Brevet FR2616023A1 — publié le 19881202

La présente invention a pour objet des ensembles de transmission de données entre véhicules et postes fixes sus- ceptibles de recourir à des ensembles émetteurs-récepteurs fixes et/ou embarqués, de type classique, pour assurer cette transmission. Il est actuellement d'usage généralisé notamment dans les compagnies de transport de communiquer essentiellement par radio entre les véhicules et un ou plusieurs centraux. Dans ce qui suit et pour fixer les idées à titre d'exemple, on se référera aux taxis qui représentent un domaine d'application particulièrement adéquat, mais il est évident que l'invention peut s'appliquer à tous types de véhicules qu'ils soient terrestres (routiers ou ferroviaires), maritimes, aériens ou autres. Or il est d'usage quasi-généralisé actuellement dans la plupart des compagnies de taxis ou organisations équivalentes de communiquer par radio et notamment par radiotéléphonie pour répercuter les appels de la clientèle et répondre à la demande. Il est également d'usage courant lorsqu'un client demande un taxi à une adresse donnée de lancer un appel à tous les taxis de la compagnie pour rechercher celui qui pourra dans les meilleurs délais répondre à l'appel. Ceci présente plusieurs inconvénients. L'ensemble du réseau est encombré par des appels surtout aux heures de pointe et tous les taxis reçoivent tous les appels même pour des adresses très éloignées-de l'endroit o ils se trouvent. Par ailleurs, dans la mesure o il est difficile de repérer en permanence o sont tous les véhicules et o ils seront dans les minutes qui suivent, on peut se trouver avec des situations imprévisibles ou très difficiles à prévoir, par exemple lorsqu'aucun taxi n'est disponible dans une zone à nombre d'appels élevé, ce qui conduit à faire attendre d'au- tant plus longtemps le client, qu'on ne trouve pas de réponse favorable pour finalement lui faire part de l'indisponibilité des véhicules. Il devient donc nécessaire de pouvoir obtenir & chaque instant des données permettant de repérer au moins approxima- - tivement la position de chaque véhicule, de savoir o se rend chaque véhicule et au moins approximativement à quel moment il y arrivera et sera disponible. Il est évident que dès lors que de telles données sont disponibles, il devient possible dans de nombreux cas, dès l'appel d'un client de pouvoir lui répon- dre immédiatement qu'un véhicule sera à sa disposition dans un délai donné. Par ailleurs, en recourant pour un certain nombre de zones à des émetteurs-récepteurs à portée relativement réduite, on ne transmet les appels qu'aux véhicules situés dans ladite zone sans perturber l'ensemble du réseau, et sans risque de le saturer en lançant des appels qui ne devraient toucher que les véhicules proches d'une adresse de client et se rendant dans son voisinage dans un délai suffisamment court. Pour ce faire, la présente invention utilise tout sys- tème de radiocommunication classique en phonie pour assurer la transmission de toutes données issues d'un terminal embarqué ou destinées à un tel terminal, tel celui faisant l'objet de la demande de brevet français déposée par la demanderesse, le même jour que la présente demande, sous le titre "terminal embarqué sur véhicule pour traitement, émission et réception de données échangées avec des postes fixes". Ces systèmes classiques sont perfectionnés et modifies de la façon suivante: Un central émetteur-récepteur en communication avec la clientèle correspond par radio avec un certain nombre de stations locales de zone qui réémettent vers les véhicules situés dans cette zone, à portée plus limitée, les appels qui les concernent. Inversement, les réponses reçues des véhicules sont retransmises vers le central. Les émetteurs-récepteurs embarqués et au moins l'émetteur-récepteur ou éventuellement aussi les émetteurs-récepteurs de stations locales sont équipés d'interfaces spéciaux permettant de faire passer par la transmission radiophonique les données échangées entre véhicules et central par l'intermédiaire des stations locales pouvant elles-mêmes assurer tout ou partie du traitement, de l'émission et de la transmission de données. Il est d'ailleurs évident que les dispositifs conformes à l'invention peuvent être utilisés, en ce qui concerne les interfaces mêmes sur des équipements sans stations locales intermédiaires. Dans ce qui suit, on se limitera, dans la description détaillée de