Brevet FR2813155A1 — publié le 20020222

La présente invention concerne les installations d'animation interactive, permettant notamment de soumettre simultanément plusieurs utilisateurs à des questionnaires à réponses multiples et de gérer les réponses choisies par les utilisateurs et communiquées par actionnement de commutateurs. A ce jour, on utilise fréquemment, dans certaines émissions de télévision, des installations d'animation interactive comprenant une pluralité de terminaux-utilisateurs ayant chacun une série de plusieurs commutateurs actionnables par un utilisateur pour générer un signal électrique d'émission envoyé par des conducteurs électriques de transmission à une unité centrale de traitement qui pilote des moyens d'affichage. Chaque réponse possible à une question est affectée à l'un des commutateurs du terminal utilisateur. On cherche en général à détecter l'utilisateur ayant donné la bonne réponse dans le temps le plus réduit. Les installations d'animation interactive connues sont bien adaptées à une utilisation dans un local fermé et protégé, car il est possible alors de relier les terminaux utilisateurs à l'unité centrale par de simples conducteurs de liaison que l'on fait passer aisément dans les sols ou les murs, et que l'on peut déplacer, allonger et adapter à la disposition voulue dans le local. Mais ces installations d'animation interactive ne sont pas adaptées à une utilisation en milieu non protégé, milieu dans lequel les utilisateurs ont tendance à déplacer les terminaux utilisateurs et à dégrader ainsi la liaison par les conducteurs vers l'unité centrale. Egalement, l'unité centrale n'est alors pas protégée et est susceptible de dégradation par des utilisateurs malveillants. En outre, les installations d'animation interactive à liaisons filaires sont mal adaptées à des utilisations dans les milieux tels que les lieux publics, dans lesquels il n'est pas aisé de faire passer les conducteurs dans ou sur les sols ou les murs sans dégradation inacceptable des sols et des murs et sans risque pour le public. Le problème proposé par la présente invention est de concevoir une nouvelle structure d'installation d'animation interactive, dans laquelle les liaisons entre les terminaux utilisateurs et l'unité centrale sont peu encombrantes, facilement déplaçables dans n'importe quel contexte d'intérieur ou d'extérieur. De préférence, selon l'invention, on cherche également à isoler l'unité centrale, en permettant de la placer en un lieu déporté et protégé, à l'écart du récepteur d'ondes radio et des terminaux utilisateurs. L'idée qui est à la base de l'invention consiste à remplacer les liaisons filaires entre terminaux utilisateurs et unité centrale par une liaison radio. Mais la difficulté est alors de réaliser un système simple, fiable et peu onéreux, susceptible d'être utilisé dans un environnement tel que les lieux publics où les perturbations radio sont fréquentes. Ainsi, l'invention vise à rendre le système très peu sensible aux perturbations radio environnantes, sans pour autant augmenter le coût de réalisation du système. Pour atteindre ces objets ainsi que d'autres, une installation d'animation interactive selon l'invention comprend une pluralité de n terminaux utilisateurs ayant chacun une série de plusieurs commutateurs actionnables par un utilisateur pour générer un signal électrique d'émission envoyé par des moyens de transmission à une unité centrale de traitement qui pilote des moyens d'affichage ; selon l'invention - chaque terminal utilisateur comprend un émetteur d'onde radio émettant une onde radio de fréquence unique F modulée en fonction du signal électrique d'émission généré par les commutateurs du terminal utilisateur, - les ondes radio de fréquence unique F provenant des n terminaux utilisateurs sont reçues et démodulées par un récepteur d'ondes radio qui les transforme en un signal électrique de réception transmis à l'unité centrale de traitement. Selon un mode de réalisation avantageux, le récepteur d'ondes radio envoie le signal électrique de réception à l'entrée d'un circuit d'interface par l'intermédiaire d'une ligne de transmission immune aux bruits, et le circuit d'interface transmet ledit signal électrique de réception depuis sa sortie vers l'unité centrale de traitement par une liaison série de type RS ou de type USB ou équivalent. On