed in a manner similar to the standby step 1 as described with reference to FIG.
  • the transmission step 430 is similarly done in transmission 105 as described with reference to FIG.
  • the transmission step 430 is performed alternately between two bands each surrounding a specific and distinct frequency, the two frequencies being spaced at least 300 megahertz.
  • Such a variant is illustrated in FIG. 2 and described opposite the same figure.
  • At least one transmit step 430 is performed in a narrow-band channel whose bandwidth is between twenty-five and seventy-five kilohertz.
  • the interval between two synchronization and / or transmission steps 415 is identical and less than seventy-five seconds. In preferred embodiments, each interval is seventy seconds.
  • each interval between a wake up secondary step 425 and a standby secondary step 435 is less than one hundred and forty milliseconds. In preferred embodiments, each interval is one hundred and fourteen milliseconds.
  • each terminal simultaneously performs the synchronization step 415,
  • each terminal performs the transmission step 430 after a different time offset value determined so that no terminal emits simultaneously.
  • the simultaneous realization of the synchronization step 415 is meant the fact that the terminals wake up at a given identical time, and based on their own internal clock. For example, seventy seconds after the last primary wake up stage, the terminals wake up. This allows, in a single time slot, synchronize all terminals.
  • the communicating member, here, then transmits only one synchronization signal.
  • each terminal transmits at a differentiated clock time so as to avoid signal collisions.
  • This clock time is specific to each terminal, and may be specified during the construction or during the deployment of the system by sending an initial signal of parameterization by the communicating device, in which each terminal receives a clock time d different emission or a number multiplied by a time constant, such as two seconds, to obtain a date of completion of a transmission step with respect to the clock.
  • each terminal is associated with a number k from 1 to 32.
  • Each terminal transmits a clock signal, since the last synchronization step 415 equal to k multiplied by a time offset value.
  • This time offset value is, for example, a multiple of two seconds. Preferably, this time offset value is two seconds.
  • FIG. 5 shows the system 500 object of the present invention comprising:
  • a communicating member 505 emitting a single synchronization signal 525 received by each terminal 510, 515 and 520 and
  • the three terminals 510, 515 and 520 each emitting a signal, 530, 535 and 540, of distinct communication and offset in time.

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Abstract

Le procédé (400) de communication sans-fil entre au moins un terminal de détection d'un risque autonome énergétiquement et un organe communicant avec chaque terminal, comporte, de manière itérative : - une étape (405) de transmission par l'organe communicant d'un signal de synchronisation, - une étape (410) primaire de réveil du terminal, - une étape (411) de réception du signal de synchronisation par le terminal, - une étape (415) de synchronisation, par le terminal, d'une horloge et d'une fréquence d'oscillation d'un résonateur à quartz sans compensation de température dudit terminal avec le signal reçu, - une étape (420) primaire de mise en veille du terminal, - une étape (425) secondaire de réveil du terminal, - une étape (430) d'émission sans-fil, par le terminal, d'un message à destination de l'organe communicant et - une étape (435) secondaire de mise en veille du terminal.

Description

PROCÉDÉ DE COMMUNICATION SANS-FIL ENTRE AU MOINS UN TERMINAL DE DÉTECTION D’UN RISQUE AUTONOME ÉNERGÉTIQUEMENT ET UN ORGANE
COMMUNICANT
DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION
La présente invention vise un procédé de communication sans-fil entre au moins un terminal de détection d’un risque autonome énergétiquement et un organe communicant avec le terminal. Elle s’applique, notamment, au domaine de la lutte contre les incendies. ÉTAT DE LA TECHNIQUE
Dans le domaine de la lutte contre l’incendie, les systèmes d’alarme comportent habituellement un ensemble de détecteurs ou d’actionneurs reliés soit directement, soit indirectement par le biais d’organes intermédiaires, à une centrale d’alarme. Un exemple de tel détecteur est, par exemple, un détecteur de fumée et un exemple d’actionneur est, par exemple, un déclencheur manuel d’alarme situé sur une paroi d’un site à sécuriser et actionné par un opérateur humain.
Pour faciliter le déploiement de tels systèmes, la tendance actuelle est à l’alimentation autonome des détecteurs, par le biais de piles ou de batteries, et à la communication sans-fil entre détecteurs et organes ou centrales.
Toutefois, cette tendance apporte deux problématiques :
- d’une part, la durée de vie des batteries implique des phases de maintenance coûteuses et
- d’autre part, plusieurs normes apportent d’importantes contraintes sur la communication entre détecteurs et organes ou centrale.
Parmi ces normes, on peut citer notamment la norme européenne EN 54-25, qui prévoit que la signalisation d’une perte de lien radio entre deux points doit être détectée en moins de trois-cents secondes et qu’une détection d’incendie doit être remontée à la centrale en moins de dix secondes. Naturellement, l’instinct de l’Homme du Métier pour respecter cette norme consiste à créer des redondances et à augmenter la fiabilité de la communication en augmentant soit la puissance, soit la fréquence des échanges, soit en augmentant la durée ou la fréquence de réveils des détecteurs.
Toutefois, cette approche présente deux défauts :
D’une part, l’Union Européenne impose que certains canaux radio, non soumis à licence par exemple, ne soit pas occupé plus de 0,1% du temps par un système. Ceci implique que l’augmentation de la fréquence de communication, pour fiabiliser le lien radio, n’est pas possible.
D’autre part, de manière générale, la création de redondances, l’augmentation de la puissance d’émission ou l’éveil important d’un détecteur réduisent de manière importante la durée de vie de la batterie de ce détecteur.
Il n’existe donc pas de manière satisfaisante, du point de vue énergétique, pour obtenir une communication entre un détecteur et un organe ou une centrale communicant avec ce détecteur respectant les normes de qualité imposées en France et dans l’Union Européenne.
