FR2826485A1 - Procede et systeme pour augmenter l'autonomie d'un dispositif emetteur-recepteur radio, et dispositif emetteur-recepteur radio de grande autonomie - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un procédé pour optimiser l'autonomie d'un émetteur-récepteur radio utilisé pour la collecte de données issues de compteurs d'énergie (eau, gaz, électricité, chaleur... ) de capteurs et de dispositifs de mesure de grandeurs physiques (vibration, contraintes, température... ). Pour ce faire, on introduit dans le préambule d'un signal incident une information destinée à l'activation d'au moins un dispositif émetteur-récepteur donné et permettant aux dispositifs émetteur-récepteurs non concernés par le signal incident de retourner immédiatement dans une phase de sommeil. La présente invention s'applique dans le domaine de la relève automatique des compteurs d'eau, la surveillance embarqué de la coque des navires marchands, la surveillance d'ouvrages sensibles (Travaux Publics : barrage, pont... ), le suivi de rendement de chaudière et le contrôle antipollution.

Description

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"Procédé et système pour augmenter l'autonomie d'un dispositif émetteur-récepteur radio, et dispositif émetteur-récepteur radio de grande autonomie."
La présente invention concerne un procédé pour augmenter l'autonomie d'un dispositif émetteur-récepteur radio ainsi qu'un système mettant en oeuvre un tel procédé. Elle trouve une application particulièrement intéressante dans le domaine de la collecte des données issues de compteurs d'eau. Mais elle s'applique également pour la collecte de données issues d'autres compteurs d'énergie tels que des compteurs à gaz, électricité ou encore chaleur. Toutefois, l'invention est d'un cadre plus large puisqu'elle peut s'appliquer au transfert des données issues de capteurs et dispositifs de mesure de grandeurs physiques telles que les vibrations, les contraintes, les températures par exemple.

D'une façon générale, la dérégulation et la privatisation dans le domaine de l'eau, du gaz et de l'électricité imposent aux producteurs, distributeurs et gestionnaires d'énergie d'améliorer la qualité du service fournit auprès des usagers, de réduire les coûts de façon à maintenir ou développer leur part de marché.

Actuellement, la plupart des compteurs d'énergie utilisés nécessitent le déplacement d'un opérateur à l'endroit où est installé le compteur pour un prélèvement manuel sur site.

On connaît des systèmes de télérelevé d'eau par exemple utilisant des transmetteurs radio alimentés par le secteur. Or, l'alimentation par secteur n'est toujours pas disponible et peut également se poser le problème de facturation à l'abonné de l'électricité consommée par les transmetteurs radio. Pour ce faire, il

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existe des transmetteurs alimentés par batterie et fonctionnant selon des cycles de sommeil et de réveil afin de limiter la consommation d'énergie. Un tel transmetteur se réveille périodiquement pour détecter une requête ou un message le concernant. C'est le principe du fenêtrage en réception ("reception polling" en langue anglaise).

Généralement, les trames émises sont constituées d'un préambule ou entête ("pre-header"), suivi des données à transmettre. Par exemple, le préambule est constitué d'une suite de 0 et de 1 successifs, émis à un débit de transmission fixe. La durée du préambule est supérieure à la période de fenêtrage constituée d'une phase de sommeil et d'une phase d'écoute du canal de transmission. Ainsi, on est sûr d'avoir une zone de recouvrement entre une phase d'écoute et le préambule.

En fonction du signal détecté lors de la phase d'écoute, le matériel enclenche le processus complet de réception des données et répond à la requête ou retourne dans son état de sommeil. Un tel procédé est par exemple mis en oeuvre dans le protocole Mbus radio.

Cependant, un tel protocole présente de nombreuses limites : - les transmissions étant asynchrones, le matériel destinataire ne connaît pas l'instant où les données sont disponibles ; ainsi à l'issue de la phase d'écoute et lorsqu'un préambule a été détecté, le processus complet de réception débute par une phase d'attente des données. La durée de cette phase d'attente est liée à l'occurrence du fenêtrage relativement au préambule ; en particulier, si l'occurrence a lieu juste au début du préambule, le matériel destinataire doit attendre la durée complète du préambule avant d'avoir accès aux données ; le matériel consomme donc

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de l'énergie inutilement pendant un temps qui peut durer plusieurs secondes ; - lorsque plusieurs matériels radio sont à portée, l'envoi d'un message à un équipement en particulier, sera interprété par la totalité des matériels et aura pour conséquence de provoquer le déclenchement du processus complet de réception de la totalité des matériels ; les matériels non concernés par le message consomment inutilement ; ce phénomène de mise en oeuvre ou réveil intempestif a des conséquences irrémédiables sur les performances globales des produits, par exemple une réduction de l'autonomie dans des proportions considérables, en fonction de l'architecture du réseau.

