WO2022157362A1 - Procede de communication au sein d'une grappe de dispositifs electroniques communicants, dispositif electronique communicant mettant en oeuvre ledit procede et systeme associes - Google Patents

Procede de communication au sein d'une grappe de dispositifs electroniques communicants, dispositif electronique communicant mettant en oeuvre ledit procede et systeme associes Download PDF

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WO2022157362A1
WO2022157362A1 PCT/EP2022/051499 EP2022051499W WO2022157362A1 WO 2022157362 A1 WO2022157362 A1 WO 2022157362A1 EP 2022051499 W EP2022051499 W EP 2022051499W WO 2022157362 A1 WO2022157362 A1 WO 2022157362A1
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cluster
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electronic device
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Definitions

  • the invention relates to a method of joining a cluster of communicating electronic devices, said membership being the consequence of an enrollment procedure with regard to a constitution of a set of expected communicating electronic devices, said method being implemented by a processing unit of one of said electronic devices communicating with peers through a wireless communication network.
  • the invention further relates to a system comprising a plurality of communicating electronic devices implementing such a method to constitute a cluster of communicating electronic devices.
  • the invention is described through an example of application relating to the control of the formation or constitution of a set of separable elements and respectively associated with communicating electronic devices with regard to an expected or required overall composition.
  • Such an application may also consist of a collection of physical quantities such as, for example, a temperature, a humidity level, a light intensity, a vibration frequency, a shock, a functional status, in connection with an element of a freight or passenger rail convoy.
  • Such an application may also consist of the transmission of an activation command for an actuator by an electronic device equipping or constituting said element.
  • a convoy generally consists of a set of rolling or non-rolling elements, such as one or more power cars associated with one or more wagons, assembled or disassembled in the station, a wagon possibly in turn convey one or more containers or loads requiring special attention.
  • rolling elements may also comprise one or more members or actuators for which it is desired to know the operating status or to whose attention an activation command may be transmitted.
  • These may be, for example, components for controlling or testing axle brake systems, deploying catenaries, etc.
  • a wagon, or even such a container or component can be equipped with one or more communicating electronic devices comprising or cooperating with sensors for measuring physical quantities such as, as mentioned above, for example a temperature, a humidity level, light intensity, vibration frequency, mechanical stress, shock.
  • These communicating electronic devices are responsible for collecting and conveying said quantities or any data translating them through service messages intended for a similar or specific electronic device acting as the "head of a cluster" of devices communicating electronics or "head” according to Anglo-Saxon terminology.
  • One of the missions of a communicating electronic device acting as a cluster head which we will be able to name in the rest of the document “head”, consists in implementing a determined service.
  • Such a service may, for example, consist in aggregating data collected by the communicating electronic devices responsible for carrying out measurements and in transmitting said data, after their aggregation, to a remote entity, by means of a long-range or long-range link. Satellite link or radiotelephone link type distance.
  • a head is responsible for implementing a given service in connection with data collected and routed by communicating electronic devices similar to nodes within a network formed so that said nodes can "dialogue" with a head.
  • Such a given service may relate to supervision or management of alarms, instead of or in addition to communication with a remote entity.
  • Such supervision may consist in ensuring, advantageously periodically, the current constitution of the cluster of nodes, with regard to an expected or planned constitution, a nominal use of organs or actuators. In this way, such supervision makes it possible to ensure the proper constitution of a convoy, to alert as to the absence of a node whose presence is expected and/or the presence of an intruder, to prevent any risk of failure, etc.
  • this mode of communication network has, in the context of wireless or radio communication, the disadvantage of having to transmit, at high power, said waking up in broadcast mode, or “broadcast” according to Anglo-Saxon terminology, to all of the slave communicating electronic devices so that the latter remain within radio communication range. Indeed, if the slave communicating electronic devices are scattered within a large space, the head must be able to “speak” loud enough that everyone “hears” the master's wake-up call. Conversely, each slave communicating electronic device must in turn transmit, at high power, its service message resulting from its awakening. More seriously, when it is desired to exploit such a wireless communication network to control, for example, a composition or constitution of a railway convoy, this drawback becomes major.
  • FIG. 1 thus schematically presents two wireless communication networks R1 and R2.
  • each communicating electronic device which is also and generally called “node” of said network, implements a communication process allowing it to exchange data and/or service messages with a node third or peer.
  • the network R1 puts in situation forty communicating electronic devices respectively referenced in FIG. 1: a1 to a8, b1 to b8, c1 to c8, d1 to d8 and e1 to e8.
  • the network R2 places twenty-five communicating electronic devices, respectively referenced in FIG. 1: f1 to f5, g1 to g5, h1 to h5, il to i5 and j1 to j5.
  • a single-hop network (or “single-hop network” according to Anglo-Saxon terminology) is used, such as, by way of example, the R2 network described in connection with FIG. 1, or multi-hops (or “multi-hop network” according to an Anglo-Saxon terminology) such as, by way of example, the network R1 described in connection with figure 1, a first node which we will call "source”, can prepare a service message, represented in FIG. 1 by a double arrow, comprising data related to, by way of non-limiting example, a quantity measured by a sensor cooperating with said first node intended for a second "destination" node .
  • the communication between the first and second nodes is direct.
  • such communication can be indirect.
  • a message sent from a "source” node can be relayed by one or more "third party or intermediary” nodes, whose respective roles consist of relaying said message from the "source” node so that it is ultimately routed to and received by the "destination" node.
  • the nodes constitute in this case clusters or “clusters” according to Anglo-Saxon terminology, such as, by way of example, the clusters CL1 and CL2 represented by a circle in a dotted line in FIG. 1.
  • Communication within a multi-hop communication network is generally carried out by radio. Communication is generally of short range, that is to say of the order of a few meters to a few tens of meters, so that, step by step, service messages are transmitted between the different nodes.
  • a second mode of communication is implemented, for example, via GSM ("Global System for Mobile Communications" according to a Anglo-Saxon terminology) or GPRS (“General Packet Radio Service” according to Anglo-Saxon terminology) or even by a satellite link.
  • a node generally and mainly consists of a communicating electronic device 10 comprising a processing unit 11, for example in the form of a microcontroller, cooperating with a memory data 12, possibly a program memory 14, said memories possibly being dissociated.
  • the processing unit 11 cooperates with said memories 12 and 14 by means of internal communication buses, represented in FIG. 2 by double arrows in single lines.
  • a communicating electronic device 10 includes one or more sensors 15 for measuring a physical quantity related to the environment of said device 10. Such a sensor can measure the surrounding temperature, a humidity level or the presence/absence of light, mechanical stress, pressure, etc.
  • the communicating electronic device 10 further comprises first communication means 13 cooperating with the processing unit 11 and providing wireless proximity communication with any other communicating electronic device 10i located within communication range. It may also comprise second communication means 16 of the “long distance” type also cooperating with the processing unit 11. These second communication means allow such a communicating electronic device 10 to be able to transmit to a remote electronic entity, by for example a computer server RS, data through control messages MC distributed by a network RR using, for example, GSM, GPRS or satellite technologies.
  • the communicating electronic device 10 comprises a source of electrical energy 17 in the form of one or more batteries for example.
  • Such a source of electrical energy 17 can be internal or external to the device 10. In the latter case, it can be pooled, that is to say provided to supply electrical energy to a plurality of objects, or even be permanent with other objects.
  • the capacity to be able to communicate or quite simply to be able to operate of a node is directly linked to the remaining and available energy capacity of said node. Indeed, the exchanges between nodes, the processing or calculations implemented by the latter exploiting the data exchanged as well as the possible and remote routing of data collected within a network or a cluster of communicating electronic devices are as much electrical energy consuming actions.
  • a device 10 may further comprise means 18 arranged to cause activation of a third-party actuator A according to a given piloting or activation command.
  • a first approach consists in distributing the energy cost resulting from the exchanges between the nodes over all of the said nodes of the network or of the cluster.
  • a second approach consists in distributing the energy consumption resulting from processing implemented on collected data, for example a long-distance transmission, on most nodes, thus pooling the electricity consumption on a plurality of nodes.
  • a node can be arbitrarily designated or promoted as a "network head" node or at least as a cluster head, i.e.
  • a node head In connection with FIG. 1, a device acting as a head is represented by a circle drawn in a thick line. This is node d2 for network R1. Node d2 thus acts as head of cluster CL1. In this way, the energy consumed, in particular to remotely transmit data collected within a network, is pooled over a plurality of nodes.
  • the heads can be randomly designated or, more precisely, can randomly designate themselves respectively heads, provided that the latter have sufficient hardware and/or software means to implement a given service.
  • the "LEACH” process as described in particular by the document titled “An Application-Specific Protocol Architecture for Wireless Microsensor Networks” (W. Heinzelman, A. Chandrakasan, H. Balakrishnan - IEEE TRANSACTIONS ON WIRELESS COMMUNICATIONS, VOL. 1 , NO. 4, OCT. 2002), allows in a single-hop network, to randomly designate a node so that it becomes head.
  • the other nodes, belonging to the cluster of said head nodes which we will respectively call “member” or “member” according to English terminology, send their service messages to the cluster head, therefore to the head.
  • each member node is represented by a circle drawn with a thin line.
  • the head d2 communicates directly with the nodes c1 to c4, d1, d3 and d4 as well as with the nodes e1 to e4. Via Member c1 , head d2 communicates with member b1 who can in turn relay messages to or from member a1.
  • the head d2 collects said data transmitted from various member nodes, processes it, aggregates it or even consolidates it, and triggers, for example, a long-range transmission to a remote entity, such as a computer server RS described in connection with figure 2.
  • a remote entity such as a computer server RS described in connection with figure 2.
  • a new member node is then randomly designated head, thus ensuring continuity of service.
  • a node which we will call “free” or “loose” according to Anglo-Saxon terminology, represented by a circle drawn in double line in connection with figure 1, can "adhere” to a head and thus constitute a new cluster or join an existing cluster, such a free node, located within radio communication range of a promoted or designated head node, is arranged to receive an enrollment message MH emanating from said head, generally transmitted in the form of a broadcast undifferentiated (also known by the Anglo-Saxon name “broadcast”) of enrollment messages MH intended for any node located within radio communication range of the head.
  • a broadcast undifferentiated also known by the Anglo-Saxon name “broadcast”
  • Figure 1 makes it possible, through the network R1, to describe the result of a transmission of an MH message transmitted from the node d2, designated to act as head, MH message transmitted according to a short-range broadcast mode to the nodes located within communication range.
  • a free node for example the node e2, updates its data memory; said memory cooperating with its processing unit to record therein the coordinates or the value of the identifier of the head, i.e. the identifier of the node d2 in connection with FIG. 1.
  • the device e2 previously free, becomes a member of the cluster CL1 . It thus appears represented by a circle with a fine line in FIG.
  • the device d2 acting as head becomes the addressee of any service message MS comprising data collected by the device e2, a new member of the cluster CL1 like the other member devices of said cluster.
  • the transmission of the message MH by the node d2 is limited in scope. Also, nodes located out of range do not receive the message MH as an intelligible message, or even do not receive it at all.
  • the nodes being out of range of d2, such as the nodes a5 to a8 or even the nodes b5 to b8 remain free nodes, represented by circles drawn in double lines.
  • Cluster CL1 only includes node d2, acting as head and the member nodes, that is to say having accepted the enrollment of head d2.
  • a transposition of the LEACH teaching, in the context of a multi-hop network such as the R1 network described in connection with FIG. 1, could suggest that the nodes becoming members of a cluster comprising a node acting as as head, store, within their respective data memories, the route, i.e. the value of the identifier of the node acting as head and at least the value of the identifier of the node having relayed the enrollment message of said head, or even alternatively the respective values of the identifiers of the intermediate or relay nodes separating it from said head.
  • the node c2 records the value of the identifier of the head d2 having directly received an enrollment message MH from said node d2.
  • the node b2 records, for its part, in addition to the value of the identifier of the node d2, the value of that of the node c2 having relayed the enrollment message MH of d2 for the benefit of the node b2.
  • each wagon and each power car of a train be associated with a communicating electronic device implementing a communication method such as LEACH or an equivalent of the multi-hop type.
  • each communicating electronic device associated with a wagon acts as a node within the wireless network, such as the network R1 described in connection with Figure 1. Let us imagine that the mode of communication between nodes is done by radio .
  • document WO 2016/005675 A1 describes a particularly high-performance wireless communication network, regardless of the relative arrangement of the nodes and regardless of the application or operating framework of said network, whether this one is of single-hop or multi-hop type.
  • Such a network makes it possible to optimize the overall capacity of the network to provide a determined service on the basis of data collected by the various nodes. It is mainly based on a method of joining a cluster of communicating devices according to the capacity of a head to assume such a role, for, by way of non-limiting example, transmitting data according to a long-distance communication mode . Each node implementing such a process can decide to act as head if it is able to do so.
  • any free node can decide whether or not to join a cluster according to the capacity of the head, advantageously self-designated cluster head or head.
  • document WO 2016/083745 A1 discloses a robust method including when nodes constituting said network are mobile relative to each other or when the topology of said network proves to be particularly fluctuating.
  • any free node can request, on demand, an affiliation procedure from a member of a cluster. Such an affiliation procedure can result from an adaptation of a network such as that described above and illustrated in connection with FIG. 1.
  • An affiliation request from a free node is represented by an arrow in double lines.
  • the free node a4 previously free, which seeks affiliation with the node b4, member of the CL1 cluster whose head is the node d2.
  • Node a4 becomes affiliated with cluster CL1, represented by a broken circle.
  • Each node, implementing such an affiliation procedure can more generally, at its request and independently of the enrollment policy of a head, request affiliation from a member of a cluster and thus transmit messages of service to said head, in particular via the member node having accepted the affiliation procedure.
  • the constitution of a very deep cluster that is to say according to which a member can be located at a distance in number of consequent jumps, can generate a significant traffic of messages inherent, for example to the relays of enrollment or service messages by relaying members.
  • Such relays repeated at a high frequency moreover by many members, can burden the energy capacities of said relaying members to be able to collect data, produce and send their own service messages to a head.
  • the communication method according to document WO 2016/005675 A1 has the enormous advantage of being very energy efficient with regard to these peers. Its design is however based on a main postulate according to which a head node does not know, a priori, the members of the cluster for which it is responsible for relaying the uplink information or service messages.
  • each node can in turn become head if it has the capabilities and any third node can freely decide to join said cluster, without making the request.
  • This postulate distinguishes it from alternative solutions according to which any membership in a cluster is the result of a request for prior membership of an applicant or free node with a node acting as head and known as such at the following a procedure of mutual discovery of nodes present within radio communication range.
  • said membership request can be accepted or refused by the node acting as cluster head or head.
  • a relaying member or a head can know the identity of a “son” node when receiving a service message sent by said son node to the head.
  • it is generally not required to provide a mechanism for constituting/deconstituting clusters caused by a rotation of the cluster head or head function of a network of electronic devices associated with elements of a convoy. railway.
  • said convoy comprises one or more engines or locomotives having all the electrical energy necessary for the permanent fulfillment of a head role for a communicating electronic device fitted to said motor.
  • the known solutions in the field of forming a convoy are therefore generally based on a directed forming of a cluster from a procedure of constrained enrollment of expected nodes emanating from a head (the locomotive), only the said expected nodes that can favorably send a request to join the cluster of said head or respond to a “wake-up” request sent by said head.
  • the invention aims to select a membership method as described in documents WO 2016/005675 A1, WO 2016/083745 A1 or WO 2016/151259 A1 even though the application context requires knowledge of nodes belonging to a cluster, for the purposes of, for example, reporting, downward communication, that is to say from a head to a member of a cluster and/or of predetermined, expected or directed constitution.
  • the invention also aims to adapt such a known method to meet expectations, according to a non-limiting example of application, such as the railway field, for which knowledge of the composition of a convoy of wagons and/or the loads carried by such a convoy may be required prior to any movement of said convoy.
  • Such an area may also require the transmission of commands or orders, the execution of certain tasks by different bodies or actuators to implement concerted or joint test or operation procedures prior to departure from or arrival at the station, such as such as catenary deployment or brake system testing, for example.
  • a strict construction of a convoy can be a prerequisite for the departure of said convoy.
  • An alert can be transmitted to a supervisor (motor or remote operator) if an expected or required wagon is missing or silent within a constituted convoy or, even, if a wagon must be considered as an intruder with regard to of a pre-established constitution of such a convoy, or even, if an essential organ is not functional within said convoy.
  • the invention makes it possible to meet all or part of the application needs previously expressed and the drawbacks raised by the known solutions by constituting a wireless communication network, particularly innovative and efficient, whatever the relative arrangement of the nodes and regardless of the application or operating framework of said network.
  • the invention meets, according to various advantageous embodiments, the needs of applications requiring, for example, a report on the current composition of a set or cluster of nodes of a low-energy and robust wireless communication network.
  • the invention also makes it possible to implement effective downward communication within such a network to control an ordered or unordered constitution of a cluster of nodes within said network and/or the functional potential of the nodes within said cluster.
  • the invention relates to a method of joining a cluster comprising a plurality of communicating electronic devices, said method being implemented by a processing unit of each of said communicating electronic devices or of an electronic device communicating foreign to said cluster, said electronic device further comprising said processing unit, a data memory, first communication means providing wireless proximity communication with any other electronic device located within communication range, said memory and said means of communication cooperating with said processing unit, the data memory including the value of an identifier dedicated to the communicating electronic device and a record to include the current value of an identifier of a communicating electronic device acting as cluster head.
  • Said process comprises:
  • a step for receiving an enrollment message drawn up and sent by a third-party communicating electronic device said enrollment message comprising the identifier of the device sending said enrollment message and data reflecting the capacity of said sending device to be able to ensure a given service;
  • step for updating the recording so that said recording stores the value of the identifier of the device sending the decoded enrollment message and the value of the data reflecting the ability of the sending device to provide said service, the step for updating the record being performed only if the data translating said capacity is greater than or equal to a determined minimum requirement threshold, said device implementing said method becoming a member of the cluster of which the device acts as head cluster includes an identifier whose value is equal to the current identifier value stored in said record;
  • - a step for sending a service message to the device acting as cluster head for the service in question, said service message comprising the identifier of the electronic device sending said service message and the identifier of the device acting as than cluster head.
  • Such a method further comprises:
  • step - a step for evaluating the ability of the device, implementing said method, to perform a determined service, said step consisting in estimating one or more operating parameters of said device and producing the data reflecting the ability of said device to be able to perform the determined service ;
  • step - a step for developing and transmitting an enrollment message comprising the identifier of said device as well as the data reflecting the capacity of said device to be able to provide said determined service to any communicating device located within communication range, said step not being implementation only if the data translating said capacity is greater than or equal to said minimum functional requirement threshold.
  • the step for evaluating the capacity of the device implementing said method , to assume a determined service, consists in estimating one or more operating parameters of said device among which the presence of a first determined data structure in the data memory, said first data structure describing the device identifier(s) expected to jointly form a determined set of electronic devices;
  • the service to be assumed by the electronic device when the latter acts as cluster head consists, at the end of the step for developing and transmitting an enrollment message, in: o decoding the service message(s) received since the sending of the enrollment message by said electronic device in order to deduce therefrom the identifiers of the electronic devices having sent the said service message(s) to it and to record said identifiers in a second data structure in the data memory; o carry out, at the expiration of a predetermined period from the emission of said enrollment message by said electronic device, an operation of comparing the identifiers respectively recorded in the first and second data structures; o develop and send a control message describing the result of said comparison operation.
  • a such a method may include a step subsequent to the step for updating the record, for developing and transmitting via the means of communication a relayed enrollment message comprising the identifier of the device entered in the record comprising the current value of the identifier of the device acting as cluster head, the data reflecting the capacity of said device to be able to provide the service as well as the identifier of the device implementing said membership method and acting as a relay cluster member of the enrollment message from the device acting as cluster head.
  • the step for decoding a relayed enrollment message may consist of deducing from said message the value of the identifier of a device acting as a cluster member and the value of the identifier of a device having relayed said enrollment message.
  • the step for updating the record can then further consist in registering within said record said identifier of the cluster member device, relay of the enrollment message, the pair of identifiers of the cluster member devices and cluster head thus constituting route information.
  • a method according to the invention may comprise:
  • a step to update the record comprising the current value of an identifier of a device acting as cluster head, to erase said current value or replace it with a predetermined value reflecting an absence of identifier device acting as cluster head, said device implementing said method becoming free, said updating of the record being performed only if the value of the identifier deduced from the cluster destruction message is identical to the current value entered in said record.
