Brevet FR3036542A1 — publié le 20161125

B14121 - DD16159SP 1 DISPOSITIF DE LOCALISATION D'UN OBJET Domaine La présente demande concerne un dispositif de localisation d'un objet. Exposé de l'art antérieur Il est connu de munir un objet d'un dispositif de localisation géographique, ou géolocalisation, pour suivre la position de l'objet, par exemple en cas de perte ou de vol. Le dispositif de géolocalisation peut être un dispositif de géolocalisation par satellites ou GPS (sigle anglais pour Global Positioning System). Les coordonnées géographiques déterminées par le dispositif de localisation peuvent être transmises à un dispositif de surveillance par une liaison sans fil, par exemple en utilisant un service de messages courts, également appelés minimessages ou SMS (sigle anglais pour Short Message Service). L'alimentation du dispositif de localisation est réalisée par une pile ou une batterie d'accumulateurs. Il est alors nécessaire de prévoir des opérations de charge de cette batterie. Toutefois, il serait souhaitable que la charge de la batterie puisse être réalisée de façon simple par un utilisateur. En outre, il serait souhaitable que le format et la fréquence d'émission des messages transmis par le dispositif de 3036542 B14121 - DD16159SP 2 localisation au dispositif de surveillance puissent être modifiés de façon simple selon les besoins de l'utilisateur. Résumé Ainsi, un objet d'un mode de réalisation est de 5 pallier tout ou partie des inconvénients des dispositifs de localisation décrits précédemment. Ainsi, un mode de réalisation prévoit un dispositif de localisation comprenant : une première antenne adaptée à fournir et recevoir des 10 ondes électromagnétiques par couplage inductif ; un système de stockage d'énergie ; un module de charge adapté à fournir un signal d'alimentation au système de stockage d'énergie à partir des ondes électromagnétiques ; 15 un module de traitement adapté à exécuter un programme d'ordinateur ; un module de détermination de la position du dispositif de localisation ; et un module de communication adapté à fournir des 20 premières données au module de traitement à partir des ondes électromagnétiques et adapté à recevoir des deuxièmes données du module de traitement et à commander la première antenne à partir des deuxièmes données. Selon un mode de réalisation, le module de 25 détermination de la position du dispositif de localisation est un module de géolocalisation par satellites. Selon un mode de réalisation, le module de détermination de la position du dispositif de localisation est relié à une deuxième antenne. 30 Selon un mode de réalisation, le dispositif comprend, en outre, un module de télécommunication, relié au module de traitement et à une troisième antenne, adapté à échanger des données avec un système à distance, non représenté, par l'intermédiaire d'un réseau de télécommunications de téléphonie 35 mobile. 3036542 B14121 - DD16159SP 3 Un mode de réalisation prévoit également un système comprenant : un dispositif de localisation tel que défini précédemment ; et 5 un dispositif d'interface comprenant une quatrième antenne adaptée à fournir et recevoir les ondes électromagnétiques par couplage inductif avec la première antenne. Selon un mode de réalisation, le système comprend, en 10 outre, un ordinateur relié au dispositif d'interface. Un mode de réalisation prévoit également un procédé de commande du système tel que défini précédemment, comprenant le couplage par induction des première et quatrième antennes et la charge du système de stockage d'énergie à partir des ondes 15 électromagnétiques. Selon un mode de réalisation, le procédé comprend, en outre, la transmission des premières données du dispositif d'interface au dispositif de localisation par l'intermédiaire des ondes électromagnétiques. 