La présente invention a pour but de remédier aux inconvénients précités en proposant un protocole de communication minimisant les conséquences des réveils intempestifs et de ce fait d'optimiser notamment la consommation d'énergie.

L'invention a encore pour but d'améliorer en qualité et quantité le service fourni par une société de télérelevé.

On atteint les objectifs ci-dessus avec un procédé pour augmenter l'autonomie d'une pluralité de dispositifs émetteur-récepteurs radio fonctionnant en réseau et selon un mode d'attente et un mode actif. Le mode d'attente est constitué d'une alternance périodique d'une phase de sommeil de faible consommation et d'une phase d'écoute pour la détection d'un signal incident.

Au cours du mode actif, le dispositif émetteurrécepteur, relié à au moins un compteur d'énergie ou capteur, est apte à recevoir des commandes et transmettre des données relatives à la consommation d'énergie mesurée par ce compteur ou relatives à une

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grandeur physique mesurée par ce capteur. Le signal incident comprend un préambule suivi d'une trame de données. Selon l'invention, on introduit dans le préambule du signal incident, une information destinée à la mise en oeuvre du mode actif d'au moins un dispositif émetteur-récepteur donné, afin de permettre aux dispositifs émetteur-récepteurs non concernés par le signal incident de retourner immédiatement en mode d'attente, en leur évitant ainsi une phase d'écoute prolongée.

D'une part, lorsqu'un dispositif émetteur-récepteur en phase d'écoute détecte le préambule d'un signal incident, il se maintient en phase d'écoute prolongée jusqu'à la détection de ladite information, analyse cette information, et retourne en mode d'attente si le signal incident ne lui est pas destiné. Et d'une autre part, lorsqu'un dispositif émetteur-récepteur en phase d'écoute détecte le préambule d'un signal incident, il se maintient en phase d'écoute prolongée jusqu'à la détection de ladite information, analyse cette information, et déclenche un processus de mode actif si le signal incident lui est destiné.

Selon un mode de mise en oeuvre de l'invention, le processus de mode actif peut consister à rester en phase d'écoute jusqu'à la réception de la trame de données au cours de laquelle le dispositif est en mode actif. Mais, selon un autre mode de mise en oeuvre préféré de l'invention, le processus de mode actif peut consister à retourner à la phase de sommeil pendant le préambule et puis à enclencher le mode actif au moment de la réception de la trame de données. Pour ce faire, le dispositif émetteur-récepteur comprend des moyens pour assurer une synchronisation avec le préambule du signal

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incident de façon à enclencher une phase de sommeil jusqu'au début de la réception de la trame de données.

Avec le procédé selon l'invention, un matériel radio n'est pas obligé d'attendre l'arrivée de la trame de données pour savoir si les données lui sont destinées. Ainsi les matériels non concernés peuvent rapidement retourner en phase d'attente en économisant les batteries les alimentant. On optimise donc la consommation d'énergie de chaque dispositif radio, ce qui permet d'augmenter leur autonomie. Pour assurer l'occurrence entre l'information et une phase d'écoute d'un dispositif, on introduit l'information de façon répétitive ou de préférence périodique dans le préambule du signal incident et on fait en sorte que la durée de transmission de cette information soit inférieure à la durée de la phase d'écoute. En outre, on transmet l'information à une vitesse supérieure ou égale à la vitesse de transmission des autres bits du préambule.

A titre d'exemple, pour un préambule constitué de séquences alternées de 0/1 ou 1/0 à une vitesse de 2400 bauds, on intègre l'information sous forme d'un nombre binaire de 16 bits transmis à une vitesse de 9600 bauds toutes les huit séquences alternées de 0/1 ou 1/0. De préférence, l'information comprend un nombre prédéterminé de bits de poids faible de l'adresse du dispositif émetteur-récepteur concerné.

