Brevet FR2873827A1 — publié le 20060203

PROCEDE ET SYSTEME POUR COMMANDER DES ELEMENTS TECHNIQUES DESTINES A FONCTIONNER DANS UN LIEU D'HABITATION ET/OU DE TRAVAIL La présente invention concerne un système de commande pour commander des éléments techniques destinés à fonctionner dans un lieu d'habitation et/ou de travail. Le terme de domotique, apparu dans les années 80, regroupe l'ensemble des technologies de l'électronique, de l'informatique et des télécommunications utilisées dans les domiciles. La domotique vise à assurer des fonctions de sécurité, de confort, de gestion d'énergie et de communications, qu'on peut retrouver dans la maison. Les appareils de la maison sont intégrés au sein de systèmes qui doivent communiquer entre eux afin de gérer des automatismes. L'invention se situe ainsi dans le domaine de la domotique. Malgré l'intérêt que présente la domotique pour le confort de vie, on observe que le marché a une croissance faible. Les freins au développement de la domotique sont, principalement, la difficulté d'installation, la peur de la technologie, le manque de temps pour apprendre le fonctionnement du système et sa programmation. Un souci majeur est aussi la sécurité de fonctionnement. Des systèmes sont connus pour automatiser partiellement les fonctions de domotique, par exemple dans le document FR 2 764 400. Un tel système inclut une touche sensible sur laquelle l'utilisateur agit afin de déterminer un niveau de confort. Dans un tel système, l'utilisateur doit donc manipuler une touche spécifique, généralement durant une période d'apprentissage donnée. L'application visée est, plus particulièrement le chauffage. Le système décrit permet ainsi d'automatiser l'ajustement des moyens de chauffage en fonction de niveaux de température choisis par l'utilisateur. Cependant, le système présenté dans ce document présente l'inconvénient de nécessiter l'actionnement d'un élément spécifique de contrôle. Aussi, il n'est pas possible d'envisager le contrôle d'un nombre important de fonctions domotiques si ce n'est par l'augmentation de touches spécifiques. Le système se complexifie alors et devient rebutant pour l'utilisateur. La présente invention permet d'automatiser les fonctions domotiques pour une pluralité d'éléments techniques 20 sans pour autant augmenter la complexité du système. Elle concerne un système de commande pour commander des éléments techniques destinés à fonctionner dans un lieu d'habitation et/ou de travail, les éléments techniques étant capables d'émettre des signaux d'activation et /ou de régulation à destination du système de commande. Les termes activation et/ou régulation désignent dans le brevet la mise en marche, l'allumage, la variation, l'affichage d'information, l'émission sonore ou visuelle d'informations ou toute autre commande quelconque. Le système de commande inclut un module de réception de signaux pour recevoir les signaux d'activation et/ou de régulation en provenance des éléments techniques, les moyens de réception étant aussi susceptibles de recevoir des signaux provenant de sources externes. Le système inclut aussi un module de commande relié aux éléments techniques pour commander leur activation et/ou régulation, un module d'apprentissage d'actions relié au module de réception afin de recevoir les signaux d'activation et/ou de régulation, relié aux sources externes afin de recevoir les signaux en provenance des sources externes, une action correspondant à une séquence, définie dans le temps par le module d'apprentissage, d'activation et/ou de régulation des éléments techniques, le module d'apprentissage fonctionnant de manière transparente pour un utilisateur qui active ou régule les éléments techniques et en prenant en compte les signaux et les actions stockées préalablement, par exemple dans une base de données. Le système inclut encore un module de gestion des actions, une action étant à déclencher en réponse à au moins un signal déterminé reçu par les moyens de réception, relié au module d'apprentissage pour être informé des actions telles que définies par le module d'apprentissage, relié au module de réception pour connaître les signaux reçus et relié au module de commande pour donner l'ordre de déclencher des actions. En effet, les éléments techniques, devant être contrôlés, étant eux-mêmes capables d'envoyer des signaux d'activation et/ou de régulation, il est possible de réaliser un apprentissage pour le système de