Brevet FR2138217A1 — publié le 19730105

La présente invention concerne une installation de télécommande ou de télésurveillance. Les installations de ce genre, qui ont été réalisées jusqu'à présent, utilisent des moyens de transmission spécialisés, notamment des lignes électriques spéciales, ou des canaux radioélectriques spécialisés. Elles nécessitent donc la constitution de réseaux de transmission spécialisés, complexes,. et d'autant plus motteux qu'ils sont à usage unique. L'installation de télécommande ou de télésurveillance suivant la présente invention permet de pallier cet inconvénient; elle est caractérisée en ce que chacun de ses émetteurs et chacun de ses récepteurs, ou groupes de récepteurs,peut être connecté, à volonté, à une ligne non spécialisée d'un réseau téléphonique, public ou privé, par l'intermédiaire d'une clé de renvoi, insérée entre l'extrémité de ladite ligne et le poste téléphonique correspondant. L'installation de télécommande ou de télésurveillance suivant.la présente invention ne nécessite donc pas la constitution de réseaux de transmission spécialisés; elle peut au contraire utiliser des réseaux téléphoniques, éventuellement pré-éxistants, et qui, de toute façon, restent disponibles pour la transmission de communications téléphoniques ou autres; le taux d'occupation du réseau téléphonique par l'installation de télécommande ou de télésurveillance suivant la présente invention est d'ailleurs généralement faible, pour la plupart des applications connues. ss titre d'exemple, on a décrit ci-dessous et illustré schématiquement au dessin annexé une forme de réalisation d'une installation de télécommande de vannes suivant la présente invention. La figure 1 est un schéma illustrant le principe de l'installation de télécommande suivant la présente invention. Les figures 2 et 3 sont des schémas par blocs de l'émetteur A et du récepteur B de la figure 1, respectivement. Les figures 4 et 5 sont des diagrammes de formes d'ondes, destinés à illustrer le fonctionnement de l'installation de télécommande des figures 1 à 3. La figure 6 est un schéma détaillé en Blocs fonctionnels, d'une forme de réalisation particulière de l'émetteur de la figure 2. Sur la figure 1, on a seulement représenté, de façon schématique, un émetteur A et un récepteur B de l'installation de télécommande selon la présente invention. L'émetteur A comporte un pupitre 1, aisément déplaçable, pouvant être posé sur une table ou un bureau. Ce pupitre comporte - un interrupteur 'WMarche-Arrêt" - un voyant indiquant la mise sous tension de l'appareil - trois boutons poussoirs, marqués respectivement "Ouverture" "Fermeture" "Lecture" - seize voyants groupés, numérotés de O à 15, et destinés à la signalisation de la position de l'organe télécommandé, par exemple une vanne. - un voyant marqué "Message reçu-adresse exacte" et destiné à signaler la cofncidence de l'adresse reçue par un récepteur avec son adresse propre. Le récepteur B comporte une armoire étanche 2, par exemple à fixation murale. Cette armoire est équipée de presse-étoupe pour l'arrivée d'un capable téléphonique 3, d'un câble d'alimentation 4 à trois conducteurs, d'un câble à six conducteurs, 5, provenant d'un dispositif de codage à disque, 6, de la vanne télécommandée, 7, d'un câble d'excitation de la bobine d'un relais de commande pas à pas de la vanne 7 dans le sens correspondant à l'ouverture, d'un câble d'excitation de la bobine d'un relais de commande pas à pas de la vanne 7 dans le sens correspondant à la fermeture. Tous ces câbles sont raccordés sur une plaquette à bornes montée à l'intérieur de l'armoire 2. Le récepteur B comporte en outre, à l'intérieur de l'armoire 2, un interrupteur "marche arrêt" et un voyant signalant la mise sous tension de l'appareil. La logique utilisée pour la réalisation du pupitre 1 et de l'armoi re-2.est une logique TTL, à circuits intégrés montés sur circuits imprimés en verre époxy. Le matériel téléphonique (relais d'appel et bobine d'induction) est un matériel standard du commerce. Les alimentations sont transistorisées et stabilisées par des diodes de Zener. Pour le récepteur B, les circuits de sortie sont des contacts de relais fournissant 500 mA sous une tension continue de 48 V.Selon la présente invention, le pupitre 1 de l'émetteur A et l'armoire 2 du récepteur B peuvent être connectés chacun, à volonté, à une ligne non spécialisée, 8A ou 8B, d'un réseau