Brevet FR2888688A1 — publié le 20070119

L'invention concerne un procédé de communication entre un capteur domotique pour mesurer l'intensité d'un phénomène physique, comprenant un moyen d'émission pour émettre au moins un signal relatif au phénomène physique, et un dispositif domotique destiné au contrôle du confort visuel ou thermique dans un bâtiment. Elle concerne également un capteur domotique pour mettre en oeuvre un tel procédé et une installation comprenant un tel capteur domotique. Dans le domaine des dispositifs de protection solaire dynamique, on utilise des informations fournies par un capteur pour commander des manoeuvres de déploiement ou de repli d'éléments mobiles. Les capteurs utilisés sont notamment des capteurs d'ensoleillement, de luminance, d'éclairement ou de vent. Ces dispositifs ont posé un problème de définition des seuils déclenchant 20 des manoeuvres automatisées de l'élément mobile assurant la protection solaire. Dans le brevet US 5,225,748, il est prévu un dispositif de commande de moteur de store, relié de manière filaire à un capteur de vent, à un capteur d'ensoleillement et à un dispositif de mesure de la position du moteur. Quand il y a simultanément présence de soleil et de vent, le store est déployé jusqu'à un certain niveau qui dépend de la vitesse de vent mesurée. Les seuils utilisés pour la comparaison de la tension représentative de la vitesse du vent sont par exemple fixés par des tensions de référence croissantes. MS\2. S649.12FR.544. dpt.doc Dans de nombreux autres dispositifs de l'art antérieur, la liaison entre le capteur et le dispositif de commande est de type radiofréquence. Pour des questions d'accès parfois difficile au capteur météorologique, il 5 est de loin préférable que les seuils de réaction c'est-à-dire les seuils permettant de déclencher les manoeuvres de l'élément mobile puissent être réglés sans nécessiter l'accès au capteur. Sauf à nécessiter des moyens de communication bidirectionnels et donc coûteux, il est alors nécessaire que le seuil de réaction soit enregistré au niveau de l'unité de commande du moteur agissant sur le dispositif de protection solaire. L'enregistrement et/ou la modification du seuil (ou des seuils) de réaction peut alors être effectué soit directement, soit à l'aide d'une télécommande nomade unidirectionnelle. Cependant, l'information mesurée par le capteur doit alors être transmise de manière suffisamment fréquente pour pouvoir être exploitée dans les délais de sécurité ou de confort nécessaires au bon fonctionnement de l'installation. Dans le cas d'un capteur émetteur radiofréquences, deux raisons s'opposent à une émission quasi-continue d'un signal comportant l'information relative à l'intensité de la grandeur physique mesurée: La première raison est celle de l'encombrement du spectre des fréquences radioélectriques autorisées. Selon le niveau de puissance de l'émetteur, les réglementations en vigueur imposent d'ailleurs une limite à la durée des émissions ou à leur fréquence de répétition. La deuxième raison concerne le cas particulier des capteurs 30 émetteurs autonomes. Ceux-ci sont alimentés par une pile ou par un moyen de conversion d'un phénomène physique en énergie MS\2.S649.12FR.544.dpt.doc électrique. Dans ce cas, il est clair qu'il faut limiter au plus les émissions pour augmenter l'autonomie du capteur. On connaît par exemple du document FR 2 740 825 une installation de protection solaire dans laquelle un signal est émis par le capteur dès qu'un seuil est franchi. Le but de l'invention est de fournir un procédé de communication entre un capteur domotique et un dispositif domotique palliant aux inconvénients précités et améliorant les procédés de communication connus de l'art antérieur. En particulier, le procédé permet de réduire le nombre d'émissions du capteur domotique, tout en transmettant une information suffisante. Grâce au procédé, l'encombrement spectral et/ou la consommation du capteur sont inférieurs à ceux des dispositifs de l'art antérieur, sans que les performances dynamiques de l'installation constituée par le capteur et le dispositif domotique s'en trouvent réduites. Le procédé de communication selon l'invention est caractérisé en ce que l'émission d'un signal est