Brevet FR2806508A1 — publié le 20010921

La présente invention concerne une installation pour la protection et la détection de personnes exposées aux risques chute dans l'eau ou d'éloignement, comprenant des émetteurs portés par les personnes à protéger et un récepteur à la disposition du surveillant, les émetteurs émettant un signal localisation, en radiofréquence, reçu par le récep teur. Pour de multiples raisons, des personnes comme des enfants en bas âge, des personnes âgées, souffrant d'amnésie, des navigateurs, des randonneurs, sont de plus en plus exposées à certains risques comme la chute dans eau (piscines bassin, bateau, plage, rivière...), l'éloignement étant souvent à l'origine de ces risques. La surveillance de ces personnes, pendant pé riodes loisirs, que cela soit au niveau familial ou dans des institutions, correspond à un problème de plus en plus difficile à résoudre à cause du manque de personnel qualifié ou de difficulté d'une surveillance individuelle et ce à tout instant de certaines personnes en période de loisir et dans la quotidienne. La présente invention a pour but de développer une installation pour la protection, la recherche et la dé tection directionnelle de personnes en difficulté ou plus gé néralement pour permettre de savoir à tout instant la direction exacte dans laquelle se trouve telle ou telle per sonne exposée à des risques et permettre de connaître égale ment plage d'éloignement de la personne pour accélérer des interventions de secours sans nécessiter la présence rap- prochee de personnel de surveillance. A cet effet, l'invention concerne une installa tion du type défini ci-dessus caractérisée en ce que A) l'émetteur se compose d'un boîtier hermétique, fixé à un support porté par la personne à protéger et logeant - un circuit émetteur émettant un signal de position et un signal d'immersion, - une antenne, - un détecteur d'humidité, - une batterie rechargeable, - un commutateur d'alimentation destiné à coopérer avec support pour assurer l'alimentation du circuit émetteur lorsque le boîtier est installé sur le support, B) récepteur comprend une antenne omnidirectionnelle et une antenne direction nelle, - un circuit de traitement du signal de réception, un sélecteur d'antenne permettant de relier sélective ment une antenne au circuit de traitement, - un atténuateur d'antenne pour atténuer la sensibilité l'antenne omnidirectionnelle selon des niveaux de sensi bilité correspondant à des éloignements périphériques des émetteurs par rapport à l'emplacement du récepteur, - un sélecteur d'émetteur pour caler le circuit de traite ment sur la fréquence d'un émetteur choisi, - un afficheur relié au circuit de traitement comportant un écran pour afficher l'émetteur reçu ainsi que le ni veau de son signal reçu (distance) et des témoins lumi neux d'éloignement et d'immersion. Ainsi selon l'invention, un émetteur individuali sé, c'est-à-dire émettant un signal individualisé, est attri bué chaque personne à protéger pendant la durée de la surveillance. Cet émetteur émet de préférence un signal codé, pulse et lorsque l'émetteur entre en contact avec de l'eau il émet un second signal superposé au précédent. Ces signaux sont traités par le circuit du récep teur et les informations sont affichées soit sur l'écran de l'afficheur soit ou en parallèle sur des moyens d'affichage lumineux éventuellement combinés à des avertisseurs sonores. La distance de surveillance attribuée à chaque personne pro tégée est réglée séparément et peut être mise en mémoire dans le récepteur. Cette distance peut être différente d'une per sonne à l'autre. Bien que l'installation soit destinée de préférence à la protection de personnes, elle peut également être utilisée pour la surveillance générale d'objets tels que des véhicules ou encore des animaux notamment des animaux do mestiques. Suivant une autre caractéristique avantageuse, le commutateur d'alimentation est un commutateur magnétique coo pérant avec un aimant porté par le support. Ce commutateur permet efficacement, et sans nécessiter de pièces mécaniques, d'assurer alimentation ou la coupure de l'alimentation du circuit d'émetteur par rapport à la batterie. Suivant une autre caractéristique, support