Brevet FR2550901A1 — publié le 19850222

La présente invention concerne la transmission par liaison filaire entre un poste de commande et de surveillance et plusieurs postes éloignés, de messages rendant compte d'une situation à l'endroit de chaque poste éloigné Un procédé et un 5 dispositif permettant une telle transmission peuvent être mis en oeuvre notamment, mais non exclusivement, pour la surveillance de locaux en matière de sécurité. A l'heure actuelle, l'exploitation d'un immeuble important, d'une usine ou d'un groupe d'usines devient complexe. 10 Le coût de la main d'oeuvre étant important, il devient indispensable de regrouper dans un poste central de surveillance unique et sous une forme simple, toutes les informations et les possibilités de commande relatives à la sécurité. Pour la transmission de messages entre le poste central 15 de surveillance et les divers postes éloignés, on sait utiliser déjà des liaisons permettant de véhiculer les signaux utiles et de surveillance de ligne Par exemple, une méthode connue à l'heure actuelle est d'utiliser une boucle normalisée de courant de 20 m A. Le dialogue entre le poste central et les postes éloignés demande 20 alors un câble à quatre fils et des équipements convenables montés aux extrémités du câble, mais ce dispositif ne peut se suffire à lui-même Il faut en plus passer une ligne d'énergie destinée à alimenter les équipements d'extrémité Le nombre de fils devient alors six et le branchement des élément du dispositif représente 25 sur le chantier du bâtiment à équiper une difficulté et un coût importants. L'invention a pour but de fournir un procédé et un dispositif permettant de remédier à ces inconvénients et de réduire considérablement les difficultés d'implantation d'une 30 installation de sécurité dans un bâtiment. L'invention a donc pour objet un procédé de transmission de messages par une liaison filaire entre un poste central de commande et de surveillance et plusiers postes de détection éloignés destinés à engendrer un signal représentatif d'au moins 35 un paramètre de son environnement, notamment pour la surveillance de locaux, au cours duquel le poste central engendre successivement des adresses affectées chacune à l'un des postes éloignés, ceux-ci en réponse à la réception de cette adresse émettant un message caractéristique de la valeur du paramètre 5 d'environnement correspondant, caractérisé en ce que lesdites adresses sont engendrées dans le poste central par modulation d'une tension continue appliquée en permanence à ladite liaison filaire, et en ce que chaque poste éloigné transmet son message par modulation d'amplitude du courant circulant dans ladite ligne 10 par application à celle-ci de ladite tension. Grâce à ces caractéristiques, on peut utiliser une simple liaison par un câble blindé à deux conducteurs du type utilisé habituellement par l'Administation des Télécommunications pour établir les liaisons téléphoniques, ce câble pouvant 15 transmettre à la fois les signaux de dialogue entre les postes et l'énergie d'alimentation des postes éloignés qui peuvent ainsi être dépourvus d'une alimentation autonome. L'invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé tel que défini ci-dessus. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels: la Fig l est un schéma très simplifié d'une 25 installation de surveillance suivant l'invention; la Fig 2 représente une forme d'onde de tension circulant sur la liaison bifilaire du poste central vers les postes éloignés pour permettre l'adressage de ceux-ci; la Fig 3 représente une forme d'onde de courant circulant sur la liaison filaire des postes éloignés vers le poste central pour la transmission des messages; la Fig 4 représente un schéma simplifié du poste central de commande et de surveillance; la Fig 5 est un schéma simplifié d'un poste éloigné; la Fig 6 illustre par plusieurs formes d'ondes le fonctionnement de l'installation suivant l'invention; la Fig 7 montre un autre agencement d'une installation