Brevet FR3035993A1 — publié le 20161111

DISPOSITIF D'ALARME SANS FIL MINIATURISE Domaine de l'invention L'invention se situe dans le domaine des systèmes d'alarme, et en particulier les systèmes d'alarme sans fil miniaturisés. Etat de la Technique La prévention classique contre les agressions, les cambriolages et autres délinquances de même nature est habituellement effectuée à l'aide de différents outils tels que la vidéo-surveillance, des sas à l'entrée des magasins, telles les bijouteries ou les banques, ou encore grâce à la mise en place de boutons d'alerte souvent dissimulés sous les comptoirs en caisse. Tous ces dispositifs s'avèrent inefficaces lorsqu'une personne se trouve face à des délinquants et alors dans l'incapacité d'alerter de sa propre situation de danger. Les acteurs en matière de sécurité étudient sans cesse des procédés et moyens sécuritaires qui soient plus performants et efficaces. Cependant, les dispositifs existants sont soit visibles, soit facilement détectables, soit peu pratiques à déclencher. Il existe alors le besoin d'une solution qui pallie aux inconvénients des approches connues. La présente invention répond à ce besoin. Résumé de l'invention Un objet de la présente invention est de proposer un système d'alarme sans fil miniaturisé fiable. Avantageusement, le dispositif proposé est limité en termes de 2 3035993 composants électroniques offrant ainsi un coût de fabrication réduit. Le système proposé est autonome en termes d'énergie ce qui limite le besoin de le recharger. Il est par ailleurs discret et non facilement 5 détectable pour un observateur extérieur. Dans un mode de réalisation préférentiel, le dispositif d'alarme de l'invention comprend un circuit RFID permettant de stocker des informations d'identification couplé à au moins une antenne adaptée pour 10 recevoir de et émettre vers un lecteur RFID des signaux à la fréquence du lecteur RFID et un interrupteur couplé à ladite au moins une antenne et activable par un utilisateur, permettant d'adapter l'antenne à la fréquence du lecteur RFID. Le dispositif d'alarme est caractérisé en ce que le circuit, la au moins une antenne et l'interrupteur sont agencés pour être 15 incorporés dans un objet porté par un utilisateur. Avantageusement, le circuit RFID est de type RFID passif ou semi- actif. 20 Avantageusement, l'antenne est une antenne de type dipôle. Avantageusement, les informations d'identification sont un identifiant dudit objet. 25 Dans un mode de réalisation préférentiel, la fréquence du lecteur RFID est une fréquence de la bande UHF à 868 MHz. Avantageusement, l'antenne est une antenne dipôle en couplage inductif avec le circuit RFID. Dans un mode de réalisation, une deuxième 30 antenne boucle est en couplage inductif avec la première antenne. 3 3035993 Dans un mode de réalisation particulier, l'objet est une bague ou un anneau porté au doigt par l'utilisateur. Dans un mode de réalisation, deux brins rayonnants de l'antenne 5 dipôle sont entourés autour de la bague, et l'interrupteur est placé du côté intérieur de la main de l'utilisateur. Dans un autre mode de réalisation, l'interrupteur est placé sur le stub de l'antenne dipôle. Dans une variante, l'interrupteur est placé sur la 10 surface supérieure de la bague. Dans une autre variante, l'interrupteur est placé sur la face intérieure de la bague. Description des figures Différents aspects et avantages de l'invention vont apparaitre en 15 appui de la description d'un mode préféré d'implémentation de l'invention mais non limitatif, avec référence aux figures ci-dessous : La figure 1 est un exemple du dispositif de l'invention ; La figure 2 illustre une première variante d'implémentation du dispositif de la figure 1 ; 20 Les figures 3a et 3b illustrent une deuxième variante d'implémentation du dispositif de la figure 1 ; La figure 4 illustre un mode de réalisation de l'invention avec deux antennes boucles. 