  • the communicating electronic device may comprise a source of electrical energy supplying the processing unit, the data memory, the means of communication. One of said operating parameters then describes the level of electrical energy available from the electrical energy source.
  • a communicating electronic device may comprise second long-distance communication means cooperating with the processing unit, the service consisting in transmitting the control message to a remote entity via said long-distance communication means. One of said operating parameters then describes the transmission power of a signal by the long-distance communication means.
  • the step for transmitting a control message can only be carried out when the comparison operation does not conclude with an equality.
  • the enrollment message may include an actuator activation command intended to be implemented by any communicating electronic device becoming a member of the cluster upon receipt of said enrollment message.
  • the step for updating the record so that said record memorizing the value of the identifier of the device sending the enrollment message then leads to the implementation of a subsequent step to cause the activation of a cooperating actuator with said electronic device communicating according to the actuator activation command contained in the enrollment message.
  • the service message may comprise a value measured by a sensor cooperating with the processing unit of the electronic device transmitting said service message.
  • the step for sending a service message to the device acting as a cluster head for the service can be implemented as soon as the record storing the value of the identifier is updated. of the device sending the enrollment message. In this way, when the service aims to control the composition of a set or cluster of communicating electronic devices, the latter are more reactive and the head or cluster head can quickly report.
  • the invention provides that the step for encoding and transmitting an enrollment message comprising the identifier of said device as well as the data reflecting the capacity of said device to be able to provide said determined service to any communicating device located within range communication, can be advantageously implemented according to a predetermined periodicity.
  • the invention relates to a computer program product comprising a plurality of program instructions which, when they are previously recorded in a program memory of an electronic device comprising a processing unit, executed or interpreted by said processing unit, causes the implementation of a membership method as expressed above and in accordance with the present invention.
  • the invention relates to an electronic device comprising a processing unit and a program memory, said communicating electronic device being arranged in that it comprises, in said program memory, the instructions of a such computer program product.
  • the invention relates to a system comprising a plurality of communicating electronic devices arranged in accordance with the present invention.
  • such a system can comprise a plurality of containers for people, animals, goods, solid, fluid or liquid goods, said containers cooperating respectively with the communicating electronic devices being intended to form an assembly whose composition with regard to an expected composition is controlled.
  • Such a container can be a rolling element, wagon or motor, of a railway convoy.
  • Figure 1 already described, illustrates two examples of configurations of a wireless communication network, respectively single-hop or multi-hop;
  • Figure 2 presents the functional architecture of a communicating electronic device according to the prior art and according to the invention when the latter is adapted to implement a method of joining a cluster of devices communicating with peers via a wireless communication network, said method being according to the invention;
  • Figure 3 presents a functional description of such an adhesion method according to the invention.
  • a communicating electronic device is similar to a known device 10, such as that described above in connection with Figure 2.
  • a communicating electronic device comprises a processing unit 11, consisting of one or more microcontrollers responsible for implementing processing on data in particular.
  • Said data is advantageously, all or part, recorded on one or more data memories 12, generally electrically erasable and writable.
  • the data memory 12 can advantageously include a non-erasable section, physically isolated or simply arranged so that write or erase access is prohibited. Such access may alternatively require satisfaction of an authentication procedure.
  • Such an advantageous section of the data memory 12, access to which for modification is restricted, makes it possible to record therein in particular the value of an identifier ID dedicated to the communicating electronic device.
  • a communicating electronic device 10 can also comprise one or more program memories 14 for recording one or more programs P, or more generally one or more sets of program instructions, said program instructions being intelligible by the processing unit 11.
  • the execution or interpretation of said instructions by said processing unit processing causes the implementation of a method for processing data or for operating the communicating electronic device 10.
  • the latter also comprises first communication means 13 providing wireless proximity communication with any other electronic device, such as the device communicating electronics 10i, provided that the latter is within communication range.
  • the communicating electronic device 10, or more precisely its processing unit 11 can send and/or receive messages to or from third-party communicating electronic devices positioned within communication range.
  • Such messages can be of any kind.
  • data messages MS in connection with a particular service S, enrollment messages MH, cluster destruction messages MR.
  • a communicating electronic device 10 can advantageously comprise a source of clean electrical energy 17, supplying in particular the processing unit 11, or any other element constituting said device which would require it.
  • a source 17 generally consists of a battery or a plurality of batteries.
  • a communicating electronic device 10 being able to comprise one or more sensors 15 cooperating with the processing unit 11.
  • sensors 15 can measure one or more quantities in connection with the internal and/or external environments of said elements and produce data from them.
  • a sensor 15 can measure the temperature and/or the humidity prevailing within an enclosure, the darkness or the loss of darkness within the enclosure attesting unexpected opening of a door, or even mechanical stress applied to a connecting rod of a braking system, etc. If necessary, the sensor or sensors can cooperate with the processing unit of a communicating electronic device via probes or conductive layers, in particular in the case where a communicating electronic device 10 is affixed against the outer wall of an enclosure that one wishes to supervise by means of said device 10. Such a communicating electronic device 10 can further comprise a clock allowing it to timestamp the measurements collected, said clock not being represented in FIG. 2. Such a communicating electronic device 10 can further comprising means 18 for activating an external actuator A, depending on the service or services that one wishes to operate using communicating electronic devices in accordance with the invention.
  • a service may consist of:
  • control messages MC encoding consolidated service data intended for a remote entity, such as a computer server or remote electronic entity RS, such messages that can alert as to the current constitution of a set of elements with regard to an expected constitution.
  • a communicating electronic device 10 advantageously comprises second long-distance communication means 16 cooperating with the processing unit 11 .
  • Such communication can be carried out via an RR network, by GPRS or satellite channels, or even by any other suitable wired or wireless communication channel.
  • the various internal components of the communicating electronic device cooperate with the processing unit 11, advantageously by wired bus or by coupling.
  • the device 10 may comprise a casing housing said constituents, said casing advantageously comprising fixing means for affixing the device 10 to a support which it is desired to monitor, in this case a container according to the preferred application example.
  • a preferred mode of adaptation consists in providing a program P, or more generally mutually arranged instructions of a computer program product, to implement said method during the execution or interpretation of said program instructions by the processing unit 11 .
  • said program P is loaded into program memory 14 during assembly of said electronic device 10 or, by downloading said program P into memory 14 after said assembly phase of communicating electronic device 10.
  • the invention resides mainly in the implementation of an advantageously multi-hop network, for which each node consists of a communicating electronic device such as the device 10 previously described.
  • a node of such a network is generally adapted or arranged to implement a method of membership and/or affiliation to a cluster of devices.
  • the data memory 12 includes, in addition to the value of the identifier ID dedicated to the communicating electronic device, a record RH provided to include the current value IDHc of an identifier IDH of a communicating electronic device acting as Head, such as the node d2 according to figure 1 .
  • a communicating electronic device chooses to join a cluster in which one of the nodes acts as head, this membership is generally exclusive.
  • a node cannot be a member of distinct clusters, that is to say having respectively distinct heads nodes for the same service.
  • a knot adhering to a cluster chooses the "best" head for said service. Such a selection can be made for example according to a particular capacity to provide a determined service.
  • a node can also be attached to a plurality of heads, if said heads are assigned to the implementation of distinct services, such as, for example, a first head for the transmission of long-distance data (service Si) and a second head for implementing an alarm management service (service Sj).
  • a first head for the transmission of long-distance data service Si
  • a second head for implementing an alarm management service service Sj
  • clusters of communicating electronic devices such as the CL1 cluster of the R1 network described in connection with FIG. 1, comprise a device acting as head , such as the node d2 described in connection with FIG. 1.
  • the other devices act as members of said cluster, such as, in a non-exhaustive manner, the node c2 described in connection with FIG.
  • the role of a member consists mainly in collecting information, such as for example measurements of environmental quantities, in translating them into data, then in encoding said data in the form of an MS service message intended for a Head in capacity to provide the determined service.
  • This head recognizes said service messages MS then implements the determined service S.
  • such a service may consist in aggregating the data transmitted to the head from several members via messages MS then implementing a long-distance transmission of said data aggregated, even consolidated, in the form of control messages MC intended for a remote entity RS.
  • An MS service message sent from a member of a cluster to a head, is structured so as to include:
  • - the value of an identifier of the destination node, in this case a head, or even an identifier of a relay member node in the case of a multi-hop network; - data, for example in connection with quantities measured by a sensor of the device;
  • An MS message like any other message circulating within the network, can trigger MACK acknowledgment messages transmitted by the recipient of the message to the source node.
  • MACK acknowledgment messages transmitted by the recipient of the message to the source node.
  • a new transmission of the MS message is triggered, and this for a limited number of iterations at from which the source node considers that the "route" or the communication with the destination node is not or no longer available.
  • Such a source node may decide to abandon the cluster and recover a free node status, or else seek to join another cluster.
  • the membership of a free node to a node acting as head is close to that implemented according to the LEACH solution.
  • the methods for electing a head and the methods for joining a free node to become a member of a cluster can be very different. For example, only nodes with real capacity to provide a specific service are able to designate themselves head. For their part, the other nodes are free to arbitrate a competition of heads and to choose the head which appears to be the best candidate to implement the service to which they contribute.
  • a first mode of designing communicating electronic devices may consist in continuously keeping the latter listening to radio communication frequencies to test the presence of messages emanating from peer devices. Such an approach can lead to significant energy expenditure and compromise the autonomy of the entire network.
  • the technique known under the Anglo-Saxon terminology Wake On Radio (WOR) makes it possible to limit this drawback.
  • WOR Wake On Radio
  • all of the radio communication means are not kept active in permanently so as to ensure continuous standby or listening while consuming little electrical energy.
  • a second approach consists in plunging the nodes into a relative sleep during the vast majority of the time of their respective operations. Radio communication is totally deactivated because it consumes a lot of electrical energy.
  • Such nodes can, however, continue to implement low-energy internal processing. Cyclically, such nodes wake up to listen to any messages coming from peers or to send in turn enrollment or service messages, etc.
  • This technique requires synchronizing the electronic devices so that possible “meeting points” (“time slots”, according to Anglo-Saxon terminology) are shared. This technique can also have the disadvantage of inducing a detrimental latency if said meeting points are too far apart. It is therefore preferable to seek the best compromise between electrical consumption and responsiveness, depending on the intended application and the energy savings sought.
  • FIG. 3 illustrates a communication method P100 implemented by a communicating electronic device in accordance with the invention, such as, by way of example, a device 10 described in connection with FIG. 2.
  • Such a communication method results from the implementation of a first processing 100 by the processing unit 11 of a communicating electronic device 10 in response to the reception of an enrollment message MH.
  • the processing 110 implemented by a communicating electronic device 10 according to the invention, implementing a method P100.
  • the latter includes a step 111 of evaluating the capacity of the communicating electronic device 10 to provide a determined service S in order to possibly designate or elect itself as head.
  • Such a step 111 may consist initially of estimating, in 1111, one or more operating parameters of the communicating electronic device 10 in order to test the capacity of the latter to provide said service correctly.
  • said service consists of aggregating data collected and deduced from service messages MS, consolidate said data, to encode a control message MC and to transmit the latter by means of long distance communication 16 to a remote computer server whose mission is to ensure a "correct" composition of a convoy or a pallet with regard to an expected or pre-required composition.
  • the communicating electronic device must obviously include suitable communication means, such as for example the means 16.
  • such communication for example of the GPRS type, mobilizes a large quantity of electrical energy what to initiate the binding. It is therefore imperative that a communicating electronic device, acting as cluster head, has sufficient energy reserve to withstand such a stress.
  • the power of transmission of a signal by GPRS channel be most optimal.
  • a low transmission power would lead to slowness, and therefore an increased transmission time that consumes a lot of electrical energy, or even new attempts at successive transmissions in the event of failure or pure and simple loss of communication messages.
  • MC control is also preferable that the power of transmission of a signal by GPRS channel be most optimal.
  • a low transmission power would lead to slowness, and therefore an increased transmission time that consumes a lot of electrical energy, or even new attempts at successive transmissions in the event of failure or pure and simple loss of communication messages.
  • step 1111 can consist of a self-test or self-assessment step of the communicating electronic device, for example, of the battery level 17.
  • the unit processing 11 can also, for example, test the transmission power of a signal by GPRS channel.
  • Said processing unit 11 can also examine in 1111 other functional parameters of the device, among which the presence or absence of one or more identifiers of electronic devices expected to jointly form a determined set of electronic devices, the said identifier or identifiers being stored in a determined data structure ES in the data memory 12 of the communicating electronic device.
  • each element of the convoy comprising at least one communicating electronic device, a head must know such an expected composition.
  • the ES data structure can be updated following the reception of a set constitution message sent by a remote electronic entity, for example the entity RS electronics.
  • the update of the data structure ES can also result from any other write access procedure, advantageously partial, of the data memory 12.
  • Each communicating electronic device capable of joining or forming a cluster within the network communication has its own identifier.
  • the data structure ES can thus consist of an ordered or unordered list or set of identifiers ID of communicating electronic devices.
  • the invention provides for providing a motor with a communicating electronic device in accordance with the invention.
  • the data memory 12 of said communicating electronic device comprises such a data structure ES, initialized in such a way that the identifiers of the communicating electronic devices, associated respectively with the selected wagons, are registered in said data structure ES .
  • the data structure ES can be erased.
  • several power cars can be combined. Each may thus advantageously be equipped with such a communicating electronic device whose memory 12 includes a data structure ES.
  • the method P100 advantageously causes the implementation, by the processing unit of the device 10, of a step 112 to compare the estimated functional parameters with predetermined functional minima.
  • a datum CH is produced in 1112, reflecting the capacity of said device 10 to be able to provide the determined service S.
  • the production of such datum CH by the processing unit can consist in evaluation of a predefined equation or function producing a metric integrating said estimated parameters, possibly respectively weighted to favor one parameter over another.
  • a GPRS transmit power estimate may consist of calculating a ratio corresponding to the estimated transmit power of a test signal, divided by a constant describing a typical maximum power, i.e., under conditions optimum emissions.
  • step 1112 can force the processing unit to calculate a ratio corresponding to the estimated available energy with regard to the energy at full charge.
  • the initialization or the content of the data structure ES in the data memory 12 contributes to the ability to act as head for a service aimed at controlling the composition of a cluster of communicating devices. The absence of any electronic device identifier expected to form such a cluster is a prohibitive factor in providing such a service.
  • CH metric characterizing the ability of a device to act as cluster head can be calculated, in a non-limiting manner, by evaluating an equation such as:
  • CH K1.f1 (p1 ) + K2.f2(p2) + ,... Ki.fi(pi)
  • K1, K2, ,..., Ki constitute possibly distinct weights
  • f1(), f2(), ,..., fi() are possibly distinct calculation functions, for example l elaboration of a ratio
  • p1, p2, ,..., pi are functional parameters of the device, including, by way of non-limiting example, the content of the data structure ES, the electrical energy level of the source 17, a long-distance transmission power, the size of a memory available for recording data, a computing power, etc.
  • the data item CH can thus be similar to a real value. It can also be composite, that is to say, be structured data, comprising each functional parameter of the device or comprising, instead of one of said functional parameters, a determined function of one of said functional parameters.
  • a CH datum being produced in 1112 advantageously comprises a step 112 for comparing said CH datum, which translates the ability of the communicating electronic device to provide a determined service, with a minimum functional requirement threshold .
  • the comparison 112 would then consist of as many independent comparisons of a parameter functional at minimum functional thresholds of specific requirements, to which a combinatorial logic would be applied (of the AND, OR, etc. type).
  • step 112 demonstrates that the data item CH is greater than or equal to said minimum functional requirement threshold (link referenced 112-y in FIG. 3)
  • the method P100 advantageously comprises a step 113 for encoding and transmitting a message d enlistment MH.
  • a message MH includes the identifier of the communicating electronic device, which we refer to as IDH, as the identifier of a device elected to act as head as well as the CH data reflecting the capacity of said device to be able to provide the determined service.
  • this message MH may include data characterizing said service S.
  • the message MH produced at 113 is broadcast (for example "broadcasted") by the first communication means 13 of said communicating electronic device under the action of the processing unit 11 implementing said method. Any communicating electronic device located within communication range, such as the device 10i described in FIG. 2, can receive said message MH.
  • Step 111 for estimating the capacity to provide a given service can be carried out iteratively, for example, according to predetermined time periods or any other triggering event.
  • a triggering event can for example consist of sending a joint command to activate actuators A via the communicating electronic devices 10, 10i forming a cluster.
  • An enrollment message advantageously includes information characterizing such a command.
  • the members of the new cluster execute such a command and can report such an actuator activation to a head, via one or more MS service messages in response upon joining the cluster.
  • a new enrollment message MH is transmitted.
  • a communicating electronic device exploits the reception of such an enrollment message MH, in particular to join a cluster or remain a member of such a cluster.
  • any communicating electronic device in accordance with the invention which is not able to provide a given service, even though it theoretically has the hardware or software means to achieve this, cannot be elected cluster head and constitute a cluster of communicating electronic devices.
  • the method P100 may include a step 114, possibly joined to the step 112, to compare the data item CH produced in 1112 with a functional minimum, attesting to an insufficient capacity to be able to provide the service.
  • a minimum threshold can be predetermined and recorded, like the threshold used in step 112, in the memory 12.
  • This step 114 and a fortiori a step 115 which may result from it, can advantageously be subsequent to the transmission 113 of an MH enrollment message. If the comparison 114 confirms (link 114-y in FIG. 3) that the communicating electronic device is no longer capable of providing the service S, the method P100 according to the invention can advantageously comprise a step 115 for encoding and transmitting a message cluster destruction MR, advantageously broadcast or broadcast.
  • This transmission of a message MR can be carried out by the communication means 13 of the communicating electronic device, under the impetus of the processing unit 11 implementing the method P100.
  • a cluster destruction message MR sent from a communicating electronic device previously acting as cluster head but which is no longer in a position to be able to effectively provide a specific service S, comprises the identifier of said device denoted IDR. It may also include the datum CH characterizing the capacity or, in this case, an inability to provide the service. Alternatively, such an MR message can simply associate with the identifier of the transmitter device, information characterizing the MR message as a cluster destruction message.
  • This step 115 can advantageously only be triggered if the sending communicating electronic device previously acted as head, so as not to unnecessarily send irrelevant cluster destruction messages and also to prevent any undue exploitation of such messages by receiving nodes.
  • the processing unit 11 of said device can for example operate a control message emission counter MC recorded in memory 12. During the comparison 114, a value of said counter, greater than its initial value, teaches that said device was acting as cluster head.
  • step 115 At the end of the transmission of an MR message, said counter can be reset to the initial value.
  • any other action could be implemented by the processing unit 11 to validate the implementation of step 115, instead of using the control message transmission counter MC.
  • such an action may result from the receipt by the communicating electronic device acting as head, of an enrollment message emanating from a third-party communicating electronic device, also acting as head and whose data reflecting its ability to provide the same service is greater than its own.
  • the communicating electronic device triggers step 115, "thus giving way to better than itself".
  • the invention provides for limiting the number of transmissions of MR cluster destruction messages, a direct consequence of a particularly dynamic and oscillating evolution of the capacities of nodes to act as heads, resulting in very sustained competition. between many heads.
  • a situation can for example be encountered during rail transport of a plurality of power cars of the same convoy, each cooperating with a communicating electronic device in accordance with the invention and for which, the determined service consists in ensuring regularly of the composition of the convoy and report it to a remote electronic entity by GPRS.
  • the electronic devices fitted to the engines can take turns providing the service.
  • step 114 can be conditioned on a “competition factor”, for example a positive real, greater than “1”, the value of which can be recorded in the memories 12 of the various nodes.
  • a head, receiving an enrollment message MH emanating from a third node does not strictly compare, in step 114, the data CH translating the respective capacities to provide the same service.
  • Step 114 consists in comparing the datum CH deduced from the enrollment message MH multiplied by the competition factor.
  • said factor is greater than “1”, for example “1.25”
  • the node, implementing step 114 is penalized by the exploitation of said factor with regard to the competitor.
  • the node implements step 115, transmits an MR cluster destruction message and joins the competitor's cluster as a member.
  • step 115 transmits an MR cluster destruction message and joins the competitor's cluster as a member.
  • said processing unit 11 of a communicating electronic device conforms to the invention implements a processing 100 thus comprising a first step 101 for receiving an enrollment message MH drawn up and transmitted by a communicating electronic device, such as the node d2 or the node h3 described in connection with FIG. 1.
