Brevet FR3039739A1 — publié le 20170203

La présente invention se rapporte à un dispositif de communication numérique comprenant un luminaire à diodes électroluminescentes adapté pour transmettre un flux de données numériques de type « Li-Fi », et un terminal de communication numérique apte à recevoir ce type de données. La présente invention concerne aussi un procédé de communication entre ledit terminal et ledit luminaire. Un protocole de communication sans fil permet de relier sans fil plusieurs appareils informatiques au sein d'un réseau informatique, afin de permettre la transmission de données entre eux. On peut citer en tant que protocole de communication sans fil connu de 10 l'art antérieur le « Wi-Fi® » régi par la norme « IEEE 802 » relative aux réseaux locaux basés sur la transmission de données numériques. Le Wi-Fi® permet de créer un réseau local sans fil présentant un débit de transmission compris entre 11Mbits/s et 450Mbits/s, sur un rayon de plusieurs dizaines de mètres, en utilisant les ondes radioélectriques du spectre 15 électromagnétique. Une autre technique de communication numérique sans fil connue de l'art antérieur est celle basée sur la technologie « Li-Fi », abréviation de « LightFidelity » en terminologie anglo-saxonne, qui consiste à utiliser la partie optique du spectre électromagnétique à la place des ondes radioélectriques utilisées dans le 20 cadre du Wi-Fi®, pour diffuser numériquement un contenu multimédia tel que de la musique ou une vidéo, par exemple. La communication par le protocole Li-Fi consiste à moduler l'intensité lumineuse d'une lampe à diodes électroluminescentes (fréquemment désignées par l'acronyme « LED » pour « Light-Emitting Diode » en terminologie anglo-saxonne) 25 reliée au réseau Internet. Les capacités de commutation entre un état « allumé » et un état « éteint » d'une LED peuvent aller jusqu'à un milliard de fois par seconde, ce qui rend indétectable par l'oeil humain les changements d'état de ces LED. Chaque état d'une LED correspond à un bit (1 ou 0), et une suite d'états 30 d'allumage et d'extinction d'une LED permet de créer un flux numérique correspondant au signal électrique d'entrée reçu par le luminaire relié au réseau Internet. La capacité de commutation des LED à très haute fréquence permet de transmettre du son, des images, des vidéos, ou encore d'afficher le contenu d'une page Internet sur un terminal de communication numérique adapté pour recevoir des 35 données de type Li-Fi. 3039739 2 Les avantages de la technique de communication par Li-Fi par rapport à la technique de communication par Wi-Fi® sont multiples : - la vitesse de transmission des données par Li-Fi est largement supérieure à celle atteinte par la technologie Wi-fi® en ce qu'elle peut atteindre une 5 vitesse avoisinant 1 Gbit/s ; - aucune onde radioélectrique, potentiellement nuisible pour la santé d'un utilisateur, n'est transmise, en ce que la technologie Li-Fi est basée sur la modulation lumineuse fonctionnant grâce à une succession d'allumages et d'extinctions de LED ; - absence d'interférences entre les ondes radioélectriques et absence de brouillage électromagnétique. De plus, le protocole de communication Li-Fi permet avantageusement de désengorger la bande de fréquence de 2,4 GHz utilisée à ce jour par la quasi-totalité des protocoles de communication sans fil. En outre, les applications de la technologie de communication Li-Fi sont nombreuses. A titre d'exemple, il est possible de permettre à un utilisateur possédant un terminal récepteur compatible Li-Fi, de type « Smartphone » ou tablette numérique, de se géolocaliser sans utiliser le réseau GSM, 3G, 4G ou Wi-Fi® de son terminal récepteur. Cette technologie peut par ailleurs être utilisée dans les lieux ou espaces publics tels que la voirie, les parcs, les musées, etc., ou les espaces privés tels que les magasins. Par exemple, il est possible grâce à la technologie Li-Fi de combiner à la fois l'éclairage d'un tableau dans un musée et la diffusion d'un contenu relatif à ce tableau. De plus, cette technologie est particulièrement avantageuse pour les communes, en ce qu'elle permet de prévoir un nombre de points de connexion très élevé, moyennant un faible investissement financier. En effet, tout luminaire à LED équipé de moyens de diffusion Li-Fi est adapté pour diffuser un contenu multimédia. Ainsi, l'ensemble des réverbères d'une commune est susceptible d'être utilisé en tant que moyen de diffusion d'un contenu multimédia. Toutefois, la technologie Li-Fi nécessitant l'allumage du luminaire afin de transmettre numériquement un contenu multimédia, la consommation énergétique peut se révéler très importante à l'échelle d'une villePar ailleurs, la recherche des luminaires équipés de moyens de diffusion Li-Fi peut s'avérer fastidieuse pour un utilisateur cherchant un tel point de connexion. 