Brevet FR2970790A1 — publié le 20120727

Système de dialogue homme-machine La présente invention se rapporte à un système de dialogue homme-machine. L'invention concerne plus précisément un système de dialogue homme-machine qui comporte une première partie et une deuxième partie connectées entre elles. Actuellement, un système de dialogue homme-machine est réalisé en montant individuellement chaque organe de dialogue homme-machine de type bouton-poussoir ou voyant de signalisation sur une porte d'une armoire électrique ou un 1 o pupitre de commande. Pour chaque organe de dialogue homme-machine, il est nécessaire de percer un trou et de réaliser le câblage de cet organe de dialogue homme-machine. Si un organe de dialogue homme-machine doit être remplacé, il doit être entièrement démonté et son remplaçant doit être à nouveau câblé. 15 Le but de l'invention est de proposer un système de dialogue homme-machine comportant plusieurs organes de dialogue homme-machine, qui soit facile à monter et dans lequel chaque organe de dialogue homme-machine peut être facilement remplacé. Ce but est atteint par un système de dialogue homme-machine comportant : 20 une première partie incluant une unité de traitement de données et une unité d'alimentation électrique, une deuxième partie comportant plusieurs organes de dialogue homme-machine dotés chacun d'une interface de dialogue homme-machine et un support de fixation agencé pour accueillir chaque organe de dialogue 25 homme-machine de manière amovible et interchangeable, un bus de communication et d'alimentation reliant l'unité d'alimentation et l'unité de traitement de la première partie à chaque organe de dialogue homme-machine, ledit bus de communication et d'alimentation étant agencé au moins en partie dans le support de fixation pour connecter 30 chaque organe de dialogue homme-machine. Selon une particularité, le système comporte une mémoire destinée à stocker des données représentatives d'un état de l'organe de dialogue homme-machine et des moyens de traitement destinés à lire et/ou écrire dans ladite mémoire. Selon une autre particularité, l'organe de dialogue homme-machine comporte par exemple une interface de commande actionnable par un utilisateur et coopérant avec ses moyens de traitement pour écrire des données représentatives de l'état de l'organe de dialogue homme-machine dans la mémoire. Selon une autre particularité, l'organe de dialogue homme-machine comporte par exemple une interface de signalisation connectée au bus de communication et 1 o d'alimentation de manière à pouvoir être alimentée par l'unité d'alimentation et coopérant avec ses moyens de traitement pour afficher un état correspondant aux données stockées dans la mémoire. Selon une autre particularité, l'organe de dialogue homme-machine comporte par exemple une interface d'identification ou de détection coopérant avec les moyens 15 de traitement pour écrire des données représentatives de l'état de l'organe de dialogue homme-machine dans la mémoire. Selon une autre particularité, l'organe de dialogue homme-machine comporte par exemple une interface de réception de données fonctionnant par technologie sans-fil et coopérant avec ses moyens de traitement pour écrire des données 20 représentatives de l'état de l'organe de dialogue homme-machine dans la mémoire. Selon une autre particularité, l'organe de dialogue homme-machine comporte par exemple une interface d'émission de données fonctionnant par technologie sans-fil et coopérant avec ses moyens de traitement pour envoyer un message correspondant aux données stockées dans la mémoire. 25 Selon une autre particularité, le bus de communication et d'alimentation comporte un premier rail conducteur à potentiel électrique non nul et un deuxième rail conducteur à potentiel électrique neutre agencés tous deux le long du support de fixation. Selon une autre particularité, le support de fixation comporte un socle allongé 30 agencé pour recevoir par coulissement plusieurs organes de dialogue homme-machine. Selon l'invention, la première partie et la deuxième partie sont positionnées de part et d'autre d'une paroi, constituée par exemple par la porte d'une armoire ou le plateau d'un pupitre de commande. 