Brevet FR2855641A1 — publié le 20041203

CAPTEUR DE PRESENCE BI-FONCTIONNEL, SYSTEME ET PROCEDE DE GESTION METTANT EN îUVRE DE TELS CAPTEURS DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne un capteur de présence bi-fonctionnel, un système et un procédé de gestion mettant en ouvre de tels capteurs. L'invention s'applique plus particulière10 ment au domaine de la domotique et au domaine tertiaire. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE La domotique désigne l'ensemble des 15 techniques mises au service des usagers dans leur domicile et dans des locaux non résidentiels. Ces techniques peuvent être des automatismes ou des systèmes d'information intra ou extra-localisation. De tels automatismes peuvent se fonder sur 20 l'utilisation de capteurs divers, répartis dans les locaux, mesurant des caractéristiques physiques ou physicochimiques, et actionnant, par rapport à des valeurs de consigne, des équipements de chauffage, d'éclairage, de sécurité et/ou autres équipements 25 domestiques. De tels systèmes d'information ont pour objectif de tendre à supprimer des tâches fastidieuses de programmation pour l'utilisateur, l'obligeant à mémoriser des modes opératoires dont la pratique est 30 astreignante. B 14279.4 DB Les occupants de locaux résidentiels ou non peuvent être amenés, en effet, du fait de la répétitivité de leurs activités, à réaliser la programmation d'équipements concourant à la création 5 d'ambiances et à la sécurité. Une telle programmation est souvent délicate à réaliser. Le développement de l'électronique et de l'informatique permet de proposer des solutions basées sur une prédiction des états de ces équipements, qui passe d'abord par la prévision des 10 périodes d'occupation de ces locaux. Les systèmes de l'art connu font, le plus souvent, appel à une programmation fixe dans la mise en oeuvre des fonctions gérant le confort et la sécurité. Une telle programmation suppose une planification 15 temporelle selon les besoins que l'on anticipe. Ainsi, on peut programmer d'allumer le chauffage à un moment donné de l'après-midi si l'on estime être présent à la maison à cette heure là. De tels systèmes sont contraignants car la programmation d'un équipement 20 suppose, même s'il s'agit de procédures simples, une connaissance du mode de fonctionnement de cet équipement et une connaissance de son interface hommemachine. Une telle contrainte peut être encore plus forte si l'on considère que l'on doit, suite à un 25 changement de mode de vie, corriger la programmation initiale. Un document de l'art connu, la demande de brevet FR 0 883 050, décrit un gestionnaire autoconfigurable qui effectue seul les apprentissages 30 des caractéristiques thermiques d'un bâtiment, des présences et des besoins de confort de ses occupants et B 14279.4 DB de leurs horaires d'occupation. Ce gestionnaire d'énergie comporte des moyens de commande d'un générateur de conditionnement d'ambiance pour contrôler la quantité d'énergie que doit fournir le générateur pour atteindre une température déterminée. Dans une telle application, la détection de présence doit privilégier le confort. En effet, l'utilisateur préfère que le système de chauffage fonctionne pendant son absence pour éviter d'avoir à 10 rentrer dans une pièce ou un appartement froid et inconfortable. Toute erreur de surdétection n'a pour conséquence qu'un accroissement de dépenses, qui reste faible par rapport aux gains obtenus grâce à l'arrêt automatique du chauffage pendant les périodes 15 d'absence. Mais une telle application, nécessite l'utilisation de détecteurs particulièrement sensibles pouvant réagir face à des personnes immobiles et couchées dans un lit. La sécurité des biens, et en particulier la 20 détection de toute intrusion dans les locaux, est une autre application, o des capteurs de présence sont indispensables. Communément, une telle détection utilise des capteurs de présence placés en des points névralgiques comme l'entrée, l'accès aux étages ou 25 autres. Ces capteurs sont connectés à un système d'alarme qui peut alerter l'environnement ou des centres spécialisés. Une telle application présente des inconvénients bien identifiés avec les technologies 30 actuelles, notamment l'existence d'erreurs de détection ou de manipulations maladroites par l'usager. Les B 14279.4 DB erreurs de détections peuvent être des sur-détections, ou des défauts de détection d'origines multiples, dont principalement: - les insuffisances en termes de couverture 5 de l'espace et de sensibilité et insuffisances fonctionnelles des capteurs. Autant la première insuffisance est perfectible à l'installation, autant l'insuffisance fonctionnelle nécessite de rechercher des capteurs nouveaux. Ainsi, les capteurs