l'interface à l'émetteur-récepteur embarqué pour lequel les problèmes liés à la mise en place sur véhicule imposent de nombreuses contraintes (nécessité d'un volume réduit, travail dans des conditions très variables notamment d'alimentation et de température, d.e qualité d'émission/récep- tion, indispensable robustesse, simplicité d'emploi). On notera également que si l'on monte à bord un terminal avec clavier, calculateur, mémoires et affichage, on peut y adjoin- dre divers éléments électroniques pouvant utiliser le même ensemble de traitement et de transmission (vitesse, occupa- tion, sécurité, distances parcourues, pris perçus, consomma- tion, etc.). On peut également prévoir le branchement d'autres périphériques notamment dans le cadre de l'évolution actuelle de l'électronique embarquée et en particulier, cartographie électronique, repérage de position, prévision de signalisa- tion, etc. Il est évident que dès lors que peut s'automatiser le repérage du véhicule sur cartographie mémorisée et affi- chée, cela peut simplifier d'autant l'intervention du conduc- teur du véhicule et lui éviter de devoir informer périodique- ment station locale et/ou centrale de sa position et de sa destination. De même, dès lorsque la connexion de l'ensemble conforme à l'invention avec le compteur du véhicule est assurée, la transmission de l'état (occupé ou libre), de la distance par- courue et du prix se fait automatiquement sans intervention du conducteur du véhicule dans la transmission des informations. Pour mieux faire comprendre les caractéristiques %techni- ques et les avantages de la présente invention, on va en décrire un exemple de réalisation, étant bien entendu que celui-ci n'est pas limitatif quant à son mode de mise en oeuvre et aux applications qu'on peut en faire. On se référera aux figures suivantes qui représentent schématiquement: la figure 1 la disposition d'un ensemble conforme à l'invention; - la figure 2 un synoptique de système embarqué conforme à l'invention; - la figure 3 un ensemble de traitement et de commutation de signaux - la figure 4 un interface avec le réseau local - la figure 5 le système de gestion du MODEM A la figure 1, le central 1 comprend une partie de communication phonique 2 et une partie de traitement de l'in- formation 3, communiquant par l'interface 4 avec l'ensemble émission-réception radiophonique symbolisé par l'antenne 5. Le central 1 est en communication avec un certain nombre de stations locales de zones 6, 7, 8, 9. On peut assurer ces transmissions soit toutes sur une fréquence unique, soit, plus favorablement, sur des fréquences différentes permettant de ne transmettre à chaque station locale que les informations la concernant et réciproquement. Cette liaison peut se faire par radio mais on peut également la réaliser par câble et notam- ment par le réseau téléphonique. On peut également utiliser des faisceaux hertziens présentant l'avantage d'être très directionnels. Chaque station locale 6, 7, 8, 9 assure donc la retrans- mission entre le central 1 et les véhicules tels que 10, 11, 12, 13. Dès lors que des zones géographiques sont définies à chacune desquelles on attribue une station locale, les véhi- cules situés dans chaque zone entrent en relation avec la station locale correspondante (ou le central jouant le rôle de station locale pour sa propre zone). A la figure 2, est représenté schématiquement le synop- tique de la partie du système conforme à l'invention assurant la transmission des données entre l'émetteur-récepteur radio- phonique d'une part et tout ensemble de traitement de données. L'exemple qui va être décrit plus en détail convient tout particulièrement pour un ensemble embarqué à bord d'un véhi- cule, c'est-à-dire qu'il peut être aisément associé à un poste radioémetteur-récepteur classique, voir y être intégré du fait de son faible encombrement et de son adaptation aux conditions de travail très particulières à bord d'un véhicule. Mais il est évident qu'un tel système peut aussi bien être adapté à tout ensemble émetteur-récepteur. Il est donc monté de préférence sur l'un des véhicules (10 à 13, figure 1) et peut être adapté pour être monté sur le central (interface 4) ou sur l'une des stations locales (6 à 9). Revenant à la figure 2, il s'agit d'un synoptique qui peut correspondre à une simple carte que l'on peut monter dans le poste radiophonique embarqué ou y être au moins associé. En fait, on a généralement