  • a message MH enrollment includes the IDH identifier of the device sending said enrollment message.
  • the method P100 further comprises a step 102 for decoding said enrollment message MH and for deducing said identifier IDH therefrom.
  • the message MH thus decoded further includes a datum CH reflecting the ability of said transmitter device to be able to provide a given service S.
  • Step 102 for decoding said enrollment message MH further deduces said datum CH.
  • the value of the data item CH reflecting the capacity of the transmitter device to provide said service S can also be entered in said record RH.
  • the recorded value is denoted CHc, to translate the current capacity of the head to provide the service.
  • a network such as the network R2 described in connection with FIG. 1, that is to say a single-hop network, the communicating electronic device 10 which has just implemented such a method P100 becomes a member of the cluster whose the sender of the MH message acts as cluster head.
  • step 103 of the membership method P100 to update recording RH can only be performed if the data item CH, reflecting the capacity of the node wishing to act as cluster head, is greater than or equal to a determined minimum requirement threshold.
  • the method P100 thus includes a step 104 for comparing the data reflecting the capacity deduced at 102 from the message RH with said minimum requirement threshold.
  • Said minimum requirement threshold used by the candidate node for membership can be of a structure similar to that of the threshold used by the head during its self-election.
  • Said minimum requirement threshold is advantageously recorded in the data memory 12, or even constitutes a predefined constant fixed in the program memory 14. It can advantageously be identical for all the nodes.
  • MH enrollment messages can be regularly initiated and transmitted by one or more communicating electronic devices located within radio communication range, such as the communicating electronic device 10i described in connection with FIG. 2.
  • a device 10, acting as a member of a cluster, can therefore be in a position to receive and decode an enrollment message MH while said device 10 is already attached to a head.
  • the communicating electronic device 10 has already used an enrollment message MH sent by the same communicating electronic device acting as Head.
  • the identifier value IDH of the latter is therefore identical to that IDHc stored in the record RH, said record being arranged in the data memory 12 of the device 10.
  • the value of the identifier IDH deduced from the MH message is distinct from the IDHc value.
  • the member communicating electronic device is in a position to arbitrate a competition between two third-party communicating electronic devices capable of assuming the same service.
  • the method P100 comprises a step 105 subsequent to step 102 to decode an enrollment message MH and prior to step 103 to update the record RH comprising the current value IDHc of the identifier of the device acting as cluster head.
  • This step 105 consists advantageously to read in 1051, within said record RH, said current value IDHc.
  • step 105 consists in comparing in 1052 said current value IDHc with that IDH of the identifier of the communicating electronic device sending the enrollment message MH decoded in 102.
  • said values IDHc and IDH are identical (situation symbolized by the link 1052-y in FIG. 3).
  • the record RH can thus be updated in step 103.
  • This action makes it possible in particular to update the datum CH within the record RH. Indeed, depending on the evolution of the operating context of the head, the latter's ability to provide the service may have evolved. It may have deteriorated, for example due to a lower energy reserve. It may have improved due to the disappearance of an obstacle which penalized the transmission power of a signal by GPRS channel.
  • step 105 can include a step 1053 to compare the data CH translating the capacity of the device sending the enrollment message MH to the data CHc stored in the record RH and translating the capacity to assume this same service S by the device currently acting as cluster head.
  • step 103 is performed to update the HR record.
  • the IDHc value takes the value of the identifier of the sender of the enrollment message.
  • the communicating electronic device 10 thus leaves the previous cluster to join that for which the communicating electronic device transmitting the message MH acts as head.
  • the service messages MS produced by the communicating electronic device 10 will now be addressed to the new head.
  • step 103 is not accomplished because the sender of the enrollment message is less efficient than the current cluster head.
  • the decoding of an enrollment message MH can also reveal the presence, in said message of an activation command, of an actuator A.
  • the operation by the receiving communicating electronic device of a message will be described later.
  • the invention makes it possible to operate a single-hop network or a multi-hop network such as the network R1 previously described in conjunction with FIG. According to such a network, it is possible to be able to relay an enrollment message MH beyond the transmission range of the self-elected device, able to act as cluster head.
  • the objective is that such a message MH can be exploited by a free device or member of a possible distinct cluster, in order to create clusters comprising an increased number of members compared to a cluster within a network single-hop, for similar short-range transmit range.
  • a membership method P100 can include a step 106, subsequent to step 103, to update the RH record of the device implementing said method P100.
  • This additional step 106 consists in encoding and transmitting, via the means of communication 13, a relayed enrollment message MH comprising the identifier of the communicating electronic device registered in the RH record, the latter comprising the current value IDHc of the identifier of the device acting as cluster head, the data item CHc translating the capacity of said device acting as head to be able to provide a determined service, a possible activation command of an actuator as well as the identifier of the communicating electronic device acting as a relay cluster member of the MH enrollment message from the device acting as head.
  • the term “sender of an enrollment message” will designate a communicating electronic device applying for or acting as a head.
  • the enrollment message thus relayed is called “enrollment message relayed” and referenced MH' in order to distinguish it from the original “enrollment message” MH transmitted by the head.
  • the membership method P100 according to the invention can be advantageously adapted so that step 102, to decode an enrollment message MH or MH', further consists in deducing from said decoded message the value of the identifier of a device acting as a cluster member relaying an enrollment message.
  • the pair of identifiers of the cluster member and cluster head devices thus constitutes route information recorded in the RH record.
  • a membership method in accordance with the invention may include a step 123 for sending a service message MS to the communicating electronic device acting as cluster head or head for a given service S.
  • a step 123 is part of a processing 120 undertaken to contribute to said service S.
  • Step 123 is implemented following a prior step to, for example, collect from a sensor 15 a measurement related to the temperature prevailing within an enclosure or mechanical stress on a component.
  • a step 123 is also conditional on the presence (step 122 in FIG. 3) of a register RH comprising the value IDHc of an identifier of a device or node acting as cluster head (situation symbolized by link 122-y in Figure 3).
  • a free node within the meaning of the invention does not transmit an MS service message.
  • said record includes a direct route, i.e. only a head identifier value is present in the RH record, or an indirect route, i.e. said record further comprises an identifier value of a relaying member, the message MS is directly transmitted to said head or to said relaying member.
  • step 121 can therefore include a step for receiving and decoding such a message MS, or even for temporarily recording in memory 12, the data contained in said decoded MS service message.
  • the relay of said message MS can thus result in a re-transmission in deferred time.
  • the processing 120 undertaken to contribute to the service S can, moreover, like step 123, include a step 124 to cause the activation of an actuator A cooperating with said communicating electronic device 10, via the means 18 , depending on the actuator activation command contained in the enrollment message MH of the head.
  • a step 124 can be implemented prior to step 123, conditioned by the test 122, 122-y, so that the MS service message prepared and transmitted to said step 123, can report the correct activation or imperfect of actuator A.
  • any service message MS comprising the identifier ID of its sender can be used by the electronic device acting as head of the cluster to know the electronic devices forming said cluster.
  • the processing 110 includes a step 116 for recording in the data memory 12, more precisely in a data structure CS, the identifiers of the communicating electronic devices having sent one or more service messages MS intended for said communicating electronic device acting in as cluster head.
  • this collection and recording step 116 is carried out between two transmissions 113 of an enrollment message MH. It is also conducted during a determined period of time T, from the sending of the last enrollment message MH.
  • the processing 110 comprises a step 117 to carry out an operation of comparing said identifiers recorded in the data structure CS to those recorded in the data structure ES comprising the identifiers of electronic devices expected to jointly form a determined set of communicating electronic devices.
  • Such an operation of comparing the contents of the data structures ES and CS aims to ensure that all or some of the identifiers recorded in the data structure ES are also recorded in the data structure CS and vice versa.
  • the result of such a comparison can be binary, that is to say deliver an affirmative or negative response.
  • such a result can identify the identifiers recorded in the data structure ES which are not recorded in the data structure CS, meaning that certain devices or elements which are respectively associated with them are not included in a set of electronic devices or elements with regard to what was expected. Still as a variant or in addition, such a result can characterize the identifiers recorded in the data structure CS which are not recorded in the data structure ES, meaning that certain communicating electronic devices or elements which are respectively associated with them, are included in a set of communicating electronic devices or elements when they were not expected. Processing 110 then includes a step for transmitting a control message MC describing the result of said comparison operation.
  • the data structure CS can be erased.
  • the invention makes it possible, at the end of each enrollment campaign, to provide a service for verifying the composition of the cluster of communicating electronic devices, and therefore of the elements which are respectively associated with them, with regard to an expected or required composition.
  • Such a campaign can be accompanied by a joint activation of actuators cooperating with said communicating electronic devices that are members of said cluster, or even by a feedback of information related to the environment of said communicating electronic devices in addition to the identifiers of said devices members of the formed cluster.
  • the implementation of the invention makes it possible, for example, to equip the communicating electronic device , equipping one or each engine, with a list of identifiers of devices associated with the wagons and engines of a convoy whose composition is expected or required and to launch the enrollment process within the meaning of the invention.
  • the communicating electronic device(s) associated with the power car(s) receive an initialization message or benefit from an initialization routine of the content of a data structure ES in their respective data memories 12.
  • Said ES data structure includes the list of identifiers of the communicating electronic devices associated with the rolling elements that are supposed to form the convoy.
  • the communicating electronic device equipping a motor car, by its collection of the identifiers of message senders of MS services Members of the cluster, said collected identifiers being recorded in the data structure CS within the data memories 12, implements the operation of comparing the structures ES and CS and reports on the composition of the convoy by producing a control message MC describing the result of said comparison operation.
  • other services may consist of collecting measurements of the environment of the member communicating electronic devices.
  • said enrollment campaign may consist in transmitting, via the enrollment messages MH, MH', instructions or commands for activating actuators A, such as, for example, initiating a procedure for checking the brake components of the convoy formed, prior to the departure of the said convoy.
  • actuators A such as, for example, initiating a procedure for checking the brake components of the convoy formed, prior to the departure of the said convoy.
  • a membership method P100 in accordance with the invention can thus comprise a processing 130 to exploit a cluster destruction message MR as mentioned previously.
  • Such processing 130 of a membership method P100 in accordance with the invention comprises a first step 131 for receiving an MR cluster destruction message drawn up and sent by a third-party communicating electronic device, for example the device 10i, having previously had the capacity to act as cluster head.
  • an MR cluster destruction message includes the IDR identifier of the communicating electronic device that transmitted said MR cluster destruction message.
  • Processing 130 further comprises a step 132 for decoding said cluster destruction message and deducing therefrom the value of said identifier IDR of the communicating electronic device transmitting the cluster destruction message.
  • the method P100 advantageously includes a step 133 for updating the record RH comprising the current value IDHc of the identifier of a communicating electronic device acting as cluster head, to erase said current value or replace that -ci by a predetermined value reflecting an absence of device identifier acting as cluster head.
  • said update 133 of the RH record is only performed if (situation symbolized by the link 134-y in connection with FIG.
  • the method P100 thus comprises a step 134, prior to the step 133, to implement said comparison of identifier values IDR and IDHc.
  • a cluster destruction message MR can advantageously be relayed by a member becoming free by setting implementing step 133, by triggering the transmission of such a relayed message MR′ intended for other possible members of the cluster being destroyed.
  • a preferred mode of adaptation of a communicating electronic device such as that described in connection with the 2, consists in recording or downloading into program memory 14, a computer program product P, comprising a plurality of program instructions which, when they are executed or interpreted by the processing unit of said device, cause the implementation of said method P100.
  • Such elements may consist of containers for people, goods, solid, fluid or liquid goods, said elements cooperating respectively with communicating electronic devices, such as devices 10 and 10i according to FIG. adhesion, such as the process P100 illustrated in FIG. 3.
  • said elements can be rolling, such as wagons or power cars and be arranged to constitute a railway convoy.
  • such elements can consist of containers which it is desired to aggregate in order to form, for example, pallets which it is desired to move or store.
  • Such communicating electronic devices could be exploited for any other application distinct from that aimed at transmitting control messages MC conveying data collected from a cluster of communicating electronic devices according to a long-distance or wired link. They could also, alternatively or in addition, provide one or more other services.
  • the data memory 12 of each communicating electronic device may comprise, not a single HR record dedicated to a determined service S, but a plurality of records RHn, forming a table, each record being dedicated to a particular service Sn.
  • the enrollment messages MH, MH′, service MS, or even cluster destruction MR, MR′ would include, according to this variant, information making it possible to identify the service Sn determined and concerned by each of said messages.
  • the invention thus relates to any system comprising a plurality of communicating electronic devices in accordance with the invention. More particularly, the invention relates to any system for monitoring the composition of a set of elements or containers of people, animals, goods, solid, fluid or liquid goods, said elements or containers cooperating respectively with the devices communicating electronics.
  • Such a system has performances, in terms of energy autonomy, robustness and adaptability to unrivaled operating conditions and without possible comparison with those conferred by known solutions, while ensuring, among a plurality of possible services , the control of the current composition of a set of electronic devices with regard to an expected or required composition, the possible monitoring of constants or measurements related to the environment of said communicating electronic devices and/or the transmission of instructions or commands for activation of actuators via enrollment campaigns orchestrated by communicating electronic devices capable of providing such a campaign or service.

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Abstract

L'invention concerne un procédé de communication (P100) au sein d'un réseau (N1) de dispositifs électroniques communicants (10, 10i) sans fil permettant de contrôler la formation d'un ensemble d'éléments respectivement associés à de tels dispositifs électroniques communicants, au regard d'une composition d'ensemble attendue ou requise. L'invention concerne en outre tout dispositif électronique mettant en œuvre ledit procédé de communication et tout système comportant un tel dispositif. Un tel dispositif électronique communicant (10, 10i) comporte une unité de traitement (11) coopérant avec une mémoire de programmes (14) comportant des instructions d'un programme (P) dont l'exécution ou l'interprétation par ladite unité de traitement (11) provoque la mise en œuvre du procédé de communication (P100).

Description

PROCEDE DE COMMUNICATION AU SEIN D’UNE GRAPPE DE DISPOSITIFS ELECTRONIQUES COMMUNICANTS, DISPOSITIF ELECTRONIQUE COMMUNICANT METTANT EN ŒUVRE LEDIT PROCEDE ET SYSTEME ASSOCIES
[0001] [L’invention concerne un procédé d’adhésion à une grappe de dispositifs électroniques communicants, ladite adhésion étant la conséquence d’une procédure d’enrôlement au regard d’une constitution d’un ensemble de dispositifs électroniques communicants attendu, ledit procédé étant mis en œuvre par une unité de traitement de l’un desdits dispositifs électroniques communicant avec des pairs au travers d’un réseau de communication sans fil.
[0002] L’invention concerne en outre un système comportant une pluralité de dispositifs électroniques communicants mettant en œuvre un tel procédé pour constituer une grappe de dispositifs électroniques communicants.
[0003] A titre d’exemple d’application préférée mais non limitatif, l’invention est décrite au travers d’un exemple d’application relative au contrôle de la formation ou constitution d’un ensemble d’éléments dissociables et respectivement associés à des dispositifs électroniques communicants au regard d’une composition d’ensemble attendue ou requise. Une telle application peut en outre consister en une collecte de grandeurs physiques telles que, par exemple, une température, un taux d’humidité, une intensité lumineuse, une fréquence de vibration, un choc, un statut fonctionnel, en lien avec un élément d’un convoi de transport ferroviaire de marchandises ou de voyageurs. Une telle application peut en outre consister en la transmission d’une commande d’activation d’un actionneur par un dispositif électronique équipant ou constituant ledit l’élément. L’invention pourrait en variante être mise en œuvre dans une toute autre application nécessitant la constitution d’un réseau de communication entre dispositifs électroniques communicants associés respectivement à des objets ou conteneurs formant des palettes dont on souhaite contrôler la constitution, par exemple durant un transport ou un stockage. Selon ledit exemple d’application préféré en lien avec le ferroviaire, un convoi est généralement constitué d’un ensemble d’éléments roulants ou non, comme une ou plusieurs motrices associées à un ou plusieurs wagons, assemblés ou désassemblés en gare, un wagon pouvant à son tour véhiculer un ou plusieurs conteneurs ou charges nécessitant une attention particulière. Ces éléments roulants peuvent en outre comporter un ou plusieurs organes ou actionneurs dont on souhaite connaître le statut de fonctionnement ou à l’attention desquels une commande d’activation peut être transmise. Il peut s’agir par exemple d’organes de commande ou de test de systèmes de frein d’essieu, de déploiement de caténaires, etc. Un wagon, voire un tel conteneur ou organe, peut être équipé d’un ou plusieurs dispositifs électroniques communicants comportant ou coopérant avec des capteurs de mesure de grandeurs physiques telles que, comme évoqué précédemment, par exemple une température, un taux d’humidité, une intensité lumineuse, une fréquence de vibration, une contrainte mécanique, un choc. Ces dispositifs électroniques communicants sont chargés de collecter et d’acheminer lesdites grandeurs ou toutes données traduisant ces dernières par le biais de messages de service à destination d’un dispositif électronique similaire ou spécifique agissant en tant que « tête d’une grappe » de dispositifs électroniques communicants ou « head » selon une terminologie anglo-saxonne. L’une des missions d’un dispositif électronique communicant agissant en tant que tête de grappe, que nous pourrons nommer dans la suite du document « head », consiste à mettre en œuvre un service déterminé. Un tel service peut, par exemple, consister à agréger des données collectées par les dispositifs électroniques communicants chargés d’effectuer des mesures et à transmettre lesdites données, après leur agrégation, à une entité distante, au moyen d’une liaison longue portée ou longue distance de type liaison satellite ou liaison radiotéléphonique. L’invention ne saurait toutefois être limitée à ce seul exemple d’application. Plus généralement, un head est chargé de mettre en œuvre un service donné en lien avec des données collectées et acheminées par des dispositifs électroniques communicants s’apparentant à des nœuds au sein d’un réseau constitué pour que lesdits nœuds puissent « dialoguer » avec un head. Un tel service donné peut concerner une supervision ou une gestion d’alarmes, en lieu et place ou en complément d’une communication avec une entité distante. Une telle supervision peut consister à s’assurer, avantageusement de manière périodique, de la constitution courante de la grappe des nœuds, au regard d’une constitution attendue ou planifiée, d’une utilisation nominale d’organes ou actionneurs. De la sorte, une telle supervision permet de s’assurer de la bonne constitution d’un convoi, d’alerter quant à l’absence d’un nœud dont la présence est attendue et/ou de la présence d’un intrus, de prévenir tout risque de défaillance, etc.
[0004] De nombreuses typologies ou configurations de réseaux d’objets communicants existent. La plus simple consiste à demander à un nœud maître ou head, selon une terminologie anglo-saxonne, d’émettre de manière répétée des messages visant à « réveiller » des dispositif électroniques esclaves qui demeurent la plupart du temps en « sommeil » ou en mode de basse consommation électrique. Lors du réveil d’un tel dispositif électronique, ce dernier communique, au dispositif électronique maître, c’est-à-dire à celui qui l’a réveillé, des informations de statut ou de présence. Si différents dispositifs électroniques sont susceptibles d’agir en tant que head, le message de réveil peut contenir l’identifiant unique caractérisant ce dernier, de sorte que les dispositifs réveillés par celui-ci puissent lui adresser leurs réponses. A l’exception de dispositifs électroniques connectés de manière filaire au « maître », ce mode de réseau de communication présente, dans le cadre d’une communication sans fil ou radio, l’inconvénient de devoir émettre, à grande puissance, ledit message de réveil en mode diffusion, ou « broadcast » selon une terminologie anglo-saxonne à l’ensemble des dispositifs électroniques communicants esclaves pour que ces derniers demeurent à portée de communication radio. En effet, si les dispositifs électroniques communicants esclaves sont disséminés au sein d’un espace conséquent, il faut que le head puisse « parler » suffisamment fort que tous « entendent » l’appel au réveil du maître. Réciproquement, chaque dispositif électronique communicant esclave doit à son tour émettre, à grande puissance, son message de service découlant de son réveil. De manière plus sérieuse, lorsque l’on souhaite exploiter un tel réseau de communication sans fil pour contrôler, par exemple, une composition ou constitution d’un convoi ferroviaire, cet inconvénient devient majeur. En effet, un convoi peut être très long et différents convois peuvent se trouver présents, côte à côte, dans une gare de triage. Il peut donc régner très vite une grande « cacophonie » en termes de messages de réponse croisée si plusieurs motrices équipées chacune d’un dispositif maître tentent de réveiller des dispositifs électroniques communicants esclaves positionnés respectivement sur les différents wagons de manière concomitante. Pour limiter cet inconvénient, il existe des solutions visant à exploiter des répétiteurs de messages de réveil ou de service de sorte que la puissance de communication radio des différents acteurs puisse être réduite.