20 Selon un mode de réalisation, le procédé comprend la conception du programme d'ordinateur, la transmission des premières données représentatives du programme d'ordinateur du dispositif d'interface au dispositif de localisation par l'intermédiaire des ondes électromagnétiques et la mémorisation du programme d'ordinateur dans le dispositif de localisation. Brève description des dessins Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en 30 relation avec les figures jointes parmi lesquelles : la figure 1 représente, sous la forme d'un schéma-bloc, un mode de réalisation d'un dispositif de localisation ; la figure 2 représente, sous la forme d'un schéma- bloc, le dispositif de localisation de la figure 1 associé à un 35 dispositif d'interface du dispositif de localisation ; 3036542 B14121 - DD16159SP 4 la figure 3 est une vue en perspective, partielle et schématique, d'un mode de réalisation du dispositif de localisation et du dispositif d'interface de la figure 2 ; la figure 4 représente, sous la forme d'un schéma- 5 bloc, des éléments du dispositif d'interface de la figure 2 ; et la figure 5 représente, sous la forme d'un schéma-bloc, des éléments du dispositif de localisation de la figure 2. Description détaillée De mêmes éléments ont été désignés par de mêmes 10 références aux différentes figures. Par souci de clarté, seuls les éléments qui sont utiles à la compréhension des modes de réalisation décrits ont été représentés et sont détaillés. Sauf précision contraire, les expressions "approximativement", "sensiblement", et "de l'ordre de" signifient à 10 % près, de 15 préférence à 5 % près. Dans la suite de la description, sauf indication contraire, un signal correspond à un courant ou à une tension. La figure 1 représente, de façon schématique, un mode de réalisation d'un dispositif de localisation 10. 20 Le dispositif de localisation 10 comprend : un module de traitement 14 (Processor), par exemple un microcontrôleur, adapté à exécuter des instructions stockées dans une mémoire ; éventuellement, un capteur ou plus d'un capteur relié 25 au module de traitement 14, par exemple un accéléromètre 16 (Accelerometer) adapté à fournir au module de traitement 14 un signal représentatif de l'accélération du dispositif de localisation 10, et/ou un capteur de température 18 (Temperature Sensor) adapté à fournir au module de traitement 14 un signal 30 représentatif de la température au voisinage du dispositif de localisation 10 ; un module 20 (GPS Unit) de géolocalisation par satellites, par exemple un module de localisation GPS, relié au module de traitement 14 et à une antenne 22 (GPS Antenna), le 35 module 20 étant adapté à fournir au module de traitement 14 un 3036542 B14121 - DD16159SP 5 signal représentatif des coordonnées géographiques du dispositif de localisation 10 ; un module de télécommunication 24 (GSM Unit), relié au module de traitement 14 et à une antenne 26 (GSM Antenna), 5 adapté à échanger des données avec un système à distance, non représenté, par l'intermédiaire d'un réseau de télécommunications de téléphonie mobile, par exemple un module GSM (sigle anglais pour Global System for Mobile communications) ou un module UMTS (sigle anglais pour Universal Mobile Telecommu- 10 nications System) ; une antenne 28 adaptée à émettre et/ou à recevoir des ondes électromagnétiques S1 par couplage inductif ; un système de stockage d'énergie 30 (Battery) adapté à alimenter l'ensemble des composants du dispositif de 15 localisation 10, par exemple une batterie au lithium à haute densité d'énergie et forte puissance munie, par exemple, d'électrodes au silicium, notamment un accumulateur décrit dans la publication intitulée "Structural Changes in Silicon Anodes during Lithium Insertion/Extraction" aux noms de M.N. Obrovac et 20 L. Christensen (Electrochemical and Solid-State Letters, 7 (5) A93-A96 (2004)) ; un module de charge de la batterie 32 (Energy Unit) relié à l'antenne 28 et à la batterie 30 et adapté à extraire d'un signal S2, fourni par l'antenne 28 à partir du signal Sl, 25 un signal S3 d'alimentation de la batterie 30 ; et un module de communication 34 relié au module de traitement 14 et à l'antenne 28 et adapté à échanger des signaux avec le module de traitement 14 et avec l'antenne 28. A titre de variante, l'accéléromètre 16 peut être 30 