d'émetteur comporte un logement pour recevoir le boîtier de l'émetteur. Ce logement permet de recevoir l'émetteur de ma nière solidaire pour éviter que celui-ci ne puisse se déta cher ou être détaché accidentellement de la bande. Il est particulièrement avantageux que la fixation du boîtier se fasse par moyen d'un dispositif de verrouillage n'est accessible lorsque le bracelet est enlevé. Suivant une autre caractéristique avantageuse, le détecteur humidité est formé par deux contacts extérieurs du boîtier Ce détecteur d'humidité fonctionne mesure d'une résistance. De manière avantageuse, les bornes alimentation de la batterie de l'émetteur sont aussi les bornes du détec teur d'humidité et la commutation se fait lorsque émetteur est mis en position de charge dans un chargeur. Inversement, lorsque émetteur est extrait du chargeur, bornes d'alimentation de la batterie deviennent automatiquement les bornes servant à mesurer la résistance, est-à-dire l'immersion de l'émetteur dans un liquide tel que l'eau. Enfin, suivant une autre caractéristique avanta geuse, le selecteur d'émetteur est un clavier à touches asso ciées émetteurs. Comme le nombre d'émetteurs est un nombre moyen allant de quelques émetteurs à quelques dizaines d'émetteurs ce clavier suffit pour appeler les différents émetteurs associés soit à une touche soit à deux touches par une combinaison de chiffres. L'installation de protection selon invention s'applique avantageusement à la protection des personnes, d'objets mobiles, ou d'animaux notamment domestiques. Dans le cas de la protection de personnes, les situations d'utilisation de l'installation, les plus diverses, sont en- visageables pour un groupe de personnes allant jusqu'à des randonnées ou la protection de groupes de skieurs ou pour des activités de ce type. présente invention sera décrite ci-après de manière plus détaillée à l'aide des dessins annexes dans les quels la figure 1 un schéma d'ensemble de l'installation mon trant un récepteur associé à l'un des émetteurs, la figure 2 est une vue en perspective d'un émetteur, la figure 3 une vue en perspective d'un exemple de réali sation de récepteur. Selon la figure 1, l'invention concerne une ins tallation pour protéger et détecter l'éloignement de person nes. L'installation se compose d'un ou plusieurs émetteurs attribués chacun à une personne à protéger et récepteur. Les personnes a protéger portent les émetteurs par exemple attachés par bracelet pour que l'émetteur soit aussi peu gênant que possible. Ces émetteurs émettent un signal radio dans la bande de réception du récepteur. Le récepteur est utilisé par opérateur qui le laisse en veille notamment pour être informé des risques d'éloignement de chute à l'eau de personnes protégées par un émetteur. Ainsi, l'installation comprend un ou plusieurs émetteurs Ei associés à un récepteur R. Ces émetteurs sont identiques et seuls leurs signaux sont différents. Un émetteur Ei se compose d'un boîtier 1, hermé tique, en matière plastique, destiné à être fixé de manière amovible à un support 2 tel qu'un bracelet porté par la per sonne à protéger. Ce bracelet comporte un logement 21 dans lequel s'encastre le boîtier 1. Le support 2 comporte égale ment un moyen de déclenchement du fonctionnement de l'émetteur Ei. Ce moyen est de préférence constitué par un aimant 22 intégré au support 2 pour être protégé contre les influences extérieures et notamment l'humidité provenant de la transpiration. Cet aimant 22 est destiné à coopérer avec un con tacteur à lamelles intégré au boîtier 1 pour mettre en ceuvre le circuit de l'émetteur Ei dès que le boîtier 1 est installé dans le logement 21 du support 2. A ce moment, la distance entre l'aimant 22 et le contacteur à lamelles de l'émetteur est suffisante pour actionner le contacteur à lamelles. Inversement, dès que le boîtier 1 est enlevé de son logement 21 du support 2, l'aimant 22 n'agit plus et le circuit de l'emetteur Ei est coupé de son alimentation. Cela permet de limiter la consommation d'énergie de la batterie uniquement au temps d'utilisation effectif de l'émetteur Ei. manière plus détaillée, l'émetteur Ei se com pose d'un circuit émetteur CEi, alimenté par une batterie B pour émettre