En plus de cette problématique, la communication sans-fil entre une station de base (organe intermédiaire ou centrale d’alarme) met souvent en oeuvre une pluralité de canaux au sein d’une bande de fréquences, permettant l’installation de plusieurs systèmes sur un même espace géographique en limitant le risque d’interférences entre ces systèmes.
Toutefois, pour fonctionner correctement, ces systèmes supposent que les terminaux (détecteurs ou actionneurs), autonomes énergétiquement, ne dérivent ni en temps ni en fréquence. En effet, une dérive temporelle créé un risque d’interférence entre terminaux pouvant émettre simultanément tandis qu’une dérive fréquentielle risque de faire sortir un signal émis d’un canal dédié.
Pour éviter de tels risques, il est connu d’utiliser au sein des terminaux énergétiquement autonome des résonnateurs à quartz à compensation de température. En effet, de simples résonnateurs à quartz varient en fréquence au gré de la température à laquelle ils sont exposés, ce qui, dans le cas de terminaux de détection d’incendie est donc contre-intuitif pour l’homme du métier. Toutefois, les résonnateurs à quartz à compensation de température sont chers et consomment plus d’énergie électrique que des résonnateurs à quartz simples.
Aussi, les systèmes actuels ne sont pas sobres énergétiquement.
On connaît des systèmes tels que décrits dans la demande de brevet européen EP 1 855 260. Ces systèmes ont pour objectif de diminuer l’occupation d’une bande de fréquence en limitant le plus possible les émissions des terminaux employés. Ceci a pour inconvénient notable de provoquer une durée de vie variable des terminaux alimentés par batteries ou par pile, par exemple.
OBJET DE L’INVENTION
La présente invention vise à remédier à tout ou partie de ces inconvénients. À cet effet, la présente invention vise un procédé de communication sans-fil entre au moins un terminal de détection d’un risque autonome énergétiquement et un organe communicant avec chaque terminal, qui comporte, de manière itérative :
- une étape de transmission par l’organe communicant d’un signal de synchronisation,
- une étape primaire de réveil du terminal,
- une étape de réception du signal de synchronisation par le terminal,
- une étape de synchronisation, par le terminal, d’une horloge et d’une fréquence d’oscillation d’un résonateur à quartz sans compensation de température dudit terminal avec le signal reçu,
- une étape primaire de mise en veille du terminal,
- une étape secondaire de réveil du terminal,
- une étape d’émission sans-fil, par le terminal, d’un message à destination de l’organe communicant et
- une étape secondaire de mise en veille du terminal.
Grâce à ces dispositions, la synchronisation entre le terminal et l’organe communicant est réalisée périodiquement et sur un résonateur à quartz sans compensation de température au niveau du terminal. Un tel résonateur est à la fois moins cher et moins consommateur d’énergie. La synchronisation à chaque itération des étapes du procédé permet de limiter la dérive en temps et en fréquence du résonateur. La synchronisation de la fréquence d'émission sur le signal reçu en bande étroite (différent de la synchronisation temporelle) permet de ne pas recourir à un résonateur à quartz sans compensation de température. Ceci réduit significativement le coût du système.
Dans des modes de réalisation, au moins une étape de transmission et/ou une étape d’émission met en œuvre une modulation LoRa en bande étroite ou FSK.
Ces modes de réalisation permettent de réaliser des systèmes à longues portées entre organe communicant et terminaux en augmentant la résistance aux interférences radio.
Dans des modes de réalisation, à chaque itération, l’étape d’émission est réalisée de manière alternée entre deux bandes entourant chacune une fréquence déterminée et distincte, les deux fréquences étant espacées d’au moins 300 mégahertz.
Ces modes de réalisation présentent l’avantage de rendre robuste le système de communication en limitant les risques d’interférences.
Dans des modes de réalisation, le signal de synchronisation transmis présente une information de fréquence et d’horloge basées sur un oscillateur à cristal compensé en température de l’organe communicant.
Ces modes de réalisation rendent la synchronisation de meilleure qualité par rapport à un résonateur à quartz sans compensation de température. Dans des modes de réalisation, l’étape de synchronisation comporte :
- une étape de mesure d’une dérive en fréquence du résonateur du terminal,
- une étape de modification de la fréquence du résonateur en fonction d’une valeur de dérive mesurée,
- une étape de mesure d’une dérive en temps d’horloge du résonateur du terminal et
- une étape de modification de l’horloge du résonateur en fonction d’une valeur de dérive mesurée.
Ces modes de réalisation permettent de modifier la fréquence de résonnance uniquement en cas d’une dérive déterminée comme trop importante par le terminal.
Dans des modes de réalisation, l’intervalle entre deux étapes de synchronisation et/ou d’émission est identique et inférieur à soixante-quinze secondes.
Ces modes de réalisation permettent, pour quatre itérations des étapes du procédé, de rester sous la durée de trois-cents secondes.
Dans des modes de réalisation, chaque intervalle est égal à soixante-dix secondes. Dans des modes de réalisation, chaque intervalle entre une étape secondaire de réveil et une étape secondaire de mise en veille est inférieur à cent quarante millisecondes.
Dans des modes de réalisation, au moins une étape d’émission est réalisée dans un canal à bande étroite dont la largeur de bande est comprise entre vingt-cinq et soixante- quinze kilohertz.
Dans des modes de réalisation du procédé objet de la présente invention, entre au moins deux terminaux de détection d’un risque autonomes énergétiquement et un organe communicant avec chaque terminal, dans lequel :
- chaque terminal réalise simultanément l’étape de synchronisation,
- chaque terminal réalise l’étape d’émission après une valeur de décalage temporelle déterminée différente de sorte qu’aucun terminal n’émette simultanément.
Ces modes de réalisation mutualisent l’étape de transmission.
Dans des modes de réalisation, la valeur de décalage temporelle est un multiple de deux secondes.