piézo10 électriques actuels ne sont sensibles qu'au mouvement mesuré par la dérivée de l'énergie thermique reçue en fonction du temps. Dans ces conditions, un mouvement effectué très lentement n'est pas détecté. - les erreurs liées à l'insuffisance 15 " d'intelligence " du capteur qui peut, par exemple, prendre un occupant habituel d'une habitation pour un intrus ou le contraire. L'usage d'un capteur unique fonctionnant en mode local n'a que la faculté de détecter une présence sans pouvoir l'attribuer à un 20 habitué ou à un intrus. Seule la centralisation et le traitement d'une installation multicapteurs peuvent permettre la mise en ouvre d'une base de données indispensable à l'interprétation d'un signal capteur. Il existe donc une solution d'amélioration 25 de la fonction de capteurs unitaires en les rendant plus intelligents ou plus sélectifs, et un choix de construction de systèmes actifs, globalement plus intelligents. Les capteurs de présence actuellement les 30 plus utilisés sont les capteurs piézoélectriques. De tels capteurs permettent de couvrir un espace sécurisé B 14279.4 DB plus important que les barrières infrarouges et sont plus génériques que les détecteurs à contacts placés dans les portes et les fenêtres. Toutefois, de tels capteurs ont l'inconvénient de n'être que des capteurs 5 de mouvement. L'amplitude du signal de détection dépend bien sûr de l'énergie émise par un corps en déplacement mais aussi de sa vitesse de déplacement. Ainsi, une cible immobile n'est pas détectée. C'est un inconvénient important aussi bien dans la gestion du 10 confort lorsque les occupants assis ou couchés restent immobiles que dans la gestion sécuritaire lorsqu'un intrus se déplace très lentement. L'invention a donc pour objet de réaliser un rapprochement des deux services que sont le confort 15 et la sécurité, et de résoudre les problèmes ci-dessus au moyen d'un seul et même capteur. EXPOSE DE L'INVENTION L'invention concerne un capteur de présence 20 bifonctionnel comprenant deux sorties distinctes: - une sortie de présence pour détecter une présence passive, par exemple pour des applications confort, - une sortie déplacement pour détecter un 25 mouvement, par exemple pour des applications de détection anti-intrusion. Dans un premier mode de réalisation chaque capteur comprend un détecteur de mouvement associé à un module de détection de présence et à un module de 30 détection de mouvements faibles et lents. Ce détecteur B 14279.4 DB de mouvement peut alors être un capteur piézoélectrique. Dans un second mode de réalisation chaque capteur comprend un détecteur de présence sensible à 5 l'énergie du rayonnement reçu associé à un module de mesure de l'énergie reçue, à un module de détection du mouvement, et à un module de réglage de zéro permettant d'éliminer l'influence de l'environnement thermique et de ses variations temporelles. Le capteur de présence 10 peut alors être un capteur bolométrique ou un capteur à thermopile. L'invention concerne également un système de gestion de tels capteurs, répartis dans plusieurs 15 zones de locaux résidentiels ou non, comprenant: - un ensemble de capteurs, - des moyens de traitement principal des données mesurées par ces capteurs, - des moyens de mémorisation des données 20 ainsi traitées, - des premiers moyens de traitement secondaire des données traitées mettant en ouvre un premier algorithme propre, par exemple, à une gestion de confort, - de seconds moyens de traitement secondaire des données traitées mettant en euvre un second algorithme propre, par exemple, à une gestion de sécurité. Ce système peut comprendre en outre: - des moyens de décision temps réel de déclenchement d'une alarme en tenant compte des B 14279.4 DB résultats obtenus en sortie de ces premiers et seconds moyens de traitement secondaire, - des moyens de supervision de ces moyens de décision effectuant une analyse des habitudes 5 d'occupation desdites zones par lesdits occupants en partant des données mémorisées pour obtenir un historique de ces habitudes, et comparant les données mesurées en cours avec cet historique des habitudes pour établir une analyse de vraisemblance permettant de 10 piloter ces moyens de décision pour confirmer ou temporiser toute décision. L'invention concerne également un procédé de gestion mettant en oeuvre de tels capteurs, répartis 15 dans plusieurs zones de locaux résidentiels ou non, qui comprend les étapes suivantes: - une première étape de traitement secondaire des données traitées mettant en ouvre un premier algorithme propre, par exemple, à une gestion 20 de confort, - une seconde étape de traitement secondaire des données traitées mettant en ouvre un second algorithme propre, par exemple, à une gestion de