Brevet FR2674658A1 — publié le 19921002

La présente invention se rapporte à un procédé de transmission et de télétransmission selon un mode aléatoire aveugle entre plusieurs émetteurs et récepteurs. On emploie couramment la télétransmission pour la télécommande de dispositifs ou d'engins dans diverses séquences d'un travail donné ou d'appareils en divers modes de fonctionnement ou bien d'une porte ou d'un verrou en ouverture/fermeture. Lorsque plusieurs couples émetteur/récepteur opèrent sur la même fréquence, il importe de gérer convenablement les instants de début d'émission des messages et les durées de ceux-ci, de façon à éviter un brouillage généralisé. La présente invention a pour but précisément de permettre le fonctionnement successif en télécommande dans un espace donné et sur la même fréquence entre plusieurs émetteurs et plusieurs récepteurs. Ce mode de transmission et de télétransmission s'applique aux supports les plus divers tels que câbles ou fils conducteurs, transmission par liaisons sans fils ou dans une ou des fibre(s) optique(s), et non seulement à la télécommande, mais plus généralement à la télétransmission. D'autres types de liaison sont également envisagés tels que les liaisons lumineuses, visibles ou invisibles, modulées ou non, ainsi que les liaisons hertziennes et infra-sonores. Les domaines d'application s'avèrent nombreux. Ils couvrent tous les systèmes de télécommande en infra-rouge, en lumière visible, en ondes hertziennes ou infra-sonores à usages industriels, artisanaux ou domestiques tels que ceux précisés ciaprès de façon non limitative. I1 s'agit par exemple de systèmes de télécommandes pour machines de levage, ponts roulants, grues de chantier, tracteurs forestiers, treuils sur tracteurs forestiers, mais il s'agit également de pousse-wagons, de locotracteurs, d'engins de chantier, de tunneliers, d'engins motorisés ou non, de portes de garage, de portails, de maquettes flottantes, de maquettes automobiles, de chaînes haute-fidélité, de magnétoscopes, de téléviseurs etc... L'invention s'applique à un système de transmission de données, d'alarmes ou d'ordres cryptés ou encodés à plusieurs émetteurs vers un seul récepteur ou à plusieurs émetteurs vers plusieurs récepteurs. Les caractéristiques techniques et d'autres avantages de l'invention sont consignés dans la description qui suit, effectuée à titre d'exemple non limitatif sur un mode d'exécution en référence aux dessins accompagnants dans lesquels la figure 1 est un schéma général illustrant un système à plusieurs émetteurs et à un seul récepteur la figure 2 est un schéma général illustrant un système à émetteurs et récepteurs multiples la figure 3 est un tableau des messages illustrant divers cas de messages émis et reçus dans le cadre d'un récepteur unique la figure 4 est un tableau des messages illustrant divers cas de messages émis et reçus dans le cadre d'émetteurs et de récepteurs multiples la figure 5 est un schéma illustrant un exemple d'application dans un atelier à quatre ponts roulants commandés par quatre télécommandes. Le procédé consiste à provoquer de façon aléatoire la déconnexion du support de transmission d'un émetteur donné parmi une pluralité d'émetteurs pendant un intervalle de temps de courte durée variable et aléatoire après l'émission de chaque message. Durant cette interruption ou cette déconnexion, les autres émetteurs pourront utiliser de la même façon le support de transmission. Ils se déconnecteront également et de la même façon après l'émission de chaque message. Cette interruption se traduit par la disparition de la porteuse ou du support modulé pendant un intervalle de temps de courte durée variable de façon parfaitement aléatoire. Ainsi, un ordre émis par un émetteur donné sous la forme d'un message sera transmis par une suite de nombreuses impulsions modulées d'informations entre lesquelles s'écoulera un temps mort pour l'émetteur donné. La durée de ce temps mort est totalement aléatoire car déterminée par une fonction aléatoire convenablement choisie, commandant l'émetteur. Le choix de cette fonction dépend du nombre d'autres émetteursrécepteurs présents sur le même support et opérant sur la même longueur d'onde. Cette fonction aléatoire est choisie ou créée entièrement. Elle doit être optimale pour la configuration et l'application visées. Dans le cas de récepteurs multiples, il y a lieu de personnaliser les messages en y incorporant deux codes supplémentaires, l'un d'adressage et l'autre de contrôle. La durée de cette déconnexion dépend de l'application envisagée. Selon un mode de fonctionnement, la durée totale des interruptions par unité de temps est constante. Selon un autre mode de fonctionnement, la durée minimale et la durée maximale des interruptions sont constantes. En variante, seule la durée minimale des interruptions peut être constante, ou seule la durée maximale des interruptions peut être constante. Le procédé conforme à l'invention peut être mis en oeuvre pour une installation comportant plusieurs émetteurs communiquant des messages à un récepteur unique à travers un même support, sans pouvoir se répartir l'accès à ce support. Le but du message transmis est de modifier l'état ou le comportement du récepteur, le message doit donc être correctement reçu afin d'être compris par le récepteur. De plus, pour chaque émetteur, la fréquence et l'instant de l'envoi du message sont aléatoires, mais le message a une longueur donnée. Si