Dans des modes de réalisation, le procédé objet de la présente invention comporte, de manière itérative et pour chaque terminal :
- une première étape d’émission sans-fil, par le terminal, d’un message à destination de l’organe communicant sur une bande entourant une première fréquence,
- une première étape de mise en veille du terminal,
- une première étape de réveil du terminal après une durée de veille déterminée,
- une première étape d’émission sans-fil, par le terminal, d’un message destination de l’organe communicant sur une bande entourant une deuxième fréquence différente de la première fréquence, - une deuxième étape de mise en veille du terminal,
- une deuxième étape de réveil du terminal après une durée de veille déterminée,
- une deuxième étape d’émission sans-fil, par le terminal, d’un message destination de l’organe communicant sur la bande entourant la première fréquence,
- une troisième étape de mise en veille du terminal,
- une troisième étape de réveil du terminal après une durée de veille déterminée,
- une deuxième étape d’émission sans-fil, par le terminal, d’un message destination de l’organe communicant sur la bande entourant la deuxième fréquence,
- une quatrième étape de mise en veille du terminal et
- une quatrième étape de réveil du terminal après une durée de veille déterminée, l’intervalle de temps entre deux itérations étant inférieur à trois-cents secondes.
Grâce à ces dispositions, la durée de réveil de chaque réveil-émission-mise en veille de terminal est limitée dans le temps, à la manière d’un système de multiplexage à division temporelle doublé d’un système de multiplexage à division fréquentielle. Ceci permet, notamment, à chaque terminal de bénéficier d’une importante durée d’alimentation en limitant la consommation énergétique dudit terminal et au système de respecter les normes en vigueur en matière d’occupation de la bande disponible.
Dans des modes de réalisation, le procédé objet de la présente invention comporte une étape d’émission d’un signal d’alarme, par le terminal, successivement sur les deux bandes.
Ces modes de réalisation permettent, en cas de détection d’un risque, de garantir la bonne réception de l’alarme par l’organe.
Dans des modes de réalisation, au cours d’au moins une étape d’émission, le terminal émet un identifiant représentatif d’un groupe de terminaux.
Ces modes de réalisation permettent d’authentifier les messages émis afin de limiter le risque d’interférence entre groupes de terminaux.
Dans des modes de réalisation, le procédé objet de la présente invention comporte, entre deux étapes d’émission par le terminal :
- une étape de transmission par l’organe communicant d’un signal de synchronisation
- une étape de réception du signal de synchronisation par le terminal et
- une étape de synchronisation, par le terminal, avec le signal transmis.
Ces modes de réalisation permettent de synchroniser, à chaque cycle, l’ensemble des terminaux de sorte que chaque terminal peut utiliser un système physique de synchronisation moins fiable, mais également moins cher.
Dans des modes de réalisation, entre au moins deux terminaux de détection d’un risque autonomes énergétiquement et un organe communicant avec chaque terminal, dans lequel un temps de départ des étapes du procédé est décalé, pour chaque terminal, dans le temps d’une valeur de décalage temporelle déterminée de sorte qu’aucun terminal n’émette simultanément.
Ces modes de réalisation participent à la réalisation d’une communication en multiplexage par division temporelle.
BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES
D’autres avantages, buts et caractéristiques particulières de l’invention ressortiront de la description non limitative qui suit d’au moins un mode de réalisation particulier du dispositif et du procédé objets de la présente invention, en regard des dessins annexés, dans lesquels :
- la figure 1 représente, schématiquement et sous forme d’un logigramme, une succession d’étapes d’un premier mode de réalisation particulier du procédé objet de la présente invention,
- la figure 2 représente, schématiquement, un chronogramme illustratif du procédé objet de la présente invention,
- la figure 3 représente, schématiquement, un chronogramme illustratif de l’occupation d’une bande de fréquence par la mise en œuvre du procédé objet de la présente invention,
- la figure 4 représente, schématiquement et sous forme d’un logigramme, une succession d’étapes d’un deuxième mode de réalisation particulier du procédé objet de la présente invention et
- la figure 5 représente, schématiquement et sous forme d’un logigramme, une succession d’étapes particulière du dispositif objet de la présente invention.
DESCRIPTION D’EXEMPLES DE RÉALISATION DE L’INVENTION
La présente description est donnée à titre non limitatif, chaque caractéristique d’un mode de réalisation pouvant être combinée à toute autre caractéristique de tout autre mode de réalisation de manière avantageuse.
On note dès à présent que les figures ne sont pas à l’échelle.
Par « terminal de détection d’un risque », on entend un dispositif muni d’un capteur d’une valeur représentative d’une grandeur physique ou d’un actionneur.
Par « autonome énergétiquement », on entend que le terminal est muni d’une source d’alimentation électrique autonome, telles une batterie ou une pile. Cette autonomie peut optionnellement également être assurée par un moyen de production d’énergie électrique via un périphérique dédié, tel un panneau solaire par exemple. Par « organe communicant », on entend tout dispositif susceptible d’être relié à un terminal par une liaison de communication radio. Cet organe peut être, ou non, alimenté de manière autonome. Cet organe communicant peut être une centrale d’alarme ou un organe intermédiaire chargé de relayer de manière filaire ou sans-fil une détection de risque vers une centrale d’alarme.
On note que le système visé par la présente invention peut comporter plusieurs terminaux communicants avec un organe communicant.
On note que le système visé par la présente invention peut comporter plusieurs organes communicants. Chaque organe communicant est alors associé à au moins un terminal.