déclenchée par une mesure d'une variation de l'intensité du phénomène physique dépassant un seuil déterminé dit seuil d'émission et en ce que le signal comprend au moins une information relative à l'intensité mesurée. L'information peut comprendre l'amplitude de la variation de l'intensité depuis la dernière émission et /ou la dernière intensité mesurée. Le seuil d'émission peut être déterminé en fonction de l'intensité du phénomène physique. Il peut varier de manière logarithmique ou de manière exponentielle avec 30 l'intensité du phénomène physique. MS\2. S 649.12FR. 544. dpt. doc Il peut en outre varier de manière hystérétique avec l'intensité du phénomène physique. Le capteur domotique selon l'invention permet de mesurer l'intensité d'un phénomène physique et comprend un moyen d'émission pour émettre au moins un signal relatif au phénomène physique. II est caractérisé en ce qu'il comprend des moyens matériels et logiciels pour mettre en oeuvre le procédé défini précédemment. L'installation selon l'invention comprend un capteur domotique défini précédemment et une unité de commande d'un moteur entraînant un écran mobile de protection solaire, l'unité de commande étant apte à déduire une grandeur représentative de l'intensité du phénomène physique à partir de l'information sur l'intensité du phénomène physique reçue du capteur et à déterminer au moins un ordre de repli automatique et au moins un ordre de déploiement automatique de l'écran mobile quand la grandeur représentative de l'intensité du phénomène physique dépasse au moins un seuil d'action. L'installation peut comprendre une interface utilisateur munie d'un moyen d'émission et le ou les seuils d'action de l'unité de commande peuvent être ajustables au moyen de l'interface utilisateur, l'interface utilisateur comprenant au moins un mode de fonctionnement dans lequel elle permet l'émission d'ordres de commande de mouvement du moteur et un mode de fonctionnement dans lequel elle permet l'émission de signaux comprenant une information de modification du ou des seuils d'action. L'installation peut comprendre une interface utilisateur et un capteur domotique muni d'un moyen de communication bidirectionnelle et le seuil d'émission peut être ajustable au moyen de l'interface utilisateur, l'interface utilisateur comprenant au moins un mode de fonctionnement MS\2. S 649.12FR.544.dpt.doc dans lequel elle permet l'émission d'ordres de commande de mouvement du moteur et un mode de fonctionnement dans lequel elle permet l'émission vers le capteur de signaux comprenant une information de modification du ou des seuils d'émission. L'installation domotique 10 représentée à la figure 1 comprend principalement un dispositif de protection solaire 20, un capteurémetteur RSU et une interface utilisateur nomade RCU. Le dispositif de protection solaire 20 comprend un élément de protection solaire SPE pouvant être manoeuvré au moins selon deux sens opposées DIR1 et DIR2 par un moteur MOT. Ce moteur est piloté par une unité de commande SMU gérant également les apports solaires et dont un récepteur radiofréquences RX permet la réception de signaux de commande émis par l'interface utilisateur nomade RCU et de signaux d'information émis par le capteur-émetteur RSU. Ces signaux sont de type électromagnétique et leurs trames sont représentées à la figure 1. L'émission d'ordres de commande résulte d'appuis par l'utilisateur sur un clavier de l'interface. Celle-ci comporte une première touche de commande UPC et une seconde touche de commande DNC. Un appui sur la première touche provoque l'émission, par un moyen d'émission TX2 d'une commande qui, une fois reçue par le récepteur RX et interprétée par un processeur non représenté de l'unité de commande SMU, provoque l'actionnement du moteur et le déplacement de l'élément de protection solaire SPE dans un premier sens DIR1, par exemple un repli. Inversement, un appui sur la deuxième touche provoque l'émission d'un ordre provoquant le déplacement de l'élément de protection solaire SPE dans le deuxième sens DIR2, par exemple un déploiement. Le codage et le décodage de tels ordres sont parfaitement connus de l'homme du métier. MS\2.S649.12FR.544.dpt.doc Les signaux de commande émis par l'interface