Brevet FR2830651A1 — publié le 20030411

La présente invention concerne un système de localisation des personnes, se déplaçant sur un site, grâce à des bornes radio autonomes et mobiles et des émetteurs récepteurs radio portatifs. La présente invention concerne un système de localisation des personnes, se déplaçant sur un site, grâce à des bornes radio et des émetteurs récepteurs. L'invention répond à un besoin de localisation d'une ou plusieurs personnes effectuant des déplacements, afin d'assurer leur sécurité, et ce de manière automatique. Le système repose sur une base classique de radiotéléphonie intégrant un émetteur-récepteur et un poste portatif radio conservant lui aussi sa fonctionnalité d'émetteur-récepteur, et l'utilisation de bornes radio permettant la localisation des personnes utilisant les postes portatifs. La localisation est réalisée grâce à un système de balises appelé par la suite borne radio ou balise radio et un ou plusieurs portatifs de type radiotéléphonique (PMR). Les bornes radio et les portatifs communiquent des informations relatives à la situation des utilisateurs des portatifs (état et localisation). Les bornes ou balises radio fonctionnent de manière autonome et c'est le portatif luimême qui retransmettra les informations en temps réel. Les informations transmises par les bornes radios ne sont donc pas véhiculées par un système complexe de câblage (pour transmettre l'information de localisation des individus). Puisque : - Premièrement : les bornes radio sont autonomes, fonctionnant grâce à une alimentation par pile ou par accumulateur intégrée. - Deuxièmement : les informations transmises par la borne radio transitent par le portatif pour être centralisées sur un afficheur, et/ou traitées de manière informatique, ou/et imprimées. Les autres systèmes existants fonctionnent grâce à un lecteur de badges ou lecteur de bornes radios mémorisant l'information transmise aux bornes radios. Ces informations sont donc traitées par la liaison filaire entre les balises et l'unité de gestion et ne peuvent être lues que par un système de traitement des données. En aucun cas, la personne à localiser n'est localisée en temps réel autrement dit au moment même où elle passe devant une borne radio. Notre système s'adapte donc parfaitement en cas de besoin de localisation d'une ou plusieurs personnes effectuant des rondes nécessitant une transmission de leur position en temps réel et répond aux exigences françaises concernant la sécurité des travailleurs (la protection des travailleurs isolés, DATI, API). Il travaille en temps réel pour afficher et/ou imprimer le parcours du ou des utilisateurs. Le second point qui rend l'invention novatrice résulte de l'intégration dans le poste portatif lui-même d'un lecteur de borne radio. Il n'est donc pas indépendant du portatif mais intégré de telle sorte qu'il est nécessaire d'ouvrir le portatif pour atteindre le lecteur. L'avantage qui en résulte est simple : l'utilisateur dispose d'un outil permettant de le localiser en temps réel et de communiquer avec sa base (fonctionnalité d'émetteurrécepteur conservée). Le système est constitué de : Bornes radio : bornes radios autonomes (Figure n -.'cc'/contenu de la borne gure n Il radio) à alimentation par pile ou par accumu ! ateur (// ? -.'/ ?/Xs o/ accumulate//), de détection de présence humaine par infrarouge (détection de chaleur) et/ou d'hyperfréquence (type radar) ou par contact, comme par exemple, des contacts de portes (Figure n01- (6) : détecteur infrarouge ou d'hyperfréquence de type radar ou de contact de type contact de porte) équipées d'un émetteur faible puissance, d'environ 1 mW, (Figure 1 - (3) : Emetteur de données) de faible portée ou par boucles commandées par un contact d'ouverture (de porte). Ces bornes radio sont chargées de détecter le passage d'une personne dans une zone précise. Chaque borne radio est conçue pour avoir une faible consommation préservant son autonomie. La borne radio n'émet donc qu'au passage d'une personne, grâce à son détecteur (pas d'émission en continu). Un réglage de portée radio permet d'éviter que deux bornes radios proches ne viennent se perturber (Figure n01- (4) : réglage de la propagation de la borne radio). La puissance des bornes radios est faible ( 1 mW) et réglable, de telle sorte que la zone détectée ne peut communiquer avec d'autres bornes radios ou d'autres portatifs d'autres zones et transmettre des informations erronées (pour deux niveaux par exemple). La borne radio est donc réglable sur sa portée de 50 centimètres à 100 mètres pour la lecture, suivant les besoins des utilisateurs. Le système peut recevoir 999 bornes radios. Chaque