Brevet FR2953626A1 — publié le 20110610

-1- Le dispositif de gestion des places de port permet de détecter de façon automatique l'arrivée, la présence ou le départ d'un bateau sur une place de port déterminée, de permettre au bateau et au module électronique associé à la place de port de communiquer pour échanger des informations, de transmettre ou recevoir des informations depuis un superviseur situé dans la capitainerie ou sur un terminal portable. La taille des ports de plaisance est en croissance constante et les capitaines de port gèrent des flottes de plus en plus nombreuses. Cette gestion est assurée, dans le meilleur des cas, par l'utilisation de logiciels de supervision, qui sont renseignés grâce à une succession de relevés de présence de bateaux, effectués manuellement, à intervalles variables. La fiabilité, le coût de main d'oeuvre, et la périodicité de ces relevés sont très perfectibles. L'objectif est de permettre d'optimiser la gestion des places en fonction des flux de bateaux et maximiser la capacité d'accueil du port. La gestion dynamique ainsi obtenue réduit les couts des relevés manuels de la présence, assure des services au ponton supplémentaires (éclairage, alarme) et ne nécessite pas d'installation filaire complexe de la Capitainerie vers les bateaux, dans la mesure où le transfert de données est assurée par réseau sans fil radiofréquence. La technologie de transfert d'information utilisée est une technologie sans fil suivant la norme IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.15.4, idéalement Zigbee. Cette technologie permet de transmettre, de façon très sécurisée et sans interférence avec des systèmes existants, une quantité d'information permettant un échange d'information d'état et de paramètres techniques en quantité suffisante pour la gestion d'un grand nombre de bateaux. Cette technologie utilise des composants transmettant l'information sur une courte portée (inférieure à 100 mètres) vers tous les autres éléments du réseau, qui transmettent à leur tour l'information. Par bonds successifs, tel que présenté dans la figure 1, les informations se propagent sur le réseau. Cette méthode offre également une grande sécurité de transmission dans la mesure où de nombreux chemins peuvent être possibles pour une même transmission. Cette technologie est très peu consommatrice d'énergie grâce à une gestion optimale des protocoles d'émissions d'information. En dehors de conditions extrêmes, la transmission des informations n'est pas perturbée par les conditions atmosphériques. Le dispositif de gestion dynamique des places de ports se décompose en plusieurs éléments tels que décrits ci-dessous : 2953626 2- • Interface Superviseur (1): interface logicielle, intégrée dans l'Ordinateur de Gestion (18), localisée au niveau central (par exemple la Capitainerie du port), et permettant la communication avec un logiciel de gestion de port de plaisance. Cette interface est une 5 librairie de commandes, utilisables par le logiciel de l'Ordinateur de Gestion (18). • Superviseur (2) : module électronique, constitué principalement d'un microcontrôleur et d'un émetteur-récepteur radiofréquence, connecté par liaison série (19) de type USB (Universal Serial Bus) ou UART (Universal Asynchronous Receiver Transmiter) à l'Ordinateur de Gestion (16), tel que montré par la figure 1, et communiquant avec les 10 Routeurs (3) par liaison sans fil IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.15.4. Ce module Superviseur (2) est alimenté par le réseau électrique de la Capitainerie (17) ou par l'ordinateur de gestion (18). • Routeur (3) : module électronique, constitué principalement d'un microcontrôleur et d'un émetteur-récepteur radiofréquence, élément de la maille du réseau sans fil radio 15 fréquence suivant la norme IEEE IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.15.4, localisé sur le port suivant la topologie choisie pour le réseau et de façon à conserver une distance acceptable entre chaque Routeur (3) et le module Superviseur (2), et assurant la transmission des informations descendant de la Capitainerie (17) depuis le module Superviseur (2), et remontant depuis les pontons (10) 20 par l'intermédiaire des modules Coordinateurs (4), tel que montré par la figure 1. Ce module Routeur (3) est alimenté par le réseau électrique du ponton (10). • Coordinateur (4) : module électronique, constitué principalement d'un microcontrôleur et d'un émetteur-récepteur radiofréquence, situé sur les pontons, à proximité des modules Détecteurs (5) qui lui sont associés, avec lesquels il communique par liaison filaire, tel 25 que montré par les figures 2 et 3, et communiquant avec les modules Embarqués (6) et les modules Routeurs (3) par liaison sans fil radiofréquence IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.15.4., tel que montré par la figure 1. Dans un souci de réduction de coût, un module Coordinateur (4) sera utilisé pour la gestion de plusieurs places et sera connecté à plusieurs modules Détecteurs (5). Chaque Coordinateur (4) est 30 associé par construction à un nombre de places de port limitées à 8, compte tenu de la capacité du microcontrôleur constituant le module Coordinateur (4) à traiter les informations en provenance des modules Détecteurs (5). Le Coordinateur (4) interroge de façon périodique les modules Embarqués (6) pour fournir en temps réel l'état de présence des bateaux (8) dont il a la charge. 