intérêt à ne pas intégrer la carte dans le poste radiophonique, ce qui peut éviter des bruits et autres perturbations. Ce système est essentiellement constitué par un micro- processeur UP pouvant être une pastille unitaire (monochip) et qui inclut outre les éléments de traitement de'l'information proprement dits, les mémoires mortes par exemple de type EPROM et vives RAM, l'horloge et autres constituants désormais classiques de microprocesseur. On reviendra ci-après à propos des figures suivantes à une analyse plus détaillée des compo- sants du synoptique de la figure 2. Le microprocesseur gP est alimenté ainsi que les autres composants par une source d'alimentation ALIM. Les tensions VB+ et VB- sont celles fournies par l'équipement embarqué, c'est-à-dire le plus souvent la batterie. Il est évident que ces tensions sont variables dans le temps et que, si le dispo- sitif de la figure 2 était utilisé non sur véhicule mais sur installation fixe, il ne serait pas besoin de tenir compte de ces variations. Les tensions VD+ et VD- sont des tensions régulées qui peuvent être fournies par exemple par l'alimentation stabili- sée du poste émetteur-récepteur radiophonique. Comme on le verra ci-après, l'ensemble d'alimentation I fournit une tension régulée VC et une tension de référence Vréf en plus de la tension VD dont l'utilisation sera décrite ci-après. L'ensemble de la figure 2 comprend un interface E/R INTERF avec le poste émetteur-récepteur radiophonique. Il est chargé, comme cela sera explicité ci-dessous, d'assurer la transmission des signaux à émettre EMI issus du microproces- seur gP vers le poste radio, ainsi que la sélection de ca- nal CAN (par exemple à 4 fils), d'inhiber INH les hauts par- leurs de poste pendant la transmission de données non phoni- ques et de recevoir les signaux de fonctionnement en alter- nance ALT émetteur/récepteur avec demande d'émission DEMEMI des signaux de données du microprocesseur UP. Cet interface est alimenté en tension régulée VC et reçoit les signaux de commutation COMMUT du microproces- seur UP. Le synoptique de la figure 2 présente également un dispositif de traitement et de commutation des signaux SIGN PROC. Ce dispositif travaille essentiellement sur la basse fréquence à la réception REC BF, à l'émission EMI BF, et en liaison avec le microphone MIC BF. Il est connecté d'une part au dispositif de gestion de MODEM qui sera décrit ciaprès et ceci dans les deux sens, et d'autre part au microprocesseur dont il reçoit les signaux de commutation et des signaux digitaux sur lesquels on reviendra ci-après. Il est alimenté en tension de référence Vrf et en tension régulée VD par l'alimentation commune ALIM. Le synoptique de la figure 2 présente également un interface avec le réseau local LOCAL INTERF qui assure les communications entre le microprocesseur IP et l'ensemble fournissant les signaux à transmettre et affichant et/ou enregistrant les signaux reçus. Alimenté en tension régu- lée VC, il assure essentiellement les translations de niveau. On reviendra ci-après plus en détail sur les divers types de signaux transitant par cet interface. On notera en passant que, parallèlement aux connexions avec le réseau local, le synoptique de la figure 2 mentionne la simple transmission de commandes marche/arrêt 1/0 et une connexion à la masse. L'ensemble représenté à la figure 2 comprend également un dispositif de gestion du modulateur-démodulateur radio MODEM. Alimenté également en tension régulée Vc, il échange les signaux basse fréquence avec le dispositif SIGN PROC. et avec le microprocesseur AP une série de types de signaux que l'on analysera ci-dessous. Cet ensemble dont le synoptique fait l'objet de la figure 2 assure donc l'émission en basse fréquence à partir du microphone MIC (son) ou du MODEM (si- gnaux), les signaux étant traités sur la porteuse correspon- dante. A la réception, le son est transmis au haut parleur (ou éventuellement à l'écouteur) et les signaux, via le MODEM au réseau local qui en assure la mise en mémoire et/ou l'affi- chage. On peut de la sorte traiter et transmettre des signaux numériques et/ou analogiques. La figure 3 représente le diagramme bloc du microproces- seur gP de la figure 2. Il est essentiellement constitué par un microprocesseur proprement dit de tout type classique incluant mémoire vive RAM et mémoire morte de préférence reprogrammable REPROM associé à deux bascules. Le microprocesseur uP est