remplacé par tout type de capteur adapté à détecter le mouvement du dispositif de localisation, par exemple un gyromètre, ou un magnétomètre. Le fonctionnement du dispositif de localisation 10 peut être commandé par l'exécution par le module de traitement 35 14 d'un programme d'ordinateur, appelé script de fonctionnement, 3036542 B14121 - DD16159SP 6 stocké en mémoire. Le script de fonctionnement peut notamment permettre de définir comment le module de traitement 14 commande le module GPS 20 et/ou le module GSM 24, en particulier quelles sont les conditions de transmission et/ou de stockage des 5 coordonnées géographiques déterminées à partir du module GPS 20 et/ou des capteurs du dispositif de localisation 10. Le script de fonctionnement peut, en outre, permettre l'optimisation de la consommation des éléments du dispositif de localisation 10 en fonction des besoins de l'application. 10 De façon générale, le module GPS 20 est adapté à déterminer la position du dispositif de localisation 10. Dans certains cas, le module GPS 20 peut ne pas être en mesure de déterminer les coordonnées géographiques du dispositif de localisation 10, par exemple en l'absence de détection de 15 signaux des satellites du système GPS. La position du dispositif de localisation 10 peut alors être déterminée en utilisant le réseau de télécommunications de téléphonie mobile par tout procédé de localisation adapté. A titre d'exemple, le procédé de localisation peut mettre en oeuvre un procédé utilisant les 20 identifiants des antennes GSM ou procédé Cell ID, ou un procédé de triangulation à partir des données obtenues par trois antennes relais du réseau de télécommunications de téléphonie mobile. Selon un mode de réalisation, le module de traitement 25 14 peut commander l'envoi, par exemple de façon périodique, d'un message par le module GSM 24 pour indiquer la position du dispositif de localisation 10. A titre de variante, la position du dispositif de localisation 10 peut être stockée dans une mémoire du dispositif de localisation 10. Lorsque le dispositif de localisation 10 est utilisé pour suivre la position d'un objet, il peut ne pas être relié à un autre dispositif par couplage inductif de sorte que le signal S1 est alors sensiblement nul. Selon un mode de réalisation, le dispositif de 35 localisation 10 peut être relié à un dispositif d'interface par 3036542 B14121 - DD16159SP 7 un couplage inductif lors d'une opération de charge de la batterie 30, lors d'une opération de transmission de données au dispositif de localisation 10 et/ou lors d'une opération de réception de données fournies par le dispositif de localisation 5 10. La figure 2 représente un mode de réalisation du dispositif de localisation 10 associé à un dispositif d'interface 40. Dans le présent mode de réalisation, le dispositif 10 d'interface 40 comprend : un port d'accès 42 (USB Port) permettant de relier le dispositif d'interface 40 à un système externe 44, par exemple selon une liaison USB (acronyme anglais pour Universal Serial Bus), et adapté à échanger des signaux S4 avec le système 15 externe 44 comprenant notamment au moins un signal d'alimentation S5 et un signal S6 de données utiles ; une antenne 46 (Inductive Antenna) adaptée à émettre et/ou à recevoir les ondes électromagnétiques S1 par couplage inductif ; 20 un module de communication et de gestion d'énergie 48 (Communication & Energy Unit) relié à l'antenne 46 et au port d'accès 42 et adapté à commander l'antenne 46 pour l'émission du signal S1 à partir du signal S5 ; et un module de traitement 50 (Processor), par exemple un 25 microcontrôleur, adapté à exécuter des instructions stockées dans une mémoire. Le module de traitement 50 est relié au port d'accès 42 et au module de communication et de gestion d'énergie 48. Le module de traitement 50 est adapté à échanger le signal S6 avec le port d'accès 42 et à échanger un signal S7 avec le 30 module de communication et de gestion d'énergie 48. En figure 2, le dispositif d'interface 40 est connecté à un système externe 44. Le système externe 44 peut