peut avantageusement prévoir que chaque terminal utilisateur comprend une sortie auxiliaire série du même type que la liaison série entre le circuit d'interface et l'unité centrale de traitement du récepteur. Grâce à cette caractéristique, on peut prévoir, en cas d'impossibilité d'utiliser la liaison radio, une connexion filaire de secours entre les terminaux utilisateurs et l'unité centrale, en ajoutant une carte d'interface à l'entrée de l'unité centrale pour recevoir les signaux provenant des différents terminaux utilisateurs. Selon un mode de réalisation, dans chaque terminal utilisateur, les commutateurs sont connectés à des entrées respectives d'un circuit de codage générant ledit signal électrique d'émission en fonction des signaux reçus des commutateurs, et le récepteur d'ondes radio est adapté pour décoder ledit signal électrique régénéré par la démodulation de l'onde radio reçue par le récepteur. Dans ce cas, le circuit de codage peut avantageusement être adapté pour générer un signal électrique d'émission de durée courte et déterminée à réception d'un premier signal provenant de l'un quelconque des commutateurs du terminal utilisateur. Une telle réalisation permet, à faible coût, d'éviter au mieux les collisions entre les messages émis par les différents terminaux utilisateurs. La durée du signal électrique d'émission est de l'ordre de 30 à 50 millisecondes environ. Selon une possibilité, le signal électrique d'émission est un signal impulsionnel comprenant une en-tête suivie de signaux de synchronisation eux-mêmes suivis de deux octets contenant l'information sur l'identité du commutateur qui a été actionné par l'utilisateur et contenant l'identité du terminal utilisateur. De préférence, le récepteur d'ondes radio effectue un filtrage du signal reçu, et son contrôle pour reconstituer le signal électrique d'émission et compenser sa dégradation éventuelle au cours de la transmission radio. Dans ce cas, le filtrage et le contrôle peuvent avantageusement s'effectuer en échantillonnant le signal reçu à fréquence plus élevée et en reconstituant les signaux binaires sur la base d'un vote majoritaire. D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description suivante de modes de réalisation particuliers, faite en relation avec les figures jointes, parmi lesquelles: - la figure 1 est une vue générale illustrant schématiquement une structure d'installation d'animation interactive selon un mode de réalisation de la présente invention ; - la figure 2 est un chronogramme illustrant les signaux en entrée et en sortie du circuit de codage dans un émetteur de la figure 1 ; - la figure 3 illustre le codage Manchester qui peut être utilisé pour la transmission des messages dans l'installation selon l'invention ; - la figure 4 est un chronogramme illustrant la structure d'un message par lequel sont transmises les informations entre les terminaux utilisateurs et l'unité centrale selon l'invention ; - la figure 5 illustre le chronogramme de transmission selon un mode de réalisation de l'invention, entre le circuit d'interface et l'unité centrale. Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 1, une installation d'animation interactive selon l'invention comprend une pluralité de n terminaux utilisateurs tels que le premier terminal utilisateur 1 et le dernier terminal utilisateur 2, une unité centrale de traitement 3 et des moyens d'affichage 4 tels qu'un moniteur ou un écran géant piloté par l'unité centrale de traitement 3. Chaque terminal utilisateur tel que le premier terminal utilisateur 1 comprend un émetteur d'onde radio 5 qui émet une onde radio 6 de fréquence unique F modulée en fonction du signal électrique d'émission généré par une série de plusieurs commutateurs tels que les commutateurs 7, 8 et 9 actionnables par un utilisateur. on peut prévoir par exemple, sur le terminal utilisateur 1, une série de trois commutateurs 7, 8 et 9 actionnables par l'utilisateur, et connectés entre la masse 10 ou l'alimentation et trois entrées respectives 11, 12 et 13 d'un circuit de codage 14 générant sur sa sortie 15 le signal électrique d'émission qui est fonction des signaux reçus des commutateurs 7, 8 et 9. La sortie 15 du circuit de codage 14 est connectée à l'entrée de l'émetteur d'onde radio 5 qui produit l'onde radio 6 modulée. Les ondes radio de fréquence unique F provenant des n terminaux utilisateurs, telles que l'onde radio 6 provenant du terminal utilisateur 1 et l'onde radio 106 provenant du terminal utilisateur 2, sont reçues et démodulées par un récepteur d'ondes radio 16 qui les transforme sur sa sortie 17 en un signal électrique de réception transmis à l'unité centrale de traitement 3. Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 1, le récepteur d'ondes radio 16 envoie le signal électrique de réception à l'entrée 18 d'un circuit d'interface 19 par l'intermédiaire d'une ligne de transmission 20 immune aux bruits. La ligne de transmission 20 transmet des signaux électriques dont la tension est de l'ordre de 12 volts et l'amplitude en courant est de quelques milliampères. Il en résulte que la ligne de transmission 20 peut être relativement longue sans que les signaux transmis soient perturbés par les bruits électriques environnants. On peut ainsi déporter l'unité centrale à l'écart du récepteur d'ondes radio 16, sans perdre en fiabilité des transmissions. Le circuit d'interface 19 comprend une sortie 21 série de type RS ou de type USB ou équivalent, et transmet ainsi le signal électrique de réception vers l'unité centrale de traitement 3 par une ligne série ou USB 22 connectée au port série ou USB 23 de l'unité centrale de traitement 3. De préférence, comme illustré sur la figure 1, chaque terminal utilisateur tel que le terminal utilisateur 1 comprend une sortie auxiliaire série 24 du même type que la liaison série ou USB 22 entre le circuit d'interface 19 et l'unité centrale 3 du récepteur. En se référant à nouveau au terminal utilisateur 1, le circuit de codage 14 pilote en outre trois lampes 25, 26 et 27, correspondant chacune à l'un des commutateurs 7, 8 et 9, pour alimenter la lampe 25, 26 ou 27 correspondant à celui des commutateurs 7, 8 et 9 qui a été actionné par l'utilisateur. Le circuit de codage 14 est adapté pour générer un signal électrique d'émission de durée courte et déterminée à réception d'un premier signal provenant de l'un quelconque des commutateurs 7, 8 et 9 du terminal utilisateur 1. La durée du signal électrique d'émission est choisie de l'ordre de 30 à 50 millisecondes environ. Sur la figure 2, on a illustré un mode de réalisation possible du chronogramme des signaux reçus et émis par le circuit de codage 14. Le premier signal E1 illustre une forme de signal reçue sur l'entrée 11 provenant du premier commutateur 7 qui a été actionné par l'utilisateur à l'instant t0. Le signal L1 illustre la commande de la lampe 25, que le circuit de codage 14 allume pendant une durée t4-t2 de l'ordre de quelques secondes. On visualise ainsi, sur le terminal utilisateur 1, le commutateur qui a été actionné par l'utilisateur. Le signal S est le signal électrique d'émission, dont la durée t6-t3 est de 30 à 50 millisecondes environ. Enfin, le signal I est un signal interne au circuit de codage 14, illustrant une durée d'inhibition de l'ordre de quelques secondes pendant laquelle toute action supplémentaire sur les commutateurs 7, 8 et 9 est inhibée et ne produit aucune modification du signal électrique d'émission S. Le signal électrique d'émission S est un signal impulsionnel, constitué d'une série de signaux binaires. Pour assurer une transmission correcte d'un tel signal, et permettre un codage et un décodage minimisant l'effet des perturbations radio environnantes, on peut avantageusement utiliser un signal électrique d'émission S codé à l'aide d'un codage Manchester. La figure 3 illustre un tel codage Manchester, qui est couramment utilisé dans la technique. Un signal binaire 0 est codé par une demi-période à l'état 0, un front de montée et une demi- période à l'état 1. Un signal binaire 1 est codé par une demi- période à l'état 1, un front de descente et une demi-période à l'état 0. La figure 4 illustre un mode avantageux de constitution du signal électrique d'émission S selon l'invention. Dans ce mode de réalisation, le signal électrique S comprend une en-tête 28, suivie d'une série de signaux de synchronisation 29, elle-même suivie de deux octets 30 et 31 contenant l'information sur l'identité du commutateur 7, 8 ou 9 qui a été actionné par l'utilisateur et contenant l'identité du terminal utilisateur tel que le terminal 1 correspondant à l'utilisateur. Dans le mode de réalisation illustré, l'en-tête comprend un