Brevet FR2590057A1 — publié le 19870515

Système de collecte d'informations de dispositifs à surveiller La présente invention concerne d'une manière générale une collecte d'informations de surveillance et maintenance établies par des dispositifs à surveiller, tels que des terminaux à usage professionnel installés chez un abonné. Ces informations sont destinées au personnel dans un centre de surveillance et de maintenance des terminaux afin d'intervenir efficacement notamment en cas de défaut d'un terminal et de connattre à tout instant la qualité de transmission de chaque liaison reliant un terminal chez un abonné à un terminal chez un autre abonné. Chaque terminal peut établir plusieurs informations traduites chacune par un état prédéterminé d'un élément binaire. Le but de l'invention est de collecter les informations de tous les dispositifs à surveiller au niveau de l'un d'eux afin de transmettre les informations collectées dans un unique canal, ce canal pouvant être une ligne téléphonique ou un canal multiplexé dans l'un de supports de transmission reliant deux terminaux installés chez deux abonnés distants. Cette solution est ainsi économique comparativement à des liaisons spécialisées desservant respectivement les terminaux. En outre, comme on le verra dans la suite, la concentration des informations collectées au niveau de l'un des dispositifs permet de surveiller des dispositifs en nombre quelconque et quelle que soit leur nature, sans faire appel à un moyen de transmission des informations collectées autre que ledit canal ou ladite ligne téléphonique. Selon l'invention, un système pour collecter des mots locaux établis dans des dispositifs à surveiller est caractérisé en ce qutil comprend des équipements reliés en cascade à partir de l'un des équipements, dit équipement principal, à travers des premiers supports de transmission unidirectionnelle et des seconds supports de transmission unidirectionnelle, en ce que les équipements comportent des moyens pour enregistrer les mots locaux respectivement établis par lesdits dispositifs, et en ce que l'équipement principal comporte des moyens de collecte des mots locaux, des moyens d'initialisation pour appliquer à travers les premiers supports de transmission un premier signal à tous les moyens pour enregistrer en vue de charger les mots locaux dans ceux-ci, et des moyens de lecture pour appliquer à travers les premiers supports de transmission un second signal à tous les moyens pour enregistrer en vue de transmettre les mots locaux chargés vers les moyens de collecte de mots à travers les seconds supports de transmission. Selon des caractéristiques de l'invention, le premier signal est constitué par une impulsion, telle qu'une impulsion négative convoyée dans les premiers supports, destinée à charger pratiquement simultanément les mots locaux établis par les dispositifs dans les moyens pour enregistrer, tels que registres à décalage, et le second signal est un signal d'horloge, tel que des impulsions d'horloge positives convoyées dans les premiers supports, destiné à lire en synchronisme et en série les bits des mots chargés qui sont alors convoyés à travers les moyens pour enregistrer reliés par les seconds supports, jusqu'aux moyens de collecte.La procédure d'établissement des premier et second signaux est de préférence cyclique et peut être programmable automatiquement en fonction du nombre d'équipements et donc de dispositifs à surveiller grâce à des bits de contrôle, afin qut chaque cycle, les moyens de lecture produisent des impulsions d'horloge en nombre égal à la somme des nombres de bits dans les mots locaux chargés. Comme on le verra dans la suite, l'utilisation de deux systèmes de collecte selon l'invention dans une liaison point-à-point entre des terminaux installés chez deux abonnés permet d'expédier toutes les informations de surveillance et de maintenance collectés dans les deux systèmes, à travers une unique ligne téléphonique reliée à l'un des équipements principaux des deux systèmes de collecte. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaitront plus clairement à la lecture de la description suivante de plusieurs réalisations préférées de l'invention, en référence aux dessins annexés correspondants dans lesquels - la Fig.1 est un bloc-diagramme schématique d'un système de collecte selon l'invention - la Fig.2 montre en détail un équipement secondaire du système ; et - la Fig.3 est un bloc-diagramme schématique d'une liaison point-a-point entre deux installations de terminaux d'abonné incluant chacune un système de collecte selon l'invention, En référence à la Fig.l, un système de collecte d'informations selon l'invention comprend un équipement principal 1O et I équipements secondaires li à li connectés en cascade à l'équipement principal à travers des supports de transmission bidirectionnelle respectifs 2T0,1+2R0,1 à 2TI-1,I+2RI-1,I- L'équipement principal lo comprend une base de temps 10 qui élabore d'une part, un premier signal, dit signal d'initialisation SI, autorisant une lecture synchrone de mots d'information locale dans les équipements 1o à 1I, et d'autre part, un second signale tel qu'un signal d'horloge SH, pour lire lesdits mots d'information et les collecter en série dans 19 équipement principala au cours d'un cycle de collecte. L'équipement principal est donc un équipement "maître" décidant de la lecture des informations, et les équipements secondaires sont des équipements "esclaves" ne transmettant des informations que sur ordre de l'équipement principal. Les informations sont collectées à partir de registres décalage parallèle-série 110 à Iii respectivement inclus dans les équipements 10 à 11. Chaque registre 11o à 111 comprend typiquement N=8 étages pour enregistrer un mot local. Parmi les N étages d'un registre à décalage il à 11I, un premier étage est propre à enregistrer un bit de contrôle BC0 à BCI. N-1 étages restants du registre sont reliés à un bus de sortie 120 à 12I dun dispositif à surveiller Do à DI, tel qu9un terminal, chaque fil du bus ayant un état prédéterminé, par exemple l'état haut "1, pour indiquer une information de surveillance ou de maintenance, telle qu'alarme, ou un état bas "0" pour indiquer qu'un ou des circuits réalisant une tache déterminée est en bon fonctionnement. Cependant selon une autre variante, chaque registre à décalage dans un équipement peut comprendre M registres à décalage parallèle-série ayant chacun N=8 étages et un premier étage avec un bit de contrôle à l'état "1". L'entrée série d'un registre è décalage parallèle-série 11I est reliée à la sortie du registre à décalage parallèle-série tandis tandis que centre série du dernier registre 11I est l'état "0" pour indiquer la fin d'un message constitué par les mots d'information correspondant au cycle, ou en d'autres termes qu'aucun autre registre à décalage est relié à l'entrée série du dernier registre 11I. Comme on le voit dans la Fig.l, les signaux d'initialisation SI et d'horloge SH sont transmis a partir d'un premier circuit de transmission 130 à 13I-1 dans un équipement 10 a 1I-1 a travers un premier support de transmission unidirectionnelle respectif 2T0,1 à 2TI-1,I et reçus dans un premier circuit de réception 141 à 14I de l'équipement suivant 11 à 1I en vue de commander le registre à décalage respectif 11l à 11I, et de retransmettre les signaux d'initialisation et d'horloge vers l'équipement suivant.Ainsi, chaque équipement secondaire, tel que 11 à 1 comprend un circuit de réception 141 à 14I l et un circuit de transmission 13I à 13I l interconnectés à des bornes de chargement et d'horloge, C1 à CI-1 et 111 à du registre respectif 11I à 11I-1, tandis que l'équipement principal 10 ne comprend qu'un circuit de transmission 130 recevant directement de la base de temps 10 les signaux SI et SH appliqués à des bornes de chargement et d'horloge C0 et Hg du registre llo, et le dernier équipement secondaire 1I ne comprend qu'un circuit de réception 14I. De même, suivant le sens de la collecte des informations, un équipement secondaire 11 à 11 comprend un second circuit de transmission 15I à 151 recevant des informations en série à partir d'une sortie SI à S1 du registre respectif 111 à 111 pour les retransmettre à travers des seconds supports de transmission unidirectionnelle respectifs 2RI-1,I à 2R0,1 vers un second circuit de réception 16I-1 à 160 dans l'équipement précédent 1I,1 à 10, en vue de les répéter dans le registre il 1 à llo. Dans l'équipement principal 1o, les bits des mots d'information lus dans tous les registres 11 a Il au cours d'un cycle sont délivrés en serie par