borne radio est configurable et un numéro entre 1 et 999 lui est affecté. C'est le microprocesseur intégré dans la borne radio qui gère le numéro de la borne radio (Figure nOl- (5) : microprocesseut). Une information concernant le niveau haut/bas de la batterie (pile ou accumulateur) est transmise à la lecture des bornes radios. Lorsque la borne radio est lue par le portatif, elle transmet trois types d'informations : son numéro de borne radio, le niveau de sa batterie, l'entête de la société. Cet entête est unique et spécifique à chaque société afin d'éviter vol, fraude... Les informations d'émission de la borne sont transmises à un récepteur communiquant au microprocesseur qui les transmet alors à la base radio (Figure nO3). Le code transmis est en format 32 bits. Il est possible de régler sur ce code le numéro de borne radio affecté et de le changer avec facilité (interrupteurs ou plots de soudure). Les bornes radio utilisent une fréquence radio autorisée par l'ART (Autorité de Régulation des Télécommunications), soit actuellement de l'ordre de 864 Mhz. Portatif (s) radio : Le portatif radio utilisé permet les communications vocales entre la base et les utilisateurs. Un récepteur radio sur la fréquence des bornes radios est monté à l'intérieur même du portatif (Figure n'3- (3)-Récepteur radio). Les informations de bornes radios recueillies par la carte intégrant un microprocesseur (Figure n02 - (1) : portatif radio de type PMR, (2) : carte à microprocesseur recueillant les informations de la borne radio) sont mémorisées localement (seulement les deux dernières bornes radios - Figure n02 - (3) : mémorisation de la borne radio 001, (4) : mémorisation de la borne radio 002 ; la borne radio 001 et la borne radio 002 sont les deux dernières bornes radios passées par l'utilisateur du portatif) et/ou envoyées immédiatement vers la base en utilisant l'émetteur du portatif (Figure n02 - (5) : base centralisatrice receptionnant les informations transmlses par leportatil. Les entêtes reçus sont analysés aux données programmées dans le portatif pour qu'il ne réagisse qu'aux bornes radios. En cas de concordance, le numéro est exploité. Les informations sont stockées dans le portatif et/ou transmises simultanement par radio. Il est possible d'interroger à tout moment le portatif pour connaître les deux dernières bornes radios détectées (seules les deux dernières bornes radios sont stockées dans la mémoire du portatif). Cette information est transmise à la base centralisatrice lors de ses appels cycliques (Figure 2 - (5) : la base centralisatrice des données interroge le portatif pour connaÎtre les deux dernières bornes radios validées). L'utilisation de ce type de transmission des informations est capital en cas de grand nombre d'utilisateurs de portatifs sur un même site. L'information de pile ou d'accumulteur faible est également utilisée et retransmise vers la base. Le portatif utilise également (grâce un capteur interne intégré) une information de verticalité ou d'immobilisme du portatif pour détecter une situation anormale (accident, agression, malaise par exemple) et transmettre une alerte à la base par la même voie. Tous les codes sont des codes sélectifs aux standards CCIR, ZVEI1 ou 2 ou EEA transmis sur la même fréquence que les communications vocales. Le portatif utilise les bandes de fréquences de radio standard : 75-84 Mhz, 148-177 Mhz, 400-470 Mhz ou une fréquence sur bande autre, délivré par un ministère particulier. - Une base centralisatrice des informations : cette base centralisatrice est une base radio de type émetteur-récepteur. Elle centralise les communications vocales et récupère toutes les informations de bornes radios (Figure n03 (1) : la borne radio émet des données au portatif/Figure n 2- (5) : la base récupère les informations de bornes radios transmises parle portatil, transmises par le portatif, en temps réel pour les afficher, les traiter, et/ou les imprimer (Figure n 2-?-65-: La base centralisatrice gère les données reçues pour les visualiser, comme ici, sur un écran grâce à un logiciel informatique (5)). Les numéros de bornes radios sont exploités en temps réel pour suivre le parcours de l'utilisateur ou pour demander une interrogation du portatif au besoin (Figure n02 - (3, 4-6) : visualisation des deux dernières bornes radios passées soit borne radio 001 et borne radio 002, avec un utilisateur se dirigeant, selon le sens d'une ronde, vers la borne radio 003). En effet, la base vient interroger de manière cyclique le portatif (Figure n"2- (5-1) : la base interroge le portatif pour connaÎtre les deux dernières bornes radios mémorisées dans le microprocesseur