Brevet FR2708774A1 — publié le 19950210

La présente invention concerne un système de securite, notamment pour la surveillance et la protection de biens, de locaux ou de personnes, comportant une unité centrale et un ou plusieurs périphériques de commande, de détection d'intrusion, et de signalisation de ladite intrusion. Devant la montée du nombre de vols ou d'intrusions non autorisees dans des locaux privés ou industriels constatés ces dernières annees, de nombreux systèmes de sécurité ont été développés et comercialises, faisant un appel croissant à des techniques électroniques. Ces systèmes de sécurité connus peuvent être rangés principalement dans les catégories des systèmes filaires d'une part, et des systèmes sans fil d'autre part. Les installations connues souffrent de plusieurs inconvénients, liés aux architectures et aux technologies employées. Ainsi, dans la catégorise des systèmes filaires, on connait déjà dans ltetat de la technique des systèmes de sécurité composés d'une unité centrale faisant office de "cerveau" de l'installation, et d'une pluralité de périphériques de détection (du type détecteurs de bris de glace, de proximité, de passage, d'ouverture de fenêtre, etc.) connectés à l'unité centrale par des câbles de connexion, et surveilles par elle. En cas de détection d'une intrusion dans un local surveillé, l'unité centrale est prévenue, et elle actionne des périphériques d'alerte (par exemple des sirènes ou des transmetteurs téléphoniques) également connectés à elle. La présence de toutes ces connections filaires entre les différents composants augmente conside- rablement la difficulté et le cout d' installation de ces systèmes. Dans la catégorie des systèmes sans fil, et notamment les installations à transmission radiofréquence, les périphériques de détection sont constamment en veille, et leur alimentation électrique est constamment sollicitée, de sorte que leur autonomie de fonctionnement sur batterie s'en trouve limite. De plus, les systèmes de l'état de la technique ayant une communication essentiellement unidirectionelle dans le sens allant des périphériques de détection vers la centrale, puis de la centrale vers les périphériques de signalisation, la centrale ne peut pas ordonner aux périphériques de se mettre dans un etat inactif à faible consommation électrique, à moins d'éteindre tout le système et par consequent de priver le local de toute protection. Enfin, les systèmes de sécurité connus font appel à un code unique attribué à 1' ensemble du système. Ce code est programmé sur 10 à 14 bits au niveau de la centrale par 1' intermédiaire d'une barrette de microcommutateurs dont l'état correspond à un "O.' ou un "1" logique du code. En réalité, un tel codage ne présente qu'un faible niveau de securite, puisqu'il suffit de repérer la position des microcommutateurs pour pouvoir ensuite reproduire le code et par conséquent mettre l'ensemble du système de sécurité hors fonction. Etant donné cet état de la technique, l'invention a pour but de fournir un système de sécurité qui remédie à l'ensemble des inconvenients des dispositifs connus. En particulier, l'invention a pour but de proposer un système de sécurité dont les composants sont faciles à installer, et entre lesquels existe un dialogue pour établir et surveiller 1' intégrité de fonctionnement de 1'ensemble et de chacun de ses composants, notamment du point de vue de la consommation électrique des péripheri- ques, qui doit être minimisée, et de celui de l'inviolabilite par des phénomènes parasites ou des tentatives pour tromper la vigilance du système. A cet effet, l'invention concerne un système de sécurité comportant une unite centrale et un ou plusieurs périphériques de commande, de détection d'intrusion et de signalisation de ladite intrusion, ledit système étant caractérisé en ce que l'unité centrale et un ou plusieurs éléments périphériques comportent des moyens de communication bidirectionelle par radiofréquence avec un ou plusieurs des autres elements du système, de façon à assurer la reconnaissance desdits périphériques par l'unité centrale et l'échange fiable de messages de commande, de détection ou de signalisation avec lesdits périphériques. Suivant d'autres caractéristiques de l'invention: - lesdits moyens de communication bidirectionelle comportent un émetteur, un récepteur, et une antenne radiofréquence. - lesdits moyens de communication bidirectionnelle sont associés à des moyens de mémorisation et de traitement de codes d ' identification desdits périphériques, chaque périphérique étant associé à un code dtidentifica- tion individuel et unique, de sorte que la communication entre la centrale et lesdits periphériques ne peut avoir lieu que si un code connu et préalablement mémorisé est décodé par la centrale. - chaque message comporte un premier code binaire individuel et unique d'identification d'un périphérique, un second code binaire représentatif d'un état d'un pEripheri- que de détection, de commande ou de signalisation, et un troisième code binaire de détection d'erreur. - 1 'ensemble formé