téléphonique, public ou privé, par l'intermédiaire d'une clé de renvoi, 9A ou 9B, insérée entre l'extrémité de ladite ligne, 8A ou 8B, et le poste téléphonique correspondant, lOA ou lOB. Sur la figure 1, le carré il en traits interrompus désigne le 'reste du réseau téléphonique dont font partie les lignes 8A et 8M, c'est-à-dire les autres lignes de ce réseau et ses différents auto-commutateurs, assurant l'interconnexion automatique de deux quelconques des lignes dudit réseau, par exemple 8A et 8B.Enfin, on a indiqué symboliquement sur la figure 1 que plusieurs vannes telles que 7 peuvent être commandées par l'armoire 2, par l'intermédiaire de dispositifs tels que 6, B désignant alors un groupe de récepteurs. Le mode d'emploi de l'installation de télécommande de la figure 1 est le suivant : soit à transmettre du poste téléphonique A au poste B, par l'intermédiaire d'un ou plusieurs auto-commutateurs, un ordre d'ouverture de la vanne 7, et à vérifier la bonne exécution de cet ordre. Le poste B peut être appelé soit automatiquement à partir du poste A, soit par appel d'un standard, avec intervention manuelle de ce dernier. On suppose que la clé 9B du poste B se trouve sur la position R, branchant de ce fait le récepteur en position d'attente d'appel; les postes émetteur A et récepteur B sont alimentés à partir d'un réseau de distribution de tension alternative de même fréquence et de même phase; la clé 9A du poste A se trouve sur la position N branchant de ce fait le poste téléphonique lOA en condition normale d'utilisation.Le mode opératoire est alors le suivant: 10 On appelle par le processus habituel le poste lOB à partir du poste lOA, et l'on attend le déclic annonçant le "décrocha ge" automatique du récepteur B. 20 On commute la clé de renvoi 9A du poste A sur la position R, mettant ainsi en liaison l'émetteur A et le récepteur B; 30 On raccroche le combiné du poste téléphonique A (il est à noter que cette opération n'est pas essentielle); 40 On appuie sur le bouton "Lecture" du pupitre 1 de l'émetteur A; le voyant "Message reçu - adresse exacte" s'allume; en second lieu, le voyant de position de la vanne s'allume (par exemple position 3); 50 On appuie sur le bouton "Ouverture" du pupitre 1; le voyant "Message reçu - adresse exacte" s'éteint et s'allume à nouveau; 60 On appuie à nouveau sur le bouton "Lecture" afin de s'assurer de la bonne exécution de l'ordre; le voyant "Message reçu adresse exacte s'éteint, puis s'allume ànouveau; ensecond lieu, le woyanLeorrespondant à la position effective de la vanne 7 s'allume (position 4 dans l'exemple considéré). Au cas où le voyant "Message reçu - adresse exacte" ne s'allume pas, il faut reprendre à partir du 10 en attendant toutefois la fin d'un temps de temporisation prévu au niveau du récepteur. Le principe du fonctionnement qui vient d'être décrit repose sur l'échange de messages séquentiels codés entre le récepteur et l'émetteur. Ces messages sont constitués par des mots, qui, dans l'exemple considéré, sont codés en langage binaire; chaque message a la constitution suivante, illustrée sur la figure 4 10 Un mot de 1 bit, a, émis par l'émetteur A, et destiné à la mise en synchronisme d'horloges, et à la remise à zéro de compteurs ordinaux prévus dans l'émetteur A et le récepteur B; 2" Un mot de 4 bits, b, émis par l'émetteur, et correspondant à l'adresse du récepteur auquel l'ordre est destiné; ce mot permet de désigner 15 adresses, la combinaison 0000 étant exclue; 30 Un silence, c, correspondant au transfert et au contrôle de l'adresse reçue par le récepteur B; 40 Un mot de 1 bit, d, émis par le récepteur B et indiquant que 11 adresse reçue par le récepteur B coincide avec son adresse propre; ce mot d de 1 bit assure l'allumage de la lampe "Message reçu - adresse exacte" sur le pupitre 1 de l'émet teur A; 50 Un mot de 2 bits, e, émis par l'émetteur A et correspondant à l'une des trois instructions suivantes - 11 correspondant à "Lecture" (ou "Interragation") - 01 correspondant à "Ouverture" - 10 correspondant à "Fermeture" ; - la combinaison à deux bits actifs a ainsi été réservée à l'instruction ne modifiant pas la position de l'organe télécommandé; 6 Un silence f correspondant au transfert et au décodage du mot d'instruction. 