constitué par exemple par un circuit intégré HMOS à canal de type N et charge de déplétion tel que le MC 68705 P3 de Motorola à mémoire EPROM, mémoire vive RAM, mémoire morte ROM, horloge CLK entrée/sortie. Il est connecté de la façon suivante: l ) alimentation et signaux reçus de l'ensemble de traitement de données via l'interface ci-après décrit: Vcc TIMER et V tension V cc, T MRepp c RESET remise à zéro, une capacité étant intercalée entre circuit et masse PA6 signaux UARIRQ de réception asynchrone de demande d'interruption PA2 signaux MODIRQ d'identification de la source de demande d'interruption IRQ connexion à PA2 et PA6 par diodes pour assurer le "ET" des cARr-e1,c A, i; nftPrrirnt-i on PA7 signaux URXD de données reçues sur la ligne de réception série PA0 demande d'émission DEMEMI PB7 signaux MRXD de données reçues sur la ligne de réception du modem radio PB6 signaux d'indication de verrouillage de boucle de démodulation GND masse 2 ) signaux émis: PAl signaux MODATT de commande de remise à zéro de la bascule qui engendre les signaux MODIRO PA3 signaux UTXD de ligne d'émission série PA4 signaux UARATT de remise à zéro de la-bascule engendrant la commande d'interruption UARIRQ PA5 signaux STARATT définis ci-après PB2 à travers un ensemble RC signaux EM 1224 binaires de modulation différente (deuxième modulateur radio) PB0O signaux de commande d'émission PB1 signaux de commutation COMMUT PHONIE/TRANSMISSION DE DONNEES PCO/PC3 numéro de canal OSC1, OSC2 L'oscillateur intégré présentant une charge capacitive faible est utilisé pour envoyer au MODEM des impulsions d'horloge à fréquence divisée par quatre pour les deux bascules en cascade En ce qui concerne l'alimentation ALIM (figure 2) la tension de batterie VB est régulée pour donner Vc et ceci par tout moyen adéquat. La tension de référence Vref est obtenu grâce par exemple à un diviseur de potentiel à partir de la tension VD servant à alimenter les circuits analogiques et obtenue elle-même par exemple à partir de la tension du poste radio. En ce qui concerne l'interface avec l'émétteur récepteur (E/R INTERF, figure 2) il s'agit d'une simple transmission avec inversions pour les indications de canaux CAN (figure 2) et pour les signaux de commutation COMMUT donnant ainsi les signaux INH d'inhibition de haut parleur. La commande d'émission EMI peut être effectuée par un système à collecteur ouvert de type Darlington par exemple. Les signaux d'alternance ALT passent par une diode et un circuit RC pour l'élimination des phénomènes parasites. La figure 3 représente schématiquement un exemple de réalisation du traitement et de la commutation des signaux (SIGN PROC figure 2). Les signaux reçus en basse fréquence (REC BF) passent par un filtre passe bas du troisième ordre et sont transmis - (BF FILTR) au MODEM. En ce qui concerne l'émission en basse fréquence EMIBF, elle est effectuée par sommation inversion de trois types de signaux: deux types digitaux (EM 1218 provenant du MODEM et EH 1224 provenant du microprosseur), les premiers étant en mode natif du système, les seconds en mode dégradé. Un type analogique commuté (COMMUT) par le transistor associé à l'entrée du microphone MIC BF. La figuré 4 représente schématiquement l'interface avec le réseau local (LOCAL INTERF figure 2). Il s'agit essentiel- lement d'un ensemble de translation de niveau. La réception de l'équipement maître URXD correspond à l'émission du réseau local EMI et l'émission de l'équipement maître UTXD à la réception du réseau local REC. Selon les signaux STARATT ci-après définis, issus du microprocesseur CP, on recueille à la sortie les signaux UARIRQ ou UARATT. Ainsi grâce à la bascule recevant les impulsions de l'horloge CLK quand STARATT est à 0, à chaque coup d'horloge, la sortie bascule si UARATT a remis la bascule à zéro. Quand STARATT = 1 on n'obtient 0 que si D est à zéro. Autrement dit l'horloge n'agit pas tant que rien ne se passe sur la ligne d'émission. Dès qu'un caractère apparait, on obtient un déclenchement. La figure 5 représente schématiquement un exemple de réalisation de l'ensemble de gestion du MODEM radio. Selon l'exemple illustré par la figure, il se compose essentiellement d'un circuit intégré tel que le MODEM -FFSK FX409 produit par ISC qui est un circuit CMOS traitant 1200 bands. Ce circuit intégré est connecté comme suit: OSCl entrée horloge CLK B TXSIG émission modulée EM 1218 à travers une capacité RXSIG réception