Brevet FR2444982A1 — publié le 19800718

La présente invention est relative à la collecte et à la transmission d'alarmes à un poste central de traitement en vue de la surveillance d'ensembles d'habitations et de locaux commerciaux ou industriels tels que : usines, entrepôts, magasins à grande surface, cette surveillance pouvant concerner le vol, l'incendie ou des anomalies techniques détectés localement par des dispositifs appropriés. La plupart des systèmes connus de collecte et de centralisation d'alarmes comportent, au poste central, un dispositif de traitement précédé d'un multiplexeur dont chaque entrée est reliée individuellement par au moins une paire de conducteurs à un détecteur ou à un ensemble de détecteurs à surveiller globalement. Cette disposition conduit à un câblage important spécifique de l'installation qui doit être complété par de nouvelles paires aboutissant au poste central pour le branchement de nouvelles alarmes La présente invention a pour but de diminuer le volume du câblage entrele poste central et les emplacements des détecteurs, et de limiter les modifications à lui apporter en cas de modifications des alarmes. Elle a pour objet un concentrateur d'alarmes émises par des détecteurs géographiquement dispersés, et destinées à un dispositif de traitement, de mémorisation et de signalisation localisé à un poste central de surveillance. Ce concentrateur comporte - une ligne omnibus formée d'une ligne bifilaire de mesure et de lignes de services provenant d'un poste central de surveillance et passant à proximité des détecteurs, - des circuits d'interrogation échelonnés le long de la ligne omnibus et excités un par un, permettant chacun la scrutation, par l'intermédiaire d'un circuit d'interface, des états de sortie d'un ensemble de détecteurs à surveiller globalement et comportant un interrupteur commandé intercalé entre le circuit d'interface et la ligne de mesure, et un étage de registre à décalage contrôlant l'état dudit interrupteur, les étages de registre à décalage étant mis en chaste par l'intermédiaire de lignes de service pour former un registre à décalage à entrée série et sorties parallèles, - lesdits circuits d'interface connectés chacun aux sorties d'un ensemble de détecteurs à surveiller globalement et présentant une impédance de sortie qui est fonction des états des sorties des détecteurs de l'ensemble considéré, - un circuit d'adressage placé au poste central de surveillance et comportant une horloge commandant la progression du registre à décalage et un compteur piloté par l'horloge assurant le repérage du circuit d'interrogation excité, - un circuit à seuils de mesure d'impédance placé au poste central de surveillance et connecté en entrée aux extrémités de la ligne de mesure - et un circuit de décodage connecté à la suite du circuit à seuils de mesure d'impédance et délivrant les états des sorties des détecteurs connectés au circuit d'interface dont l'impédance de sortie est mesurée, ledit dispositif de traitement de mémorisation et de signalisation d'alarmes recevant du circuit d'adressage l'adresse de l'ensemble de détecteurs soumis à la scrutation et du circuit de décodage les états des sorties des détecteurs dudit ensemble. Selon un mode préféré de réalisation le circuit à seuils de mesure d'impédance comporte un circuit à seuil de mesure de courant connecté en série avec une source de tension aux bornes de la ligne de mesure et les circuits d'interface sont constitués par un ensemble d'impédances mises en série et shuntées individuellement par des relais commandés par les détecteurs. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront des revendications jointes et de la description ci-après d'un mode de réalisation donné à titre d'exemple. Cette description sera faite en regard du dessin dans lequel - la figure 1 représente le schéma général d'un concentrateur d'alarmes selon l'invention, - la figure 2 représente le schéma d'un circuit d'interface utilisable dans le concentrateur d'alarmes représenté à la figure 1, - la figure 3 représente un mode de réalisation possible des circuits d'interrogation du concentrateur d'alarmes représenté à la figure 1, - la figure 4 représente le schéma d'un circuit à seuils de mesure d'impédance utilisable dans le concentrateur d'alarmes représenté à la figure 1, - et la figure 5 montre en perspective un boîtier de raccordement démonté renfermant des circuits d'interrogation et des circuits d'interface. Le concentrateur d'alarmes représenté à la figure 1 possède des éléments qui sont répartis entre un poste central et des postes