utilisateur présentent dans leur trame un identifiant ID2 propre à l'interface. Alternativement, l'identifiant ID2 peut être un identifiant commun à tous les éléments de l'installation. Le capteur-émetteur RSU comprend une unité logique de traitement CPU, des mémoires MEM, MSA*, TXT et au moins un premier capteur SA d'un phénomène météorologique: un capteur de vitesse du vent, un capteur de température ou un capteur d'ensoleillement. Un deuxième capteur SB peut également être implanté dans le capteurémetteur, celui-ci étant susceptible de transmettre des informations relatives à la mesure de plusieurs phénomènes météorologiques vers l'unité de commande SMU. Ces informations sont transmises à l'aide d'un émetteur TX1 dans un signal FR1 dont la trame comporte un identifiant ID1 propre au capteur- émetteur et l'information de mesure INFO(MS). Ces informations ne sont pas transmises en permanence. A cet effet, la mémoire du capteur-émetteur RSU comprend au moins une première mémoire TXT dans laquelle est stocké un seuil d'émission, et une seconde mémoire MSA* dans laquelle est stockée une valeur mesurée. Elle peut comprendre également une troisième mémoire MEM dans laquelle est stockée la dernière valeur mesurée avant émission d'un signal. Le capteur-émetteur comprend également une horloge d'échantillonnage TM permettant de fixer l'intervalle de temps séparant des mesures consécutives. Un mode d'exécution du procédé selon l'invention est décrit en référence à la figure 2. MS\2. S 649.12FR.544. dpt. doc Dans une étape d'initialisation E10, la valeur MSA de l'intensité d'un phénomène physique est mesurée sur le premier capteur SA. Dans une première étape E11, la valeur MSA de l'intensité du 5 phénomène physique est stockée dans la mémoire MSA*. Dans une deuxième étape E12, dès que l'horloge génère un signal, la valeur de l'intensité du phénomène physique est mesurée. On passe alors à une étape de test T11 dans laquelle la valeur courante MSA de l'intensité du phénomène physique est comparée à la valeur stockée en mémoire MSA*. Pour ce faire, on calcule les différences MSA-MSA* et MSA*-MSA et on les compare respectivement à des seuils TXT+ et TXT- audelà desquels un signal est envoyé. Ces seuils sont 15 appelés seuils d'émission. Selon les variantes d'exécution du procédé, les valeurs des seuils TXT+ et TXT- peuvent être égales ou différentes. Si l'amplitude de variation de l'intensité du phénomène physique ne dépasse pas l'un des seuils d'émission, alors on boucle sur la première étape E11 dans laquelle, la valeur courante mesurée MSA de l'intensité du phénomène physique est enregistrée dans la mémoire MSA* pour être utilisée lors de la prochaine étape de test T11. Si l'amplitude de variation dépasse l'un des seuils d'émission TXT+ ou TXT- alors on passe à une étape E13, dans laquelle un signal FR1 est émis à destination de l'unité de commande SMU. Comme expliqué, la trame de ce signal comprend au moins une information sur la valeur mesurée MSA. Dans une première variante d'exécution, il s'agit directement de la dernière valeur mesurée MSA. Dans une deuxième variante d'exécution, il s'agit de l'écart avec la dernière valeur enregistrée MSA*, écart qui donne donc le taux de variation de l'intensité du MS\2.S649.12FR.544.dpt.doc phénomène physique mesuré. Dans une troisième variante d'exécution, il s'agit de l'écart par rapport à la valeur mesurée lors de l'émission précédente. Dans une quatrième variante d'exécution, il s'agit d'une combinaison de plusieurs des informations précédentes. Dans une cinquième variante d'exécution, on ajoute la mesure MSB effectuée par un deuxième capteur SB. Pour simplifier, l'information de mesure est désignée par INFO(MS). Dans une étape [14, la valeur mesurée MSA est stockée dans la 10 troisième mémoire MEM, de manière à mémoriser la valeur ayant déclenché l'émission d'un signal. Le procédé boucle ensuite sur la première étape El 1. Grâce au mode d'exécution du procédé décrit précédemment, l'émission de signaux d'information concernant la valeur de l'intensité du phénomène physique n'a lieu que lorsque la dérivée de cette valeur atteint un certain seuil. Ainsi, si la valeur de l'intensité ne varie pas, aucun signal d'information n'est envoyé. Un test