suivant l'invention. La Fig l représente très schématiquement une installation de surveillance suivant l'invention Un poste 1 de commande et de surveillance placé à un endroit stratégique d'un ensemble dont la sécurité doit être assurée ( immeuble, usine, navire, etc) est connecté à une ligne de transmission 2 formée 10 par un simple câble bifilaire blindé du type utilisé par l'Administration des P T T pour les liaisons locaux téléphoniques Des postes éloignés 3 A à 3 N placés en des endroits de l'ensemble à surveiller, sont respectivement connectés à la ligne de transmission 2 par deux bornes 3 a, 3 b. Les Fig 2 et 3 montrent la forme caractéristique des signaux circulant sur la ligne de transmission lors des échanges d'information entre le poste de commande et de surveillance 1 et les postes 3 A à 3 N. Dans le sens poste de commande-postes éloignés, la ligne 20 de transmission 2 est soumise à une tension continue qui peut varier entre deux niveaux ( 20 et 24 volts, par-exemple), cette tension étant modulée pour la transmission de signaux binaires O et 1 qui constituent des adresses caractérisant les postes éloignés 3 A à 3 N. Dans l'exemple décrit ici, la tension continue appliquée à la ligne 2 est modulée en largeur d'impulsions, l'adresse représentée à titre d'exemple à la Fig 2 étant 0101 Bien entendu, d'autres types de modulation sont possibles sans sortir du cadre de l'invention. En sens inverse, c'est à dire lorsqu'un message doit être transmis d'un poste éloigné vers le poste de commande et de surveillance, un courant circule dans ligne 2, ce courant présentant un niveau permanent I de 50 milli-ampères par exemple, auquel est superposée une modulation d'amplitude variant entre auquel est superposées une modulation d'amplitude variant entre deux niveaux In 1 et In 2 Le niveau inférieur qui peut être fixé à 60 milli-ampéres par exemple, peut représenter un bit O tandis que le niveau supérieur fixé par exemple à 80 milli-ampères peut représenter les bits 1 Sur la Fig 3, on a représenté à titre d'exemple la transmission d'un signal binaire 0101. Le courant ainsi modulé résulte d'une tension qui est appliqué sur la ligne 2 pendant le transfert du message à partîr d'un poste éloigné 3 A à 3 N adressé à l'instant considéré, le 10 circuit dans le poste éloigné étant capable, suivant l'état des paramètres détectés par ce poste sur place, d'engendrer les variations d'amplitude telles que celles représentées à la Fig-3 Ainsi, les postes éloignés n'ont besoin d'aucune alimentation autonome et ne chargent la ligne dans une mesure importante que 15 lorsque le poste de commande central 1 les a adressés Cet adressage peut être effectué périodiquement suivant un programme déterminé exécuté dans le poste de commande, les adresses des postes éloignés 3 A à 3 N étant émises successivement selon un cycle prédéterminé, qui est lui-même répété périodiquement A titre 20 d'exemple, le poste de commande central 1 peut adresser un poste éloigné et en recevoir un toutes les milli-secondes Bien entendu,la valeur du courant permanent dépend du nombre de postes éloignés branchés sur la ligne, ce nombre pouvant varier dans des 25 mesures assez larges, un nombre de 100 postes étant une valeur pratique. La ligne 2 est de préférence torsadée et blindée pour permettre une bonne immunité aux bruits Comme on le verra par la 30 suite, chaque poste éloigné se comporte pour la ligne comme une résistance shunt qui en absorbant une partie de la puissance parasite transmise sur la ligne, augmente encore l'immunité aux bruits. La Fig 4 représente un schéma de principe du poste de commande et de surveillance 1 Ce poste comporte deux bornes d'alimentation 4 et 5 La borne 4 est reliée à l'un des conducteurs de la ligne 2 par l'intermédiaire du trajet ?r collecteur-émetteur d'un transistor de puissance 6 destiné à assurer la modulation de la tension sur la ligne 2 Une résistance série 7 est connectée entre ce transistor et la ligne 2 pour permettre la mesure des variations