manière transparente pour l'utilisateur qui utilise les éléments techniques. Dans une réalisation, le module d'apprentissage fonctionne de manière permanente. Cette réalisation permet de tracer en permanence les comportements du ou des utilisateurs des éléments techniques. Le système peut aussi être débrayable ponctuellement et/ou pour des éléments techniques particuliers, les autres continuant à être suivis par le système pour définir des actions et réaliser un apprentissage des habitudes du ou des utilisateurs. Dans une réalisation, une action est définie comme étant à déclencher lorsqu'au moins un signal déterminé est reçu par le module de réception. Dans le cas de cette réalisation, un signal reçu par le module de réception déclenche une action. Cela permet d'adapter l'automatisation aux évènements se déroulant dans le lieu d'habitation ou de travail par rapport, notamment aux heures auxquels ces évènements interviennent. Dans une réalisation, une source externe est un capteur. Cette réalisation permet de tenir compte d'évènements autres que ceux d'activation et de régulation des éléments techniques comme le niveau sonore ou lumineux ou la présence d'un individu dans une pièce par exemple. Un capteur peut être indépendant des éléments techniques ou être intégré à l'un d'eux. Dans une réalisation, une source externe est un système de télécommunication. Cette réalisation permet de tenir compte de divers facteurs externes qui peuvent être communiqués par un système de 15 télécommunication. Dans une réalisation, le système de télécommunication est un réseau informatique, notamment le réseau Internet. Il est ainsi possible de recevoir des données du réseau, par exemple, des données sur la météorologie ou les actualités. Dans une réalisation, le système inclut un module de régulation du module d'apprentissage pour permettre de lisser l'apprentissage dans le temps. Une telle réalisation permet notamment d'éviter que des actions ponctuelles, comme par exemple, un enfant jouant avec le système, ne soient prises en compte trop rapidement par le système nuisant à son fonctionnement régulier. Dans une réalisation particulière, le système peut également commander des éléments techniques extérieurs au lieu 30 d'habitation et/ou de travail. De tels éléments techniques peuvent aussi envoyer des signaux à destination du système. Dans une réalisation, un élément technique peut mettre en oeuvre une commande à distance. L'invention concerne également un procédé tel que mis en oeuvre dans un système présenté ci-dessus. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention 5 apparaîtront avec la description faite ci-dessous, cette dernière étant effectuée à titre descriptif et non limitatif en faisant référence aux dessins ci-après sur lesquels: La figure 1 représente un système selon l'invention. La figure 2 illustre une mise en oeuvre de l'invention. 10 La figure 1 représente un système 1 de commande pour commander des éléments techniques 2x destinés à fonctionner dans un lieu d'habitation et/ou de travail 3 et capables d'émettre des signaux d'activation et /ou de régulation 5 à destination du système de commande 1. Les éléments techniques 2x peuvent notamment appartenir au système électrique: éclairage, chauffage électrique, commande de portes, de volets, de serrures... Ils peuvent également avoir un rôle de surveillance: alarme, simulation de présence, télé-surveillance. Des éléments techniques concernés par l'invention peuvent également contrôler le circuit d'alimentation en eau et/ou en gaz, le système de chauffage non électrique, notamment par gaz ou par fioul. Les éléments techniques peuvent aussi être des éléments HiFi ou multimédia, des éléments ménagers: machine à laver le linge ou la vaisselle, cafetière, four, cuisinière... Les éléments techniques sont reliés au système 1 par des moyens connus, par exemple, un lien sans fil, un fil électrique... En fonction des éléments techniques et notamment des débits nécessités, les types de liens suivants peuvent par exemple être utilisés: un lien RFID transpondeur, un lien infra rouge, un lien radio HF (BlueTooth par exemple), le courant porteur (X10, X2D, EIB...), les ondes radio (UWB...), un câble ou un bus dédié (CAD, Ethernet...), un lien téléphonique par modem, un lien par téléphone portable, une liaison WiFi. Les signaux envoyés des éléments techniques 2x vers le système 1 peuvent être un simple signal d'activation, par