35 D'autres caractéristiques et avantages vont apparaître dans la description détaillée qui suit en se référant à un mode de réalisation donné à titre d'exemple et représenté par les dessins annexés sur lesquels : la figure 1 représente, vu en éclaté, le système de dialogue homme- s machine de l'invention, la figure 2 représente le système de dialogue homme-machine de l'invention, la figure 3 illustre le principe d'assemblage du système de dialogue homme-machine de l'invention, 10 la figure 4 représente, vu en éclaté, le support de fixation de la deuxième partie du système de dialogue homme-machine de l'invention, la figure 5 représente, vu assemblé, le support de fixation de la deuxième partie du système de dialogue homme-machine de l'invention, la figure 6 représente un organe de dialogue homme-machine doté d'une interface de commande de type bouton-poussoir adaptée pour le système de dialogue homme-machine de l'invention, la figure 7 représente, vu en éclaté, l'organe de dialogue homme-machine doté d'une interface de commande de type bouton-poussoir adaptée pour le système de dialogue homme-machine de l'invention, la figure 8 représente de manière schématique l'architecture de fonctionnement d'un organe de dialogue homme-machine doté d'une interface de commande de type bouton-poussoir, la figure 9 représente de manière schématique l'architecture de fonctionnement d'un organe de dialogue homme-machine doté d'une interface de signalisation de type voyant lumineux. L'invention concerne un système de dialogue homme-machine comportant notamment une première partie 1 comportant une station 10 de lecture/écriture de données et une deuxième partie comportant plusieurs organes de dialogue homme- 30 machine 2 dotés chacun d'une interface de dialogue homme-machine 20, de moyens de traitement 230 et par exemple d'une mémoire 231. 15 20 25 Selon l'invention, la première partie 1 comporte une station 10 de lecture/écriture de données dotée d'une unité de traitement incluant un microprocesseur et une mémoire et une unité d'alimentation 11 destinée à alimenter les organes de dialogue homme-machine 2 de la deuxième partie. La station 10 de lecture/écriture et l'unité d'alimentation 11 sont par exemple agencées à l'intérieur d'un même boîtier comportant des moyens de fixation adaptés au type d'application. La première partie 1 est montrée une seule fois sur la figure 1 mais il faut considérer qu'elle est également présente dans la même configuration sur les autres figures annexées. Selon l'invention, la mémoire de l'unité de traitement peut être partagée par 1 o tous les organes de dialogue homme-machine afin de stocker leur état ou d'autres informations affectées à l'organe de dialogue homme machine. Comme décrit ci-dessus, il est également possible d'affecter une mémoire 231 distincte à chaque organe de dialogue homme-machine. Dans la suite de la description, nous considérerons que chaque organe de dialogue homme-machine 2 possède sa propre 15 mémoire 231. Mais la configuration globale du système permet d'imaginer que la mémoire employée est commune à tous les organes de dialogue homme-machine et correspond par exemple à la mémoire de la station de lecture/écriture ou à une ou plusieurs autres mémoires localisées dans la première ou la deuxième partie du système de dialogue homme-machine. 20 La première partie 1 et la deuxième partie sont connectées entre elles à l'aide d'un bus 4 de communication et d'alimentation permettant de réaliser la communication entre la station 10 de lecture/écriture et chaque organe de dialogue homme-machine 2 et l'alimentation entre l'unité d'alimentation 11 et les organes de dialogue homme-machine 2. Ce bus 4 de communication et d'alimentation est par 25 exemple réalisé sur deux lignes conductrices distinctes, une première ligne conductrice 40 connectée à un potentiel électrique non nul et permettant de laisser passer à la fois le courant d'alimentation des organes de dialogue homme-machine 2 et les trames de communication échangées entre la station 10 de lecture/écriture et les organes de dialogue homme-machine 2, et une deuxième ligne conductrice 41 à 30 potentiel électrique neutre. La station 10 de lecture-écriture et les différents organes de dialogue homme- machine 2 échangent des données sur le bus 4 de communication et d'alimentation en employant un protocole de communication simple. Ce protocole de communication est par exemple un protocole à deux fils permettant de faire passer à la fois l'alimentation 35 des organes de dialogue homme-machine et les trames de communication échangées entre chaque organe de dialogue homme-machine 2 et la station 10 de lecture/écriture. Un protocole de ce type déjà connu est celui dénommé "OneWire" (appelé également protocole DALLAS) décrit à l'adresse suivante : http://daniel.menesplier.free.fr/Doc/BUS%201%20WIRE.pdf 5 Selon l'invention, un organe de dialogue homme-machine 2 tel qu'employé dans le système de l'invention se compose d'un boîtier 21 de forme carrée, en matière plastique par exemple, d'au moins deux contacts électriques 22a, 22b réalisés sur l'extérieur du boîtier 21, d'un circuit imprimé 23 monté à l'intérieur du boîtier et d'une 1 o façade 24 refermant le boîtier et accueillant une interface de dialogue homme-machine telle que par exemple une interface de commande 20 de type bouton-poussoir (figures 6 et 7). Les deux contacts électriques 22a, 22b sont réalisés sur au moins deux côtés opposés du boîtier. Préférentiellement, deux autres contacts électriques 22c, 22d