Selon un mode de réalisation avantageux de l'invention, l'information comprend en outre des bits de test de cohérence de cette information.

Elle peut aussi comprendre des bits de fonctionnalités ayant pour but d'enclencher des fonctions prédéterminées au sein du dispositif émetteurrécepteur concerné. Ces fonctions peuvent consister en

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une mesure de niveau de puissance du signal incident de façon à permettre l'élaboration d'une stratégie de réponse en conséquence. Par exemple, une redondance des réponses ou encore un refus de réponse lorsque la puissance est trop faible, par perturbation du canal de transmission. En fonction des éléments contenus dans l'information, on peut aussi enclencher une phase de sommeil longue durée ou encore engendrer un signal réponse prioritaire.

D'un point de vue dispositif, l'émetteur-récepteur peut avantageusement comprendre :

des moyens pour détecter, au cours d'une phase d'écoute, le préambule du signal incident de façon à maintenir cette phase d'écoute, des moyens pour détecter, au cours de cette phase d'écoute maintenue, une information incluse dans le préambule du signal incident et transmise à une vitesse supérieure à celle des autres éléments du préambule,

des moyens d'analyse de l'information, et des moyens pour passer en phase d'écoute prolongée jusqu'à la lecture d'une trame de données, pour retourner en mode d'attente ou pour passer en phase de sommeil jusqu'à l'arrivée d'une trame de données, en fonction des éléments compris dans ladite information.

Ce dispositif peut également posséder des moyens de connexion à au moins un capteur, en particulier un compteur d'énergie à impulsion, des moyens de comptage pour comptabiliser des impulsions provenant de ce compteur à impulsions, et des moyens pour diagnostiquer l'usure des piles l'alimentant.

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Suivant un autre aspect de l'invention, il est proposé un système de relevé de données en réseau issues d'une pluralité de compteurs d'énergie par ondes radio mettant en oeuvre un protocole selon le procédé décrit ci-dessus. Selon l'invention, le système comprend : - un dispositif émetteur-récepteur radio relié à au moins un compteur d'énergie, un concentrateur pour gérer une pluralité de dispositif émetteur-récepteur radio selon le protocole, un superviseur pour gérer une pluralité de concentrateurs, ce superviseur étant apte à gérer directement au moins un dispositif émetteur- récepteur, et un poste central pour gérer au moins un superviseur.

Avec un tel système, on peut réaliser des relevés automatiques. On évite des problèmes de câblage, ce qui simplifie considérablement l'installation et la maintenance et permet une réduction des coûts par compteur. Bien évidemment, les tournées sur site deviennent exceptionnelles, donc pas de clients dérangés. Ce système permet d'offrir de nombreux services tels que la suppression des factures estimées ou encore la détection des fuites. De préférence le protocole de communication entre les différents éléments est bi-directionnel et intègre des processus d'acquittement des messages transmis. Le système peut comprendre une liaison GSM ou par réseau téléphonique commuté entre le poste central et le superviseur.

Avantageusement, le poste central peut comprendre des moyens pour détecter l'usure des piles alimentant les dispositifs émetteur-récepteurs.

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D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée d'un mode de mise en oeuvre nullement limitatif, et des dessins annexés sur lesquels : - la figure 1 est une vue schématique d'un système selon l'invention ; - la figure 2 est un diagramme illustrant les signaux émis par un concentrateur et le protocole de réception d'un transmetteur selon l'art antérieur ; et - la figure 3 est un diagramme schématique illustrant le signal émis par un concentrateur selon l'invention et le protocole de réception mis en oeuvre dans deux dispositifs émetteurs- récepteurs selon l'invention.

En référence à la figure 1 on va maintenant décrire le schéma architectural d'un réseau de télérelevé selon l'invention. Le système selon l'invention met en oeuvre une communication sans fil entre un émetteur-récepteur 6 ou 7 connecté à des compteurs 8,9, 10 ou 11 et un superviseur 3, ce système constitue un réseau automatique de relève à distance de compteurs (en anglais, AMR pour Automatic Meter Reading). Les compteurs 8 à 11 sont par exemple des compteurs d'eau. Un émetteur-récepteur 6 ou 7 peut contrôler deux compteurs d'eau tels qu'un compteur d'eau froide et un compteur d'eau chaude. Le superviseur 3 peut être également en communication avec des émetteurs-récepteurs de type 6 ou 7 (non représentés sur le schéma).

