Brevet FR2639451A1 — publié le 19900525

ENSEMBLE POUR LE TRANSFERT ET LA COLLECTE A DISTANCE DE DONNEES PROVENANT NOTAMMENT DE COMPTEURS. La présente invention concerne un ensemble pour le transfert et la collecte à distance de données provenant notamment de compteurs, tels que des compteurs d'eau, de gaz ou d'électricité. Les compteurs installés dans des bâtiments å usage industriel ou domestique mesurent la quantité d'énergie (électricité) ou de fluide (eau, gaz) consommée , certains compteurs sont aptes à garder en mémoire les données relatives aux consommations, par exemple sous forme cumulées grâce å un totalisateur à rouleaux. Ces données sont utilisées pour la facturation au consommateur par l'organisme exploitant. Pour disposer de ces données, on procède généralement a un relevé visuel de chaque compteur.Afin de réduire le coût en personnel et la durée de telles opérations, on a proposé, de manière connue, d'effectuer celles-ci à distance, à l'aide d'ensembles dits de "télérelevé" ou de "télereport" comportant des moyens de collecte centralisés reliés à chaque compteur par un réseau de liaisons filiaires et susceptibles de recueillir et mémoriser, généralement de façon périodique, les données de chacun des compteurs. La sortie des moyens de collecte est reliée à des moyens de traitement et/ou de communication. Outre les avantages mentionnés précédemment par rapport au relevé visuel, le télérelevé ou téléreport d'une part procure une meilleure sécurité par une surveillance quasi continue des compteurs et d'autre part une meilleure gestion de la consommation par l'utilisateur. On connait déjà de tels ensembles, appliqués notamment aux compteurs d'eau. Une première famille d'ensembles connus utilise un réseau de communication existant. Selon un premier exemple (CMR), l'ensemble utilise un câble coaxial de télévision reliant une pluralité de bâtiments (abritant chacun un ou plusieurs compteurs) à un émetteur central ; les moyens de collecte centralisés sont reliés audit câble ; chaque compteur est relié à ce dernier par l'intermédiaire d'un dispositif susceptible d'interroger le compteur correspondant ; l'interrogation et la transmission des données sont réalisées selon une séquence aleatoire imposée par ledit dispositif d'interrogation. Selon un second exemple, l'ensemble fait appel à un réseau téléphonique reliant des bâtiments où sont installes les compteurs à un central téléphonique relié, par une ligne téléphonique, à un local de l'organisme distributeur d'énergie, d'eau ou de gaz, où sont situés les moyens de collecte. Chaque compteur est relié à un dispositif d'interrogation normalement en état de veille. Les moyens de collecte commandent le central afin d'actionner le dispositif d'interrogation, qui, une fois "réveille", interroge le compteur et transmet les données au central qui à son tour transmet aux moyens de collecte. Selon un troisième exemple connu, chaque compteur est relié à une mémoire elle-même reliée à un moyen de communication téléphonique par MODEM branché sur le réseau téléphonique. Ces ensembles connus, bien que satisfaisants d certains points de vue tels que la sécurité et la fiabilité, n'en présentent pas moins des inconvénients. En effet, l'ensemble selon le premier exemple nécessite une alimentation en énergie électrique du dispositif d'interrogation. L'ensemble selon le troisième exemple est onereux compte tenu de l'affectation d'un MODEM et d'un numéro de téléphone spécifique à chaque compteur. De plus, les ensembles selon les premier, second et troisième exemples ci-dessus font appel à un dispositif d'interrogation relativement onéreux, et, du fait qu'ils reposent sur un réseau de communication existant, d'une part ne peuvent être mis en place que dans des zones déjà pourvues de tels réseaux, et d'autre part nécessitent des précautions particulières en vue d'éviter les interférences entre la transmission de données de compteurs et le fonctionnement originel du réseau. Par ailleurs, on connait une seconde famille d'ensembles pourvus de leurs propres liaisons de communication. Un premier type d'ensemble connu (AKUDOM) comprend des moyens de collecte centralisés reliés selon un réseau en étoile à chacun des compteurs ; ces derniers, du type dits "à émetteurs d'impulsions", sont aptes i délivrer un signal comprenant une impulsion pour un volume d'eau écoulé. Bien que présentant un coût relativement faible et une fiabilité satisfaisante (les données de chaque compteur sont correctement identifiées), cet ensemble connu