Brevet FR2742903A1 — publié le 19970627

APPAREIL POUR LA TRANSMISSION DE DONNEES LIEE AU CORPS ENTRE DEUX TERMINAUX La présente invention concerne un appareil pour une transmission de données liée au corps entre deux terminaux, équipé d'un premier terminal, à porter par un corps d'un être vivant, avec une interface pour l'envoi et/ou prélèvement de signaux de données électriques, guidés par le corps, dans le corps ou à partir du corps, et d'un deuxième terminal avec une interface à effleurement, par laquelle, en cas de contact entre celle ci et le corps portant le premier terminal, il prélève les signaux de données envoyés par le premier terminal dans le corps sur celui-ci et/ou envoie des signaux de données prélevables par le premier terminal sur le corps dans celui-ci. Un exemple d'utilisation d'appareils pour la transmission de données entre deux terminaux est constituée par des systèmes d'autorisation d'accès et/ou d'utilisation, pour lesquels l'accès à des locaux, des objets techniques ou des comptes bancaires ou l'autorisation d'utilisation d'un appareil utilisable ne doit être possible que pour une ou plusieurs personnes définies, qui sont équipées à cet effet d'un code individuel d'autorisation d'accès ou d'utilisation, qui doit être transmis à chaque fois pour la preuve de l'autorisation. On utilise fréquemment dans ce but des appareils de transmission de données avec transmission mécanique de données de code, par exemple des systèmes de fermeture mécaniques ou avec une transmission sans fil des données de code, par exemple en utilisant des cartes magnétiques ou cartes à puces ou un échange de données sur la base d'ondes radio ou d'ondes infrarouges. Un point problématique pour tous ces systèmes est comme on le sait leur sensibilité plus ou moins grande vis-à-vis d'interventions par des personnes non habilitées. Pour améliorer la sécurité du système et le confort de commande, on a donc proposé déjà dans le fascicule de publication EP 109 184 A2 un appareil du type mentionné au début sous la forme d'un système d'identification. Avec ce type de système, on prévoit d'une part un premier terminal porté par un corps humain, par exemple sous la forme d'une montre-bracelet, et d'autre part un deuxième terminal qui est attribué à un appareil à activer par un utilisateur. Le système sert à prouver l'autorisation d'utilisation d'un utilisateur concerné et est conçu comme un système de ligne unifilaire. A cet effet, le terminal porté par le corps se présente sous la forme d'un émetteur dans lequel est mémorisé un code d'autorisation d'utilisation qui est envoyé sous la forme d'un signal électrique au moyen d'une interface conçue comme une électrode individuelle dans le corps humain portant le terminal. L'interface de l'autre terminal est constituée par un dispositif de capteur à électrode unique qui comprend un élément de commutation à effleurement et parallèlement à cela un amplificateur qui n'est maintenu activé de façon adéquate par l'élément de commutation que lorsqu'un contact fortuit est détecté, et qui, dans l'état activé, prélève le signal envové dans le corps et contenant le code d'autorisation d'utilisation sur celui-ci. Dans les unités de commutation, qui sont montées en aval de l'amplificateur, le signal est traité ultérieurement et le code d'autorisation d'utilisation inclus fait l'objet d'une vérification de concordance avec uin code d'autorisation d'utilisation mémorisé dans ce terminal, après quoi l'appareil correspondant est amorcé pour exercer sa fonction conforme à sa destination, lorsqu'une concordance des codes d'autorisation d'utilisation est reconnue. Un système identique est décrit dans le fascicule de publication JP 61-46639 (A). Dans le fascicule de publication JP 60-250731 (A), on divulgue un appareil pour la transmission de données liée au corps entre deux terminaux qui communiquent entre eux par le corps d'un être vivant, une première paire d'électrodes étant disposée à cet effet sur une jambe de l'être vivant dans la région de la cheville et une deuxième paire d'électrodes étant disposée dans une zone musculaire d'une autre jambe de l'être vivant. Les terminaux sont reliés à une paire d'électrodes spécifique par une ligne bifilaire adéquate. Un terminal comprend un oscillateur de signal porteur, dont le signal de sortie est guidé par un amplificateur dans la ligne bifilaire correspondante vers la première paire d'électrodes, o il est transmis par le corps de l'être vivant à la deuxième paire d'électrodes. De là, un récepteur de l'autre terminal réceptionne le signal par la ligne bifilaire correspondante. Selon le signal porteur reçu, le deuxième terminal envoie alors un signal de sortie à la deuxième paire d'électrodes pour la transmission par le corps de l'être vivant. L'invention a pour base le problème technique de mettre à disposition un appareil du type cité au début qui peut être