supplémentaire T12 peut être prévu entre l'étape de test T11 et l'étape E13. Ce test vérifie si l'émission de signaux est autorisée. Par exemple, le test assure qu'un nombre d'émissions de signaux autorisé par unité de temps n'a pas été dépassé. On peut prévoir que ce test n'a pas lieu si l'amplitude de variation calculée lors du premier test T11 dépasse le seuil TXT+ ou TXT- de manière très significative. En principe, ce test supplémentaire T12 ne peut servir que dans le cas d'un régime météorologique extrêmement fluctuant. Dans ce cas, on conçoit qu'il devienne inutile de transmettre de manière répétée ces mesures fluctuantes. Ce test T12 peut avantageusement être remplacé par une MS\2. S 649.12FR. 544. dpt. doc temporisation de blocage des émissions, un signal particulier pouvant être émis avant blocage pour avertir l'unité de commande de ce blocage. Dans un deuxième mode de réalisation du procédé de fonctionnement, à l'étape E12, lorsqu'aucun des seuils d'émission n'est franchi, on peut boucler sur l'étape E12. Ainsi, la valeur MSA n'est enregistrée dans la mémoire MSA* que lorsqu'un signal a été envoyé. Dans un tel mode de réalisation, c'est la variation de l'intensité depuis la dernière émission qui est déterminante pour déclencher une nouvelle émission. Dans un mode de réalisation simple, le seuil d'émission est prédéfini et unique. Cependant, il peut s'avérer plus efficace d'utiliser plusieurs valeurs de seuil d'émission. La figure 3 représente un exemple de détermination de plusieurs valeurs de seuils d'émission suivant une loi logarithmique. Dans cet exemple, on suppose que la grandeur mesurée MSA évolue régulièrement partant de zéro. Dans une zone initiale (à gauche), la valeur de MSA est considérée comme trop faible pour être prise en compte. Dans une première plage de valeurs, c'est un seuil TXT1 qui est pris en considération pour la comparaison. Dans la plage de valeurs suivante, c'est un seuil TXT2 qui est pris en considération pour la comparaison. Autrement dit, plus la grandeur mesurée est grande, plus le seuil d'émission se réduit. Cet exemple s'applique à certaines situations où l'intensité du phénomène physique mesuré est la vitesse du vent. Pour les faibles vitesses de vent, on peut tolérer une variation de vitesse importante, et il est donc normal que le seuil TXT1 soit important. Les stores modernes supportent des vents de vitesse importante pourvu qu'ils soient réguliers. Les situations de vent établi sont courantes en zone littorale, et un vent régulier ne doit pas pénaliser l'installation de protection solaire. Par contre, plus le vent est important, plus les MS\2. S649.12FR.544.dpt.doc fluctuations de vitesse ont des répercussions négatives sur la fatigue de la structure. II est donc important de réduire la valeur de seuil pour les fortes valeurs de vent (TXT3, TXT4, TXT5). Inversement, la figure 4 représente un exemple de détermination de plusieurs valeurs de seuil d'émission suivant une loi de type exponentiel. De plus, cet exemple suppose une hystérésis dans les seuils choisis. Cette fois, la mesure MSA est par exemple une mesure d'éclairement. On constate que le seuil d'émission est plus bas quand l'éclairement mesuré est faible, alors qu'on tolère des augmentations d'éclairement beaucoup plus importantes sans émettre lorsque l'éclairement mesuré est élevé : par exemple, quand la valeur d'éclairement se situe dans la quatrième plage en partant de zéro, il faut que l'augmentation soit supérieure à TXT14 pour provoquer une émission. Le seuil est encore plus grand (TXT21) dans cette zone s'il s'agit d'une diminution. Un tel choix s'explique d'une part par la sensibilité logarithmique de l'oeil et d'autre part par l'effet d'accoutumance rétinienne. Ainsi donc, l'enregistrement de seuils d'émission prédéfinis, relatifs à l'amplitude de variation de la grandeur mesurée, permet de rendre les émissions aussi peu fréquentes que souhaitable pour limiter l'encombrement spectral et pour limiter la consommation d'énergie de l'émetteur. Les seuils sont contenus en mémoire sous forme d'une table (symbolisée sur la figure 1 par un ensemble de mémoires TXT décalées), ou encore sont calculés à partir d'un algorithme simple. On peut aussi prévoir que les seuils soient