2953626 -3- Lorsqu'un bateau (8) pénètre dans la zone de détection radiofréquence (14) du Coordinateur (4), tel que montré dans la figure 4, celui-ci lui demande de fournir son identifiant. Si cet identifiant correspond à l'un des bateaux (8) dont le Coordinateur (4) gère la place, le Coordinateur (4) met en oeuvre les services associés à cette arrivée tel 5 que l'envoi d'un message vers la Capitainerie (17) ou la mise en route des éclairages (5a) et (5b) par l'intermédiaire du module Détecteur (5). Lorsqu'un bateau (8) quitte la zone de détection radiofréquence (14) du Coordinateur (4), celui-ci informe la Capitainerie (17) du départ. Le module Coordinateur (4) est alimenté par le réseau électrique du ponton (10). 10 • Détecteur (5) : module électronique, constitué de capteurs et témoins lumineux, en charge de la détection de la présence d'un bateau (8) sur l'emplacement. La détection est effectuée par l'émission et la détection d'une onde acoustique et/ou par l'émission et la détection d'un rayonnement infrarouge, d'une portée de plusieurs mètres pour assurer une détection systématique des bateaux, tel que montré sur la figure 3. Ce 15 module permet de détecter la présence d'un bateau (8) sur une place de port alors que ce bateau (8) ne dispose pas de module Embarqué (6). Ce module permet également de fournir à la demande du module Coordinateur (4), des services sur l'emplacement tels que l'éclairage (5a) du ponton devant l'emplacement, l'éclairage (5b) de l'emplacement lui-même (pour faciliter l'arrivée de nuit), le 20 signalement d'un mauvais fonctionnement du réseau et son indication par un témoin lumineux (5c), d'une anomalie sur le bateau ou d'une alarme. Ce module Détecteur (5) est alimenté par le réseau électrique du ponton (10). • Embarqué (6) : module électronique, constitué principalement d'un microcontrôleur et d'un émetteur-récepteur radiofréquence, situé dans le bateau (8), échangeant des 25 informations avec le module Coordinateur (4) par liaison sans fil à la norme IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.15.4. Les informations considérées sont des informations d'identification du bateau (8), et des paramètres techniques provenant du bord. Ce module dispose de fonctions de lecture de paramètres tels qu'Humidité Relative, 30 Température, Pression, assurées par l'ajout de capteurs adéquats dans le module Embarqué (6). Il est également muni d'un module de communication téléphonique (6a), de type GSM/GPRS au minimum, permettant l'envoi de données (messagerie de type SMS) sur départ de bateau, ou autre événement à bord. Ce module Embarqué (6) est alimenté par piles. -4- • Moniteur (7) : dispositif à usage de la capitainerie, transportable sur le périmètre du port, tel que présenté sur la figure 2, connecté aux Routeurs (3), permettant de lire ou de renseigner des informations relatives à la gestion dynamique des places de port. Ce dispositif peut-être constitué d'un ordinateur portable ou d'un mini ordinateur auquel est connecté un module Superviseur(2). Les fonctions assurées par le système sont les suivantes : Fonctions assurées par le dispositif au niveau central (par exemple la Capitainerie) 10 • Possibilité d'interroger une place de port spécifique sur la présence d'un bateau (8) • Possibilité d'interroger l'ensemble du parc sur la présence d'un bateau(8) par emplacement • Lecture de l'identifiant du bateau par emplacement si le module Embarqué (6) est disponible. 15 • Lecture des paramètres bateau disponibles (HR, T, P, etc....) si le module Embarqué (6) est disponible. • Demande de diagnostic du dispositif par place de port. • Demande de diagnostic pour l'ensemble du dispositif. • Gestion des événements : 20 o Changement d'état sur un emplacement : ^ Arrivée d'un bateau (8) ^ Départ d'un bateau (8) ^ Incident à bord d'un bateau (8) o Evénements sur la place de port, hors bateau (alarme) 25 o Changement d'état sur le dispositif (disfonctionnement auto diagnostiqué par le système) ^ Alerte de mauvais fonctionnement d'un module ^ Alerte de panne électrique ^ Alerte de perte de réseau radiofréquence 30 Fonctions assurées par le système au niveau place de port (emplacement et bateau) • Détection automatique de l'arrivée d'un bateau (8) • Détection automatique du départ d'un bateau (8) • Eclairage de la place de port sur action manuelle -5- • Eclairage de la place de port à l'arrivée du bateau (sur abonnement) • Lecture de la température à l'emplacement du module Embarqué (6) • Lecture de la pression à l'emplacement du module Embarqué (6) • Lecture de l'humidité relative à l'emplacement du module Embarqué (6) • Envoi de données par liaison GSM/GPRS (de type SMS) lors du départ du bateau (8). • Déclenchement de l'alerte Capitainerie (17) sous réserve de l'entrée d'un code d'accès. Fonctions assurées au niveau Système • Transmission des requêtes Capitainerie (17) aux Routeurs (3) pontons • Transmission des requêtes Routeurs (3) aux modules Embarqués (6). • Transmission des requêtes modules Coordinateur (4) aux modules Embarqués (6) • Autodiagnostic et rapport des