[0005] Il existe d’autres solutions visant à réduire, d’une part, la puissance des communications et ainsi préserver la consommation en énergie électronique nécessaire à chaque dispositif électronique pour communiquer en réseau et, d’autre part, pour réduire les réponses croisées. La figure 1 présente ainsi schématiquement deux réseaux R1 et R2 de communication sans fil. Quel que soit le réseau opéré, chaque dispositif électronique communicant, que l’on nomme également et généralement « nœud » dudit réseau, met en œuvre un procédé de communication lui permettant d’échanger des messages de données et/ou de service avec un nœud tiers ou pair. Ainsi, le réseau R1 met en situation quarante dispositifs électroniques communicants respectivement référencés en figure 1 : a1 à a8, b1 à b8, c1 à c8, d1 à d8 et e1 à e8. De son côté, le réseau R2 met en situation vingt-cinq dispositifs électroniques communicants, respectivement référencés en figure 1 : f1 à f5, g1 à g5, h1 à h5, il à i5 et j1 à j5.
[0006] Que l’on exploite un réseau simple-saut (ou « single-hop network » selon une terminologie anglo-saxonne), tel que, à titre d’exemple, le réseau R2 décrit en liaison avec la figure 1 , ou multi-sauts (ou « multi-hop network » selon une terminologie anglo-saxonne) tel que, à titre d’exemple, le réseau R1 décrit en liaison avec la figure 1 , un premier nœud que nous nommerons « source », peut préparer un message de service, représenté en figure 1 par une double flèche, comportant des données en lien avec, à titre d’exemple non limitatif, une grandeur mesurée par un capteur coopérant avec ledit premier nœud à destination d’un deuxième nœud « destinataire ».
[0007] Selon un réseau simple-saut, la communication entre les premier et deuxième nœuds est directe. En revanche, selon un réseau multi-sauts, une telle communication peut être indirecte. Ainsi, un message adressé depuis un nœud « source » peut être relayé par un ou plusieurs nœuds « tiers ou intermédiaires », dont les rôles respectifs consistent à relayer ledit message émanant du nœud « source » afin que celui-ci soit in fine acheminé vers et réceptionné par le nœud « destinataire ». Les nœuds constituent dans ce cas des grappes ou des « clusters » selon une terminologie anglo-saxonne, telles que, à titre d’exemple, les grappes CL1 et CL2 représentées par un cerclage en ligne pointillée par la figure 1. Le cheminement suivant lequel un message de service émanant d’un nœud « source » à destination d’un deuxième nœud « destinataire » via un ou plusieurs nœuds « relayeurs » est nommé généralement « route ». Ainsi, selon la figure 1 , un message émis depuis le nœud a4 à destination du nœud d2, sera relayé successivement par les nœuds intermédiaires b4 et c3.
[0008] La communication au sein d’un réseau de communication multi-sauts est généralement réalisée par voie radio. La communication est généralement de faible portée, c’est-à-dire de l’ordre de quelques mètres à quelques dizaines de mètres, de sorte que, de proche en proche, des messages de service soient transmis entre les différents nœuds. Lorsque des données sont supposées être acheminées à destination d’un serveur informatique ou plus généralement d’une entité électronique distante, un deuxième mode de communication est mis en œuvre, par exemple, par voie GSM (« Global System for Mobile Communications » selon une terminologie anglo-saxonne) ou GPRS (« General Packet Radio Service » selon une terminologie anglo-saxonne) voire encore, par une liaison satellite.
[0009] Comme l’indique à titre d’exemple préféré la figure 2, un nœud consiste généralement et principalement en un dispositif électronique communicant 10 comportant une unité de traitement 11 , par exemple sous la forme d’un microcontrôleur, coopérant avec une mémoire de données 12, éventuellement une mémoire de programmes 14, lesdites mémoires étant éventuellement dissociées. L’unité de traitement 11 coopère avec lesdites mémoires 12 et 14 au moyen de bus de communication internes, représentés en figure 2 par des doubles flèches en trait simple. Généralement, un dispositif électronique communicant 10 comporte un ou plusieurs capteurs de mesure 15 d’une grandeur physique en lien avec l’environnement dudit dispositif 10. Un tel capteur peut mesurer la température environnante, un taux d’humidité ou la présence/absence de lumière, une contrainte mécanique, une pression, etc. Le dispositif électronique communicant 10 comporte en outre des premiers moyens de communication 13 coopérant avec l’unité de traitement 11 et assurant une communication de proximité sans fil avec tout autre dispositif électronique communicant 10i situé à portée de communication. Il peut en outre comporter des deuxièmes moyens de communication 16 de type « longue distance » coopérant également avec l’unité de traitement 11. Ces deuxièmes moyens de communication permettent à un tel dispositif électronique communicant 10 de pouvoir transmettre à une entité électronique distante, par exemple un serveur informatique RS, des données au travers de messages de contrôle MC distribués par un réseau RR exploitant, par exemple, les technologies GSM, GPRS ou satellite. Pour fonctionner, c’est-à-dire pour que l’unité de traitement 11 mette en œuvre un procédé découlant de l’interprétation ou de l’exécution par ladite unité de traitement d’instructions de programme P enregistrées dans la mémoire de programmes 14, le dispositif électronique communicant 10 comporte une source d’énergie électrique 17 sous la forme d’une ou plusieurs batteries par exemple. Une telle source d’énergie électrique 17 peut être interne ou externe au dispositif 10. Dans ce dernier cas, elle peut être mutualisée, c’est-à-dire prévue pour alimenter en énergie électrique une pluralité d’objets, voire être permanente avec d’autres objets. La capacité à pouvoir communiquer ou tout simplement à pouvoir fonctionner d’un nœud est directement liée à la capacité énergétique restante et disponible dudit nœud. En effet, les échanges entre nœuds, les traitements ou calculs mis en œuvre par ces derniers exploitant des données échangées ainsi que l’acheminement éventuel et distant de données collectées au sein d’un réseau ou d’une grappe de dispositifs électroniques communicants sont autant d’actions consommatrices en énergie électrique. Un dispositif 10 peut en outre comporter des moyens 18 agencés pour provoquer une activation d’un actionneur tiers A selon une commande de pilotage ou d’activation donnée.
[0010] Certains constructeurs ou opérateurs ont cherché à optimiser des réseaux ou des procédés de communication mis en œuvre par des nœuds au sein d’un réseau ou d’une grappe pour préserver globalement la capacité en énergie électrique du réseau ou de la grappe. Globalement, une première approche consiste à répartir le coût énergétique découlant des échanges entre les nœuds sur l’ensemble desdits nœuds du réseau ou de la grappe. Une deuxième approche consiste à répartir la consommation énergétique découlant des traitements mis en œuvre sur des données collectées, par exemple une émission longue distance, sur la plupart des nœuds, mutualisant ainsi la consommation électrique sur une pluralité de nœuds. Ainsi, que le réseau de communication sans contact soit en configuration simple-saut ou multi-sauts, un nœud peut être arbitrairement désigné ou promu en tant que nœud « tête de réseau » ou du moins en tant que tête de grappe, soit un nœud head. En liaison avec la figure 1 , un dispositif agissant en tant que head est représenté par un cercle dessiné en trait épais. Il s’agit du nœud d2 pour le réseau R1. Le nœud d2 agit ainsi en tant que head de la grappe CL1. De cette manière, l’énergie consommée, notamment pour transmettre à distance des données collectées au sein d’un réseau, est mutualisée sur une pluralité de nœuds. En variante, les heads peuvent être aléatoirement désignés ou, plus précisément, peuvent aléatoirement s’auto-désigner respectivement heads, à condition que ces derniers disposent de moyens matériels et/ou logiciels suffisants pour mettre en œuvre un service déterminé.
[0011] A titre d’exemple, le procédé « LEACH », tel que décrit notamment par le document titré « An Application-Specific Protocol Architecture for Wireless Microsensor Networks » (W. Heinzelman, A. Chandrakasan, H. Balakrishnan - IEEE TRANSACTIONS ON WIRELESS COMMUNICATIONS, VOL. 1 , NO. 4, OCT. 2002), permet dans un réseau simple-saut, de désigner aléatoirement un nœud pour qu’il devienne head. Les autres nœuds, appartenant à la grappe dudit head, nœuds que nous nommerons respectivement « membre » ou « member » selon une terminologie anglo-saxonne, adressent à la tête de grappe, donc au head, leurs messages de service. En liaison avec la figure 1 , chaque nœud membre est représenté par un cercle dessiné en trait fin. Ainsi, au sein du réseau R1 , le head d2 communique directement avec les nœuds c1 à c4, d1 , d3 et d4 ainsi qu’avec les nœuds e1 à e4. Via le Membre c1 , le head d2 communique avec le membre b1 qui peut relayer à son tour des messages vers ou à destination du membre a1. Le head d2 collecte lesdites données émises depuis différents nœuds membres, les traite, les agrège voire les consolide, et déclenche, par exemple, une émission longue portée à destination d’une entité distante, telle qu’un serveur informatique RS décrit en liaison avec la figure 2. Selon cette technique connue, une fois qu’un nœud a assuré le rôle de head, il ne peut assurer de nouveau un tel rôle avant l’expiration d’une période déterminée. Un nouveau nœud membre est alors désigné aléatoirement head, assurant ainsi une continuité de service. Pour qu’un nœud, que nous nommerons « libre » ou « loose » selon une terminologie anglo-saxonne, représenté par un cercle dessiné en trait double en liaison avec la figure 1 , puisse « adhérer » à un head et ainsi constituer une nouvelle grappe ou rejoindre une grappe existante, un tel nœud libre, situé à portée de communication radio d’un nœud promu ou désigné head, est agencé pour recevoir un message d’enrôlement MH émanant dudit head, émis généralement sous la forme d’une émission indifférenciée (également connue sous l’appellation anglo-saxonne « broadcast ») de messages d’enrôlement MH à destination de tout nœud situé à portée de communication radio du head. La figure 1 permet, au travers du réseau R1 , de décrire la résultante d’une émission d’un message MH transmis depuis le nœud d2, désigné pour agir en tant que head, message MH transmis selon un mode broadcast de courte portée aux nœuds situés à portée de communication. A réception d’un tel message d’enrôlement MH, un nœud libre, par exemple le nœud e2, met à jour sa mémoire de données ; ladite mémoire coopérant avec son unité de traitement pour y consigner les coordonnées ou la valeur de l’identifiant du head, soit l’identifiant du nœud d2 en liaison avec la figure 1. Le dispositif e2, précédemment libre, devient membre de la grappe CL1. Il apparaît ainsi représenté par un cercle en trait fin sur la figure 1 . Le dispositif d2, agissant en tant que head, devient le destinataire de tout message de service MS comportant des données collectées par le dispositif e2 nouvellement membre de la grappe CL1 à l’instar des autres dispositifs membres de ladite grappe. L’émission du message MH par le nœud d2 est limitée en portée. Aussi, des nœuds, situés hors de portée, ne reçoivent pas le message MH comme message intelligible, voire ne le reçoivent pas du tout. Les nœuds étant hors de portée de d2, tels que les nœuds a5 à a8 ou encore les nœuds b5 à b8 demeurent des nœuds libres, représentés par des cercles dessinés en trait double. La grappe CL1 ne comporte que le nœud d2, agissant en tant que head et les nœuds membres, c’est-à-dire ayant accepté l’enrôlement du head d2. [0012] Une transposition de l’enseignement LEACH, dans le cadre d’un réseau multi- sauts comme le réseau R1 décrit en liaison avec la figure 1, pourrait laisser supposer que les nœuds devenant membres d’une grappe comportant un nœud agissant en tant que head, enregistrent, au sein de leurs mémoires de données respectives, la route, c’est-à-dire la valeur de l’identifiant du nœud agissant en tant que head et au moins la valeur de l’identifiant du nœud ayant relayé le message d’enrôlement dudit head, voire en variante les valeurs respectives des identifiants des nœuds intermédiaires ou relayeurs le séparant dudit head. Ainsi, à titre d’exemple, le nœud c2 enregistre la valeur de l’identifiant du head d2 ayant reçu directement un message d’enrôlement MH dudit nœud d2. Le nœud b2 enregistre, quant à lui, outre la valeur de l’identifiant du nœud d2, la valeur de celui du nœud c2 ayant relayé le message d’enrôlement MH de d2 au profit du nœud b2.
[0013] Une telle approche permet en théorie, ou du moins selon un mode d’application parfait, de préserver les ressources énergétiques globales d’un réseau de communication comportant une pluralité de nœuds communicants. En pratique ou dans la réalité et notamment selon des domaines d’application ou d’exploitation d’un tel réseau de communication en lien avec le transport de conteneurs coopérant avec des dispositifs électroniques communicants, une telle solution demeure non pertinente, du moins peu efficace.
[0014] En effet, prenons comme exemple d’application préféré et non limitatif l’exploitation d’un réseau de communication sans fil dont les nœuds consignent, collectent et transmettent des mesures en lien avec une pluralité d’organes de fonctionnement ou de conteneurs d’un convoi ferroviaire. On peut imaginer que chaque wagon et chaque motrice d’un train soient associés à un dispositif électronique communicant mettant en œuvre un procédé de communication tel que le LEACH ou un équivalent de type multi-sauts. Selon cette hypothèse, chaque dispositif électronique communicant associé à un wagon agit en tant que nœud au sein du réseau sans fil, tel que le réseau R1 décrit en liaison avec la figure 1. Imaginons que le mode de communication entre nœuds se fasse par voie radio. Outre le fait qu’un procédé de communication de type LEACH implique une approche simple-saut, imposant ainsi que chaque nœud puisse être en mesure de communiquer directement avec un head, l’agencement relatif des wagons et motrices sur une aire de stockage ou gare de triage crée un contexte applicatif tel qu’un nœud désigné head pourrait ne pas être ou ne plus être en mesure d’assurer un service de contrôle de la composition d’un convoi, consistant par exemple à transmettre des données agrégées à destination d’une unité distante, du seul fait de son positionnement relatif au regard d’une multitude de wagons de différents convois, par exemple. En effet, nombreux sont les obstacles constitués par une plateforme de transport et/ou un espace de stockage ou, encore, par les interactions engendrées mutuellement par les dispositifs électroniques communicants équipant wagons et motrices dont les positionnements mutuels peuvent entraîner une dégradation, voire une perte de capacité à pouvoir transmettre des données. Le risque de constater une perte de données, des lenteurs d’acheminement desdites données mais aussi des dépenses énergétiques inutiles et non pertinentes pour « animer » une grappe dont le head ne serait pas capable d’assurer efficacement sa fonction ou service, est très grand. Ce risque l’est d’autant plus dans le cas où des élections aléatoires de heads consécutives se traduirait par des « choix » peu fructueux.
[0015] Pour résoudre de tels inconvénients, le document WO 2016/005675 A1 décrit un réseau de communication sans fil particulièrement performant, quel que soit l’agencement relatif des nœuds et quel que soit le cadre applicatif ou d’exploitation dudit réseau, que celui-ci soit de type simple-saut ou multi-sauts. Un tel réseau permet d’optimiser la capacité globale du réseau à assurer un service déterminé à partir de données collectées par les différents nœuds. Il s’appuie principalement sur un procédé d’adhésion à une grappe de dispositifs communicants selon la capacité d’un head à assumer un tel rôle, pour, à titre d’exemple non limitatif, émettre des données selon un mode de communication longue distance. Chaque nœud mettant en œuvre un tel procédé peut décider d’agir en tant que head s’il est en capacité de le faire. Réciproquement, tout nœud libre peut décider d’adhérer ou non à une grappe selon la capacité du head, avantageusement auto-désigné tête de grappe ou head. En complément, le document WO 2016/083745 A1 , divulgue un procédé robuste y compris lorsque des nœuds constituant ledit réseau sont mobiles les uns par rapport aux autres ou lorsque la topologie dudit réseau se révèle particulièrement fluctuante. Selon cette innovation, tout nœud libre peut solliciter, à la demande, une procédure d’affiliation auprès d’un membre d’une grappe. Une telle procédure d’affiliation peut découler d’une adaptation d’un réseau tel que celui décrit précédemment et illustré en liaison avec la figure 1. Une demande d’affiliation d’un nœud libre est représentée par une flèche en traits doubles. Il s’agit en l’espèce du nœud libre a4, précédemment libre, qui sollicite une affiliation auprès du nœud b4, membre de la grappe CL1 dont le head est le nœud d2. Le nœud a4 devient affilié à la grappe CL1 , représenté par un cercle discontinu. Ainsi, alors que a4 n’était pas en situation de réceptionner un message d’enrôlement MH émanant du head d2, il peut rejoindre, à sa demande, la grappe CL1 . Chaque nœud, mettant en œuvre une telle procédure d’affiliation, peut plus généralement à sa demande et indépendamment de la politique d’enrôlement d’un head, solliciter une affiliation auprès d’un membre d’une grappe et ainsi transmettre des messages de service à destination dudit head, via notamment le nœud membre ayant accepté la procédure d’affiliation. On peut ainsi étendre des grappes constituées après une procédure d’enrôlement, voire même transformer un réseau de type simple-saut en un « pseudo réseau multi-sauts » ou plus précisément adapter un réseau simple- saut dont une grappe devient une structure de type multi-sauts, un nœud membre, ayant accepté une demande d’affiliation, œuvrant en tant que nœud relayeur du nœud affilié pour la transmission de messages de service. Enfin, le document WO 2016/151259 A1 décrit un procédé pour limiter, à bon escient, voire pour réguler dynamiquement de manière homogène et maîtrisée, la profondeur d’une grappe au sein d’un réseau d’objets communicants. En effet, la constitution d’une grappe de grande profondeur, c’est-à-dire selon laquelle un membre peut être localisé à une distance en nombre de sauts conséquente, peut générer un trafic de messages important inhérent, par exemple aux relais de messages d’enrôlement ou de service par les membres relayeurs. De tels relais itérés à une grande fréquence, qui plus est par de nombreux membres, peut obérer les capacités énergétiques desdits membres relayeurs à pouvoir collecter des données, produire et émettre à destination d’un head ses propres messages de service. [0016] Le procédé de communication selon le document WO 2016/005675 A1 présente l’énorme avantage d’être très peu énergivore au regard de ces pairs. Sa conception s’appuie toutefois sur un principal postulat selon lequel un nœud head ne connaît pas, a priori, les membres de la grappe dont il a la charge de relayer les informations montantes ou messages de service. Selon ce principe, chaque nœud peut devenir à tour de rôle head s’il en a les capacités et tout nœud tiers peut décider librement d’adhérer à ladite grappe, sans en faire la demande. Ce postulat le distingue de solutions alternatives selon lesquelles toute adhésion à une grappe est le fruit d’une demande d’adhésion préalable d’un nœud postulant ou libre auprès d’un nœud agissant en tant que head et connu en tant que tel à la suite d’une procédure de découverte mutuelle de nœuds présents à portée de communication radio. Selon ce type de réseau, ladite demande d’adhésion peut être acceptée ou refusée par le nœud agissant en tant que tête de grappe ou head.
[0017] Pour un homme du métier, sélectionner un procédé, tel que celui décrit dans le document WO 2016/005675 A1 , de constitution de grappes de dispositifs communicants que nous pourrions qualifier de « libérale », dont l’objectif principal est d’assurer la plus longue longévité de communication au sein d’une grappe en réduisant à sa plus simple expression les messages intra-grappe, ne constitue pas, a priori, un point de départ prometteur pour superviser la constitution ou composition d’un convoi ferroviaire ou de palettes d’articles ou d’éléments. En effet, les solutions évoquées précédemment en lien avec les documents WO 2016/005675 A1 , WO 2016/083745 A1 ou WO 2016/151259 A1 sont conçues pour favoriser la remontée d’informations depuis des membres d’une grappe vers un head, sans que ce dernier ne connaisse les membres qui composent sa grappe. Tout au plus, un membre relayeur ou un head peut connaître l’identité d’un nœud « fils » lors de la réception d’un message de service émis par ledit nœud fils à destination du head. En outre, il n’est généralement pas requis de prévoir un mécanisme de constitution/dé- constitution de grappes provoquée par une rotation de la fonction de tête de grappe ou head d’un réseau de dispositif électroniques associés à des éléments d’un convoi ferroviaire. Généralement ledit convoi comporte une ou plusieurs motrices ou locomotives disposant de toute l’énergie électrique nécessaire à l’accomplissement permanent d’un rôle de head pour un dispositif électronique communicant équipant ladite motrice. Les solutions connues dans le domaine de la constitution d’un convoi s’appuient donc généralement sur une constitution dirigée d’une grappe à partir d’une procédure d’enrôlement contraint de nœuds attendus émanant par un head (la locomotive), seuls lesdits nœuds attendus pouvant favorablement adresser une demande d’adhésion à la grappe dudit head ou répondant à une demande de « réveil » émis par ledit head.