déterminés ou modifiables par apprentissage à partir d'un historique des valeurs mesurées. Dans le cas où le capteur- émetteur dispose de moyens bidirectionnels de communication, la détermination ou la modification des seuils peut être faite par l'utilisateur par le biais de l'interface de commande. MS\2. S649.12FR.544. dpt. doc Plusieurs tables de valeurs de seuils d'émission peuvent également être enregistrées dans la mémoire du capteurémetteur. Lors de la pose du capteur-émetteur, un commutateur TMC permet de choisir manuellement la table désirée pour l'adapter au type d'installation domotique. Le choix lors de la pose du capteur-émetteur d'une valeur de seuil particulière ou encore d'une table de valeurs pour les seuils d'émission ne doit pas être assimilé au réglage d'un seuil d'action. En effet, selon l'invention les seuils d'action sont enregistrés, et modifiables, au niveau de l'unité de commande SMU. A la réception d'une trame contenant l'information sur l'intensité du phénomène physique, l'unité de commande élabore une grandeur représentative de la valeur de l'intensité du phénomène physique. Dans le cas le plus simple, cette valeur de l'intensité est directement la grandeur mesurée MSA si celle-ci a été transmise en tant qu'information. Il peut aussi s'agir de la dérivée de l'intensité, ou une valeur d'intensité moyennée ou filtrée, ou toute combinaison de ces possibilités. Cette grandeur représentative est ensuite comparée à un seuil d'action MVT ajustable. Le seuil d'action MVT est ajustable par un moyen de réglage manuel TMS situé sur l'unité de commande, par exemple un commutateur à 25 plusieurs positions. Préférentiellement le seuil d'action MVT est ajusté à partir de l'interface de commande RCU. En effet, l'unité de commande SMU peut être intégrée mécaniquement dans l'actionneur comprenant le moteur, cet actionneur étant lui-même intégré dans le store enroulable comprenant MS\2. S 649.12FR.544.dpt.doc l'élément de protection solaire. De ce fait, un commutateur placé sur l'unité de commande est difficilement accessible. Une manipulation particulière du clavier de l'interface utilisateur, par exemple un appui prolongé sur les deux boutons de commande UPC et DNC, permet de faire passer celle-ci dans un mode spécifique. Dans ce mode spécifique, les signaux émis sont du type de celui représenté à la figure 1 et référencé FR22. Ils contiennent l'identifiant ID2 de l'interface utilisateur et une indication de réglage de seuil d'action ST(MVT). Cette indication traduit par exemple un nombre d'impulsions sur la touche UPC ou un nombre d'impulsions sur la touche DNC permettant d'indiquer un décalage de seuil ou un choix de numéro de seuil dans un ensemble prédéfini. Une flèche en trait pointillé symbolise le réglage du seuil d'action à partir de l'information reçue par le récepteur RX. Une manipulation similaire permet de régler les seuils d'émission du capteur, quand celui-ci est muni d'un moyen de communication TX1 de type bidirectionnel. Une trame similaire à FR22, non représentée sur la figure 1, est alors émise depuis l'émetteur TX2 vers la partie réceptrice du moyen de communication TX1. Quand la grandeur représentative de l'intensité du phénomène physique dépasse le seuil d'action MVT, alors un ordre d'action est transmis par l'unité de commande vers le moteur MOT. Selon les cas, cet ordre est un ordre de repli ou un ordre de déploiement. Préférentiellement, plusieurs seuils d'action sont définis au niveau de l'unité de commande. Le réglage par le moyen de réglage manuel TMS ou par l'interface utilisateur agit alors sur l'ensemble des seuils d'action. Les seuils d'action peuvent eux aussi obéir à des lois de type logarithmique ou exponentiel comme représentées sur les figures 3 et 4. M S \2. S 649.12 FR. 5 44. dp t. do c Ils peuvent également présenter une hystérésis selon le sens de variation de l'intensité du phénomène physique. Cependant, les seuils d'action définis dans l'unité de commande sont en général différents des seuils d'émission du capteur-émetteur. Ils s'appliquent à des grandeurs éventuellement différentes, et les premiers sont ajustables dans l'installation une fois en service, alors que les seconds ne le sont pas. L'interface de l'unité de