deux signaux Sil, Sit, par une antenne A. signal de position Sil est un signal codé as socié à l'émetteur Ei, émis de manière pulsée avec une pério dicité choisie. Le signal de détresse Sit correspond à l'immersion l'émetteur. Ce signal Sit est émis en combi naison ou à la place du signal Sil par l'antenne L'alimentation du circuit CEi est assurée par la batterie B rechargeable, reliée à deux bornes d'alimentation N débou chant à l'extérieur du boîtier 1. Ces bornes N sont reliées à la batterie par l'intermédiaire d'un interrupteur commandé INl, de préférence un interrupteur à lamelles qui n'établit la liaison entre les bornes N et la batterie B que lorsque boîtier 1 est placé dans un chargeur ; les bornes N sont alors en contact avec les bornes d'alimentation et un aimant 31, figuré en pointillés, fermant les contacts l'interrupteur IN1. Cet interrupteur IN1 permet de protéger les tacts N et par suite la batterie contre tout court-circuit qui relierait les bornes N accidentellement pendant l'utilisation du boîtier 1. Un second interrupteur IN2, commandé par l'aimant 22 du support 2 établit ou coupe l'alimentation du circuit CEi à partir de la batterie B pour assurer l'alimentation uniquement lorsque le boîtier 1 est placé dans son logement 21 du support 2. Le boîtier 1 comporte également deux contacts - térieurs M reliés schématiquement au circuit CEi pour détec ter la présence d'eau entre les contacts M. Ces contacts M sont suffisamment éloignés pour éviter tout déclenchement in tempestif de l'émetteur Ei simulant par erreur l'immersion du boîtier 1 dans de l'eau. Ces contacts M peuvent être les memes que les contacts d'alimentation N mais dans ce cas l'interrupteur IN1 est remplacé par un commutateur qui, dans la position d'alimentation relie les contacts N à la batterie B et en po sition de non-alimentation relie les contacts directement au circuit CEi. La détection de l'immersion dans l'eau se fait par détection de la résistance entre les deux bornes du con tact M (ou dans sa variante entre les contacts N). Lorsque la résistance entre les bornes M corres pond à un seuil fixé, représentant une immersion dans l'eau, le circuit CEi émet le signal de détresse Sit. Au cas con traire, le circuit CEi n'émet que le signal de position Sil. Le récepteur R comprend deux antennes, une an tenne omnidirectionnelle AR1 et une antenne directionnelle AR2. Ces antennes sont reliées à un circuit de traitement CT par un commutateur d'antenne CA permettant de relier l'une ou l'autre des deux antennes au circuit de traitement CT. Ce commutateur antenne est actionné de préférence manuellement par l'opérateur, il peut également être commuté automatique ment pour fournir de manière multiplexée un signal d'éloignement provenant de l'antenne omnidirectionnelle AR1 et un signal directionnel provenant de l'antenne AR2. Le si gnal directionnel sera à sa valeur maximale pour l'alignement de l'antenne directionnelle AR2 sur la direction de l'émetteur reçu et il sera minimum dès que l'antenne AR2 ne sera plus alignée sur cette direction. récepteur comporte également un atténuateur d'antenne AT destiné à atténuer la sensibilité de l'antenne omnidirectionnelle selon différents niveaux de sensibilité. Cet atténuateur AT est relié au circuit de traitement CT. En fait, il peut faire partie de ce circuit. L'atténuateur AT se commande de préférence manuellement, ce qui permet à l'opérateur de régler le récepteur sur un niveau de sensibi lité de l'antenne omnidirectionnelle, c'est-à-dire un éloi- gnement. L'utilisation de ce niveau peut être passive ou tive en ce que l'opérateur peut fixer un niveau d'éloignement par l'atténuateur de manière à déclencher une alarme dès le signal reçu est inférieur à ce niveau d'atténuation ; cela correspond à un éloignement au-delà de la distance autorisée. Il peut également servir de manière passive simplement à l'affichage du dépassement des différents seuils de sensibi lité, c' -à-dire le dépassement des différentes distances d'éloignement. Le récepteur R comporte également un sélecteur d'émetteur permettant de sélectionner la fréquence de cha cun des émetteurs. Ce sélecteur d'émetteur SE peut être cons titué par un bouton tournant cranté