Brevet FR2660778A1 — publié le 19911011

i DESCRIPTION DISPO Si TIF DETECTEUR DE MOUVEMENTS ET SYSTEME DE SURVEILLANCE DE PERSONNES LE METTANT EN OEUVRE La présente invention a pour objet un dispo- sitif détecteur de mouvements et un système de surveil- lance de personnes mettant en oeuvre ce dispositif. 1 U L'invention s'applique à la surveillance de travailleurs isolés, situés dans un atelier, un chantier ou autre site, et qui peuvent, à la suite d'un accident ou d'une défaillance, être conduits à une immobilité totale. La réalisation de dispositifs de surveillance de personnes suppose idéalement que trois conditions soient satisfaites: le boîtier détecteur de mouvements doit être d'un encombrement et d'un poids le plus faible possible pour qu'il puisse être porté sans gêne pour l'utilisateur, sur une partie du corps qui soit effective- ment en mouvement quasi permanent en situa- tion normale, ce boîtier devant être en outre d'une grande simplicité d'utilisa- tion; le boîtier détecteur de mouvements doit pouvoir être inclus dans un système fiable, automatique et conduire à une procédure évitant les fausses alertes; le système de surveillance doit pouvoir être utilisé par plusieurs travailleurs travaillant chacun de manière isolée dans un atelier, l'ensemble des ateliers se trouvant sur un même site géographique. On trouve dans le commerce de nombreux dispo- sitifs de sécurité Mais, aucun ne possède l'ensemble des qualités recherchées, comme on peut le montrer en passant rapidement en revue ces dispositifs: a) Le système rondier de MOTOROLA C'est un système qui comporte un radio télé- phone portatif avec un boîtier encodeur et des boîtiers muraux Il permet: d'effectuer des pointages, par établissement d'une liaison par simple rapprochement entre le boîtier encodeur et les boîtiers muraux dispo- ses sur le site, de déclencher manuellement une alarme en enfonçant un bouton placé sur le boîtier, d'émettre automatiquement une alarme, soit par perte de verticalité, soit par absence de mouve- ments du corps (si le portatif est fixé à la ceinture). Ce rondier, s'il est adapté au cas des gar- diens effectuant une ronde dans une installation, n'est pas utilisable par une personne travaillant sur machine outil dans un atelier, et cela en raison de son encombrement, de son poids (de l'ordre de 1 kg) et de la complexité de son fonctionnement. Son port constituerait en effet une gêne sérieuse pour les mouvements de l'utilisateur Par ailleurs, utilisant une onde radio captée par la centrale de surveillance, il pose le problème de la portée qui peut être insuffisante, ainsi que celui des obstacles qui risquent de masquer l'onde radio. De plus, si plusieurs ateliers se trouvent sur un même site, chacun doit disposer de sa propre fréquence, ce qui multiplie le nombre de fréquences utiles. b) Le dispositif PTI de Datacet C'est un dispositif d'alerte et de communica- tion pour la sécurité des personnes mobiles Il se compose d'une centrale et de portatifs en liaison radio permanente avec la centrale L'utilisateur peut déclencher une alarme volontaire Selon une autre variante, une procédure d'alarme peut se déclencher automatiquement: en cas de non détection de mouvements par le biais d'un détecteur conçu sur un principe de variation d'accélération, en cas de perte de verticalité, lorsque le porta- tif est anormalement incliné de moins de 30 par rapport à l'horizontale. Ce dispositif présente les mêmes inconvé- nients que le précédent. c) L'appareil Digilarm C'est une alarme de poche, dont l'encombre- ment et le poids sont plus réduits que ceux de précédents appareils Elle permet d'émettre des appels d'urgence par radio Le boîtier portatif peut être équipé d'un détecteur par contacteurs à mercure, qui permet un appel d'alarme automatique temporisé du type "homme mort" lorsque le gite est supérieur à 45 . d) Les appareils SI Pl 2 ou 3 Ces appareils sont réalisés par la société "La Protection Rationnelle' Ils se composent: d'un mini-émetteur radio de poche porté par le travailleur isolé, d'un récepteur radio, installé soit dans la zone couverte, soit au poste de commandement. Chaque dispositif permet: une alarme manuelle