Brevet FR2791452A1 — publié le 20000929

La présente invention concerne un dispositif de surveillance d'un groupe d'individus par radio fréquence. S Il n'existe pas de technique pour assurer cette fonction de surveillance, les personnes ayant en charge cette responsabilité (encadrements de groupe scolaire, sportifs ou éducatifs) ne peuvent compter que sur leur propre vigilance, la moindre distraction ou sollicitation entraîne une discontinuité dans la surveillance, qui peut être très préjudiciable dans certains cas. Les moyens utilisés aujourd'hui par ces personnes sont le comptage visuel répété aussi souvent que leur10 stress l'impose. Si, après comptage, il manque un individu, seul l'appel des individus permet d'identifier l'individu absent. Surveiller des enfants au milieu d'une masse d'individus est souvent difficile (par exemple sur une plage, une station de ski ou dans une manifestation). Il faut dans ce cas trouver des astuces de distinction visuelle (par exemple bonnet de couleur, etc..). Le périmètre de surveillance est souvent une ligne imaginaire (par exemple: entre deux15 arbres), aucun produit n'existe pour donner une alarme s'il y a dépassement du périmètre. La présente invention a pour objet de remédier à ces inconvénients et sera mieux comprise en se référant aux figures: La figure I représente de façon schématique les éléments du dispositif selon l'invention. La figure 2a représente la face avant du boîtier de l'UC. La figure 2b représente la face arrière du boîtier de l'UC. La figure 3 représente un boîtier émetteur. La figure 4 représente schématiquement le synoptique électronique d'une réalisation technique du système. La figure 5 représente schématiquement le synoptique électronique d'une variante de la réalisation technique du système. Le dispositif selon l'invention comporte une Unité Centrale (UC) (100) détenue par le responsable du groupe à surveiller et un ensemble de boîtiers émetteurs (un pour chaque membre du groupe) (101, 102, 103, 104. .). Les émetteurs émettent régulièrement des messages radio pour informer l'UC de leur présence dans la zone surveillée. Dès qu'un membre du groupe (104) sort de la zone surveillée, une alarme (207, 211) se déclenche sur..DTD: l'UC, avertissant le responsable du groupe. Le dispositif selon l'invention repose sur le principe de la sécurité positive: c'est la non réception du message radio d'un émetteur qui provoque l'alarme. Tout brouillage radio ou toute panne d'émetteur ou encore toute absence d'un émetteur dans le périmètre conduisent au déclenchement de l'alarme. Les messages radio transitent des émetteurs vers l'UC. Les émetteurs émettent tous à la même fréquence (fréquence de réception de l'UC) des messages radio courts codés sur n bits. Chaque émetteur d'un même ensemble est clairement identifié par un numéro (305); ce numéro constitue une partie du message radio. Les périodes d'émission des émetteurs sont toutes différentes les unes des autres. Le système est dimensionné pour limiter au maximum les risques d'auto brouillage. L'UC (100) est en écoute permanente. Chaque fois qu'elle reçoit un message complet (non brouillé), elle maintient à jour une table de présence des membres du groupe. Lorsqu'une ligne de la table n'a pas été rafraîchie depuis un temps défini à la conception (par exemple 10 secondes), I'UC déclenche une alarme (207, 211). Lorsque l'UC n'est pas en alarme, le responsable est donc certain que les membres du groupe se trouvent dans la zone couverte par la portée radio. Une fiche cartonnée (213) pré renseignée indiquant la correspondance " numéro d'émetteur / nom de la personne surveillée " permet de faciliter l'identification des personnes sorties de la zone de surveillance. Cette fiche cartonnée est glissée au dos de l'UC. Les boîtiers émetteurs (301) se fixent sur les personnes à surveiller au moyen d'un bracelet ou d'une sangle (304) muni d'un système de fermeture nommé fermoir (303). La mise sous tension de l'émetteur se fait automatiquement par bouclage du fermoir. L'ouverture du fermoir interrompt l'émission des messages radio et déclenche donc