Brevet FR2743652A1 — publié le 19970718

Serrure actionnée par signal infrarouge depuis une clé de conande La présente invention concerne un ensemble constitué par une serrure actionnée par un signal infrarouge et une clé apte à commander l'ouverture ou la fermeture de la serrure. L'invention s'applique notamment, mais non exlusivement, à la fermeture de portes nécessitant une certaine inviolabilité, et plus généralement, à tout dispositif mettant en oeuvre une serrure commandée par une clé. A l'heure actuelle, on connait plusieurs types de serrures. Les serrures traditionnelles entièrement mécaniques présentent tout d'abord l'inconvénient de s'user comme tout système mécanique mettant en oeuvre des pièces mobiles les unes par rapport aux autres, si bien que le jeu entre les différentes pièces a tendance à augmenter et la serrure perd petit à petit son efficacité. Ensuite, pour conserver leur caractère d'inviolabilité, on peut constater que les serrures de ce type, ainsi que les formes des clés correspondantes, ont tendance à devenir de plus en plus complexes, ce qui contribue à augmenter leur coût de manière sensible. En outre, en cas de perte ou de vol de la clé, il est nécessaire de remplacer entièrement la serrure. Les serrures de type électrique comprennent généralement des zones conductrices sur lesquelles s'appliquent des contacts portés par la clé correspondante. De cette manière, la clé peut transmettre à la serrure un signal électrique qui déclenche la serrure si cette dernière le reconnait. Cette solution nécessite que les contacts de la serrure et de la clé soient parfaitement propres. Par conséquent, les serrures de ce type sont très vulnérables aux actes de vandalisme. Une autre solution consiste à utiliser une carte portant une piste magnétique servant de clé que l'on passe dans un lecteur jouant le rôle de serrure. I1 s'avère que les cartes de ce type présentent une durée de vie trop courte par rapport aux serrures traditionnelles. Par ailleurs, il existe des systèmes sans contact, tel qu'un dispositif type badge capable de communiquer par signaux radio-électriques ou infrarouges avec un lecteur commandant par exemple l'ouverture d'une porte. Cette solution nécessite que le dispositif comporte une source d'énergie autonome relativement importante pour pouvoir émettre à distance et sur commande, des signaux susceptibles d'être reçus par le lecteur. Par ailleurs, le lecteur doit être en permanence sous tension pour pouvoir capter b tout instant ces signaux. I1 en résulte une consommation d'énergie relativement importante même en dehors des brèves périodes d'actionnement de la serrure. La présente invention a pour but de supprimer ces inconvénients. A cet effet, elle propose un dispositif comprenant une clé qui coopère avec une serrure pour la déclencher. Ce dispositif est caractérisé en ce que la clé comprend un circuit électronique qui est alimenté par une source de tension incluse dans la serrure par l'intermédiaire d'un coupleur inductif, et qui transmet par l'intermédiaire d'un coupleur infrarouge, des informations propres à déclencher la serrure. Grâce à cette caractéristique, la clé est alimentée par la serrure. Elle n'a donc pas besoin de source d'énergie interne. En outre, cette transmission d'énergie, ainsi que l'échange d'informations entre la clé et la serrure par signaux infrarouges, s'effectuent sans aucun contact électrique entre la clé et la serrure. Selon une autre caractéristique de l'invention, la clé comprend un boitier logeant ledit circuit électronique et une portion tubulaire qui coopère avec une cavité de la serrure et dans laquelle est disposé coaxialement un premier enroulement du coupleur inductif qui peut s'engager dans un second enroulement du coupleur inductif disposé autour de la cavité de la serrure. De préférence, le circuit électronique comprend un microcontrôleur, et les premier et second enroulements forment un transformateur dans lequel circule un signal alternatif servant à la fois de signal d'horloge au microcontrôleur, et, une fois redressé à l'aide d'un circuit redresseur, de tension d'alimentation du circuit électronique. Le circuit électronique peut alors être connecté à un élément photo-émetteur du coup leur infrarouge pour émettre un signal infrarouge suivant l'axe de la portion tubulaire et du premier enroulement, vers un élément photorécepteur du coupleur infrarouge disposé en regard du fond de la serrure.Le circuit électronique peut également émettre à travers l'élément photo émetteur un code d'identification sous la forme d'un signal infrarouge modulé, et la serrure peut