On observe, sur la figure 1 , qui n’est pas à l’échelle, une vue schématique d’un mode de réalisation du procédé 100 objet de la présente invention. Ce procédé 100 de communication sans-fil entre au moins un terminal de détection d’un risque autonome énergétiquement et un organe communicant avec chaque terminal, comporte, de manière itérative et pour chaque terminal :
- une première étape 105 d’émission sans-fil, par le terminal, d’un message à destination de l’organe communicant sur une bande entourant une première fréquence,
- une première étape 1 10 de mise en veille du terminal,
- une première étape 1 15 de réveil du terminal après une durée de veille déterminée,
- une première étape 120 d’émission sans-fil, par le terminal, d’un message à destination de l’organe communicant sur une bande entourant une deuxième fréquence différente de la première fréquence,
- une deuxième étape 125 de mise en veille du terminal,
- une deuxième étape 130 de réveil du terminal après une durée de veille déterminée,
- une deuxième étape 135 d’émission sans-fil, par le terminal, d’un message à destination de l’organe communicant sur la bande entourant la première fréquence,
- une troisième étape 140 de mise en veille du terminal,
- une troisième étape 145 de réveil du terminal après une durée de veille déterminée,
- une deuxième étape 150 d’émission sans-fil, par le terminal, d’un message à destination de l’organe communicant sur la bande entourant la deuxième fréquence,
- une quatrième étape 155 de mise en veille du terminal et
- une quatrième étape 160 de réveil du terminal après une durée de veille déterminée, l’intervalle de temps entre deux itérations étant inférieur à trois-cents secondes.
Dans des modes de réalisation préférentiels, le procédé 100 objet de la présente invention met en oeuvre, pour au moins une étape d’émission, 105, 120, 135 et/ou 150, la modulation LoRa en bande étroite ou FSK (pour « Frequency Shift Keying », traduit par « modulation par déplacement de fréquence »).
Le procédé illustré en figure 1 montre, en particulier, la manière dont est assurée la détection d’une perte de lien radio entre un terminal et l’organe. Comme on le comprend, le procédé 100 réalise une pluralité de cycles composés d’étapes de réveil, d’émission puis de mise en veille. C’est l’absence de réception d’un message émis par un terminal, au niveau de l’organe, qui déclenche la détection d’une rupture de lien radio.
Chaque étape d’émission, 105, 120, 135 et 150, est réalisée, par exemple, par la mise en oeuvre d’une antenne choisie et configurée pour émettre selon le protocole de transmission sur couche physique LoRa, à distinguer du protocole LoRaWAN qui met en oeuvre une transmission sur bande large. Chaque étape d’émission, 105, 120, 135 et 150, peut être réalisée par une antenne unique ou par une antenne distincte. Dans des variantes, chaque étape d’émission, 105, 120, 135 et 150, selon une bande de fréquence donnée identique met en oeuvre une antenne unique.
Chaque étape d’émission, 105, 120, 135 et 150, est déclenchée, par exemple, par la mise en oeuvre d’un émetteur-récepteur radio du terminal, cet émetteur récepteur étant associé à un microcontrôleur embarqué dans le terminal.
Le terminal est configuré pour émettre un message à un instant déterminé en fonction d’une horloge interne au terminal préférentiellement synchronisée avec le reste du système.
Dans des modes de réalisation préférentiels, l’intervalle entre deux étapes d’émission, 105, 120, 135 et 140, est identique et inférieur à soixante-quinze secondes. Dans des modes de réalisation préférentiels, chaque intervalle est égal à soixante-dix secondes.
Chaque étape d’émission, 105, 120, 135 et 150, est ainsi préférentiellement espacée dans le temps d’un intervalle de temps déterminé et régulier entre chaque étape d’émission, 105, 120, 135 et 150.
Dans ces dispositions, la séquence de surveillance est systématique, qu'il y ai confirmation ou non par le récepteur de la réception d’un message, l'usure des piles des éléments du système est donc similaire et ceci facilite l'opération de maintenance de changement de pile. Quand on observe ce système dans une des deux bandes, on a dans tous les cas une émission chaque 140s, même en cas de perturbations. Chaque étape d’émission, 105, 120, 135 et 150, successive est alternée entre deux bandes de fréquences de sorte à rendre robuste la transmission sans pour autant dépasser le temps d’occupation autorisé d’une bande de fréquence par les régulations.
Ainsi, les premières étapes d’émission, 105 et 120, sont réalisées respectivement sur deux bandes autour de deux fréquences distinctes et les deuxièmes étapes d’émission, 135 et 150, sont réalisées respectivement sur ces deux bandes également, les deux fréquences étant espacées d’au moins 300 mégahertz.
Les deux bandes sont alors espacées de plus de 300 MHz, ce qui est un avantage pour sécuriser la transmission des alarmes. Lorsqu'il est fait mention de "frequency hopping" (« saut de fréquence », en français) il s'agit en général de saut de fréquence dans la même bande (il y a donc un risque de perturbation étalée sur plusieurs canaux). Autre avantage lié à la norme En54-25 : une telle redondance sur des canaux distants de plus de 1 MHz autorise la diminution de la réserve d'atténuation d'un facteur de deux, ce qui augmente de fait la portée effective du système, tout en respectant les limites de la norme. Le saut de fréquence n'apporterait pas cet avantage.
Ces deux bandes correspondent, par exemple, à des bandes de fréquence entourant les fréquences de 868 MHz et 433 MHz.
On comprend ainsi qu’un terminal émet, par exemple :
- une première fois sur la bande entourant la fréquence de 868 MHz,
- une première fois sur la bande entourant la fréquence de 433 MHz,
- une deuxième fois sur la bande entourant la fréquence de 868 MHz et
- une deuxième fois sur la bande entourant la fréquence de 433 MHz.
Dans des modes de réalisation, au moins une étape 105, 120, 135, 140 d’émission est réalisée dans un canal à bande étroite dont la largeur de bande est comprise entre vingt- cinq et soixante-quinze kilohertz. Préférentiellement, ce canal présente une largeur de bande de cinquante kilohertz.
Dans des modes de réalisation, au cours d’au moins une étape 105, 120, 135, 140 d’émission, le terminal émet un identifiant représentatif d’un groupe de terminaux. Cet identifiant est codé, par exemple, sur trois octets.