une alarme sur l'UC. Lorsqu'un individu sort de la zone de surveillance ou ôte son émetteur, l'alarme est donnée par deux témoins d'alerte: le voyant (207) clignote rapidement et un signal sonore (211) retentit. L'afficheur (201) de l'UC indique le numéro de l'émetteur manquant. Si d'autres individus sortent à leur tour de la zone de surveillance ou ôtent leurs émetteurs, I'UC prend en compte ces nouvelles alarmes. L'alarme s'arrête automatiquement si l'UC reçoit à nouveau des messages de tous les émetteurs. Une touche (206) permet l'arrêt momentané de l'alarme sonore (211) (quelques minutes). Cette suspension de la sonnerie ne concerne que les émetteurs absents au moment de l'action sur le bouton. Les autres émetteurs sont donc surveillés normalement. Une touche de test (205) permet de s'assurer du bon fonctionnement de l'UC. Pendant toute la durée de l'action sur cette touche, I'UC se comporte comme si un émetteur supplémentaire avait été programmé. L'émetteur correspondant n'étant évidemment pas présent dans l'aire de surveillance, I'UC déclenche une alarme au bout d'un certain temps. Lorsque le bouton est relâché, l'UC revient au mode de surveillance normal. Le sélecteur (209) permet de sélectionner 4 modes de fonctionnement pour l'UC: arrêt, programmation, surveillance, surveillance rapprochée. La position " arrêt "> correspond à la mise hors tension de l'UC. La position " programmation " est utilisée lors de la prise en charge du groupe: le responsable du groupe distribue un émetteur à chaque individu puis indique à 'UC les numéros des émetteurs distribués. En mode programmation, le voyant (207) est allumé en permanence. Le mode opératoire est le suivant: deux boutons " + " et " - "> (202 et 204) permettent de sélectionner un numéro d'émetteur (par incrémentation ou décrémentation), le bouton " A/P " (203) permet alors de changer l'état de l'émetteur (Absent ou Présent). Une simple pression sur ce bouton permet de passer de A à P ou de P à A. Les états ainsi programmés sont mémorisés (y compris lorsque l'UC est hors tension) jusqu'à la prochaine programmation. Une fois l'UC programmée, on place le sélecteur (209) en position " surveillance " pour débuter la surveillance effective. La position " surveillance rapprochée " atténue la sensibilité du récepteur radio de l'UC et permet de réduire la dimension de la zone surveillée. En mode programmation, l'afficheur (201) indique le numéro de l'émetteur en cours de programmation et son état (par exemple: 15-P). En mode surveillance ou surveillance rapprochée, l'afficheur indique le nombre d'émetteurs présents dans la zone surveillée et le nombre total d'émetteurs (par exemple: 15/15). En cas d'alarme, I'afficheur indique alternativement les numéros des émetteurs manquants et, simultanément, le nombre d'émetteurs présents dans la zone surveillée et le nombre total d'émetteurs surveillés (par exemple: -12-, 13/15, -5-, 13/15, -12-, 13/15 etc.). Lorsqu'un émetteur a une pile en fin de vie, l'afficheur indique alternativement le numéro de cet émetteur et, simultanément, le nombre d'émetteurs présents dans la zone surveillée et le nombre total d'émetteurs surveillés (par exemple: 7-D, 15/15). L'UC est alimentée par piles ou par accumulateurs rechargeables (210). Un voyant (207) émet des flashs lents et réguliers lorsque l'UC est en mode surveillance ou surveillance rapprochée. Un voyant (208) indique la fin d'autonomie de l'alimentation. Les émetteurs sont alimentés par piles; un voyant (302) émet des flashs réguliers lorsque l'émetteur est en fonctionnement. Lorsque la pile est en fin de vie, les flashs deviennent plus longs et moins rapides; l'état de charge de la pile de l'émetteur est communiqué à l'UC dans le message radio. Plusieurs dispositifs peuvent fonctionner en même temps sans brouillage sur un même site dans la mesure o leurs fréquences de travail sont différentes. Dans l'hypothèse d'une utilisation de plusieurs dispositifs par un même organisme (une école par exemple), une correspondance "couleur - fréquence " permet d'identifier de façon sûre les ensembles émetteurs UC qui sont