périphériques. Les postes périphériques sont disposés au voisinage d'ensembles 1 de détecteurs à surveiller globalement. Ils sont échelonnés le long d'une ligne omnibus provenant du poste central et comportant une ligne bifilaire de mesure 2 et différentes lignes de service 3,lui,5. Dans l'exemple représenté les postes périphériques sont au nombre de cinq. Ils comportent des circuits d'interface 6 et des circuits d'interrogation 7. Les circuits d'interface 6 ont plusieurs entrées connectées aux sorties des détecteurs formant un ensemble à surveiller globalement et une sortie bifilaire couplée à la ligne de mesure 2 par l'intermédiaire d'un circuit d'interrogation 7.Les circuits d'interrogation 7 comportent chacun un interrupteur commandé 8 intercalé entre la sortie d'un circuit d'interface 6 et la ligne de mesure 2, et un étage de registre à décalage 9 assurant le contrôle de l'interrupteur commandé 8. Les étages de registre à décalage 9 sont mis en chaise par l'intermédiaire d'une ligne de service 3 de manière à constituer un registre à décalage. Une ligne de service 4 connectée à l'entrée d'horloge de tous les étages de registre à décalage 9 permet la commande de progesssion du registre à partir du poste central. Une autre ligne de service 5 connectée aux entrées, de remise à zéro ou à un, des étages de registre à décalage 9 permet la commande de la remise à l'état initial des étages de registreà décalage 9. Si l'on dénote par 1 l'état d'un étage de registre à décalage 9 pour lequel ce dernier commande la fermeture de l'interrupteur commandé 8 qui lui est associé et par zéro l'état complémentaire, cette ligne de service 5 est connectée à l'entrée de remise à un du premier étage du registre et à l'entrée de remise à zéro de tous les autres.Le poste central comporte une horloge 10 commandant la progression du registre à décalage par l'intermédiaire de la ligne de service 4, un compteur 11 piloté par l'horloge 10, de même capacité que le registre à décalage, un circuit à seuils de mesure d'impédance 12 connecté en entrée à la ligne de mesure 2, un circuit de décodage 14 connecté à la suite du circuit à seuils de mesure d'impédance 12 et un dispositif de traitement de mémorisation et de signalisation des alarmes 13 disposé à la suite du compteur 11 et du circuit de décodage 14. La figure 2 détaille le schéma d'un mode de réalisation possible d'un circuit d'interface 6 adapté à des détecteurs dont la sortie commande un contact à l'ouverture. Pour une meilleure compréhension le schéma de la figure 2 comporte également les interconnexions des éléments du circuit d'interface représentés entourés d'un rectangle en pointillés 6, avec la ligne omnibus et un circuit d'interrogation 7. Le circuit d'interface représenté est prévu pour un ensemble de trois détecteurs. Il comporte un montage série de trois résistances 15,16,17 connecté en parallèle sur la ligne de mesure 2 par l'intermédiaire de l'interrupteur commandé 8 d'un circuit d'interrogation 7. Chaque résistance 15 respectivement 16, 17 est shuntée par les contacts ouverts au repos d'un relais 18 respectivement 19 et 20 commandé par la sortie d'un détecteur. Les relais 18, 19, 20 sont téléalimentésà partir du poste central à l'aide d'une paire de lignes de service 21 et 22. Une extrémité de leur bobine d'actionnement est connectée directement à la ligne de service 21 tandis que l'autre est connectée à la ligne de service 22 par l'intermédiaire d'un ou plusieurs contacts, extérieurs au circuit d'interface, fermés au repos et commandés par un détecteur, et par l'intermédiaire d'un interrupteur de mise en service 23. Le schéma complet du circuit d'alimentation du relais 18 a été représenté dans le cas où ce dernier est commandé par un détecteur de vol constitué par une boucle de surveillance comportant une série de contacts 25 fermés au repos. En cas d'inutilibation d'une entrée, celle-ci est court-circuitéepar un shunt 28,29 afin de refermer les circuits d'alimentation des relais 19,20 correspondants. Le circuit d'interface 6 comporte en outre un quatrième relais 26 qui est un relais d'inhibition et dont les contacts ouverts au repos sont connectés en shunt aux bornes de l'ensemble des trois résistances 15, 16 et 17. Ce quatrième relais 26 est, comme les trois autres, téléalimentés à partir du poste central.Une extrémité de sa bobine d'actionnement est connectée directement à la ligne de service 21 et l'autre est connectée à la ligne de service 22 par l'intermédiaire de l'interrupteur de mise en service 23. Un voyant 27 indique l'état de veille ou d'inhibition dans