[0018] Parfois très éloignés du domaine ferroviaire, certains enseignements basés sur une procédure d’enrôlement dirigé et préalable à un suivi de la pérennité d’un ensemble préétabli de dispositifs communicants, comme par exemple l’enseignement tiré du document US 2018/0248760 A1 décrivant un mécanisme de remplacement d’une lampe défectueuse parmi une collection configurée de lampes communicantes, tentent de répondre à des besoins de contrôle de ladite pérennité d’un ensemble préconfiguré d’objets communicants et/ou décrivent des solutions de remplacement d’objets défectueux pour mettre à jour un nouvel ensemble d’objets communicants en lieu et place du précédent.
[0019] L’invention vise à sélectionner un procédé d’adhésion tel que décrit dans les documents WO 2016/005675 A1 , WO 2016/083745 A1 ou WO 2016/151259 A1 quand bien même le contexte applicatif nécessite la connaissance de nœuds appartenant à une grappe, à des fins par exemple de rapport, de communication descendante, c’est-à-dire depuis un head vers un membre d’une grappe et/ou de constitution prédéterminée, attendue ou dirigée. L’invention vise en outre à adapter un tel procédé connu pour répondre aux attentes, selon un exemple d’application non limitatif, tel que le domaine ferroviaire, pour lequel la connaissance de la composition d’un convoi de wagons et/ou des charges véhiculée par un tel convoi peut être exigée préalablement à tout déplacement dudit convoi. Un tel domaine peut en outre exiger de transmettre des commandes ou ordres, de faire exécuter certaines tâches à différents organes ou actionneurs pour mettre en œuvre des procédures de tests ou d’opérations concertées ou conjointes préalablement à un départ ou une arrivée en gare, telles que le déploiement de caténaires ou test de système de frein, par exemple. Une constitution stricte d’un convoi peut être un prérequis au départ dudit convoi. Une alerte peut être transmise à un superviseur (motrice ou opérateur distant) si un wagon attendu ou exigé est manquant à l’appel ou muet au sein d’un convoi constitué ou, encore, si un wagon doit être considéré comme un intrus au regard d’une constitution préétablie d’un tel convoi, voire encore, si un organe essentiel n’est pas fonctionnel au sein dudit convoi.
[0020] L’invention permet de répondre à tout ou partie des besoins applicatifs précédemment exprimés et des inconvénients soulevés par les solutions connues en constituant un réseau de communication sans fil, particulièrement innovant et performant, quel que soit l’agencement relatif des nœuds et quel que soit le cadre applicatif ou d’exploitation dudit réseau. L’invention répond, selon différents modes de réalisation avantageux, aux besoins d’applications nécessitant, par exemple, un rapport sur la composition courante d’un ensemble ou grappe de nœuds d’un réseau de communication sans fil peu énergivore et robuste. L’invention permet en outre de mettre en œuvre une communication descendante efficace au sein d’un tel réseau pour contrôler une constitution ordonnée ou non ordonnée d’une grappe de nœuds au sein dudit réseau et/ou le potentiel fonctionnel des nœuds au sein de ladite grappe.
[0021] Parmi les nombreux avantages apportés par l'invention, nous pouvons mentionner que celle-ci permet :
- de réduire les dépenses énergétiques des nœuds du réseau, prolongeant ainsi la capacité à rendre un service dudit réseau ;
- de concevoir un réseau ou du moins une structure de nœuds, automatiquement adaptable et fonctionnel au gré des changements de positions relatives entre les nœuds ou de l'évolution des conditions d'exploitation desdits nœuds, par exemple lors de la manutention, du stockage ou du transport de conteneurs associés chacun à un dispositif électronique conforme à l'invention ;
- de privilégier la robustesse du service, par exemple l'émission de données par voie longue distance, en lien avec la vérification d'une composition attendue d'une grappe, en conférant à chaque nœud conforme à l'invention l'opportunité de déterminer son rôle au sein du réseau ;
- de transmettre des commandes de faire exécuter, par exemple à des actionneurs tiers, à des nœuds du réseau ;
- de mettre en œuvre des fonctions de contrôle ou de supervision de la constitution et du fonctionnement d'un réseau de dispositifs électroniques communicants.
[0022] A cet effet, l'invention concerne un procédé d'adhésion à une grappe comprenant une pluralité de dispositifs électroniques communicants, ledit procédé étant mis en œuvre par une unité de traitement de chacun desdits dispositifs électroniques communicants ou d'un dispositif électronique communicant étranger à ladite grappe, ledit dispositif électronique comportant outre ladite unité de traitement, une mémoire de données, des premiers moyens de communication assurant une communication de proximité sans fil avec tout autre dispositif électronique situé à portée de communication, ladite mémoire et lesdits moyens de communication coopérant avec ladite unité de traitement, la mémoire de données comportant la valeur d'un identifiant dédié au dispositif électronique communicant et un enregistrement pour comporter la valeur courante d'un identifiant d'un dispositif électronique communicant agissant en tant que tête de grappe. Ledit procédé comporte :
- une étape pour recevoir un message d'enrôlement élaboré et émis par un dispositif électronique communicant tiers, ledit message d'enrôlement comportant l'identifiant du dispositif émetteur dudit message d'enrôlement et une donnée traduisant la capacité dudit dispositif émetteur à pouvoir assurer un service donné ;
- une étape pour décoder ledit message d'enrôlement et pour en déduire ledit identifiant dudit dispositif émetteur du message d'enrôlement et la donnée traduisant ladite capacité ;
- une étape pour mettre à jour l'enregistrement pour que ledit enregistrement mémorise la valeur de l'identifiant du dispositif émetteur du message d'enrôlement décodé et la valeur de la donnée traduisant la capacité du dispositif émetteur à assurer ledit service, l'étape pour mettre à jour l'enregistrement n'étant accomplie que si la donnée traduisant ladite capacité est supérieure ou égale à un seuil minimal d'exigence déterminé, ledit dispositif mettant en œuvre ledit procédé devenant membre de la grappe dont le dispositif agissant en tant que tête de grappe comporte un identifiant dont la valeur est égale à la valeur courante d'identifiant mémorisée dans ledit enregistrement ;
- une étape pour émettre un message de service à destination du dispositif agissant en tant que tête de grappe pour le service considéré, ledit message de service comportant l'identifiant du dispositif électronique émetteur dudit message de service et l'identifiant du dispositif agissant en tant que tête de grappe.
[0023] Un tel procédé comporte en outre :
- une étape pour évaluer la capacité du dispositif, mettant en œuvre ledit procédé, à assumer un service déterminé, ladite étape consistant à estimer un ou plusieurs paramètres de fonctionnement dudit dispositif et produire la donnée traduisant la capacité dudit dispositif à pouvoir assurer le service déterminé ;
- une étape pour comparer la donnée traduisant ladite capacité à un seuil fonctionnel minimal d'exigence ;
- une étape pour élaborer et émettre un message d'enrôlement comportant l'identifiant dudit dispositif ainsi que la donnée traduisant la capacité dudit dispositif à pouvoir assurer ledit service déterminé à destination de tout dispositif communicant situé à portée de communication, ladite étape n'étant mise en œuvre que si la donnée traduisant ladite capacité est supérieure ou égale audit seuil fonctionnel minimal d'exigence.
[0024] Pour permettre d'assurer notamment un service visant à contrôler la composition ou formation d'un ensemble de dispositifs électroniques au regard d'une composition attendue ou requise : l'étape pour évaluer la capacité du dispositif, mettant en œuvre ledit procédé, à assumer un service déterminé, consiste à estimer un ou plusieurs paramètres de fonctionnement dudit dispositif parmi lesquels la présence d’une première structure de données déterminée dans la mémoire données, ladite première structure de données décrivant le ou les identifiants de dispositifs attendus pour former conjointement un ensemble déterminé de dispositifs électroniques ;
- le service à assumer par le dispositif électronique lorsque celui-ci agit en tant que tête de grappe consiste, à l'issue de l'étape pour élaborer et émettre un message d'enrôlement, à : o décoder le ou les messages de services reçus depuis l’émission du message d’enrôlement par ledit dispositif électronique pour en déduire les identifiants des dispositifs électroniques lui ayant adressé le ou lesdits messages de services et enregistrer lesdits identifiants dans une deuxième structure de données dans la mémoire de données ; o réaliser, à l'expiration d'une durée prédéterminée à compter de l'émission dudit message d'enrôlement par ledit dispositif électronique, une opération de comparaison des identifiants respectivement enregistrés dans les première et deuxième structures de données ; o élaborer et émettre un message de contrôle décrivant le résultat de ladite opération de comparaison.
[0025] Pour permettre une constitution d'un réseau de communication dont les dispositifs électroniques communicants qui le composent peuvent être physiquement relativement éloignés les uns par rapports à d'autres, c'est-à-dire hors de portée de communication radio, un tel procédé peut comporter une étape subséquente à l'étape pour mettre à jour l'enregistrement, pour élaborer et émettre via les moyens de communication un message d'enrôlement relayé comportant l'identifiant du dispositif inscrit dans l'enregistrement comprenant la valeur courante de l'identifiant du dispositif agissant en tant que tête de grappe, la donnée traduisant la capacité dudit dispositif à pouvoir assurer le service ainsi que l'identifiant du dispositif mettant en œuvre ledit procédé d'adhésion et agissant en tant que membre de grappe relayeur du message d'enrôlement émanant du dispositif agissant en tant que tête de grappe. [0026] Selon ce mode de réalisation avantageux, l'étape pour décoder un message d'enrôlement relayé peut consister à déduire dudit message la valeur de l'identifiant d'un dispositif agissant en tant que membre de grappe et la valeur de l'identifiant d'un dispositif ayant relayé ledit message d'enrôlement. L'étape pour mettre à jour l'enregistrement peut alors consister en outre à inscrire au sein dudit enregistrement ledit identifiant du dispositif membre de grappe, relayeur du message d'enrôlement, le couple d'identifiants des dispositifs membres de grappe et tête de grappe constituant ainsi une information de route.
[0027] Pour provoquer un démantèlement d'une grappe de dispositifs communicants, un procédé selon l'invention peut comporter :
- une étape pour recevoir un message de destruction de grappe élaboré et émis par un dispositif électronique communicant tiers ayant préalablement qualité à agir en tant que tête de grappe, ledit message de destruction de grappe comportant l'identifiant du dispositif émetteur dudit message de destruction de grappe ;
- une étape pour décoder ledit message de destruction de grappe et pour en déduire ledit identifiant dudit dispositif émetteur du message de destruction de grappe ;
- une étape pour mettre à jour l'enregistrement comportant la valeur courante d'un identifiant d'un dispositif agissant en tant que tête de grappe, pour effacer ladite valeur courante ou remplacer celle-ci par une valeur prédéterminée traduisant une absence d'identifiant de dispositif agissant en tant que tête de grappe, ledit dispositif mettant en œuvre ledit procédé devenant libre, ladite mise à jour de l'enregistrement n'étant effectuée que si la valeur de l'identifiant déduit du message de destruction de grappe est identique à la valeur courante inscrite dans ledit enregistrement.
[0028] Selon un mode de réalisation avantageux, le dispositif électronique communicant peut comporter une source en énergie électrique alimentant l'unité de traitement, la mémoire de données, les moyens de communication. L'un desdits paramètres de fonctionnement décrit alors le niveau d'énergie électrique disponible de la source en énergie électrique. [0029] En outre, un tel dispositif électronique communicant peut comporter des deuxièmes moyens de communication longue distance coopérant avec l'unité de traitement, le service consistant à émettre le message de contrôle à une entité distante via lesdits moyens de communication longue distance. L'un desdits paramètres de fonctionnement décrit alors la puissance d'émission d'un signal par les moyens de communication longue distance.
[0030] Selon un mode de réalisation avantageux, l'étape pour émettre un message de contrôle peut n'être réalisée que lorsque l'opération de comparaison ne conclut pas à une égalité.
[0031] Pour transmettre une consigne descendante à des membres d'une future grappe de dispositifs électroniques communicants, le message d'enrôlement peut comporter une commande d'activation d'actionneur destinée à être mise en œuvre par tout dispositif électronique communicant devenant membre de la grappe à réception dudit message d'enrôlement. L'étape pour mettre à jour l'enregistrement pour que ledit enregistrement mémorisant la valeur de l'identifiant du dispositif émetteur du message d'enrôlement entraîne alors la mise en œuvre d'une étape subséquente pour provoquer l'activation d'un actionneur coopérant avec ledit dispositif électronique communicant en fonction de la commande d'activation d'actionneur contenue dans le message d'enrôlement.
[0032] Selon un mode de réalisation avantageux, le message de service peut comporter une valeur mesurée par un capteur coopérant avec l'unité de traitement du dispositif électronique émetteur dudit message de service.
[0033] En outre, l'étape pour émettre un message de service à destination du dispositif agissant en tant que tête de grappe pour le service peut être mise en œuvre dès la mise à jour de l'enregistrement mémorisant la valeur de l'identifiant du dispositif émetteur du message d'enrôlement. De cette manière, lorsque le service vise à contrôler la composition d'un ensemble ou grappe de dispositifs électroniques communicants, ces derniers sont plus réactifs et le head ou tête de grappe peut rapidement rendre compte.
[0034] Afin de s'assurer, par exemple, d'un suivi régulier de la composition d'un ensemble d'éléments associés respectivement à une pluralité de dispositifs électroniques communicants, l'invention prévoit que l'étape pour encoder et émettre un message d'enrôlement comportant l'identifiant dudit dispositif ainsi que la donnée traduisant la capacité dudit dispositif à pouvoir assurer ledit service déterminé à destination de tout dispositif communicant situé à portée de communication, puisse être avantageusement mise en œuvre selon une périodicité prédéterminée.
[0035] Selon un deuxième objet, l'invention concerne un produit programme d'ordinateur comportant une pluralité d'instructions de programme qui, lorsqu'elles sont préalablement enregistrées dans une mémoire de programmes d'un dispositif électronique comportant une unité de traitement, exécutées ou interprétées par ladite unité de traitement, provoque la mise en œuvre d'un procédé d'adhésion tel qu'exprimé précédemment et conforme à la présente invention.
[0036] Selon un troisième objet, l'invention concerne un dispositif électronique comportant une unité de traitement et une mémoire de programmes, ledit dispositif électronique communicant étant agencé en ce qu'il comporte, dans ladite mémoire de programmes, les instructions d'un tel produit programme d'ordinateur.
[0037] Selon un quatrième objet, l'invention concerne un système comportant une pluralité de dispositifs électroniques communicants agencés conformément à la présente invention.
[0038] A titre d'exemple d'application préféré, bien que non limitatif, un tel système peut comporter une pluralité de conteneurs de personnes, d'animaux, de biens, de marchandises solides, fluides ou liquides, lesdits conteneurs coopérant respectivement avec les dispositifs électroniques communicants et étant destinés à former un ensemble dont la composition au regard d'une composition attendue est contrôlée.
[0039] Un tel conteneur peut être un élément roulant, wagon ou motrice, d'un convoi ferroviaire.
[0040] D'autres caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit se rapportant à un exemple de réalisation donné à titre indicatif et non limitatif et à l'examen des figures qui l'accompagnent parmi lesquelles :
[0041] La Figure 1 , déjà décrite, illustre deux exemples de configurations d'un réseau de communication sans fil, respectivement simple-saut ou multi-sauts ;
[0042] La Figure 2, partiellement déjà décrite, présente l'architecture fonctionnelle d'un dispositif électronique communicant selon l'art antérieur et selon l'invention lorsque ce dernier est adapté pour mettre en œuvre un procédé d'adhésion à une grappe de dispositifs communiquant avec des pairs via un réseau de communication sans fil, ledit procédé étant conforme à l'invention ;
[0043] La Figure 3 présente une description fonctionnelle d'un tel procédé d'adhésion selon l'invention.
[0044] Un dispositif électronique communicant conforme à l'invention s'apparente à un dispositif 10 connu, tel que celui décrit précédemment en liaison avec la figure 2.
[0045] A ce titre, un dispositif électronique communicant conforme à l'invention comporte une unité de traitement 11 , consistant en un ou plusieurs microcontrôleurs chargés de mettre en œuvre des traitements sur des données notamment. Lesdites données sont avantageusement, tout ou partie, enregistrées sur une ou plusieurs mémoires de données 12, généralement électriquement effaçables et inscriptibles. La mémoire de données 12 peut avantageusement comporter une section non effaçable, physiquement isolée ou simplement agencée pour qu'un accès en écriture ou en effacement soit proscrit. Un tel accès peut en variante requérir la satisfaction d'une procédure d'authentification. Une telle section avantageuse de la mémoire de données 12, dont l'accès en modification est restreint, permet d'y consigner notamment la valeur d'un identifiant ID dédié au dispositif électronique communicant. Avantageusement mais de manière non obligatoire, un dispositif électronique communicant 10 peut en outre comporter une ou plusieurs mémoires de programmes 14 pour enregistrer un ou plusieurs programmes P, ou plus généralement un ou plusieurs ensembles d'instructions de programmes, lesdites instructions de programmes étant intelligibles par l'unité de traitement 11. L'exécution ou l'interprétation desdites instructions par ladite unité de traitement provoque la mise en œuvre d'un procédé de traitement de données ou de fonctionnement du dispositif électronique communicant 10. Ce dernier comporte également des premiers moyens de communication 13 assurant une communication de proximité sans fil avec tout autre dispositif électronique, tel que le dispositif électronique communicant 10i, à condition que ce dernier soit à portée de communication. Par l'intermédiaire desdits premiers moyens de communication 13, le dispositif électronique communicant 10, ou plus précisément son unité de traitement 11 , peut émettre et/ou recevoir des messages à destination ou en provenance de dispositifs électroniques communicants tiers positionnés à portée de communication. De tels messages peuvent être de toute nature. Parmi différents types de messages, nous pouvons mentionner, de manière non exhaustive, des messages de données MS en lien avec un service particulier S, des messages d'enrôlement MH, des messages de destruction de grappe MR.
[0046] Certains dispositifs électroniques communicants peuvent tirer bénéfice du champ électromagnétique créé par le réseau, pour y puiser l'énergie électrique suffisante pour assurer leurs fonctionnements, ne serait-ce que durant une brève période temporelle. Toutefois, pour assurer un fonctionnement continu et/ou mettre en œuvre des traitements nécessitant davantage d'énergie, un dispositif électronique communicant 10 selon l'invention peut avantageusement comporter une source en énergie électrique 17 propre, alimentant notamment l'unité de traitement 11 , voire tout autre élément constituant ledit dispositif qui le nécessiterait. Une telle source 17 consiste généralement en une batterie ou une pluralité de batteries. Selon le contexte applicatif privilégié en lien notamment avec la constitution et/ou la supervision d'ensembles d'éléments équipés de dispositifs électroniques communicants, lesdits éléments peuvent être roulants, tels que des motrices ou wagons, ou consister en des charges véhiculées, telles que des conteneurs ou encore, concerner des organes fonctionnels (caténaires, freins, portes, etc.). Ce contexte particulier ne saurait toutefois limiter le champ d'exploitation de l'invention, un dispositif électronique communicant 10 pouvant comporter un ou plusieurs capteurs 15 coopérant avec l'unité de traitement 11. Un tel capteur peut mesurer une ou plusieurs grandeurs en lien avec les environnements interne et/ou externe desdits éléments et en produire des données. A titre d'exemple, comme illustré par la figure 2, un capteur 15 peut mesurer la température et/ou l'humidité régnant au sein d'une enceinte, l'obscurité ou la perte d'obscurité au sein de l'enceinte attestant une ouverture inopinée d'une porte, voire encore une contrainte mécanique appliquée sur une bielle d'un système de freinage, etc. Si nécessaire, le ou les capteurs peuvent coopérer avec l'unité de traitement d'un dispositif électronique communicant via des sondes ou des nappes conductrices, notamment dans le cas où un dispositif électronique communicant 10 serait apposé contre la paroi extérieure d'une enceinte que l'on souhaite superviser au moyen dudit dispositif 10. Un tel dispositif électronique communicant 10 peut en outre comporter une horloge lui permettant d'horodater les mesures collectées, ladite horloge n'étant pas représentée en figure 2. Un tel dispositif électronique communicant 10 peut en outre comporter des moyens 18 pour activer un actionneur externe A, selon le ou les services que l'on souhaite opérer à l'aide de dispositifs électroniques communicants conformes à l'invention. A titre d'exemple préféré et non limitatif, un service peut consister à :
- collecter des données auprès des nœuds d'un réseau de dispositifs électroniques communicants conformes à l'invention, par exemple en lien avec des grandeurs mesurées par lesdits nœuds ;
- à agréger lesdites données collectées auprès d'une pluralité de nœuds, puis à élaborer des messages de contrôle MC encodant des données de service consolidées à destination d'une entité distante, telle qu'un serveur informatique ou entité électronique distante RS, de tels messages pouvant alerter quant à la constitution courante d'un ensemble d'éléments au regard d'une constitution attendue.