correspondre à un ordinateur, comportant notamment un module de traitement 54 par exemple un microprocesseur, adapté à exécuter des instructions stockées dans une mémoire, des moyens d'interface 3036542 B14121 - DD16159SP 8 homme/machine 56 reliés au module de traitement 54 et comprenant par exemple un écran, un écran tactile, un clavier, une souris, etc., et au moins un port d'accès 58, par exemple un port USB, adapté à être relié au port USB 42 pour l'échange de données 5 entre le système externe 44 et le dispositif d'interface 40. Par "ordinateur", on entend également un ordinateur portable, une tablette, où un téléphone intelligent. La figure 3 représente le dispositif de localisation 10 placé sur le dispositif d'interface 40 lors d'une opération 10 de recharge de la batterie 30 du dispositif de localisation 10 et/ou d'échange de signaux entre le dispositif de localisation 10 et le dispositif d'interface 40. Selon un mode de réalisation, le dispositif de localisation 10 comprend un boîtier 60 contenant les éléments décrits précédemment formant 15 le dispositif de localisation 10. Selon un mode de réalisation, le boîtier 60 est étanche. En particulier, le boîtier 60 ne comprend pas de ports d'accès permettent l'échange de données par contact avec un système extérieur. Le boîtier 60 est réalisé en un matériau sensiblement transparent aux ondes électro- 20 magnétiques utilisées par les antennes GPS 22 et GSM 26. A titre d'exemple, le boîtier 60 peut être contenu dans un parallélépipède dont chaque côté mesure entre environ 7 mm et environ 35 mm. En figure 3, on a en outre représenté un câble 52 relié au port 42 du dispositif d'interface 44. 25 Pour effectuer une opération de charge de la batterie 30 et/ou une opération d'échange de données entre le dispositif de localisation 10 et le dispositif d'interface 40, le dispositif de localisation 10 est disposé de façon adjacente au dispositif d'interface 40, par exemple au-dessus du dispositif 30 d'interface 40 comme cela est représenté en figure 3, de façon que l'antenne 28 soit placée sensiblement en vis-à-vis de l'antenne 46 et qu'un transfert d'énergie et/ou un transfert de données par couplage inductif puisse être obtenu entre l'antenne 46 et l'antenne 28. Selon un mode de réalisation, la puissance 35 de charge de la batterie 30 peut être de l'ordre de 250 mW, par 3036542 B14121 - DD16159SP 9 exemple avec un courant de charge d'environ 60 mA et une tension de charge d'environ 4,2 V. Le débit d'échange de données entre le dispositif de localisation 10 et le dispositif de charge 40 peut être d'environ 38400 Bauds. 5 Le fonctionnement du dispositif de localisation 10 peut être modifié par un utilisateur par l'intermédiaire du système externe 44 et du dispositif d'interface 40. Selon un mode de réalisation, un logiciel d'assistance à la conception d'un script de fonctionnement peut être exécuté par le système 10 externe 44 de façon à permettre à un utilisateur de concevoir le script de fonctionnement au moyen d'une interface simple et conviviale. Le logiciel d'assistance à la conception est adapté à générer le script de fonctionnement du dispositif de localisation 10 à partir des commandes fournis par 15 l'utilisateur. Une fois que le script de fonctionnement a été généré par le logiciel d'assistance à la conception, le programment d'ordinateur obtenu est transmis du système 44 au dispositif d'interface 40. La transmission du script de fonctionnement du dispositif d'interface 40 au dispositif de 20 localisation 10 est obtenue en réalisant un couplage inductif entre l'antenne 28 du dispositif de localisation 10 et l'antenne 46 du dispositif d'interface 40. Le nouveau script de fonctionnement est alors mémorisé dans le dispositif de localisation 10 et peut être exécuté par le module de traitement 25 14. Des données stockées dans une mémoire du dispositif de localisation 10 peuvent être transférées vers le dispositif d'interface 40 en réalisant un couplage inductif entre l'antenne 28 du dispositif de localisation 10 et l'antenne 46 du 30 dispositif d'interface 40. Ces données peuvent être représentatives de positions géographiques successives déterminées par le dispositif de localisation 10. Le dispositif d'interface 40 peut être relié à une source d'alimentation par l'intermédiaire du port 42 plutôt 35 qu'au système externe 44. Dans ce cas, le dispositif d'interface 3036542 B14121 - DD16159SP 10 est utilisé seulement pour la recharge de la batterie 30 du dispositif de localisation 10 lorsque le dispositif de localisation 10 est approché suffisamment du dispositif d'interface 40. 