réalisé avec un coût en matériel relativement faible, travaille avec une précision relativement élevée, offre un grand confort de main d'oeuvre et permet une protection élevée contre une utilisation du système par des étrangers. Ce problème est résolu par un appareil pour la transmission de données liée au corps entre deux terminaux. Avec cet appareil, on réalise une sélection de transmission avec ligne bifilaire sur laquelle le corps portant un terminal d'un être vivant fait fonction pendant le service du canal de transmission quadripolaire électrique terminant la section de transmission, la zone du corps correspondante transmettant les signaux électriques de tension différentielle de la part d'électrodes assurant le couplage à la paire d'électrodes assurant le découplage. Dans le cas présent, la section de transmission est fermée respectivement par le fait que l'utilisateur portant un premier terminal touche avec des endroits appropriés de son corps la paire d'électrodes à effleurement du deuxième terminal, de sorte que cette paire d'électrodes peut envoyer ensuite les signaux concernés de tension différentielle dans le corps ou les prélever sur le corps. Dans un mode d'utilisation avantageux, le terminal porté par le corps peut avoir par exemple la forme d'un bracelet-montre, dont la paire d'électrodes est constituée par deux électrodes se faisant face sur le côté interne du bracelet, les deux électrodes de l'autre terminal devant entrer en contact avec les extrémités des deux doigts différents de la main du bras portant le bracelet. Cet appareil de transmission de données lié au corps est largement sûr contre les écoutes, permet une localisation facile de la personne autorisée à l'accès et ne pose pas de problèmes dans l'application dans sa charge électrique pour le corps de l'être vivant. L'appareil peut donc être utilisé par exemple pour coupler l'accès ou l'utilisation d'un système affecté au deuxième terminal à la condition qu'un utilisateur équipé d'un premier terminal autorisé supporte ce premier terminal à l'endroit prévu à cet effet sur son corps et touche la paire d'électrodes du deuxième terminal aux endroits appropriés de son corps. Si l'on utilise un appareil perfectionné, caractérisé en ce que les deux électrodes du premier terminal sont destinées à être placées à des endroits espacés d'un bras ou d'un poignet de l'être vivant et les deux électrodes du deuxième terminal sont destinées au contact de celles-ci avec deux doigts différents de la main appartenant à ce bras ou ce poignet, la personne respectivement autorisée ferme manuellement la section de transmission. Un perfectionnement de l'invention, caractérisée en ce que, pour la transmission bidirectionnelle de données entre les terminaux, chacun des deux terminaux contient une partie émettrice et une partie réceptrice qui sont reliées entre elles par la paire d'électrodes correspondante, permet un échange de données bidirectionnelle entre les deux terminaux, comme cela est nécessaire par exemple pour des systèmes d'autorisation d'accès ou d'utilisation, pour lesquels un contrôle du code d'autorisation s'effectue sur la base d'un procédé de cryptographie travaillant avec une communication de données bidirectionnelle. Un perfectionnement de l'invention, caractérisée également en ce qu'au moins l'un des deux terminaux présente une partie émettrice qui contient des moyens pour limiter l'intensité du courant du signal de tension différentielle amené à la paire d'électrodes correspondante à une valeur maximale prédéfinissable, inclut une protection intégrée du corps, supportant un terminal, de l'être vivant concerné contre des courants électriques trop élevés en limitant l'intensité de courant du signal de tension différentielle à envoyer dans le corps de façon appropriée à une valeur maximale prédéfinissable. Un mode de réalisation préféré de l'invention est représenté sur le dessin et décrit ci-dessous. L'unique figure représente un schéma fonctionnel d'un appareil pour la transmission de données liée au corps entre deux terminaux. Un premier terminal (21) de l'appareil représenté est conçu par exemple comme un bracelet-montre est destiné à être porté sur le corps, plus précisément sur le poignet (22) d'un bras d'un utilisateur. Le premier terminal (21) peut faire partie par exemple d'une montre bracelet avec des fonctions supplémentaires. Sur le côté intérieur du bracelet correspondant sont disposées deux électrodes (6, 7) diamétralement opposées du premier terminal (21) qui, si l'utilisateur porte le premier terminal (21), s'appuient sur l'un (22) de ses poignets à des endroits opposés sur la peau du poignet. Des électrodes en métal ou en plastique ou également des électrodes capacitives conviennent par exemple comme électrodes (6, 7). Le premier terminal (21) contient une partie émettrice et également une partie réceptrice qui sont toutes deux