exemple d'un interrupteur, élément technique, ou un signal de régulation incluant une commande, par exemple le réglage d'un radiateur ou d'un store. Le système de commande 1 inclut un module de réception 6 de signaux pour recevoir les signaux d'activation et/ou de régulation 5 en provenance des éléments techniques 2x, les moyens de réception 6 étant aussi susceptibles de recevoir des signaux 7 provenant de sources externes 8. Les signaux d'activation/régulation 5 concernent les demandes de l'utilisateur (marche/arrêt notamment), une demande précise (température cible), une variation (luminosité), un contrôle d'accès, le déclenchement par l'utilisateur d'une action préalablement définie... Les signaux susceptibles d'être reçus par le module de réception 6 peuvent ainsi être des signaux de mesure, des informations, par exemple, des prévisions météorologiques, et des commandes quelconques. Les signaux peuvent être qualitatifs ou quantitatifs: détection de présence, effraction, ouverture, intensité lumineuse, température, humidité de l'air, inondation, vent... Les sources externes 8 peuvent donc être des capteurs binaires, par exemple, détection de mouvement ou pas, ou produisant des mesures, par exemple de température. De tels capteurs peuvent également être contrôlés par le système 1, qui, dans ce cas, envoie des commandes 13 à sa destination. La source externe 8 peut aussi être un système de télécommunication. Le système de télécommunication peut aussi recevoir des commandes 13 de la part du système 1 afin, par exemple, qu'il aille chercher des données particulières disponibles dans le système de télécommunication. Le système 1 inclut aussi un module de commande 9 relié aux éléments techniques 2x pour commander leur activation et/ou régulation. Le lien entre le système 1 et les éléments techniques 2x est en double sens et ce lien permet au système 1 de commander l'activation et/ou la régulation des éléments techniques 2x. Dans la suite va être exposé comment ces commandes sont réalisées de manière automatique au moyen d'actions 11 apprises par le système 1. A cet effet, le système 1 inclut un module d'apprentissage 10 d'actions 11 relié au module de réception 6 afin de recevoir les signaux d'activation et/ou de régulation 5, relié aux sources externes 8 afin de recevoir les signaux 7 en provenance des sources externes 8. Une action 11 correspond à une séquence, définie dans le temps par le module d'apprentissage 10, d'activation et/ou de régulation des éléments techniques 2x. Les actions 11 peuvent être la régulation de température, y compris à distance, l'automatisation de l'ouverture et de la fermeture des volets et des stores, un contrôle de luminosité, une commande de l'éclairage, une commande de l'arrosage, une commande du système d'alarme, des fonctions d'entrée/sortie du domicile, de départ/retour en vacances ou en week-end, de coucher ou de lever, l'activation d'un répondeur, d'un serveur mel, d'extinction des lumières d'une pièce (où on est/où on n'est pas/de toutes celles où on n'est pas/du bâtiment), de configuration nuit et jour... Des actions simples peuvent également être isolées comme le fait de regarder la télévision, le fait de prendre un bain ou une douche.. . Ainsi sont contrôlés selon l'invention, les interrupteurs (de lampe, d'alarme, de volet, d'arrosage, de fermetures de volets, de rideaux, de stores, d'auvent, de porte de garage, de grille, de porte, de rideau de piscine...), des variations d'intensité lumineuse (éclairage), des éléments de commande numérique (position de vanne à trois positions pour le chauffage par exemple, commande de convecteurs...), des éléments de commande des équipements HiFi et multimédia, des équipements électroménagers... On note que les actions 11 peuvent notamment servir pour la simulation de présence en étant mises en uvre qu'il y ait ou non une présence. Le module d'apprentissage 10 fonctionne de manière transparente pour un utilisateur qui active ou régule les éléments techniques 2x. La notion de temporalité est notamment prise en compte: par exemple, si une activation d'un élément technique s'est passé puis qu'ensuite, dans les 15 minutes, une activation d'un autre élément technique a eu lieu, on déclenche une action 11 et pas si l'écart entre les deux activations est plus important. Ainsi, le système 1 retient des valeurs horodatées et en tient compte. Ces valeurs sont inclues dans les signaux ou sont associées à