Brevet FR2744816A1 — publié le 19970814

La présente invention concerne un dispositif électronique et informatique constituant une interface destinée à assurer la compatibilité de branchement et de transfert d'informations entre appareils utilisés dans la pratique optométrique et ophtalmologique lorsque ceux-ci délivrent en sortie ou acceptent en entrée des données en code ASCII sous forme de signaux électriques répondant habituellement aux normes de transmission sérielle (type RS232 ou RS232C). Une étape des examens optométriques et ophtalmologiques consiste à déterminer les réfractions subjective et objective des patients examinés (Par réfraction on entend la détermination de la puissance réfractive exprimée en dioptries des yeux afin de pouvoir corriger les défauts de vision éventuels dits amétropies). Durant cette étape, le praticien peut être amené à utiliser plusieurs types d'appareils optiques, optométriques, électroniques et informatiques faisant partie d'une chaise de mesure réfractive . Ces appareils se répartissent principalement en quatre catégo ries: g lère catégorie : Appareils pouvant mesurer la puissance réfractive des verres correcteurs ou des lentilles cornéennes. Ces appareils sont fré quemment dénommés focomètres ou frontofocomètres. 2ème catégorie : Appareils pouvant mesurer la puissance réfractive objective de l'oeil et/ou les rayons de courbure cornéens. Ces appa reils sont fréquemment dénommés autoréfractomètres ou autoréfrac to-kératomètres. s 3ème catégorie : Appareils pouvant aligner devant les yeux du patient des verres correcteurs de puissance calibrée servant à déterminer sa réfraction subjective. Ces appareils sont fréquemment dénommés ré fracteurs automatiques. u 4ème catégorie : Appareils pouvant afficher et/ou imprimer le résultat final des mesures des appareils appartenant aux trois catégories pré cédemment citées. Ces appareils sont fréquemment constitués par un module d'affichage à diodes électroluminescentes, par une impri mante ou encore un micro-ordinateur. Dans leur version automatisée et électronique, ces appareils disposent généralement d'une prise informatique aux normes de transmission sérielle (type RS232 ou RS232C), permettant par exemple de commander les appareils des catégories 3 et 4 décrites plus haut, grâce aux informations délivrées par les appareils des catégories 1 ou 2. Lorsque les appareils de cette chaise réfractive sont de même marque, la compatibilité de la transmission des données est souvent assurée. Lorsque l'on veut connecter des appareils de marques différentes, cette compatibilité n'est plus assurée pour deux raisons principales 1 1) Le format de transmission des informations peut varier entre appa- reils émetteur et récepteur à la fois dans la longueur des mots de don nées transmis (codage sur 7 ou 8 bits par exemple), mais aussi dans la vitesse de transmission de ces mêmes données (vitesse exprimée en bits/seconde c'est à dire bauds ). . 2) Le contenu des informations délivrées par l'appareil émetteur ne correspond pas à celui attendu par l'appareil récepteur qualitativement ou quantitativement. Ces paramètres sont généralement invariables car fixés par le constructeur lors de la fabrication de l'appareil. II n'est donc pas possible de faire fonctionner ensemble dans une chaîne de mesure réfractive, des appareils de provenance ou de marque différente. Le dispositif selon l'invention permet de surmonter cet obstacle en apportant une solution aux deux problèmes principaux d'incompatibilité décrits plus haut de ia manière suivante 1) L'interface accepte en entrée des données sérielles sous formes de mots de données de longueur variable (7 bits avec parité ou 8 bits sans parité), dont la vitesse de transmission peut varier de 300 à 19200 bauds. . 2) L'interface peut réémettre en sortie le contenu informationnel des données d'entrée après adaptation éventuelle aux normes de l'appareil récepteur. Cette adaptation vaut pour les critères intrinsèques aux in formations tels la modification de l'ordre des données, le rajout éven tuel de codes de contrôles, la transformation des données par calculs mathématiques mais aussi pour des critères extrinsèques aux infor mations tels les paramètres du format de transmission (longueur de mots transmis à 7 ou 8 bits, vitesse de transmission de 300 à 19200 bauds). Le schéma de principe d'un exemple ou mode de réalisation fonctionnant selon les principes de l'invention est donné en Fig. 1. On peut individualiser quatre sections aux fonctions distinctes 1) Une section alimentation. 2)Une section traitement du signal. 3) Une section adaptation électrique des signaux. 