présente les inconvénients de nécessiter des liaisons spécifiques vers chaque compteur, et de ne pouvoir trouver que des applications limitées compte tenu des limitations d'une part du nombre de compteurs susceptibles d'être reliés et d'autre part de la distance séparant chaque compteur des moyens de collecte. Un second type d'ensemble connu (MAYA) comporte des moyens centraux de collecte reliés par une liaison commune à une série de dispositifs primaires de collecte, dont chacun d'eux est relié à plusieurs compteurs du type à "émetteur d'impulsions". Sur appel des moyens centraux de collecte, chaque dispositif primaire de collecte interroge séquentiellement chacun des compteurs. Cet ensemble connu souffre d'inconvénients rédhibitoires. Le code d'identification de chaque compteur est disposé dans le dispositif primaire de collecte, ce qui est gênant sur le plan de la fiabilité et de la flexibilité (å l'occasion de changement de compteurs). De plus, le partage de plusieurs compteurs pour un dispositif primaire de collecte éloigne les compteurs de ce dernier et, en conséquence, augmente le coût et la complexité du câblage. En outre, les premier et second types d'ensembles visés ci-dessus sont tous les deux affectés du défaut propre aux compteurs à émetteurs d'impulsions, à savoir qu'ils ne permettent qu'un codage relatif de la quantité d'eau écoulée. En conclusion,. on comprend que le besoin se fait sentir d'un ensemble de releve à distance de compteur qui soit à la fois, d'un coût de réalisation, d'installation et de fonctionnement faible, fiable (tant sur le plan de la transmission que de la provenance des données), souple d'utilisation (autorisant de manière simple, un changement de compteur et l'adjonction et/ou l'enlèvement de compteurs sur le réseau de communication), et qui ne soit pas tributaire d'un réseau de communication existant. L'ensemble selon l'invention vise à remédier aux inconvénients mentionnés précédemment des ensembles connus et tend à presenter simultanément les avantages requis ci-dessus. A cette fin, selon l'invention, l'ensemble pour le transfert et la collecte à distance de données telles que des quantités d'énergie ou de fluide mesurées par des compteurs comportant chacun une unité de stockage et d'émission desdites données, vers des moyens de collecte par l'intermédiaire d'au moins une liaison filaire commune, est caractérisé en ce qu'il comprend, pour chaque ensemble de comptage pourvu d'au moins un compteur, un organe interrupteur, normalement ouvert et apte à se fermer, sur commande des moyens de collecte, pour autoriser le passage du flux de données depuis l'unité d'émission correspondante vers ceux-ci. Avantageusement, la liaison commune est constituée d'une première liaison destinée au passage des données et d'une seconde liaison destinée a la commande de l'organe interrupteur. Plus précisément, les moyens de collecte sont reliés à une source d'énergie électrique et la seconde liaison est également destinée à l'alimentation en énergie électrique de chaque circuit interrupteur. De préférence, la liaison commune est constituée d'une double paire de câbles téléphoniques. Selon une forme de réalisation avantageuse, chaque circuit interrupteur est disposé sur la liaison commune et est relié au compteur correspondant par une liaison auxiliaire. L'identification de chaque compteur est possible par le fait que les moyens de collecte comprennent des moyens émetteurs d'un signal d'identification propre à chacun des organes interrupteurs, chaque organe interrupteur comprenant des moyens de mémorisation d'un signal de référence correspondant audit signal d'identification et des moyens de comparaison du signal de référence et du signal émis, aptes à commander des moyens de fermeture du circuit électrique reliant le compteur correspondant aux moyens de collecte. Les moyens émetteurs sont aptes à émettre un signal analogique. En variante, les moyens émetteurs émettent un signal numérique. Selon un premier mode de mise en oeuvre, les moyens de collecte sont aptes à émettre de façon continue ou périodique les signaux d'identification, les moyens de fermeture sont actionnés tant que le signal propre à l'organe interrupteur correspondant est émis. Selon un second mode de mise en oeuvre, le signal d'identification est émis une première fois pour fermer l'interrupteur et une seconde fois pour ouvrir ce dernier. Avantageusement, le signal d'identification analogique présente un spectre de fréquence donné, et les moyens de comparaison sont