la sortie S0 du registre 110 à une interface 17 commandée par la base de temps 10. Le rôle de l'interface 17 sera décrite plus loin, relativement à une utilisction préférée du système de collecte. Les liaisons bidirectionnelles entre équipements étant identiques d'une part, et les circuits dans les équipements secondaires Étant identiques d'autre part, cn decrit ci-après en détail les liaisons et circuits relatifs à un équipement secondaire avec avec OCi Le circuit de transmission 13i roc oit d'abord le signal dtinitialisation SI, puis le signal d'horloge SH à travers une paire symétrique constituant le premier support de transmission 2Ti-1 et le circuit de réception 14i. Typiquement, l'état "1" dans la paire 2T i-1,i correspond à un courant de l'ordre de 10 mA sur une impédance de l'ordre de 300 Ohms, et ltétat "0" dans la paire 2Ti-1,i correspond à un courant de l'ordre de O à 0,1 mA sur une impédance de 300 Ohms.Le signal d'initialisation SI est une impulsion logique établie par la base de temps 10 et est transmise sous la forme d'une impulsion de courant négative ayant une largeur égale à la demi-période T/2 des impulsions horloge, dans les paires 2T0,1 à 2T11,1. Après une période T succédant à la fin de l'impulsion SI, au moins N. (I+1) impulsions d'horloge sont produites par la base de temps 10 afin de permettre la collecte de tous les bits d'information et notamment, celle des bits d'information erregistres dans le registre 111 et transmis à travers tous les registres successifs en série 11 à 11o. Chaque impulsion d'horloge est transmise sous la forme d'une impulsion de courant positif Oyant une largeur T/2 dans les paires 2T0,1 à 2TI-1,T. Le circuit de reception 14i comprend essentiellement un double photocoupleur ayant deux éléments photo émetteurs montés en antiparallèle, 140. et l4lis telles que diodes i i électroluminescentes, couplées optiquement avec deux éléments photorécepteurs, 42i et 143i, tels que phototransistors, afin d'isoler galvaniquement les équipements li 1 et 1. suivant la direction équipement principal vers équipement secondaire.La borne de terre de la paire 2Ti-1,i est localisée dans le circuit de transmission 13i 1 de l'équipement précédent li -1, et est reliée à l'anode de la diode 140. et à la cathode de la diode 141i. Des collecteurs des phototransistors 142i et 143i remettent alors sous forme logique l'impulsion d'initialisation SI et les impulsions d'horloge SH qui sont respectivement appliquees aux entrées de chargement C. et d'horloge H. du registre il et à des entrées 130i i i i et 131. du circuit de transmission 13i. Le circuit de transmission 13i comprend un double générateur de courant pour convertir l'impulsion SI appliquée à l'entrée 130i et les impulsions d'horloge SH appliquées à l'entrée 131, en une impulsion de courant négative et des impulsions de courant positives, respectivement. Un premier générateur de courant comprend une porte NON-OU 132 ayant une entrée à la terre et une autre entrée reliée à la borne 130i, un circuit à transistor PNP 133i pour passer en logique négative, et un circuit inverseur à transistor NPN 134i, les émetteurs des transistors 133i et 134i étant polarisés à une tension d'alimentation négative -V.L'autre générateur de courant dans le circuit 13i comprend une porte NON-OU 135i ayant deux entrées reliées à la borne 131i et un circuit inverseur à transistor PNP 136i polarisé à une tension d'alimentation positive +V. Des collecteurs des transistors 134i et 136i sont reliés à une borne d'une résistance de sortie 137i afin de former une porte OU analogique. L'autre borne de la résistance 137i est reliée à la cathode de la diode 140i+1 et à l'anode de la diode 141i+l dans le circuit de réception 14i+l de l'équipement suivant 1t+1 à travers le conducteur non porté à la terre de la paire symétrique 2Ti,i+1. Le circuit de reception 16i comprend essentiellement un simple photocoupleur ayant une diode électroluminescente 160i interconnectée à deux conducteurs d'une paire symétrique constituant le support de transmission 2Ri,i+î et un phototransistor 161t. La cathode de la diode 160i est reliée à une borne de terre localisée dans le circuit de transmission 15i+l à travers l'un des conducteurs de la paire 2Ri i+1 , et ltémetteur du i,i+l' phototransistor 161i est relie à une