25 Description détaillée de l'invention L'invention adresse la sécurité des personnes qui exercent dans des métiers exposés à des risques d'agression que ce soit en intérieur ou 4 3035993 en extérieur. La liste suivante, sans être exhaustive, couvre des professions qui pourront trouver avantage à utiliser le dispositif de la présente invention : - Bijoutiers, joailliers, horlogers et diamantaires ; 5 - Buralistes ; - Artisans ; - Commerçants en ville, en grande surface ; - Employés de casinos à jeux ; - Professionnels libéraux ; 10 - Boutiques de vente et d'achat d'or, de montre et d'objet de valeur ; - Employés de : superette, grande distribution, pharmacies, billetteries en tous lieux, restaurant, banque et agents isolés, bureau de poste ; - Surveillants pénitentiaires ; 15 - Journalistes, reporters ; - Militaires ; - Agents de garde rapprochée, de sécurité et de gardiennage ; - Forces de maintien de l'ordre ; - Médecins urgentistes, pompiers, infirmières à domiciles. 20 L'invention peut aussi être étendue à la sécurité des biens matériels et des particuliers dans les secteurs où par exemple il y a obligation d'un accès sécurisé à des immeubles par des personnes autorisées, agents de police ou livreurs par exemple. L'invention a aussi pour objet plus généralement la sécurité des 25 personnes, pour toute situation où une personne doit déclencher une alarme, comme par exemple une personne faisant du jogging ou du ski et faisant face à un problème. Dans une application connexe, le dispositif de l'invention peut être utilisé pour effectuer des comptages du nombre de fois où l'antenne du 30 RFID est mise à la fréquence de fonctionnement du lecteur. Un exemple particulier pourrait être celui de consommateurs de cigarettes devant 5 3035993 transmettre une information sur leur consommation, et qui auraient ainsi à portée de main le dispositif RFID avec l'antenne identifiée par un numéro d'utilisateur/fumeur, activable manuellement à la demande. L'homme du métier comprend que les applications dérivées du dispositif décrit sont 5 variées et liées par un même principe de rendre à la demande l'antenne du RFID à la fréquence du lecteur. Plus généralement, l'invention propose un dispositif d'alarme qui est porté par un utilisateur et dont l'activation est déclenchée par 10 l'utilisateur à sa demande de manière discrète. Dans une implémentation préférentielle, le dispositif de l'invention 100 tel que montré sur la figure 1 est composé d'une étiquette RFID 102 couplée à une antenne 104 reliée à un bouton poussoir d'alerte 106, le tout intégré dans un anneau diélectrique 108, ou tout support ayant un facteur de forme de type bague 15 par exemple permettant de préserver un caractère discret pour le dispositif de déclenchement. Avantageusement, le dispositif se base sur le principe des systèmes d'interrogation et réponse radiofréquence de faible portée de 20 type RFID. Les dispositifs RFID sont connus pour permettre l'identification d'objets. Le principe de fonctionnement d'un système RFID consiste en général en ce qu'une étiquette couplée et adaptée à une antenne, est apposée sur un objet, un animal ou un homme, pour lui attribuer un identifiant unique. Un système RFID est traditionnellement constitué de 25 trois composants principaux: une étiquette ou tag, un lecteur et un ordinateur hôte. L'étiquette, aussi appelée transpondeur se compose de trois éléments majeurs: un support (une carte et/ou un conditionnement de protection autre), une antenne, et une puce dotée d'une mémoire contenant principalement un identifiant, reliée de manière permanente à l'antenne. La puce RFID peut être autonome d'un point de vue 6 3035993 énergétique, et l'étiquette est dite passive si l'onde électromagnétique générée par le lecteur, suffit pour lui fournir son alimentation électrique. L'étiquette peut être de type semi-passive ou « tag assisted » ayant juste une source d'énergie locale ajoutée, comme une pile ou condensateur, 5 chargée ou rechargeable par exemple par cellule photovoltaïque ou par énergie de mouvement mécanique afin de rebooster