Brevet FR2620551A1 — publié le 19890317

On connaît depuis longtemps des systèmes de pré-paiement tels que notamment les cartes magnétiques de crédit, les cartes magnétiques pour contrôler l'accès du personnel à certaines zones, les cartes magnétiques pour les téléphones à pré-paiement, remplaçant les pièces ou les Jetons, pour les machines de distribution de boissons et similaires. On a récemment mis au point des dispositifs A cartes qui utilisent un micro-processeur associé à un stockage d'informations pouvant être modifié (par exemple une mémoire morte programmable effaçable électriquement EEPROX ou une mémoire vive RAX), et qui doivent être introduits dans un dispositif de lecture/validation/modification par l'intermédiaire d'un Jeu de contacts galvaniques. Des structures de ce type sont également soumises aux normes ISO en ce qui concerne les caractéristiques physiques externes. Tous ces dispositifs connus nécessitent une action manuelle pour la mise en place de la carte elle-même ou similaire, en contact mécaniqueélectrique ou mécanique-magnétique, avec un dispositif de bornes entrée/sortie d'un processeur ou unité centrale, placée en tête du contrôle du système avec tous les inconvénients que l'on peut facilement imaginer. En conséquence, la présente invention se propose d'apporter un dispositif du type mentionné ci-dessus mais qui n'exige pas de contact mécanique (que ce soit un contact magnétique ou un contact galvanique) entre l'élément mobile (la carte ou similaire) et le dispositif de bornes entrée/sortie d'une unité centrale placé en tête du contrôle du système. Selon la présente invention, le système comprend: a) un élément fixe pour le contrôle de l'enregistrement du programme qui sera désigné ci-après par *ordinateur fixe" et qui peut être logé dans un local gardé ou non (par exemple un ordinateur du type PC) b) une paire émetteur-récepteur fixe comprenant un générateur et un transducteur d'émission approprié au signal engendré (en général un signal infra- rouge, sonore, des ondes supersoniques, électromagnétiques, etc.). On se référera ) ici à une paire récepteur-émetteur de rayons infra-rouges, (dispositif à l'état solide désigné ci-après par "transducteur fixe') c) un dispositif dont le fonctionnement est similaire à celui d'un ordinateur fixe", mais limité tant en ce qui concerne ses fonctions que ses dimensions, ce dispositif étant appelé "puce mobile" étant donné que la 2 2620551 technologie actuelle permet de réaliser de tels dispositifs sous la forme de puces à fonction unique d) une paire émetteur-récepteur similaire et couplée de façon opérationnelle audit transducteur fixe qui sera désigné ci-après par "cellule mobile". L'ordinateur fixe, aussi bien que le transducteur fixe, seront placés en un point d'un poste de péage ou d'une barrière, en un emplacement tel que le transducteur fixe puisse être "vu" par ladite cellule mobile qui est placée sur les objets mobiles de même que la puce mobile. Dans l'exemple non limitatif décrit ici, le transducteur peut être fixé sous le toit du poste de péage de l'autoroute, de préférence avec des limitations angulaires, de manière que ladite cellule mobile puisse être fixée sur la partie interne d'un pare-brise d'un véhicule automobile. Pour des raisons de simplification, on décrira maintenant le fonctionnement du système objet de cette invention, dans un exemple appliqué au poste de péage d'une autoroute. Les utilisateurs de ce système (qui utilisent le système soit obligatoirement soit en option) détiennent le composant C mentionné cidessus (c'est à dire la puce mobile) ainsi que le composant D (la cellule mobile), ces composants étant placés, notamment le composant D, en un emplacement tel qu'il puisse être atteint de l'extérieur. Dans le cas d'une communication bi- directionnelle par infra-rouge, par exemple, ils seront placés en un point situé à l'intérieur du pare-brise ou derrière le rétroviseur et, dans le cas d'une utilisation d'ondes radio, il n'est pas nécessaire d'exposer à la vue les composants et ceux-ci seront placés en tout emplacement du véhicule automobile ne formant pas totalement écran. Dans la description faite ci-après du fonctionnement du dispositif, on laissera de côté les règles