[0047] Pour émettre des messages de contrôle MC, un dispositif électronique communicant 10 comporte avantageusement des deuxièmes moyens de communication longue distance 16 coopérant avec l'unité de traitement 11 . Une telle communication peut être réalisée via un réseau RR, par voies GPRS ou satellite, voire par toute autre voie de communication adaptée filaire ou sans fil. Les différents constituants internes du dispositif électronique communicant coopèrent avec l'unité de traitement 11 , avantageusement par bus filaires ou par couplage. Le dispositif 10 peut comporter un boîtier abritant lesdits constituants, ledit boîtier comportant avantageusement des moyens de fixation pour apposer le dispositif 10 sur un support dont on souhaite assurer le suivi, en l'occurrence un conteneur suivant l'exemple d'application préféré.
[0048] Pour mettre en œuvre l'invention, il est requis d'agir sur le fonctionnement de l'unité de traitement, plus précisément sur un procédé de communication mis en œuvre par ladite unité de traitement. Un tel procédé P100 sera décrit ultérieurement en liaison avec la figure 3. Un mode d'adaptation préféré consiste à prévoir un programme P, ou plus généralement des instructions d'un produit programme d'ordinateur mutuellement agencées, pour mettre en œuvre ledit procédé lors de l'exécution ou l'interprétation desdites instructions de programme par l'unité de traitement 11 . Avantageusement, ledit programme P est chargé dans la mémoire de programmes 14 lors de l'assemblage dudit dispositif électronique 10 ou, par téléchargement dudit programme P au sein de la mémoire 14 après ladite phase d'assemblage du dispositif électronique communicant 10.
[0049] L'invention réside principalement dans la mise en œuvre d'un réseau avantageusement multi-sauts, pour lequel chaque nœud consiste en un dispositif électronique communicant tel que le dispositif 10 précédemment décrit.
[0050] Un nœud d'un tel réseau est généralement adapté ou agencé pour mettre en œuvre un procédé d'adhésion et/ ou d'affiliation à une grappe de dispositifs. La mémoire de données 12 comporte, outre la valeur de l'identifiant ID dédié au dispositif électronique communicant, un enregistrement RH prévu pour comporter la valeur courante IDHc d'un identifiant IDH d'un dispositif électronique communicant agissant en tant que Head, tel que le nœud d2 selon la figure 1 .
[0051] Lorsqu'un dispositif électronique communicant choisit d'adhérer à une grappe dont l'un des nœuds agit en tant que head, cette adhésion est généralement exclusive. En d'autres termes, un nœud ne peut être membre de grappes distinctes, c'est-à-dire ayant respectivement des nœuds heads distincts pour un même service. On parle alors de grappes non « recouvrantes ». Un nœud adhérant à une grappe choisit le « meilleur » head pour ledit service. Une telle sélection peut se faire par exemple selon une capacité particulière à assurer un service déterminé.
[0052] Toutefois, un nœud peut également être rattaché à une pluralité de heads, si lesdits heads sont assignés à la mise en œuvre de services distincts, tels que, par exemple, un premier head pour l'émission de données longue distance (service Si) et un deuxième head pour la mise en œuvre d'un service de gestion d'alarmes (service Sj).
[0053] A ce titre, à l'instar de la solution LEACH, précédemment présentée, des grappes de dispositifs électroniques communicants, telles que la grappes CL1 du réseau R1 décrit en liaison avec la figure 1 , comportent un dispositif agissant en tant que head, tel que le nœud d2 décrit en liaison avec la figure 1. Les autres dispositifs agissent en tant que membres de ladite grappe, tels que, de manière non exhaustive, le nœud c2 décrit en liaison avec la figure 1 . Le rôle d'un membre consiste principalement à collecter des informations, telles que par exemple des mesures de grandeurs environnementales, de les traduire en données, puis d'encoder lesdites données sous la forme d'un message de service MS à destination d'un Head en capacité d'assurer le service déterminé. Ce head reconnaît lesdits messages de service MS puis met en œuvre le service déterminé S. Par exemple, un tel service peut consister à agréger les données transmises au head depuis plusieurs membres via des messages MS puis à mettre en œuvre une transmission longue distance desdites données agrégées, voire consolidées, sous la forme de messages de contrôle MC à destination d'une entité distante RS.
[0054] Un message de service MS, adressé depuis un membre d'une grappe à destination d'un head, est structuré de sorte à comporter :
- une information caractérisant le type du message ;
- la valeur d'un identifiant du nœud source, par ailleurs généralement nœud Membre ;
- la valeur d'un identifiant du nœud destinataire, en l'occurrence un head, voire un identifiant d'un nœud membre relayeur dans le cas d'un réseau multi-sauts ; - des données, par exemple en lien avec des grandeurs mesurées par un capteur du dispositif ;
- éventuellement un code de redondance, voire un cryptogramme ou toute autre information de contrôle permettant à un nœud réceptionnant un tel message de service MS de le décoder, de l'exploiter ou de le relayer.
[0055] Un message MS, comme tout autre message circulant au sein du réseau, peut déclencher des messages d'accusé de réception MACK transmis par le réceptionnaire du message à destination du nœud source. A l'extinction d'une période déterminée ou " timeout " selon une terminologie anglo-saxonne, si aucun message MACK n'est reçu, une nouvelle émission du message MS est déclenchée, et ce pour un nombre limité d'itérations à l'issue duquel le nœud source considère que la " route " ou la communication avec le nœud destinataire n'est pas ou plus disponible. Un tel nœud source peut décider d'abandonner la grappe et de recouvrer un statut de nœud libre, ou encore de chercher à adhérer à une autre grappe.
[0056] L'adhésion d'un nœud libre à un nœud agissant en tant que head est proche de celle mise en œuvre selon la solution LEACH. Toutefois, les modalités d'élection d'un head et les modalités d'adhésion d'un nœud libre pour devenir membre d'une grappe peuvent être très différentes. Par exemple, seuls des nœuds en réelle capacité d'assurer un service déterminé sont aptes à s'auto- désigner head. De leur côté, les autres nœuds sont libres d'arbitrer une compétition de heads et de choisir le head qui apparaît le meilleur candidat pour mettre en œuvre le service auquel ils contribuent.
[0057] Quel que soit le mode d'élection de heads, un premier mode de conception de dispositifs électroniques communicants peut consister à maintenir continuellement ces derniers en écoute de fréquences de communication radio pour tester la présence de messages émanant de dispositifs pairs. Une telle approche peut entraîner une dépense énergétique importante et obérer l'autonomie de l'ensemble du réseau. La technique connue sous la terminologie anglo-saxonne Wake On Radio (WOR) permet de limiter cet inconvénient. Ainsi, l’intégralité des moyens de communication radio n’est pas maintenue active en permanence de sorte à assurer une veille ou écoute continue tout en ne consommant que peu d’énergie électrique. Dès qu’un potentiel signal ou message est détecté, l’intégralité des moyens de communication est activée. Une deuxième approche consiste à plonger les nœuds dans un relatif sommeil durant la grande majorité du temps de leurs fonctionnements respectifs. La communication radio est totalement désactivée car celle-ci est particulièrement consommatrice en énergie électrique. De tels nœuds peuvent toutefois poursuivre la mise en œuvre de traitements internes peu énergivores. De manière cyclique, de tels nœuds s'éveillent pour écouter d'éventuels messages en provenance de pairs ou pour émettre à leurs tours des messages d'enrôlement, de service, etc. Cette technique nécessite de synchroniser les dispositifs électroniques de sorte que des « points de rencontre » éventuels (« time slots », selon une terminologie anglo-saxonne) soient partagés. Cette technique peut également présenter l’inconvénient d’induire une latence préjudiciable si lesdits points de rencontre sont trop espacés. Il est donc préférable de rechercher le meilleur compromis entre consommation électrique et réactivité, selon l’application visée et l’économie énergétique recherchée.
[0058] La figure 3 illustre un procédé P100 de communication mis en œuvre par un dispositif électronique communicant conforme à l'invention, tel qu'à titre d'exemple un dispositif 10 décrit en liaison avec la figure 2.
[0059] Un tel procédé de communication résulte de la mise en œuvre d'un premier traitement 100 par l'unité de traitement 11 d'un dispositif électronique communicant 10 en réaction à la réception d'un message d'enrôlement MH.
[0060] Décrivons dans un premier temps le traitement 110 mis en œuvre par un dispositif électronique communicant 10 conforme à l'invention, mettant en œuvre un procédé P100. Ce dernier comporte une étape d'évaluation 111 de la capacité du dispositif électronique communicant 10 à assurer un service déterminé S pour éventuellement, s'auto-désigner ou s'auto-élire head. Une telle étape 111 peut consister dans un premier temps à estimer, en 1111 , un ou plusieurs paramètres de fonctionnement du dispositif électronique communicant 10 pour tester la capacité de celui-ci à assurer correctement ledit service. A titre d'exemple préféré, supposons que ledit service consiste à agréger des données collectées et déduites de messages de service MS, de consolider lesdites données, d'encoder un message de contrôle MC et d'émettre ce dernier par des moyens de communication longue distance 16 à destination d'un serveur informatique distant dont la mission consiste à s'assurer d'une " correcte " composition d'un convoi ou d'une palette au regard d'une composition attendue ou pré-requise. Pour pourvoir assurer ce service, le dispositif électronique communicant doit évidemment comporter des moyens de communication adaptés, tels que par exemple les moyens 16. Par ailleurs, une telle communication par exemple de type GPRS, mobilise une quantité d'énergie électrique importante ne serait-ce que pour initier la liaison. Il est donc impératif qu'un dispositif électronique communicant, agissant en tant que tête de grappe, dispose d'une réserve énergétique suffisante pour supporter une telle sollicitation. Par ailleurs, il est également préférable que la puissance d'émission d'un signal par voie GPRS soit des plus optimales. En effet, une puissance d'émission faible engendrerait des lenteurs, donc une durée d'émission accrue et particulièrement consommatrice en énergie électrique voire, de nouvelles tentatives d'émissions successives en cas d'échec ou encore des pertes pures et simples de messages de contrôle MC.
[0061] Selon un premier mode de réalisation, l'invention prévoit que l'étape 1111 puisse consister en une étape d'autotest ou d'auto-évaluation du dispositif électronique communicant, par exemple, du niveau de batterie 17. L'unité de traitement 11 peut en outre, par exemple, tester la puissance d'émission d'un signal par voie GPRS. Ladite unité de traitement 11 peut en outre examiner en 1111 d'autres paramètres fonctionnels du dispositif parmi lesquels la présence ou l'absence d'un ou plusieurs identifiants de dispositifs électroniques attendus pour former conjointement un ensemble déterminé de dispositifs électroniques, le ou lesdits identifiants étant mémorisés dans une structure de données déterminée ES dans la mémoire données 12 du dispositif électronique communicant. En effet, pour pouvoir contrôler la constitution, par exemple d'un convoi ferroviaire au regard d'une composition attendue, chaque élément du convoi comportant au moins un dispositif électronique communicant, un head doit connaître une telle composition attendue. La structure de données ES peut être mise à jour à la suite de la réception d'un message de constitution d'un ensemble émis par une entité électronique distante, par exemple l'entité électronique RS. La mise à jour de la structure de données ES peut également résulter de toute autre procédure d'accès en écriture, avantageusement partielle, de la mémoire de données 12. Chaque dispositif électronique communicant susceptible d'adhérer ou de constituer une grappe au sein du réseau de communication comporte un identifiant qui lui est propre. La structure de données ES peut ainsi consister en une liste ou ensemble ordonné ou non ordonné d'identifiants ID de dispositifs électroniques communicants. Lors d'une requête en dé-constitution d'un ensemble de dispositifs électroniques communicants, une telle structure de données ES peut être effacée. Dans le cas d'application préférée liée au contrôle de la constitution d'un convoi ferroviaire, l'invention prévoit de munir une motrice d'un dispositif électronique communicant conforme à l'invention. Lors de la constitution du convoi, la mémoire de données 12 dudit dispositif électronique communicant comporte une telle structure de données ES, initialisée de telle sorte que les identifiants des dispositifs électroniques communicants, associés respectivement aux wagons sélectionnés, soient inscrits dans ladite structure de données ES. Réciproquement, lors de la dissociation du convoi, la structure de données ES pourra être effacée. Pour constituer un convoi comportant de très nombreux éléments ou wagons, plusieurs motrices peuvent être associées. Chacune pourra ainsi être avantageusement équipée d'un tel dispositif électronique communicant dont la mémoire 12 comporte une structure de données ES.
[0062] Le procédé P100 provoque avantageusement la mise en œuvre, par l'unité de traitement du dispositif 10, d'une étape 112 pour confronter les paramètres fonctionnels estimés à des minima fonctionnels prédéterminés. Préalablement, une donnée CH est produite en 1112, traduisant la capacité dudit dispositif 10 à pouvoir assurer le service déterminé S. A titre d'exemple, la production d'une telle donnée CH par l'unité de traitement, peut consister à l'évaluation d'une équation ou d'une fonction prédéfinie produisant une métrique intégrant lesdits paramètres estimés, éventuellement respectivement pondérés pour privilégier un paramètre par rapport à un autre. Par exemple, une estimation de puissance d'émission GPRS peut consister à calculer un ratio correspondant à la puissance d'émission estimée d'un signal de test, divisée par une constante décrivant une puissance maximale typique, c'est-à-dire, lors de conditions optimales d'émission. En lien avec le niveau de batterie ou plus généralement de la source énergétique 17 du dispositif, l'étape 1112 peut contraindre l'unité de traitement à calculer un ratio correspondant à l'énergie disponible estimée au regard de l'énergie à pleine charge. Enfin, l'initialisation ou le contenu de la structure de données ES dans la mémoire de données 12 contribue à la capacité à agir en tant que head pour un service visant à contrôler la composition d'une grappe de dispositifs communicants. L'absence de tout identifiant de dispositif électronique attendu pour former une telle grappe est un facteur rédhibitoire pour assurer un tel service.
[0063] Plus généralement, une telle métrique CH caractérisant la capacité d'un dispositif à agir en tant que tête de grappe peut se calculer, de manière non limitative, par l'évaluation d'une équation telle que :
[0064] CH = K1.f1 (p1 ) + K2.f2(p2) + ,... Ki.fi(pi)
[0065] pour laquelle, K1 , K2, ,..., Ki constituent des poids, éventuellement distincts, f1(), f2(), ,..., fi() sont des fonctions de calcul éventuellement distinctes, par exemple l'élaboration d'un ratio et p1 , p2, ,..., pi sont des paramètres fonctionnels du dispositif, dont, à titre d'exemple non limitatif, le contenu de la structure de donnée ES, le niveau d'énergie électrique de la source 17, une puissance d'émission longue distance, la taille d'une mémoire disponible pour enregistrer des données, une puissance de calcul, etc.
[0066] La donnée CH peut ainsi s'apparenter à une valeur réelle. Elle peut également être composite, c'est-à-dire, être une donnée structurée, comportant chaque paramètre fonctionnel du dispositif ou comportant, en lieu et place, d'un desdits paramètres fonctionnels, une fonction déterminée d'un desdits paramètres fonctionnels.
[0067] Une donnée CH étant produite en 1112, un procédé selon l'invention comporte avantageusement une étape 112 pour comparer ladite donnée CH, qui traduit la capacité du dispositif électronique communicant à assurer un service déterminé, à un seuil fonctionnel minimal d'exigence. Dans le cas où la donnée CH est structurée, il en est de même pour ledit seuil. La comparaison 112 consisterait alors en autant de comparaisons indépendantes d'un paramètre fonctionnel à des seuils fonctionnels minimaux d'exigence particuliers, auxquelles serait appliquée une logique combinatoire (de type ET, OU, etc.).
[0068] Si l'étape 112 démontre que la donnée CH est supérieure ou égale audit seuil fonctionnel minimal d'exigence (lien référencé 112-y en figure 3), le procédé P100 comporte avantageusement une étape 113 pour encoder et émettre un message d'enrôlement MH. Un tel message MH comporte l'identifiant du dispositif électronique communicant, que nous référençons IDH, en tant qu'identifiant d'un dispositif élu pour agir en tant que head ainsi que la donnée CH traduisant la capacité dudit dispositif à pouvoir assurer le service déterminé S, ce message MH peut comporter une donnée caractérisant ledit service S. Le message MH produit en 113 est diffusé (par exemple " broadcasté ") par les premiers moyens de communication 13 dudit dispositif électronique communicant sous l'action de l'unité de traitement 11 mettant en œuvre ledit procédé. Tout dispositif électronique communicant situé à portée de communication, tel que le dispositif 10i décrit en figure 2, peut réceptionner ledit message MH.
[0069] L'étape 111 pour estimer la capacité à assurer un service donné, peut être réalisée de manière itérative, par exemple, selon des périodes temporelles prédéterminées ou de tout autre événement déclencheur. Un tel événement déclencheur peut par exemple consister en l'envoi d'une commande conjointe d'activation d'actionneurs A via les dispositifs électroniques communicants 10, 10i formant une grappe. Un message d'enrôlement comporte avantageusement une information caractérisant une telle commande. Nous verrons en étudiant le traitement 120 d'un procédé 100 conforme à l'invention la mise en œuvre d'une telle commande. De cette manière, en renouvelant une campagne d'enrôlement, les membres de la nouvelle grappe exécutent une telle commande et peuvent rendre compte d'une telle activation d'actionneur auprès d'un head, via un ou plusieurs messages de service MS en réponse à leur adhésion à la grappe.
[0070] A l'issue de la production en 1112 de la donnée CH, si les minima fonctionnels en 112 sont satisfaits, un nouveau message d'enrôlement MH est émis. Nous verrons ultérieurement comment un dispositif électronique communicant conforme à l'invention exploite la réception d'un tel message d'enrôlement MH, notamment pour adhérer à une grappe ou demeurer membre d'une telle grappe.
[0071] En revanche, si la comparaison 112 atteste que les paramètres fonctionnels d'un dispositif électronique communicant ne satisfont pas aux minima fonctionnels en 112, il n'y a pas d'émission de message d'enrôlement. Ainsi, tout dispositif électronique communicant conforme à l'invention qui n'est pas en capacité d'assurer un service donné, quand bien même il dispose théoriquement des moyens matériels ou logiciels pour y parvenir, ne peut être élu tête de grappe et constituer une grappe de dispositifs électroniques communicants.
