Brevet FR2873474A1 — publié le 20060127

- 1 - Dans le domaine de la sécurité, un système permettant de connaître les positions et déplacements de personnes peut avoir de multiples applications. Une application actuelle est la mise en uvre de la Surveillance Electronique (SE) et notamment lors de l'application des peines d'Assignation à Domicile par Surveillance Electronique (ADSE). Si les personnes sont surveillées et astreintes à respecter certaines consignes, le système permet de vérifier le respect des règles, et d'alerter en cas d'infraction. Un autre domaine d'application est la protection des personnes. Si les personnes sont protégées et que l'on souhaite optimiser une intervention éventuelle pour prévenir certains dangers, les informations recueillies sont utiles à la logistique de prévention, à la détection de cas d'alerte et au guidage des intervenants. Enfin, si les personnes sont les membres des équipes de secours, le système facilite leur coordination. Dans ce cadre général de la supervision géographique des personnes, de nombreuses solutions techniques ont été développées, mais aucune jusqu'à présent avec un rapport coût/efficacité suffisamment faible pour pouvoir être déployée à grande échelle. Les bracelets électroniques actuellement utilisés constituent la première génération et sont caractérisés par une base, soit reliée à une ligne de téléphone fixe, soit reliée à un téléphone cellulaire et munie de capteurs de déplacements émettant des alertes si l'on tente de déplacer la base. Ces systèmes sont donc aussi caractérisés par l'absence d'une fonction de géolocalisation à l'aide d'un moyen pour connaître la position géographique de la base puisque celle-ci est censée ne pas bouger et rester au lieu fixe d'assignation. Une deuxième génération de bracelets électroniques est déjà disponible et se distingue de la première par l'intégration d'un système de géolocalisation dans la base, qui peut ainsi devenir mobile et permettre de suivre l'individu lors de déplacements géographiques, et donc de contrôler ces déplacements. Cette deuxième génération offre sur la première l'avantage de ne jamais perdre le contact - 2 - avec l'individu surveillé, et a un marché potentiel beaucoup plus vaste que la première génération. Une troisième génération de bracelets électroniques est déjà en cours de mise au point, un exemple est couvert par le brevet EP1363258 et revendique un système intégrant dans un même boîtier le modem wireless (partie data du téléphone mobile) et le récepteur satellite GPS, ainsi qu'un module de contrôle et une batterie. Cette génération n'est pas aujourd'hui techniquement viable car sa consommation nécessite une batterie trop lourde pour être intégrée dans un bracelet inamovible. De même, les solutions actuelles de bracelets électroniques de deuxième génération souffrent d'un problème technico- économique de consommation d'énergie, de coût de communication, de coût du service de géolocalisation par l'opérateur, ce qui empêche d'utiliser ce matériel pour une surveillance active 24h sur 24 avec un rafraîchissement régulier de la position et de l'état du bracelet surveillé de l'ordre de la minute. D'une part, l'état de l'art des services de géolocalisation, (décrit dans le document Location_ Technologies for GSM,GPRS and UMTS Networks.pdf édité par SnapTrack et disponible sur internet: http://www.cdmatech. com/resources/pdf/location_tech_wp_1-03.pdf)est constitué uniquement de technologies qui nécessitent une mise en place d'infrastructure dédiée par l'opérateur du réseau cellulaire de télécommunications, et une facturation de l'utilisation de ce service, avec un coût très onéreux pour une localisation permanente. Ces technologies sont CELL-ID (extraction depuis le logiciel de supervision du réseau de l'opérateur, d'une donnée technique identifiant l'antenne la plus proche du mobile, et en fonction de cet identifiant appelé CELL-ID car il identifie aussi la cellule, zone géographique couverte par l'antenne, interrogation d'une base de donnée propre à l'opérateur donnant ses coordonnées géographiques, par exemple en longitude et latitude, puis transmission de cette information au mobile ou mise à disposition sur un site web) , E-OTD et OTDOA (même système mais amélioré en précision par une mesure - 3 - différentielle de signaux échangés avec plusieurs