Brevet FR2902947A1 — publié le 20071228

- DISPOSITIF ELECTRONIQUE DE LOCALISATION D'OBJETS. L'invention concerne un dispositif électronique utilisant les ondes radio-électriques et permettant une localisation rapide d'objets de personnes ou d'animaux dans un rayon d'une vingtaine de mètres. Il est constitué d'un boîtier émission (BE), comprenant un clavier (BEI) et un interrupteur marche/arrêt (BE2). Ce boîtier comprend l'ensemble des moyens de codage et d'émission d'un signal radio-fréquence et de une à six pastilles réception (PR), de dimensions réduites, comprenant elles aussi les moyens de réception et de décodage du signal reçu. La pastille étant fixée sur l'objet à localiser, une simple pression sur la touche correspondante du boîtier émission permet de déclencher le fonctionnement de l'alarme sonore (buzzer) de la pastille et ainsi de localiser aisément l'objet recherché. Figure pour l'abrégé : FIG. 5 Différents dispositifs existent, à ce jour, sur le marché : 1 ) dispositif de signalisation s'activant lorsqu'il reçoit un signal codé correspondant à son numéro de série 2 ) carte d'authentification avec relais téléphonique 3 ) porte clés émettant une mélodie lorsque l'on frappe dans les mains 4 ) dispositif d'alarme mobile signalant l'éloignement d'un objet par rapport à une centrale réceptrice Tous ces procédés sont, soit complexes et onéreux (1 et 2), soit ne répondent qu'à une fonction spécifique particulière (3 et 4) Aucun ne permet de localiser aisément différents objets dans un environnement proche. 5 10 15 20 25 30 2 - OBJET ET DESCRIPTION SOMMAIRE DE L'INVENTION La présente invention concerne un dispositif permettant la localisation d'objets, de personnes, ou d'animaux dans un environnement proche (inférieur à vingt mètres). Il est utilisable dans une habitation, un local industriel, un jardin, ou dans tout autre lieu et permet de localiser très rapidement l'élément recherché et de signaler sa présence à l'aide d'un buzzer. Ce système est conçu pour pouvoir localiser jusqu'à six éléments différents. L'invention est conforme aux normes CE en terme de rayonnements et perturbations électromagnétiques, ainsi qu'en terme de sécurité pour les personnes et a été développée conformément aux recommandations de la norme d'environnement ECMA TR70. L'objet de cette invention est de fournir à l'utilisateur un kit comprenant un boîtier émetteur disposant de six touches programmées et un jeu de plusieurs pastilles réceptrices (jusqu'à six), dont chacune dispose d'un code d'identification différent, correspondant à une des touches du boîtier émetteur. Les pastilles réceptrices étant positionnées sur les éléments à localiser, la pression sur l'une des six touches du boîtier émetteur, déclenche le fonctionnement du buzzer sur la pastille correspondante et permet ainsi une localisation aisée de l'élément recherché. Le boîtier émetteur comprend des moyens de codage et d'émission d'un signal radio, sous forme de trames périodiques, contenant les informations d'application, d'adresse et d'identité. La pastille réceptrice dispose des moyens de décodage permettant d'identifier et de reconnaître les informations des trames reçues. Si les codes reçus correspondent aux codes attendus par la pastille réceptrice, alors le buzzer de localisation est actionné. Un dispositif d'économie d'énergie permet de porter la durée de vie de la pile à environ un an en fonction de la fréquence d'utilisation de la pastille réceptrice. 10 15 20 25 30 3 - DESCRIPTION SOMMAIRE DES SCHEMAS La description détaillée donnée ci-dessous fait référence aux schémas suivants : FIG.1 Synoptique général du boîtier émission FIG.2 Synoptique général de la pastille réception FIG.3 Logigramme boîtier émission FIG.4 Logigramme pastille réception FIG.5 Présentation du kit - DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION 1- DESCRIPTION TECHNIQUE Les synoptiques généraux (FIG.1 et FIG.2), présentent de manière très schématique les différents constituants du boîtier émission et de la pastille réception objet de la présente invention. Le boîtier émetteur (A) comprend une alimentation (Al), un clavier (A2), un microcontrôleur (A3), un circuit émetteur (A4), une antenne (A5), ainsi qu'un interrupteur marche-arrêt (A6), permettant de mettre sous tension ou hors tension l'ensemble du boîtier émetteur. Le microcontrôleur utilisé est un microcontrôleur 16 bits faible consommation (A3) d'une grande flexibilité, les principales fonctions utilisées dans le cadre de cette invention sont : l'unité centrale (A3.1), la base de temps (A3.2) fournissant les signaux d'horloge et les mémoires (A3.3). Le clavier (A2) est géré par un circuit démultiplexeur analogique. L'appui sur une touche du boîtier émission charge une capacité. Cette capacité conserve sa charge un temps suffisant pour que lors du réveil du microcontrôleur, celui-ci découvre en balayant le circuit intégré, la présence de cette charge, qu'il exploite, puis décharge, afin de ne pas retrouver cette charge lors du balayage suivant, sauf en cas de nouvel appui sur la touche. La puissance rayonnée par le boîtier émission étant inférieure au mW, le choix des fréquences s'est porté sur la bande ISM (Industriel, Scientifique et Médicale), et l'émetteur (A4) fonctionne dans les bandes des 400 ou 800 MHz, il comprend un modulateur (A4.1) géré par le microcontrôleur (A3), un oscillateur (A4.2), un amplificateur de puissance (A4.3) et un système d'antenne (A5). Les trames contenant les informations de synchronisation, d'application, d'adresse et d'identité, générées par le microcontrôleur sous forme de signaux numériques, sont transformées en impulsions radio-électriques par le circuit émetteur et transmises à l'antenne. Le boîtier émission (A) est alimenté sous une tension de 3V par deux piles de type LR6 de 1,5V. La pastille réception (B) comprend une antenne réception (B5), un récepteur (B1), un microcontrôleur (B2), ce microcontrôleur est identique à celui utilisé sur le boîtier émission, un buzzer (B6), un circuit intégré économiseur d'énergie (B4) et une alimentation (B3). L'antenne réception (B5) est connectée au récepteur (B1), qui comprend un amplificateur faible bruit et un détecteur (B1.1), un RSSI générateur (B1.2) et un démodulateur (B1.3). Les impulsions radio-électriques, transmises par le boîtier émission (A) sont reçues par l'antenne réception (B5) et détectées par le circuit AFB détecteur, puis transmises au démodulateur (B1.3), qui délivre un signal numérique vers le microcontrôleur (B2), qui stock et traite ces informations. La pastille réception (B) est elle alimentée par une pile au lithium ou lithium-dioxyde de manganèse de 3V. 2- PRINCIPE DE PROGRAMMATION L'ensemble du système (boîtier émetteur (A) et pastille réception (B)), est testé et programmé en fabrication et dispose d'un code d'application sur un octet, d'une adresse sur un octet comportant le code $00 et d'un code correspondant à la touche utilisée. Le code est en EPROM, aussi bien sur le boîtier émetteur, que sur la pastille réception. Un circuit intégré utilisé en économiseur d'énergie est intégré sur la pastille réception. II met en fonctionnement le microcontrôleur et le récepteur toutes les secondes environ. Le microcontrôleur test la valeur de I'EPROM, si la valeur de l'EPROM est $00, le microcontrôleur incrémente une valeur analogique dans le circuit intégré économiseur d'énergie et vient couper l'alimentation au bout de quelques dizaines de micro-secondes. 30 Lorsqu'au bout d'une minute environ la valeur analogique atteint un certain seuil, alors le circuit teste en plus le RSSI du récepteur. Si ce dernier n'atteint pas la valeur attendue, ce qui indique que le boîtier émission (A) se trouve à une distance trop éloignée de la pastille réception (B) (hors des limites normales d'utilisation du système), alors il reprend le cycle précédent. Si le niveau du RSSI est égal ou supérieur à la valeur attendue, il vérifie la bonne réception du code attendu. Si le code reçu est différent du code attendu, il reprend le cycle précédent. Si le niveau du RSSI est égal ou supérieur à la valeur attendue et que le code attendu est bien reçu, alors il programme l'octet EPROM avec la valeur reçue différente de $00. Ce code reçu est celui contenu dans l'octet EPROM du boîtier émission (A). Cet octet, sorti de fabrication est à $00. Il est mis à une valeur aléatoire définitive lors du premier appui sur deux touches simultanément. Cette procédure permet d'affecter les pastilles réception (B) à un boîtier émission (A), chaque boîtier émission possédant un code aléatoire défini lors de la première utilisation. 