comprendre des moyens pour reconstituer ledit code d'identification & partir d'un signal délivré par l'élément photorécepteur, et des moyens pour comparer le code d'identification reconstitué à des codes prédéterminés afin de déclencher l'ouverture de la serrure lorsque le code est reconnu dans les codes prédéterminés. Avantageusement, la clé peut comprendre un aimant torique disposé à l'extrémité de la portion tubulaire de la clé, de manière d'une part, à pouvoir fermer un contact placé à proximité du fond de la serrure, et d'autre part, à laisser passer des rayons infrarouges émis par l'élément photo-émetteur en direction de l'élément photorécepteur. En particulier, le contact est interconnecté entre des circuits électroniques de la serrure et la source de tension. Ainsi, les circuits électroniques de la serrure ne sont alimentés que pendant de brèves périodes où une clé est introduite dans la serrure. Gracie à cette disposition, la serrure n'a besoin que d'une faible source d'alimentation qui peut alors être autonome. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparattront plus clairement à la lecture de la description suivante de plusieurs réalisations préférées de l'invention en référence aux dessins annexés correspondants dans lesquels - la figure 1 est une vue en perspective d'une clé selon l'invention - la figure 2 montre schématiquement sous forme de bloc-diagramme différents circuits équipant la serrure et la clé ; et - la figure 3 montre en détail le schéma du circuit électronique de la clé. Comme montré à la figure 1, une clé selon l'invention est sous la forme d'un bottier plat 1 comprenant une portion 2 de forme sensiblement parallépipédique plate et une portion tubulaire 3, analogue au panneton d'une clé classique, s'étendant perpendiculairement à un chant transversal avant 19 de la portion 2. L'extrémité de la portion tubulaire 3 est fermée par une paroi 30 transparente aux rayons infrarouges. Tel que représenté à la figure 2, le boitier 1 renferme des circuits électroniques comprenant un enroulement 5 disposé axialement dans la portion tubulaire 3 et un élément photo-émetteur infrarouge 6, tel qu'une diode LED infrarouge, disposé de manière à émettre un rayonnement infrarouge suivant l'axe de la portion tubulaire 3 et de l'enroulement 5, en direction de la paroi transparente 30. Les circuits électroniques comprennent également un circuit redresseur R relié aux bornes de l'enroulement 5 et un circuit calculateur miniature C, tout deux disposés dans la portion parallélépipédique 2 du boitier 1. La portion tubulaire 3 de la clé 1 est conçue pour s'engager suivant la flèche 11, jusqu'au fond de la cavité 10 d'une serrure SE de forme complémentaire à la portion 3. Le fond de la cavité 10 est également fermé par une paroi 31 transparente aux rayons infrarouges. Les parois externes de la cavité 10 sont entourées d'un second enroulement 12 dans lequel peut circuler un signal d'horloge périodique engendré par un oscillateur 16, par exemple, à quartz et de fréquence égale à 3 MHz. L'oscillateur 16 permet également de cadencer un microcalculateur 15. En regard de la paroi transparente 31 au fond de la cavité 10 est disposé un élément photorécepteur infrarouge 13 tel qu'une photodiode. Cet élément photorécepteur transforme en un signal électrique, un signal infrarouge émis par l'élément photo-émetteur 6 de la clé, lorsque la clé est engagée dans la cavité de serrure 10. Le signal électrique est amplifié par un amplificateur 14 avant d'être transmis au microcalculateur 15. L'ensemble des circuits de la serrure SE est alimenté par une source de tension 17. Ces circuits sont conçus de manière à consommer peu d'énergie, si bien que la source de tension peut parfaitement être autonome et être constituée par des piles. En vue de supprimer toute consommation d'énergie en dehors de brefs instants où une clé est introduite dans la serrure, la source de tension 17 est couplée à la masse par exemple par un relais à lames de contact Reed 18 disposé à proximité du fond de la cavité tubulaire 10. Le relais 18 comprend un contact normalement ouvert lorsqu'aucune clé n'est incluse dans la serrure et susceptible d'être fermé sous l'action d'un champ magnétique. Par ailleurs,-la clé comprend à l'extrémité de la portion tubulaire 3, un aimant permanent de forme torique 9 disposé suivant l'axe de la portion 3 de manière à laisser passer les signaux infrarouges émis par l'élément photo-émetteur 6 en direction de la paroi transparente 30 de la portion tubulaire 3. Grâce à la coopération de l'aimant 9 avec le contact du relais 18, la serrure