déclenchée par le porteur, une alarme automatique en cas d'absence de mouve- ments ou en cas de perte de verticalité. La portée de ces appareils est faible et variable en fonction de l'environnement. D'une manière générale, les appareils du commerce qui viennent d'être passés en revue, bien que disposant de la fonction alarme en cas d'absence de mouvements de la personne surveillée, ne sont pas adaptés aux besoins En effet: ce sont des émetteurs radio en liaison directe avec un récepteur, qui se trouve dans la centrale de surveillance La qualité de la liaison radio n'est pas fiable car elle dépend de la distance émetteur-récepteur, des obstacles, de la position de l'émetteur, etc; les dispositifs émetteurs portables sont complexes du fait de la multiplication des fonctions qui leur est demandée; les boîtiers portatifs sont généralement d'un encombrement et d'un poids tels que leur port en atelier constitue une gêne; comme en outre leur fonctionnement est complexe, ces appareils sont mal acceptés par les travailleurs isolés; ils sont portés à la ceinture ou dans une poche, c'est-à-dire par l'intermédiaire d'un habit, et non sur le corps lui-même; ils risquent donc de demeurer immobiles même lorsque le porteur est en activité. D'autres dispositifs de surveillance sont également connus par des demandes de brevets: a) Dans FR-A-1 505 494, est décrit un contac- teur de grande sensibilité et son application notamment aux dispositifs d'alarme pour travailleur isolé Ce contacteur reste inactif tant que son élément sensible est soumis à un déplacement et ne devient actif, éventuellement après un certain déLai, que si cet élément demeure immobile Ce contacteur est appliqué à un appareillage qui comprend, d'une part, un petit émetteur radioélectrique portatif de faible poids et d'encombrement réduit et, d'autre part, disposé à portée de cet émetteur, un récepteur radio électrique muni de moyens d'alarme autonomes et/ou susceptibles d'être reliés de manière convenable à tout dispositif d'alerte existant, dont le fonctionnement est déclenché par la réception d'au moins un signal émis par l'émetteur Le contacteur utilisé reste d'un encombrement encore trop important et d'un fonctionnement peu fiable Les temporisations sont fonction de la position du contacteur et ne permettent donc pas un réglage indépendant de cette position. b) Dans FR-A-2 466 057, est décrit un dispo- sitif d'alarme et de signalisation plus particuliè- rement destiné à prévenir les agressions dont peuvent être victimes des personnes seules se trouvant dans des endroits isolés, tels que des garages Il se compose essentiellement: d'un poste émetteur à ondes hertziennes autonome, de preference miniaturisé de manière à être mis dans une poche ou un sac, d'un poste récepteur fixe, accordé au poste émetteur et délivrant un signal d'alarme dès qu'il est sollicité par ledit 3 U poste émetteur. Ce dispositif ne dispose pas de détecteur de mouvements, et n'est donc pas adapté au problème posé. En définitive, tous ces dispositifs de l'art antérieur sont fondés sur le principe de l'émission-ré- ception d'une onde radioélectrique Cette caractéris- tique leur interdit d'être utilisés par plusieurs travailleurs se trouvant sur un même site (par exemple des ateliers individuels répartis dans une même encein- te industrielle) en raison des interférences qui peu- vent naître dans les récepteurs Ils ont, par ail- leurs, l'inconvénient d'être soumis à la réglementation de l'administration des Télécommunications, ce qui peut compliquer leur structure et leur utilisation (notamment par la nécessité de disposer de possibilités de réglages des fréquences). La présente invention a justement pour but de remédier à ces inconvénients A cette fin, elle propose un dispositif très simple et très fiable qui répond aux trois conditions posées plus haut. A cette fin, l'invention préconise un dispo- sitif qui est essentiellement caractérisé par le fait que: la détection de mouvements s'effectue à l'aide d'un système piézoélectrique, un signal codé sous deux formes différentes est émis selon qu'il y a ou qu'il n'y a pas mouvement, il est fait usage du rayonnement infra- rouge. Ces