par lesdits premier, second et troisième codes est codé en code NRZ bi-phase, et modulé en fréquence, - chaque message de détection reçu par la centrale est suivi d'un message d'accusé/réception entre la centrale et le périphérique de détection. - chaque message de commande d'actionnement émis par la centrale vers un périphérique de signalisation, est suivi d'un message d' accusé/réception entre le périphérique actionne et la centrale. - la centrale et lesdits périphériques comportent une alimentation électrique pulsée, de façon à alimenter les émetteurs et récepteurs de façon discontinue et à diminuer leur consommation. D' autres caractéristiques et avantages du dispositif selon l'invention seront mieux compris en se référant à la description suivante faite à titre d'exemple nullement limitatif, et au dessins ci-annexés, dans lesquels: - La figure 1 représente un schéma de principe illustrant les principaux composants du système de sécurité selon l'invention; - la figure 2 représente une vue plus détaillée de la structure commune de la centrale et des périphériques de détection et de signalisation du système de sécurité de la figure et la centrale 1; - la figure 3 représente un organigramme du protocole de communication bidirectionnelle entre les éléments du système de sécurité selon l'invention. On se réfère à la figure 1. Le système de sécurité 1 selon l'invention se compose principalement d'une centrale électronique 3, communiquant sans fil, notamment par radiofréquence, avec des périphériques de détection 5 et des périphériques de signalisation 7. La centrale 3 est en outre télécommandée à l'aide d'au moins un périphérique de commande 9, notamment un clavier numérique ou un boitier de télécommande radio portatif. La communication entre le périphérique de commande et la centrale 3 peut être simplement monodirectionelle comme représenté, ou bidirectionnelle. La fonction de la centrale est de faire la liaison avec les périphériques, c' est à dire d' en recueillir de l'information (présence d'un intrus) et de les commander. Les périphériques de détection 5 comportent des détecteurs volumétriques ou ponctuels, ou tout autre détecteur, dans la mesure où celui-ci comporte les moyens de communication avec la centrale, tels que prévus par la présente invention. De façon similaire, les périphériques de signalisation 7 comportent des sirènes intérieures ou extérieures, des dispositifs lumineux, des transmetteurs téléphoniques, ou tout dispositif de signalisation approprié. Comme indiqué en Il sur la figure en 1, la liaison entre la centrale 3 et les dispositifs de détection 5 et de signalisation 7 est bidirectionnelle et se fait par radiofréquence à aide de circuits émetteurs- récepteurs (non représentés sur la figure 1) et d'antennes 13. La liaison est effectuée selon un protocole de communication qui sera détaillé plus loin. On se réfère à la figure 2. A titre de simplification, on a représenté sur cette figure unique la structure générale commune de la centrale 3, des périphériques de détection 5 et des périphériques de signalisation 7. La centrale 3 et chaque périphérique 5 et 7 comportent un ensemble de logique combinatoire représenté par 15, connecté à un circuit de puissance 17 par une liaison cablée 19, et connecté en outre a un ensemble a microprocesseur 21, par l'intermédiaire d'un bus de données 23. L'ensemble logique 15 des périphériques de détection est basé sur des circuits ET, OU et est câblé de telle manière a permettre, de manière connue en soi, le décodage à l'intention du microprocesseur 21, d'informations d'état délivrées par les périphériques de détection. Les ensembles logiques 15 de la centrale 3 et des autres périphériques 7 sont constitués de manière analogue, et adaptés pour pouvoir remplir leur roule d'interface avec le microprocesseur 21 de la centrale ou des périphériques 7. Les circuits de puissance 17, ensemble logique 15 et l'ensemble å microprocesseur peuvent être de tout type connu approprié, tel que déterminé par r homme du métier. Sur chaque élément 3,5 ou 7, l'ensemble à microprocesseur 21 est connecté à travers des composants de polarisation 25, à un émetteur 27 et à un récepteur 29 radiofrequence miniaturisés. L'entrée du récepteur 29 et la sortie de 1 'émetteur 27 sont connectées à une antenne 13. Les différents éléments électroniques actifs sont bien entendu reliés à une alimentation électrique, notamment une batterie 31. L'ensemble à microprocesseur 21 comporte une memoire (non représentée) dans laquelle sont élaborés et stockés les messages echanges par les éléments 3,5,7 du système pendant son fonctionnement. Il est à noter que l'individualisation des circuits schématisés à la figure 2 pour un fonctionnement en tant que centrale 3, périphérique de detection 5 ou périphérique de signalisation 7 est effectuée au niveau du choix du circuit de puissance 17 connecté à la logique 15, et au niveau du programme de fonctionnement charge dans la mémoire résidente du microprocesseur 21. Ainsi, dans le cas d'une centrale 3, le circuit de puissance 17 sera