borne de terre dans l'équipement li. , Ainsi, le photocoupleur 160i-161i isole galvaniquement les équipements li et li+l. Le collecteur du phototransistor 161i est relié à une entrée E i du dernier étage dans le registre à décalage 11. afin d'y appliquer successivement les N(I-i) bits d'information enregistrés dans les registres 111+i à 111 des équipements 1i+1 à 1I en réponse aux N(I-i) premières impulsions d'horloge d'un cycle. Le circuit de transmission 15. comprend un générateur de courant à porte NON-OU 150i et à transistor PNP 151i polarisé par la tension V, analogue au second générateur de courant dans le circuit 13.. Une résistance de sortie 152i est interconnectée au collecteur du transistor 151. et à une anode de la diode 160. dans le circuit 16i-i à travers un conducteur de la paire symétrique 2Ri-1,i. La collecte des informations de surveillance et maintenance établies par les dispositifs à surveiller Do à DI vers l'équipement principal 1o est effectuée selon le cycle suivant qui, en pratique, est réitéré toutes les secondes. La base de temps 10 produit l'impulsion d'initialisation SI qui, transmise à travers les paires symétriques 2T0,1 à 2T11,1 sous forme d'une impulsion négative, et regénérée dans les circuits de réception 141 à 14I, est appliquée pratiquement simultanément aux entrées de chargement C0 à CI des registres 110 à 11 Les mots, tels qu'octets d'information locale, sont alors chargés en parallèle dans les registres 110 à 111 à travers les bus 120 à 12î Puis après une période d'horloge T, au moins N.(If1) impulsions d'horloge SH sont produites par la base de temps 10 et appliquées aux entrées d'horloge Ho à HI des registres 11o à 111 à travers les paires symétriques 2T0, 1 à 2TI~1sI- En réponse aux N premières impulsions d'horloge de cycles les mots d'information chargés dans les registres 11I à ilo sont transférés en série dans les registres 11 à 11I 1 et l'interface 17 à travers les paires symétriques 2RI-1,I à 2R0,1 respectivement, et ainsi de suite jusqu'au (I+l)ème groupe de N impulsions d'horloge du cycle commandant le transfert du mot d'information relatif au dispositif DI, du registre 110 dans l'interface 17. L'interface 17 enregistre dans une mémoire tampon les mots d'information ainsi collectés et détecte en réponse à la première impulsion d'horloge de chaque groupe de N impulsions, si le bit de controle BCo à BCI du mot reçu est à l'état "1" afin d'établir des impulsions d'horloge pour commander la collecte du mot d'information suivant . En reponse à une impulsion d'horloge succédant ai dernier groupe de N impulsions du cycle, l'interface 17 détecte l'état "0" de l'entrée série du dernier registre 11I de manière à indiquer à 3a base de temps 10, via un bus de commande 18, la fin du cycle.La fin du cycle est ainsi déterminée automatiquement par l'interface 17, quel que soit le nombre I d'équipements secondaires, si on prend soin de mettre à la terre ou état "O" l'entrée serie du dernier et nouvel équipement. En référence à la Fig.3, on décrit une utilisation préférée du système de collecte d'informations ayant trait à la surveillance d'une liaison numérique point-à-point entre deux stations d'abonné A et B à usage professionnel. Une telle liaison comporte des supports de transmission STo à SOTS, par exemple à fibres optiques, entre des terminaux DAo à DA1 installés dans la station A et reliés à des équipements lAo à 1AI formant un système de collecte selon l'invention, d'une part, et des terminaux DBo à DBI installés dans la station B et reliés à des equipements 1Bg à 1BI formant un autre système de collecte selon l'invention, d'autre part. A titre d'exemple, au moins l'un des supports ST1 à ST1 associé aux équipements secondaires peut être une liaison bidirectionnelle à 140 Mbit/s véhiculant des canaux d'image, un canal de son et plusieurs canaux de donnes multiplexées, ou une liaison bidirectionnelle numérique quelconque à 34 Mbit/s ou à 2 Mbit/s. Le support de transmission STo associé aux terminaux DAo et DBo est seulement unidirectionnel suivant le sens station A vers station B, et est, de préférence, une liaison ayant un débit au moins régal à 140 Mbit/s. Le support de transmission STo relie une sortie multiplex SA de l'interface 17A dans l'équipement principal 1Ag de la station A à une entrée EA