3- UTILISATION Après initialisation à la mise sous tension (AI00), le boîtier émetteur (A) s'endort pour un temps d'une seconde (Al01). Au bout de ce temps, le microcontrôleur lit le clavier (A102). Si aucune touche n'est enfoncée (car le clavier comporte une mémoire physique sous forme d'une capacité), alors le système s'endort de nouveau. Sinon, il émet un préambule pendant une seconde, puis un octet propre à l'application, puis un octet propre à l'ensemble utilisé, puis enfin le code de la touche enfoncée (A103). Lors de chaque réveil, toutes les secondes environ (B100), le code EPROM étant différent de $00, la pastille réception se met en fonctionnement pendant 3 millisecondes, en attendant l'arrivée des codes (B101). Si elle reçoit les codes et que ceux-ci sont conformes à l'attendu (8102) , le microcontrôleur active le buzzer (6103), dans le cas contraire, la pastille réception se rendort. 25 30 REVENDICATIONS 1) Dispositif électronique utilisant les ondes radio-électriques et permettant une localisation rapide d'objets, de personnes ou d'animaux, dans un rayon d'une vingtaine de mètres par l'émission d'un signal sonore. Le dispositif est constitué d'un boîtier émetteur (A) qui comprend les moyens de codage (A3) et d'émission (A4) d'un signal radio-électrique, sous forme de trames périodiques, contenant les informations d'application, d'adresse et d'identité ; et jusqu'à six pastilles réceptions (B) disposant des moyens de réception du signal radio-électrique (B1) et des moyens de codage (B2), permettant d'identifier et de reconnaître les informations des trames reçues et d'activer le buzzer (B6) (pastille vibrante, permettant de générer et d'amplifier un signal sonore), si les codes reçus correspondent aux codes propres de la pastille réception (B) 2) Le dispositif conformément à la revendication 1 est caractérisé en ce qu'il comporte un boîtier émission (A) comprenant son alimentation propre (Al), un clavier de six touches (A2), un micro-contrôleur (A3), un émetteur (A4), une antenne émission (A5), et un interrupteur marche/arrêt (A6) 3) Le dispositif conformément aux revendications 1 est caractérisé en ce qu'il comporte une pastille réception (B), comprenant son alimentation propre (B3), un circuit intégré économiseur d'énergie (B4), un micro-contrôleur (B2), un récepteur (B1), une antenne réception (B5), une antenne sonore buzzer (B6) 4) Le dispositif conformément aux revendications 2 et 3 est caractérisé par l'utilisation des ondes radio-électrique dans les bandes des 400 ou 800 MHz et que chaque pastille réception (B) est associée à une touche du clavier (A2) du boîtier émission (A) 6 5) Le dispositif conformément à la revendication 2 est caractérisé en ce que le fonctionnement du micro-contrôleur (A3) est périodique et qu'il fournit les informations de synchronisation, d'application, d'adresse et d'identité 6) Le dispositif conformément à la revendication 2 est caractérisé en ce qu'il comporte un interrupteur marche/arrêt (A6), permettant d'économiser l'énergie de l'alimentation (Al) 7) Le dispositif conformément à la revendication 2 est caractérisé en ce que le 10 clavier de six touches (A2), permet de générer le code de la pastille réception (B) qui lui correspond 8) Le dispositif conformément à la revendication 3 est caractérisé en ce qu'il comporte un circuit économiseur d'énergie (B4), qui met en fonctionnement 15 périodiquement le récepteur (B1) et le microcontrôleur (B2) et que la pastille réception (B) peut prendre un état inactif à la fin d'un cycle déterminé, si les informations reçues et traitées par le micro-contrôleur (B2) ne sont pas conformes à celles attendues 20 9) Le dispositif conformément à la revendication 3 est caractérisé en ce qu'il comporte un micro-contrôleur (B2) qui stock et traite les informations numériques reçues et gère le dispositif d'alarme sonore buzzer (B6) 10) Le dispositif conformément à la revendication 2 est caractérisé en ce que 25 lorsque l'une des touches du clavier (A2) est enfoncée, un signal radio-électrique d'une puissance inférieure au milli-Watt est émis dans les bandes 400 ou 800 MHz 30