associés. Par exemple, le code couleur (212) correspondant à la fréquence est indiqué en face avant de l'UC et rappelé sur tous les boîtiers émetteurs du dispositif (306). En variante, le dispositif peut également être réalisé avec des modules radio émetteurs- récepteurs (plus couramment appelé " transceivers "). Dans ce cas, les boîtiers émetteurs portés par les membres du groupe sont remplacés par des boîtiers émetteurs récepteurs. L'UC comporte aussi un module radio émetteur-récepteur. Les modules radio d'un même dispositif travaillent tous à la même fréquence. Tous les boîtiers émetteurs-récepteurs sont en écoute radio sur le même canal. L'UC émet tour à tour les numéros des boîtiers émetteurs-récepteurs à surveiller. Ces derniers, lorsqu'ils reconnaissent le numéro qui les désigne, renvoient leur numéro à l'UC pour montrer qu'ils sont présents dans la zone de surveillance. L'UC maintient à jour une table de présence et déclenche une alarme si une ligne de la table n'a pas été rafraîchie depuis un temps défini à la conception. Les avantages de cette variante bidirectionnelle sont les suivants - Pas de risque de brouillage par un autre émetteur car chaque transceiver est interrogé dans un ordre bien établi. Par conséquent, il n'y a pas de risque d'alarme intempestive générée par le système lui-même en cas d'auto brouillage. - Possibilité d'augmenter le nombre de personnes surveillées par une même UC de façon significative car il n'y a pas de risque de brouillage. - Possibilité de mettre en place une fonction SOS (message ou bip d'alerte de l'UC vers les boîtiers émetteur-récepteur ou d'un boîtiers émetteur-récepteur vers l'UC). Un exemple de réalisation technique du dispositif est décrit sur le synoptique électronique de la figure 4: La partie supérieure de la figure 4 donne un exemple de réalisation d'un boîtier émetteur. La partie inférieure donne un exemple de réalisation d'une UC. La pile (401) permet d'alimenter l'ensemble de l'électronique du boîtier émetteur via l'interrupteur (402) qui détecte la présence de l'aimant permanent contenu dans la partie mâle du fermoir. Le circuit (403) possède une référence de tension interne qui lui permet de surveiller la tension de la pile. Ce circuit (403) génère un RESET du microcontrôleur (404) à la 5 mise sous tension ou lorsque la tension de la pile (401) est trop basse. Le circuit (403) informe le microcontrôleur (404) lorsque cette tension de pile (401) commence à baisser ( par exemple à 10% au-dessus du seuil de RESET). Le microcontrôleur (404) est cadencé par l'oscillateur à quartz (406). Il commande le voyant (405) et vient lire le numéro de l'émetteur codé sur 5 bits (407). A l'issue d'une période bien définie, le microcontrôleur (404) réveille le module d'émission radio (408) et il génère le message série qui vient moduler le module d'émission radio (408). Ce message est alors émis par l'antenne du module (408) puis capté par l'antenne du module de réception radio (409) de l'UC. L'accumulateur (410) permet d'alimenter l'ensemble de l'UC via le sélecteur (411). Le composant (411) sert d'interrupteur marche / arrêt et de sélecteur des différents modes de fonctionnement programmation ", " surveillance ", " surveillance rapprochée ". Les différents états du sélecteur (411) sont transmis à l'un des ports du microcontrôleur (414). Le circuit (413) possède une référence de tension interne qui lui permet de surveiller la tension de l'accumulateur (410). Ce circuit (413) génère le RESET du microcontrôleur (414) à la mise sous tension ou lorsque la tension de l'accumulateur (410) est trop basse. Le circuit (413) informe le microcontrôleur (414) lorsque cette tension d'accumulateur (410) commence à baisser ( par exemple à 10% au-dessus du seuil de RESET). Le régulateur (412) délivre une tension bien régulée et stable à l'ensemble de l'électronique de l'UC. Le microcontrôleur (414) est cadencé par l'oscillateur à quartz (423). Le microcontrôleur (414) prend en compte les états de chacun des boutons de fonction (415), (416), (417), (418) et (419). Le microcontrôleur (414) décode le message