antennes, contrôlée par des équipements supplémentaires à rajouter à l'infrastructure)et A-GPS (GPS Global Positionning System, système de géolocalisation par réception de signaux émis par les satellites GPS, amélioré par des données reçues par le mobile depuis le réseau cellulaire). Deux technologies de géolocalisation indépendantes de l'opérateur et n'entraînant ni coût de service de géolocalisation, ni coût de communication supplémentaire, font également parti de l'état de l'art, mais ne permettent pas d'atteindre les objectifs en matière de rapport efficacité/coût de notre invention. La première est le GPS, et souffre de ne pas pouvoir être utilisé en intérieur, et de consommer trop d'énergie pour être utilisé 24h/24 dans un équipement mobile, elle est cependant utilisée dans certains bracelets électroniques de seconde génération, et entraîne par ses inconvénients un coût trop élevé d'exploitation de la solution. La seconde est l'utilisation du CELL-ID par le mobile et non par l'opérateur. Certains logiciels existent pour certains téléphones, et permettent de mémoriser et de comparer les CELL-ID des antennes auxquelles le mobile se connecte durant des trajets, mais aucun n'associe de coordonnées géographiques aux identifiant. Ces coordonnées doivent être saisies par l'utilisateur, et identifient des lieux comme à la maison au bureau , à l'école , etc. Le programme permet ensuite d'identifier un lieu qui a déjà été enregistré, et éventuellement de lancer une alarme. Notre invention repose en partie sur une amélioration de cette technologie associée à des échanges d'informations entre le mobile et une base de donnée Notre invention apporte une solution au problème de consommation électrique et donc de poids et volume de la batterie limitant la miniaturisation dans un bracelet des fonctions de radiocommunication. Cette solution consiste à éliminer du bracelet les communications radio à longue distance telles que réception de satellites GPS ou communication avec une antenne de réseau cellulaire par GPRS. En revanche le bracelet, ou plus généralement l'étiquette (3) - 4 - attachée à l'individu (1) communiquera, dans le cadre de l'invention, à courte distance, par ondes radio, de préférence suivant le protocole BlueTooth à 2,4Ghz très peu consommateur d'énergie, avec une base mobile (2) dont l'individu ne devra pas s'éloigner. Il pourra par exemple la transporter dans sa poche en déplacement, et la poser à côté de son lit durant la nuit. Cette base mobile pourra être physiquement constitué d'un téléphone mobile ordinaire (2), équipé d'un logiciel de contrôle (11), comme dans la description de la réalisation préférentielle de l'invention. Elle pourra aussi être constituée d'un téléphone mobile spécifique, inhibant par exemple certaines fonctions comme l'accessibilité à la carte SIM, ou au clavier, mais conservant au minimum le module modem radio, celui-ci pouvant par exemple être un module fabriqué par la société Wavecom. Notre invention associe un moyen (3) (appelé étiquette) d'identification de l'individu (1) fixé de façon inamovible à son corps, et un moyen (2) (appelé mobile) de transmission par réseau radio (a priori réseau cellulaire GPRS, mais pouvant aussi être GSM, UMTS, WI-FI, Satellite dans d'autres réalisations) des informations concernant l'état (OK: étiquette attachée à l'individu et proche du mobile, ALARME: étiquette détachée de l'individu, ALARME: étiquette non détectée, etc.) et la géolocalisation du mobile (au minimum par une référence à l'antenne relais (4) de la station BTS, par exemple le CELL-ID du protocole GSM, permettant d'identifier et donc de connaître les coordonnées géographiques via une base de données, de la cellule de couverture du mobile, avec une précision de 100 à 200 mètres en zone urbaine et jusqu'à 15 km en zone peu urbanisée). Les informations sont transmises par le mobile vers un serveur au travers d'internet, et sont exploitées de façon délocalisée, au travers d'internet, sur des postes de supervision et de contrôle (référencé (5) sur la figure 1). Les personnes en charge du contrôle réagissent en retour à la transmission d'états d'alarmes en prenant contact avec la personne surveillée ou en déclenchant d'autres moyens d'obtention d'informations sur celle-ci (par exemple surveillance vidéo, - 5 - ou patrouilles d'intervention) ou encore en prévenant