Pour limiter l’utilisation de l’énergie disponible au niveau d’un terminal, chaque étape d’émission, 105, 120, 135 et 150, est précédée d’une étape de réveil, 160, 1 15, 130 et 145, et succédée d’une étape de mise en veille, 1 10, 125, 140 et 155.
Cet état de veille peut correspondre à :
- un état de désactivation d’un système d'exploitation du terminal,
- un état de veille simple où certains composants matériels du terminal sont arrêtés par des signaux spécifiques où
- un état préférentiel de veille prolongée, aussi appelée hibernation où le terminal est éteint tandis que toute la mémoire vive est copiée sur une mémoire informatique non volatile pour être utilisée au cours d’une étape de réveil, 160, 1 15, 130 et 145.
Préférentiellement, chaque étape de mise en veille, 1 10, 125, 140 et 155 est déclenchée immédiatement après la réalisation de l’étape d’émission, 105, 120, 135 et 150, précédente. Chaque étape de réveil, 160, 1 15, 130 et 145, est configurée pour être réalisée à un instant correspondant à l’instant d’émission déterminé auquel est soustrait une durée déterminée correspondant à une durée d’initialisation, ou de réveil, du terminal. Ainsi, si les étapes d’émission, 105, 120, 135 et 150, sont périodiques alors, en principe, chaque étape de réveil, 160, 1 15, 130 et 145, est également périodique selon la même période.
Préférentiellement, chaque intervalle entre une étape, 1 15, 130, 145 et 160, de réveil et une étape, 1 10, 125, 140 et 155, de mise en veille successive est inférieur à cent quarante millisecondes. Préférentiellement, cet intervalle est inférieur à cent quatorze millisecondes.
Cette durée correspond, par exemple, à la durée physique choisie ou nécessaire pour transmettre un message tel que configuré dans le système.
Comme on le comprend, chaque itération du procédé 100 met en œuvre quatre cycles au cours desquels le terminal réalise une étape de réveil, 1 15, 130, 145 et 160, une étape d’émission, 105, 120, 135 et 150, et une étape de mise en veille, 1 10, 125, 140 et 155. Chaque cycle est formé, outre ces étapes propres au terminal, du reste de la durée entre deux itérations des étapes propres au terminal. Lorsqu’entre chaque étape d’émission, 105, 120, 135 et 150, un intervalle de temps de soixante-dix secondes est prévu, le cycle dure soixante-dix secondes.
Pour améliorer la synchronisation globale du système, le procédé comporte préférentiellement, entre deux étapes, 105, 120 et 135, 140, d’émission par le terminal :
- une étape 170 de transmission par l’organe communicant d’un signal de synchronisation et
- une étape 171 de réception du signal de synchronisation par le terminal et
- une étape 175 de synchronisation, par le terminal, avec le signal transmis.
Dans des variantes, les étapes de transmission 170 et de synchronisation 175 sont réalisées une seule fois par itération du procédé 100. Dans d’autres variantes, les étapes de transmission 170 et de synchronisation 175 sont réalisées une fois toutes les deux ou plus itérations du procédé 100.
L’étape de transmission 170 est réalisée, par exemple, par la mise en œuvre d’une antenne de l’organe communicant choisie et configurée pour émettre selon le protocole de transmission sur couche physique LoRa.
L’étape de réception 171 est réalisée, par exemple, par la mise en œuvre d’une antenne du terminal.
L’étape 175 de synchronisation est réalisée, par exemple, par l’enregistrement d’une valeur d’horloge au niveau du terminal basée sur une valeur d’horloge comprise dans le signal de synchronisation.
Dans des modes de réalisation du procédé 100, entre au moins deux terminaux de détection d’un risque autonomes énergétiquement et un organe communicant avec chaque terminal, dans lequel un temps de départ des étapes du procédé 100 est décalé, pour chaque terminal, dans le temps d’une valeur de décalage temporelle déterminée de sorte qu’aucun terminal n’émette simultanément. Cette la valeur de décalage temporelle est préférentiellement égale à deux secondes.
On observe, en figure 2, schématiquement, les émissions de signaux réalisées par un terminal 200 sur deux bandes de fréquences, 215 et 220, au gré du temps 230, correspondant au procédé 100 illustré en figure 1. Ainsi, le terminal 200 émet :
- une première fois sur la bande entourant la première bande de fréquence 215,
- une première fois sur la bande entourant la deuxième bande de fréquence 220, après un intervalle 205 de temps suivant l’émission sur la première bande de fréquence 215,
- une deuxième fois sur la bande entourant la première bande de fréquence 215, après le même intervalle 205 de temps suivant l’émission sur la deuxième bande de fréquence 215,
- une deuxième fois sur la bande entourant la deuxième bande de fréquence 220, après le même intervalle 205 de temps suivant l’émission sur la première bande de fréquence 215.
Pour symboliser la détection d’un risque, l’émission 225 d’un signal d’alarme sur les deux bandes de fréquences est également représentée.
On note donc que deux émissions successives sur une bande de fréquences sont séparées 210 par deux fois la valeur de l’intervalle entre deux émissions successives.
On observe, en figure 3, schématiquement, un cycle d’émission du point de vue de l’organe communicant. Cet organe communicant reçoit successivement, à intervalle 340 régulier, un signal, 301 , 302, 303, 304, 331 et 332, de chaque terminal associé audit organe communicant. La transmission d’un signal 345 de synchronisation est également représentée.
Dans des modes de réalisation, non représentés, le procédé 100 objet de la présente invention comporte une étape de détection d’une rupture de liaison entre l’organe et un terminal en fonction de l’absence de réception d’un signal devant être émis par ledit terminal.