4) Une section commutation des entrées. La section alimentation repose sur l'utilisation d'un régulateur intégré de type 7805 chargé de délivrer une tension régulée de +SVolts DC à partir d'une tension de +9 à +15 Volts DC foumie par exemple en sortie d'un transformateur redresseur AC/DC extérieur à la réalisation. La section traitement du signal repose sur l'utilisation de microcontrôleurs gérants individuellement le traitement des lignes d'émission sérielles. Dans l'exemple décrit, deux lignes d'entrée Txl et Tx2 sont gérés individuellement par deux microcontrôleurs (Nombre d'entrées et de microcontrôleurs non limitatif) dont le choix, pour la réalisation présente, s'est porté parmi d'autres possibles sur le module de type Basic Stamp43 BS2-lC produit par PARALLAXTM. Ces modules BS2-IC intègrent un microprocesseur doté de plusieurs ports d'entrées-sorties(16), associé à une mémoire de type EE PROM pouvant stocker d'une part une suite d'instructions constituant un logiciel exécutable par le microprocesseur et d'autre part les données captées par les ports d'entrées-sorties ou générées par le logiciel exécuté. Ce logiciel exécuté, spécifique à chaque matériel connecté, satisfait aux exigences suivantes La ligne d'émission sérielle des appareils connectés en amont de la réalisation est en permanence scrutées par l'un des ports d'entrées sorties des modules, programmés pour l'occasion en entrée(P8 en exemple), dans l'attente de données. Le logiciel se charge de configu rer ce port au format de transmission (longueur des mots, débit) gé néré par les appareils reliés en entrée, afin de capter les caractères gé néralement émis en code ASCII. Les informations sont alors logiciellement filtrées puis stockées dans la mémoire associée au microcontrôleur. Un réagencement, une modification ou transformation des données est alors possible. Enfin le contenu informationnel peut-être réémis en direction de la sortie TxOUT. Cette réémission se fait par l'intermédiaire d'un autre des ports d'entrées-sorties du microcontrôleur alors programmé en sortie(P7 en exemple), après configuration logicielle au format de transmission sérielle accepté par l'appareil récepteur relié en aval à TxOUT en bout de chaîne réfractive. Dans l'éventualité où un contrôle logiciel du flux de données est re quis, tant pour l'appareil émetteur en amont, que pour l'appareil ré cepteur en aval, celui-ci peut-etre réalisé facilement, dans une variante non illustrée, en affectant une des lignes d'entrées-sorties vacantes du microcontrôleur à cet usage. La section adaptation électrique des signaux est nécessaire en raison de la différence des normes de référence électrique des niveaux logiques des transmissions séries qui s'effectuent au coeur de la réalisation ou des appareils qui y sont connectés. II est donc nécessaire d'adapter les niveaux logiques délivrés ou acceptés par les ports aux normes RS232 des appareils connectés (0 logique de +5 à +25 Volts, 1 logique de -6 à -25 Volts) aux niveaux logiques acceptés par les microcontrôleurs et composants associés dans la réalisation qui sont aux normes TTL (0 logique à + O Volt, 1 logique à +5 Volts). Cette adaptation est réalisée par un composant de type MAX233 qui assure cette adaptation dans le sens RS232oTTL (Cas de l'adaptation Tx1 et Tx2 vers microcontroleur) ou TTLoRS232 (Cas de l'adaptation microcontrôleur vers TxOUT). II est à noter que les différents ports de sortie des microcontrôleurs sont reliés ensemble et convergent à travers un bus de données unique (hachuré sur la Fig. 1) vers le circuit d'adaptation MAX233. Cette situation est acceptable pour deux raisons 1) Les appareils connectés en entrée ne sont pas censés fonctionner simultanément et ne génèrent donc pas de conflits sur le bus de sortie. 2) Sur le plan matériel, les ports de sorties sont programmés pour fonctionner selon un mode dit à collecteur ouvert empêchant tout risque de court-circuit. Une variante non illustrée du dispositif vaut lorsque l'appareil récepteur connecté en aval du montage est un appareil (imprimante par exemple) ne disposant pas d'une interface série mais seulement d'une interface parallèle. Dans ce cas, le bus des données issu des microcon trôleurs est injecté non pas sur le composant MAX233, mais sur l'entrée SI (Serial Input ) d'un composant UART (émetteur/récepteur asynchrone universel), de référence parmi d'autres possibles AY3-1015, qui se charge d'assurer la conversion sérieoparallèle des données émises. La section commutation des entrées permet au dispositif de venir s'intercaler sur la ligne émission de communication série déjà opérationnelle de deux appareils compatibles. Dans ce cas il n'est