du courant circulant dans celle-ci Le transistor 6 est commandé par un transistor de pilotage 8 dont la polarisation d'émetteur est fixée par une diode zener 9 reliée à la borne 5 et l'autre conducteur de la ligne 2. La hase du transistor de pilotage 8 est raccordée à la sortie d'un circuit de conversion parallèle-série 10 qui par un bus 11 est 10 relié à la sortie d'un circuit de commande et de traitement 12 constitué de préférence par un micro-processeur convenablement programmé. Le circuit de commande comprend deux entrées 13 et 14 qui par des condensateurs 15 et 16 sont respectivement reliés aux 15 deux extrémités de la résistance série 7 pour transférer les niveaux d'intensité de la ligne 2 vers le micro-processeur 12. Celui-ci est en liaison avec une console de visualisation 17, une imprimante 18 et éventuellement un tableau de synoptique 19 représentant par des signaux lumineux par exemple, l'implantation 20 des postes éloignés 3 A à 3 N sur une représentation topographique du bâtiment de manière à pouvoir être facilement interprétée par le personnel de surveillance. La Fig 5 représente le schéma simplifié de l'un des postes éloignés 3 A à 3 N La ligne 2 est raccordée aux bornes 3 a et 25 3 b qui sont connectées à deux conducteurs 20 et 21 entre lesquels est branché l'ensemble du montage du poste éloigné La borne 3 a est raccordée par une diode 22 à la ligne 20 et celle-ci est raccordée par une autre diode 23 et une résistance 24 en série à un circuit d'alimentation 25 qui élabore sur une borne 26 la 30 tension d'alimentation nécessaire aux circuits du poste éloigné. Le circuit 25 peut comporter un stabilisateur de tension et d'autres circuits connus assurant la fourniture d'une tension d'alimentation stable aux circuits d'utilisation du poste. Le conducteur 20 est raccordé par une résistance 27 et 35 un condensateur 28 a un oscillateur d'horloge 29 qui produit un signal d'horloge à 32 k Hz par exemple sur une borne de sortie 30, son alimentation étant assurée par la tension moyenne d'entrée qui lui parvient par l'intermédiaire du poste de commande 1 et qui est synchronisée sur les fronts d'onde des signaux d'entrée, ceux-ci 5 étant émis par le poste central 1 à une fréquence moyenne de 1000 Hz par exemple. L'oscillateur 29 commande un registre à décalage 31 destiné à emmagasiner l'adresse du poste éloigné à la réception de celle-ci du poste central Ce registre à décalage a ses sorties 32 10 connectées aux premières entrées d'un comparateur 33 qui reçoit sur ces autres entrées la sortie 34 d'un générateur de code interne 35 Ce générateur dont la configuration est établie une fois pour toute lors de l'installation du poste éloigné considéré, garde en mémoire l'adresse de celui-ci qui est donc comparée dans 15 le comparateur 33 à l'adresse emmagasinée dans le registre à décalage 31 Les sorties du comparateur 33 sont appliquées à une porte NI 36 qui ne fournit un signal que lorsque l'adresse emmagasinée dans le registre 31 correspond à celle gardée en mémoire par le générateur 35 de code interne La sortie de cette 20 porte 36 est également raccordée à un registre d'exploitation 37 qui reçoit le signal d'horloge de l'oscillateuc 29 par l'intermédiaire d'une borne 38 et qui est connecté à un certain nombre d'entrées d'exploration 39 numérotés de 51 à 55 Ce registre 37 qui est en fait un registre à décalage transfère les 25 informations qui lui sont appliquées vers sa sortie 40 par l'intermédiaire d'un signal de commande qui lui parvient sur une borne 41 à partir du registre à décalage 31 Ainsi, le registre 37 est capable non seulement de fournir sur sa borne de sortie 40 l'adresse reconnue par le comparateur 33 mais également l'état des 30 bornes 51 à 55 en décalant successivement les impulsions correspondantes vers sa sortie sous la commande de l'horloge 38. La sortie 40 du registre à décalage 37 est connectée à une bascule 42 qui est synchronisée sur le signal d'horloge et dont la sortie est connectée à l'une des entrées