3039739 3 La présente invention vise à résoudre les inconvénients précités, et propose un moyen simple à mettre en oeuvre et économique, permettant de limiter la consommation énergétique des luminaires équipés de moyens de diffusion Li-Fi et proposant à un utilisateur une assistance de recherche desdits luminaires. 5 La présente invention se rapporte à cet effet à un dispositif de communication numérique comprenant : - un terminal de communication numérique comprenant des moyens de réception d'un flux Li-Fi et des moyens de communication selon le standard Bluetooth®, 10 - un luminaire comprenant : o au moins une ampoule comprenant une pluralité de diodes électroluminescentes, o au moins un dispositif de transmission de données de type Li-Fi, relié à ladite ampoule, et 15 un serveur informatique hébergeant des données, communiquant avec ledit luminaire, ledit dispositif de communication étant remarquable en ce que le luminaire comprend au moins une balise de communication bidirectionnelle selon le standard Bluetooth® reliée audit dispositif de transmission de données, ladite balise étant paramétrée 20 pour : - informer le terminal de communication numérique de la présence dudit luminaire ; - recevoir un ordre d'allumage et/ou d'extinction de ladite au moins une ampoule du luminaire ; 25 - envoyer ledit ordre d'allumage et/ou d'extinction à ladite au moins une ampoule. Ainsi, en prévoyant d'équiper un luminaire de type Li-Fi d'au moins une balise de communication selon le standard Bluetooth®, paramétrée pour informer un terminal de communication numérique de la présence dudit luminaire et pour 30 envoyer un ordre d'allumage et/ou d'extinction de l'ampoule du luminaire, il est à présent possible de commander à distance, depuis le terminal de communication numérique, l'allumage et l'extinction du luminaire Li-Fi. Cela permet très avantageusement de limiter la consommation énergétique du luminaire, en ce que le luminaire Li-Fi peut à présent être allumé à la 35 demande, par un utilisateur. 3039739 4 En outre, en paramétrant la balise de communication de façon à ce qu'elle informe le terminal de communication de la présence d'un luminaire Li-Fi, le dispositif selon l'invention permet d'aider un utilisateur à rechercher un luminaire Li-Fi, par exemple lorsque l'utilisateur se déplace dans les rues d'une ville. 5 Enfin, la balise de communication selon le protocole Bluetooth® est particulièrement avantageuse par rapport à d'autres dispositifs de communication, en ce qu'elle présente une très faible consommation énergétique. Par ailleurs, son coût bon marché permet un déploiement de masse de luminaires Li-Fi selon invention, par exemple à l'échelle d'une ville. 10 Selon des caractéristiques optionnelles, la balise de communication selon le standard Bluetooth® est en outre paramétrée pour envoyer des informations sur le terminal en mode données par transmission selon le standard Bluetooth®. Selon un premier mode de réalisation, les informations envoyées par la balise de communication sont relatives à des opérations de maintenance. 15 Selon un deuxième mode de réalisation, les informations envoyées par la balise de communication définissent un canal de secours de transmission de données. On entend par « canal de secours de transmission de données » un canal autorisant la communication lorsque le luminaire ne parvient pas à communiquer en mode Li-Fi avec le terminal de communication numérique de l'utilisateur. Dans une 20 telle situation, le canal de secours de communication s'établit via le standard Bluetooth® et est déployé afin d'établir un dialogue entre le luminaire et le terminal de communication numérique de l'utilisateur. La balise de communication selon le standard Bluetooth® est par exemple reliée au dispositif de transmission de données de type