constitués d'un filtre fréquenciel passe-bande. L'invention sera bien comprise à la lumière de la description qui suit en réference au dessin dans lequel: - La figure 1 est un schéma de l'ensemble selon l'inven tion - La figure 2 est un schéma électrique fonctionnel d'un organe interrupteur associé à un compteur ; et - La figure 3 est un schéma agrandi d'un relais. L'ensemble selon l'invention montré sur la figure 1 comprend une pluralité de compteurs, par exemple d'eau, portant les références Ml,M2,..., M12. Chaque compteur correspond à un module ou une partie d'un module de consommation tel qu'une maison individuelle ou un appartement d'immeuble. L'ensemble comprend en outre des moyens de collecte 1 centralisés, disposés dans un bâtiment qui peut être celui comprenant les modules de consommation ou un bâtiment distinct et éloigné de ceux mentionnés précédemment.Plusieurs compteurs sont reliés aux moyens de collecte I par une ligne de communication commune, à savoir, selon exemple décrit, une ligne commune 2 pour les compteurs M1 à M7 et une ligne commune 3 pour les compteurs M8 à M12 ; les lignes 2 et 3 présentent un tronc commun 4 relié aux moyens de collecte 1. Il est entendu que l'invention s'applique à un ensemble de compteurs integrés soit dans un habitat collectif (un ou plusieurs bâtiments) soit un habitat individuel (pluralité de maisons dispersées). Chaque compteur Mi (i = 1 à 12) incorpore une unité de stockage et d'émission des données relatives à la consommation d'eau ; l'unité (non représentée) est du type connu en soi et peut être par exemple constituée de rouleaux totalisateurs et de moyens aptes à transformer l'information (constituée par la position de chaque rouleau) en signaux électriques ; un exemple de tels moyens est donné par le système commercialisé par la société américaine Schlumberger Industries, sous la dénomination commerciale ARB. En outre, chaque compteur Mi est relié à la ligne commune 2 (ou 3) par l'intermédiaire d'une ligne auxiliaire li et d'un organe interrupteur Si disposé sur la ligne commune ; l'indice i est le même pour chaque trilogie compteur M, organe interrupteur S et ligne auxiliaire 1. Les moyens de collecte 1 sont reliés par une liaison 6 à des moyens 7 de traitement et/ou de transmission de données, connus en eux-mêmes, tels qu'un MODEM téléphonique. Les données transmises depuis chaque compteur vers les moyens de collecte incluent un code d'identification du compteur. Les moyens de collecte 1 comprennent des moyens émetteurs 1A de tels codes, et des moyens de mémorisation 1B des données issus de différents compteurs. En fonction de la longueur des lignes de communication commune 2 et 3, des moyens relais (8, 9), connus en soi, sont prévus sur ces dernières en vue d'éviter les conséquences de l'affaiblissement des signaux transmis portant les données. A chaque relais est associé un code d'identification, du même type que les codes d'identification des relais. A titre indicatif, des relais peuvent être prévus lorsque la longueur de la liaison Li et L2 dépasse 500 à 800 mètres. La figure 2 montre en détail de façon schématique une vue agrandie de la ligne de communication commune et de l'un des organes interrupteurs Si associée au compteur Mi. Le compteur Mi comprend la partie de comptage 10 proprement dite et l'unité 11 de stockage et d'émission des données ; cette dernière est reliée à l'organe interrupteur Si par la liaison auxiliaire constituée de deux câbles téléphoniques. L' unité 11 peut être constituee par le dispositif fabriqué et vendu par la société américaine Schlumberger Industries, sous la dénomination ARB. La ligne de communication commune 1 comprend deux liaisons parallèles L1 et L2 ; les première et seconde liaisons respectivement L1 et L2 sont chacune constituées d'une paire de câbles téléphoniques respectivement 12,13 et 14,15. L'organe interrupteur Si comprend un bloc d'alimentation 16 en énergie électrique relié à la seconde liaison L2 (câbles 14,15), un comparateur 17 dont une entrée est reliée à un des câbles (14) de la liaison 12 et l'autre entrée est reliée à une mémoire 18 contenant le signal d'identification propre à l'organe interrupteur Si ; la sortie du comparateur attaque une commande 19 d'un interrupteur 20 (normalement ouvert) placé sur la liaison auxiliaire li ; cette dernière relie la première liaison L1 (câbles 12 et 13) au compteur Mi. Le fonctionnement, décrit de façon schématique, est le suivant. Les moyens de collecte 1 émettent, par les moyens émetteurs 1A, un