ceux-ci lors de leur réception par le système 1. Afin que le système 1 puisse notamment définir des actions 11, généralement par analyse complexe des situations, le système 1 inclut bien entendu au moins une mémoire 14 pour stocker ces données et les appeler au besoin pour en faire des analyses. Une telle mémoire 14 stocke les signaux reçus 5,7 ainsi que, par exemple, une indication de temps correspondante (date, heure de réception) afin de pouvoir les utiliser dans les analyses. Les actions 11 sont aussi, bien sûr, stockées. Avantageusement le système 1 inclut une interface conviviale pour l'utilisateur qui peut être fixée, par exemple sur un mur ou être une télécommande et être avec ou sans écran. Cette interface peut être gérée automatiquement en fonction des activations/régulations détectées et notamment être un support à la définition d'actions 11. En effet, une suite d'évènements étant détectée par le système 1, il peut demander de manière conviviale comment l'utilisateur souhaite appeler cette suite d'évènements ou choisir lui-même un nom. Il est possible de proposer cette action 11 sur l'interface de manière à ce que l'utilisateur puisse déclencher lui-même l'action 11 manuellement. La définition des actions 11 et le fait de proposer les actions 11 sur une interface, permettent donc d'offrir à l'utilisateur d'activer lui-même une action 11. Ainsi, l'interface fait aussi l'objet d'une sorte d'apprentissage puisque les actions 11 peuvent y être proposées au besoin, notamment en fonction de leur fréquence d'activation, ou encore selon les circonstances (heure, jour de la semaine, température...). Pratiquement, sur un écran par exemple, des icônes apparaissent plus ou moins visibles ou disparaissent. Les noms des actions 11 peuvent être à choisir parmi une liste donnée d'avance ou être choisie de manière originale par l'utilisateur. Par exemple, les noms peuvent être Bonjour, Nuit, Jour, Vacances, Bonne nuit.. . Le nom peut aussi être donné automatiquement par le système 1, notamment par reconnaissance par rapport à un modèle. Exemple de définition d'action 11: le système 1 remarque que tous les jours à la même heure une séquence d'entrée manuelles identiques (allumer certaines lampes, monter le chauffage, mettre en route la cafetière) a lieu. Cela lui permet de déduire qu'une action de type je me lève est judicieuse. Le système 1 peut alors la proposer systématiquement à l'utilisateur. Si l'action existait déjà, et si elle est actionnée tous les matins, mais que l'utilisateur allume systématiquement une lampe complémentaire, le système 1 permet de faire évoluer le contenu de l'action pour intégrer cette modification. La connaissance de l'historique des données en entrée et en sortie permet de gérer plus facilement une notion de temps. Si on constate qu'un départ (que l'on déduit par exemple de la mise en route de l'alarme) le système 1 peut agir en conséquence, en lançant une action je sors . Le système 1 peut remarquer que le départ se fait à heure variable mais toujours 40 minutes après le lever (détecté par une action je me lève ), il peut alors déduire que le chauffage doit être baissé 15 minutes avant l'heure de départ estimée. L'historique des données permet en outre de calculer un modèle thermique, donc l'inertie thermique de chaque partie du bâtiment. A l'aide de l'invention on évite à l'utilisateur de programmer le fonctionnement du système 1: il se contente de faire au fil du temps des demandes (éclairage, chauffage, volets...) et ce sont ces demandes ellesmêmes qui servent à programmer le système 1 en les croisant avec des données déjà connues à l'origine par le système 1 (par exemple une liste d'actions 11 prédéfinies et pouvant ou non être affinées/adaptées par le système), les données de type automatique (capteurs...) et l'historique des données en sortie du système 1. Le système 1 inclut enfin un module de gestion 12 des actions 11, une action 11 étant à déclencher en réponse à au moins un signal déterminé reçu par les moyens de réception 6, relié au module d'apprentissage 10 pour être informé des actions 11 telles que définies par le module d'apprentissage 10, relié au module de réception 6 pour connaître les signaux reçus 5,7 et relié au module de commande 9 pour donner l'ordre de déclencher des actions 11. Le déclenchement d'une action 11 peut ainsi être actionné par la réception d'un signal provenant des éléments techniques. Une action 11 peut aussi