commande peut aussi servir à émettre des informations définissant quelle action doit être entreprise pour un seuil d'action déterminé. Dans le cas de vent, il peut être choisi, comme dans l'art antérieur, un repli partiel plus ou moins prononcé selon l'intensité. Dans le cas où le capteur comprend un capteur de pluie, l'action liée au dépassement d'un seuil de précipitations est un repli ou au contraire un déploiement selon le choix de protéger le store ou de protéger des personnes (dans le cas par exemple d'une devanture de magasin). MS\2.S649.12FR.544.dpt.doc Revendications: 1 Procédé de communication entre un capteur domotique (RSU) pour mesurer l'intensité d'un phénomène physique, comprenant un moyen d'émission (TX1) pour émettre au moins un signal relatif au phénomène physique, et un dispositif domotique (20) destiné au contrôle du confort visuel ou thermique dans un bâtiment, caractérisé en ce que l'émission d'un signal est déclenchée par une mesure d'une variation de l'intensité du phénomène physique dépassant un seuil déterminé (TXT+, TXT-) dit seuil d'émission et en ce que le signal comprend au moins une information relative à l'intensité mesurée (INFO(MS)). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'information comprend l'amplitude de la variation de l'intensité depuis la dernière émission. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'information comprend la dernière intensité mesurée. 4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le seuil d'émission est déterminé en fonction de l'intensité du phénomène physique. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le seuil d'émission varie de manière logarithmique avec l'intensité du phénomène physique. 6. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que le seuil d'émission varie de manière exponentielle avec l'intensité du phénomène physique. MS\2.S649.12FR.544.dpt.doc 7. Procédé selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que le seuil d'émission varie de manière hystérétique avec l'intensité du phénomène physique. 8. Capteur domotique (RSU) pour mesurer l'intensité d'un phénomène physique, comprenant un moyen d'émission (TX1) pour émettre au moins un signal relatif au phénomène physique, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens matériels (CPU, TM, MEM, MSA*, TXT) et logiciels pour mettre en oeuvre le procédé selon l'une des revendications précédentes. 9. Installation (10) comprenant un capteur domotique (RSU) selon la revendication précédente et une unité de commande (SMU) d'un moteur (MOT) entraînant un écran mobile (SPE) de protection solaire, l'unité de commande étant apte à déduire une grandeur représentative de l'intensité du phénomène physique à partir de l'information sur l'intensité du phénomène physique reçue du capteur domotique et à déterminer au moins un ordre de repli automatique et au moins un ordre de déploiement automatique de l'écran mobile quand la grandeur représentative de l'intensité du phénomène physique dépasse au moins un seuil d'action. 10. Installation (10) selon la revendication 9, caractérisée en ce qu'elle comprend une interface utilisateur (RCU) munie d'un moyen d'émission (TX2) et en ce que le ou les seuils d'action de l'unité de commande sont ajustables au moyen de l'interface utilisateur, l'interface utilisateur comprenant au moins un mode de fonctionnement dans lequel elle permet l'émission d'ordres de commande de mouvement du moteur et un mode de fonctionnement dans lequel elle permet l'émission de signaux MS\2. S 649.12FR.544. dpt. doc comprenant une information de modification du ou des seuils d'action. 11. Installation (10) selon la revendication 9 ou 10, caractérisée en ce qu'elle comprend une interface utilisateur (RCU) et un capteur domotique (RSU) muni d'un moyen de communication bidirectionnelle et en ce que le seuil d'émission est ajustable au moyen de l'interface utilisateur, l'interface utilisateur comprenant au moins un mode de fonctionnement dans lequel elle permet l'émission d'ordres de commande de mouvement du moteur et un mode de fonctionnement dans lequel elle permet l'émission vers le capteur de signaux comprenant une information de modification du ou des seuils d'émission. MS\2. S649.12FR.544. dpt.doc