Li-Fi par un câble série de type 25 « USB » ou « UART », ce qui rend aisée son intégration au luminaire. A titre d'exemple, le luminaire est un lampadaire relié au réseau électrique urbain, ce qui permet de répandre le dispositif selon l'invention à grande échelle. La présente invention concerne également un procédé de 30 communication entre un terminal de communication numérique comprenant des moyens de réception d'un flux Li-Fi et des moyens de communication selon le standard Bluetooth®, et un luminaire comprenant : - au moins une ampoule comprenant une pluralité de diodes électroluminescentes, 35 - au moins un dispositif de transmission de données de type Li-Fi, relié à ladite ampoule, 3039739 5 - au moins une balise de communication selon le standard Bluetooth®, reliée audit dispositif de transmission de données, ledit luminaire communiquant avec au moins un serveur informatique hébergeant des données, 5 le procédé de communication selon l'invention étant remarquable en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - la balise de communication émet un signal radioélectrique selon le standard Bluetooth® ; - le terminal de communication détecte ledit signal lorsque ledit terminal 10 se trouve dans le champ d'émission de ladite balise ; - la balise de communication envoie une notification sur le terminal de communication visant à informer ledit terminal de la présence dudit luminaire ; - le terminal de communication envoie à la balise de communication une instruction d'allumage du luminaire ; 15 - la balise envoie au dispositif de transmission de données du luminaire un ordre d'allumage de l'ampoule du luminaire ; - le luminaire envoie des données de type Li-Fi au terminal de communication. Le procédé de communication selon l'invention comprend en outre une 20 étape selon laquelle la balise de communication selon le standard Bluetooth® envoie un ordre d'extinction de l'ampoule du luminaire lorsque l'utilisateur sort du champ d'émission de ladite balise. D'autres caractéristiques, buts et avantages de la présente invention 25 apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre et à l'examen des figures ci- annexées, dans lesquelles : - la figure 1 représente le dispositif de communication selon l'invention ; - la figure 2 illustre les étapes du procédé de communication selon 30 l'invention. Sur l'ensemble des figures, des références identiques ou analogues représentent des organes ou ensembles d'organes identiques ou analogues. Un dispositif de communication numérique 1 selon l'invention est 35 représenté sur la figure 1 à laquelle on se réfère. 3039739 6 Ce dispositif comprend au moins un luminaire 3 de type Li-Fi et au moins un terminal de communication numérique 5. Dans la description et les revendications de la présente demande, on entend par terminal de communication numérique un terminal mobile de poche de 5 type « SmartPhone » en terminologie anglo-saxonne, une tablette numérique ou encore un ordinateur. Le terminal de communication numérique 5 est équipé de moyens de réception d'un flux Li-Fi, par exemple une surface photosensible, et est équipé de moyens de communication selon le standard Bluetooth®. 10 Le luminaire 3 comprend une (ou plusieurs) ampoule(s) 7 reliée(s) à un réseau électrique, par exemple le réseau électrique urbain lorsque le luminaire est un lampadaire urbain. Une ampoule 7 comprend une pluralité de diodes électroluminescentes, non représentées, permettant une capacité de commutation entre un état allumé et 15 un état éteint à très haute fréquence, jusqu'à un milliard de fois par seconde. Le luminaire 3 est également équipé d'un dispositif de transmission de données de type Li-Fi, par exemple une carte Li-Fi. Ce dispositif, connu de l'art antérieur, est relié à un serveur informatique 9, par exemple relié au réseau Internet 11, donnant accès à des données multimédias. 20 La carte Li-Fi, reliée à l'ampoule 7 à diodes électroluminescentes, permet de convertir le flux de données reçues depuis le serveur informatique 9 en un flux 13 de données numériques binaires (séquences de bits) défini par une séquence d'allumage/extinction des diodes de l'ampoule 7 du luminaire 3. Le flux 13 de données numériques est transmis au terminal de communication numérique 5. 