du portatil, de telle sorte que non seulement la liaison entre le portatif et la base est testée (sécurité positive) et que l'interrogation du portatif par la base porte sur les deux dernières balises radio validées. L'interrogation cylique de la base permet donc de connaître les deux dernières bornes radios passées par l'utilisateur. Les numéros des deux dernières bornes radios sont stockées dans la mémoire du micro-processeur intégré dans le portatif (Figure n02 - (3-4) : mémorisation des deux dernières bornes radios). Ce système permet alors d'éviter les interférences et les collisions si le nombre d'utilisateurs est important. Dans tous les cas, les numéros des bornes radios sont accompagnés d'une information de pile faible attirant l'attention sur la nécessité de changement de la pile ou le rechargement des accumulteurs. Les informations sur l'état du portatif (perte de verticalité ou d'immobilisme, appels du portatif, perte de liaison entre la base et le portatif, alarme volontaire) sont aussi traitées sous forme d'alertes sonores et/ou visuelles (Figure n03 - (7) : système permettant de transmettre des Informations sur la verticalité ou lmmobilisme du portatif afin de communiquer ces informations à la base en vue du déclenchement d'une alarme ; ce dispositif est important pour sécuriser le personnel utilsateur des postes portatifs et répond aux exigences posées en terme de Protection du Travailleur Isolé). Certains éléments qui font partie de l'invention sont déjà connus telles que les détecteurs de type infrarouge et/ou d'hyperfréquence, les portatifs radio et les émetteurs récepteurs radio. Seuls sont l'invention elle-même, les éléments qui permettent de communiquer les informations en temps réel des personnes effectuant des déplacements grâce à la localisation et ce sans câblage. Il n'y a qu'un sens de dialogue : de la borne radio vers le portatif (Figure n03 - (1-3) : liaison radio, la borne radio communique ses informations au portatif). La modulation est effective ou elle ne l'est pas. Le code entête, numéro de borne radio, pile est codé suivant le code Manchester. Le protocole base radio/portatif est : Base Portatif - Interrogation silencieuse # Accusé (test de liaison radio) - Interrogation localisation 1 Renvoi du dernier numéro de borne - Interrogation localisation 2 Renvoi l'avant dernier numéro de borne - Appel portatif (phonie) Accusé réception - Killer portatif (1) Accusé réception (destruction du programme du portatif en cas de vol ou de perte) Compte tenu que chaque mot correspond à un code. (1) Explication du mode killer : Le killer est une fonctionnalité qui permet de tuer le portatif, autrement dit celui-ci perd ses capacités d'émettre et de recevoir. Il n'y a donc pas de perturbation du réseau radio en cas de vol d'un portatif. Le killer déprogramme le poste portatif à distance. Ce portatif killé devra être reprogrammé pour recouvrer ses fonctions. Cette fonctionnalité est intéressante notamment dans le secteur pénitentiaire. En effet, même si un détenu arrive à voler un portatif à un surveillant (mutinerie par exemple), il suffit de killer le portatif pour que le détenu ne connaisse pas les déplacements des surveillants et que les surveillants puissent continuer à communiquer entre eux. Le protocole entre le portatif et la base est : Portatif Base Envoi localisation 1 # Accusé réception Envoi localisation 2 # Accusé réception Envoi alarme immédiate # Pas d'accusé réception Envoi alarme de perte de verticalité ou # Pas d'accusé réception d'absence d'immobilisme Appel base (phonie) # Accusé réception Le système de communication est le suivant : les bornes radio sont installées sur un site (/v//7-J.'0/77/3 ?/77/ sein du site (Figure n04 - (4) : base radio centralisant les données), et sur cette base a été installée un système permettant de lire les données : afficheur, système informatique, imprimante... (Figure n04 - (5) : traitement visuel des informations). Les utilisateurs sont équipés de postes radio de type PMR dans lesquels a été intégré un lecteur de bornes radio (Figure ? : (1) : borne radio, (3) : lecteur de borne radio, (2) : poste portatif de type PRM, (4) : Micro-processeur permettant la transmission oles Informations codées de la borne radio.) Une personne équipée d'un portatif dans lequel a été intégré un lecteur de borne radio se déplace sur le site, (Figure n04 - (assx) : déplacement de rutilisateur du portatif) préalablement équipé de bornes radio. Cette personne passe devant la première borne radio-Borne radio 001-, par exemple (/7s/ ? - ce Prenons comme exemple que la société ait comme entête 007 et que le code pour pile chargée soit AAA (pour