caractéristiques conduisent à des avanta- ges notables: i) les fonctions du boîtier sont réduites et limitées aux seules fonctions de détection de mouvements et d'émission de signaux Cette simplification associée à l'utilisation d'un élément détecteur de mouvements piézoélectrique de très faibles dimensions, permet de réduire l'encombrement du boîtier détecteur à celui d'une grosse montre, ce qui permet de porter ce boîtier au poignet à l'aide d'un simp Le bracelet, ii) l'utilisation du rayonnement infrarouge pour le transport des signaux (et non du rayonnement radioélectrique) a pour avantage, notamment, d'éviter les problèmes d'interférence lorsque plusieurs travailleurs utilisent le dispositif sur un même site géographique Si le rayon- nement infrarouge a une portée faible, cet inconvénient est compensé par le fait qu'on peut disposer dans l'atelier, à proximité immédiate de l'utilisateur, un ou p Lusieurs récepteurs Par ailleurs, l'utilisation de ce type de rayonnement présente d'autres avan- tages: absence d'interférence entre deux instal- lations voisines, faible sensibilité aux parasites indus- triels, compacité et simplicité de l'émetteur, renforcement du signal par réflexion sur les parois avec diminution de la directivi- té, fréquence de porteuse éLevée, iii) l'émission par le boîtier de deux signaux différents, et non d'un seul, réduit les ris- ques de fausse alarme et permet de détecter la sortie du travailleur de la zone protégée. De façon précise, l'invention a donc pour objet un dispositif détecteur de mouvements pour systè- me de surveillance de personnes, caractérisé par le fait qu'il comprend, dans un boîtier apte à être fixé sur une personne à surveiller: un moyen piézoélectrique comprenant au moins une Lame piézoélectrique munie d'une masse Lotte à l'une de ses extrémités et encastrée dans une pièce de fixation à l'autre de ses extrémités, ce moyen déLi- vrant ou non un signal électrique selon que le boîtier est ou n'est pas en mouve- ment; un amplificateur relié au moyen piézo- électrique; un circuit de traitement relié à l'amplifi- cateur, ce circuit étant apte à délivrer un courant qui est codé selon une première forme lorsqu'il reçoit un signal du fait du mouvement du boîtier et à déLivrer un courant qui est codé selon une seconde forme lorsqu'il ne reçoit pas de signal du fait de l'absence de mouvements du boîtier; un émetteur infrarouge alimenté par le circuit de traitement, cet émetteur émet- tant ainsi un rayonnement infrarouge codé selon une première ou une seconde formes selon que le boîtier est ou n'est pas en mouvement; une pile d'alimentation. De préférence, le circuit de traitement est apte à délivrer, d'une part, un courant codé sous une première forme constituée de périodes comprenant chacune une salve périodique d'impulsions et, d'autre part, un courant codé sous une seconde forme constituée de périodes comprenant chacune deux mêmes salves pério- diques d'impulsions. La présente invention a également pour objet un système de surveillance de personnes compre- nant: au moins un dispositif portable détecteur de mouvements, ce dispositif émettant un rayonnement fonction du mouvement détec- té, au moins un récepteur à poste fixe apte à recevoir Le rayonnement émis par Le dispositif portab Le détecteur de mouvements et à délivrer un signal de réception cor- respondant, un poste centralisateur pour le traitement des divers signaux déLivrés par les divers récepteurs, ce système étant caractérisé par le fait que Le dispositif portable détecteur de mouve- ments est conforme au dispositif défini plus haut, le récepteur est un récepteur infrarouge qui délivre un signal codé selon une première forme en cas de mouvements du 2 U dispositif portab Le et codé selon une seconde forme en cas d'absence de mouvements de ce dispositif. De toute façon, les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront mieux à La lumiè- re de la description qui va suivre Cette description porte sur des exemples de réalisation donnés à titre explicatif et nullement limitatif, et elle se réfère à des dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 montre Le schéma d'un disposi- tif