lequel se trouve le circuit d'interface. Lorsque le circuit d'interface 6 se trouve à l'état de veille et que les détecteurs qui lui sont reliés n'émettent pas d'alarme, les relais 18, 19, 20 sont en position travail et le relais d'inhibition 26 au repos. L'ensemble des trois résistances 15,16 et 17 est court-circuité par les relais 18,19,20 de sorte que le circuit d'interface présente une impédance de sortie nulle. Lorsque le circuit d'interface n'est pas à l'état de veille,le relais 26 est en position travail et court-circuite l'ensemble des résistances 15,16et 17 ce qui donne encore au circuit d'interface 6 une impédance de sortie nulle. Lorsque le circuit d'interface 6 est à l'état de veille et que l'un des détecteurs qui lui sont reliés est déclenché, le relais associé au détecteur s'ouvre mettant en série une résistanee dans la sortie du circuit d'interface. Si plusieurs détecteurs sont déclenchés, plusieurs résistances sont mises en série dans la sortie du circuit d'interface augmentant d'autant son impédance de sortie.Les valeurs des résistances sont choisies pour que tous les cas de déclenchement aboutissent à des valeurs d'impédances différentes permettant de les distinguer. On adopte pour cela une progression géométrique dont la raison est prise avantageusement égale à 2, la résistance 15 ayant pour valeur R, la résistance 16 pour valeur 2R et la résistance 17 pour valeur 4R, car on obtient ainsi, en sortie du circuit d'interface 6, une impédance ayant pour valeur un nombre entier p de fois R dont l'image en binaire est un nombre représentant les états des entrées du circuit d'interface affectées chacune d'un poids égal au coefficient de proportionnalité par rapport à R de la résistance qu'elle permet d'intercaler.Dans l'exemple présent le nombre binaire considéré à trois chiffres celui de plus faible poids représente l'état du relais 18, le suivant l'état du relais 19 et celui de plus fort poids l'état du relais 20. La figure 3 illustre un mode de réalisation d'un ensemble de quatre circuits d'interrogation 7 à l'aide de circuits intégrés C.M.O.S. Les quatre étages de registre à décalage sont constitués de la moitié d'un double registre à décalage à quatre étages de type 4015 représenté entouré par un rectangle en pointillés 30. Les quatre interrupteurs commandés sont réalisés à l'aide d'un circuit de type 4.016 représenté entouré d'un rectangle en pointillés 31.Le demicircuit de type 4015 a son entrée série de données D connectée par l'intermédiaire de la ligne de service 3 à la sortie du registre à décalage qui le précède dans la chaine, son entrée horloge CP connectée à la ligne de service 4, son entrée de remise à zéro CD connectée à la ligne de service 5, ses sorties parallèles connectées au commande des interrupteurs commandés du circuit de type 4016, la sortie de son quatrième registre étant également connectée par l'intermédiaire de la ligne de service 3 à l'entrée série de données de l'étage de registre à décalage qui le suit dans la chaîne.L'un des contacts des interrupteurs du circuit de type 4016 est connecté directement à l'un des conducteurs de la ligne de mesure 2 tandis que l'autre est connecté à l'autre conducteur de la ligne de mesure 2 par l'intermédiaire d'un circuit d'interface 6 rappelé par une résistance 32 ou par l'intermédiaire d'un shunt 33,34 ou 35. L'alimentation des deux circuits n'est pas représentée. Elle s'effectue à partir du poste central par les lignes de service 21 et 22 ou par d'autres lignes de service. Le circuit 4015 qui ne comporte pas de remise à un n'est pas utilisable pour le premier étage de registre à décalage. Il doit être remplacé par exemple par une bascule de type D de type 4013. La figure 4 représente le schéma d'un circuit à seuils de mesure d'impédance et d'un décodeur utilisable au poste central pour retrouver les états des entrées d'un circuit d'interface 6 scruté par l'intermédiaire d'un circuit d'interrogation 7. Le circuit à seuils comporte une chaîne de comparateurs 40, 41, 42, 43 dont les entrées non inverseuses sont polarisées à des tensions de référence croissantes par l'intermédiaire d'une échelle de résistances 44, 45, 46, 47, 48 connectée entre la masse et une source de tension 49 et dont les entrées inverseuses sont connectées en parallèle à la sortie d'un amplificateur séparateur à gain unité 50. L'un des conducteurs de la ligne bifilaire de mesure 2 est connecté directement à la source de tension 49, l'autre est mis à la masse par l'intermédiaire d'une résistance ajustable 51.L'entrée non inverseuse de l'amplificateur 50 est connectée