Cependant, compte tenu de la portée des matériels et pour des raisons d'efficacité, on intercale des concentrateurs 4 ou 5 entre le superviseur 3 et les émetteurs-récepteurs du réseau. Ces concentrateurs 4 ou

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5 jouent notamment un rôle de répétiteur et de multiplexeur.

Le superviseur 3 est en relation avec un poste central 1 distant. Ce poste central 1 peut être un micro-ordinateur équipé de moyens conventionnels de gestion à distance d'un réseau transmetteur.

La liaison 2 entre le superviseur 3 et le poste central 1 peut être une liaison sans fil GSM ou alors une liaison filaire à travers le réseau téléphonique commuté.

Chaque compteur 8,9, 10 ou 11 est un compteur à impulsions. L'émetteur-récepteur 6 ou 7 enregistre la quantité d'eau consommée en mémorisant toute impulsion des compteurs sous son contrôle.

L'émetteur-récepteur 6 ou 7 est de type radiofréquence à faible puissance selon la norme EN300-220 et doté d'interfaces standards (interrupteur ILS à contact de type reed) pour la connexion avec deux compteurs. Le message transmis par cet émetteur-récepteur est composé de la valeur de la consommation, du numéro de série de l'émetteur-récepteur et des données relatives à l'état de marche de cet émetteur-récepteur. En réponse à une requête, le message est transmis vers le concentrateur 4 selon un protocole de communication bi-directionnel. Le concentrateur 4 remonte ensuite le message vers le superviseur 3, ce dernier pouvant gérer jusqu'à 2000 compteurs au moyen de 40 concentrateurs disposés sur sept niveaux. Le superviseur 3 a pour fonction l'initialisation du réseau, la gestion des transmissions au sein du réseau, la collecte de données provenant des émetteurs-récepteurs 6 et 7, ces données pouvant être des valeurs de consommation, des numéros de série, des alarmes,... Le superviseur 3 a aussi pour fonction la

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configuration automatique du réseau pendant la phase d'initialisation. Le superviseur 3 gère les appels des concentrateurs. Le poste central 1 comprend notamment des outils pour le traitement des données stockées dans le superviseur 3 afin de vérifier l'état du réseau, l'état de batterie de chaque émetteur-récepteur, d'éventuelles fuites d'eau ou encore d'éventuelles tentatives de fraude.

Le protocole de communication entre les différents éléments du réseau permet la transmission de trames comprenant l'adresse de l'élément émetteur et l'adresse de l'élément récepteur. Afin d'éviter les phénomènes de collision de trames, les matériels ne transmettent des données que sur ordre issu du superviseur 3. Pour ce faire, la communication est bidirectionnelle avec confirmation de toutes requêtes émises de façon à éviter la perte de données. De façon conventionnelle chaque trame est terminée par des bits de contrôle cyclique par redondance (CRC). Le protocole de communication selon l'invention est remarquable par le fait qu'il est formaté de façon à optimiser la consommation d'énergie dans chaque émetteur-récepteur.

On va maintenant décrire le protocole de communication selon l'invention en se référant aux figures 2 et 3.

La figure 2 représente un protocole de communication suivant l'art antérieur. Le diagramme 15 représente un signal émis par un émetteur de l'art antérieur et le diagramme 17 représente l'état de fonctionnement d'un récepteur de l'art antérieur. Le signal 15 est composé d'un préambule 12 composé d'une suite binaire de 0 et de 1 successifs, suivie d'une trame de données 14. Le récepteur de l'art antérieur fonctionne suivant le

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principe du fenêtrage en réception. Selon ce principe, le diagramme 17 comprend une première partie 16 dans laquelle le récepteur est alternativement en état de sommeil (état bas) et en état d'écoute (état haut). La période de fenêtrage est constituée par une phase de sommeil et une phase d'écoute. Pour assurer l'occurrence entre une phase d'écoute de la partie 16 et le préambule 12 du signal 15, la durée du préambule 12 est supérieure à la période de fenêtrage. De ce fait, lorsque l'occurrence ce produit, c'est à dire que le diagramme 17 est à l'état haut en présence du préambule 12, le récepteur entre dans une phase 18. Cette phase 18 correspond en fait à une phase d'écoute prolongée jusqu'à la fin du préambule 12. Ainsi pour tout récepteur de l'art antérieur recevant le signal 15, il existe une phase 18 qui est plus ou moins grande et qui correspond à une consommation d'énergie non négligeable.