[0072] L'invention prévoit en outre que le procédé P100 puisse comporter une étape 114, éventuellement jointe à l'étape 112, pour comparer la donnée CH produite en 1112 à un minimum fonctionnel, attestant une capacité insuffisante à pouvoir assurer le service. Un tel seuil minimum peut être prédéterminé et enregistré, à l'instar du seuil exploité à l'étape 112, dans la mémoire 12. Cette étape 114 et a fortiori une étape 115 qui en découle éventuellement, peuvent être avantageusement subséquentes à l'émission 113 d'un message d'enrôlement MH. Si la comparaison 114 confirme (lien 114-y en figure 3) que le dispositif électronique communicant n'est plus capable d'assurer le service S, le procédé P100 selon l'invention peut comporter avantageusement une étape 115 pour encoder et émettre un message de destruction de grappe MR, avantageusement broadcasté ou diffusé. Cette émission d'un message MR peut être réalisée par les moyens de communication 13 du dispositif électronique communicant, sous l'impulsion de l'unité de traitement 11 mettant en œuvre le procédé P100. A l'instar d'un message d'enrôlement MH, un message de destruction de grappe MR, émis depuis un dispositif électronique communicant agissant précédemment en tant que tête de grappe mais qui ne se trouve plus en situation de pouvoir assurer efficacement un service déterminé S, comporte l'identifiant dudit dispositif noté IDR. Il peut également comporter la donnée CH caractérisant la capacité ou, dans ce cas, une incapacité à assurer le service. En variante, un tel message MR peut simplement associer à l'identifiant du dispositif émetteur, une information caractérisant le message MR en tant que message de destruction de grappe. Nous verrons ultérieurement comment est exploitée la réception d'un tel message MR par un ou plusieurs dispositifs électroniques communicants membres d'une grappe. Cette étape 115 peut n'être avantageusement déclenchée que si le dispositif électronique communicant émetteur agissait préalablement en tant que head, afin de ne pas émettre inutilement des messages de destruction d'un grappe non pertinents et de prévenir également toute exploitation indue de tels messages par des nœuds réceptionnaires. Pour qu'un dispositif électronique communicant conforme à l'invention puisse détecter qu'il était préalablement en situation d'assurer un rôle de head, l'unité de traitement 11 dudit dispositif peut par exemple exploiter un compteur d'émission de messages de contrôle MC enregistré en mémoire 12. Lors de la comparaison 114, une valeur dudit compteur, supérieure à sa valeur initiale, enseigne que ledit dispositif agissait en tant que tête de grappe. A l'issue de l'émission d'un message MR, ledit compteur peut être remis à la valeur initiale. Toutefois, toute autre action pourrait être mise en œuvre par l'unité de traitement 11 pour valider la mise en œuvre de l'étape 115, en lieu et place de l'exploitation du compteur d'émission de messages de contrôle MC. A titre d'exemple non limitatif, une telle action peut découler de la réception par le dispositif électronique communicant agissant en tant que head, d'un message d'enrôlement émanant d'un dispositif électronique communicant tiers, agissant lui aussi en tant que head et dont la donnée traduisant sa capacité à assurer un même service est supérieure à la sienne. Dans ce cas, le dispositif électronique communicant déclenche l'étape 115, " s'effaçant ainsi devant meilleur que lui ". Selon cette dernière variante, l'invention prévoit de limiter le nombre d'émission de messages de destruction de grappe MR, conséquence directe d'une évolution particulièrement dynamique et oscillante de capacités de nœuds à agir en tant que heads, entraînant une compétition très soutenue entre de nombreux heads. Une telle situation peut par exemple être rencontrée lors d'un transport ferroviaire d'une pluralité de motrices d'un même convoi, coopérant chacun avec un dispositif électronique communicant conforme à l'invention et pour lequel, le service déterminé consiste à s'assurer régulièrement de la composition du convoi et d'en rendre compte à une entité électronique distante par voie GPRS. Les dispositifs électroniques équipant les motrices peuvent à tour de rôle assurer le service. Pour limiter la « compétition entre potentiels heads », la mise en œuvre de l'étape 114 peut être conditionnée à un « facteur de compétition », par exemple un réel positif, supérieur à « 1 » dont la valeur peut être enregistrée dans les mémoires 12 des différents nœuds. Ainsi, un head, réceptionnant un message d'enrôlement MH émanant d'un nœud tiers, ne compare pas, à l'étape 114, strictement les données CH traduisant les capacités respectives à assurer un même service. L'étape 114 consiste à comparer la donnée CH déduite du message d'enrôlement MH multipliée par le facteur de compétition. Ainsi, si ledit facteur est supérieur à « 1 », par exemple « 1 ,25 », alors le nœud, mettant en œuvre l'étape 114, est pénalisé par l'exploitation dudit facteur au regard du concurrent. Ainsi, même si la donnée CH dudit nœud traduit une meilleure capacité que celle du head ayant émis le message MH, l'application du facteur de compétition améliore virtuellement celle du compétiteur. Dans ce cas, le nœud met en œuvre l'étape 115, transmet un message de destruction de grappe MR et rejoint la grappe du concurrent en tant que membre. Une telle solution permet de limiter des créations/destructions de grappe trop nombreuses et obérant la capacité énergétique du réseau. Elle permet en outre de limiter le nombre de nœuds aptes à agir concomitamment en tant que heads. En effet, selon le service S envisagé, par exemple comportant une émission longue distance, un trop grand nombre de nœuds agissant de concert en tant que heads, puiserait, par exemple, trop dans les réserves énergétiques du réseau. Le facteur de compétition peut donc être vu comme un paramètre de régulation du nombre de heads et de la dynamique de l'adaptabilité du réseau à son environnement.
[0073] Etudions à présent le traitement 100 réalisé par l'unité de traitement 11 d'un dispositif électronique communicant 10 lors de la mise en œuvre d'un procédé d'adhésion P100, en réaction à la réception d'un message d'enrôlement MH.
[0074] Indépendamment du traitement 110 mis en œuvre par l'unité de traitement 11 d'un dispositif électronique communicant 10 pour s'auto-élire ou être désigné head, ladite unité de traitement 11 d'un dispositif électronique communicant conforme à l'invention met en œuvre un traitement 100 comportant ainsi une première étape 101 pour recevoir un message d'enrôlement MH élaboré et émis par un dispositif électronique communicant, tel que le nœud d2 ou le nœud h3 décrits en liaison avec la figure 1. Un tel message d'enrôlement MH comporte l'identifiant IDH du dispositif émetteur dudit message d'enrôlement. Le procédé P100 comporte en outre une étape 102 pour décoder ledit message d'enrôlement MH et pour en déduire ledit identifiant IDH. Il comporte en outre une étape 103 pour mettre à jour un enregistrement RH agencé au sein de la mémoire de données 12, ledit enregistrement étant prévu pour consigner la valeur de l'identifiant IDH en tant que valeur courante IDHc d'identifiant d'un dispositif élu pour agir en tant que tête de grappe, par exemple le dispositif d2 ou le dispositif h3 illustrés par les réseaux R1 et R2 illustrés par la figure 1 .
[0075] Le message MH ainsi décodé comporte en outre une donnée CH traduisant la capacité dudit dispositif émetteur à pouvoir assurer un service donné S. L'étape 102 pour décoder ledit message d'enrôlement MH en déduit en outre ladite donnée CH. Lors de la mise à jour 103 de l'enregistrement RH, la valeur de la donnée CH traduisant la capacité du dispositif émetteur à assurer ledit service S, peut être également inscrite dans ledit enregistrement RH. La valeur enregistrée est notée CHc, pour traduire la capacité courante du head à assurer le service. Dans un réseau, tel que le réseau R2 décrit en liaison avec la figure 1 , c'est-à-dire un réseau simple-saut, le dispositif électronique communicant 10 venant de mettre en œuvre un tel procédé P100 devient membre de la grappe dont l'émetteur du message MH agit en tant que tête de grappe. C'est par exemple le cas des dispositifs électroniques communicants agissant comme des nœuds membres de la grappe CL2 décrite en liaison avec la figure 1. Contrairement à des nœuds mettant en œuvre par exemple la technologie LEACH, les membres d'une grappe conformes à l'invention ont la certitude que le nœud agissant en tant que head est bien en capacité d'assumer un service donné. La mémorisation de la capacité dudit head dans l'enregistrement RH lui permet, à réception d'un nouveau message MH émis par un autre dispositif électronique émetteur, de comparer éventuellement la capacité du head courant avec celle d'un nouveau candidat. Nous étudierons le cas de la compétition entre heads ultérieurement, compétition arbitrée par des nœuds membres d'une grappe ou libres.
[0076] Un nœud d'ores-et-déjà membre d'une grappe et/ou un nœud libre peut décider d'adhérer au nœud ayant émis un message MH. Ainsi, selon une variante préférée, l'étape 103 du procédé d'adhésion P100, pour mettre à jour l'enregistrement RH, peut n'être accomplie que si la donnée CH, traduisant la capacité du nœud souhaitant agir en tant que tête de grappe, est supérieure ou égale à un seuil minimal d'exigence déterminé. Le procédé P100 comporte ainsi une étape 104 pour comparer la donnée traduisant la capacité déduite en 102 du message RH au dit seuil minimal d'exigence. Ainsi, un nœud 10 candidat à l'adhésion à une grappe peut être davantage exigent ou sélectif que les critères minimaux d'élection d'un head. Ledit seuil minimal d'exigence exploité par le nœud candidat à l'adhésion peut être d'une structure similaire à celle du seuil exploité par le head lors son auto-élection. Ledit seuil minimal d'exigence est avantageusement enregistré dans la mémoire de données 12, voire constitue une constante prédéfinie et fixée dans la mémoire de programmes 14. Il peut être avantageusement identique pour tous les nœuds.
[0077] Comme évoqué précédemment, des messages d'enrôlement MH peuvent être régulièrement initiés et émis par un ou plusieurs dispositifs électroniques communicants situés à portée de communication radio, tels que le dispositif électronique communicant 10i décrit en liaison avec la figure 2. Un dispositif 10, agissant en tant que membre d'une grappe, peut donc être en situation de recevoir et de décoder un message d'enrôlement MH alors que ledit dispositif 10 est d'ores-et-déjà attaché à un head.
[0078] Deux cas se présentent. Selon une première situation, le dispositif électronique communicant 10 a d'ores-et-déjà exploité un message d'enrôlement MH émis par un même dispositif électronique communicant agissant en tant que Head. La valeur d'identifiant IDH de ce dernier est donc identique à celle IDHc mémorisée dans l'enregistrement RH, ledit enregistrement étant agencé dans la mémoire de donnée 12 du dispositif 10. Selon une deuxième situation, la valeur de l'identifiant IDH déduite du message MH est distincte de la valeur IDHc. Le dispositif électronique communicant membre se trouve en situation d'arbitrer une compétition entre deux dispositifs électroniques communicants tiers en capacité d'assumer un même service.
[0079] Le procédé P100 comporte une étape 105 subséquente à l'étape 102 pour décoder un message d'enrôlement MH et préalable à l'étape 103 pour mettre à jour l'enregistrement RH comprenant la valeur courante IDHc de l'identifiant du dispositif agissant en tant que tête de grappe. Cette étape 105 consiste avantageusement à lire en 1051 , au sein dudit enregistrement RH, ladite valeur courante IDHc. Puis l'étape 105 consiste à comparer en 1052 ladite valeur courante IDHc à celle IDH de l'identifiant du dispositif électronique communicant émetteur du message d'enrôlement MH décodé en 102. Dans le cas de la première situation ci-dessus évoquée, lesdites valeurs IDHc et IDH sont identiques (situation symbolisée par le lien 1052-y en figure 3). L'enregistrement RH peut ainsi être mis à jour à l'étape 103. Cette action permet notamment de mettre à jour la donnée CH au sein de l'enregistrement RH. En effet, selon l'évolution du contexte de fonctionnement du head, la capacité de ce dernier à assurer le service, a peut-être évolué. Elle s'est peut- être dégradée, par exemple en raison d'une réserve énergétique moindre. Elle s'est peut-être améliorée en raison de la disparition d'un obstacle qui pénalisait la puissance d'émission d'un signal par voie GPRS.
[0080] En revanche, dans le cas où les valeurs IDH et IDHc sont distinctes (situation symbolisée par le lien 1052-n décrit par la figure 3), un dispositif électronique communicant en capacité d'agir en tant que head entre en compétition avec celui qui est, aux " yeux " du membre 10, actuellement le dispositif électronique communicant agissant en tant que tête de grappe. L'invention prévoit que l'étape 105 puisse comporter une étape 1053 pour comparer la donnée CH traduisant la capacité du dispositif émetteur du message d'enrôlement MH à la donnée CHc mémorisée dans l'enregistrement RH et traduisant la capacité à assumer ce même service S par le dispositif agissant actuellement en tant que tête de grappe. Selon un premier mode de réalisation, si la valeur de la donnée CH déduite du nouveau message d'enrôlement est supérieure à la valeur CHc (situation symbolisée par le lien 1053-y), alors l'étape 103 est accomplie pour mettre à jour l'enregistrement RH. La valeur IDHc prend la valeur de l'identifiant de l'émetteur du message d'enrôlement. Le dispositif électronique communicant 10 quitte ainsi la grappe précédente pour adhérer à celle pour laquelle le dispositif électronique communicant émetteur du message MH agit en tant que head. Les messages de service MS élaborés par le dispositif électronique communicant 10 seront à présent adressés au nouveau head. Dans la situation inverse, si la valeur de la donnée CH déduite du nouveau message d'enrôlement est inférieure ou égale à la valeur CHc (situation symbolisée par le lien 1053-n), alors l'étape 103 n'est pas accomplie car l'émetteur du message d'enrôlement est moins performant que l'actuelle tête de grappe.
[0081] Comme évoqué précédemment, le décodage d'un message d'enrôlement MH peut en outre révéler la présence, dans ledit message d'une commande d'activation, d'un actionneur A. L’exploitation par le dispositif électronique communicant réceptionnaire d'un message sera décrit ultérieurement.
[0082] L'invention permet d'opérer un réseau simple-saut ou un réseau multi-sauts tel que le réseau R1 décrit précédemment en liaison avec la figure 1 . Selon un tel réseau, il est possible de pouvoir relayer un message d'enrôlement MH au-delà de la portée d'émission du dispositif auto-élu, apte à agir en tant que tête de grappe. L'objectif consiste à ce qu'un tel message MH puisse être exploité par un dispositif libre ou membre d'une éventuelle grappe distincte, afin de créer des grappes comportant un nombre de membres accru par rapport à une grappe au sein d'un réseau simple-saut, pour une portée d'émission courte portée similaire.
[0083] L'invention prévoit ainsi qu'un procédé d'adhésion P100 puisse comporter une étape 106, subséquente à l'étape 103, pour mettre à jour l'enregistrement RH du dispositif mettant en œuvre ledit procédé P100. Cette étape additionnelle 106 consiste à encoder et émettre, via les moyens de communication 13, un message d'enrôlement MH relayé comportant l'identifiant du dispositif électronique communicant inscrit dans l'enregistrement RH, ce dernier comprenant la valeur courante IDHc de l'identifiant du dispositif agissant en tant que tête de grappe, la donnée CHc traduisant la capacité dudit dispositif agissant en tant que head à pouvoir assurer un service déterminé, une éventuelle commande d'activation d'un actionneur ainsi que l'identifiant du dispositif électronique communicant agissant en tant que membre de grappe relayeur du message d'enrôlement MH émanant du dispositif agissant en tant que head. Dans la suite du document, on désignera par " émetteur d'un message d'enrôlement " un dispositif électronique communicant postulant ou agissant en tant que head. On nommera « membre relayeur » ou on qualifiera simplement de « relayeur » pour désigner un dispositif électronique communicant n'agissant pas en tant que head mais relayant simplement un message d'enrôlement « émis », c'est-à-dire au sens du document initié par un head. Le message d'enrôlement ainsi relayé, c'est-à-dire réémis par un relayeur est nommé « message d'enrôlement relayé » et référencé MH' afin de le distinguer du « message d'enrôlement » originel MH émis par le head. Selon cette variante, le procédé d'adhésion P100 selon l'invention peut être avantageusement adapté pour que l'étape 102, pour décoder un message d’enrôlement MH ou MH’, consiste en outre à déduire dudit message décodé la valeur de l'identifiant d'un dispositif agissant en tant que membre de grappe relayeur d'un message d'enrôlement. L'étape 103, pour mettre à jour l'enregistrement RH agencé dans la mémoire 12 du dispositif électronique communicant ayant réceptionné le message d'enrôlement relayé MH', consiste en outre à inscrire au sein dudit enregistrement ledit identifiant du dispositif membre de grappe relayeur du message d'enrôlement. Le couple d'identifiants des dispositifs membres de grappe et tête de grappe constitue ainsi une information de route inscrite dans l'enregistrement RH.
[0084] Cette information de route peut être exploitée pour émettre des messages de service MS à destination du head. En effet, un procédé d'adhésion conforme à l'invention peut comporter une étape 123 pour émettre un message de service MS à destination du dispositif électronique communicant agissant en tant que tête de grappe ou head pour un service S déterminé. Une telle étape 123 fait partie d'un traitement 120 entrepris pour contribuer audit service S. L'étape 123 est mise en œuvre à la suite d'une étape préalable pour, par exemple, collecter depuis un capteur 15 une mesure en lien avec la température régnant au sein d'une enceinte ou une contrainte mécanique d'un organe. Bien évidemment, une telle étape 123 est également conditionnée à la présence (étape 122 en figure 3) d'un registre RH comportant la valeur IDHc d'un identifiant d'un dispositif ou nœud agissant en tant que tête de grappe (situation symbolisée par le lien 122-y en figure 3). Un nœud libre au sens de l'invention (situation symbolisée par le lien 122-n en figure 3) ne transmet pas de message de service MS. Selon que ledit enregistrement comporte une route directe, c'est- à-dire que seule une valeur d'identifiant de head n'est présente dans l'enregistrement RH ou une route indirecte, c'est-à-dire que ledit enregistrement comporte en outre une valeur d'identifiant d'un membre relayeur, le message MS est directement transmis audit head ou audit membre relayeur.
[0085] Par ailleurs, une telle émission 123 d'un message de service MS peut être aussi déclenchée par la réception 121 d'un message de service MS émanant d'un membre d'une même grappe et adressé au dispositif électronique 10, qui met en œuvre ledit procédé d'adhésion P100 et agit en tant que membre relayeur. Suite à la réception d'un tel message de service émanant d'un membre d'une même grappe, l'étape 121 peut donc comporter une étape pour recevoir et décoder un tel message MS, voire pour enregistrer temporairement dans la mémoire 12, les données contenues dans ledit message de service MS décodé. Le relai dudit message MS peut se traduire ainsi par une ré-émission en temps différé. Le traitement 120 entrepris pour contribuer au service S peut, en outre, à l'instar de l'étape 123, comporter une étape 124 pour provoquer l'activation d'un actionneur A coopérant avec ledit dispositif électronique communicant 10, via le moyen 18, en fonction de la commande d'activation d'actionneur contenue dans le message d'enrôlement MH du head. Une telle étape 124 peut être mise en œuvre préalablement à l'étape 123, conditionnée par le test 122, 122-y, de sorte que le message de service MS élaboré et transmis à ladite étape 123, puisse rendre compte de l'activation correcte ou imparfaite de l'actionneur A.