signal d'identification porteur du code propre à un interrupteur Si et donc à un compteur Mi donné. Chaque code est constitué d'un signal soit analogique (à une fréquence donnée par exemple), soit numérique (suite de huit bits par exemple). Ledit signal est transmis par le câble 14 de la liaison L2 le long des lignes communes 2 et 3. Chaque comparateur 17 (prévu dans chaque interrupteur Si) compare le signal émis avec le signal gardé en mémoire 18 et propre au compteur Mi associé. Dans le cas où les signaux respectivement émis et mémorisés sont identiques, le comparateur 17 agit sur la commande 19, constituée d'un bistable, qui provoque la fermeture de l'interrupteur 20. L'unité de stockage et d'émission 11 du compteur Mi correspondant se trouve alors reliée aux moyens de collecte 1 par la liaison li et la liaison L1. L'unité 11 se trouve alors également alimentée en énergie par la fermeture de l'interrupteur 20, et émet les données qui sont transmises aux moyens de collecte 1 par la liaison L1. Les moyens émetteurs 1A des moyens de collecte émettent à nouveau le signal d'identification du compteur Mi des que toutes les données du compteur sont transmises vers la mémoire 1B. A cet instant, le comparateur 17 agit sur le bistable 19 qui revient à son état initial de manière à provoquer la réouverture de l'interrupteur 20. Les moyens émetteurs 1A émettent ainsi le signal d'identification d'un compteur une première fois pour fermer l'interrupteur 20 et une seconde fois pour l'ouvrir à nouveau ; le laps de temps séparant les premier et second signaux propre au même compteur Mi, correspond à la transmission (via la liaison L1) des données dudit compteur. Est émis ensuite un signal d'identification différent, propre au compteur suivant. Par ailleurs, pour l'interrogation de compteurs Mi situés au-delà d'une distance donnée de liaison, par exemple de l'ordre de 500 mètres à 800 mètres, des moyens relais, tels que le relais 9, sont prévus. La figure 3 montre en détail un relais 9, comprenant une première mémoire tampon/amplificateur 30 et une seconde mémoire tampon/ammplificateur 31, disposées respectivement sur les lignes L1 et L2, un bloc d'alimentation 32 en énergie électrique reliée i la liaison L2, et un comparateur 33 dont une entrée est reliée au câble 14 de la liaison L2 et l'autre entre est liée à une mémoire 34 apte à mémoriser le signal d'identification propre au relais ; la sortie du comparateur 33 attaque un dispositif de commande, tel qu'un bistable .35 liés à deux interrupteurs 36 et 37 placés sur les liaisons respectives L2 et L1, en amont des mémoires tampons respectives 30 et 31. Les moyens de collecte émettent le signal propre au relais 9 via L2, qui est comparé par le comparateur 33 au signal d'identification propre au relais et mémorisé dans la mémoire 34. En cas d'identité entre le signal reçu et le signal mémorisé, le comparateur 33 actionne la commande 35 qui provoque la fermeture des interrupteurs 36 et 37 (normalement ouverts). La mémoire tampon/amplificateur 31 est alors en mesure de mémoriser et amplifier le signal d'identification, propre à un compteur Mj situé au-delà du relais 9, et véhiculé par la liaison L2. Lorsque ledit compteur Mj émet ses données via Ll (par le processus de fermeture de l'interrupteur Sj), celles-ci sont amplifiées par la mémoire/amplificateur 30 pour atteindre les moyens de collecte 1. Une fois interrogés tous les compteurs Mk associés au-delà du relais 9, les moyens de collecte émettent une seconde fois le signal d'identification propre audit relais, afin de provoquer le retour du bistable 35 à son état initial et donc l'ouverture des interrupteurs 36 et 37. Ainsi, les moyens de collecte émettent une succession de signaux d'identification selon la séquence suivante relais-fermeture, compteur Mi - fermeture, compteur Mi ouverture, ..., compteur Mj - fermeture, compteur Mj ouverture, relais-ouverture. La première liaison L1 est destinée à la transmission des données, tandis que la seconde liaison L2 sert à l'alimentation en énergie et à la commande de chaque interrupteur Si. Avantageusement, le signal d'identification émis est, non pas celui du compteur donné, mais un code propre à un interrupteur Si donné. Ceci permet de changer le compteur sans avoir à modifier le code utilisé pour la commande de l'interrupteur Si. L'ensemble de l'invention présente d'autres avantages. I1 présente un coût faible. En effet, les liaisons L1 et L2 sont constitues de câbles téléphoniques, et les connexions de celles-ci aux