sont aussi réalisés sur les deux autres côtés opposés du boîtier. De cette manière, chaque 15 organe de dialogue homme-machine 2 comporte deux interfaces de connexion distinctes lui permettant de pouvoir prendre deux orientations distinctes décalées de 90° entre elles. Par ailleurs, la façade 24 comporte un emplacement 240 destiné à recevoir une étiquette. Un organe de dialogue homme-machine 2 comporte des moyens de 20 traitement 230, tels qu'un microprocesseur et une mémoire 231 destinée à stocker des données représentatives d'un état de l'organe de dialogue homme-machine ou représentatives d'un message reçu ou à envoyer par l'organe de dialogue homme-machine 2. Les moyens de traitement 230 et la mémoire 231 sont assemblés sur le circuit imprimé 23 et connectés aux contacts électriques 22a-22d réalisés sur le boîtier 25 21 et sont tous deux destinés à être alimentés par l'unité d'alimentation 11 via le bus 4 de communication et d'alimentation. La mémoire 231 de l'organe de dialogue homme-machine 2 est à titre indicatif une mémoire de technologie RAM, EEPROM ou FERAM et stocke notamment un identifiant unique permettant d'identifier l'organe de dialogue homme-machine sur le 30 réseau de communication créé entre la station 10 de lecture/écriture et les organes de dialogue homme-machine et des données représentatives de l'état de l'organe de dialogue homme-machine 2 auquel elle est associée. La mémoire 231 peut également stocker des données relatives au type d'interface de dialogue homme-machine 20. Selon l'invention, par interface de dialogue homme-machine 20, on entend toute interface de commande actionnable manuellement ou par un élément externe et actionnable directement ou à distance par liaison filaire ou sans-fil. Cela inclut donc par exemple les différents types de boutons tels que bouton poussoir, bouton tournant à au moins deux positions mais aussi les capteurs de position, d'autres types d'interfaces de commande tels que les écrans tactiles ou les interfaces de réception de données par technologie sans-fil (radio, infrarouge...) commandées à distance par un dispositif de commande sans fil. Par interface de dialogue homme-machine 20, on entend également toute 1 o interface de signalisation visuelle ou sonore, couplée ou non à une interface de commande. Cela inclut donc par exemple les voyants lumineux, les étiquettes lumineuses ou les écrans d'affichage, de même que tous les avertisseurs sonores. L'interface de signalisation peut également être composée d'une interface d'émission de données par technologie sans-fil permettant d'envoyer un message à un récepteur 15 distant. Par interface de dialogue homme-machine 20, on entend également toute interface de détection ou d'identification couplée ou non à une interface de signalisation ou à une interface de commande telle que définie ci-dessus. Cela inclut donc par exemple tout capteur de présence de type capacitif, inductif ou résistif de 20 même que tout capteur de type biométrique permettant d'identifier une personne. Dans la suite de la description, il faut comprendre que l'organe de dialogue homme-machine 2 peut comporter lui-même plusieurs interfaces de dialogue homme-machine 20 différentes telles que décrites ci-dessus. Ainsi, un même organe de dialogue homme-machine 2 pourra comporter à la fois une interface de commande 25 telle que par exemple un bouton poussoir et une interface de signalisation telle que par exemple un voyant lumineux. Selon le type d'interface de dialogue homme-machine 20 employé, la configuration de l'organe de dialogue homme-machine 2 peut varier. En effet, en 30 référence à la figure 8, une interface de dialogue homme-machine 20 de type bouton poussoir comporte par exemple un contact 200 dont l'état est surveillé en permanence par les moyens de traitement 230 de l'organe de dialogue homme-machine. Lorsque ce contact 200 change d'état, les moyens de traitement 230 écrivent des données représentatives de cet état dans la mémoire interne 231. La station de lecture/écriture 10 qui scrute à intervalles réguliers la mémoire 231 peut alors être informée du changement d'état de l'interface de dialogue homme-machine 20. En référence à la figure 9, une interface de dialogue homme-machine 20 de type voyant lumineux comporte par exemple une diode électroluminescente 201 susceptible d'être alimentée par l'unité d'alimentation 11. Lorsque la station 10 commande l'allumage du voyant, elle écrit dans la mémoire 231 interne de l'organe de dialogue homme-machine 2 des données représentatives de l'état qu'elle souhaite donner au voyant lumineux, par exemple des données représentatives de l'état "allumé" du voyant. Les moyens de traitement 230 de l'organe de dialogue homme- 1 o machine qui lisent la mémoire 231 détectent le changement d'état et commandent l'actionnement d'un contact pour connecter la diode 201 à l'unité d'alimentation 