70 Un mot de 4 bits, g, émis par le récepteur B et indiquant la position codée de l'organe télécommandé ou télésurveillé; ce mot de 4 bits donne la possibilité d'indiquer 16 positions. L'entreîaçage des mots a à g émis par l'émetteur A et le récepteur, B, est visible sur le diagramme de la figure 4. La durée des bits est de 20 ms et ils sont séparés par des silences de 20 ms, ce qui donne une durée totale de transmission du message de 540 ms. L'émetteur A représenté sur la figure 2 comporte 10 Un modulateur-démodulateur (dit "modem"), 12, connecté directement à la ligne 13 arrivant de la clé de renvoi 9A. 20 Une horloge 14, alimentée à partir du secondaire d'un trans formateurl5A-dont le primaire est branché sur le réseau à 50 Hz; cette horloge fournit deux signaux (figure 5) a) un signal carré H1, de fréquence 25 Hz, et de rapport cy clique unitaire; b) un signal carré H2, très bref, de durée d'environ 1 et centré au milieu des créneaux positifs H1. 30 Un dispositif de codage des instructions 16 : Lors de l'action sur l'un des boutons poussoirs 17, correspondant aux instruc tions : "Lecture", "ouverture", "Fermeture', une impulsion synchrone avec H1 est envoyée vers le modem 12, où elle module un courant porteur de fréquence 1000 Hz, puis est émise sur le réseau téléphonique par les lignes 13 et 8A; Cette première impulsion, démodulée par le modem, vient remet tre àtzéro un décodeur 18 et un compteur ordinal 19; ce der nier se met alors à compter les impulsions d'horloge Hl; d'au tre -part, le dispositif de codage des instructions 16 fournit en temps utile, en l'occurrence aux temps t7 et t8 (figure 4), la combinaison correspondant à l'instruction que l'on désire émettre. 40 Le compteur ordinal 19 : ce compteur a pour rôle de rythmer les temps tl à t13 en synchronisme avec l'horloge 14. 50 Un multiplexeur 20 : ce- dispositif peut être assimilé à un commutateur rotatif, tournant en synchronisme avec l'activa tion des sorties du compteur ordinal 19; ilreçoitsur ses entrées les signaux de sortie du compteur ordinal 19, l'adresse codée à l'aide des boutons poussoirs 21, et l'instruction codée par le dispositif 16; sa sortie fournit des signaux carrés, synchrones avec H1, et correspondant, aux temps tl, t2, t3 et t4, à l'adresse choisie, et aux temps t7 et t8, à l'instruction choisie; Ces impulsions sont envoyées au modem 12, où elles modulent un courant porteur de fréquence 1000 Hz; avant d'être émises sur le réseau téléphonique. 60 Le décodeur 18 : aux temps t6, tlo, t11, t12 et t13, il est rendu actif pour lui permettre de décoder les impulsions démodulées qu'il reçoit en provenance du modem 12; ainsi, au temps t6, la sortie du décodeur 18 participe à l'alluma ge de celle des lampes 22 qui indique "Message reçu - adres se exacte"; aux temps tlo, tell, tl2 et tlD, les impulsions qu'il reçoit y chargent en série un registre à décalage, dit registre de position; au temps tel3, les quatre sorties en parallèle du registre de position sont utilisées dans le déco deur 18 pourFroduire l'allumage de celle des lampes 22 qui indi que la position correspondante. Le récepteur B, représenté sur la figure 3, comporte 10 Un relais d'appel et de temporisation 23, connecté à la ligne 3 de manière que, lors d'un appel, sur le réseau téléphonique, il vient au travail, où il est maintenu ensuite par un second enroulement pendant une durée de temporisation réglable; la venue au travail du relais d'appel 23 connecte le récepteur B au réseau téléphonique. 20 Un modem 24, connecté au relais 23. 3 Une horloge 25 : cette horloge est identique à celle de ltémet- teur, et elle fournit les mêmes signaux (figure 5). Au temps t0, lors de la réception de l'impulsion de remise à zéro a, cette impulsion,démodulée par le modem 24,synchroni- se l'horloge 25 du récepteur sur celle de l'émetteur. 40 Un compteur ordinal26:ce compteur joue le même rôle que celui de l'émetteur, c'est-à-dire qu'après sa remise à zéro par la première impulsion a, il rythme les temps t1 à3 en synchro nisme avec les signaux d'horloge H1. Le fait que les horloges de émetteur et du récepteur soient synchrones entralne donc le synchronisme de l'activation des sorties des compteurs or dinaux de l'émetteur et du récepteur. 5 Un décodeur ordinal 27 : il reçoit les signaux en provenance des sorties du compteur ordinal 26 et possède lui-même treize sorties I à XIII, qui sont activées successivement aux temps tl à t13. 