raccordées à la paire d'électrodes (6, 7) correspondante. La partie émettrice comprend une partie générant des données d'un micro-ordinateur (1), un modulateur (8) qui module des données générées par le micro-ordinateur (1) au moyen d'un procédé de modulation courant, par exemple modulation d'amplitude ou modulation par déplacement de fréquence, jusqu'à une fréquence porteuse, un amplificateur (9) monté en aval, qui amplifie la fréquence porteuse modulée jusqu'à une tension d'environ 0,5V et l'émet comme signal de tension différentielle, et un interrupteur (10) raccordant à l'amplificateur (9), qui est amorçable au moyen d'une ligne de commande (23) à partir du micro-ordinateur (1) et transmet en option le signal de sortie de l'amplificateur (9) à la paire d'électrodes (6, 7) ou prélève la paire d'électrodes (6, 7) de la sortie de cet amplificateur (9). Ce dernier point peut être judicieux par exemple dans le cas o le terminal (21) ne fonctionne pas en mode émission, mais en mode réception. Comme autre solution, il est naturellement également possible d'utiliser différentes fréquences porteuses pour réaliser une transmission de données bidirectionnelle pour les deux appareils de transmission et d'effectuer simultanément la transmission en mode duplex intégral dans les deux directions. Dans l'amplificateur (9), on prévoit également des moyens classiques pour mesurer l'intensité de courant du signal de tension différentielle transmis de la sortie d'amplificateur à la paire d'électrodes (6, 7) correspondante. Par une ligne de connexion (24) entre l'amplificateur et le micro-ordinateur (1), l'amplificateur (9) communique la valeur d'intensité de courant au micro- ordinateur (1) qui commande pour sa part l'amplificateur (9) par la ligne de connexion (24) de façon que l'intensité de courant reste limitée à une valeur maximale prédéfinissable qui est choisie en fonction de l'application, selon les critères de la compatibilité biologique et de la sécurité de transmission, de telle manière que tout risque pour la santé de l'utilisateur soit exclut et qu'une transmission de signal fiable soit garantie. La régulation de l'intensité de courant permet chaque fois d'adapter le transfert de données de façon optimale aux conditions régnant à chaque instant, par exemple en ce qui concerne une résistance de couplage et/ou de découplage variable sur la paire d'électrodes (6, 7), afin de garantir toujours une transmission de données sans erreur. La partie réceptrice du premier terminal (21) contient côté entrée un amplificateur différentiel (5) relié à la paire d'électrodes (6, 7) qui amplifie la différence de tension arrivant par la paire d'électrodes (6, 7). L'amplificateur différentiel (5), qui peut être contrôlé également par le micro-ordinateur (1) via une ligne de commande (25) correspondante, inclut une limitation de bande en direction de fréquences basses et une réinjection élevée en mode commun, ce qui permet d'obtenir conjointement avec un filtre (4) monté en aval une suppression des parasites souhaitée et suffisante. Le signal filtré de cette manière est acheminé à un démodulateur (3), qui sépare la fréquence porteuse et achemine le signal restant à un comparateur (2). Le comparateur (2) génère à partir de là respectivement un niveau de tension défini, ce qui représente l'information de données à transmettre qui est transférée du comparateur (2) au micro-ordinateur (1). Le micro-ordinateur (1) analyse les données arrivant de façon appropriée et exécute le cas échéant les fonctions correspondantes. Ainsi, le premier terminal (21) peut présenter selon l'application par exemple une unité d'affichage alphanumérique qui est amorcée par le micro-ordinateur (1) avec un signal de sortie (26) indiqué, par exemple pour l'affichage de l'heure et/ou pour l'affichage d'une information de données reçue par la paire d'électrodes (6, 7). Il va de soit que le premier terminal (21) peut contenir éventuellement d'autres éléments de fonction tels que touches d'entrée, etc. UIn deuxième terminal (27) de l'appareil n'est pas supporté en général par l'utilisateur qui porte le premier terminal (21), mais est affecté par exemple a un système technique amorçable tel qu'une gâche électrique ou un autre acteur. Le deuxième terminal (27) a une structure largement identique à celle du premier terminal (21), comme cela ressort clairement des blocs fonctionnels similaires. Ainsi, une partie émettrice du deuxième terminal (27) comprend également un micro-ordinateur (11) générant des données, un modulateur (18), un amplificateur (19), qui est relié en supplément au micro-ordinateur (11) par une ligne de connexion (28) pour la confirmation de l'ampèrage et l'amorçage, et un interrupteur (20) amorçable à partir du micro- ordinateur (11) via une ligne de commande (29). De la même manière, la partie réceptrice comprend également un amplificateur différentiel (15) amorçable par une ligne de commande (30) à partir du micro- ordinateur (11), un filtre (14), un démodulateur (13) et un comparateur (12), qui envoie l'information de données extraite du signal reçu au micro-ordinateur (11) d'analyse. Le micro-ordinateur (11) peut servir par exemple à amorcer un acteur affecté, par exemple actionner une gâche électrique, par l'intermédiaire d'une ligne de commande de sortie (11a) en fonction de l'information de données reçue. Le deuxième terminal (27) contient de la même manière que le premier terminal (21) une paire d'électrodes (16, 17) à laquelle sont raccordées la partie émettrice et la partie réceptrice. Les électrodes (16, 17) du deuxième terminal (27) se présentent alors sous la forme d'éléments à effleurement de telle manière que, en cas de contact avec des parties respectives du corps de l'utilisateur, elles peuvent envoyer un signal de tension différentielle à émettre dans la zone de corps voisine ou prélever un signal de tension différentielle à recevoir sur les parties du corps concernées à partie du corps de l'utilisateur. Comme il est représenté sur la figure, les électrodes (16, 17) du deuxième terminal (27) sont destinées dans l'exemple présenté principalement à être touchées avec différentes extrémités de doigts de la main de l'utilisateur, sur le poignet de laquelle est disposée la paire d'électrodes (6, 7) du premier terminal (21) porté par l'utilisateur. Dès que les électrodes (16, 17) du deuxième terminal (27) sont touchées par les points du corps correspondants de l'utilisateur, la zone du corps entre ces points du corps concernés, c'est-à-dire dans l'exemple représenté la zone entre les deux extrémités de doigts utilisées d'une main d'une part et les deux points de contact de la paire d'électrodes (6, 7) du terminal (21) porté par l'utilisateur d'autre part, complète la section de transmission de données. La structure des tissus, des vaisseaux sanguins et des os d'un corps humain ' ou également animal permet cette fonction de transmission de données par le fait que le signal de tension différentielle, qui est envoyé par le terminal émetteur respectif au moyen de sa paire d'électrodes dans le corps de l'utilisateur, se propage localement au delà de la zone du corps assurant la liaison avec une certaine atténuation. Le signal atténué de tension différentielle peut alors être prélevé sur le corps de l'utilisateur par l'autre paire d'électrodes, après quoi il est amplifié de nouveau dans la partie réceptrice montée en aval et analysé ensuite. Dans l'exemple représenté, le signal de tension différentielle est envoyé dans un sens de transmission de données à partir de la paire d'électrodes (6, 7) du premier terminal (21) dans le corps de l'utilisateur sur l'un des poignets et prélevé par les électrodes (16, 17) du deuxième terminal (27) en cas de contact entre celui-ci et deux extrémités de doigts de cette main. La différence de tension sur les doigts les plus proches, comme l'index et le majeur, est inférieure par rapport au cas o l'on utilise des doigts plus éloignés comme le pouce et l'auriculaire. Le signal est atténué d'environ 30dB sur le trajet de propagation entre le poignet et les extrémités de doigts, ce qui ne pose pas de problèmes en ce qui concerne une transmission de données fiable pour des procédés de transmission courants et avantageux à réaliser. L'appareil représenté peut faire office par exemple de système d'autorisation d'accès, avec lequel seul une personne ou plusieurs personnes habilitées peuvent avoir accès à un espace fermant à clé, par exemple l'accès à une automobile. Chaque utilisateur pouvant être autorisé reçoit un premier terminal (21) qui lui est affecté, qu'il peut porter à un poignet et qui contient comme information de données pouvant être générées par le micro-ordinateur (1) un code d'autorisation mémorisé dessus. Au système de fermeture concerné est attribué le deuxième terminal (27) dans le micro-ordinateur (11) duquel sont déposés le ou les codes d'autorisation. Le système de fermeture ne peut donc être actionné que par un utilisateur habilité qui porte son terminal (21) correspondant sur un poignet en touchant avec deux extrémités de doigts de la main concernée la paire d'électrodes (16, 17) du deuxième terminal (27), après quoi cette paire d'électrodes (16, 17) peut prélever l'information du code d'autorisation envoyé par le premier terminal (21) dans la main comme signal de tension différentielle et le transmettre à la partie réceptrice montée en aval. Cette partie extrait l'information du code d'autorisation du signal prélevé de la tension différentielle et l'achemine au micro-ordinateur (11) spécifique qui contrôle la concordance du code d'autorisation reçu avec l'un des codes d'autorisation déposés et n'émet un signal un commande qui actionne le système de fermeture qu'après avoir constaté la concordance. On voit que ce type