[0086] Tout message de service MS comportant l'identifiant ID de son émetteur peut être exploité par le dispositif électronique agissant en tant que tête de la grappe pour connaître les dispositifs électroniques formant ladite grappe. Ainsi, le traitement 110 comporte une étape 116 pour enregistrer dans la mémoire de données 12, plus précisément dans une structure de données CS, les identifiants des dispositifs électroniques communicants ayant adressé un ou plusieurs messages de services MS à destination dudit dispositif électronique communicant agissant en tant que tête de grappe. Selon l'invention, cette étape de collecte et d'enregistrement 116 est réalisée entre deux émissions 113 d'une message d'enrôlement MH. Elle est en outre conduite durant une période de temps déterminée T, à compter de l'envoi du dernier message d'enrôlement MH. A l'expiration de ladite période temporelle ou durée T, le traitement 110 comporte une étape 117 pour réaliser une opération de comparaison desdits identifiants enregistrés dans la structure de données CS à ceux enregistrés dans la structure de données ES comportant les identifiants de dispositifs électroniques attendus pour former conjointement un ensemble déterminé de dispositifs électroniques communicants. Une telle opération de comparaison des contenus des structures de données ES et CS vise à s'assurer que tout ou partie des identifiants enregistrés dans la structure de données ES se trouve également enregistrée dans la structure de données CS et réciproquement. Le résultat d'une telle comparaison peut être binaire, c'est-à-dire délivrer une réponse affirmative ou négative. En variante ou en complément, un tel résultat peut identifier les identifiants enregistrés dans la structure de données ES qui ne se trouvent pas enregistrés dans la structure de données CS, signifiant que certains dispositifs ou éléments qui leurs sont respectivement associés ne sont pas compris dans un ensemble de dispositifs électroniques ou éléments au regard de ce qui était attendu. Toujours en variante ou en complément, un tel résultat peut caractériser les identifiants enregistrés dans la structure de données CS qui ne se trouvent pas enregistrés dans la structure de donnés ES, signifiant que certains dispositifs électroniques communicants ou éléments qui leurs sont respectivement associés, sont compris dans un ensemble de dispositifs électroniques communicants ou d'éléments alors qu'ils n'étaient pas attendus. Le traitement 110 comporte alors une étape pour émettre un message de contrôle MC décrivant le résultat de ladite opération de comparaison. Lors de l'itération suivante de l'élaboration et de l'émission 113 d'un message d'enrôlement RH, la structure de données CS peut être effacée. De cette façon, l'invention permet à l'issue de chaque campagne d'enrôlement d'assurer un service de vérification de la composition de la grappe de dispositifs électroniques communicants, et donc des éléments qui leurs sont respectivement associés, au regard d'une composition attendue ou requise. Une telle campagne peut s'accompagner d'une activation conjointe d'actionneurs coopérant avec lesdits dispositifs électroniques communicants membres de ladite grappe, voire d'une remontée d'informations en lien avec l'environnement desdits dispositifs électroniques communicants en complément des identifiants desdits dispositifs membres de la grappe constituée. [0087] Dans le cas d'une application ferroviaire, selon laquelle des dispositifs électroniques communicants sont associés à des wagons et motrices destinés à former un convoi, la mise en œuvre de l'invention permet, par exemple, de doter le dispositif électronique communicant, équipant une ou chaque motrice, d'une liste d'identifiants de dispositifs associés aux wagons et motrices d'un convoi dont la composition est attendue ou requise et de lancer le processus de d'enrôlement au sens de l'invention. Lors d'une étape d'initialisation de la formation du convoi, le ou les dispositifs électroniques communicants associés à la ou aux motrices reçoivent un message d'initialisation ou bénéficie d'une routine d'initialisation du contenu d'une structure de données ES dans leurs mémoires de données 12 respectives. Ladite structure de données ES comporte la liste des identifiants des dispositifs électroniques communicants associés aux éléments roulants sensés former le convoi. La capacité à agir en tant que tête de grappe sera inévitablement supérieure pour les dispositifs électroniques communicants équipant les motrices que ceux équipant les wagons, ces derniers ne comportant pas une structure de données ES initialisée dans leurs mémoires de données 12. A l'issue de la campagne d'enrôlement, c'est-à-dire à l'expiration d'une durée prédéterminée T découlant d'une élaboration et d'une émission de messages d'enrôlement éventuellement relayés, le dispositif électronique communicant équipant une motrice, par sa collecte des identifiants d'émetteurs de messages de services MS Membres de la grappe, lesdits identifiants collectés étant enregistrés dans la structure de données CS au sein de la mémoires de données 12, met en œuvre l'opération de comparaison des structures ES et CS et rend compte de la composition du convoi par l'élaboration d'un message de contrôle MC décrivant le résultat de ladite opération de comparaison. La grappe étant constituée, d'autres services peuvent consister à collecter des mesures de l'environnement des dispositifs électroniques communicants membres. En complément, ladite campagne d'enrôlement peut consister à transmettre, via les messages d'enrôlement MH, MH' des consignes ou commandes d'activation d'actionneurs A, comme par exemple, initier une procédure de vérification des organes de frein du convoi formé, préalablement au départ dudit convoi. [0088] A l'arrivée d'un tel convoi et, en vue d'un démantèlement de celui-ci, la grappe de dispositifs électroniques communicants n'a plus lieu d'être.
[0089] Un procédé d'adhésion P100 conforme à l'invention peut ainsi comporter un traitement 130 pour exploiter un message MR de destruction de grappe tel qu'évoqué précédemment.
[0090] Un tel traitement 130 d'un procédé d'adhésion P100 conforme à l'invention comporte une première étape 131 pour recevoir un message de destruction de grappe MR élaboré et émis par un dispositif électronique communicant tiers, par exemple le dispositif 10i, ayant eu préalablement qualité à agir en tant que tête de grappe. Comme étudié précédemment en liaison avec les étapes 114 et 115, un message de destruction de grappe MR comporte l'identifiant IDR du dispositif électronique communicant ayant émis ledit message de destruction de grappe MR. Le traitement 130 comporte en outre une étape 132 pour décoder ledit message de destruction de grappe et en déduire la valeur dudit identifiant IDR du dispositif électronique communicant émetteur du message de destruction de grappe. La réception d'un tel message MR par un dispositif électronique communicant, agissant en tant que membre de la grappe concernée par le message de destruction, signifie une consigne stricte d'abandon de la grappe, ledit membre recouvrant un statut de nœud libre. Pour cela, le procédé P100 comporte avantageusement une étape 133 pour mettre à jour l'enregistrement RH comportant la valeur courante IDHc de l'identifiant d'un dispositif électronique communicant agissant en tant que tête de grappe, pour effacer ladite valeur courante ou remplacer celle-ci par une valeur prédéterminée traduisant une absence d'identifiant de dispositif agissant en tant que tête de grappe. Bien évidemment, ladite mise à jour 133 de l'enregistrement RH n'est effectuée que si (situation symbolisée par le lien 134- y en liaison avec la figure 3) la valeur de l'identifiant IDR déduite du message de destruction de grappe MR est identique à la valeur courante IDHc inscrite dans ledit enregistrement RH. Dans le cas contraire (situation illustrée par le lien 134-n en figure 3) ladite mise à jour 133 n'est pas effectuée. Le procédé P100 comporte ainsi une étape 134, préalable à l'étape 133, pour mettre en œuvre ladite comparaison de valeurs d'identifiants IDR et IDHc. [0091] Dans le cadre de l'exploitation d'un réseau multi-sauts, à l'instar d'un message d'enrôlement MH, un message de destruction de grappe MR peut être avantageusement relayé par un membre devenant libre par la mise en œuvre de l'étape 133, en déclenchant l'émission d'un tel message relayé MR' à destination d'autres membres éventuels de la grappe en cours de destruction.
[0092] Quelle que soit la configuration d'un procédé P100 d'adhésion à une grappe, ledit procédé étant conforme à l'invention, un mode d'adaptation préférée d'un dispositif électronique communicant, tel que celui décrit en liaison avec la figure 2, consiste à enregistrer ou télécharger en mémoire de programmes 14, un produit programme d'ordinateur P, comportant une pluralité d'instructions de programme qui, lorsqu'elles sont exécutées ou interprétées par l'unité de traitement dudit dispositif, provoquent la mise en œuvre dudit procédé P100.
[0093] L'invention a été décrite au travers d'un exemple d'application préférée en lien avec un service de contrôle de la composition d'un ensemble d'éléments dissociables destinés à former un tout dont on souhaite suivre la composition ou formation. De tels éléments peuvent consister en des conteneurs de personnes, de biens, de marchandises solides, fluides ou liquides, lesdits éléments coopérant respectivement avec des dispositifs électroniques communicants, tels que les dispositifs 10 et 10i selon la figure 2, mettant en œuvre un procédé d'adhésion, tel que le procédé P100 illustré en figure 3. Selon des modes d'applications privilégiés, lesdits éléments peuvent être roulants, tels que des wagons ou motrices et être agencés pour constituer un convoi ferroviaire. En variante de tels éléments peuvent consister en des conteneurs que l'on souhaite agréger pour former par exemple des palettes que l'on souhaite déplacer ou stocker.
[0094] De tels dispositifs électroniques communicants pourraient être exploités pour une toute autre application distincte de celle visant à émettre des messages de contrôle MC acheminant des données collectées depuis une grappe de dispositifs électroniques communicants selon une liaison longue distance ou filaire. Ils pourraient également, en variante ou en complément, assurer un ou plusieurs autres services. Pour cela, comme nous l'avons évoqué précédemment, la mémoire de données 12 de chaque dispositif électronique communicant peut comporter, non pas un seul enregistrement RH dédié à un service déterminé S, mais une pluralité d'enregistrements RHn, formant une table, chaque enregistrement étant dédié à un service particulier Sn. Les messages d'enrôlement MH, MH', de service MS, voire de destruction de grappe MR, MR', comporteraient, selon cette variante, une information permettant d'identifier le service Sn déterminé et concerné par chacun desdits messages.
[0095] Par ailleurs, l'invention concerne ainsi tout système comportant une pluralité de dispositifs électroniques communicants conformes à l'invention. Plus particulièrement, l'invention concerne tout système de contrôle de la composition d'un ensemble d'éléments ou conteneurs de personnes, d'animaux, de biens, de marchandises solides, fluides ou liquides, lesdits éléments ou conteneurs coopérant respectivement avec les dispositifs électroniques communicants. Un tel système présente des performances, en matière d'autonomie énergétique, de robustesse et d'adaptabilité aux conditions d'exploitation inégalées et sans comparaison possible par rapport à celles conférées par les solutions connues, tout en assurant, parmi une pluralité de services possibles, le contrôle de la composition courante d'un ensemble de dispositifs électroniques au regard d'une compostions attendue ou requise, le suivi éventuel de constantes ou mesures liées à l'environnement desdits dispositifs électroniques communicants et/ou la transmission de consignes ou commandes d'activation d'actionneurs via des campagnes d'enrôlement orchestrées par des dispositifs électroniques communicants ayant capacité à assurer une telle campagne ou service.]

Claims

46
Revendications [Procédé d’adhésion (P100) à une grappe comprenant une pluralité de dispositifs électroniques communicants (10, 10i, a1 ,...,a8, b1 ,...,b8, j1,...,j5), ledit procédé étant mis en œuvre par une unité de traitement (11 ) de chacun desdits dispositifs électroniques communicants ou d’un dispositif électronique communicant étranger (10) à ladite grappe (CL1 , CL2), ledit dispositif électronique comportant outre ladite unité de traitement (11 ), une mémoire de données (12), des premiers moyens de communication (13) assurant une communication de proximité sans fil avec tout autre dispositif électronique (10i) situé à portée de communication, ladite mémoire (12) et lesdits moyens de communication (13) coopérant avec ladite unité de traitement (11 ), la mémoire de données (12) comportant la valeur d’un identifiant (ID) dédié au dispositif électronique communicant (10) et un enregistrement (RH) pour comporter la valeur courante d’un identifiant d’un dispositif électronique communicant (d2, h3) agissant en tant que tête de grappe, ledit procédé (P100) comportant :
- une étape (101 ) pour recevoir un message d'enrôlement (MH) élaboré et émis par un dispositif électronique communicant tiers (d2, h3), ledit message d'enrôlement (MH) comportant l'identifiant du dispositif (d2, h3) émetteur dudit message d'enrôlement (MH) et une donnée (CH) traduisant la capacité dudit dispositif émetteur à pouvoir assurer un service donné (S) ;
- une étape (102) pour décoder ledit message d'enrôlement (MH) et pour en déduire ledit identifiant (IDH) dudit dispositif émetteur du message d'enrôlement (d2, h3) et la donnée (CH) traduisant ladite capacité ;
- une étape (103) pour mettre à jour l'enregistrement (RH) pour que ledit enregistrement mémorise la valeur (IDHc) de l'identifiant (IDH) du dispositif émetteur du message d'enrôlement (MH) décodé et la valeur (CHc) de la donnée (CH) traduisant la capacité du dispositif émetteur à assurer ledit service (S), l'étape pour mettre à jour (103) l'enregistrement (RH) n'étant accomplie que si (104) la donnée (CH) traduisant ladite capacité est supérieure ou égale à un seuil minimal d'exigence déterminé, ledit dispositif mettant en œuvre ledit procédé devenant membre de la grappe dont le dispositif (d2, h3) agissant en 47 tant que tête de grappe comporte un identifiant dont la valeur est égale à la valeur courante d'identifiant (IDHc) mémorisée dans ledit enregistrement (RH) ;
- une étape pour émettre (123) un message de service (MS) à destination du dispositif (d2, h3) agissant en tant que tête de grappe pour le service (S) considéré, ledit message de service (MS) comportant l'identifiant du dispositif électronique émetteur dudit message de service (MS) et l'identifiant (IDH) du dispositif agissant en tant que tête de grappe ; ledit procédé (P100) comportant en outre :
- une étape pour évaluer (111 ) la capacité du dispositif (10), mettant en œuvre ledit procédé (P100), à assumer un service (S) déterminé, ladite étape (111 ) consistant à estimer (1111 ) un ou plusieurs paramètres de fonctionnement dudit dispositif (10) et produire (1112) la donnée (CH) traduisant la capacité dudit dispositif (10) à pouvoir assurer le service déterminé (S) ;
- une étape pour comparer (112) la donnée traduisant ladite capacité à un seuil fonctionnel minimal d'exigence ;
- une étape pour élaborer et émettre (113) un message d'enrôlement (MH) comportant l'identifiant (IDH) dudit dispositif ainsi que la donnée (CH) traduisant la capacité dudit dispositif à pouvoir assurer ledit service déterminé (S) à destination de tout dispositif communicant (10i) situé à portée de communication, ladite étape (113) n'étant mise en œuvre que si (112-y) la donnée traduisant ladite capacité est supérieure ou égale audit seuil fonctionnel minimal d'exigence, ledit procédé étant caractérisé en ce que :
- l'étape pour évaluer (111 ) la capacité du dispositif (10), mettant en œuvre ledit procédé (P100) à assumer un service (S) déterminé, consiste à estimer (1111 ) un ou plusieurs paramètres de fonctionnement dudit dispositif (10) parmi lesquels la présence d’une première structure de données déterminée (ES) dans la mémoire données (12) décrivant le ou les identifiants de dispositifs attendus pour former conjointement un ensemble déterminé de dispositifs électroniques ;
- le service à assumer par le dispositif électronique lorsque celui-ci agit en tant que tête de grappe consiste, à l'issue de l'étape pour élaborer et émettre (113) un message d'enrôlement (MH), à : 48 o décoder le ou les messages de services (MS) reçus depuis l’émission du message d’enrôlement (MH) par ledit dispositif électronique pour en déduire les identifiants des dispositifs électroniques lui ayant adressé le ou lesdits messages de services (MS) et enregistrer lesdits identifiants dans une deuxième structure de données (CS) dans la mémoire de données (12) ; o réaliser, à l'expiration d'une durée prédéterminée (T) à compter de l'émission dudit message d'enrôlement (MH) par ledit dispositif électronique, une opération de comparaison (117) des identifiants respectivement enregistrés dans les première (ES) et deuxième (CS) structures de données ; o élaborer et émettre (118) un message de contrôle (MC) décrivant le résultat de ladite opération de comparaison. Procédé (P100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant une étape subséquente à l'étape (103) pour mettre à jour l'enregistrement (RH), pour élaborer et émettre (106) via les moyens de communication (13) un message d'enrôlement relayé (MH') comportant l'identifiant du dispositif inscrit dans l'enregistrement comprenant la valeur courante (IDHc) de l'identifiant du dispositif agissant en tant que tête de grappe, la donnée (CHc) traduisant la capacité dudit dispositif à pouvoir assurer le service ainsi que l'identifiant (ID) du dispositif (10) mettant en œuvre ledit procédé d'adhésion (P100) et agissant en tant que membre de grappe relayeur du message d'enrôlement (MH) émanant du dispositif agissant en tant que tête de grappe. Procédé (P100) selon la revendication précédente, pour lequel l'étape pour décoder (102) un message d'enrôlement relayé (MH') consiste à déduire dudit message la valeur de l'identifiant (IDH) d'un dispositif agissant en tant que membre de grappe et la valeur de l'identifiant d'un dispositif ayant relayé ledit message d'enrôlement et pour lequel l'étape pour mettre à jour (103) l'enregistrement (RH) consiste en outre à inscrire au sein dudit enregistrement ledit identifiant du dispositif membre de grappe relayeur du message d'enrôlement, le couple d'identifiants des dispositifs membres de grappe et tête de grappe constituant ainsi une information de route. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant :
- une étape (131) pour recevoir un message de destruction de grappe (MR) élaboré et émis par un dispositif électronique communicant tiers ayant préalablement qualité à agir en tant que tête de grappe, ledit message de destruction de grappe (MR) comportant l'identifiant (IDR) du dispositif émetteur dudit message de destruction de grappe ;
- une étape pour décoder (132) ledit message de destruction de grappe (MR) et pour en déduire ledit identifiant (IDR) dudit dispositif émetteur du message de destruction de grappe ;
- une étape pour mettre à jour (133) l'enregistrement (RH) comportant la valeur courante (IDHc) d'un identifiant d'un dispositif agissant en tant que tête de grappe, pour effacer ladite valeur courante ou remplacer celle-ci par une valeur prédéterminée traduisant une absence d'identifiant de dispositif agissant en tant que tête de grappe, ledit dispositif mettant en œuvre ledit procédé devenant libre, ladite mise à jour (133) de l'enregistrement (RH) n'étant effectuée que si (134-y) la valeur de l'identifiant déduit du message de destruction de grappe est identique à la valeur courante inscrite dans ledit enregistrement. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, pour lequel le dispositif comporte une source en énergie électrique (17) alimentant l'unité de traitement, la mémoire de données, les moyens de communication et pour lequel l'un desdits paramètres de fonctionnement décrit le niveau d'énergie électrique disponible de la source en énergie électrique (17). Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, pour lequel le dispositif comporte des deuxièmes moyens (16) de communication longue distance coopérant avec l'unité de traitement, le service consistant à émettre le message de contrôle (MC) à une entité distante (RS) via lesdits moyens de communication longue distance (16) et pour lequel l'un desdits paramètres de fonctionnement décrit la puissance d'émission d'un signal par les moyens de communication longue distance (16). Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, pour lequel l'étape pour émettre un message de contrôle (MC) n'est réalisée que lorsque l'opération de comparaison ne conclut pas à une égalité. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, pour lequel le message d'enrôlement (MH) comporte une commande d'activation d'actionneur (A) destinée à être mise en œuvre par tout dispositif électronique communicant devenant membre de la grappe à réception dudit message d'enrôlement (MH) et pour lequel l'étape (103) pour mettre à jour l'enregistrement (RH) pour que ledit enregistrement mémorise la valeur (IDHc) de l'identifiant (IDH) du dispositif émetteur du message d'enrôlement (MH) entraîne la mise en œuvre d'une étape subséquente (124) pour provoquer l'activation d'un actionneur (A) coopérant avec ledit dispositif électronique communicant en fonction de la commande d'activation d'actionneur contenue dans le message d'enrôlement (MH). Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, pour lequel le message de service (MS) comporte une valeur mesurée par un capteur (15) coopérant avec l'unité de traitement (11 ) du dispositif électronique émetteur dudit message de service (MS). Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, pour lequel l'étape pour émettre (123) un message de service (MS) à destination du dispositif (d2, h3) agissant en tant que tête de grappe pour le service (S) est mise en œuvre dès la mise à jour (103) de l'enregistrement (RH) mémorisant la valeur (IDHc) de l'identifiant (IDH) du dispositif émetteur du message d'enrôlement (MH). Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, pour lequel l'étape pour encoder et émettre (113) un message d'enrôlement (MH) comportant l'identifiant (IDH) dudit dispositif ainsi que la donnée (CH) traduisant la capacité dudit dispositif à pouvoir assurer ledit service déterminé (S) à destination de tout dispositif communicant (10i) situé à portée de communication, est mise en œuvre selon une périodicité prédéterminée. Produit programme d'ordinateur (P) comportant une pluralité d'instructions de programme qui, lorsqu'elles sont préalablement enregistrées dans une mémoire de programmes (14) d'un dispositif électronique (10) comportant une unité de traitement (11 ), exécutées ou interprétées par ladite unité de traitement (11 ), provoque la mise en œuvre d'un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 11. Dispositif électronique (10) comportant une unité de traitement (11) et une mémoire de programmes (14), ledit dispositif (10) étant caractérisé en ce qu'il comporte, dans ladite mémoire de programmes (14), les instructions d'un produit programme d'ordinateur (P) selon la revendication 12. Système comportant une pluralité de dispositifs électroniques communicants (10, 10i) conforme à la revendication précédente. Système selon la revendication précédente comportant une pluralité de conteneurs de personnes, d'animaux, de biens, de marchandises solides, fluides ou liquides, lesdits conteneurs coopérant respectivement avec les dispositifs électroniques communicants (10, 10i) et étant destinés à former un ensemble dont la composition au regard d'une composition attendue est contrôlée. Système selon la revendication précédente pour lequel le conteneur est un élément roulant, wagon ou motrice, d’un convoi ferroviaire. ]
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