60 Un dispositif de contrôle de l'adresse reçue 28 : il reçoit les signaux en provenance des sorties I - II - III - IV et V du décodeur ordinal 27; aux temps t1, t2 > t et aux temps tl, t2, t) et t4, les impulsions démodulées par le modem 24, et correspondant à l'adresse émise par l'émetteur, B, sont introduites en série dans un registre à décalage appelé registre d'adresses (non représenté); au temps t5, le contenu du registre d'adresses est transféré en parallèle dans un comparateur (non représenté), qui reçoit en outre l'adresse du récepteur A considéré; en cas 8'identité, le comparateur émet un signal, qui a.) au temps t6, permet l'émission d'un signal modulé corres pondant au message "Message reçu - adresse exacte"; b) aux temps t7 et t8 autorise la réception du message d'ins truc ti on. 70 Un opérateur d'instructions 29 : il reçoit les signaux en provenance des sorties VI à XIII du décodeur ordinal 27; en outre a) au temps t6, cet opérateur 29 participe à l'élaboration d'une impulsion, en cas d'identité des adresses comparées; cette impulsion,d,est envoyée vers le modem 24, où elle module un courant porteur de fréquence 1000 Hz, puis elle est émise sur le réseau téléphonique; b) aux temps t7 et t8, en cas d'identité des adresses compa rées et seulement dans ce cas, les impulsions démodulées par le modem 24, et correspondant à l'instruction émise parl'émetteur A, y sont introduites en série dans un re gistre à décalage, appelé registre d'instructions (non représenté);; c) au temps tg, le contenu du registre d'instructions y est transféré en parallèle dans un décodeur d'instructions (non représenté); en fonction du contenu de ce registre, une des trois sorties a, r du décodeur est activée, produisant l'une des trois fonctions correspondantes; d) au cas où est produite la fonction "Lecture", la sortie a de l'opérateur d'instructions 29 fournit aux temps t tell, t12 et t des signaux carrés, correspondant à 13 la position du disque de codage de la vanne 7; ces impul sions sont envoyées vers le modem un courant porteur de fréquence 1000 Hz, puis elles sont émises sur le réseau téléphonique; e) au cas où est produite une fonction entraînant un change ment de marche > c'est-à-dire "ouverture" ou "fermeture", l'impulsion fournie par le décodeur 29 sur sa sortie F ou r fait basculer un monostable à temporisation réglable, qui alimente alors lui-mEme la bobine d'un relais de com mande de la vanne 7, par l'intermédiaire d'un amplifica teur de puissance. Les contacts de travail des relais men tionnés peuvent être aussi disponibles sur la plaquette à bornes de l'armoire 2 du récepteur B. Tous les signaux reçus par l'émetteur et le récepteur sont validés par les signaux d'horloge H2 (figure 5). Pour éviter l'introduction de signaux parasites, il est recommandé d'alimenter l'émet- teur et le récepteur à partir de régulateurs de tension alternative, de réalisations et de caractéristiques identiques. Le code Gray est utilisé de préférence pour le codage de la position de l'organe rotatif télécommandé. La figure 6 est le schéma par blocs fonctionnels d'une forme de réalisation de l'émetteur de la figure 2; pour certains blocs, on y a utilisé certaines des références de ladite figure 2 (les instructionsscorrespondant respectivement aux boutons-poussoirs 17 y sont désignées par L, F et O; la lampe 22a correspond au signal "Message reçu - adresse exacte"; les lampes 22b sont celles indiquant respectivement les différentes positions de l'organe télécommandé). Les autres blocs du schéma de la figure 6 correspondent aux fonctions suivantes T désigne des circuits connus du type "trigger"; désigne un circuit de dérivation; D/2 désigne un circuit de division par 2; O désigne des circuits logiques du type ET; M désigne des mémoires de capacité 1 bit; t désigne des monostables; / désignent des circuits logiques du type NON; O désigne un--circuit logique du type OU exclusif; R désigne un registre; MV désigne un multivibrateur; Sy désigne un synchronisateur; + désigne des circuits logiques du type OU inclusif. Le fonctionnement de l'émetteur de la figure 6 résulte directement des explications, données précédemment, à propos de la figure 2. Dans la forme de réalisation précédemment décrite de l'invention, les informations échangées entre les différents émetteurs et récepteurs sont exprimées par des impulsions (figure 4) i l'aide d'une logique positive, et chaque récepteur comporte des moyens (tels que le relais 23 de la figure 3), commandés par exemple par le signal de mise en route (a sur la figure 