en parallèle sur la résistance ajustable 51. Les sorties des comparateurs 40, 41, 42 et 43 sont connectées aux entrées du circuit de décodage 52. Le circuit à seuils effectue la mesure de l'impédance de la ligne de mesure 2 par l'intermédiaire de celle de la tension développée aux bornes de la résistance ajustable 51 par le courant de la source de tension 49 qui traverse la ligne de mesure 2. En supposant que les circuits d'interface 6 aient au plus n entrées parallèles et par conséquent une chaîne d'au plus n résistance leurs impédances n n de sortie ne peuvent prendre que 2n valeurs distinctes correspondant à 2 valeurs distinctes de l'intensité du courant dans la boucle de mesure. Pour n distinguer entre elles ces 2n valeurs distinctes, les comparateurs sont au nombre 2n1 Les n de 2ni1. Les 2 valeurs des résistances de l'échelle fournissant les tensions de références des comparateurs sont choisies de manière qu'une tension de référence n se situe entre chacune de 2 valeurs distinctes que peut prendre la tension la tension aux bornes de la résistance ajustable 51. Le nombre de comparateurs 40, 41, 42, 43 déclenchés correspond en binaire aux états des entrées du circuit d'interface scruté.Pour retrouver ces derniers il suffit donc d'assurer une conversion de ce nombre en binaire. C'est l'objet du circuit de décodage qui peut être réalisé par exemple à l'aide de circuits encodeurs à entrées prioritaires du genre CMOS 4.532. Dans le cas où le circuits d'interface 6 a trois entrées comme représentés à la figure 2 le nombre n est égal à 3. Les valeurs d'impédance à distinguer sont en nombre égale à 8 et le nombre de comparateurs est égal à 7. Ils peuvent être alors réalisés à l'aide d'un seul circuit intégré par exemple du genre UAA180 (Siemens). Le compteur 11 (figure 1) est un compteur modulo Q, Q étant le nombre d'étages du registre à décalage formé par les circuits d'interrogation 7. Il compte les impulsions de décalage fournies par l'horloge 10 et fournit à tout instant l'adresse du circuit d'interrogation excité 7. Il sert également à la remise à l'état initial des étages de registre à décalage 9. On utilise à cette fin l'impulsion de dépassement qu'il émet lorsqu'il arrive à Q pour commander son propre rebouclage. Le dispositif de traitement de mémorisation et de signalisation des alarmes fonctionne en temps partagé à la cadence de l'horloge 10. Sa structure est fonction de la nature des alarmes. Elle ne sera pas détaillée car elle est de conception classique et ne fait pas partie de l'invention. Le concentrateur d'alarmes qui vient d'être décrit est particulièrement avantageux pour la réalisation d'un système de surveillance d'ensembles de locaux commerciaux ou d'habitations notamment pour une surveillance vol, incendie, car il s'adapte avec une grande souplesse à l'évolution des besoins. Dans le cas par exemple d'une surveillance d'un ensemble d'immeubles d'habitation les ensembles de détecteurs installés dans chaque appartement sont reliés par des circuits d'interface 6 et d'interrogation 7 disposés sur les paliers dans des boites de raccordements échelonnées le long d'une ligne omnibus provenant d'un local de surveillance. La capacité de ces boites de raccordement est déterminée dès l'origine en fonction des besoins prévisibles mais leur contenu n'est fonction que des besoins effectifs. La figure 5 représente en perspective un boitier de raccordement démonté prévu pour huit ensembles distincts de détecteurs convenant, dans l'exemple qui nous préoccupe, à un palier desservant huit appartements. Ce bottier comporte un cadre de fixation 55 et un couvercle 56. Il renferme une carte de circuits imprimés 57 supportant dans une zone médiane 58 le câblage et les composants de huit circuits d'interrogation et, de part et d'autre de cette zone médiane 58, des emplacements avec des picots de raccordement 59 pour huits bottiers 60 renfermant chacun un circuit d'interface. Les bottiers 60 sont disposés sur la carte de circuits imprimés 57 en fonction des besoins. En leur absence un shunt 61 court-circuite les picots de raccordement 59 correspondant aux sorties des circuits d'interface. Les bot- tiers 60 présentent sur une face latérale des entrées parallèles qui sont destinées chacune à êtrecourtsscircuitée par un contact commandé par un détecteur ou par un shunt en cas d'inutilisation. Ils présentent également une commande d'inhibition. La modification de l'installation pour la suppression ou l'adjonction de détecteurs ne porte que sur le retrait ou la mise en place éventuelle de bottiers contenant des circuits