modulée BF FILT à travers une capacité DIAS alimentation en tension de référence à partir de la tension régulée V c LIM constante de temps pour détection de porteuse par capacité à la masse GND masse Vcc alimentation en tension régulée Vc RXE et TXE réception des signaux RXTX de commande d'émission/réception du modem RXD émission des signaux MRXD de données démodulées TXD réception des signaux MTXD de données binaires MF DCD verrouillage de la boucle de détection RXSYNC validation de MRXD TXS voir ci-après Une bascule FF2 est commutée comme suit: R MODATT et V avec inversion --D TDe àtresduc D TXD et DCD à travers deux diodes CLK RXSYNC à travers une capacité S TXS à travers une capacité et avec inversion Q émission MODIRQ avec inversion Ce montage permet d'obtenir des interruptions soit sur le front montant R x 5, soit sur le front descendant T x 5 (selon qu'on retrouve respectivement en réception ou en émission). REVENDICATIONS 1.- Ensemble émetteur-récepteur pour la transmission de son et de données entre au moins un véhicule et au moins un poste fixe, comprenant un équipement émetteur-récepteur radio- phonique de tout type classique, caractérisé par le fait qu'il comprend de plus les éléments suivants montés entre ledit émetteur-récepteur et un ensemble de traitement de données, à savoir un interface E/R INTERF directement connecté d'une part à l'équipement émetteur-récepteur radiophonique et d'autre part à un microprocesseur gP lui-même coopérant avec un disposi- tif de gestion de modem MODEM, un dispositif de traitement et de commutation de signaux SIGN PROC connecté au microprocesseur CP et au MODEM, et un interface LOCAL INTERF avec l'ensemble de traitement de données. 2.- Ensemble sel.-n la revendication 1, caractérisé par le fait que l'interface E/R INTERF transmet à l'émetteur/récep- teur radio les signaux à émettre EMI issus du microprocesseur gP, ainsi que les signaux de sélection de canal CAN et les signaux INH d'inhibition des hauts-parleurs de l'émetteur/récep- teur radio pendant la transmission des données non phoniques, ledit interface E/R INTERF transmettant au microprocesseur CP les signaux de demande d'émission DEMEMI des signaux de données sur la base des signaux de fonctionnement en alternance ALT issus de l'émetteur/récepteur. 3.- Ensemble selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que le dispositif de commutation et de traitement de signaux SIGN PROC travaille en basse fréquence et est connecté au microphone MIC BF, à la réception REC BF et à l'émission EMI BF., ainsi qu'au dispositif de gestion du modem MODEM et au microprocesseur CP dont il reçoit les signaux digitaux de données et les signaux de commutation. 4.- Ensemble selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que l'interface local LOCAL/INTERF assure les translations de niveau des signaux entre le micro- processeur CP et l'ensemble de traitement de données, signaux qui comprennent les signaux de données à émettre EMI, les signaux de données reçues REC, les signaux d'horloge CLK et de remise à zéro RESET. 5.- Ensemble selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait qu'il comprend un dispositif d'alimen- tation ALIM qui est connecté à l'alimentation du véhicule +VB à l'alimentation à tensions régulée +VD de l'émetteur/récep- teur radiophonique et fournit une tension régulée VC et une tension de référence VREF. 6.- Ensemble seon la revendication 5, caractérisé par le fait que la tension régulée VC alimente le microprocesseur pP, le dispositif de gestion MODEM, et les interfaces E/R INTERF et LOCAL INTERF. 7.- Ensemble selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisé par le fait que la tension de référence VREF alimente le dispositif de traitement et de commutation des signaux SIG PROC. 8.- Ensemble selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que le microprocesseur gP inclut mémoires mortes et vives et est connecté à une bascule FF1 qui commande l'interruption de l'émission/réception phonique quand se présente un signal de donnée. 9.- Ensemble selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait qu'il est inclus dans un réseau de communication entre au moins un poste central 1 et des véhi- cules 10 à 13. 10.- Ensemble selon la revendication 9, caractérisé par le fait que le réseau comprend des stations locales 6 à 9 assurant la transmission avec les véhicules 10 à 13 dans une zone restreinte avec le poste centrale.