constitue d'une interface hommemachine, par exemple un ensemble clavier-ecran. Dans le cas d'un périphérique de détection, le circuit de puissance 17 est constitué de tout détecteur approprié, et notamment un détecteur à coupure de faisceau infrarouge, un détecteur d'ouverture de contact électrique ou magnétique, un détecteur de fumée, de radiation, ou tout autre detecteur utilisé dans les systèmes de sécurité. Enfin, dans le cas d'un périphérique de signalisation, le circuit de puissance 17 est constitué par une sirène d'alarme, un dispositif lumineux, un transmetteur téléphonique, un relais commandant un organe de protection (porte, etc...), ou tout dispositif de signalisation ou de protection utilisé dans les systèmes de sécurité. A chaque périphérique de détection 5 et de signalisation 7 ou de commande 9 peut être affecté un code numerique individuel et unique, stocké une fois pour toutes dans la mémoire associée à son microprocesseur 21. Pour augmenter la difficulté d'interception du code lors de sa transmission par radio, ce code est émis en codage NRZ biphase, et module en fréquence. La trame d'émission d'un code a une durée courte, de l'ordre de 100 ms. L'ensemble des codes individuels des periphéri- ques du système 1 est stocke dans la mémoire du microprocesseur de la centrale 3, pendant l'installation du système. Le système étant configuré, la centrale ne recevra de messages d'état que des périphériques connus d'elle comme faisant partie du système, et n'enverra de messages de commande d' actionnement qu' à des périphériques de signalisation 7 connus d'elle, c'est-à-dire dont le code d' identification a été préalablement mémorise dans la mémoire de la centrale 3. Les communications de messages d'etat de détection et des messages de commande de signalisation sont toutes bi-directionnelles, avec un protocole d'accusé de réception, tel que décrit en liaison avec la figure 3. Selon une variante avantageuse de l'invention, l'alimentation des émetteurs 27 et des récepteurs 29 est pulsée, de manière à minimiser la consommation. Ainsi, les recepteurs radio de la centrale 3 et des périphériques 5,7 sont alimentés par la batterie 31 pendant 12 ms toutes les 0,72 seconde. Afin d'assurer la détection d'un signal radio émis, les émetteurs radio 27 émettent le cas échéant des messages pendant des créneaux périodiques de 1,20 secondes, de sorte que tout signal radio émis est assuré d'être reçu par son destinataire dans le système. En outre, au niveau d'un élément donné du système, la période de non-emission est utilise pour la réception d'un message d'accuséreception en provenance du destinataire du message initial. Chaque message transmis par radio entre les éléments 3,5,7 du système de sécurité se compose d'une trame comprenant un premier code numérique identifiant l'élément émetteur, un second mot de code binaire correspondant å l'information de détection ou de commande, et un troisième mot de contrôle supplémentaire dépendant du codage (NRZ) utilisé, à des fins de contrôle d'erreur. Par exemple, le code d'identification de In élément du système peut être codé sur deux octets, suivis chacun par deux bits de contrôle liés au mode de transmission, par exemple NRZ bi-phase. On se réfère à la figure 3. On a représenté dans cette figure les principales étapes d'un cycle de fonctionnement du système de securite 1, entre la détection d'une anomalie, par exemple une intrusion dans un local sous surveillance, et l'actionnement des périphériques de signalisation. L'utilisation du système de sécurité décrit précédemment est la suivante. Préalablement à son utilisation proprement dite, il est nécessaire d'installer les éléments 3,5,7 du système à différents endroits du local à surveiller, puis d' initia- liser ou de configurer (en 33) le système, en enregistrant dans la memoire de la centrale 3, les codes d'identification des périphériques de detection 5, de signalisation 7, et de télécommande 9. A cet effet, le microprocesseur 21 de la centrale 3 étant positionné à 1'aide d1 un clavier d'entrée (non représenté) dans une routine de programmation consistant à décoder les codes qui lui sont fournis et à les stocker en mémoire, il suffit de faire émettre successivement les périphériques 5,7 et la télécommande 9, ces émissions étant captées par le récepteur radio 29 de la centrale. Puis l'on positionne le microprocesseur 21 de la centrale 3 dans une routine de service, dans laquelle il se met en etat de veille, jusqu'à la réception d'une interruption. Lors d'une intrusion, le circuit de détection 17 d'un périphérique de détection detecte (en 35) un changement d'état physique d'un paramètre d'état (par exemple l'ouverture d'un contact ou la coupure d'un faisceau infrarouge) et répercute ce changement d'état à l'ensemble logique 15 du périphérique considéré. Ce changement d'état est transmis sur le bus 23 au microprocesseur du périphérique considéré, où il créé une interruption de la routine de veille. Le microprocesseur entre alors dans un sousprogramme démission d'un message de détection représentatif du