détecteur de mouvements selon L'inven- tion; la figure 2 montre plus particulièrement un exemple de moyen piézoélectrique pouvant être utilisé; la figure 3 montre deux types de salves d'impulsions pouvant être mises en oeuvre dans l'invention; la figure 4 représente schématiquement un dispositif émetteur infrarouge et un récepteur correspondant; la figure 5 montre un poste centralisateur, relié à plusieurs postes récepteurs non représentés; la figure 6 est un organigramme de fonctionnement du système. On voit, sur la figure 1, un boîtier 10 comprenant: un moyen piézoélectrique 12 comprenant au moins une lame piézoélectrique 14 munie d'une masselotte 16 à l'une de ses extrémi- tés et encastrée dans une pièce de fixation 18 à l'autre de ses extrémités; ce moyen délivre ou non un signal électrique par une connexion 20 selon que le boîtier est ou n'est pas en mouvement; un amplificateur 22 (agissant également comme filtre) relié au moyen piézoélectri- que 12; un circuit de traitement 30 relié à l'amplificateur 22, ce circuit étant apte à délivrer un courant (ou une tension) qui est codé(e) selon une première forme lorsqu'il reçoit un signal du fait du mouvement du boîtier et à délivrer un courant (ou une tension) qui est codé(e) selon une seconde forme, lorsqu'il ne reçoit pas de signal du fait de l'absence de mouvement du boîtier; 1 1 un émetteur infrarouge 32, qui, sous la forme illustrée, comprend deux photodiodes, cet émetteur étant alimenté par le circuit de traitement 30; cet émetteur émet donc un rayonnement infrarouge 34 codé selon une première ou une seconde forme selon que le boîtier est ou n'est pas en mouve- ment; une pile d'alimentation 36 reliée à l'amplificateur 22 par un interrupteur magnétique 38. La figure 2 montre, de manière plus détail- lée, la structure du moyen piézoélectrique 12 Les éLéments déjà représentés sur la figure 1 portent les mêmes références, à savoir la lame 14 (qui est ici une double lame), la masselotte 16 (environ 5 g), la pièce de fixation 18 formée de pièces venant pincer les lames On voit encore sur cette figure une butée 37, destinée à limiter l'amplitude d'oscillation des lames. Le fonctionnement de ces dispositifs est le suivant Le boîtier 10 se fixe au poignet de l'uti- lisateur (par un bracelet non représenté du type brace- let-montre) Le mouvement du poignet provoque le mouve- ment de la masselotte 16 et la déformation de la lame piézoélectrique Un signal électrique est donc émis par la connexion 20 En l'absence de mouvement, aucun signal n'est émis par le moyen 12 Le circuit 30 qui reçoit (en cas de mouvements) le signal d'origine piézoélectrique, traite ce signal pour émettre un courant d'alimentation approprié. Sur la figure 3, partie a, on voit un exemple de codage du courant d'alimentation Pendant une pério- de P égale (par exemple à 0,1 seconde), une salve 51 d'impulsions est émise en début de période (par exemple 10 impulsions de 1,3 ys, d'intensité 1 A). En cas d'absence de mouvement, le circuit ne reçoit aucun signal d'origine piézoélectrique mais il émet cependant un signal constitué par une double salve 52 comme illustré sur la partie b de la figure 3 (par exemple deux séries de 10 impulsions de 1,3 Vs, d'intensité 1 A). Ainsi, dans tous les cas (mouvement ou absen- ce de mouvement), les diodes émettent-elles un rayon- 1 U nement infrarouge constitué d'une ou de deux salves, se répétant périodiquement (période P). La figure 4 montre schématiquement un boîtier optiquement couplé à un récepteur 40 comprenant un ou des photorécepteurs 42 (trois dans l'exemple représenté) reliés à un amplificateur 44. Chaque récepteur délivre donc un signal codé selon une première forme en cas de mouvements détectés (une salve dans le cas illustré) ou selon une seconde forme en cas d'absence de mouvements (par exemple deux salves). Chaque récepteur est disposé dans un boîtier appelé encore relais Chaque relais comprend, en outre, un moyen 46 apte à émettre un signal sonore d'une certaine durée (par exemple 2 à 3 secondes). La figure 5 montre un poste centralisateur de type coffret mural, relié à plusieurs relais ', 40 ", 40 ' ' ' Un tel coffret reçoit les signaux délivrés