5 La figure 4 représente un mode de réalisation plus détaillé du module de communication 48 du dispositif d'interface 40. Pour une opération de charge et de transmission de données, le module de communication 48 comprend : 10 un circuit 60 de fourniture d'un signal oscillant S8 qui est commandé par un signal binaire TX1 ; un amplificateur de puissance 62 qui fournit un signal S9 par modulation du signal d'alimentation S5 à partir du signal S8, la modulation du signal d'alimentation S5 étant, par 15 exemple, une modulation tout ou rien ; et un circuit d'adaptation 64 recevant le signal S9 et fournissant un signal S10 de commande à l'antenne 46 pour l'émission du signal Sl. Le circuit 60 peut comprendre un circuit de fourniture 20 d'un signal d'horloge, par exemple à une fréquence comprise entre 10 MHz et 20 MHz, par exemple environ 13,5 MHz, le signal S8 étant égal au signal d'horloge ou étant maintenu à zéro en fonction du signal TX1. Le signal TX1 peut être fourni par le module de traitement 50. Selon un mode de réalisation, dans le 25 cas où le module de traitement 50 comprend un microcontrôleur, le circuit 60 peut être commandé par le signal binaire TX1 fourni à la sortie du port série du microcontrôleur. Selon un mode de réalisation, lorsque le signal TX1 est à '1', le circuit 60 est adapté à fournir le signal S8 qui oscille entre un niveau 30 bas et un niveau haut et lorsque le signal TX1 est à '0', le signal S8 fourni par le circuit 60 est sensiblement au niveau bas. Selon un mode de réalisation, pour la réception de données, le module de communication 48 comprend : 3036542 B14121 - DD16159SP 11 un circuit redresseur et passe-bas 66 de fréquence de coupure Fcl relié à l'antenne 46 et fournissant un signal redressé Sll ; un circuit passe-haut 68, de fréquence de coupure Fc2, 5 recevant le signal Sll et fournissant un signal filtré S12 ; et un comparateur à hystérésis 70 recevant le signal S12 et fournissant un signal binaire RX1 au module de traitement 50. A titre d'exemple, la fréquence de coupure Fcl du filtre passe-bas 66 et la fréquence de coupure Fc2 du filtre 10 passe-haut 68 sont sensiblement identiques, par exemple égale à environ 15 kHz, de sorte que les circuits 66 et 68 jouent le rôle d'un filtre passe-bande pour le signal reçu par l'antenne 46 sensiblement autour de la fréquence Fcl. Selon un mode de réalisation, dans le cas où le module de traitement 50 comprend 15 un microcontrôleur, le signal RX1 peut correspondre au signal fourni au port série du microcontrôleur 50. La figure 5 représente un mode de réalisation plus détaillée du module de communication 34 et du module de charge 32 du dispositif de localisation 10. 20 Le module de charge 32 comprend : un circuit redresseur double-alternance 72 recevant le signal S2 et fournissant un signal S13 redressé ; et un circuit de filtrage et de régulation de tension 74 recevant le signal S13 et fournissant le signal d'alimentation 25 S3. Le module de communication 34 comprend : un circuit redresseur simple alternance 76 adapté à recevoir le signal S2 et à fournir un signal S14 redressé dans le cas de la réception de données par le dispositif de 30 localisation 10 ou adapté à recevoir le signal S14 et à fournir le signal S2 dans le cas de la fourniture de données par le dispositif de localisation 10 ; un filtre passe-bas 78 de fréquence de coupure Fc3, par exemple à environ 15 KHz, recevant le signal S14 et 35 fournissant un signal RX2 au module de traitement 14 dans le cas 3036542 B14121 - DD16159SP 12 de