d'une porte ET 43.La seconde entrée de cette porte 43 est connectée à la sortie d'une autre porte ET 44 qui ne valide la porte ET 43 qu'à la réception simultanée de trois signaux de validation dont l'un est le signal d'horloge, dont le second est le signal fourni par la 5 porte NI 36 et qui représente donc la reconnaissance de l'adresse du poste éloigné considéré et dont le troisième est un signal de synchronisation qui lui est appliqué par l'intermédiaire d'un inverseur 45 raccordé au condensateur 28 Ce dernier signal est donc synchrone avec les impulsions provenant au poste éloigné par 10 l'intermédiaire du poste central 1. La porte 43 est également validée sur le signal d'horloge qui lui parvient à partir de l'oscillateur 29. Les sorties des portes 43 et 44 sont respectivement appliquées en tant que signaux de commande à un circuit de 15 puissance 46 qui est destiné à commander un transistor de sortie 47 dont la base est raccordée au circuit considéré d'une part directement pour recevoir des signaux binaires de valeur 1 et d'autre part indirectement par l'intermédiaire d'une résistance 47 à travers laquelle cette base reçoit un signal binaire de valeur 20 O Les signaux 1 et O sont engendrés sélectivement lorsque la porte 43 ou la porte 44 transfère un signal de sortie au circuit de puissance 46. Le circuit émetteur-collecteur du transistor 47 est relié entre les bornes 3 a et 3 b et modifie donc l'impédance entre 25 ces deux conducteurs en fonction de l'état de commande de sa base. En d'autres termes lorsque le transistor 47 est commandé,le courant dans la ligne 2 résultant de la tension qui lui est appliqué par le poste central est modifiée au rythme de la commande de cette base conformément à la forme d'onde qui est 30 représentée à la Fig 3. Les bornes 39 peuvent être raccordées à des dispositifs extérieurs aux postes éloignés Il peut s'agir par exemple d'un détecteur d'incendie, d'un thermomètre ou autre dispositif de détection dont l'état rend compte de la situation sur place Le poste éloigné comporte également une borne de sortie 47 qui conformément à un signal binaire pouvant faire partie du message envoyé en même temps par le poste central avec l'adresse du poste éloigné considéré, peut déclencher une action extérieure (par 5 exemple l'ouverture d'une trappe, la commande d'une vanne ou autre action analogue) sur le lieu ou dans le local o est implanté le poste considéré. Le fonctionnement de l'ensemble de l'installation ainsi agencé est le suivant: Sur la Fig 6, on suppose qu'un poste éloigné a l'adresse et qu'à l'instant considéré cette adresse est envoyée sous forme d'une tension modulée par le poste central dans la ligne 2. L'adresse étant reconnue dans le poste éloigné par le comparateur 33, celui-ci autorise le registre 37 à transférer des informations 15 moyennant quoi, l'état des bornes 39 est pris en compte Dans 1 ' exemple de la Fig 6, on suppose que le poste éloigné considéré ne comporte que deux bornes 39 Le graphique A de la Fig 6 montre que le poste éloigné commande son transistor 47 de manière que tout d'abord son adresse soit renvoyée dans la ligne 2 puis l'état 20 des bornes 39 ( 51 et 52, par exemn Dle) Dans le cas représenté à ce graphique A, ces bornes ne sont pas excitées Dans ces conditions, le registre ne reçoit que des signaux binaires O ce qui est interprété convenablement par le poste central 1 Dans le cas du graphique B, on suppose que la borne Si est excitée par exemple en 25 raison du fait qu'un détecteur d'incendie a constaté une augmentation excessive de la température dans le local ou le poste éloigné est implanté Dans ces conditions, le poste éloigné émet tout d'abord son adresse, puis un signal binaire constitué par une impulsion haute (signal 1) puis une impulsion basse (signal 0) Le 30 graphique C montre le cas inverse ou c'est la borne 52 qui a été excitée. Comme on l'a déjà indiqué ci-dessus, la surveillance de l'ensemble des postes éloignés peut être réalisée par une exploiration systématique