de l'interface 17B dans l'équipement principal 1B de la station B. Dans la station A, la base de temps 10A interroge une fois par cycle d'une seconde les registres à décalage 11Ag à 11AI dans les équipements 1A0 à 1AI, et l'interface 17A recupère tous les mots d'information locale en série, et les insère dans un canal sémaphore avec la même occurrence, sans traitement. Ceci permet d'augmenter la fiabilité du système et d'éviter de reprogrammer la base de temps 10A et l'interface 17A lorsqu'un équipement secondaire est de nouveau installe dans la station A. Les mots d'information locale collectes peuvent etre répétés, par exemple 3 fois, dans le canal sémaphore afin de parer à toutes erreurs ou défauts de transmission.Le canal sémaphore a par exemple un débit de 4,8 kbit/s, 9,6 kbit/s ou 19,2 kbit/s pour environ 150, 300 ou 600 équipements secondaires dans chaque station. Le canal sémaphore est multiplex temporellement avec les canaux de données transmis par le terminal DAo dans l'interface 17A en un multiplex résultant convoyé dans le support de transmission STo. Dans la station B, l'interface 17B collecte egalement des mots d'information locale lus dans les registres llBo à 11BI des équipements lB0 à lB1. Cette collecte est synchrone avec celle dans la station A grâce à un circuit de récupération d'horloge inclus dans la base de temps lOB et récupérant un signal d'horloge à partir du canal sémaphore. L'interface 17B démultiplexe le multiplex résultant reçu dans le support de transmission STo, en des canaux de données transmis au terminal DBo, et le canal sémaphore. Les mots d'information locale de la station A convoyés par le canal sémaphore sont alors réunis aux mots d'information loyale collectés dans la station B dans une ligne téléphonique LT desservie par un modem à appel automatique MD relié à l'interface 17B. La ligne téléphonique transmet ainsi en série toutes les informations de surveillance et de maintenance recueillies au cours d'un cycle dans les stations A et B vers un centre de surveillance distant. REVENDICATIONS 1 - Système pour collecter des mots locaux établis dans des dispositifs à surveiller (D0 à D1), caractérisé en ce qu'il comprend des équipements (1o à 1î) reliés en cascade à partir de l'un des équipements, dit équipement principal (lo) > à travers des premiers supports de transmission unidirectionnelle (2T0,1 à 2T11,1) et des seconds supports de transmission unidirectionnelle (2R11,1 à 2R0,1), en ce que les équipements comportent des moyens (11o à 11I) pour enregistrer les mots locaux respectivement établis par lesdits dispositifs (D0 à D1), et en ce que l'équipement principal (I0) comporte des moyens de collecte des mots locaux (17), des moyens d'initialisation (10) pour appliquer à travers les premiers supports de transmission (?T0,1 à 2TI-1,1) un premier signal (SI) à tous les moyens pour enregistrer (11o à llI) en vue de charger les mots locaux dans ceux-ci, et des moyens de lecture (10) pour appliquer à travers les premiers supports de transmission (2T0,I à 2TI-1,I) un second signal (SH) à tous les moyens pour enregistrer (11o à 11I) en vue de transmettre les mots locaux chargés vers les moyens de collecte de mots (17) à travers les seconds supports de transmission (2RI-1,I à 2R0,1). 2 - Système conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que le premier signal (SI) est constitué par une unique impulsion. 3 - Système conforme à la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le second signal (SE) est constitué par des impulsions d'horloge en nombre égal à au moins la somme (N(I+l)) des nombres de bits dans les mots locaux afin de transmettre en série les mots locaux chargés à travers les seconds supports de transmission (2R11,1 à 2R0,1) 4 - Système conforme à la revendication 3, caractérisé en ce que l'entrée de l'équipement (1I) le plus éloigné de l'équipement principal (1o) o susceptible d'entre reliée à un second support de transmission est en permanence à un état binaire prédéterminé ("0") et les premiers bits des mots locaux chargé dans les équipements (10 à 1I) Sont en permanence à l'autre état binaire ("1"), et en ce que l'équipement principal (lo) comprend des moyens (17, 18) pour détecter les premiers bits des mots locaux afin que les moyens de lecture (10) appliquent des impulsions d'horloge en nombre égal au nombre de bits (N) dans un mot local chargé en réponse au premier bit du mot local, et arretent l'application d'impulsions d'horloge après la detection de l'état binaire prédéterminé de ladite entrée de l'équipement le plus éloigné (1I). 