l'onde retour et avoir une portée supérieure. Le lecteur (interrogateur), est un dispositif actif capable d'identifier une ou plusieurs étiquettes situées dans sa zone de couverture, grâce à 10 l'envoi d'une onde électromagnétique via sa propre antenne. Cette onde a une fréquence qui est en général définie par un standard RFI (par exemple 868 MHz en Europe) et elle contient un message d'interrogation vers les étiquettes. Le signal émis par le lecteur réveille les étiquettes passives dans lesquelles les données sont stockées. Pour que la 15 communication s'établisse, l'antenne du lecteur doit fonctionner à la même fréquence que l'antenne de l'étiquette. Avantageusement, dans une implémentation de la présente invention, le lecteur peut être intégré dans une montre ou un autre objet porté ou non par un utilisateur, afin d'être utilisé comme un relais vers des réseaux de téléphonie mobile tels 20 les réseaux connus GSM900, 1800, UMTS, LTE par exemple. L'ordinateur hôte, contient généralement un logiciel pilote adapté au lecteur. Ce dernier contrôle l'ensemble des fonctions d'envoi des messages d'interrogation, de réception et d'exploitation des messages reçus, selon un protocole défini par le standard utilisé. Il peut également 25 héberger un logiciel de supervision/exploitation des données. Avantageusement, dans une implémentation de la présente invention, les fonctions de l'ordinateur hôte peuvent être une puce intégrée dans un petit objet de type montre pendentif, smartphone par exemple. 30 Dans l'exemple de l'invention, l'étiquette ou chip est de type passif ou semi-actif. Elle contient un numéro d'identification dédié qui permet la 7 3035993 reconnaissance de son activation de manière certaine par un ordinateur hôte qui reçoit un message du lecteur interrogateur. L'antenne ou élément rayonnant du système interrogé est de taille extrêmement réduite et activable manuellement via le bouton poussoir ou interrupteur. 5 Le mode opératoire du dispositif de l'invention tel qu'illustré en figure 1 est le suivant : - en l'absence d'appui sur le bouton poussoir 106, l'antenne 104 ne fonctionne pas sur la fréquence d'un lecteur interrogateur RFID (non montré). Le circuit électronique 102 de l'étiquette est court-circuité. Le 10 système est alors désadapté et ne répond pas à un signal interrogateur permanent provenant du lecteur RFID. - dans le cas d'un appui sur le bouton poussoir, visant à activer l'alarme, l'antenne 104 et le circuit électronique 102 deviennent adaptés à la fréquence du signal interrogateur. De manière préférentielle, la 15 fréquence de fonctionnement est celle de la bande UHF à 868 MHz. Le signal reçu par l'antenne 104 est alors transmis au circuit électronique 102 qui en extrait l'énergie suffisante pour son fonctionnement, son horloge et le contenu du message d'interrogation. A l'aide de l'énergie récupérée, le circuit électronique 102 construit son message de réponse zo incluant l'identifiant qu'il stocke et le transmet à l'antenne 104. L'antenne renvoie une onde électromagnétique à la bonne fréquence au lecteur interrogateur. Le système interrogateur reçoit alors l'identifiant spécifique de la bague qui va être traité par l'ordinateur hôte et reconnu comme étant un message d'alerte. Une intervention à distance peut ensuite être 25 déclenchée. Sur la base des ces principes, des variantes d'implémentations peuvent être envisagées sur la forme et l'implémentation de l'antenne 104 par exemple, sur la fréquence de fonctionnement du dispositif RFID passif, sur la configuration du bouton poussoir 106 qui peut être adaptée par 30 exemple via un simple contact du doigt sur l'antenne. Par ailleurs, le 8 3035993 dispositif de l'invention pourra être adapté sur l'une ou plusieurs de ses caractéristiques selon le domaine d'utilisation. Une caractéristique technique majeure du dispositif de l'invention est l'antenne miniaturisée 104 qui doit être la plus efficace possible pour 5 son utilisation dans un objet ayant un facteur de forme