signal à l'état haut d'environ 5 millisecondes, suivi de quatorze signaux binaires 0. Les signaux de synchronisation 29 comprennent deux signaux binaires 1, un signal binaire 0 et un dernier signal binaire 1. Pour réaliser un tel signal électrique d'émission dont la durée est de 30 à 50 millisecondes environ, une vitesse de transmission de 1 kBauds est satisfaisante. Cela permet d'utiliser des circuits relativement lents et peu onéreux. A titre d'exemple, le premier octet 30 peut contenir l'information sur l'identité du commutateur qui a été actionné par l'utilisateur. On utilise dans l'octet les deux signaux binaires de poids faible. Par exemple deux signaux binaires 01 désignent l'entrée 11 correspondant au commutateur 7, deux signaux binaires 10 désignent l'entrée 12 correspondant au commutateur 8, deux signaux binaires 11 désignent l'entrée 13 correspondant au commutateur 9, selon un codage LSB first. En se référant maintenant au récepteur d'ondes radio 16, celui-ci est adapté pour décoder le signal électrique S régénéré par la démodulation de l'onde radio reçue par le récepteur radio. En outre, le récepteur d'ondes radio 16 effectue un filtrage du signal reçu, et son contrôle pour reconstituer le signal et compenser sa dégradation éventuelle au cours de la transmission radio entre les émetteurs tels que l'émetteur d'onde radio 5 et l'antenne réceptrice. Le filtrage et le contrôle peuvent avantageusement s'effectuer en échantillonnant le signal reçu à une fréquence plus élevée et en reconstituant les signaux binaires sur la base d'un vote majoritaire. Ainsi, le décodage est l'opération qui consiste à transformer le signal en code Manchester en deux octets. La technique recommandée est d'effectuer un échantillonnage à raison de sept à dix échantillons par signal binaire et de procéder à un vote majoritaire pour déterminer l'état haut ou bas du signal. En effet, la détérioration de la transmission radio se traduit par la présence d'irrégularités dans le signal, par exemple des passages à zéro de courte durée pendant que le signal devrait être à un et réciproquement, les durées augmentant avec la baisse de qualité de la liaison radio jusqu'à rendre le message incompréhensible. Ces perturbations rendent impossible l'utilisation directe d'interruptions sur front montant ou descendant. Le récepteur d'ondes radio 16 envoie ainsi sur sa sortie 17 un signal de réception régénéré et filtré, qui est envoyé au circuit d'interface 19. Selon une première possibilité, le signal de réception est non modifié, c'est-à-dire a priori identique au signal électrique d'émission S. Selon une autre possibilité, le récepteur d'ondes radio effectue une inversion du contenu des octets . les deux octets arrivant codés en LSB first sont transformés en deux octets repartant codés en MSB first, c'est-à-dire en utilisant les deux signaux binaires de poids fort. De la sorte, l'unité centrale peut distinguer un message transmis par radio et un message transmis par fil. Le circuit d'interface 19 produit sur sa sortie 21 un signal série à la vitesse de 1 200 Bauds. Selon une possibilité, un chronogramme du signal transmis est illustré sur la figure 5 : le signal transmis comprend les deux octets 30 et 31 qui étaient contenus dans le signal électrique d'émission S, précédés chacun d'un signal binaire de valeur 0 et suivis chacun de deux signaux binaires d'arrêt de valeur 1. Juste avant la transmission des octets 30 et 31, le circuit d'interface 19 met la ligne à l'état 0 pendant 12 millisecondes puis à l'état 1 pendant une durée de deux signaux binaires soit 1,66 millisecondes. Selon une réalisation simplifiée, le circuit d'interface 19 transmet directement les deux octets 30 et 31 sur la ligne 22, sans en-tête. Dès réception, l'unité centrale de traitement 3 stocke immédiatement les deux octets 30 et 31 dans une mémoire tampon 32. Au cours du traitement, l'unité centrale de traitement 3 scrute et vide la mémoire tampon 32 à une fréquence supérieure à la fréquence d'arrivée des signaux de réception, en suivant un programme de traitement des signaux de réception pour générer les signaux transmis aux moyens d'affichage 4. La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui ont été explicitement décrits, mais elle en inclut les diverses variantes et généralisations contenues dans le domaine des revendications