pile faible BBB), le code transmis sera alors : 007001AAA 007 : entête société 001 : numéro de borne radio AAA : pile charge est le code lu par le portatif. Le portatif quant à lui va transmettre cette information en temps réel à sa base. Dans notre exemple, le portatif a le numéro 002. Il transmet alors le code suivant : 002001AAA 002 : numéro de portatif 001 : borne radio 001 AAA : pile de la borne radio 001 chargé et le code lu par la base radio. Au fil de son déplacement sur le site, les bornes radios sont lues (Figure nO4- (2) : borne radio 002- (3) : borne radio 00- retransmettant leur code au portatif (007002BBB en cas de pile à changer ou d'accumulateur à recharger sur la borne radio ? 002) qui transmettra en temps réel son qure n 14- (4) : base centralisatrice des code (002002BBB) à la base centralisatrice (Fi informations codées). C'est cette base qui va traiter l'information et faire que l'information arrivera en temps réel (Figure ? n 4 - (5) : traitement des informations : afficheur, informatique, imprimante...). Il est donc possible de savoir avec exactitude la position (la dernière borne radio passée) de la personne équipée. Le dispositif est fiable pour une multitude de personnes se déplaçant sur un même site simultanément. Dans ce cas où de nombreux portatifs sont mis en service simultanément sur un même site, le dispositif traite les informations suivant l'interrogation cyclique de la base. En effet, si plusieurs utilisateurs passent devant une borne radio en même temps (borne radio différente ou même borne radio), les informations, en cas de transmission en temps réel, risquent une collision et donc une mauvaise interprétation des données. Dans ce cas précis, le portatif possède une programmation mémorisant les deux dernières bornes radios passées par l'utilisateur et il transmettra cette information lors de l'interrogation cyclique de la base (Figure nO2- (2) : carte à microprocesseur stockant en mémoire les deux dernières bornes radios passées (3, 4)) ou lors de l'envoi d'une alarme (perte de verticalité du poste, absence d'immobilisme du poste (Figure n02 - (7) : système de perte de verticalité ou d'absence d'immobilisme), alarme volontaire déclenchée par l'utilisateur lui-même). La possibilité de régler la portée radio des bornes radios est d'ailleurs l'un des critères qui permet la multitude de bornes radios et la multitude d'utilisateurs sur un même site. En effet, la portée étant réglable, (Figure n 1 - (4) : système de réglage de la propagation de la borne radio) il est aisé de mesurer avec une certaine précision la portée de l'ensemble pour qu'aucune interférence ne puisse se produire (voir figure NOS - zone de propagation réglable des bornes radio empêchant les détections non souhaitées soit des utilisateurs, soit des bornes radios et ce même sur plusieurs étages). REVENDICATIONS 1) Dispositif pour localiser en temps réel les personnes équipées de postes portatifs radio se déplaçant sur un site préalablement équipé de balises radio ayant un système autonome. 2) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par l'autonomie des balises radio dont l'alimentation se fait directement par pile ou par accumulateur. 3) Dispositif selon la revendication 1 et 2 caractérisé par la mobilité des balises radio grâce à leur autonomie propre. 4) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par la transmission des informations concernant la localisation des personnes se déplaçant sur le site en temps réel. 5) Dispositif selon la revendication 1 et 2 caractérisé par la confirmation de l'état des piles ou des accumulateurs par un code faible/chargé transmis lors de l'émission des informations par la borne radio au portatif. 6) Dispositif selon la revendication 1 ou 5 caractérisé par la lecture des informations transmises en temps réel effectué soit par un système d'afficheur et/ou par un logiciel informatique et/ou par impression au fil de l'eau. 7) Dispositif selon la revendication 1 caractérisé par la mise en place au sein même du portatif radio d'un système permettant de lire les informations codées transmises par les balises et de les transmettre pour relecture en temps réel. 8) Dispositif selon la revendication 1,5, 6 et 7 caractérisé par la mémorisation au sein du portatif intégrant un microprocesseur programmé des deux dernières balises passées par l'utilisateur permettant la transmission des données par cycle d'interrogation de la base radio. 9) Dispositif selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que la portée des balises radio est réglable sur sa portée d'émission évitant des interférences de lecture des informations et de transmission.