des autorités. Tous les évènements sont consignés dans une base informatique conforme à la loi informatique et liberté, et suivant un processus conforme à la norme de qualité ISO 9001. Les dessins annexés illustrent l'invention: - La figure 1 représente les éléments constituant le système. - La figure 2 représente les échanges d'informations entre les éléments du système et illustre le procédé. - La figure 3 représente une variante du système. Présentation du dispositif En référence à ces dessins, le dispositif est constitué de 3 éléments indépendants mais situés à proximité. Une étiquette (3) est fixée à l'individu (1) sous surveillance de façon à ce que toute tentative de désolidariser cette étiquette de l'individu change l'état mémorisé par l'étiquette de l'état OK à l'état ALARME. L'étiquette est initialisée à l'état OK et sa re-initialisation à partir de l'état ALARME n'est possible qu'en utilisant des moyens accessibles uniquement à l'aide d'une clé logique que seul un personnel autorisé possèdera, le tout étant protégé au moyen de l'état de l'art en cryptage de données, et l'étiquette étant par ailleurs inviolable physiquement par la miniaturisation et la conception de ses composants. Elle est aussi impossible à reproduire, car incorporant une clé privée inaccessible codant ses informations, de la même façon qu'une carte à puce. Un mobile (2) muni de deux fonctions de communication: une communication (9) en mode réception avec l'étiquette (3), une communication (7) et (8) en mode émission avec un réseau, de type réseau cellulaire en mode donnée, par exemple GPRS. La communication entre le mobile (2) et l'étiquette (3) peut se faire suivant l'un ou l'autre des procédés ci-après, définissant deux variantes de l'invention: - 6 - Une première variante est décrite dans la figure 2. L'étiquette (3) a la forme d'une montre-bracelet et est attachée autour du poignet, ou de la jambe, de la personne (1), comme les bracelets de prisonnier de première génération. Elle contient une fibre optique et un détecteur qui émet une alarme si la fibre est cassée, et donc lors de toute tentative d'enlever le bracelet. Ce procédé est commun à l'état de l'art et est utilisé par tous les bracelets électroniques de surveillance du marché. Ce qui caractérise le bracelet dans le cadre de l'invention est qu'il communique directement par radio avec le téléphone mobile. Pour cela, un standard de communication disponible dans les téléphones standard est utilisé, la norme BlueTooth, définie sur http://www.bluetooth.org et http://www. ieee802.org. La réalisation de l'émetteur BlueTooth contenu dans le bracelet s'appui sur l'été de l'art et peut consister à intégrer un module, par exemple le CSR BlueCore2. La consommation de ce module est suffisamment faible pour assurer au bracelet une autonomie d'un mois en usage 24h/24, à l'aide d'une batterie Lithium-Ion de 850mAH à 3.7V, pesant environ 20g pour un volume de 8 cm3. De même, la consommation de la liaison BlueTooth (9) par le téléphone mobile (2) n'épuisera pas la batterie du téléphone en moins de 48h. Une deuxième variante, décrite dans la figure 3, repose sur une étiquette communiquant en mode transpondeur (13), selon l'état de l'art de la technologie dite RFID (Radio Frequency Identification Device, en français périphérique d'identification par fréquence radio), caractérisé par l'absence de batterie électrique dans l'étiquette (13), et la présence d'un lecteur (14) envoyant un signal radio (15) à l'étiquette, et l'utilisation d'une partie de la puissance électromagnétique captée par l'antenne de l'étiquette, stockée momentanément dans un composant de type condensateur, puis réutilisé immédiatement pour le calcul et l'émission d'un code numérique (15). Ce type de transpondeur est couramment utilisé pour l'identification des animaux et notamment pour la puce électronique remplaçant le tatouage des chiens. Un des principaux fabricants est la société - 7 - TROVAN et son brevet US5025550 décrit un transpondeur implantable pour les humains. La figure 3 montre aussi un module GPS (17) qui permet de préciser à l'extérieur la position géographique, avec une précision pouvant atteindre 15mètres. Le système permet d'utiliser comme module GPS un produit du commerce tel que le modèle BTGPS de la société Socket. Ce produit communique par BlueTooth, via le protocole