n'est alimentée que lorsque la clé 1 y est introduite, l'aimant permanent 9 disposé à l'extrémité de la portion tubulaire 3 étant suffisamment proche du relais Reed pour agir sur celui-ci et fermer le contact. La figure 3 montre en détail les circuits électroniques dans la clé 1. Le premier enroulement 5 est monté en parallèle avec un condensateur 20 et constitue avec le condensateur 20 un circuit oscillant 5-20 dont la fréquence de résonance est égale à la fréquence du signal émis par l'oscillateur 16 par l'intermédiaire des enroulements 12 et 5 qui constituent les enroulements séparables primaire et secondaire d'un coupleur inductif. Le signal délivré aux bornes du circuit oscillant 5-20 sert de signal d'horloge appliqué à une entrée H d'un microcontrôleur 24 constituant l'essentiel du circuit calculateur C. Ce signal est redressé par le circuit redresseur R à simple alternance qui comprend classiquement une diode 21 en série et un condensateur 22 en parallèle. Le circuit redresseur R applique un signal de tension redressé à une borne d'alimentation A du microcontrôleur 24 et constitue une source de tension d'alimentation du microcontrôleur 24. Le signal redressé est également appliqué à travers une résistance 23 à une entrée d'initialisation I du microcontrôleur 24. Le microcontrôleur 24 comprend en outre une sortie de données SD connectée à l'élément photoémetteur 6 dont l'autre borne est reliée à la cathode de la diode 21 et une armature du condensateur 22 dans le circuit redresseur R par l'intermédiaire d'une résistance 25. Lorsque le microcontrôleur 24 est mis sous tension à la borne A, reçoit le signal d'horloge à l'entré H et est déclenché par la borne I, il exécute un programme au cours duquel il transmet à l'élément photo-émetteur 6 un signal numérique contenant un code d'identification de la clé. L'élément photoémetteur 6 émet un signal infrarouge modulé par le signal numérique transmis par le microcontrôleur 24. Le signal infrarouge modulé est reçu par l'élément photorécepteur 13 de la serrure qui délivre à travers l'amplificateur 14 un signal électrique reconstituant le code d'identification qui est appliqué à une entrée de données ED du microcalculateur 15. Lors de la réception d'un tel signal, le microcalculateur 15 déclenche une phase de reconnaissance du code d'identification reçu, au cours de laquelle, il compare le code d'identification reçu avec l'ensemble de codes d'identification prédéterminés qui forment une table mémorisée dans une mémoire du microcalculateur 15 et qui autorisent quelques clés contenant l'un des codes prédéterminés à ouvrir la serrure SE. Si le code reçu correspond A un code de la table habilité à déclencher la serrure, le microcalculateur 15 déclenche l'ouverture de la porte équipée de la serrure SE au moyen par exemple d'un relais 32. Ainsi, en cas de perte ou de vol de la clé, il suffit, à l'aide d'un moyen approprié, de remplacer dans la table des codes habilités, le code d'identification de la clé perdue par celui d'une nouvelle clé. Afin de permettre une transmission bidirectionnelle d'informations entre la clé 1 et la serrure SE, la serrure comprend un modulateur 33 relié & l'enroulement 12 pour moduler en amplitude au moins partiellement le signal d'horloge produit par l'oscillateur 16 à l'aide d'un signal numérique contenant des informations à transmettre fourni par le microcalculateur 15. Le signal numérique est reçu à travers le circuit oscillant 5-20 et la borne H par le microcontrôleur 24 qui traite les informations. Selon une autre réalisation, afin d'offrir une plus grande inviolabilité, le code d'identification de la clé est crypté avant d'être envoyé vers la serrure SE. Le programme du microcalculateur 15 de la serrure comprend alors une phase de décryptage comportant un protocole d'échange de signaux entre le microcontrôleur 24 dans la clé et le microcalculateur 15 dans la serrure à travers le coupleur infrarouge 6-13, suivi du décryptage proprement dit d'au moins un message ou d'un nombre prédéterminé de messages cryptés contenant le code d'identification de la clé. Selon une autre réalisation de l'invention, le microcalculateur 15 de la serrure est relié par une interface de communication avec modem 34 à un réseau de transmission de données RT, de manière à communiquer avec un calculateur central 35 installé dans un centre de télésurveillance. Ce calculateur central 35 télécommande ainsi la mise à jour de la table des codes d'identification habilités dans le microcalculateur 15 à travers le réseau de transmission RT. D'autre part, le microcalculateur 15 de la serrure