25 Alternativement, le serveur informatique peut être constitué par une base de données, ou encore par des ressources informatiques partagées dont l'accès, via un réseau de télécommunications, est fréquemment désigné par le terme anglo-saxon « cloud computing » pour « nuage informatique ». Selon l'invention, le luminaire 3 comprend une balise 15 de 30 communication bidirectionnelle selon le standard Bluetooth®, reliée au dispositif de transmission de données Li-Fi par des moyens de connexion tels qu'un câble « USB », acronyme anglo-saxon de « Universal Serial Bus », ou un câble « UART », acronyme anglo-saxon de « Universal Asynchronous Receiver Transmitter ». La balise 15 de communication se présente sous la forme d'un boîtier 35 renfermant une carte Bluetooth®. Cette carte intègre un « firmware » permettant de paramétrer la carte Bluetooth®. Selon l'invention, la carte Bluetooth® est paramétrée 3039739 7 pour informer le terminal de communication numérique de la présence du luminaire 3, recevoir un ordre d'allumage et/ou d'extinction de ladite au moins une ampoule du luminaire et envoyer ledit ordre d'allumage et/ou d'extinction à ladite au moins une ampoule. 5 Un exemple d'utilisation de l'ensemble selon l'invention va à présent être décrit, dans le cas où le luminaire 3 selon l'invention est constitué par un lampadaire urbain. Un utilisateur installe sur son terminal de communication numérique 5 une application disponible en téléchargement sur des plateformes de téléchargement 10 d'applications telles que l'« APP STORE® » ou l'« ANDROID MARKET® » par exemple. La balise 15 de communication qui équipe le luminaire 3 selon l'invention émet en permanence un signal radioélectrique selon le standard Bluetooth®. Un utilisateur qui cherche à se connecter à un luminaire Li-Fi, et qui se déplace dans le champ d'émission de la balise 15, soit environ une dizaine de mètres autour de ladite 15 balise, détecte le signal envoyé par la balise 15 (étape A), et reçoit une notification sur son terminal de communication numérique 5 l'informant de la présence d'un luminaire de type Li-Fi (étape B). Cette notification se présente sous la forme d'un signal vibratoire, lumineux, sonore, ou encore sous la forme d'une pastille sur le logotype de 20 l'application téléchargée et installée sur le terminal de communication 5. Lorsque l'utilisateur démarre l'application, il a la possibilité d'envoyer une instruction à la balise 15 d'allumer le luminaire 3 (étape C). La communication entre le terminal de communication 5 et la balise 15 est réalisée selon le standard Bluetooth®, ce qui permet de s'affranchir de la nécessité de la présence d'un réseau Internet, 3G, 25 4G, Wi-Fi® pour activer le luminaire. Si l'utilisateur ne donne pas instruction à la balise 15 d'allumer le luminaire 3, l'utilisateur peut naviguer sur Internet en utilisant les réseaux classiques disponibles, par exemple, 2G, 3G, 4G, Wi-Fi®, etc. Si l'utilisateur donne instruction à la balise 15 d'allumer le luminaire 3, la 30 balise 15, reliée au dispositif de transmission de données Li-Fi tel qu'une carte Li-Fi grâce à un câble « USB » ou « UART », adresse à ladite carte un ordre d'allumage de l'ampoule 7 du luminaire 3 (étape D). L'application installée sur le terminal de communication 5 dirige alors l'utilisateur vers un portail d'accueil 17 qui demande à l'utilisateur son autorisation 35 des conditions d'utilisation, et son accord pour être géo-localisé (étape E). Le portail 3039739 8 d'accueil 17 peut se présenter sous la forme d'une page indiquant par exemple à l'utilisateur les activités proposées aux alentours du luminaire. Lorsque l'utilisateur a accepté les conditions d'utilisation proposées sur le portail d'accueil, et lorsque l'utilisateur se trouve dans le champ d'émission des diodes 5 électroluminescentes de l'ampoule 7 du luminaire 3, les pages des sites Internet que l'utilisateur souhaite consulter sont converties en données numériques binaires par la carte Li-Fi reliée à l'ampoule 7 à diodes électroluminescentes, ce qui permet de définir une séquence d'allumage/extinction des diodes de l'ampoule et d'établir une connexion en Li-Fi entre le luminaire 3 et le terminal de communication 5 de 10 l'utilisateur (étape F). Lorsque l'utilisateur sort du champ de diffusion de l'ampoule du luminaire, la balise 15 de communication envoie un ordre d'extinction de l'ampoule 7 du luminaire, ce qui