Brevet FR2586330A1 — publié le 19870220

PROCEDE ET DISPOSITIF DE MISE EN OEUVRE POUR DETER MINER L'HYGROMETRIE DU SOL NOTAMMENT DES ESPACES CULTIVES La présente invention concerne un dispositif électronique appelé par la suite "balise d'humidité" partiellement enfoncé dans le sol à la profondeur de mesure souhaitée et dont l'axe principal est vertical. Cette balise permet la mesure de I'humidité relative du sol encore appelée degré hygrométrique au point considéré. Plus particulièrement l'invention à trait à l'association d'un capteur d'humidité, d'un dispositif de codage, et d'un émetteurrécepteur radio électrique, l'ensemble constituant la balise d'humidité. Chaque balise possède son propre code d'identification préalablement introduit lors de sa mise en service. Elles sont réparties sur la parcelle de terre à étudier en fonction de l'hétérogénéité du sol,et sont en liaison radioélectrique avec un poste de contrôle fixe ou mobile ou se trouve l'utilisateur. Ce dernier, par l'intermédiaire du code sélectif peut questionner chaque balise qui transmet après traitement un signal correspondant au degré d'hygrométrie du sol résultant de la mesure effectuée par le capteur d'humidité de la balise sélectionnée. Le dispositif selon l'invention est donc l'élément de base d'un système de contrôle centralisé de mesure de l'humidité du sol. qui. assorti du traitement adéquat des informations receuillies, peut assurer, par exemple, lepilotage d'un système d'irrigation. I1 existe déja différents systèmes de mesure du degré d'hygrométrie du sol utilisant des capteurs résistifs, capacitifs, ou mécaniques dans lesquels le résultat de la mesure est lisible sur l'appareil donc au niveau du point d'implantation. Ces systèmes nécessitent de la part de l'utilisateur des déplacements fréquents pour re lever les résultats de mesure, surtout sur les parcelles hétérogènes de grande superficie qui peuvent comporter plusieurs centaines de points de mesure. Le dispositif selon l'invention permet de remédier à cet inconvénient en transmettant le résultat de chaque mesure par onde électromagnétique à un poste de contrôle. Il permet de plus une scrutation de la mesure en continu, ou séquentiellement à une cadence préalablement programmée. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront plus amplement de la description détaillée qui va suivre donnée à titre d'exemple et en regard des dessins annexés sur lesquels -Fig 1 représente schématiquement la mise en oeuvre du procédé. selon l'invention. -Fig 2 représente schématiquement une balise en élé vation Fig 3 est une vue de dessus de la Fig 2 -Fig 4 est un schéma synoptique de fonctionnement d'une balise. -Fig 5 est un schéma synoptique du fonctionnement du poste de contrôle. La fig 1 représente schématiquement la mise en oeuvre du procédé. Les balises d'humidité 1, 2, 3. 4, préalablement codées sont placées sur la parcelle 5. Elles sont questionnées depuis le poste de contrôle 6 par l'intermédiaire de leur code de sélection. Le poste de contrôle peut être fixe ou mobile suivant la portée des émetteurs de balise. La fig 2 représente schématiquement en élévation une balise et ses différents constituants Dans sa forme de réalisation préférentielle, le dispositif selon l'invention comporte un boftier central 7 solidaire d'un croisillon 8 prenant appui sur le sol 9 de telle sorte que l'axe du boîtier soit vertical. La partie inférieure, enterrée est constituée d'un tube entretoise 10 terminé par la tete de détection 11 contenant le capteur d'humidité 12. Ce capteur peut etre une humidistance Philips (marque déposée) référence 6919001. La longueur du tube entretoise 10 est telle que le capteur 12 se situe dans le sol à la profondeur H2 v de l'ordre de 30cm. La partie supérieure de la balise comprend aussi un tube entretoise 13 terminée par un embout 14 supportant l'antenne d'émission et de réception 15. La longueur du tube entretoise 13 est telle que l'antenne est située à une hauteur H1 du sol. de l'ordre de un mètre. Toujours dans sa forme de réalisation préférentielle le capteur 12 est protégé par une enceinte poreuse pouvant etre une mousse de verre ou de matériau synthétique. Le boîtier 7 supporte les cartes électroniques réalisant les fonctions décrites par la suite ainsi que le dispositif de programmation du code d'appel, la batterie d'alimentation et les organes de commande accessibles de l'extérieur. La fig 3 représente schématiquement la balise en vue de dessus. La fig 4 représente le schéma synoptique de fonction nement d'une balise. Le capteur 12 est -suivi d'un circuit de condition nement 16 délivrant des créneaux logiques de tension de durée proportionnelle au degré d'hygrométrie et appelés par la suite "portes de mesure", à une fréquence de récurence fixe et connue de l'ordre de IO KHz. Ce signal est appliqué à l'entrée de l'émetteur 17, validé par son alimentation, elle même délivrée par un relais 18. Lorsque la balise est en attente l'antenne 15 fonctionne en réception et est appliquée au décodeur 19, qui compare le code détecté et le code programmé dans le dispositif 20. Quand l'équivalence est obtenue, le relais 18 est actionné pendant un temps T connu imposé par un circuit de temporisation 21. Le basculement de ce relais entraine l'alimentation de l'émetteur 17, et le passage de l'antenne 15 en