relatives à la distribution de la puce mobile, aux possibilités de dérober cette puce ou le véhicule, le système de chargement, le système de blocage de la barrière ou le signalement "mise en action du blocage" étant donné que les solutions de ces problèmes peuvent être facilement trouvées à l'aide d'un logiciel approprié réalisé par l'homme de l'art. Par conséquent, la présente description sera limitée aux fonctions techniques que le système objet de l'invention peut exécuter. La puce mobile qui est délivrée sera personnalisée grâce à un dispositif non décrit mais qui est évident pour l'homme de l'art, en inscrivant dans sa mémoire permanente (ou sa mémoire semi-permanente telle qu'une mémoire morte programmable effaçable électriquement EEPROX), en introduisant des données relatives aux moyens en question, le mode de paiement, la validation par secteurs et toute autre donnée nécessaire aux applications particulières. Si possible, les informations concernant la charge de la puce seront inscrites dans la mémoire semi-permanente o il sera nécessaire de réaliser un dépôt. Lorsque le véhicule est sur le point d'arriver à la barrière, les moyens mobiles sont interrogés par l'ordinateur fixe et par le transducteur fixe, dès que les moyens mobiles occupent eux-mémes une certaine zone détectée, par exemple par une barrière optique (par exemple un émetteur de lumière et une cellule photo-électrique). Les moyens mobiles doivent répondre, par l'intermédiaire de l'unité ou élément mobile CD, avec les données en sa possession et le dialogue peut se dérouler selon un protocole qui peut comprendre par exemple: - la correspondance des données communiquées par les moyens mobiles en déplacement et le chiffre de contrôle relatif; contrôle de la validation du transit; - enregistrement du transit: coût, heure, numéro de la barrière, dans la mémoire de la puce mobile avec un chiffre de contrôle afin d'éviter les fraudes; - enregistrement des mémes types d'information dans la mémoire de l'ordinateur fixe et impression éventuelle; - possibilité de lecture par l'ordinateur fixe de tous les enregistrements des obJets mobiles. La transmission du transducteur fixe vers la cellule mobile et vice-versa sera effectuée avec un code de contrôle d'erreur à impulsions numériques de tout type approprié. Lorsque le protocole et, par conséquent, l'enregistrement sont terminés, y compris un contrôle par lecture après écriture, l'ordre de déverrouiller la barrière est donné par l'ordinateur fixe, cette barrière n'étant pas différente de celle actuellement utilisée; une barrière matérielle, des feux de traffic, une alarme à sirène. En tout état de cause, le système signale et enregistre le fait que la barrière a été franchie par un véhicule dépourvu de puce ou par un véhicule portant une cellule photo-électrique occultée, ou que le dialogue n'a pas été achevé ou d'une manière générale que le transit était illicite. A partir de données recueillies par l'ordinateur fixe, soit quotidiennement soit mensuellement, etc, des factures sont établies avec le montant débité à l'utilisateur en fonction du choix de ce dernier. Dans la puce mobile, l'emplacement de mémoire destiné à l'enregistrement pourra être utilisé pour un contrôle de la part de l'utilisateur, si ce dernier le désire et, de même, la partie que l'ordinateur fixe considère comme n'étant plus utile (par exemple en cas de paiement déjà effectué), peut être régénérée automatiquement. Bien entendu, l'ordinateur fixe peut également "marquer" certains utilisateurs spéciaux (par exemple ceux ayant des retards de paiement, les utilisateurs indésirables, etc.). Il est inutile de faire remarquer que tout le fonctionnement est exécuté: a) en un temps très court (de l'ordre de quelques milli-secondes), si bien qu'il suffit que le véhicule ralentisse; b) il n'est plus nécessaire d'utiliser un employé à chaque barrière; c) aucune manoeuvre de la part de l'utilisateur n'est nécessaire (telle que l'ouverture de la fenêtre, sortir son bras, trouver la carte ou l'argent ou le badge, etc.) d) avec un enregistrement complet: numéro de la plaque minéralogique, heure, sélection ou statut de l'utilisateur. D'autres caractéristiques et avantages de cette invention ressortiront de la