démodulé par le module de réception (409). A partir des différentes informations qui lui sont données par (411), (413), (415), (416), (417), (418), (419) et (409), le microcontrôleur (414) va piloter l'atténuation de sensibilité de (409), il va piloter les voyants (420) et (421), le buzzer (424) ainsi que l'afficheur (422). Les éléments (420), (421), (424) et (422) sont les vecteurs d'information concernant l'état de l'UC à destination de l'utilisateur. Un exemple de réalisation technique du dispositif selon la variante " système bi directionnel " est décrit sur le synoptique électronique de la figure 5: La partie supérieure de la figure 5 donne un exemple de réalisation d'un boîtier émetteur- récepteur. La partie inférieure donne un exemple de réalisation d'une UC équipée d'un transceiver. La pile (501) permet d'alimenter l'ensemble de l'électronique du boîtier émetteur-récepteur via l'interrupteur (502) qui détecte la présence de l'aimant permanent contenu dans la partie mâle du fermoir. Le circuit (503) possède une référence de tension interne qui lui permet de surveiller la tension de la pile. Ce circuit (503) génère un RESET du microcontrôleur (504) à la 5 mise sous tension ou lorsque la tension de la pile (501) est trop basse. Le circuit (503) informe le microcontrôleur (504) lorsque cette tension de pile (501) commence à baisser ( par exemple à 10% au-dessus du seuil de RESET). Le microcontrôleur (504) est cadencé par l'oscillateur à quartz (506). Il commande le voyant (505) et vient lire le numéro de l'émetteur-récepteur codé sur 5 bits (507). Le transceiver (508) est en réception radio. Lorsque que le microcontrôleur10 (504) décode le seul message série qui le concemrne, il place momentanément le transceiver (504) en émission radio et il renvoie un message à destination de l'UC en modulant le transceiver (504). Ce message est alors émis par l'antenne du module (504) puis capté par l'antenne du transceiver radio (509) de l'UC. Après l'émission de son message, le microcontrôleur (504) place à nouveau le transceiver (508) en réception radio. Il attend à nouveau le seul message qui le concerne. L'accumulateur (510) permet d'alimenter l'ensemble de l'UC via le sélecteur (511). Le composant (511) sert d'interrupteur marche / arrêt et de sélecteur des différents modes de fonctionnement " programmation ", " surveillance ", "surveillance rapprochée ". Les différents états du sélecteur (511) sont transmis à l'un des ports du microcontrôleur (514). Le circuit (513) possède une référence de tension interne qui lui permet de surveiller la tension de l'accumulateur (510). Ce circuit (513) génère le RESET du microcontrôleur (514) à la mise sous tension ou lorsque la tension de l'accumulateur (510) est trop basse. Le circuit (513) informe le microcontrôleur (514) lorsque cette tension d'accumulateur (510) commence à baisser ( par exemple à 10% au-dessus du seuil de RESET). Le régulateur (512) délivre une tension bien régulée et stable à l'ensemble de l'électronique de l'UC. Le microcontrôleur (514) est cadencé par l'oscillateur à quartz (523). Lorsqu'il est en mode surveillance, dans un premier temps, le microcontrôleur (514) place le transceiver (509) en émission radio et il module un message à destination du premier émetteur-récepteur. Ensuite, le microcontrôleur (514) place le transceiver (509) en réception radio quelques instants à l'écoute de la réponse envoyée par le premier boîtier émetteur- récepteur. La même opération est réalisée pour interroger le second émetteur-récepteur et ainsi de suite...Le microcontrôleur (514) prend en compte les états de chacun des boutons de fonction (515), (516), (517), (518) et (519). A partir des différentes informations qui lui sont données par (511), (513), (515), (516), (517), (518), (519) et (509), le microcontrôleur (514) va piloter l'atténuation de sensibilité de (509), la sélection émission / réception de (509), il va piloter les voyants (520) et (521), le buzzer (524) ainsi que l'afficheur (522). Les éléments (520), (521), (524) et (522) sont les vecteurs d'information concernant l'état de l'UC