Dans ces modes de réalisation, l’organe communicant reçoit les signaux émis par chaque terminal, sur chaque bande de fréquence, et mesure la durée de temps entre deux signaux émis. Si au bout d’une durée prédéterminée, aucun message n’a été reçu par l’organe communicant, l’organe communicant détermine qu’une rupture de liaison a eu lieu. Préférentiellement, cette durée prédéterminée correspond à une durée représentative d’une pluralité de cycles réveil-émission-mise en veille du terminal. Préférentiellement, cette durée prédéterminée est inférieure à trois-cents secondes. La détection d’une rupture de liaison est ainsi particulièrement robuste, car redondante dans le temps, du fait des deux émissions par bande de fréquences, et en fréquence, du fait des deux bandes de fréquences.
Dans des modes de réalisation, non représentés, le procédé 100 objet de la présente invention comporte une étape de transmission d’un signal d’alerte lorsqu’une rupture de liaison est détectée par l’organe communicant.
On observe également, en figure 1 , les conséquences de la détection d’un risque par un terminal sur la communication entre le terminal et l’organe. Lorsqu’une telle détection a lieu, le procédé 100 comporte une étape d’émission 165 d’un signal d’alarme, par le terminal, sur les deux bandes successivement.
Cette étape d’émission 165 peut être répétée sur une première bande en absence de réception de signaux d’acquittement émis par l’organe communicant avant d’être répétée sur une deuxième bande. Dès la réception d’un signal d’acquittement, le terminal cesse de réaliser l’étape d’émission 165.
Dans des modes de réalisation, l’étape d’émission 165 est réalisée jusqu’à cinq fois sur une bande avant d’être réalisée jusqu’à cinq fois sur l’autre bande, en l’absence de réception d’un message d’acquittement.
Cette étape d’émission 165 met en oeuvre, par exemple, une antenne commandée par un émetteur-récepteur radio associée à un microcontrôleur du terminal. Cette antenne est configurée pour émettre sur les deux bandes.
Préférentiellement, le terminal attend un signal d’acquittement, émis par l’organe communicant, avant de cesser l’émission de signaux d’alarme. Ainsi, cette émission de signal d’alarme peut se dérouler ainsi, de manière itérative : le terminal émet un signal d’alarme et attend, pendant une durée déterminée, un accusé de réception, cette durée déterminée étant supérieure à la durée déterminée de l'itération précédente.
Dans des modes de réalisation préférentiels, lorsqu’un opérateur acquitte l’alarme et réarme le système à partir de la centrale d’alarme, en saisissant un code d’accès par exemple, une commande est envoyée à tous les organes communicants puis aux terminaux. Lorsque l’organe communicant reçoit cette commande de réarmement, l’organe émet un signal de synchronisation particulier comportant un code différent des signaux de signaux de réinitialisation transmis par ailleurs.
Lorsqu’un terminal reçoit un tel signal de synchronisation, l’émission d’un signal d’alarme est arrêtée. Toutefois, si un capteur du terminal détecte toujours la présence d’un risque, telle de la fumée par exemple, lorsque le terminal est éveillé, un signal d’alarme est toujours émis immédiatement. Ainsi, il est possible que le terminal reçoive le signal de synchronisation comportant un code de réarmement, que le signal d’alarme cesse d’être émis et qu’immédiatement soit émis de nouveau un signal d’alarme. C’est le cas, par exemple, des détecteurs manuels qui nécessitent un outil pour être réarmés.
Dans des modes de réalisation préférentiels, un réarmement du système correspond à une mise hors tension du système puis à une remise sous tension. Dans ces modes de réalisation, l’organe communicant est configuré pour émettre, dès la mise sous tension, et de manière périodique, un signal de synchronisation.
Toutefois, il peut arriver que ce signal de synchronisation ne soit pas émis à un temps d’horloge compatible avec l’étape de réception du signal de synchronisation d’au moins un terminal.
Préférentiellement, au moins un terminal est configuré pour, lorsqu’aucun signal de synchronisation n’est reçu au cours de l’étape de réception du signal de synchronisation, provoquer une anticipation de l’étape de mise en veille successive.
Préférentiellement, au moins un terminal est configuré pour, lorsqu’aucun signal de synchronisation n’est reçu au cours de l’étape de réception, augmenter la durée de réveil de l’étape de réception suivante.
Préférentiellement, au moins un terminal est configuré pour, lorsqu’aucun signal de synchronisation n’est reçu après un nombre déterminé d’étapes de réception, réaliser une étape d’émission d’un signal, à destination de l’organe communicant, représentatif d’une désynchronisation du terminal.
À la réception d’un tel signal, l’organe communicant est alors configuré pour allonger la durée de transmission du signal de synchronisation.
De tels modes de réalisation permettent de ne pas avoir à conserver un lien radio permanent entre l’organe communicant et chaque terminal.
On observe, sur la figure 4, qui n’est pas à l’échelle, une vue schématique d’un mode de réalisation du procédé 400 objet de la présente invention. Ce procédé 400 de communication sans-fil entre au moins un terminal de détection d’un risque autonome énergétiquement et un organe communicant avec chaque terminal, comporte, de manière itérative :
- une étape 405 de transmission par l’organe communicant d’un signal de synchronisation,
- une étape 410 primaire de réveil du terminal,
- une étape 41 1 de réception du signal de synchronisation par le terminal,
- une étape 415 de synchronisation, par le terminal, d’une horloge et d’une fréquence d’oscillation d’un résonateur à quartz sans compensation de température dudit terminal avec le signal reçu,
- une étape 420 primaire de mise en veille du terminal,
- une étape 425 secondaire de réveil du terminal, - une étape 430 d’émission sans-fil, par le terminal, d’un message à destination de l’organe communicant et
- une étape 435 secondaire de mise en veille du terminal.
Dans des modes de réalisation, au moins une étape 405 de transmission et/ou une étape 430 d’émission met en oeuvre une modulation LoRa ou FSK.