de transmission de données lié au corps, avec laquelle une main ou une autre partie du corps d'un être vivant sert de canal électrique de transmission quadripolaire, garantit dans une large mesure un transfert de données sans erreur et à l'abri d'une écoute possible. Etant donné que la section de transmission est fermée seulement en cas de contact physique entre la paire d'électrodes (16, 17) du deuxième terminal (27) avec le corps d'un utilisateur autorisé par le port du premier terminal (21), l'appareil offre une protection fiable contre des essais de manipulation avec des signaux transmis sans fil. De plus, la méthode utilisée d'une ligne bifilaire présente des avantages par rapport à une méthode de ligne unifilaire, car avec celle ci, avec laquelle la zone de corps intégrée dans la section de transmission de données représente un bipôle électrique, pratiquement tout le corps participe à la conduction du courant par l'intermédiaire du retour du courant par la masse. En raison de ce reflux généralement capacitif, une localisation précise de l'utilisateur n'est possible que de façon limitée, et le svstème de ligne monofilaire peut être qualifié de largement ouvert par rapport à des essais d'écoute et de brouillage. A l'opposé, la méthode de ligne bifilaire de l'appareil conforme à l'invention aboutit à une charge électrique seulement partielle de la zone du corps concernée par la transmission des données, et le système est largement protégé contre les écoutes et permet une localisation précise de l'utilisateur. Il va de soi, outre les applications mentionnées explicitement, on peut avoir d'autres applications de l'appareil conforme à l'invention dans lesquelles une transmission de données liée au corps, unidirectionnelle ou bidirectionnelle, est opportune par exemple pour des raisons de sécurité de transmission. Si l'on n'a besoin que d'une seule communication de données unidirectionnelle, un terminal peut être conçu comme simple émetteur en renonçant à une partie réceptrice et l'autre terminal comme simple récepteur en renonçant à une partie émettrice. Outre l'exemple décrit d'une main comme zone de corps transmettant le signal, cette fonction peut évidemment être assumée le cas échéant également par une autre zone du corps d'un être vivant, par exemple par une zone de pied. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour autant sortir du cadre de l'invention. 2O 1l REVENDICATIONS 1. Appareil pour une transmission de données liée au corps entre deux terminaux, équipé d'un premier terminal (21), à porter par un corps (22) d'un être vivant, avec une interface pour l'envoi et/ou prélèvement de signaux de données électriques, guidés par le corps, dans le corps ou à partir du corps, et d'un deuxième terminal (27) avec une interface à effleurement, par laquelle, en cas de contact entre celle ci et le corps portant le premier terminal, il prélève les signaux de données envoyés par le premier terminal dans le corps sur celui-ci et/ou envoie des signaux de données prélevables par le premier terminal sur le corps dans celui-ci, caractérisé en ce qu'une interface du premier terminal (21) présente une première paire d'électrodes (6, 7) pour le positionnement à des endroits espacés du corps (22) et une interface du deuxième terminal (27) une deuxième paire d'électrodes (16, 17) à effleurement et à contacter avec deux endroits espacés du corps et en ce que le signal de données à transmettre respectivement est envoyé comme signal de tension différentielle par le terminal émetteur dans le corps de l'être vivant via sa paire d'électrodes et est prélevé sur le corps via sa paire d'électrodes par le terminal récepteur sous la forme d'un signal correspondant de tension différentielle. 2. Appareil selon la revendication 1, caractérisé également en ce que les deux électrodes (6, 7) du premier terminal (21) sont destinées à être placées à des endroits espacés d'un bras ou d'un poignet (22) de l'être vivant et les deux électrodes (16, 17) du deuxième terminal (27) sont destinées au contact de celles-ci avec deux doigts différents de la main appartenant à ce bras ou ce poignet. 3; Appareil selon la revendication 1 ou 2, caractérisé également en ce que, pour la transmission bidirectionnelle de données entre les terminaux (21, 27), chacun des deux terminaux contient une partie émettrice (1, 8, 9,10; 11, 18, 19, 20) et une partie réceptrice (1, 2, 3, 4, 5; 11, 12, 13, 14, 15) qui sont reliées entre elles par la paire d'électrodes (6, 7; 16, 17) correspondante. 4. Appareil selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé également en ce qu'au moins l'un des deux terminaux (21, 27) présente une partie émettrice qui contient des moyens (1, 9, 24; 11, 19, 28) pour limiter l'intensité du courant du signal de tension différentielle amené à la paire d'électrodes (6, 7; 16, 17) correspondante à une valeur maximale prédéfinissable.