pas nécessaire de faire transiter ces signaux dans les microcontrôleurs de la réalisation. La ligne émission série Tx de l'appareil en amont sera reliée à une entrée nommée TxlN directement connectée à la sortie TxOUT de la réalisation par l'intermédiaire de la partie contact fermé au repos du relais REED. Lors de l'arrivée sur l'un des ports Txl ou Tx2 de données en provenance d'autres appareils émetteurs dont la compatibilité doit être assurée avec le récepteur par l'intermédiaire de la réalisation, I'un ou l'autre des microcontrôleurs excite la bobine du relais REED en faisant passer l'un de ses ports de sortie(P1 en exemple) au niveau logique HAUT (Cascade porte logique 7432, transistor T1,bobine du relais). A ce moment, la ligne d'entrée RxlN est interrompue au profit des informations en provenance des microcontrôleurs à travers MAX233. Une fois le transfert terminé, le microcontrôleur à l'origine de la transmission rétablit la continuité de la ligne RxlNoRxOUT en désexcitant la bobine du relais. Des diodes LED(LED1, 2, 3) sont présentes dans l'exemple de réalisation, elles ne sont pas indispensables au fonctionnement de la réa lisation mais permettent de visualiser le cas échéant, les différentes étapes de transfert des signaux. Le procédé informatique associé au dispositif électronique de l'invention permet par une suite d'instructions programmées dans les microcontrôleurs de satisfaire aux fonctions décrites plus haut. La programmation des microcontrôleurs s'effectue sur microordinateur de type PC compatible. Pour le module BS2-lC choisi pour l'exemple d'application, cette programmation peut se faire en langage de type BASIC. Un exemple d'application fonctionnel d'un tel logiciel, compatible avec la réalisation du schéma présenté en FIG.1, est présenté en planches 4 à 7. Le transfert des codes logiques exécutables s'effectue par liaison temporaire micro-ordinateur compatible PC avec le module BS2-IC (Connecteur PC dans l'exemple schématisé) permettant leur enregistrement dans l'EEPROM connexe au microprocesseur. Les figures 2 à 5 présentent une finalisation industrielle non limitative du schéma d'application précédemment décrit de l'invention. Figure 1: Schéma de principe d'un mode de réalisation du dispositif. Figure 2: Routage d'un circuit imprimé. Figure 3: Disposition des composants. Figure 4 : Exemple de mise en boîtier 144 x 85 x 25 mm, vue intérieure. Figure 5 : Exemple de mise en boîtier 144 x 85 x 25 mm, vue extérieure. Planches 4 à 7 : Exemple de logiciel destiné à piloter le dispositif. L'invention est particulièrement destinée aux ophtalmologistes, opticiens et optométristes désirant rendre possible l'interconnexion de matériels d'investigations professionnels, tels que ceux décrits plus haut, au départ non compatibles entre eux. REVENDICATIONS 1) Dispositif électronique et informatique destinée à permettre le branchement et le transfert d'informations entre les appareils de nature optique, électronique et informatique couramment utilisés dans la pratique de l'optométrie et de l'ophtalmologie lorsque ceux-ci délivrent en sortie ou acceptent en entrée des caractères en code ASCII selon un mode de transmission des données aux normes séries (type RS232 ou RS232C) caractérisé en ce qu'il constitue une interface comprenant un module électronique basé sur l'utilisation de microprocesseurs ou microcontrôleurs (Fig. 1), disposant de plusieurs ports d'entrées-sorties et d'une mémoire connexe, pouvant être programmés par une suite d'instructions logiques permettant d'une part l'adaptation des formats de transmission sériels des données transférées (longueur des mots à 7 ou 8 bits, vitesse de transmission de 300 à 19200 bauds) et d'autre part l'adaptation du contenu informationnel transmis (nombre de données, arrangement des données, valeur des données, codes de contrôle) entre un ou plusieurs appareils émetteurs en amont et un appareil récepteur en aval du dispositif. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'interface est destinée à accepter en entrée et à délivrer en sortie des données selon un mode de transmission sérielle. 3) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'interface est destinée à accepter en entrée des données selon un mode de transmission sérielle et à délivrer en sortie des données selon un mode de transmission parallèle. 4) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'interface peut être directement raccordée en sortie à un appareil disposant d'une prise de liaison série, mais aussi venir s'intercaler sur la ligne de communication sérielle déjà fonctionnelle entre deux appareils, grâce à un dispositif de commutation.