L’étape de transmission 405 est réalisée, par exemple, par une antenne de l’organe communicant. Cette étape de transmission 405 peut être réalisée sur une bande entourant une fréquence déterminée ou sur une pluralité de bandes entourant chacune une fréquence déterminée distincte.
Le signal de synchronisation est ainsi émis en fonction d’une fréquence déterminée et d’un signal d’horloge déterminé. Ce signal d’horloge est déterminé, par exemple, en fonction d’un signal d’horloge interne à l’organe communicant. Ce signal d’horloge est, préférentiellement, issu d’un oscillateur à cristal compensé en température, aussi connu sous l’abréviation de TCXO (pour « Température Compensated Crystal Oscilator »).
Ainsi, préférentiellement, le signal de synchronisation transmis présente une information de fréquence et d’horloge basées sur un oscillateur à cristal compensé en température. Ces deux paramètres servent de référence pour chaque terminal du système.
L’étape primaire de réveil 410 et l’étape secondaire de réveil 425 sont réalisées de manière similaire à l’étape de réveil 1 15 telle que décrite en regard de la figure 1.
L’étape de synchronisation 415 est réalisée, par exemple, de manière similaire à l’étape de synchronisation 175 telle que décrite en regard de la figure 1.
Dans des variantes, l’étape 415 de synchronisation comporte :
- une étape 440 de mesure d’une dérive en fréquence du résonateur du terminal,
- une étape 445 de modification de la fréquence du résonateur en fonction d’une valeur de dérive mesurée,
- une étape 446 de mesure d’une dérive en temps d’horloge du résonateur du terminal et
- une étape 447 de modification de l’horloge du résonateur en fonction d’une valeur de dérive mesurée.
L’étape de mesure 440 est réalisée, par exemple, par un circuit électronique de contrôle comparant la fréquence d’émission du terminal et la fréquence du signal de synchronisation. Un tel circuit électronique de contrôle est typiquement présent dans un émetteur-récepteur radio.
L’étape de modification 445 est réalisée par mise en résonnance du résonateur à quartz du terminal avec la fréquence du signal de synchronisation. Cette étape 445 est préférentiellement réalisée lorsque la dérive mesurée est supérieure à une valeur limite déterminée. L’étape primaire de mise en veille 420 et l’étape secondaire de mise en veille 435 sont réalisées de manière similaire à l’étape de mise en veille 1 10 telle que décrite en regard de la figure 1 .
L’étape d’émission 430 est réalisée de manière similaire d’émission 105 telle que décrite en regard de la figure 1.
Dans des variantes préférentielles, à chaque itération, l’étape d’émission 430 est réalisée de manière alternée entre deux bandes entourant chacune une fréquence déterminée et distincte, les deux fréquences étant espacées d’au moins 300 mégahertz. Une telle variante est illustrée par la figure 2 et décrite en regard de la même figure.
Dans des modes de réalisation, au moins une étape 430 d’émission est réalisée dans un canal à bande étroite dont la largeur de bande est comprise entre vingt-cinq et soixante- quinze kilohertz.
Dans des modes de réalisation, l’intervalle entre deux étapes 415 de synchronisation et/ou d’émission est identique et inférieure à soixante-quinze secondes. Dans des modes de réalisation préférentiels, chaque intervalle est égal à soixante-dix secondes.
Dans des modes de réalisation, chaque intervalle entre une étape 425 secondaire de réveil et une étape 435 secondaire de mise en veille est inférieur à cent quarante millisecondes. Dans des modes de réalisation préférentiels, chaque intervalle est égal à cent quatorze millisecondes.
Lorsque le procédé 400 est réalisé entre plusieurs terminaux et l’organe communicant, dans les modes de réalisation préférés :
- chaque terminal réalise simultanément l’étape 415 de synchronisation,
- chaque terminal réalise l’étape 430 d’émission après une valeur de décalage temporelle déterminée différente de sorte qu’aucun terminal n’émette simultanément.
On entend, par la réalisation simultanée de l’étape de synchronisation 415 le fait que les terminaux se réveillent à un moment donné identique, et basé sur leur horloge interne propre. Par exemple, soixante-dix secondes après la dernière étape primaire de réveil, les terminaux se réveillent. Ceci permet, en un seul créneau temporel, de synchroniser l’ensemble des terminaux. L’organe communicant, ici, ne transmet alors qu’un seul signal de synchronisation.
À l’inverse, dans ces modes de réalisation, chaque terminal émet à un temps d’horloge différencié de sorte à éviter des collisions de signaux. Ce temps d’horloge est propre à chaque terminal, et peut être spécifié à la construction ou lors du déploiement du système par émission d’un signal initial de paramétrage par l’organe communicant, dans lequel chaque terminal reçoit un temps d’horloge d’émission différent ou un numéro multiplié par une constante de temps, telles deux secondes, pour obtenir une date de réalisation d’une étape d’émission par rapport à l’horloge. Schématiquement, dans un système à trente-deux terminaux pour un organe communicant, chaque terminal est associé à un nombre k parmi 1 à 32. Chaque terminal émet alors à un signal d’horloge, depuis la dernière étape de synchronisation 415 égal à k multiplié par une valeur de décalage temporelle. Cette valeur de décalage temporelle est, par exemple, un multiple de deux secondes. Préférentiellement, cette valeur de décalage temporelle est de deux secondes.