à destination de l'utilisateur. Les applications industrielles de l'invention sont directement liées au marché pour une demande aujourd'hui non satisfaite. Le dispositif est commercialisable tel que décrit dans ce document; son application trouve son intérêt pour toute personne ayant à assurer la surveillance d'un groupe de personnes dans un environnement non fermé, tel le milieu éducatif avec les sorties scolaires ou tout autre milieu associatif (centre de loisirs, sportifs, scoutisme, etc...). Cette invention peut trouver plus largement des applications sur tout le domaine de la surveillance de personnes mais aussi d'objets ambulants. Enfin elle peut s'associer aux outils de communications mobiles (téléphones portables, radio messageurs, etc..). Revendications 1. Dispositif de surveillance d'individus par radiofréquence, caractérisé en ce qu'il comprend: un ensemble de boîtiers émetteurs numérotés (101, 102, 103, 104,....) (un pour chaque membre du groupe) émettant régulièrement des messages radio contenant leur numéro, et une Unité Centrale dite UC (100), détenue par le responsable du groupe, recevant les messages des boîtiers émetteurs présents dans la zone surveillée, ladite UC signalant par une alarme la non réception des messages de un ou plusieurs boîtiers émetteurs (sortie de la zone surveillée, tentative de se débarrasser de l'émetteur...), permettant de s'assurer de la présence d'un groupe d'individus dans la zone définie par la portée radio et d'identifier les membres du groupe sortis de la zone. 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le boîtier émetteur comprend un module d'émission radio (408) émettant périodiquement un message contenant le numéro du boîtier et l'état de charge de la pile de l'émetteur, un module électronique (403 et 404) de surveillance de l'alimentation de l'émetteur pilotant un voyant lumineux (405) témoin de l'état de charge de la pile, et un système de fixation par sangle (304) équipé d'un fermoir (303) servant d'interrupteur pour la mise sous tension du boîtier, permettant la communication de messages de l'émetteur vers l'UC lorsque l'état de charge de la pile de l'émetteur est correct et que le fermoir de l'émetteur est bouclé. 3. Dispositif selon la revendication I caractérisé en ce que l'unité centrale (UC) (100) comprend - un système de programmation permettant à l'utilisateur de spécifier à l'UC quels boîtiers émetteurs (101, 102, 103, 104,...) ont été distribués au groupe à surveiller, - un système de surveillance permettant de s'assurer de la présence des boîtiers émetteurs (donc des membres du groupe) et de l'état de charge desdits boîtiers dans une zone définie par la portée radio ou dans une zone réduite (portée radio réduite), - un système de test permettant de vérifier le bon fonctionnement de l'UC, - un bouton sélecteur (411) permettant de choisir un mode de fonctionnement pour l'UC (arrêt hors tension, programmation, surveillance, surveillance rapprochée), - un système de surveillance de l'alimentation de l'UC (413, 414) pilotant un voyant lumineux (420) témoin de l'état de charge des accumulateurs (410), permettant de programmer la composition du groupe à surveiller et de recevoir et analyser les messages provenant des boîtiers émetteurs. 5 4. Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que le système de programmation de l'UC comprend deux boutons " + " et " - " (415 et 416) permettant de sélectionner un numéro d'émetteur par incrémentation ou décrémentation, et un bouton " A/P " (417) permettant de changer l'état de l'émetteur sélectionné (Absent ou Présent), lesdits boutons permettant au responsable du groupe de préciser à l'UC l'état de chaque boîtier émetteur, les états ainsi programmés étant mémorisés (y compris lorsque l'UC est hors tension) jusqu'à la prochaine programmation. 5. Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que le système de surveillance de l'UC comprend - Un module de réception radio (409) recevant les messages personnalisés des émetteurs, - Un composant programmable (414) analysant les messages reçus, maintenant à jour une table de présence des émetteurs, et pilotant un afficheur (422) qui indique en permanence le nombre d'émetteurs présents dans la zone surveillée et le nombre total d'émetteurs à surveiller, et le cas échéant, les numéros des émetteurs dont la pile commence à être déchargée, - Un système d'alarme sonore (424) et visuelle (421) signalant les incidents au responsable du groupe, - Un bouton de suspension de l'alarme sonore (419) permettant d'interrompre la sonnerie pendant quelques minutes, cette suspension de l'alarme ne concernant que les émetteurs absents au moment de l'action sur le bouton, - Un système d'identification des personnes surveillées, Permettant de détecter les émetteurs dont l'UC ne reçoit pas les messages radio et de déclencher une alarme. 6. Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que le système de surveillance rapprochée de l'UC comprend - Un module de réception radio (409) dont la sensibilité a été réduite, recevant les messages personnalisés des émetteurs, - Un composant programmable (414) analysant les messages reçus, maintenant à jour une table de présence des émetteurs, et pilotant un afficheur (422) qui indique en permanence le nombre d'émetteurs présents dans la zone surveillée et le nombre total d'émetteurs à surveiller, et le cas échéant, les numéros des émetteurs dont la pile commence à être déchargée, - Un système d'alarme sonore (424) et visuelle (421) signalant les incidents au responsable du groupe, - Un bouton de suspension de l'alarme sonore (419) permettant d'interrompre la sonnerie pendant quelques minutes, cette suspension de l'alarme ne concernant que les émetteurs absents au moment de l'action sur le bouton, - Un système d'identification des personnes surveillées, Permettant de détecter les émetteurs dont l'UC ne reçoit pas les messages radio et de déclencher une alarme. 7. Dispositif selon les revendications 3, 5 et 6 caractérisé en ce que le système d'alarme de l'UC comprend: - un composant programmable (414) signalant par un voyant d'alarme (421) et une sonnerie d'alarme (424) la non réception des messages radio d'un ou plusieurs émetteurs, permettant de signaler au responsable du groupe l'absence d'un ou plusieurs individus de la zone de surveillance, ou l'ouverture de l'un des fermoirs, ou la panne de l'un des émetteurs. 8. Dispositif selon les revendications 3, 5 et 6 caractérisé en ce que le système d'identification des personnes de l'UC comprend un composant programmable (414) pilotant un afficheur (422) indiquant le numéro des émetteurs manquants et une fiche cartonnée pré renseignée (213), glissée en face arrière de l'UC, permettant d'établir la correspondance numéro d'émetteur/ nom de la personne surveillée, permettant de connaître nominativement les personnes sorties de la zone de surveillance. Il 9. Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que le système de test de l'UC comprend un composant programmable (414) analysant l'état d'un bouton de test (418) qui, selon son état, simule la programmation d'un émetteur supplémentaire fictif, l'absence de messages radio provenant du dit émetteur fictif déclenchant l'alarme, permettant de tester le bon fonctionnement du mode surveillance et du système d'alanne de l'UC. 10. Dispositif de surveillance d'individus par radiofréquence selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend: une Unité Centrale (UC) (100), détenue par le responsable du groupe, interrogeant tour à tour chaque boîtier émetteur-récepteur à surveiller et signalant par une alarme la non réception de la réponse de un ou plusieurs boîtiers émetteur-récepteur (sortie de la zone surveillée, tentative de se débarrasser de l'émetteur. ), et un ensemble de boîtiers émetteur-récepteur (101, 102, 103, 104,.. .) numérotés (un pour chaque membre du groupe) répondant à des sollicitations régulières de l'UC au moyen d'un message radio, les messages radio contenant le numéro du boîtier émetteur-récepteur, permettant de s'assurer de la présence d'un groupe d'individus dans la zone définie par la..CLMF: portée radio et d'identifier les membres du groupe sortis de la zone.