par les relais auxquels il est connecté et commande, en retour, les moyens sonores de ces relais 46 Le poste est connecté en outre à un poste de commandement (PC) non représenté, par une connexion générale 58. En outre, le coffret centralisateur comprend avantageusement un dispositif d'accrochage ou socle 52 o la personne peut fixer son boîtier de détection après utilisation Le boîtier centralisateur comprend alors avantageusement un aimant permanent 54, apte à agir sur l'interrupteur magnétique 38 du boîtier détecteur qu'il supporte, de telle sorte que cet inter- rupteur soit mis en état ouvert et interrompe l'alimen- tation des circuits du boîtier détecteur Celui-ci est alors mis automatiquement au repos. Le poste centralisateur 50 peut se compléter par un voyant lumineux 56. Le fonctionnement de l'ensemble du système est alors le suivant: a) Mode "Vei L Le" Lorsque le boîtier détecteur repose sur son socle situé sur le boîtier centralisa- teur: le boîtier détecteur 10 est mis hors servi- ce par l'aimant 54 et l'interrupteur 38, le poste centralisateur 50 est en état de veille, le PC indique que la voie est en état de veille. b) Mode "Surveillance" Lorsque la personne retire le boîtier détec- teur 10 de son socle et le fixe à son poi- gnet: le boîtier se met automatiquement en marche par fermeture de l'interrupteur 38; un rayonnement infrarouge est émis tous les dixièmes de seconde, (cf fig 3), le poste centralisateur 50 passe en mode surveillance et son voyant 56 s'allume, le PC indique le passage en mode surveil- lance. Deux cas sont alors possibles: i) Situation normale: le détecteur de mouvements 10 émet un signal 51 (cf figure 3 a)) et ce signal signifie que rien d'anormal ne se passe. ii) Situation anormale: un des récepteurs de l'installation reçoit un signal du type 52 (cf figure 3 b), signe d'une absence de mouvements pendant une durée T réglable ( 10 à 90 secondes), sur ordre du boîtier centralisateur 50, tous les récepteurs émettent un signal continu par le moyen 46, pendant 2 à 3 secondes, la personne doit alors se mettre dans des conditions telles qu'un au moins des récepteurs recoive un signal 51 tradui- sant un mouvement; elle dispose pour cela d'un certain temps T; si, après écoulement de ce temps T, la personne n'a pas fait parvenir un tel signal, le boîtier centralisateur 50 com- mande de nouveau l'émission d'un signal sonore pendant 2 à 3 secondes, après un nombre N 1 de périodes T, N 1 étant réglable de 1 à 5, le poste centralisateur émet une alerte vers le PC. c) Travailleur quittant l'installation Lorsque la personne utilisant le boîtier détecteur quitte l'installation pendant une durée supérieure à NIT, elle doit reposer le boîtier détec- teur sur son socle afin que le centralisateur repasse en mode "veille". Cette manoeuvre astreignante peut être remplacée par l'actionnement d'un interrupteur fugitif situé sur le boîtier centralisateur (non représenté sur la figure 5) Cette action inhibe les "alertes" pendant une durée prédéterminée. En cas d'oubli, (le travailleur quitte la zone protégée avec son boîtier détecteur de mouve- ments), aucun signal n'est détecté par le système, qui sait alors que le travailleur a quitté la zone protégée et peut agir en conséquence. L'ensemble de ces diverses phases et opéra- tions est réumé dans l'organigramme de la figure 6 o les blocs référencés ont la signification suivante: : passage en mode surveillance 62: compteur C=O 64: initialisation de T 66: réception d'un signal de mouvements pendant la durée T 68: émission d'un signal sonore par les récepteurs : augmenter C de 1 72: réception d'un signal "absence de mouve- ments" pendant la durée T 74: C est-il supérieur à N 1 ? 76: C est-il supérieur à N 2 ? 