C'est seulement à la réception de la trame de données 14 que le récepteur de l'art antérieur détermine l'adresse destinataire contenue dans la trame de données 14. Si cette adresse destinataire est la sienne, le récepteur de l'art antérieur traite l'ensemble des données contenues dans la trame de données 14. Par contre, si l'adresse destinataire ne le concerne pas, le récepteur de l'art antérieur quitte la phase de traitement 20 et entre en phase de sommeil.

La présente invention permet d'éliminer les phases 18 et 20 pour un récepteur non concerné par la trame de données 14 afin d'optimiser l'autonomie de la batterie alimentant le récepteur.

Sur la figure 3, les diagrammes 19, 21,23 et 25 sont conformes à un procédé selon l'invention. Le diagramme 19 représente un signal émis par exemple par le concentrateur 4 de la figure 1. On distingue un

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nouveau préambule 22 suivi de la trame de données 14. Le préambule 22 est caractérisé par une insertion périodique d'une information 32 entre des séries alternées de 0 et de 1 par exemple. Les séries alternées de 0 et de 1 sont transmises à une vitesse de 2400 bauds alors que l'information 32 est transmise à un débit de 9600 bauds. Cette information 32 est un motif constitué de 16 bits disposés régulièrement à la suite de 8 séquences alternées de 0 et de 1. Le préambule 22 est donc composé de la répétition d'un bloc constitué par 16 bits de 0 et 1 alternés transmis à un débit de 2400 bauds suivis de 16 bits d'information transmis à un débit de 9600 bauds. D'une façon générale, l'information occupe 20 % du préambule total. L'homme du métier comprendra aisément que les caractéristiques de l'information 32 peuvent être déterminées de façon à ce que cette information 32 occupe un pourcentage autre que 20%.

A titre d'exemple, le concentrateur 4 envoie un message, représenté par le diagramme 19 sur la figure 3, destiné à l'émetteur-récepteur 6 uniquement. Mais ce message atteint également l'émetteur-récepteur 7 disposé proche de l'émetteur-récepteur 6.

Le diagramme 21 correspond à l'état de fonctionnement de l'émetteur-récepteur 7 selon l'invention, cet émetteur-récepteur n'étant pas le destinataire du message envoyé par le concentrateur 4.

Les diagrammes 23 et 25 correspondent à deux états de fonctionnement possibles de l'émetteur-récepteur 6 selon l'invention, cet émetteur-récepteur étant le destinataire du message envoyé par le concentrateur 4.

Sur les diagrammes 21 à 25, lorsqu'un dispositif émetteur-récepteur n'est pas dans un mode actif 20 correspondant à un traitement de données, il se trouve

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dans un mode d'attente 16 selon le principe de fenêtrage : un état bas correspondant à une phase de sommeil et un état haut correspondant à une phase d'écoute. Pendant la phase d'écoute, chaque dispositif vérifie s'il capte une série de bits alternés 0/1. Dans l'affirmatif, chaque dispositif émetteur-récepteur 6 ou 7 maintient la phase d'écoute jusqu'à la réception de l'information 32.

Avantageusement, chaque dispositif selon l'invention comprend des moyens pour analyser la vitesse de transmission des bits transmis et des moyens pour analyser l'information 32. Cette information est par exemple composée de huit bits de poids faible de l'adresse du dispositif destinataire, ceci permettant de distinguer 256 dispositifs différents. L'information comprend également quatre bits de test de cohérence portant uniquement sur l'information et quatre autre bits de fonctionnalités diverses qui seront précisées ultérieurement.