particulier offrant un volume ou une surface d'implémentation réduits. En effet, l'intégration de l'antenne dans l'objet communicant est l'élément central de la liaison radiofréquence, et permet d'assurer la fiabilité de la communication attendue. La miniaturisation des antennes s'accompagne d'une 10 détérioration de leurs performances telles que leur bande passante et leur gain de rayonnement. Par ailleurs, l'environnement proche de l'antenne, constitué surtout par le corps de l'utilisateur ne peut pas être négligé. Cette sensibilité pose un problème majeur sur le gain de l'antenne et peut provoquer des modifications de l'impédance d'entrée. Aussi, les 15 inventeurs ont dû trouver le meilleur compromis entre les caractéristiques électriques de l'antenne, son efficacité de rayonnement et le volume occupé par celle-ci. Ainsi pour l'exemple d'une bague telle qu'illustrée sur la figure 1, le volume réservé pour l'antenne peut être restreint à une surface de 15x18 mm2. Plusieurs variantes d'implémentation d'une 20 antenne miniaturisée sur ce type d'objet sont proposées. La figure 2 illustre une première variante d'implémentation du dispositif de la figure 1 dans laquelle l'antenne 104 est une antenne dipôle 204 en couplage inductif avec le circuit ou puce RFID 206. 25 L'antenne dipôle ou dipolaire est une antenne constituée de deux brins métalliques, alimentée en son milieu et destinée à transmettre ou recevoir de l'énergie électromagnétique. Dans ce mode de réalisation, l'antenne dipôle est modifiée de telle sorte que ses deux brins rayonnants sont entourés autour de l'anneau de 30 la bague. Cette option permet d'ajouter d'une manière discrète un 9 3035993 interrupteur 208 du côté intérieur de la main de l'utilisateur. Quand l'interrupteur est fermé, l'antenne dipôle est « off » et ne transmet pas, et quand l'interrupteur est ouvert, l'antenne dipôle est « on » et peut transmettre l'identifiant de la bague vers le lecteur. 5 L'interrupteur est choisi d'une manière précise afin d'éviter la désadaptation de l'antenne. En effet compte tenu de la faible course du contacteur, un interrupteur à contact montant / descendant aurait le risque de ne pas se comporter comme un véritable circuit ouvert mais de laisser en place l'équivalent d'une capacité ce qui tendrait à réduire la différence 10 entre état activé et état non activé. Aussi, un interrupteur dans lequel la partie métallique de contact coulisse au lieu de descendre peut être préférable. Une implémentation réelle de cette variante consiste à optimiser la structure de l'antenne dipôle sur un substrat de Duroid de faible 15 permittivité de manière à obtenir une bonne adaptation aux fréquences de travail souhaitées (868 MHz). Les deux brins du dipôle sont imprimés sur une fine couche de Duroid, d'une épaisseur de 0,127 mm par exemple. La structure de l'anneau de la bague est réalisée en matière plexiglas. La puce RFID est une puce de type MuTRACKO. L'interrupteur est choisi 20 pour avoir un contact ouvert de l'ordre de 3 mm. Les figures 3a et 3b illustrent une deuxième variante d'implémentation du dispositif de la figure 1 dans laquelle l'interrupteur est placé directement sur le stub de l'antenne dipôle, c'est-à-dire sur le tronçon de ligne qui permet de contrôler l'adaptation du dipôle. Sur la 25 figure 3a, l'interrupteur est placé sur la surface supérieure de la bague. Dans la variante de la figure 3b, l'interrupteur est placé sur la face intérieure de la bague. Le mode de réalisation de la figure 3a consiste à placer l'interrupteur 308 sur le stub 310 sans avoir besoin de modifier la structure 10 3035993 initiale de l'antenne dipôle 304, c'est-à-dire directement sur la face supérieure de la bague. L'avantage de cette méthode réside dans sa simplicité du point de vue réalisation, mais en revanche l'emplacement de l'interrupteur sur la face supérieure de la bague peut poser des problèmes 5 pour actionner de manière discrète le déclenchement de l'alarme. Dans le mode de réalisation de