des postes, le microprocesseur 12 du poste central 1 envoyant une suite d'adresses dans 255090 1 la ligne et les postes éloignés renvoyant tous un message vers le poste central à la réception de leur adresse Dans le cas représenté, l'adresse est constituée par quatre bits mais ce nombre n'est évidemment pas limitatif, un nombre de huit 5 impulsions étant préférable ce qui permet d'utiliser au maximum 256 adresses Lorsqu'un poste éloigné envoie le message de retour, le courant modulé est interprété en étant détecté par la résistance 7 grâce au microprocesseur 12 qui peut transformer le message ainsi reçu pour l'affichage ou une autre interprétation 10 exécutée par les dispositifs 17 à 19 représentés sur la Fig 4 Par exemple, le microprocesseur peut vérifier d'abord l'adresse et ensuite effectuer un traitement approprié à l'aide de son programme Si l'adresse est bonne, rien ne se passe et si l'adresse est mauvaise, le défaut est indiqué sur la console de 15 visualisation avec l'heure, la date, le numéro du poste éloigné en défaut Eventuellement, des informations supplémentaires relatives à l'état des bornes 39 du poste éloigné en dérangement peuvent apparaître en language clair sur le dispositif de visualisation. Le synoptique 19 peut rendre également compte de cette situation 20 par l'allumage d'un voyant lumineux par exemple. Bien entendu, si une commande doit être exécutée au niveau d'un poste éloigné, l'adresse du poste est suivie d'une impulsion qui est traduite par la borne 47 du poste éloigné adressé. La combinaison des adresses et des impulsions de commande tant à la réception qu'à l'émission permet par une programmation convenable d'effectuer des séquences complètes telles que lecture de l'alarme d'un détecteur d'incendie, puis la commande automatique ou manuelle par un clavier d'une extinction, 30 d'une lecture d'un niveau de liquide, d'une fermeture de la lampe d'alimentation en cas de trop plein d'un réservoir ou d'une autre action analogue. La Fig 7 montre une variante de l'implantation des postes éloignés La ligne 2 comporte ici des embranchements en parallèle 2 a et 2 b sur lesquels sont connectés divers postes éloignés On voit donc que le montage particulier suivant l'invention confère au choix de l'implantation des postes éloignés une très grande souplesse moyennant l'utilisation de simples câbles téléphoniques blindés. ll REVENDICATIONS 1 Procédé de transmission de messages par une liaison filaire entre un poste central ( 1) de commande et de surveillance et plusiers postes de détection éloignés ( 3 A à 3 N) destinés à engendrer un signal représentatif d'au moins un paramètre de son 5 environnement, notamment pour la surveillance de locaux, au cours duquel le poste central ( 1) engendre successivement des adresses affectées chacune à l'un des postes éloignés ( 3 A à 3 N), ceux-ci en réponse à la réception de cette adresse émettant un message caractéristique de la valeur du paramètre d'environnement 10 correspondant, caractérisé en ce que lesdites adresses sont engendrées dans le poste central ( 1) par modulation d'une tension continue appliquée en permanence à ladite liaison filaire, et en ce que chaque poste éloigné ( 3 A à 3 N) transmet son message par modulation d'amplitude du courant circulant dans ladite ligne par 15 application à celle-ci de ladite tension. 2 Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ladite tension est modulée en largeur d'impulsions. 3 Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il consiste à envoyer sélectivement des 20 signaux de commande dans ladite ligne à la suite d'adresses destinées à au moins certains des postes éloignés ( 3 A à 3 N), et à déclencher dans le poste éloigné concerné et adressé, une action à la suite de la réception du signal de commande accompagnant l'adresse de ce poste. 4 Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il consiste à engendrer cycliquement les adresses de tous les postes éloignés, chaque cycle d'adressage consistant à adresser successivement tous les postes éloignés et à en recevoir un message. 