Ainsi la phase d'écoute débute par une mesure de niveau de puissance, un traitement de bruit et une caractérisation du débit des données reçues. Cette caractérisation consiste à analyser le signal reçu par détection de deux fronts successifs espacés d'un intervalle de temps multiple de 104 microsecondes par exemple. Cette opération offre rapidement, au bout de 6.5 ms en moyenne, un critère fort de décision de poursuite de la phase de réception par analyse de la présence ou non d'un signal à 9600 bauds, puis de la recherche d'un motif 0/1. On peut donc relier la durée du fenêtrage à cette durée de traitement et d'obtenir des temps de cycle courts, inférieurs à 5 secondes. Les avantages sont multiples : - raccourcissement de la durée du préambule,

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- diminution des durées d'émission, - diminution des durées d'attentes avant l'analyse des données, - diminution des temps de traitements des échanges dans le réseau.

Sur le diagramme 21, la phase 24 débute par une phase d'écoute prolongée au cours de laquelle l'émetteur-récepteur 7 analyse l'information 32 reçue à 9600 bauds. Cette analyse lui permet de vérifier qu'il n'est pas le destinataire du message envoyé par le concentrateur 4. De ce fait, il passe immédiatement dans une phase de sommeil pendant par exemple une durée égale à la durée de transmission du préambule 22, avant de repasser dans une phase d'attente 26 d'un prochain message. Contrairement à l'art antérieur, un dispositif non concerné par le message ne reste pas éveillé jusqu'à la réception de la trame de données 14. Il peut avantageusement passer en phase de sommeil pendant le préambule de façon à économiser sa batterie.

Par contre sur le diagramme 23, l'émetteurrécepteur 6, dès le début de la phase 28, sait que le message lui est destiné. Il peut donc rester en éveil jusqu'à la réception de la trame de données 14 correspondant au mode actif 20 de traitement de données.

Mais de préférence, l'émetteur-récepteur 6 fonctionnera selon le diagramme 25 permettant une optimisation de la consommation d'énergie même pour un dispositif destinataire. En effet, après une analyse de l'information 32 au début de la phase 30, l'émetteurrécepteur 6 entreprend une stratégie d'optimisation en se synchronisant d'abord avec le préambule 22, puis en passant en phase de sommeil jusqu'à quelques instants avant le début du mode actif 20 nécessaire au traitement de la trame de données 14. Avec un tel procédé et en

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utilisant une batterie conventionnelle ayant une capacité de 2.2 Ampère-heure, on atteint une autonomie de dix ans pour des dispositifs émetteur-récepteurs disposés dans un réseau de relève automatique à distance de compteurs d'eau. Ce procédé peut s'appliquer entre le superviseur 3 et les concentrateurs munis de batteries.

Avantageusement, chaque émetteur-récepteur comprend des moyens pour diagnostiquer l'usure des piles l'alimentant. Pour ce faire, dans chaque émetteurrécepteur, le fonctionnement est subdivisé en plusieurs tâches élémentaires. A chaque tâche élémentaire on affecte un poids, c'est-à-dire une valeur correspondant à une certaine quantité d'énergie. A chaque fois que l'on effectue une tâche donnée, on stocke le poids correspond. Le cumul de ces poids constitue une valeur empirique d'énergie consommée qui est comparée à la capacité théorique de la pile. L'émetteur-récepteur peut ainsi informer le superviseur dès lors que la valeur empirique atteint un certain seuil.

Les quatre bits de fonctionnalités compris dans l'information 32 peuvent servir à choisir entre un fonctionnement du type diagramme 23, par exemple lorsque la détection du préambule a eu lieu peu avant le début de la trame de données 14, et un fonctionnement du type diagramme 25 pour une détection du préambule dès le début de ce préambule.

Les bits de fonctionnalités peuvent également permettre : - d'effectuer des mesures de niveau de puissance reçue et d'engager un processus de réveil qui tient compte de ce niveau de puissance dans l'élaboration de la réponse : redondance des informations, non-réponse si le canal est fortement perturbé... ; d'envoyer une information

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d'endormissement profond : les fonctions de réception sont inopérantes sur une longue durée, par exemple vingt quatre heures, le matériel étant synchronisé et tournant au ralenti pendant toute cette durée ; et - de créer un signal qui rend la trame prioritaire et qui déclenche automatiquement un processus de transfert des données vers le concentrateur 4.

Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention, notamment on peut contrôler l'état de vieillissement d'une coque de navire dans l'optique d'appréhender le risque de rupture en disposant des capteurs de contraintes dans des zones appropriées. Les capteurs sont avantageusement associés à des émetteur-récepteurs selon l'invention. On peut ensuite fournir les informations provenant des capteurs aux autorités responsables de la délivrance des autorisations d'exploitation des navires et à celles chargées d'assurer le contrôle à la navigation en eaux resserrées. Plus précisément, la coque de navire peut être équipée, à la construction ou lors de sa durée de vie, de capteurs de contraintes. Les signaux paramétrés et formatés in situ sont acheminés vers un dispositif permettant d'établir la fatigue cumulée par compartiment, par zone, au cours de l'utilisation. Cette information continuellement enrichie, est codée puis stockée dans un coffret inviolable dont l'accès n'est possible qu'aux autorités de contrôle ou leurs représentants. Le protocole de communication entre le coffret et les émetteur-récepteurs associées aux capteurs de contraintes se fait au moyen de procédé

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selon l'invention. Associé au coffret de stockage, un dispositif d'interrogation à distance sur support VHF permet aux autorités de contrôle de la navigation maritime de recevoir une information de l'état de vétusté de la poutre navire lors des échanges radios obligatoires avant l'entrée de ce navire dans une zone contrôlée. Le contact avec le navire déclenche l'émission d'une information synthétique globale sur la fatigue cumulée en exploitation. Cette information permet aux autorités de contrôle d'estimer le risque qui serait pris en laissant poursuivre la navigation au navire concerné dans les conditions du moment (état de la mer par exemple) et éventuellement provoquer une interrogation complémentaire plus approfondie. Les informations caractérisant la fatigue cumulée de la coque seraient également accessibles aux services accrédités à la délivrance des autorisations d'exploitation par les sociétés de certification.

La présente invention peut donc s'appliquer à tout système de communication sans fil pour le transfert de données, nécessitant une forte autonomie ou une faible consommation des équipements du réseau, une disponibilité importante pour les transferts de données, des performances radio correctes, des données issues d'un nombre important de capteurs, et un faible coût.

Claims (29)

1. REVENDICATIONS 1. Procédé pour augmenter l'autonomie d'une pluralité de dispositifs émetteur-récepteurs radio fonctionnant en réseau et selon un mode d'attente et un mode actif, le mode d'attente comprenant une alternance périodique d'une phase de sommeil de faible consommation et d'une phase d'écoute pour la détection d'un signal incident, ce signal incident comprenant un préambule suivi d'une trame de données, caractérisé en ce qu'on introduit dans le préambule du signal incident une information destinée à l'activation du mode actif d'au moins un dispositif émetteur-récepteur donné, afin de permettre aux dispositifs émetteur-récepteurs non concernés par le signal incident de retourner immédiatement en mode d'attente, en leur évitant ainsi une phase d'écoute prolongée.
2. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, lorsqu'un dispositif émetteur-récepteur en phase d'écoute détecte le préambule d'un signal incident, il se maintient en phase d'écoute prolongée jusqu'à la détection de ladite information, analyse cette information, et retourne en mode d'attente si le signal incident ne lui est pas destiné.
3. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, lorsqu'un dispositif émetteur-récepteur en phase d'écoute détecte le préambule d'un signal incident, il se maintient en phase d'écoute prolongée jusqu'à la détection de ladite information, analyse cette information, et déclenche un processus de mode actif si le signal incident lui est destiné.

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4. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le processus de mode actif consiste à rester en phase d'écoute jusqu'à la réception de la trame de données au cours de laquelle le dispositif est en mode actif.
5. 5. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le processus de mode actif consiste à un retour en phase de sommeil suivi d'un mode actif au moment de la réception de la trame de données.
6. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on introduit ladite information de façon répétitive dans le préambule du signal incident.
7. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on introduit ladite information de façon périodique dans le préambule du signal incident.
8. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu l'on transmet les bits constituant ladite information à une vitesse supérieure ou égale à la vitesse de transmission des autres bits du préambule.
9. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la durée de transmission de ladite information est inférieure à la durée d'une phase d'écoute de tout dispositif émetteurrécepteur.