ci-après. REVENDICATIONS 1 - Installation d'animation interactive, comprenant une pluralité de n terminaux utilisateurs (1, 2) ayant chacun une série de plusieurs commutateurs (7, 8, 9) actionnables par un utilisateur pour générer un signal électrique d'émission (S) envoyé par des moyens de transmission à une unité centrale de traitement (3) qui pilote des moyens d'affichage (4), caractérisée en ce que - chaque terminal utilisateur (1, 2) comprend un émetteur d'onde radio (5) émettant une onde radio de fréquence unique F modulée en fonction du signal électrique d'émission (S) généré par les commutateurs (7, 8, 9) du terminal utilisateur (1, 2), - les ondes radio de fréquence unique F (6, 106) provenant des n terminaux utilisateurs (1, 2) sont reçues et démodulées par un récepteur d'ondes radio (16) qui les transforme en un signal électrique de réception transmis à l'unité centrale de traitement (3). 2 - Installation d'animation interactive selon la revendication 1, caractérisée en ce que le récepteur d'ondes radio (16) envoie le signal électrique de réception à l'entrée (18) d'un circuit d'interface (19) par l'intermédiaire d'une ligne de transmission (20) immune aux bruits, et le circuit d'interface (19) transmet ledit signal électrique de réception depuis sa sortie (21) vers l'unité centrale de traitement (3) par une liaison série (22) de type RS ou de type USB ou équivalent. 3 - Installation d'animation interactive selon la revendication 2, caractérisée en ce que chaque terminal utilisateur (1, 2) comprend une sortie auxiliaire série (24) du même type que la liaison série (22) entre le circuit d'interface (19) et l'unité centrale de traitement (3) du récepteur. 4 - Installation d'animation interactive selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que, dans chaque terminal utilisateur (1, 2), les commutateurs (7, 8, 9) sont connectés à des entrées respectives (11, 12, 13) d'un circuit de codage (14) générant ledit signal électrique d'émission (S) en fonction des signaux reçus des commutateurs (7, 8, 9), et le récepteur d'ondes radio (16) est adapté pour décoder ledit signal électrique régénéré par la démodulation de l'onde radio reçue par le récepteur. 5 - Installation d'animation interactive selon la revendication 4, caractérisée en ce que le circuit de codage (14) est adapté pour générer un signal électrique d'émission (S) de durée courte et déterminée à réception d'un premier signal provenant de l'un quelconque des commutateurs (7, 8, 9) du terminal utilisateur (l, 2). 6 - Installation d'animation interactive selon la revendication 5, caractérisée en ce que la durée du signal électrique d'émission (S) est de 30 à 50 millisecondes environ. 7 - Installation d'animation interactive selon l'une des revendications 5 ou 6, caractérisée en ce que le signal électrique d'émission (S) est un signal impulsionnel comprenant une en-tête (28) suivie de signaux de synchronisation (29) eux-mêmes suivis de deux octets (30, 31) contenant l'information sur l'identité du commutateur (7, 8, 9) qui a été actionné par l'utilisateur et contenant l'identité du terminal utilisateur (1, 2). 8 - Installation d'animation interactive selon la revendication 7, caractérisée en ce que le signal électrique d'émission (S) est codé en code Manchester. 9 - Installation d'animation interactive selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisée en ce que le récepteur d'ondes radio (16) effectue un filtrage du signal reçu, et son contrôle pour reconstituer le signal électrique d'émission (S) et compenser sa dégradation éventuelle au cours de la transmission radio. 10 - Installation d'animation interactive selon la revendication 9, caractérisée en ce que le filtrage et le contrôle s'effectuent en échantillonnant le signal reçu à fréquence plus élevée et en reconstituant les signaux binaires sur la base d'un vote majoritaire. 11 - Installation d'animation interactive selon l'une quelconque des revendications 7 à 10, caractérisée en ce que, dès réception, l'unité centrale de traitement (3) stocke immédiatement les deux octets (30, 31) dans une mémoire tampon (32), et au cours du traitement, l'unité centrale de traitement (3) scrute et vide la mémoire tampon (32) à une fréquence supérieure à la fréquence d'arrivée des signaux de réception en suivant un programme de traitement des signaux de réception.