description faite ci-après en référence aux dessins annexés qui en illustrent un exemple de réalisation dépourvu de tout caractère limitatif. Sur les dessins: La figure 1 est une représentation générale du système selon l'invention appliqué à un véhicule automobile et une barrière mobile d'un poste de péage d'autouroute; Les figures 2a et 2b illustrent en détail la structure de l'élément mobile et de l'élément fixe du système; La figure 3 représente en détail la configuration de la puce intégrée de l'élément mobile et des éléments périphériques associés à ladite puce. On se réfère en premier lieu à la figure I sur laquelle on a représenté un véhicule automobile I muni en un point qui correspond au pare-brise 2, du dispositif mobile selon l'invention, constitué de l'émetteur et du récepteur d'information 3, 4, placé sur un support physique non galvanique, ce dispositif étant du type à rayonnement infra-rouge selon un exemple de réalisation préféré de l'invention ou à ondes radio dans une zone disponible du spectre haute fréquence (il est bien évident que les ondes sonores ou les ondes supersoniques peuvent également être utilisées). Le dispositif mobile 3, 4 coopère avec un dispositif fixe correspondant , 6 associé à une unité de traitement de données désignée dans son ensemble par la référence 7. Une telle unité de traitement de données 7 comprend un ordinateur par exemple un ordinateur PC, avec une mémoire appropriée et un système de circuit d'interface de et vers le dispositif fixe 5, 6. Lorsque la barrière représentée schématiquement en 8, qui peut être du i type mécanique, (c'est à dire une barrière de type "passage à niveau") ou de tout autre type tel que notamment une barrière optique, une barrière à induction électromagnétique, est franchie, le dispositif fixe 5, 6 commence le dialogue avec le dispositif mobile 3, 4, pour déduire le paiement d'un péage (le péage de l'autoroute), ou un montant de parking ou un accord de passage, en fonction des applications spécifiques du système objet de la présente invention. Il est très facile d'imaginer les fonctions auxiliaires pouvant être remplies par le logiciel présent dans l'unité de traitement 7, en ce qui concerne le contrôle de validation des éléments contenus dans le dispositif mobile 3, 4 (argent disponible, expiration de délais, codes d'accès et similaires, etc.). Les figures 2a et 2b illustrent en plus grand détail les dispositifs mobile et fixe. En se référant A la figure 2a, on voit que la puce intégrée 10 est associée & une source d'énergie électrique 11, qui peut être indépendante ou qui peut être obtenue à partir de l'équipement électrique du véhicule lui-même et i cette source d'énergie électrique coopère avec un circuit de commande de puissance 12 pour commander des dispositifs semi- conducteurs 12' qui, de préférence, émettent dans le domaine infra-rouge et avec un amplificateur de réception 14 dont l'entrée est connectée à un photodétecteur semi-conducteur 14', travaillant de préférence dans le domaine infra-rouge. En se référant à la figure 2b, on voit que le dispositif fixe comprend un émetteur 15 et un récepteur 16 qui constituent les homologues de l'émetteur 12' et du récepteur 14' illustrés par la figure 2a, tous deux coopérant avec le circuit de comande de puissance 17 et l'amplificateur de réception 18, ces deux derniers composants étant homologues des composants 12 et 14 du dispositif mobile de la figure 2a. Les éléments 17, 18 coopèrent d'une manière évidente pour l'homme du métier avec une interface 19 reliée à l'unité centrale de traitement des informations 20. Cette unité centrale peut être munie d'une sortie 21 pour actionner des éléments de commande auxiliaires externes, par exemple pour signaler un fonctionnement convenable (O.K.) ou pour signaler un crédit insuffisant ou pour indiquer "passage interdit" et pour signaler toute autre indication en fonction des applications particulières du dispositif. On se réfère maintenant à la figure 3 pour la description de la structure électronique générale du dispositif mobile selon l'invention. Des émetteurs semi- conducteurs logés dans un boîtier (non représenté) et fonctionnant de préférence dans le domaine infra-rouge, sont commandés par un modulateur 