Brevet FR2694650A1 — publié le 19940211

Analyseur paramétrique en temps réel de choc et d'ouverture. La présente invention concerne un analyseur paramétrique en temps réel pour la détection des ondes de chocs apériodiques ou des trains d'ondes très basses fréquence consécutives aux bris ou à l'ouverture d'une porte ou d'une fenêtre dans un local clos et plus particulièrement un tel analyseur comportant des capteurs de pression et des moyens pour numériser, paramètrer, comparer et réguler en temps réel les signaux issus du bris ou de l'ouverture des portes, fenêtres ou parois du local à protéger afin de déterminer 2 seuils de déclenchement, un seuil pour les chocs un seuil pour les ouvertures. Le réglage de ces seuils de déclenchement est automatique totalement indépendant de l'état de stabilité ou d'instabilité des conditions atmosphériques extérieures ou intérieures du local à protéger. Il existe 3 familles de détecteurs connus de ce type les détecteurs infrason, les détecteurs différentiels de pression et les détecteurs différentiels de pression auto-régulé. Dans les détecteurs infrason le signal de sortie du capteur de pression est amplifié puis filtré, le seuil de déclenchement est uniquement lié à la fréquence et à l'amplitude du signal.. Dans les détecteurs différentiel de pression le signal de sortie du capteur de pression est amplifié, filtré et d'une manière générale comparé à une tension de référence fixe dans un comparateur dont la sortie peut avoir deux états possibles suivant la valeur relative du signal provenant du capteur de pression et de la tension de référence. Dans les détecteurs différentiels de pression auto-régulé une chaine de régulation prend en considération les perturbations atmosphériques et modifie la valeur du seuil de déclenchement en fonction de ces perturbations.Ces détecteurs déclenchent l'alarme sous l'effet d'une onde de compression périodique pour les infrason ou apériodique pour les détecteurs différentiels de pression et les détecteurs différentiel de pression auto-régulé; ils sont en général pas trop sensibles à un signal périodique de fréquence supérieure à 50 Hz tel qu'un son audible, la surveillance s'opérant notamment sur la fréquence, la forme et l'amplitude des signaux captés .Dans ces détecteurs connus tout comme dans les appareils de l'art antérieur destinés à prévenir les ouvertures intempestives des portes et fenêtres dans un local clos le réglage du seuil de sensibilité doit être fait manuellement cas par cas sauf pour le détecteur différentiel de pression auto-régulé.Ce réglage est étroitement lié dans la pratique aux éventuels défauts d'étanchéité du site concerné ainsi qu'à l'excessive flexibilité de certains matériaux de construction utilisés, qui en cas de vent violent donnent naissance, par effet de poussée ou par infiltration à des variations de pression à l'intérieur du local Afin d'éviter tout risque de déclenchement d'alarme non motivé par une effraction il convient de régleràunevaleur relativement élevée le seuil de la sensibilité de ces détecteurs afin qu'ils ne prennent pas en compte ces perturbations atmosphériques aléatoires et fugitives mais inévitables puisque conditionnée par la présence de vent violent.De tels réglages manuels ou automatiques comme dans le détecteur différentiel de pression auto-régulé s'effectue au détriment de l'efficacité du détecteur par temps calme.De plus l'analyse des ondes de chocs apériodiques de porte ou de vitres étant totalement différente de l'analyse des ondes périodiques générées par l'ouverture d'une porte ou d'une fenêtre aucun détecteur n'est capable de gérer finement ces 2 fonctions .La présente invention remédie à ces inconvénients en fournissant un analyseur paramétrique en temps réel de chocs et d'ouvertures dans lequel les seuils de sensibilité ne sont plus fonction des éléments atmosphériques perturbateurs mais uniquement des signaux paramètrés par le étecteur lors de sa mise en place sur le site à protéger.En réalité le détecteur est devenu intelligent, il paramètre lui même l'amplitude, la forme et la fréquence des signaux générés par l'ouverture ou le bris des portes et des fenêtres du site où il est installé .11 est devenu insensible aux différentes perturbations atmosphériques intérieures ou extérieures (vent ,climatisation, ventilation, bruit, etc. ) A cet effet l'invention à pour objet un analyseur paramétrique en temps réel pour la détection des chocs et de l'ouverture d'une porte ou d'une fenêtre dans un local clos, comportant les moyens de capter les ondes issues des mouvements des masses d'air aux chocs ou à l'ouverture des portes et fenêtres ainsi que les moyens destinés à paramètrer les signaux générés et délivrer 2 seuils de déclenchement totalement indépendant des perturbations atmosphériques et conditions ambiantes.Selon une réalisation préférentielle les signaux sont captés par le capteur de pression envoyés à travers les différents éléments d'analyse au micro-contrôleur qui va paramétrer leur forme, amplitude, fréquence, périodicité et les mettre en mémoire Ce paramétrage s'effectue à la mise en service sur le site à protéger du capteur .11 va analyser tous les signaux générés par l'ouverture des portes, des fenêtres et des bris que l'on veut détecter et les mettre en mémoire.C'est la signature dynamique de l'efllaction qui est prisse en considération car l'analyse se faisant en temps réel, seul l'échantilionnage du signal provoqué par l'efftaction sera mémorisée et plus tard reconnue par le micro-contrôleur. L'utilisation d'un micro-contrôleur qui se reprogramme tout seul permet de concevoir un capteur spécifique au site à protéger capable de délivrer des informations d'alarme d'une fiabilité exceptionnelle car le détecteur ne reconnaît que les signaux générés par l'ouverture ou le bris des portes et fenêtres du local où il est installé et programmé; il est totalement insensible aux conditions