moyens de collecte aux interrupteurs et aux unités des compteurs sont réalisés par des organes connus, simples et bon marché , enfin, les interrupteurs peuvent être réalisés à l'aide de circuits bon marché. La consommation en énergie électrique de chaque interrupteur est très faible (inferieure à 1 mA). L'ensemble est souple d'utilisation en ce sens que des compteurs peuvent être ajoutés et/ou enlevés sans difficultés. En effet, il suffit de brancher sur la ligne commune un interrupteur ou d'enlever celui-ci. De plus, les liaisons auxiliaires li permettent d'adapter la situation géographique des compteurs par rapport a la ligne commune. Selon une variante de réalisation, les liaisons L1 et L2 sont chacune constituée d'un fil unique. Les deux fils L1 et L2 constituent avantageusement alors une paire téléphonique. REVENDICATIONS 1 - Ensemble pour le transfert et la collecte à distance de données telles que des quantités d'énergie ou de fluide mesurées par des compteurs comportant chacun une unité de stockage et d'émission desdites données, vers des moyens de collecte par l'intermédiaire d'au moins une liaison filaire commune, caractérisé en ce qu'il comprend, pour chaque compteur, un organe interrupteur, normalement ouvert et apte à se fermer, sur commande des moyens de collecte, pour autoriser le passage du flux de données depuis l'unité d'émission correspondante vers ceux-ci. 2 - Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que la liaison commune est constituée de deux liaisons en parallèle, la première liaison destinée au passage des données et la seconde liaison destinée à la commande de l'organe interrupteur. 3 - Ensemble selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens de collecte sont reliés à une source d'énergie électrique et en ce que la seconde liaison est également destinée å l'alimentation en énergie électrique de chaque organe interrupteur et de l'unité d'émission correspondante. 4 - Ensemble selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que la liaison commune est constituée d'une double paire de câbles téléphoniques. 5 - Ensemble selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que la liaison commune est constituée d'une paire de câbles téléphoniques. 6 - Ensemble selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que chaque organe interrupteur est dispose sur la liaison commune et est relié à l'unité d'émission correspondante par une liaison auxiliaire. 7 - Ensemble selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les moyens de collecte comprennent des moyens-emetteurs d'un signal d'identification propre à chacun des organes interrupteurs, chaque organe interrupteur comprenant des moyens de mémorisation d'un signal de référence correspondant audit signal d'identification et des moyens de comparaison du signal de référence et du signal émis, aptes à commander des moyens de fermeture du circuit électrique reliant l'unité d'émission correspondante aux moyens de collecte. 8 - Ensemble selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens de collecte sont aptes à émettre de façon continue et séqUentiellement les signaux d'identification, et en ce que les moyens de fermeture sont actionnés tant que le signal propre i l'organe interrupteur correspondant est émis. 9. - Ensemble selon la revendication 7, caractérisé en ce que le signal d'identification propre à chaque interrupteur est de type analogique. 10 - Ensemble selon la revendication 9, caractérisé en ce que le signal d'identification présente un spectre de fréquence donné, et en ce que les moyens de comparaison sont constitués d'un filtre fréquenciel passe-bande. 11 - Ensemble selon la revendication 7, caractérisé en ce que le signal d'identification propre à chaque interrupteur est constitué d'une suite de bits, et les moyens de comparaison sont du type numérique. 12 - Ensemble selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens de mémorisation sont règlables de manière à permettre la modification dudit signal d'identification. 13 - Ensemble selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens de fermeture comprennent un bistable attaqué par son entrée par les moyens de comparaison, et en ce que les moyens de collecte sont aptes à émettre un signal d'identification propre à un même compteur une première fois afin de provoquer le changement d'état dudit bistable (correspondant à la fermeture du circuit) et une seconde fois pour provoquer le retour du bistable i son état initial (correspondant à l'ouverture dudit circuit).