11 via le bus de communication et d'alimentation 4. Selon l'invention, comme la mémoire 231 incluse dans chaque organe de dialogue homme-machine est optionnelle, il faut comprendre que les informations à 15 mémoriser peuvent être stockées dans une autre mémoire, par exemple commune à tous les organes de dialogue homme-machine et localisée dans la première ou la deuxième partie du système de dialogue homme-machine. Selon l'invention, la deuxième partie du système comporte un support de fixation 3 capable d'accueillir de manière amovible et interchangeable un ou plusieurs 20 organes de dialogue homme-machine 2 du type décrit ci-dessus. Le support de fixation 3 comporte deux rails conducteurs 400, 410 parallèles prolongeant les deux lignes conductrices 40, 41 et sur lesquelles peut venir se connecter chaque organe de dialogue homme-machine 2 par l'intermédiaire de ses contacts électriques 22a-22d. Le bus 4 de communication et d'alimentation est donc composé des deux lignes 25 conductrices 40, 41 s'étendant entre la première partie 1 et la deuxième partie et des deux rails conducteurs 400, 410 du support de fixation 3. En référence aux figures 4 et 5, ce support de fixation 3 comporte également un socle 30 ou plaquette de forme allongée comportant une première extrémité comportant deux bornes électriques 300, 301 connectées chacune à un rail 30 conducteur 400, 410 fixé sur le socle 30 et s'étendant dans le sens longitudinal, et un élément de couverture 31 fixé sur le socle 30 et formant deux glissières parallèles sur lesquelles peuvent venir s'enfiler l'un après l'autre, par coulissement, les organes de dialogue homme-machine 2 par une deuxième extrémité ouverte du socle 30. Un support de fixation 3 tel que représenté sur les figures annexées peut par exemple 35 accueillir cinq organes de dialogue homme-machine 2. Le support de fixation 3 comporte également une plaque d'habillage 32 (non représentée sur la figure 5 mais visible sur la figure 3) se superposant au socle 30 et permettant de fixer les organes de dialogue homme-machine 2 dans le support de fixation 3 en refermant la deuxième extrémité du socle 30. Cette plaque d'habillage 32 est agencée sur le socle 30 de manière à recouvrir les rails conducteurs, permettant ainsi d'éviter tout contact avec des parties conductrices. A partir des différents éléments décrits ci-dessus, l'invention consiste donc à réaliser un système de dialogue homme-machine en connectant la première partie 1 à la deuxième partie avec le bus de communication et d'alimentation 4. L'invention s'applique notamment aux systèmes de dialogue homme-machine qui peuvent être positionnés sur la porte d'une armoire ou sur un pupitre de commande. Le système de l'invention peut ainsi remplacer des boutons ou voyants montés chacun individuellement sur la porte de l'armoire ou sur le pupitre de commande. Sur les figures annexées, la porte de l'armoire ou le pupitre de commande sont représentés sous la forme d'une simple paroi 5. Selon l'invention, la première partie 1 formée par la station 10 et l'unité d'alimentation 11 est ainsi disposée à l'intérieur de l'armoire, en étant par exemple fixée sur un rail DIN, ou sous le pupitre de commande, et la deuxième partie comportant le support de fixation 3 et les organes de dialogue homme-machine 2 est fixée sur l'extérieur de la paroi 5 formée par la porte de l'armoire ou le pupitre de commande. En référence aux figures 1, 3 et 4, le support de fixation 3 comporte par exemple deux organes de fixation, par exemple deux vis 33, 34. Chaque vis 33, 34 est destinée à traverser un orifice 50, 51 réalisé à travers la paroi 5. Un autre orifice 52 doit également être réalisé à travers la paroi 5 pour laisser passer les deux lignes conductrices 40, 41 du bus de communication et d'alimentation 4 connectées d'une part aux deux bornes 300, 301 du support de fixation 3 et d'autre part à la station 10 de lecture/écriture et à l'unité d'alimentation 11. Selon l'invention, il suffit de trois orifices 50, 51, 52 de faible diamètre pour fixer le support de fixation 3 à travers la paroi 5 et le connecter à la station 10 de lecture/écriture et à l'unité d'alimentation 11, le support 3 pouvant accueillir lui-même plusieurs organes de dialogue homme-machine 2. Cette configuration de l'invention présente donc notamment l'avantage de minimiser le nombre d'orifices à percer à travers la paroi 5. Comme les organes de dialogue homme-machine 2 comportent deux interfaces de connexion distinctes, décalées de 90 °, le support de fixation 3 peut être fixé horizontalement ou verticalement sur la paroi 5. D'autres moyens de fixation du support de fixation peuvent être envisagés, employant par exemple une partie autocollante ou une partie aimantée réalisée sous le support de fixation 3. Lors de la mise en service du système de dialogue homme-machine, l'identifiant unique