SPP, au format NMEA- 0183 la position GPS en longitude, latitude au téléphone mobile (2). Il a une autonomie de 6 à 12 heures en fonctionnement continu, pèse 70g, et a un volume inférieur à 100 cm3. Sa faible autonomie et son non fonctionnement hors visibilité des satellites, donc à l'intérieur des immeubles, explique qu'il soit complémentaire de la localisation par CELL-ID et non une substitution. L'autonomie devrait progressivement s'améliorer, et des téléphones mobiles standard intégrant la fonction GPS, et l'améliorant même en précision et consommation grâce au procédé A-GPS, apparaissent sur le marché. L'utilisation d'un tel téléphone 20 au lieu du téléphone mobile (2) permet d'intégrer l'option (17) dans le mobile (2). Le logiciel (11) contrôlant le téléphone mobile (2) est le composant technique permettant, par intégration de divers appareils électroniques déjà existants, et leur mise en communication, de mettre en oeuvre le procédé décrit par l'invention, constituant avec les divers éléments matériels électroniques, et les réseaux utilisés, le système objet de l'invention, assurant la fonction de géolocalisation d'une personne, et pouvant être utilisé pour effectuer la surveillance électronique de personnes assignées à domicile, ou en liberté de circulation restreinte. Ce logiciel est bâti sur deux plateformes logicielles: le langage Java 2 Micro-édition, et le langage c pour les appels de base au système d'exploitation du téléphone Symbian (adopté notamment par les constructeurs Siemens, Nokia et Sony-Ericsson). Ainsi, si ce logiciel (11) ne fonctionne pas sur tous les téléphones, il fonctionne cependant sur un grand choix de modèles de divers constructeurs. Le logiciel (11) fait appel à diverses - 8 - fonctions du système d'exploitation du téléphone, documentées dans les kits de développement logiciel de Sun, Nokia et Symbian, et accessibles à tout programmeur au fait de l'état de l'art. Le logiciel {11) gère le temps à l'aide de déclencheurs, permettant son réveil régulier ou sur réception d'évènements, tout en économisant l'énergie la majorité du temps. Il fonctionne donc en permanence mais utilise peu de ressource. Le logiciel (11) gère aussi la batterie du téléphone afin de pouvoir signaler à l'avance que celle-ci sera bientôt déchargée. Le logiciel (11) gère la communication via BlueTooth avec le bracelet (3) ou le lecteur RFID (14), et éventuellement avec le récepteur GPS (17). Il crypte ses communications et surveille le temps de latence afin de détecter si l'on tente d'élargir la portée du BlueTooth en utilisant des répéteurs, ce qu'il n'autorise pas. Le logiciel (11) gère éventuellement des fonctions de reconnaissance biométriques, à l'aide du microphone du téléphone (2), ou d'un appareil photo ou caméra numérique incorporé, ou encore d'un lecteur d'empreinte digitale, incorporé dans le téléphone ou sous forme de module extérieur (21) via liaison (22). Le logiciel (11) interroge le modem interne du téléphone pour recueillir l'information du CELLID. Le logiciel (11) maintient un lien quasi permanent via le modem interne, par GPRS (ou UMTS), sur une connexion qu'il cherche à maintenir ouverte le plus longtemps possible, tout en minimisant le débit de donnée sur cette connexion, avec un serveur internet qui collecte ces données et les rends accessibles au poste de supervisions (5). Le serveur internet et la passerelle entre internet et le réseau cellulaire ne sont pas représentés explicitement sur la figure mais sont compris dans le lien (10). Les appels fonctions (ou API) utilisés par le logiciel (11) ne sont pas détaillés ici, car ils pourront être trouvés par l'homme de l'art dans les documentations des kits de développement logiciels et des standards de télécommunication, qui sont d'accès public. Le logiciel (11) envoie le plus souvent possible, en respectant les contraintes de débit et de consommation, la position du téléphone mobile (2) obtenue par le CELL-ID (6) et - 9 - éventuellement la longitude/latitude (18), ainsi que l'état du bracelet indiquant que l'individu est bien à proximité du téléphone. Il envoie aussi diverses alarmes et peut être paramétré à distance par le serveur, ou être interrogé par celui-ci. Le poste de supervision (5) permet de consulter l'historique des évènements d'un individu surveillé, de représenter éventuellement sa trajectoire