sécurité, - une étape de décision temps réel de déclenchement d'une alarme en tenant compte des résultats obtenus en sortie de ces première et seconde étapes de traitement secondaire, - une étape de supervision de l'étage de 30 décision effectuant une analyse des habitudes d'occupation desdites zones par lesdits occupants en B 14279.4 DB partant des données mémorisées, pour obtenir un historique de ces habitudes, et comparant les données mesurées en cours avec cet historique des habitudes pour établir une analyse de vraisemblance permettant de 5 piloter l'étape de décision pour confirmer ou temporiser toute décision. Le capteur bi-fonctionnel de l'invention peut être utilisé dans de nombreuses applications, et 10 principalement dans: - une ge stion de confort dans le domaine domotique, - une sécurité anti-intrusion dans le domaine domotique, -le maintien à domicile de personnes âgées ou malades, - la surveillance d'animaux, par exemple dans un zoo ou à la maison, - la surveillance passive quel que soit le 20 domaine: banques, musées... BREVE DESCRIPTION DES DESSINS La figure 1 illustre un premier exemple du capteur bi-fonctionnel de l'invention. La figure 2 illustre un second exemple du 25 capteur bi-fonctionnel de l'invention. La figure 3 illustre un exemple de réalisation d'un système de gestion mettant en oeuvre de tels capteurs de l'invention. B 14279.4 DB EXPOSE DETAILLE DE MODES DE REALISATION PARTICULIERS Le capteur de l'invention comporte deux sorties distinctes: - une sortie présence (SP), par exemple pour des applications de confort, - une sortie déplacement (SD), par exemple pour les applications de détection anti-intrusion. Dans un premier exemple de réalisation, illustré sur la figure 1, le capteur 20 de l'invention 10 comprend un capteur de mouvement, tel qu'un capteur piézoélectrique 21, auquel on associe un premier module de traitement 22 très sensible pour détecter les mouvements les plus faibles et les plus lents (sortie SD) et un second module de traitement 23 moins sensible 15 intégrant l'énergie reçue sur de longues périodes pour accéder à la présence (sortie SP). Dans un second exemple de réalisation, illustré sur la figure 2, le capteur de l'invention 30 comprend un capteur de présence bolométrique ou à 20 thermopile 31, qui est fondamentalement sensible à l'énergie de rayonnement reçue (entrée E), auquel on associe deux modules de traitement 32 et 33, l'un amplifiant le signal brut et mesurant l'énergie reçue (signal SP), l'autre réalisant la dérivée du signal 25 brut pour détecter le mouvement (signal SD). Un module de réglage de zéro 34, qui utilise le signal détection de déplacement SD, permet de réaliser un zéro de cette détection en éliminant l'influence de l'environnement thermique et ses variations temporelle. B 14279.4 DB On peut utiliser des capteurs de présence d'un même type pour les deux services de confort et de sécurité. Les capteurs de présence peuvent ou non 5 être placés dans toutes les zones ou pièces des locaux et informer à tout instant un système central de la situation des pièces occupées. Ces données temps réel peuvent être associées aux données historiques: dates, horaires et, si nécessaire, des données complémentaires 10 utiles en fonction de l'objectif du service comme le coût instantané de l'énergie, la température extérieure... Sur la base de tels capteurs communs, deux systèmes de traitement des données peuvent donc être 15 associés: - l'un qui traite, par exemple, du confort, - l'autre qui traite de la sécurité, par exemple la détection d'intrusion. Comme illustré sur la figure 3 un système 20 mettant en oeuvre de tels capteurs comprend: - un ensemble 10 de capteurs Cl, C2...Cn, permettant de détecter la présence d'un individu, répartis dans plusieurs zones ou pièces desdits locaux, - des moyens 11 de traitement principal des 25 données mesurées par ces capteurs Cl, C2...Cn, - des moyens 12 de mémorisation des données ainsi traitées, - des premiers moyens 13 de traitement secondaire des données traitées mettant en oeuvre un 30 algorithme propre, par exemple, à une gestion de confort, B 14279.4 DB de seconds moyens 14 de traitement secondaire des données traitées mettant en oeuvre un algorithme propre, par exemple, à une gestion de sécurité. Il peut comprendre en outre: - des moyens 15 et 16 de décision temps réel de déclenchement d'une alarme (signal S2) et de l'affichage éventuel d'une température (signal Si) en tenant compte des résultats obtenus en sortie de ces 10 premiers et seconds moyens de traitement secondaire 13 et 14, des moyens 17 de supervision de ces moyens de décision 15 et 16 effectuant une analyse des habitudes d'occupation desdites zones par lesdits 15 occupants en partant des données