d'interface et sur le câblage reliant ces bottiers aux détecteurs. Elle est donc très localisée. L'autosurveillance de la ligne de mesure par un test d'isolement et de continuité peut être réalisée en spécialisant deux circuits d'interrogation. Le test d'isolement est effectué par exemple à l'aide du premier circuit d'interrogation qui ne reçoit ni circuit d'interface ni shunt et celui de continuité à l'aide du dernier circuit d'interrogation qui reçoit un court-circuit à la place d'un circuit d'interface. On peut, sans sortir du cadre de l'invention modifier certaines dispositions ou remplacer certains moyens par des moyens équivalents. REVENDICATIONS 1/ Concentrateur d'alarmes émises par des détecteurs géographiquement dispersés et destinées à un dispositif (13) de traitement, de mémorisation et de signalisation localisé à un poste central de surveillance caractérisé en ce qu'il comporte - une ligne omnibus formée d'une ligne bifilaire de mesure (2) et de lignes de service (3, 4, 5, 21, 22) provenant du poste central de surveillance et passant à proximité des détecteurs, - des circuits d'interrogation (7) échelonnés le long de la ligne omnibus et excités un par un, permettant chacun la scrutation, par l'intermédiaire d'un circuit d'interface (6), des états de sortie d'un ensemble (1) de détecteurs à surveiller globalement et comportant un interrupteur commandé (8) intercalé entre la sortie du circuit d'interface (6) et la ligne de mesure (2) , et un étage de registre à décalage (9) contrôlant l'état dudit interrupteur (8), les étages de registre à décalage (9) étant mis en channe par l'intermédiaire de lignes de service (3, 4, 5) pour former un registre à décalage à entrée série et sorties parallèles, - lesdits circuits d'interface (6) connectés chacun aux sorties d'un ensemble de détecteurs (1) à surveiller globalement et présentant une impédance de sortie dépendant des états des sorties des détecteurs de l'ensemble (1) considéré, - un circuit d'adressage placé au poste central de surveillance et comportant une horloge (10) commandant la progression du registre à décalage, et un compteur 11 piloté par l'horloge (10) assurant le repérage du circuit d'interrogation (7) excité - un circuit à seuils (12) de mesure d'impédance placé au poste central de surveillance et connecté en entrée à la ligne bifilaire de mesure (2) - et un circuit de décodage (14) connecté à la suite du circuit à seuils (12) de mesure d'impédance et délivrant les états des sorties des détecteurs connectés aux circuits d'interface dont l'impédance de sortie est mesurée,ledit circuit de traitement, de mémorisation et de signalisation (13) recevant du compteur (11) l'adresse de l'ensemble (1) des détecteurs soumis à la scrutation, et du circuit de décodage (14) les états des sorties des détecteurs de l'ensemble considéré. 2/ Concentrateur d'alarmes selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit d'interface (6) comporte une chaîne de résistances (15,16,17) disposée en parallèle sur sa sortie, chacune d'elles étant shuntée par les contacts d'un relais (18,19,20) commandé par la sortie d'un détecteur. 3/ Concentrateur d'alarmes selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdites résistances (15,16,17) ont des valeurs qui sont en progression géométrique. 4/ Concentrateur d'alarmes selon la revendication 3 caractérisé en ce que ladite progression géométrique est de raison 2. 5/ Concentrateur d'alarmes selon la revendication 2, caractérisé en ce que les contacts des relais (15,19,20) sont fermés en l'absence de détection d'alarmes et que le circuit d'interface (6) comporte en outre un relais d'inhibition (26) dont les contacts shuntent la chatne de résistance. 6/ Concentrateur d'alarmes selon la revendication 2, ou la revendication 5 caractérisé en ce que les relais (18, 19, 20, 26) sont téléalimentés à partir du poste central de surveillance par l'intermédiaire de lignes de service (21, 22) 7/ Concentrateur d'alarmes selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit à seuils de mesure d'impédance comporte une chaîne de comparateurs (40, 41, 42,43) polarisés à des tensions de référence croissantes. 8/ Concentrateur d'alarmes selon la revendication 7, caractérisé en ce que le circuit de décodage (14) est constitué d'un encodeur à entrées prioritaires connectées aux sorties des comparateurs (40, 41, 42, 43). 9/ Concentrateur d'alarmes selon la revendication 1, caractérisé en ce que les circuits d'interface (5) et d'interrogation (7) sont téléalimentés à partir du poste central par l'intermédiaire de lignes de service.