chaque émetteur émettait en continu, le récepteur recevrait un amalgame de données non utilisables car formées de la superposition de plusieurs messages. Pour résoudre ce problème, on utilise les émetteurs de façon discontinue comme représenté sur les figures 3 et 4. Les émetteurs A, B, C et D envoient sur le support des messages de positions aléatoires dans le temps. Pour un émetteur donné, par exemple l'émetteur A, l'intervalle de temps T appelé "blanc", qui sépare deux messages consécutifs et qui correspond à la déconnexion de l'émetteur, a une durée variable et aléatoire, et les messages sont identiques et de même durée ou de même longueur L. Le premier message 1 de l'émetteur A tel que représenté occupe seul le support et est reconnu par le récepteur qui interprétera l'ordre donné, l'exécutera, modifiera son comportement et sa réceptivité en conséquence. Pendant l'intervalle de temps T variable de façon purement aléatoire entre ce premier message 1 de l'émetteur A reconnu et le message 2 de l'émetteur A suivant reconnu, le support est occupé par des messages émis par un au moins des autres émetteurs, tels que 3 à 8 sur la figure 3. En raison du choix de la fonction aléatoire commandant les durées des interruptions, des collisions de messages sont statistiquement peu probables. Dans le cas d'émissions simultanées, le récepteur peut recevoir des informations brouillées contenues dans des messages reçus tels que 9 et 10. Le brouillage existe pendant un intervalle de temps court, car il ne peut excéder la durée de recouvrement par le ou les messages du ou des émetteur(s) parasite(s). En raison de l'algorithme numérique aléatoire choisi pour piloter l'émetteur en émission/réception, la probabilité est très grande pour qu'à un instant donné pendant un intervalle T, le support soit utilisé au moins une fois par un seul autre message, par exemple un message 8 issu de D sur la figure 3. Ce message est alors correctement reçu selon il par le récepteur qui peut modifier son comportement en fonction de l'ordre envoyé par D et exécuter cet ordre. Les messages envoyés par les autres émetteurs seront correctement reçus pendant le même intervalle de temps T ou pendant l'un des intervalles suivants, par exemple les messages 12 et 13. Le procédé de transmission décrit est qualifié de "transmission en mode aléatoire aveugle". Il peut être mis en oeuvre de la même façon dans une installation à plusieurs émetteurs communiquant chacun avec un récepteur distinct, par exemple dans l'application des télécommandes de machines de levage. Ce mode de mise en oeuvre est représenté schématiquement sur les figures 2 et 4. Comme précédemment, chaque émetteur (A,B,C,D) envoie de façon aléatoire, c'est-à-dire à des moments non correlés entre eux, des messages de même durée ou de durée variable sur un même support de télétransmission. Chaque récepteur (E,F,G,H) reçoit en discontinu trois types d'informations séparées par des interruptions. Il s'agit des informations décodables contenues dans les messages 14 à 18 (rectangles hachurés) et qui lui sont destinées car résultant d'un message issu de l'un quelconque des émetteurs, utilisant seul le support à un moment donné.Ces informations sont appelées "message reçu par le récepteur de destination" . des informations contenues dans les messages 19 à 33 (rectangles blancs), issues de l'un quelconque des émetteurs résultant d'un message utilisant seul le support, mais non destiné au récepteur ; ces informations sont appelées "message reçu non destiné au récepteur" ; . des informations contenues dans les messages 34 à 41 (rectangles grisés), brouillées, résultant d'au moins une interférence entre au moins deux messages sur le support. Afin d'être certain que chaque récepteur sélectionne parmi les messages reçus ceux qui lui sont destinés, on prévoit de personnaliser les messages par une adresse ; on peut y adjoindre un mot de contrôle pour augmenter la sécurité. Afin d'augmenter l'efficacité du procédé, c'est-à-dire d'augmenter au maximum le pourcentage de messages reçus pour une application donnée, on prévoit de calculer les durées maximale et minimale d'un intervalle T appelé "blanc" et/ou de simuler la transmission sur ordinateur pour obtenir des statistiques détaillées sur le pourcentage de messages reçus par chaque récepteur. On peut à titre illustratif décrire de façon générale l'application à la transmission d'ordres par voie hertzienne entre une pluralité d'émetteurs et de récepteurs groupés en couples émetteur/récepteur communiquant de l'un vers l'autre dans une relation de donneur d'ordre à exécutant. Un ordre complet sera par exemple constitué par une suite rapide de divers messages élémentaires, l'un séparé de son suivant par une interruption de durée brève, variable et aléatoire. La répétition de cette durée d'interruption forme des plages de disponibilité du support utilisables par les autres couples émetteurs-récepteurs qui, de la même façon, émettront et quitteront le support pour une durée aléatoire de très nombreuses fois par seconde. L'information est contenue dans les impulsions brèves d'émission. A titre d'exemple non limitatif d'application, on se reportera à la figure 5 qui illustre un atelier dans lequel quatre ponts roulants 42 à 45 télécommandés sont montés sur deux travées 46, 47. Chaque opérateur de l'atelier dispose d'une télécommande 48, 49, 50 et 51 qui communique par un message des ordres tels que montée, descente, avant, arrière