être déclenchée à une date et/ou à une heure donnée, selon une périodicité donnée ou non. Ainsi le système 1 stocke à la fois des informations sur un signal déclencheur et des valeurs horodatées et en tient compte pour la définition des actions 11 ainsi que pour le déclenchement des actions 11. Le déclenchement des actions 11 est aussi géré automatiquement par analyse des comportements et définition d'actions complexes. Ainsi, le chauffage peut se mettre automatiquement en route à une heure donnée pour recevoir des habitants rentrant généralement 20 minutes après cette heure donnée, l'évènement arrivée des habitants est appris automatiquement par le système 1. Une fois qu'une action 11 est déclenchée, elle subit à 35 nouveau le processus d'apprentissage et il est donc possible de 2873827 11 modifier ou de compléter les paramètres de l'action 11. Ainsi, si un utilisateur éteint systématiquement la lumière après avoir allumé la télévision, l'action télévision peut finir par inclure après apprentissage, l'extinction des lumières. L'apprentissage est par exemple réalisé à l'aide de la technologie des classeurs dont les avantages sont nombreux. En effet, la liste de règle y est aisée à éditer, il y est facile d'ajouter des règles, les règles peuvent déclencher des actions 11 définies de façon totalement indépendantes. Une modélisation d'une telle mise en oeuvre de l'invention est illustrée sur la figure 2. Sur cette figure 2, un coeur d'exécution 20 implémente un automate au travers duquel transitent toutes les informations. Par exemple une interface n'a pas le droit d'agir directement sur un actionneur, il devra passer par ce coeur d'exécution. Un journal de la maison 22 inclut l'historique du système. Il permet de déduire les habitudes des utilisateurs afin de préciser l'interface, d'ajouter des actions et d'ajouter des règles de déclenchement d'actions dans une base de règles 21. Avantageusement le système inclut une base d'utilisateurs permettant de lister les utilisateurs susceptibles d'utiliser le système et d'affiner des actions qui sont associées à chaque utilisateur. Il peut aussi inclure des bases de matériel 24 ou d'autres bases diverses 23. Enfin l'intégralité des éléments techniques 2x et autres sources externes 8 est listée dans l'arbre des équipements 25. Des noeuds entre ces équipements permettent d'organiser les appareils sous le contrôle du c ur d'exécution 20. Les actionneurs des éléments techniques 2x sont organisés dans une arborescence représentant les pièces de la maison et les interfaces le sont en fonction des technologies. Ainsi pour identifier un élément technique 2x, on utilise une donnée construite selon une liste de noeuds. Par exemple pour exécuter l'action allumer sur une lampe de la cuisine, on enverra au coeur d'exécution la commande RDC.Cuisine.Lampe.ON() . Avantageusement le système 1 inclut un module de régulation qui contrôle de module d'apprentissage 10. Ce module de régulation détermine les périodes d'apprentissage, c'est-à-dire le temps/nombre de fois à partir duquel le système 1 modifie son comportement. En outre, il traite également les situations où il ne faut pas modifier le comportement du système 1 notamment lorsque quelqu'un, par exemple un enfant qui joue, excite le système 1 sur une faible plage de temps. On pourra ainsi interdire par exemple qu'un apprentissage soit fait en moins de 24h, ou que plus de N apprentissages soient faits en une minute, en une heure, en 24 heures... Ce module permet également de désactiver le module d'apprentissage pendant une période et/ou pour certains utilisateurs, par exemple, une femme de ménage, la présence de visiteurs, le prêt du lieu, des enfants seuls... Le module de régulation peut également permettre de revenir à l'état du système 1 à une date/heure données, de façon à oublier l'apprentissage fait depuis, ou annuler un apprentissage précis. Pour les réglages et les éventuelles maintenances, le système 1 peut être contrôlé en local, par exemple grâce à une interface: écran tactile, télécommande, simple interrupteur ou bouton poussoir... Il peut également être accessible pour des commandes à distance comme un téléphone portable ou Internet. Cela se réalise en parallèle de la programmation automatique décrite selon l'invention ainsi que des réponses à des évènements détectés par des capteurs. Une programmation initiale primitive où un minimum de données doit être entré dans le système, peut