de chaque organe de dialogue homme-machine 2 est appris par la station 10 de lecture/écriture lors d'une étape préalable d'apprentissage et est associé dans la mémoire de la station 10 de lecture/écriture au type d'interface de dialogue homme-machine 20 de l'organe de dialogue homme-machine 2. La station 10 1 o configure ensuite ses entrées-sorties en fonction du type d'interface de dialogue homme-machine 20 à adresser. Le système de l'invention présente donc un certain nombre d'avantages dont certains sont listés ci-dessous : Réduction du nombre de trous à percer à travers la paroi, Possibilité de configurer le système, même après la fixation du support, Possibilité de modifier le système à tout moment en enlevant, en ajoutant ou en échangeant des organes de dialogue homme-machine, Limitation du câblage car il n'est plus nécessaire de câbler individuellement chaque organe de dialogue homme-machine, Possibilité d'intégrer le système à un réseau en connectant directement la station sur le réseau, Modularité du système et richesse des fonctions proposées, Compacité du système notamment en profondeur par rapport à des solutions classiques... Il est bien entendu que l'on peut, sans sortir du cadre de l'invention, imaginer d'autres variantes et perfectionnements de détail et de même envisager l'emploi de 30 moyens équivalents. 15 20 25 REVENDICATIONS1. Système de dialogue homme-machine comportant : une première partie (1) incluant une unité de traitement de données et une unité d'alimentation électrique (11), caractérisé en ce qu'il comporte : une deuxième partie comportant plusieurs organes de dialogue homme-machine (2) dotés chacun d'une interface de dialogue homme-machine (20) et un support de fixation (3) agencé pour accueillir chaque organe de dialogue homme-machine (2) de manière amovible et interchangeable, un bus (4) de communication et d'alimentation reliant l'unité d'alimentation (11) et l'unité de traitement de la première partie (1) à chaque organe de dialogue homme-machine (2), ledit bus (4) de communication et d'alimentation étant agencé au moins en partie dans le support de fixation (3) pour connecter chaque organe de dialogue homme-machine (2). 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une mémoire (231) destinée à stocker des données représentatives d'un état de l'organe de dialogue homme-machine (2) et des moyens de traitement (230) destinés à lire et/ou écrire dans ladite mémoire (231). 20 3. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'organe de dialogue homme-machine (2) comporte une interface de commande actionnable par un utilisateur et coopérant avec ses moyens de traitement (230) pour écrire des données représentatives de l'état de l'organe de dialogue homme-machine (2) dans la mémoire (231). 25 4. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'organe de dialogue homme-machine (2) comporte une interface de signalisation connectée au bus (4) de communication et d'alimentation de manière à pouvoir être alimentée par l'unité d'alimentation (11) et coopérant avec ses moyens de traitement (230) pour afficher un état correspondant aux données stockées dans 30 la mémoire (231). 5. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'organe de dialogue homme-machine (2) comporte une interface d'identification ou de détection coopérant avec les moyens de traitement (230) pour écrire des données 10 15 représentatives de l'état de l'organe de dialogue homme-machine (2) dans la mémoire (231). 6. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'organe de dialogue homme-machine (2) comporte une interface de réception de données fonctionnant par technologie sans-fil et coopérant avec ses moyens de traitement (230) pour écrire des données représentatives de l'état de l'organe de dialogue homme-machine (2) dans la mémoire (231). 7. Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'organe de dialogue homme-machine (2) comporte une interface d'émission de données 1 o fonctionnant par technologie sans-fil et coopérant avec ses moyens de traitement (230) pour envoyer un message correspondant aux données stockées dans la mémoire (231). 8. Système selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le bus de communication et d'alimentation comporte un premier rail conducteur (400) 15 à potentiel électrique non nul et un deuxième rail conducteur (410) à potentiel électrique neutre agencés tous deux le long du support de fixation (3). 9. Système selon la revendication 8, caractérisé en ce que le support de fixation (3) comporte un socle (30) allongé agencé pour recevoir par coulissement plusieurs organes de dialogue homme-machine (2) et sur lequel sont fixés les rails 20 conducteurs (400, 410). 10. Système selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que la première partie (1) et la deuxième partie sont positionnées de part et d'autre d'une paroi (5). 25