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10. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le préambule étant constitué de plusieurs séquences alternées de 0/1 ou 1/0 à une vitesse de 2400 bauds, on intègre ladite information sous forme d'un nombre binaire de 16 bits transmis à une vitesse de 9600 bauds toutes les huit séquences alternées de 0/1 ou 1/0.
11. 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'information comprend un nombre prédéterminé de bits de poids faible de l'adresse du dispositif émetteur-récepteur concerné.
12. 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'information comprend en outre des bits de test de cohérence de cette information.
13. 13. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'information comprend en outre des bits de fonctionnalités.
14. 14. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au cours du mode actif, le dispositif émetteur-récepteur, relié à au moins un compteur d'énergie, transmet une donnée relative à la consommation d'énergie mesurée par ce compteur.
15. 15. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu'on associe à chaque dispositif émetteur-récepteur un capteur de contrainte disposé sur la coque d'un navire, on transmet les données provenant des capteurs vers un coffret de

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    stockage disposé dans le navire, et on stocke ces données dans le coffret de stockage, ce coffret n'étant accessible que par des autorités de contrôle par interrogation à distance avant une entrée de ce navire dans une zone contrôlée.
16. 16. Système de relevé de données issues d'une pluralité de compteurs d'énergie par ondes radio mettant en oeuvre un protocole selon l'un quelconque des procédés précédents, caractérisé en ce qu'il comprend : un dispositif émetteur-récepteur radio relié à au moins un compteur d'énergie, un concentrateur pour gérer une pluralité de dispositif émetteur-récepteur radio selon ledit protocole, un superviseur pour gérer une pluralité de concentrateurs, ce superviseur étant apte à gérer directement au moins un dispositif émetteur- récepteur, et un poste central pour gérer au moins un superviseur.
17. 17. Système selon la revendication 16, caractérisé en ce que le protocole de communication entre les différents éléments est bidirectionnel.
18. 18. Système selon la revendication 17, caractérisé en ce que le protocole intègre des processus d'acquittement des messages transmis.
19. 19. Système selon l'une des revendications 16 à 18, caractérisé en ce qu'il comprend une liaison GSM entre le poste central et le superviseur.

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20. 20. Système selon l'une des revendications 16 à 18, caractérisé en ce qu'il comprend une liaison par réseau téléphonique commuté entre le poste central et le superviseur.
21. 21 Système selon l'une des revendications 16 à 18, caractérisé en ce que le poste central comprend des moyens pour détecter l'usure des piles alimentant les dispositifs émetteur-récepteurs.
22. 22. Dispositif émetteur-récepteur radio de grande autonomie, mis en oeuvre dans un procédé selon l'une des revendications 1 à 14 précédents ou dans un système selon l'une des revendications 16 à 21, comprenant des moyens pour fonctionner en un mode d'attente et en un mode actif, le mode d'attente comprenant une alternance périodique d'une phase de sommeil de faible consommation et d'une phase d'écoute pour la détection d'un signal incident, ce signal incident comprenant un préambule suivi d'une trame de données, caractérisé en ce qu'il comprend en outre : des moyens pour détecter, au cours d'une phase d'écoute, le préambule du signal incident de façon à maintenir cette phase d'écoute, des moyens pour détecter, au cours de cette phase d'écoute maintenue, une information incluse dans le préambule du signal incident et transmise à une vitesse supérieure à celle des autres éléments du préambule, des moyens d'analyse de la dite information, et des moyens pour passer en phase d'écoute prolongée jusqu'à la lecture d'une trame de données, pour retourner en mode d'attente ou pour passer en phase sommeil jusqu'à l'arrivée d'une

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    trame de données, en fonction des éléments compris dans ladite information.
23. 23. Dispositif selon la revendication 22, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de connexion à au moins un compteur d'énergie à impulsion.
24. 24. Dispositif selon l'une des revendications 22 et 23, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de comptage pour comptabiliser des impulsions provenant du compteur à impulsions.
25. 25. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 22 à 24, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour diagnostiquer l'usure des piles alimentant ledit dispositif.
26. 26. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 22 à 25, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour effectuer des mesures de niveau de puissance du signal incident de façon à élaborer une stratégie de réponse en conséquence.
27. 27. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 22 à 26, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour assurer une synchronisation avec le préambule du signal incident de façon à enclencher une phase sommeil jusqu'au début de la réception de la trame de données.
28. 28. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 22 à 27, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour enclencher, en fonction des éléments contenus dans ladite information, une phase de sommeil longue durée.

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29. 29. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 22 à 28, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour engendrer un signal réponse prioritaire en fonction des éléments contenus dans ladite information.