mode émission. Ainsi pendant le temps T un certain nombre connu de portes de mesure est transmis au poste de contrôle aux fins d'analyse. Par ce procédé l'émetteur 17 ne fonctionne que si le décodage est positif, uniquement pendant le temps T limitant ainsi la décharge de la batterie. De plus un dispositif 22 permet le rappel du résultat de la mesure instantanée au niveau de la balise par affichage numé rique. La fig 5 représente le schéma synoptique du poste de contrôle. Un ensemble d'émission réception 23 assure la transmis sion > la réception, et le conditionnement des signaux qui sont gérés par un micro-ordinateur 24.Les résultats après traitement sont visualisés, soit sur un afficheur optoélectronique 25,soit sur une imprimante 26,soit sur un moniteur vidéo 27. Une version simplifiée peut ne comporter qu'une partie de l'ensemble énuméré ci dessus. Le procédé d'interrogation des balises est caractérisé par l'émission depuis le poste de contrôle d'un message codé de sélection. Afin d'éliminer les résultats erronés provenant des mauvaises transmissions le micro-ordinateur peut questionner plusieurs fois une meme balise. Les résultats de mesure obtenus sont alors placés dans des registres en ligne, avant d'être analysés. Le résultat retenue pour cette balise est celui qui apparat identique} à un écart près programmable, dans un nombre également programmable de registres consécutifs. Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné à la mesure à distance du degré hygrométrique des terres cultivées, et peut servir d'élément de base pour un système d'irrigation optimisé. Enfin l'invention n'est évidemment pas limitée au mou de de réalisation représenté et décrit ci dessus mais en couvre au contraire toutes les variantes,notamrnent en ce qui concerne la nature et la forme de la balise,ainsi que la disposition mutuelle de ses constituants et les moyens électroniques de traitement des si gnaux délivrés. REVENDICATIONS 1) Procédé de détermination du degré hygrométrique du sol à faible profondeur caractérisé en ce qu'il consiste à interroger par voie hertzienne depuis un poste de contrôle (6) fixe ou mobile des dispositifs électroniques appelés par la suite balises d'humidité telles que (1)(2)(3)(4) réparties sur la parcelle à étudier et possédant chacune un code spécifique de sélection préalablement introduit au niveau de celles ci, à provoquer la mise en émission de la balise correspondant au code émis parle poste de contrôle (6) afin qu'elle lui transmette également par voie hertzienne pendant une durée connue le de gré hygrométrique instantané en son lieu d'implantation sous la forme d'un signal logique impulsionnel récurent dans lequel la durée de chaque impulsion de tension est directement proportionnelle au paramètre mesurés à analyser au niveau du poste de contrôle (6) les résultats de mesure transmis par les balises questionnées au moyen d'un système microprogrammé permettant de fournir les valeurs instantanées relevées et d'effectuer sur ces valeurs tout traitement ma thémathique notamment des moyennes des comparaisons des pondé rations et des corrélations. 2) Procédé suivant la revendication 1 caractérisé en ce que la valeur du degré hygrométri que retenue pour une balise déterminée résulte d'un traitement particulier consistant à interroger plusieurs fois successivement la dite balise et de ne retenir de tous les résultats réceptionnés que celui restant inchangé à la suite d'une série d'appels consécutifs dont le nombre est programmable. 3) Procédé suivant les revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que la transmission des signaux d'appel et de mesure entre le poste de contrôle (6) et les balises telles que (1)(2)(3)(4) est effectuée par un système optique notamment au moyen de fibres optiques. 4) Procédé suivant les revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que la transmission des signaux d'appel et de mesure entre le poste de contrôle (6) et les balises telles que (1)(2)l3)(4) est effectuée par un système acoustique notamment ultrasonique. 5) Procédé suivant les revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que la transmission des signaux d'appel et de mesure entre le poste de contrôle (6) et les balises telles que (1)(2)(3)(4) est effectuée par un câble conducteur. 6) Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 3 ou 4 ou 5 appelé balise d'humidité caractérisé en ce qu'il comprend les moyens électroniques de détection de l'humidité à l'aide d'un capteur approprié (12) maintenu mécaniquement à la profondeur de mesure souhaitée H2 ajustable, de décodage des signaux d'appels sélectifs en provenance du poste de contrôle (6) , de transmission des signaux de mesure ainsi que d'alimentation autonome} dans un boîtier tubulaire d'axe vertical partiellement enfoncé dans le sol à la profondeur H2 comportant à sa partie inférieure le capteur (12) dans une enceinte (11) filtrant les particules de terre les plus fines et à sa partie supérieure l'antenne de réception et d'émission (15) à une hauteur du sol H1 ajustable. 7) Dispositif selon la revendication 6 caractérisé en ce qu'il comprend un capteur d'humidité supplémentaire situé sur l'axe de la balise à une profondeur supérieure à H2 permettant ainsi la mesure du degré hygrométrique du sol à deux profondeurs. au moyen d'une seule balise.