4) produit par un émetteur, pour connecter ledit récepteur à la ligne correspondante pendant une durée déterminée (correspondant à la temporisation à l'ouverture du relais 23). Dans une variante, non représentée, les informations échangées sont au contraire exprimées par les impulsions mentionnées, à l'aide d'une logique inverse, c'est-à-dire que chaque bit est matérialisé par une interruption "rectangulaire" du courant porteur par exemple à 1 OOO Hz; dans ce cas, les moyens prévus pour connecter chaque récepteur à la ligne correspondante peuvent simplement consister en un relais actionné à partir desdites impulsions, redressées, ce relais présentant un retard à l'ouverture de quelques secondes, pour rester actionné pendant les intervalles entre lesdites impulsions, et ne s'ouvrir automatiquement que quelques secondes après la fin de la communication. RhNENDICATIONS 10 Installation de télécommande ou de télésurveillance, caractérisée en ce que chacun de ses émetteurs et chacun de ses récepteurs, ou groupes de récepteurs, peut être connecté, à volonté, à une ligne non spécialisée d'un réseau téléphonique, public ou privé, par l'intermédiaire d'une clé de renvoi, insérée entre l'extrémité de ladite ligne et le poste téléphonique correspondant. 20 Installation suivant la revendication 1, caractérisée en ce que chacun de ses émetteurs comporte des moyens pour produire sous forme codée, puis transmettre par la ligne correspondante, l'adresse de l'un quelconque des récepteurs ou groupes de récepteurs, puis des instructions de télécommande ou d'interrogation, et que chacun de ses récepteurs ou groupes de récepteurs comporte des moyens pour produire sous forme codée, puis transmettre par la ligne correspondante, une information dé position, chacun de ses émetteurs et de ses récepteurs ou groupes de récepteurs comportant en outre des moyens pour décoder les adresses, instructions ou informations d-e position, qu'il reçoit. 30 Installation suivant la revendication 2, caractérisée en ce que chacun de ses émetteurs comporte en outre des moyens pour produire un signal de mise en route, puis le transmettre par la ligne correspondante, avant les instructions de télécommande ou d'interrogation, et que chacun de ses récepteurs ou groupes de récepteurs comporte en outre des moyens pour produire un signal d'avis de réception de l'adresse, et le transmettre par la ligne correspondante, le déclenchement des moyens produisant, dans l'émetteur, les instructions de télécommande ou d'interroga- tion étant placés sous la dépendance de la réception dudit signal d'avis de réception de l'adresse. 40 Installation suivant l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisée en ce que les signaux échangés entre ses différents émetteurs et récepteurs sont des impulsions électriques sensiblement rectangulaires, modulant un courant porteur, par exemple de fréquence égale à 1000 Hz, les diverses informations telles que les adresses, les instructions de télécommande ou d'interrogation, et les informations de position étant exprimées par les impulsions mentionnées, de préSé- rence en un code binaire. 50 Installation suivant la revendication 4, caractérisée en ce que les diverses informations sont exprimées par les impulsions mentionnées à l'aide d'une logique positive, et que chaque récepteur comporte des moyens,tels qu'un relais, commandés par exemple par le signal de mise en route produit par un émetteur, pour connecter ledit récepteur à la ligne correspondante pendant une durée déterminée. 60 Installation suivant la revendication 4, caractérisée en ce que les diverses informations sont exprimées par les impulsions mentionnées à l'aide d'une logique inverse, et que chaque récepteur comporte des moyens, tels qu'un relais, pour connecter ledit récepteur à la ligne correspondante, ce relais étant actionné à partir desdites impulsions et présentant un retard à l'ouverture de quelques secondes, de manière à rester actionné pendant les intervalles entre lesdites impulsions. 70 Installation- suivant l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisée en ce que des horloges de même rythme sont prévues respectivement dans tous ses émetteurs et ses récepteurs ou groupes de récepteurs, l'horloge d'un récepteur ou d'un groupe de récepteurs pouvant être synchronisée sur celle de l'un quelconque des émetteurs par un signal de mise en route, reçu en provenance de cet émetteur.