atmosphériques.Dans le mode de réalisation particulier de l'invention les dits moyens d'analyse comprennent un microcontrôleur programmable recevant en entrée à travers un mélangeur le signal provenant du capteur de pression et dont la sortie et rebouclée audit mélangeur pour mémoriser les paramètres à la mise en service sur site . Pour la programmation le micro-contrôleur reçoit par conséquent, d'une part le signal effectivement issu du capteur de pression éventuellement amplifié filtré numérisé et d'autre part un signal numérique de la sortie information numérique du microprocesseur et après traitement réinjecté au mélangeur pour mémorisation par le microprocesseur des paramètres désirés . En mode de détection le micro-contrôleur reçoit le signal du capteur de pression, le compare aux signaux mémorisés lors de l'échantillonnage et dans le cas ou il a reconnaissance de ces signaux générés par l'ouverture ou un choc il délivrera l'alarme correspondante . La chaîne d'analyse inclue plusieurs étages de traitement correspondant aux différentes phases de mise en forme et d'échantillonnage du signal qui doit être restitué d'une manière intelligible au microprocesseur.Ainsi le dispositif suivant l'invention peut comprendre un circuit de filtrage, un mélangeur, un amplificateur, un convertisseur analogique-numérique, les moyens de comparaison pour comparer le signal détecté au signal mémorisé lors de la phase de programmation du micro-contrôleur par l'intermédiaire du circuit de commande de programmation à travers le convertisseur numérique analogique . I1 est donné à titre d'exemple non limitatif un mode de réalisation se référant aux figures ci-annexées: la figurel représente un schéma bloc montrant la conception et l'architecture du circuit .La figure 2 donne un mode de réalisation particulier. La figurel étant un diagramme général exergue les différentes parties du circuit on ne la décrira pas en détail, d'autant que les références se retrouvent dans la figure 2 plus propre à fixer les idées. On se reportera àlaurel afind'avoiruevueplus rsllobaledu dispositif objet de l'invention. Pour la clarté de l'exposé on commencera par l'explication du dispositif de la figure 2. En référence à cette figure 2 dans le mode de programmation un capteur de pression du type microphone électret (1) à sa sortie relié à un amplificateur (2) réglable par un potentiomètre (3). La sortie de l'amplificateur après filtrage par une cellule (4) est appliquée à une des entrées du mélangeur (5) .Ce circuit de filtrage à pour fonction de ne conserver que les signaux de basse fréquence périodique ou apériodique caractéristiques du phénomène que l'on veut détecter. Le signal de sortie du mélangeur est appliqué à l'entrée du convertisseur analogique-numérique (6) dont la sortie numérique est reliée à l'entrée du micro-contrôleur (7). La sortie de programmation du micro-contrôleur estréinjectée à la deuxième entrée du mélangeur à travers un convertisseur numérique-analogique (8) après filtrage par une cellule (9) par le dispositif de commande de programmation (10) La boucle étant réalisée le micro-contrôleur peut paramétrer les diverses données numériques et les mémoriser pour comparaison ultérieure. Dans le mode de détection. Le signal issue du capteur de pression de type microphone électret (1) après filtrage et amplification (2) et (3) est converti en signal numérique par le convertisseur analogique-numérique (6) et appliqué aux 2 comparateurs numérique apériodique (11) et numérique périodique (14) du micro contrôleur (7), afin d'être comparé avec le signal mémorisé lors de la programmation du micro-contrôleur. C'est la reconnaissance d'un de ces signaux qui va déclencher dans le micro-contrôleur le temporisateur correspondant à un choc (12) ou à une ouverture (15) et asservira le relais d'alarme correspondant choc (13) , ouverture (16), Diverses variantes et modifications peuvent encore être apportées à la description qui précède sans pour autant sortir du cadre ni de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1) Analyseur paramétrique en temps réel de choc et d'ouverture pour la détection des ondes apériodiques ou périodiques consécutives à l'ouverture ou au bris d'une porte ou d'une fenêtre dans un local clos caractérisé par l'ensemble des moyens constitutifs comportant un microphone (1) , un mélangeur (5) , un convertisseur analogique-numérique (6) , un convertisseur numérique-analogique (8) et les moyens pour paramétrer et mémoriser par un micro-contrôleur (7) les signaux issus de ces ondes. 2) Analyseur selon la revendication 1 caractérisé par le fait que les dits moyens de paramétrage comprennent un amplificateur (2) une cellule filtre (3) et un convertisseur analogique numérique (6). 3) Analyseur selon la revendication 1 caractérisé par le fait que le signal a mémoriser est prélevé à la sortie numérique du micro-contrôleur (7) et réinjecté par l'intermédiaire d'un convertisseur numérique-analogique (8) à la deuxième entrée du mélangeur (5) pour être mémorisé par le micro-contrôleur. 4) Analyseur selon la revendication 3 caractérisé par le fait qu'il comporte un circuit de commande de programmation (10). 5) Analyseur selon les revendications 2, 3 et 4 caractérisé par le fait qu'il comporte un circuit mélangeur (5). 6) Analyseur selon l'une des quelconques des revendications 1 à 5 caractérisé par le fait qu'il comprend 2 comparateurs numérique périodiques (14) et apériodiques (11) et les moyens de reconnaissance du signal délivré par le micro électret (1) et des signaux mémorisés par le micro contrôleur (7). 7) Analyseur selon l'une des quelconques des revendications 1 à 6 caractérisé par le fait que suivant l'identification des comparateurs périodiques (14) ou apériodiques (11) un signal d'alarme d'ouverture est délivré par le temporisateur (15) au relais (16) ou un signal d'alarme de choc est délivré par le temporisateur (12) au relais (13).