être demandée dans un système selon l'invention. Le système utilise alors les fonctions selon l'invention pour un ajustement aux habitudes réelles du lieu. Ainsi que décrite ici, l'invention permet donc que l'utilisateur garde un rapport simple avec les éléments techniques. De plus, le système selon l'invention présente de nombreux avantages comme le confort, des accès distants, des économies d'énergie, une grande sécurité. On note aussi que le système peut être mis en oeuvre dans un seul élément physique ou être physiquement séparé sur 5 plusieurs éléments physiques. REVENDICATIONS 1. Système (1) de commande pour commander des éléments techniques (2x) destinés à fonctionner dans un lieu d'habitation et/ou de travail (3) et capables d'émettre des signaux d'activation et /ou de régulation (5) à destination du système de commande (1), le système de commande (1) inclut: un module de réception (6) de signaux pour recevoir les signaux d'activation et/ou de régulation (5) en provenance des éléments techniques (2x), les moyens de réception (6) étant aussi susceptibles de recevoir des signaux (7) provenant de sources externes (8), un module de commande (9) relié aux éléments techniques (2x) pour commander leur activation et/ou régulation, un module d'apprentissage (10) d'actions (11) relié au module de réception afin de recevoir les signaux d'activation et/ou de régulation (5), relié aux sources externes (8) afin de recevoir les signaux (7) en provenance des sources externes (8), une action {11) correspondant à une séquence, définie dans le temps par le module d'apprentissage (10), d'activation et/ou de régulation des éléments techniques (2x), le module d'apprentissage (10) fonctionnant de manière transparente pour un utilisateur qui active ou régule les éléments techniques, et en prenant en compte les signaux (5, 7) et/ou les actions (11) stockées préalablement dans une mémoire (14), un module de gestion (12) des actions (11), une action (11) étant à déclencher en réponse à au moins un signal déterminé reçu par les moyens de réception (6), relié au module d'apprentissage (10) pour être informé des actions (11) telles que définies par le module d'apprentissage (10), relié au module de réception (6) pour connaître les signaux reçus (5,7) et relié au module de commande (9) pour donner l'ordre de déclencher des actions (11). 2. Système selon la revendication 1, dans lequel le module d'apprentissage fonctionne de manière permanente. 3. Système selon l'une des revendications précédentes, dans lequel une source externe est un capteur, les signaux (7) étant des mesures. 4. Système selon l'une des revendications précédentes, dans 10 lequél üne soürcé+ ëxterné ëst un sstèmé dè télécommunication, les signaux (7) étant des informations reçues. 5. Système selon la revendication 4, dans lequel le système de télécommunication est un réseau informatique, notamment le 15 réseau Internet. 6. Système selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le système inclut un module de régulation du module d'apprentissage pour permettre de lisser l'apprentissage dans le temps. 7. Système selon l'une des revendications précédentes, tel qu'il peut également commander des éléments techniques extérieurs au lieu d'habitation et/ou de travail. 8. Système selon l'une des revendications précédentes, dans lequel un élément technique met en oeuvre une commande à distance. 9. Procédé de commande d'éléments techniques destinés à fonctionner dans un lieu d'habitation et/ou de travail et capables d'émettre des signaux d'activation et /ou de régulation à destination du système de commande, le procédé inclut: une étape de réception de signaux d'activation et/ou de régulation en provenance des éléments techniques, une étape de commande de l'activation et/ou de la régulation des éléments techniques, une étape d'apprentissage d'actions liée à l'étape de réception des signaux d'activation et/ou de régulation, une action correspondant à une séquence, définie dans le temps lors de l'étape d'apprentissage, d'activation et/ou de régulation des éléments techniques, l'étape d'apprentissage se faisant de 10 manière trânsparéffe pàir ün -ütilisatéür qûi active ou régule les éléments techniques et en prenant en compte les signaux et/ou les actions stockées préalablement, une étape de gestion des actions, une action étant déclenchée en réponse à au moins un signal déterminé reçu dans une étape de 15 réception de signaux.