5 - Système conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérise en ce que les premier et second signaux (SI, SH) sont appliqués cycliquement. 6 - Système conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que chaque équipement (Ii), à l'exception de l'équipement principal (lo) comprend des premiers moyens d'entrée (14i) pour détecter et séparer les premier et second signaux (SI, SH) transmis par un premier support de transmission respectif (2Tiî,i) en vue de les appliquer à des entrées de chargement (C1) et d'horloge (Hi) des moyens pour enregistrer (lli) dans l'équipement (li), et en ce que chaque équipement (lli), à l'exception de l'équipement (1I) le plus éloigné de l'équipement principal (1o) > comprend des premiers moyens de sortie (13i) pour mélanger les premier et second signaux sépares (SI, SH) dans un premier support de transmission respectif (2Ti i+l) 1, 7 - Système conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les moyens pour enregistrer comprennent des registres à décalage (11I à 11o) recevant respectivement en parallèle les mots locaux des dispositifs à surveiller (DI à Do) en ce que chaque équipement (li) comprend des seconds moyens d'entrée (16i) pour détecter les bits de mots locaux transmis par un second support de transmission respectif (2R. . ) en vue de les appliquer en serie à une entrée (Ei) du registre (lli) dans l'équipement au rythme du second signal (SH), et en ce que chaque équipement (1i), à l'exception de l'équipement principal (lo) comprend des seconds moyens de sortie (15.) pour transmettre dans un second support de transmission respectif (2Ri 1 i) des bits de mots locaux délivres en série par une sortie (Si) du registre (11i) dans l'équipement au rythme du second signal (SH). 8 - Système conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend des premier et second moyens optoélectroniques (141 à 14I, 160 à 16I-1) pour isoler galvaniquement les équipements (10 à ) entre eux respectivement le long des premiers et seconds supports de transmission (2T0,1 à 2TI-1,I ; 2R I-1,I). à 2R 9 - Système conforme aux reendications 6 et 7, caractérisé en ce que les piemiers et seconds supports de transmission (2T0,1 2T11,1 ; 2R0,1 a 2R11,1) sont des premières et secondes paires symétriques, en ce que dans un équipement (1i), les premiers moyens d'entrée (14i) comprennent un double photocoupleur ayant deux éléments photoemetteurs (140i, 141i) interconnectés entre les deux conducteurs d'une première paire symétrique respective (2Ti-1,i) et les premiers moyens de sortie (13i) connectent l'un des conducteurs d'une première paire symétrique respective (2Ti,i+i) à la terre, et en ce que dans un équipement (li), les seconds moyens d'entrée (16f) comprennent un simple photocoupleur ayant un élément photoémetteur (160I) interconnecté entre les deux conducteurs d'une seconde paire symétrique respective (2Ri+1,i), et les seconds moyens de sortie (15i) connectent l'un des conducteurs d'une seconde paire symetrique respective (2Riî,i) à la terre. 10 - Liaison numérique point à point entre deux stations (A, B) ayant des dispositifs à surveiller (DA0 à DAI, DB0 à DBI) reliés deux à deux par des supports de transmission (ST0 à STI), caractérise en ce que chaque station (A, B) comprend un système à équipements (1A0 à 1AI, 1B0 à 1BI) conforme à l'une quelconque des revendications 1 a 9, en ce que les moyens de collecte (17A) dans l'une (A) des stations insère les mots locaux collectés dans un canal sémaphore et multiplexe le canal sémaphore avec un canal de données du dispositif à surveiller (DAo) relie à l'équipement principal (1A0) dans la station (A), dans un support de transmission numérique (ST0) reliant les equipements principaux (1A0, 1B0) dans les stations, et en ce que les moyens de collecte (17B) dans l'autre station (B) démultiplexent le canal sémaphore et le canal de données et transmet en serie dans une voie téléphonique (LT) les mots locaux transmis par le canal sémaphore et les mots locaux collectés dans ladite autre station (B).