la réception de données par le dispositif de localisation 10 ou recevant un signal S15 dans le cas de la fourniture de données par le dispositif de localisation 10 ; et un circuit 80 de fourniture du signal S15 qui est 5 commandé par un signal TX2 fourni par le module de traitement 14. Selon un mode de réalisation, dans le cas où le module de traitement 14 comprend un microcontrôleur, le signal binaire RX2 peut correspondre au signal qui est transmis au port série 10 du microcontrôleur 14 et le signal binaire TX2 peut correspondre au signal qui est fourni à la sortie du port série du microcontrôleur. Selon un mode de réalisation, lorsque le signal TX2 est à '1', le circuit 80 est adapté à fournir le signal S15 qui oscille entre un niveau bas et un niveau haut et lorsque le 15 signal TX2 est à '0', le signal S15 fourni par le circuit 80 est sensiblement au niveau bas. Des modes de réalisation particuliers ont été décrits. Diverses variantes et modifications apparaîtront à l'homme de l'art. En particulier, les circuits 66, 68, 70, 72, 74 de 20 traitement des signaux fournis par les antennes 28, 46 et les circuits 60, 62, 64, 76, 78, 80 de commande des antennes 28, 46 peuvent être différents de ceux décrits précédemment. REVENDICATIONS1. Dispositif de localisation (10) comprenant : une première antenne (28) adaptée à fournir et recevoir des ondes électromagnétiques (S1) par couplage inductif ; un système de stockage d'énergie (30) ; un module de charge (32) adapté à fournir un signal d'alimentation (S3) au système de stockage d'énergie (30) à partir des ondes électromagnétiques ; un module de traitement (14) adapté à exécuter un 10 programme d'ordinateur ; un module (20) de détermination de la position du dispositif de localisation ; et un module de communication (34) adapté à fournir des premières données (RX2) au module de traitement à partir des 15 ondes électromagnétiques et adapté à recevoir des deuxièmes données (TX2) du module de traitement et à commander la première antenne à partir des deuxièmes données. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le module (20) de détermination de la position du dispositif de 20 localisation est un module de géolocalisation par satellites. 3. Dispositif selon la revendication 2, dans lequel le module (20) de détermination de la position du dispositif de localisation est relié à une deuxième antenne (22). 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendi- 25 cations 1 à 3, comprenant, en outre, un module de télécommunication (24), relié au module de traitement (14) et à une troisième antenne (26), adapté à échanger des données avec un système à distance, non représenté, par l'intermédiaire d'un réseau de télécommunications de téléphonie mobile. 30 5. Système comprenant : un dispositif de localisation (10) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 ; et un dispositif d'interface (40) comprenant une quatrième antenne (46) adaptée à fournir et recevoir les ondes 3036542 B14121 - DD16159SP 14 électromagnétiques (S1) par couplage inductif avec la première antenne (28). 6. Système selon la revendication 5, comprenant, en outre, un ordinateur (44) relié au dispositif d'interface (40). 5 7. Procédé de commande du système selon la revendication 5 ou 6, comprenant le couplage par induction des première et quatrième antennes (28, 46) et la charge du système de stockage d'énergie (30) à partir des ondes électromagnétiques (Si). 8. Procédé de commande du système selon la revendication 7, comprenant, en outre, la transmission des premières données du dispositif d'interface (40) au dispositif de localisation (10) par l'intermédiaire des ondes électromagnétiques. 9. Procédé de commande du système selon la revendication 8, comprenant la conception du programme d'ordinateur, la transmission des premières données représentatives du programme d'ordinateur du dispositif d'interface (40) au dispositif de localisation (10) par l'intermédiaire des ondes électromagnétiques (S1) et la mémorisation du programme d'ordinateur dans le dispositif de localisation.