31 lui même commandé par la sortie d'un micro-processeur 32. Un photodétecteur semi- conducteur 33 est placé toujours à l'intérieur d'un boîtier, ce photodétecteur étant connecté à un amplificateur 34 dont la sortie est connectée à l'entrée du micro-processeur 32. La sortie de l'amplificateur commande également un circuit logique 35 de déclenchement du dispositif mobile par commande d'un commutateur semi-conducteur 36 contrôlant l'alimentation électrique de tout le système. Le micro-processeur 32 est interconnecté de manière classique avec une mémoire morte RON 37 contenant le micro-programme résident, une mémoire vive RAM 38 et une mémoire morte programmable effaçable électriquement EPROX 39. Les interconnexions fonctionnelles des composants 31, 34, 35, 32, 37, 38 et 39 sont bien connues dans la technologie des puces uniques. A l'heure actuelle, tous ces composants peuvent être réalisés sous la forme d'une puce unique au silicium, schématisée sur le dessin par des traits interrompus 40. En se référant à la description faite ci-dessus, on remarquera qu'on y a fait référence à une puce intégrée. Il est évident pour l'homme du métier que l'on peut utiliser tout autre système intégré existant ou futur et qu'un certain nombre de puces peuvent être associées dans un dispositif mobile déterminé. Par ailleurs, on a observé que le micro-programme résident du dispositif mobile peut enregistrer les opérations d'interrogation tant en ce qui concerne le nombre de questions que leur signification, si bien que l'utilisateur peut obtenir un enregistrement de l'utilisation qui est faite du dispositif mobile. En outre, on peut prévoir un ou plusieurs emplacements fixes de manière évidente pour l'homme de l'art, pour lire les informations qui sont emmagasinées dans le dispositif mobile, dans la mémoire vive RAN ou dans la mémoire morte programmable effaçable électriquement EEPROX de ce même dispositif, en vue d'obtenir une documentation concernant "l'historique* du dispositif mobile. Il demeure bien entendu que cette invention n'est pas limitée aux exemples d'exécution ou d'application décrits et mentionnés ici mais qu'elle en englobe toutes les variantes. REVENDICATIONS 1- Système de contrôle de traffic pour objets mobiles en déplacement et/ou des personnes mettant en oeuvre une station fixe et un élément programmable porté par lesdits objets en déplacement et/ou les personnes, caractérisé en ce qu'il comprend un élément mobile muni d'une paire émetteur-récepteur (3, 4), fonctionnant à distance et coopérant avec un micro-processeur (7) qui est associé de manière connue à des moyens de mémoire non rémanente, lesdits moyens de mémoire non rémanente étant conçus de façon à être programmés à l'aide des paramètres de fonctionnement du système et, si possible, avec des données reçues de ladite station fixe, et en ce que ladite station fixe comprend une paire émetteur-récepteur (5, 6), fonctionnant à distance et qui est associée à une unité de traitement électronique programmée de manière à contrôler les déplacements des objets mobiles et/ou des personnes auxquels ledit élément mobile est associé. 2- Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdites paires émetteur-récepteur fonctionnant à distance, comprennent un émetteur et un récepteur de rayonnement infra-rouge qui sont disposés selon une orientation permettant de réaliser le dialogue entre ladite station fixe et ledit élément programmable. 3- Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit élément mobile est muni d'une source d'énergie indépendante, continue dans le système ou séparée de celui-ci. 4- Système selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite mémoire non rémanente est constituée d'une mémoire morte programmable effaçable électriquement EEPROX. - Système selon l'une des revendications i à 3, caractérisé en ce que ladite mémoire non rémanente est une mémoire vive alimentée de façon permanente. 6- Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que une ou plusieurs desdites stations fixes sont conçues de manière à lire l'information contenue dans ladite mémoire non rémanente de l'élément mobile, si possible avec la possibilité de délivrer une copie de ladite information sur un support matériel.