mémorisées, pour obtenir un historique de ces habitudes, et comparant les données mesurées en cours avec cet historique des habitudes pour établir une analyse de vraisemblance permettant de piloter ces moyens de décision 15 et 16 20 pour confirmer ou temporiser toute décision. L'invention concerne également un procédé mettant en ouvre de tels moyens. Dans l'invention on base toute décision de déclencher une alarme (signal S2) sur une analyse 25 précise des habitudes d'occupation des différentes zones ou pièces desdits locaux pour diagnostiquer tout comportement anormal caractérisé d'un individu. Les moyens de supervision des deux fonctions de confort et de sécurité viennent réaliser 30 un filtrage en utilisant une analyse de vraisemblance. Ainsi pour la sécurité, plusieurs facteurs sont B 14279.4 DB utilisés: la décision de mettre en route une surveillance sécuritaire, la détection de présence pour les capteurs et ladite supervision c'est-à-dire la constitution d'une analyse de vraisemblance fondée sur les habitudes des occupants. B 14279.4 DB REVENDICATIONS 1. Capteur de présence bi-fonctionnel comprenant deux sorties distinctes: - une sortie présence (SP) pour détecter une présence passive, - une sortie déplacement (SD) pour détecter un mouvement. 2. Capteur selon la revendication 1 comprenant une sortie présence pour des applications de confort. 3. Capteur selon l'une quelconque des 15 revendications 1 ou 2 comprenant une sortie déplacement pour des applications de détection anti-intrusion. 4. Capteur selon la revendication 1, qui comprend un détecteur de mouvement (21) associé à un 20 module de détection de présence (23) et à un module (22) de détection de mouvements faibles et lents. 5. Capteur selon la revendication 4, dans lequel le détecteur de mouvement (21) est un capteur 25 piézoélectrique. 6. Capteur selon la revendication 1, qui comprend un capteur de présence (31) sensible à l'énergie du rayonnement reçu associé à un module (32) 30 de mesure de l'énergie reçue, et à un module (33) de détection du mouvement. B 14279.4 DB 7. Capteur selon la revendication 6, qui comprend un module (34) de réglage de zéro permettant d'éliminer l'influence de l'environnement thermique et de ses variations temporelles. 8. Capteur selon la revendication 6, dans lequel le capteur de présence (31) est un capteur bolométrique ou un capteur à thermopile. 10 9. Système de gestion mettant en oeuvre des capteurs selon l'une quelconque des revendications précédentes, répartis dans plusieurs zones de locaux résidentiels ou non, comprenant: - un ensemble (10) de capteurs (Cl,...Cn,), - des moyens (11) de traitement principal des données mesurées par ces capteurs, - des moyens (12) de mémorisation des données ainsi traitées, - des premiers moyens (13) de traitement secondaire des données traitées mettant en oeuvre un premier algorithme, - de seconds moyens (14) de traitement secondaire des données traitées mettant en oeuvre un 25 second algorithme. 10. Système selon la revendication 9, qui comprend en outre: - des moyens (15,16) de décision temps réel 30 de déclenchement d'une alarme en tenant compte des B 14279.4 DB résultats obtenus en sortie de ces premiers et seconds moyens de traitement secondaire, - des moyens (17) de supervision de ces moyens de décision effectuant une analyse des habitudes 5 d'occupation desdites zones par lesdits occupants en partant des données mémorisées, pour obtenir un historique de ces habitudes, et comparant les données mesurées en cours avec cet historique des habitudes pour établir une analyse de vraisemblance permettant de 10 piloter ces moyens de décision (15,16) pour confirmer ou temporiser toute décision. 11. Procédé de gestion mettant en ouvre des capteurs selon l'une quelconque des revendications 1 à 15 8, répartis dans plusieurs zones de locaux résidentiels ou non, comprenant les étapes suivantes: - une première étape de traitement secondaire des données traitées mettant en oeuvre un premier algorithme, - une seconde étape de traitement secondaire des données traitées mettant en ouvre un second algorithme, - une étape de décision temps réel de déclenchement d'une alarme en tenant compte des 25 résultats obtenus en sortie de ces première et seconde étapes de traitement secondaire, - une étape de supervision de cette étape de décision effectuant une analyse des habitudes d'occupation desdites zones par lesdits occupants en 30 partant des données mémorisées, pour obtenir un historique de ces habitudes, et comparant les données B 14279.4 DB mesurées en cours avec cet historique des habitudes pour établir une analyse de vraisemblance permettant de piloter cette étape de décision pour confirmer ou temporiser toute décision. B 14279.4 DB