spatio-temporelle sur une cartographie à l'aide du logiciel (12), ou de commander à l'individu une identification biométrique, par le téléphone ou le module (21), ou une conversation téléphonique, notamment en cas de survenance d'alarme, ou de problème technique. L'invention est particulièrement destinée à la surveillance de délinquants sous astreinte géographique. Elle a pour vocation de faire faire de grandes économies à l'Etat, en rendant possible l'application de peines courtes aux délinquants non-dangereux sans incarcération mais avec néanmoins surveillance et mise sous contrainte. Le but est à la fois de faciliter la réinsertion et de sensibiliser l'individu à l'autosurveillance, de lui faire prendre conscience au quotidien des désagréments qu'une conduite qui n'était plus civile entraîne, en espérant que cela diminuera les récidives. Elle permettra aussi de remplacer les réductions de peines aux seules fins de vider les prisons par des remises en liberté surveillée, plus dissuasives envers une récidive. Enfin, par le réel apport de souplesse et de confort que l'invention apporte, notamment grâce à l'utilisation d'un téléphone standard et sans coût prohibitif, elle permettra d'élargir le bracelet électronique à d'autres catégories que les individus surveillés; et en premier lieu aux individus demandeurs de protection et de sûreté (enfants, malades, personnes âgées), et à ceux intervenant dans la protection et se mettant en danger (gardes, surveillants, pompiers, forces de sécurité, sauveteurs). REVENDICATIONS 1) Système de géolocalisation d'une personne (1) astreinte à ne pas s'éloigner d'un téléphone mobile numérique (2) caractérisé par la présence dans le téléphone mobile (2) d'un module logiciel (11) qui se procure une information sur sa localisation géographique (7) et sur l'état (8) de respect de l'astreinte, et l'envoie environ chaque minute à un ordinateur (5) effectuant la supervision de la personne (1) au moyen d'un logiciel (12). 2) Système suivant la revendication 1 caractérisé en ce que l'information sur la localisation géographique (7) du téléphone mobile est l'identifiant de l'antenne (4) du réseau avec laquelle il est en couverture, communément appelé CELL-ID, obtenu sans nécessiter aucune communication payante car faisant partie du protocole de signalisation (6) du réseau, - -et des échanges hors communication. 3) Système suivant revendication 1 caractérisé en ce que l'envoi de l'information sur la localisation géographique (7) et sur l'état (8) de respect de l'astreinte est effectué par une communication numérique par paquet, par exemple sur les réseaux GPRS ou UMTS, et que la connexion ouverte est maintenue le plus longtemps possible ouverte tout en minimisant le nombre de données transmises, tout en bénéficiant d'une connexion permanente permettant d'émettre une alarme dès que la communication est interrompue au delà d'un délai de réaction de l'ordre de quelques minutes. 4) Système suivant revendication 1 caractérisé en ce que le respect de l'astreinte de la personne à rester à proximité du téléphone est opéré par une étiquette (3) fixée à la personne (1) et communiquant sans fil - 11 (9) avec le téléphone (2), par exemple par onde radio en 2,4GHz suivant le protocole BlueTooth. 5) Système suivant revendication 1 caractérisé en ce que le respect de l'astreinte de la personne (1) à rester à proximité du téléphone (2) est opéré par une puce de type RFID (13) fixée à la personne et communiquant sans fil avec le téléphone (2) ou avec un module intermédiaire (14). 6) Système suivant revendication 1 caractérisé en ce que le respect de l'astreinte de la personne (1) à rester à proximité du téléphone (2) est opéré par un procédé d'identification biométrique incorporé dans le téléphone (2) ou dans un module complémentaire (21), et régulièrement activé à la demande du téléphone, ou selon commande par le centre de supervision (5). 7) Système suivant 1 revéndication 1 caractérisé en ce que l'information sur la localisation géographique (7) du téléphone mobile est précisée en extérieur par une position GPS (18) procurée par un module récepteur GPS (17) éventuellement intégré dans le téléphone ou du moins en communication avec lui, information obtenue par ondes radio (20) à partir de plusieurs satellites (19) d'une constellation de satellites de géolocalisation.