transmet vers le calculateur central 35, en temps réel ou différé, des informations sur tous les événements d'ouverture ou de tentative d'ouverture intervenus sur la serrure. Ces informations se présentent par exemple sous la forme d'un message pour chaque déclenchement ou tentative de déclenchement de la serrure. Ce message contient notamment le code d'identification reçu, la date de réception de ce code, et le type d'événement, à savoir, ouverture ou tentative d'ouverture de la serrure. REVENDICATIONS 1 - Dispositif comprenant une clé (1) qui coopère avec une serrure (SE) pour la déclencher, caractérisé en ce que la clé (1) comprend un circuit électronique qui est alimenté par une source de tension (17) incluse dans la serrure (SE) par l'intermédiaire d'un coupleur inductif (5, 12), et qui transmet par l'intermédiaire d'un coupleur infrarouge (6, 13), des informations propres à déclencher la serrure (SE). 2 - Dispositif conforme à la revendication 1, caractérisé en ce que la clé comprend un bottier (1) logeant ledit circuit électronique (C) et une portion tubulaire (3) qui coopère avec une cavité (10) de la serrure (SE) et dans laquelle est disposé coaxialement un premier enroulement (5) du coupleur inductif qui peut s'engager dans un second enroulement (12) du coupleur inductif disposé autour de la cavité de serrure (10). 3 - Dispositif conforme à la revendication 2, caractérisé en ce que ledit circuit électronique (C) comprend un microcontrôleur (24), les premier et second enroulements (5, 12) formant un transformateur dans lequel circule un signal alternatif servant à la fois de signal d'horloge (H) au microcontrôleur (24), et, une fois redressé à l'aide d'un circuit redresseur (R), de tension d'alimentation du circuit électronique. 4 - Dispositif conforme à la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le circuit électronique (C) est connecté à un élément photo-émetteur (6) du coupleur infrarouge pour émettre un signal infrarouge suivant l'axe de la portion tubulaire (3) et du premier enroulement (5), vers un élément photorécepteur (13) du coupleur infrarouge disposé en regard du fond (31) de la serrure (10). 5 - Dispositif conforme à la revendication 4, caractérisé en ce que le circuit électronique (C) émet à travers l'élément photo-émetteur (6) un code d'identification sous la forme d'un signal infrarouge modulé, et la serrure (SE) comprend des moyens (14) pour reconstituer ledit code d'identification à partir d'un signal délivré par l'élément photorécepteur (13), et des moyens (15) pour comparer le code d'identification reconstitué à des codes prédéterminés afin de déclencher l'ouverture de la serrure lorsque le code est reconnu dans les codes prédéterminés. 6 - Dispositif conforme à la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce qu'un aimant torique (9) est disposé à l'extrémité de la portion tubulaire (3) de la clé, de manière à, d'une part, fermer un contact (18) placé à proximité du fond de la serrure (10), et d'autre part, laisser passer des rayons infrarouges émis par l'élément photo-émetteur (6) en direction de l'élément photorécepteur (13). 7 - Dispositif conforme à la revendication 6, caractérisé en ce que ledit contact (18) est interconnecté entre des circuits électroniques (14, 15, 16) de la serrure et la source de tension (17). 8 - Dispositif conforme à l'une des revendications 2 à 7, caractérisé en ce qu'un signal alternatif transmis par les enroulements (12, 5) est modulé en amplitude par un signal numérique produit par la serrure (SE) afin que la serrure (SE) transmette des informations au circuit électronique (C) de la clé. 9 - Dispositif conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la serrure (SE) comprend un microcalculateur (15) comportant une mémoire dans laquelle est mémorisée une table contenant des codes d'identification prédéterminés, pour déterminer si un code d'identification émis par le circuit électronique (C) de la clé (1) à travers le coupleur infrarouge (6, 13) est habilité à déclencher la serrure en recherchant s'il se trouve dans ladite table. 10 - Dispositif conforme à la revendication 9, caractérisé en ce que le microcalculateur (15) de la serrure est raccordé à un calculateur central (35) apte à lui transmettre la liste des codes d'identification habilités. 11 - Dispositif conforme à la revendication 10, caractérisé en ce que le microcalculateur (15) de la serrure transmet au calculateur central (35) un message à chaque déclenchement ou tentative de déclenchement de la serrure, indiquant notamment le code d'identification reçu et la date de réception de ce code.