à un pont roulant particulier des quatre ponts roulants 42 à 45. La liaison est effectuée par exemple par une porteuse haute fréquence modulée qui joue le rôle du support. La distinction de la destination des ordres se fait au moyen d'une adresse insérée dans le message. Pour pouvoir fonctionner de façon permanente, les groupes émetteur/récepteur devaient, dans les réalisations antérieures, occuper chacun une fréquence déterminée sur le spectre, soit quatre canaux mobilisés pour cette application. Les circuits des quatre émetteurs et des quatre récepteurs étaient réglés de façon différente. Un des buts du procédé de transmission conforme à l'invention est de n'utiliser que des émetteurs et des récepteurs identiques, c'est-à-dire opérant sur la même porteuse, ce qui amène différents avantages tels que : facilité de production en série, maintenance, autorisation d'émettre plus facile à obtenir car n'utilisant qu'un seul canal. Pour l'application concernée, on fixe le cahier des charges . longueur maximum d'un message (par exemple 35 ms) . temps maximum entre deux messages reçus par chaque récepteur (par exemple 0,4 s) . pourcentage de messages reçus dans le temps fixé (par exemple 99 ). On simule par un programme sur un ordinateur les quatre messages émis par les quatre émetteurs et l'on vérifie en insérant différentes longueurs d'interruptions ou "blanc" que le pourcentage de messages reçus dans le temps fixé répond au cahier des charges. Si le temps maximum entre deux messages reçus est trop court comparé à la longueur d'un message, le pourcentage de messages reçus dans le temps fixé va diminuer. Le programme de simulation qui permet cette étude fonctionne de la façon suivante . on considère une unité de temps comme étant la centième partie de la durée d'un message (soit 0,35 ms) . on choisit de façon arbitraire la durée minimum et la durée maximum du "blanc" entre les messages . le programme va simuler l'émission aléatoire des messages et comptabiliser le nombre des messages reçus (non brouillés) dans le temps imparti . si ce nombre correspond à ce qui est demandé dans le cahier des charges, l'application peut être envisagée. Une autre manière d'obtenir ce résultat serait de passer par un calcul qui donnerait les pourcentages de façon plus directe. Le choix du générateur de nombre aléatoire doit tenir compte du problème suivant. Si on utilise un algorithme pseudo-aléatoire, on court le risque de tomber sur une même suite de nombres pour deux émetteurs différents, ce qui provoquerait des collisions en permanence et rendrait par conséquent le dispositif impossible à utiliser. La solution consiste à utiliser un générateur de nombres véritablement aléatoires (par exemple l'amplification du bruit de fond d'une diode Zéner) ou de personnaliser un algorithme identique pour chaque émetteur en y introduisant une caractéristique différente propre à chacun des émetteurs. Dans les domaines techniques où les supports de transmission ne sont pas disponibles en grande quantité, et où la perte de messages n' est pas rédhibitoire, ce procédé de transmission permet d'augmenter de façon intéressante la densité d'utilisation du support. Dans les domaines utilisant des liaisons hertziennes par exemple, ce procédé permet d'occuper au minimum le spectre non extensible et permet de standardiser les émetteurs et les récepteurs en les faisant fonctionner à la même fréquence. Dans le domaine des liaisons infrarouges, on pourra faire fonctionner des installations dissemblables en un même lieu. D'autres domaines d'application sont envisageables, comme cela a été mentionné en partie introductive. De plus, le nombre d'émetteurs et/ou de récepteurs n'est pas limité à celui de l'exemple décrit ci-dessus. Il peut augmenter notablement tout en restant dans une gamme de probabilité de brouillage compatible avec l'application envisagée. REVENDICATIONS 1. Procédé de télétransmission à travers un milieu quelconque et par un moyen quelconque entre une pluralite d'émetteurs et un ou plusieurs récepteurs, caractérisé én ce que l'on provoque, après l'émission de chaque message d'un quelconque des émetteurs d'une pluralité d'émetteurs fonctionnant en télécommande ou avec plusieurs récepteurs, une interruption de transmission pendant un intervalle de temps de durée variable et aléatoire, et en ce que l'on code chaque message par une indication d'adressage et de contrôle. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la durée totale des interruptions par unité de temps est constante. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la durée minimale des interruptions est fixe. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la durée maximale des interruptions est fixe. 5. Procédé selon les revendications 1, 3 et 4, caractérisé en ce que la durée minimale et la durée maximale des interruptions sont fixes. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les émetteurs sont pilotés en émission par une fonction aléatoire. 7. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les émetteurs sont pilotés en émission par un générateur de nombres aléatoires. 8. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que le générateur de nombres aléatoires est un bruit de fond d'une diode Zéner. 9. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que les émetteurs sont pilotés en émission par un algorithme identique personnalisé par une caractéristique différente propre à chacun des émetteurs.