78: alerte transmise au PC 80: signal "travailleur hors zone" transmis au PC. REVENDICATIONS 1.Dispositif détecteur de mouvements pour système de surveillance de personnes, caractérisé par le fait qu'il comprend, dans un boîtier ( 10) apte à être fixé sur une personne à surveiller: un moyen piézoélectrique ( 12) comprenant au moins une lame piézoélectrique ( 14) munie d'une masselotte ( 16) à l'une de ses extrémités et encastrée dans une pièce de fixation ( 18) à l'autre de ses extrémi- tés, ce moyen délivrant ou non un signal électrique selon que le boîtier est ou n'est pas en mouvement; un amplificateur ( 22) relié au moyen piézo- électrique ( 10); un circuit de traitement ( 30) relié à l'amplificateur ( 22), ce circuit étant apte à délivrer un courant qui est codé selon une première forme ( 51) lorsqu'il reçoit un signal du fait du mouvement du boîtier et à délivrer un courant qui est codé selon une seconde forme ( 52) lorsqu'il ne reçoit pas de signal du fait de l'absence de mouvements du boîtier; un émetteur infrarouge ( 32) alimenté par le circuit de traitement ( 30), cet émetteur émettant ainsi un rayonnement infrarouge ( 34) codé selon une première ou une seconde formes selon que le boîtier est ou n'est pas en mouvement; une pile d'alimentation ( 36). 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le circuit de traitement ( 30) est apte à délivrer d'une part un courant codé sous une première forme constituée de périodes (P) comprenant chacune une salve périodique d'impulsions ( 51) et d'autre part, un courant codé sous une seconde forme constituée de périodes (P) comprenant chacune deux mêmes salves périodiques d'impulsions ( 52). 3 Dispositif selon La revendication 1, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre un interrupteur magnétique ( 38) inséré à la sortie de la pile d'alimentation ( 36). 4 Système de surveillance de personnes comprenant: au moins un dispositif portable détecteur de mouvements, ce dispositif émettant un rayonnement fonction du mouvement détec- té, au moins un récepteur à poste fixe apte à recevoir le rayonnement émis par le dispositif portable détecteur de mouvements et à déLivrer un signal de réception cor- respondant, un poste centralisateur pour le traitement des divers signaux délivrés par les divers récepteurs, ce système étant caractérisé par le fait que: le dispositif portable détecteur de mouve- ments est conforme au dispositif ( 10) selon L'une quelconque des revendications 1 à 3, le récepteur est un récepteur infrarouge ( 40) qui délivre un signal codé selon une première forme en cas de mouvements du dispositif portable et codé selon une seconde forme en cas d'absence de mouve- ments de ce dispositif. Système selon la revendication 4, caracté- risé par le fait qu'il comprend plusieurs récepteurs ( 40 ', 40 ", 40 ''') reliés à un même poste centralisateur ( 50) celui-ci comprenant un support ( 52) apte à rece- voir un dispositif détecteur de mouvements. 6 Système selon la revendication 5, caracté- risé par le fait que le poste centralisateur comprend en outre un aimant permanent ( 54) apte à agir sur l'interrupteur magnétique ( 38) du dispositif détecteur de mouvements ( 10) qu'il supporte pour ouvrir cet interrupteur et mettre hors service le dispositif. 7 Système selon la revendication 4, caracté- risé par le fait que le récepteur ( 40) comprend un moyen ( 46) pour émettre un signal sonore d'une certaine durée, ce moyen étant commandé par le poste centralisa- teur ( 50) en cas de réception d'un signal codé selon la seconde forme correspondant à une absence de mouve- ments du dispositif portable. 8 Système selon la revendication 7, caracté- risé par le fait que le poste centralisateur ( 50) commande la réémission du signal sonore tant qu'il n'a pas reçu de signal codé selon la première forme correspondant au mouvement du dispositif portable. 9 Système selon la revendication 7, caracté- risé par le fait que le poste centralisateur ( 50) est apte à émettre un signal général d'alarme lorsque les récepteurs ont émis N 2 fois leurs signaux sonores, N 1 étant un entier réglable de l'ordre de 1 à 5, et que le signal codé selon la seconde forme correspondant à l'absence de mouvements est toujours reçu. Système selon la revendication 7, caractérisé par le fait que le poste centralisateur ( 50) est apte à émettre un signal indiquant que la personne est hors zone de surveillance lorsque les récepteurs ont émis N 1 fois leurs signaux sonores, N 2 étant un entier réglable de l'ordre de 1 à 5, et que le signal codé selon la seconde forme correspondant à l'absence de mouvements n'est plus reçu.