changement d'etat, du code d'identification du périphérique de détection, et éventuellement de l'état de sa batterie d'alimentation 31. Ce message est transmis à 1'émetteur 25 du périphérique de détection, pour emission vers la centrale 3 (en 37). Le message radio émis est reçu au niveau du récepteur 29 de la centrale 3, où il est mis en forme et transmis au microprocesseur 21 de la centrale qui le décode. Ceci génère une interruption de la routine de veille du microprocesseur de la centrale, et celui-ci passe (en 39) dans un sous-programme d'analyse du message puis du contexte, comprenant plusieurs étapes, a savoir notamment: le décodage du code d'identification du périphérique qui à généré 1 'interruption, la génération et V émission d'un message d'accusé/réception à destination du périphérique de détection, l'envoi (en 41, par l'intermédiaire de l'emet- teur 27 de la centrale) dun message de commande aux périphériques de signalisation pour leur mise en route, et l'attente d'un message d'accusé/réception desdits periphe- riques de signalisation I1 est à noter que pour générer un message d'accuse/réception de l'élément récepteur vers l'élément émetteur dans une communication, il est suffisant de générer pendant une fraction de seconde une onde porteuse au niveau de l'élément recepteur du message codé (par exemple la centrale 3). La réception de cette porteuse au niveau de V élément émetteur sera interprétée par son microprocesseur comme étant un accusé/réception du message émis. Selon une variante supplémentaire du système de sécurité, le signal de commande radio d'un périphérique de signalisation tient lieu d'accusé de réception du message de détection envoye par un périphérique de détection à la centrale. Il ressort de ce qui précède que le système de sécurité selon l'invention atteint ses objectifs, et possède une pluralité d'avantages. Ainsi, le codage et l'adressage individuel et unique de chaque élement du système dans la memoire de la centrale permet de ntautori- ser l'échange d'informations et de commandes qu'entre des éléments dûment identifiés comme faisant partie du système, à l'exclusion de tout élément pirate. Les communications bi-directionnelles par radio contribuent à une grande souplesse d'installation et d'utilisation. Enfin, la technique des alimentations intermittentes permet de disposer d'un système de sécurité avec une grande autonomie de fonctionnement. REVENDICATIONS 1. Système de sécurité (1) comportant une unité centrale (3) et un ou plusieurs périphériques de commande (9), de detection d'intrusion (5) et de signalisation (7) de ladite intrusion, ledit système étant caracterise en ce que r unité centrale (3) et un ou plusieurs éléments périphériques (5,7,9) comportent des moyens de communication bidirectionelle par radiofréquence avec un ou plusieurs des autres éléments du système, de façon à assurer la reconnaissance desdits périphériques (5,7,9) par l'unité centrale (3) et 1 'échange fiable de messages de commande, de détection ou de signalisation avec lesdits peripheri- ques. 2. Système de sécurité selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens tel3,27,29) de communication bidirectionelle comportent un émetteur 3. Système de sécurité selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens (13,27,29) de communication bidirectionnelle sont associés à des moyens (21) de mémorisation et de traitement de codes dtidentification desdits périphériques (5,7,9), chaque périphérique (5,7,9) étant associé a un code d'identification individuel et unique, de sorte que la communication entre la centrale (3) et lesdits périphériques ne peut avoir lieu que si un code connu et préalablement mémorisé est décodé par la centrale (3). 4. Dispositif de sécurité selon 1 'une quelconque des revendications précédentes, caractérise en ce que chaque message comporte un premier code binaire individuel et unique d'identification d'un périphérique, un second code binaire représentatif d'un état d'un périphérique de détection, de commande ou de signalisation, et un troisième code binaire de détection d'erreur. 5. Dispositif de sécurité selon la revendication 4, caractérisé en ce que 1'ensemble formé par lesdits premier, second et troisième codes est codé en code NRZ biphase, et modulé en fréquence. 6. Dispositif de sécurité selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque message de detection reçu par la centrale (3) est suivi d'un message d'accusé/réception entre la centrale et le périphérique de detection (5). 7. Dispositif de sécurité selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque message de commande d'actionnement emis par la centrale (3) vers un peripherique de signalisation (7), est suivi d'un message d'accuse/réception entre le périphérique actionné et la centrale. 8.Dispositif de sécurité selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la centrale (3) et lesdits périphériques (5,7) comportent une alimentation electrique pulsée, de façon à alimenter les émetteurs (27) et récepteurs (29) de façon discontinue et à diminuer leur consommation.