La figure 5 illustre ce mode de réalisation. En figure 5, on observe le système 500 objet de la présente invention comportant :
- un organe 505 communicant émettant un unique signal 525 de synchronisation reçu par chaque terminal, 510, 515 et 520 et
- les trois terminaux, 510, 515 et 520, émettant chacun un signal, 530, 535 et 540, de communication distinct et décalé dans le temps.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé (400) de communication sans-fil entre au moins un terminal de détection d’un risque autonome énergétiquement et un organe communicant avec chaque terminal, caractérisé en ce qu’il comporte, de manière itérative :
- une étape (405) de transmission par l’organe communicant d’un signal de synchronisation,
- une étape (410) primaire de réveil du terminal,
- une étape (41 1 ) de réception du signal de synchronisation par le terminal,
- une étape (415) de synchronisation, par le terminal, d’une horloge et d’une fréquence d’oscillation d’un résonateur à quartz sans compensation de température dudit terminal avec le signal reçu,
- une étape (420) primaire de mise en veille du terminal,
- une étape (425) secondaire de réveil du terminal,
- une étape (430) d’émission sans-fil, par le terminal, d’un message à destination de l’organe communicant et
- une étape (435) secondaire de mise en veille du terminal.
2. Procédé (400) selon la revendication 1 , dans lequel au moins une étape (405) de transmission et/ou une étape (430) d’émission met en oeuvre une modulation LoRa en bande étroite ou FSK.
3. Procédé (400) selon l’une des revendications 1 ou 2, dans lequel, à chaque itération, l’étape d’émission (430) est réalisée de manière alternée entre deux bandes entourant chacune une fréquence déterminée et distincte, les deux fréquences étant espacées d’au moins 300 mégahertz.
4. Procédé (400) selon l’une des revendications 1 à 3, dans lequel le signal de synchronisation transmis présente une information de fréquence et d’horloge basées sur un oscillateur à cristal compensé en température de l’organe communicant.
5. Procédé (400) selon l’une des revendications 1 à 4, dans lequel l’étape (415) de synchronisation comporte :
- une étape (440) de mesure d’une dérive en fréquence du résonateur du terminal,
- une étape (445) de modification de la fréquence du résonateur en fonction d’une valeur de dérive mesurée, - une étape (446) de mesure d’une dérive en temps d’horloge du résonateur du terminal et
- une étape (447) de modification de l’horloge du résonateur en fonction d’une valeur de dérive mesurée.
6. Procédé (400) selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel l’intervalle entre deux étapes (415) de synchronisation et/ou d’émission est identique et inférieure à soixante- quinze secondes.
7. Procédé (400) selon la revendication 6, dans lequel chaque intervalle est égal à soixante- dix secondes.
8. Procédé (400) selon l’une des revendications 1 à 7, dans lequel chaque intervalle entre une étape (425) secondaire de réveil et une étape (435) secondaire de mise en veille est inférieur à cent quarante millisecondes.
9. Procédé (400) selon l’une des revendications 1 à 8, dans lequel au moins une étape (430) d’émission est réalisée dans un canal à bande étroite dont la largeur de bande est comprise entre vingt-cinq et soixante-quinze kilohertz.
10. Procédé (400) selon l’une des revendications 1 à 9, entre au moins deux terminaux de détection d’un risque autonomes énergétiquement et un organe communicant avec chaque terminal, dans lequel :
- chaque terminal réalise simultanément l’étape (415) de synchronisation,
- chaque terminal réalise l’étape (430) d’émission après une valeur de décalage temporelle déterminée différente de sorte qu’aucun terminal n’émette simultanément.
1 1 . Procédé (400) selon la revendication 10, dans lequel la valeur de décalage temporelle est un multiple de deux secondes.
12. Procédé (100) de communication sans-fil entre au moins un terminal de détection d’un risque autonome énergétiquement et un organe communicant avec chaque terminal, selon l’une des revendications 1 à 1 1 , qui comporte, de manière itérative et pour chaque terminal :
- une première étape (105) d’émission sans-fil, par le terminal, d’un message à destination de l’organe communicant sur une bande entourant une première fréquence,
- une première étape (1 10) de mise en veille du terminal, - une première étape (1 15) de réveil du terminal après une durée de veille déterminée,
- une première étape (120) d’émission sans-fil, par le terminal, d’un message destination de l’organe communicant sur une bande entourant une deuxième fréquence différente de la première fréquence,
- une deuxième étape (125) de mise en veille du terminal,
- une deuxième étape (130) de réveil du terminal après une durée de veille déterminée,
- une deuxième étape (135) d’émission sans-fil, par le terminal, d’un message destination de l’organe communicant sur la bande entourant la première fréquence,
- une troisième étape (140) de mise en veille du terminal,
- une troisième étape (145) de réveil du terminal après une durée de veille déterminée,
- une deuxième étape (150) d’émission sans-fil, par le terminal, d’un message destination de l’organe communicant sur la bande entourant la deuxième fréquence,
- une quatrième étape (155) de mise en veille du terminal et
- une quatrième étape (160) de réveil du terminal après une durée de veille déterminée,
l’intervalle de temps entre deux itérations étant inférieur à trois-cents secondes.
13. Procédé (100) selon la revendication 12, qui comporte une étape d’émission (165) d’un signal d’alarme, par le terminal, successivement sur les deux bandes.
14. Procédé (100) selon l’une des revendications 12 ou 13, dans lequel, au cours d’au moins une étape (105, 120, 135, 140) d’émission, le terminal émet un identifiant représentatif d’un groupe de terminaux.
15. Procédé (100) selon l’une des revendications 12 à 14, qui comporte, entre deux étapes (105, 120, 135, 140) d’émission par le terminal :
- une étape (170) de transmission par l’organe communicant d’un signal de synchronisation
- une étape (171 ) de réception du signal de synchronisation par le terminal et
- une étape (175) de synchronisation, par le terminal, avec le signal transmis.
16. Procédé (100) selon l’une des revendications 12 à 15, entre au moins deux terminaux de détection d’un risque autonomes énergétiquement et un organe communicant avec chaque terminal, dans lequel un temps de départ des étapes du procédé est décalée, pour chaque terminal, dans le temps d’une valeur de décalage temporelle déterminée de sorte qu’aucun terminal n’émette simultanément.
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