5 Installation pour la mise en oeuvre du procédé tel que défini dans l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant un poste central ( 1) et des postes éloignés ( 3 A à 3 N) répartis dans l'unité telle qu'un bâtiment, ou analogue, à surveiller, ledit poste central étant équipé de moyens de visualisation ( 17 à 19) permettant d'afficher des messages renvoyés au poste central par les postes éloignés, caractérisée en ce que ledit poste central ( 1) et lesdits postes éloignés ( 3 A à 5 3 N) sont connectés entre eux par une ligne bifilaire ( 2,2 a,2 b) sur laquelle tous les postes éloignés ( 3 A à 3 N) sont branchés en shunt, en ce que le poste central ( 1) est pourvu de moyens ( 6,8,9,10,11,12) pour appliquer à ladite ligne une tension modulée, représentant des adresses pour chacun desdits postes 10 éloignés ( 3 A à 3 N), chacun de ceux-ci étant pourvus de moyens ( 43,44,46,47) branchés en shunt sur ladite ligne bifilaire et capable de moduler le courant circulant dans celle-ci en vertu de ladite tension modulée, en fonction de signaux de détection engendrés par ledit poste éloigné pour rendre compte de paramètres 15 représentatifs de la situation à l'endroit de son implantation dans ladite unité. 6 Installation suivant la revendication 5, caractérisée en ce que ledit poste central ( 1) comprend un composant semi-conducteur commandé ( 6) branché en série avec un conducteur 20 de ladite ligne bifilaire ( 2) sur une source de tension ( 4,5) et en ce que ledit composant semi-conducteur est branché à un circuit de commande permettant d'en faire varier la conduction pour moduler la tension appliquée à ladite ligne bifilaire ( 2). 7 Installation suivant la revendication 6, caractérisée 25 en ce que ledit circuit de commande comporte un microprocesseur ( 12) programmé pour élaborer des cycles d'adressage au cours desquels des adresses en code binaire sont engendrés, adresses avec lesquelles la conduction dudit composant semi-conducteur est commandée pour la modulation de ladite tension. 8 Installation suivant l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisée en ce que lesdits moyens ( 43,44,46,47) branchés en shunt sur la ligne bifilaire ( 2) dans chaque poste éloigné comprennent un composant semi-conducteur commandé ( 47) dont le trajet de conduction principal est raccordé entre les conducteurs de ladite ligne ( 2), trajet dont la conduction est modifiée en fonction des signaux de détection engendrés dans le poste éloigné. 9 Installation suivant la revendication 8, caractérisée 5 en ce que chaque poste éloigné ( 3 A à 3 N) est pourvu d'un circuitde comparaison ( 33) dont un premier jeu d'entrées ( 32) est raccordé à une mémoire volatile ( 29) destiné à emmagasiner chaque adresse qui est envoyée par le poste central ( 1), dont un second jeu d'entrées est raccordé à une mémoire morte ( 35) qui conserve 10 en mémoire le code binaire caractéristique du poste éloigné concerné, et dont la sortie est raccordée audit circuit de commande ( 43,44,46) pour le valider lorsque l'adresse reçue correspond au code binaire emmagasiné dans ladite mémoire morte ( 35). 10 Installation suivant la revendication 9, caractérisée en ce qu'il est prévu dans chaque poste éloigné, une seconde mémoire volatile ( 37) destinée à emmagasiner l'état binaire d'au moins une entrée (Si à 55) sur laquelle peut apparaître un signal représentant la situation locale et en ce que 20 la sortie de cette mémoire ( 37) est raccordée audit circuit de commande ( 43,44,46) pour lui transmettre son contenu, lorsque ce dernier reçoit ledit signal de validation. 11 Installation suivant les revendications 9 et 10 prises ensemble, caractérisée en ce que lesdites mémoires 25 volatiles ( 31,37) sont des registres à décalage connectées en série audit circuit de commande et à un oscillateur d'horloge ( 29) dont le signal de sortie est destiné à faire progresser leur contenu vers ledit circuit de commande.