incidents à l'Interface Superviseur (1) • Détection des anomalies durant une requête et rapport des incidents à l'Interface Superviseur (1) • Détection de la perte d'alimentation des Détecteurs (5), des Coordinateurs (4), des Routeurs (3). Descriptif des figures • Figure 1 : Vue générale du dispositif Elle illustre la vue générale du dispositif de la Capitainerie (17) jusqu'aux bateaux (8) sur leur place de port. La liaison sans fil radiofréquence, par bonds successifs, entre le module Superviseur (2), les modules Routeurs (3) et les modules Coordinateurs (4) y est également présentée. • Figure 2 : Liaison module Coordinateur (4) ù Module Détecteur (5) Elle illustre la détection du bateau (8) situé dans le cône de détection (9) du module Détecteur (5), situé sur les pontons (II) ou (10), en face de chaque place de port. Le module Détecteur (5) est relié au module Coordinateur (4) par l'intermédiaire d'une liaison filaire (12) sur laquelle transitent les informations électriques en provenance du capteur acoustique ou infrarouge, et son alimentation électrique. • Figure 3 : Liaison Module Coordinateur (5) ù Module Embarqué (6) Elle illustre le transfert de données (13) par liaison radiofréquence utilisant la norme IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.15.4., entre le module Coordinateur (4), situé sur les pontons (10 ou (Il) et associé à la place de port, et le module Embarqué (6) situé sur le bateau (8). • Figure 4 : Détection de l'arrivée ou du départ du bateau par radiofréquence -6- Elle illustre la détection de l'arrivée ou du départ du bateau (8) lorsque le module Embarqué (6) entre ou sort de la limite de détection (14) radiofréquence du module Coordinateur (4) qui lui est associé. Lors de l'arrivée d'un bateau (8), il suit une trajectoire (16) vers la place de port, et passe d'une zone ou son module Embarqué (6) n'est pas visible par le module Coordinateur (4) tel que représenté avec le bateau (8b), à une zone plus proche ou son module Embarqué (6) est visible par le module Coordinateur (4) tel que représenté avec le bateau (8a). La portée (15) de la limite de détection est ajustable en fonction de la configuration du port. Revendications1) Dispositif de transmission sans-fil d'informations pour la gestion dynamique de place de ports, caractérisée en ce que la transmission d'information se fait par bonds successifs le long d'un réseau radiofréquence, utilisant la norme IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.15.4., déployé sur le port de façon à assurer la communication entre la Capitainerie (17) du port ou un dispositif portable de type moniteur sous son contrôle, les places de port qui font l'objet d'une gestion dynamique ou d'une surveillance, et les bateaux (8) présents dans le périmètre du port. 2) Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'arrivée du bateau (8) est détectée lorsque son module Embarqué (6) pénètre dans la zone de détection radiofréquence du module coordinateur (4) qui lui est associé. Le module Coordinateur (4) interroge de façon périodique la présence du module Embarqué (6) des bateaux qui lui sont associés. 3) Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le départ du bateau (8) est détecté lorsque son module Embarqué (6) quitte la zone de détection (14) radiofréquence du module coordinateur (4) qui lui est associé. Le module Coordinateur (4) interroge de façon périodique la présence du module Embarqué (6) des bateaux (8) qui lui sont associés. 4) Dispositif suivant la revendication 3, caractérisé en ce que lors du départ du bateau (8), le module Embarqué (6) transmet au minimum les données d'identification du bateau (8), par l'intermédiaire d'un SMS (Short Message Service) sur le réseau téléphonique, vers le propriétaire de la place de port ou du bateau. 5) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la transmission automatique à la Capitainerie (17) des informations de changement d'état de la place de port grâce aux modules Coordinateur (4), Routeurs (3), Superviseur (2) et à l'interface de Supervision (1), est effectuée par bonds successifs d'un module -8- électronique vers l'autre, suivant la norme de transmission IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.15.4 6) Dispositif suivant l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que la mise en oeuvre de services associés à la place de port pour le mouvement de bateau, tels que éclairage (5b) de la place de port et éclairage (5a) du ponton, est effectuée de façon automatique par le module Détecteur (5). 7) Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la lecture de paramètres à l'intérieur du bateau, est réalisée par le module Embarqué (6) communiquant en liaison radiofréquence suivant la norme IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.15.4 avec le module coordinateur (4) du ponton associé à cette place de port. Les paramètres lus sont au minimum la température et le niveau d'humidité, à l'intérieur du bateau. 8) Dispositif suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les personnes ayant-droit peuvent, après activation d'un code de reconnaissance sur le clavier, déclencher manuellement sur le module Embarqué (6) ou sur le module Coordinateur (4), une alerte vers la Capitainerie (17).