dont chaque position de pivotement correspond à un émetteur ou par un clavier à tou ches, chaque touche étant associée à un émetteur Ei (i = 1 à n). Enfin, le récepteur comporte un afficheur comprenant un écran ECR et des témoins lumineux TL1, TL2, TL3. L'écran per met d'afficher le niveau du signal reçu sous la forme d'une distance d'éloignement ou d'un dépassement de seuil d'éloignement. Les témoins lumineux TL1, TL2, TL3 servent à afficher par un témoin le dépassement d'un ou plusieurs seuils d'éloignement et l'immersion de l'émetteur dans l'eau. Ce témoin d'immersion TL3, particulièrement important point de de la sécurité, peut être combiné à un généra teur de signal sonore. récepteur est de préférence alimenté par batterie reliée à des plots de contact, extérieurs, PL pour le chargement de la batterie. Ces plots PL sont reliés à la batterie de préférence par un interrupteur INTER qui n'assure liaison de la batterie avec les plots PL que lorsque le récepteur est placé en position de charge dans un support chargeur SC de manière à éviter tout court-circuit de la batterie en position d'utilisation du récepteur. La figure 2 montre un mode de réalisation prati que d'un emetteur Ei dans un boîtier 1 mis dans un emplace ment formant logement 21. Le support est un ruban ou bracelet 2 qui passe dans deux trous oblongs 211, 212 du logement 21. La figure 3 montre un récepteur R formé d'un boî tier allongé 10 ayant dans sa partie supérieure une fenêtre d'affichage 11 correspondant à l'écran ECR et les témoins lu mineux 12, 13, correspondant l'un à l'alerte d'éloignement et l'autre à alerte d'immersion. Entre ces deux témoins se trouve le bouton 14 du commutateur d'antenne pour passer de l'antenne omnidirectionnelle à l'antenne directionnelle ou inversement. La commande est complétée par le bouton 15 de l'atténuateur d'antenne. Ce bouton rotatif permet de régler la sensibilité, c'est-à-dire la distance. La graduation est de préférence faite en niveaux d'éloignement puisque la dis tance réelle représentée par les différents niveaux dépend de l'environnement. ensemble de neuf boutons constitue le sélec teur d'émetteur ce qui permet de sélectionner un nombre rela tivement important d'émetteurs puisque les boutons peuvent servir isolement pour former un chiffre ou en combinaison pour former un chiffre à deux positions, voire trois posi tions. Enfin, le récepteur est complété par un témoin indiquant la charge minimale de la batterie. Le récepteur peut également être intégré dans un téléphone portable. L'alimentation de l'émetteur se fait par une bat terie interne qui se recharge en utilisant deux plots de con tact 18, 18' situés sur deux côtés opposés du boîtier. Cette disposition géométrique peut remplacer l'interrupteur de charge pour éviter un court-circuit entre les deux bornes 18' si celles-ci ne sont pas coupées de la batterie en posi tion d'utilisation (et non en position de charge) de la bat terie du récepteur. L'antenne directionnelle et l'antenne omnidirec tionnelle sont logées à l'intérieur du boîtier 10. L'installation décrite ci-dessus s'utilise dans les conditions suivantes (figure 1) . En position de non utilisation, les émetteurs Ei sont rangés éventuellement dans un chargeur de batterie de même que le récepteur R. Pour l'utilisation, on fixe les émetteurs Ei dans le logement 21 des supports 2 et attri bue un émetteur Ei à chaque personne à protéger. Les émetteurs Ei sont alors en état d'émission, ce qui peut d'ailleurs se contrôler, même en position rappro chée avec le récepteur R. Les émetteurs Ei émettent chacun au moins un si gnal Sil de position, propre à chaque émetteur, le signal d'immersion Sit pouvant également être propre à chaque émet teur Ei. Les émetteurs Ei ne nécessitent aucun réglage particulier, l'ensemble des informations pour l'émission des signaux radio codés Sil, Sit étant mémorisé de préférence dans le circuit d'émetteur CEi associé à chaque émetteur Ei. Le récepteur R est également prêt à l'emploi lorsque sa batterie est chargée. Le récepteur R est de préférence normalement en veille lorsqu'il est utilisé. Dans ce mode de veille, l'antenne omnidirectionnelle est reliée au circuit de traite ment. Dans ces conditions le