la figure 3b, la structure de l'antenne dipôle 304 est modifiée et le tronçon du stub 310 est enroulé sur l'anneau de la bague afin de permettre l'emplacement de l'interrupteur 308 sur l'intérieur de la main de l'utilisateur. Dans cette variante, le 10 système antennaire est adapté quand l'interrupteur est fermé et l'identifiant de la bague peut être envoyé au lecteur. Dans une implémentation réelle, l'antenne est une antenne boucle qui permet d'adapter toute la structure antennaire vis-à-vis d'une impédance d'alimentation proche de l'impédance d'entrée de la puce RFID et 15 permettant d'obtenir une bande passante de 7 MHz autour de 868 MHz, pour un coefficient de réflexion inférieur à -10 dB. Dans un autre mode d'implémentation, une deuxième antenne boucle de dimension réduite peut être couplée inductivement à la grande antenne boucle. L'emplacement de l'interrupteur sur la grande antenne 20 boucle à l'intérieur de la main de l'utilisateur, permet d'activer/désactiver le rayonnement de toute la structure quelque soit la géométrie de l'interrupteur. La figure 4 montre une vue de dessus des deux antennes boucles imprimées sur un même substrat de faible épaisseur pouvant se replier sur la structure de la bague, porteuse du dispositif. 25 Le tableau suivant donne des dimensions préférentielles pour une réalisation concrète du dispositif : L = 29,4 mm H = 18 mm La =5 MM H1 = 3 MM 11 3035993 R = 1,2 mm H2 = 5,4 mm P = 0,35 mm H3 = 6,6 mm P1 = 0,5mm H4 = 4,6 mm W = 15 mm H5 = 2 mm Ainsi, la présente description illustre différentes implémentations non limitatives de l'invention. Des exemples ont été décrits pour permettre une bonne compréhension des principes de l'invention, mais ne sont en 5 rien exhaustifs et doivent permettre à l'homme du métier d'apporter des modifications et des variantes d'implémentation en conservant les mêmes principes. 12 REVENDICATIONS1. Un dispositif d'alarme sans fil comprenant : - un circuit RFID permettant de stocker des informations d'identification couplé à au moins une antenne adaptée pour recevoir de et émettre vers un lecteur RFID des signaux à la fréquence du lecteur RFID; et - un interrupteur couplé à ladite au moins une antenne et activable par un utilisateur, permettant d'adapter l'antenne à la fréquence du lecteur RFID, le dispositif d'alarme étant caractérisé en ce que le circuit, la au moins une antenne et l'interrupteur sont agencés pour être incorporés dans un objet porté par l'utilisateur.2. 3. 4. 5. Le dispositif selon la revendication 1 dans lequel le circuit RFID est de type RFID passif ou semi-actif. Le dispositif selon la revendication 1 ou 2 dans lequel la au moins une antenne est une antenne de type dipôle. Le dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 dans lequel les informations d'identification sont un identifiant dudit objet. Le dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 dans lequel la fréquence du lecteur RFID est une fréquence de la bande UHF à 868 MHz. 13 3035993 6. Le dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 dans lequel la au moins une antenne est une antenne dipôle en couplage inductif avec le circuit RFID. 5 7. Le dispositif selon la revendication 6 comprenant de plus une deuxième antenne en couplage inductif avec la au moins une antenne. 8. Le dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 10 dans lequel l'objet est une bague ou un anneau porté au doigt par l'utilisateur. 9. Le dispositif selon la revendication 8 dans lequel deux brins rayonnants de l'antenne dipôle sont entourés autour de la 15 bague, et où l'interrupteur est placé du côté intérieur de la main de l'utilisateur. 10. Le dispositif selon la revendication 8 dans lequel l'interrupteur est placé sur le stub de l'antenne dipôle. 20 11. Le dispositif selon la revendication 10 dans lequel l'interrupteur est placé sur la surface supérieure de la bague. 12. Le dispositif selon la revendication 10 dans lequel l'interrupteur 25 est placé sur la face intérieure de la bague.