circuit de traitement peut rece voir tous les signaux de la bande des fréquences radio utilisées par l'installation de façon qu'il puisse recevoir prioritairement un signal d'immersion Sit d'un émetteur Ei serait en difficulté. En cas de réception du signal d'immersion le té moin lumineux TL3 d'immersion est éclairé et un signal sonore éventuellement émis par un haut-parleur non représenté. Enfin, l'écran peut afficher l'émetteur immergé. A partir de cette information, l'opérateur peut sélectionner plus préci sément cet émetteur avec son sélecteur d'émetteur SE pour re cevoir alors le signal d'éloignement Sil de cet émetteur Ei et connaître son éloignement. Il peut également, préfé rence, commuter sur l'antenne directionnelle AR2 pour locali ser la direction dans laquelle se situe l'émetteur en difficulté Ei. L'antenne omnidirectionnelle AR1 reçoit les si gnaux, quelle que soit l'orientation du récepteur R. Au con traire, pour l'antenne directionnelle AR2, la direction de réception de cette antenne correspond sensiblement à la di- rection longitudinale du récepteur R. I1 suffit alors de tourner récepteur R sur 360 pour rencontrer la direction dans laquelle se trouve l'émetteur Ei. Après avoir localisé la direction, il est facile de suivre cette direction pour trouver émetteur Ei, c'est-à-dire la personne danger. Dans des conditions normales de surveillance, l'émetteur R est également utilisé pour surveiller ou locali ser périodiquement les émetteurs Ei. Pour cela, l'opérateur sélectionne successivement, à l'aide du sélecteur SE, les différents émetteurs pour vérifier qu'ils se trouvent en deçà de la distance d'éloignement limite et qu'il n'y pas immer sion. R E V E N D I C A T I 0 N S 1 ) Installation pour la protection et la détection de per sonnes exposées aux risques de chute dans l'eau ou d'éloignement, comprenant des émetteurs portés par les per sonnes à protéger et un récepteur à la disposition du sur veillant, les émetteurs émettant un signal localisation, radiofréquence, reçu par le récepteur, caractérisée en ce que l'émetteur (Ei) se compose d'un boîtier 1) hermétique, fixé à un support (2) porté par la personne à protéger et logeant - un circuit émetteur (CEi) émettant un signal de position (Sil) et un signal d'immersion (Si2), - une antenne (A), - un détecteur d'humidité (M), - une batterie rechargeable (A), - un commutateur d'alimentation (IN2) destiné à coopérer avec un le support (2, 22) pour assurer l'alimentation du circuit émetteur (CEi) lorsque le boîtier (1) est installé sur le support (2, 21), le récepteur (R) comprend - une antenne omnidirectionnelle (AR1) et antenne di rectionnelle (AR2), - un circuit de traitement (CT) du signal de réception, - un sélecteur d'antenne (CA) permettant de relier sélec tivement une antenne (AR1, AR2) au circuit de traitement (CT), - un atténuateur d'antenne (AT) pour atténuer la sensibi lité de l'antenne omnidirectionnelle (AR1) selon des ni veaux de sensibilité correspondant à des éloignements périphériques des émetteurs (El) par rapport à l'emplacement du récepteur (R), - un sélecteur d'émetteur (SE) pour caler le circuit de traitement sur la fréquence d'un émetteur (Ei) choisi, - un afficheur relié au circuit de traitement (CT) compor tant un écran (ECR) pour afficher l'émetteur (Ei) reçu ainsi que le niveau de son signal reçu (distance) et des témoins lumineux d'éloignement et d'immersion (TL1, TL2, 2 ) Installation selon la revendication 1, caracterisée en ce que le commutateur d'alimentation (IN2) est un commutateur magné tique coopérant avec un aimant (22) porté par support (2). 3 ) Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le support (2) comporte un logement (21) pour recevoir le boîtier (1) de l'émetteur. 4 ) Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que le détecteur d'humidité (M) est formé par deux contacts exté rieurs du boîtier (1). 5 ) Installation selon les revendications 1 et caracterisée en ce que les bornes d'alimentation (N) de la batterie (B) de l'émetteur (Ei) sont aussi les bornes détecteur d'humidité. 6 ) Installation selon la revendication 1, caracterisée en ce que le sélecteur d'émetteur (SE) est un clavier à touches asso ciées aux émetteurs (Ei).