interrompt instantanément la connexion au réseau Li-Fi. L'utilisateur conserve cependant la possibilité d'accéder aux données du serveur via 15 les réseaux 3G, 4G ou Wi-Fi lorsqu'il se trouve hors du champ d'émission des diodes électroluminescentes de l'ampoule du luminaire 3. La communication depuis le terminal 5 vers le luminaire 3 est réalisée selon le protocole Li-Fi lorsque ledit terminal est équipée d'un dispositif de transmission de données selon le protocole Li-Fi, ou via d'autres réseaux de 20 communication tel que 3G, 4G, Wi-Fi® par exemple, dans le cas où le terminal 5 n'est pas équipé de moyens de transmission de données Li-Fi. REVENDICATIONS1. Dispositif de communication numérique (1) comprenant : - un terminal de communication numérique (5) comprenant des moyens 5 de réception d'un flux Li-Fi et des moyens de communication selon le standard Bluetooth®, - un luminaire (3) comprenant : o au moins une ampoule (7) comprenant une pluralité de diodes électroluminescentes, 10 o au moins un dispositif de transmission de données de type Li- Fi, relié à ladite ampoule, et - un serveur informatique (9) hébergeant des données, communiquant avec ledit luminaire, ledit dispositif de communication numérique étant caractérisé en ce que le luminaire 15 (3) comprend au moins une balise (15) de communication bidirectionnelle selon le standard Bluetooth® reliée audit dispositif de transmission de données, ladite balise étant paramétrée pour : - informer le terminal de communication numérique (5) de la présence dudit luminaire ; 20 - recevoir un ordre d'allumage et/ou d'extinction de ladite au moins une ampoule (7) du luminaire (3) ; - envoyer ledit ordre d'allumage et/ou d'extinction à ladite au moins une ampoule (7). 25 2. Dispositif de communication numérique (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la balise (15) de communication selon le standard Bluetooth® est en outre paramétrée pour envoyer des informations sur le terminal (5) en mode données par transmission selon le standard Bluetooth. 30 3. Dispositif de communication numérique (1) selon la revendication 2, caractérisé en ce que les informations envoyées par la balise (15) de communication sont relatives à des opérations de maintenance. 4. Dispositif de communication numérique (1) selon la revendication 2, 35 caractérisé en ce que les informations envoyées par la balise (15) de communication définissent un canal de secours de transmission de données. 3039739 10 5. Dispositif de communication numérique (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la balise (15) de communication selon le standard Bluetooth® est reliée au dispositif de transmission de données de type Li-Fi 5 par un câble série de type « USB » ou « UART ». 6. Dispositif de communication numérique (1) selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le luminaire (3) est un lampadaire relié au réseau électrique urbain. 10 7. Procédé de communication entre un terminal de communication numérique (5) comprenant des moyens de réception d'un flux Li-Fi et des moyens de communication selon le standard Bluetooth®, et un luminaire (3) comprenant : - au moins une ampoule (7) comprenant une pluralité de diodes 15 électroluminescentes, - au moins un dispositif de transmission de données de type Li-Fi, relié à ladite ampoule, - au moins une balise (15) de communication selon le standard Bluetooth®, reliée audit dispositif de transmission de données, 20 ledit luminaire communiquant avec au moins un serveur informatique (9) hébergeant des données, le procédé de communication étant caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - la balise (15) de communication émet un signal radioélectrique selon le 25 standard Bluetooth® ; - le terminal de communication (5) détecte ledit signal lorsque ledit terminal se trouve dans le champ d'émission de ladite balise ; - la balise (15) de communication envoie une notification sur le terminal de communication (5) visant à informer ledit terminal de la présence dudit luminaire 30 (3); - le terminal de communication (5) envoie à la balise (15) de communication une instruction d'allumage du luminaire (3) ; - la balise (15) envoie au dispositif de transmission de données du luminaire (3) un ordre d'allumage de l'ampoule (7) du luminaire (3) ; 35 - le luminaire (3) envoie des données de type Li-Fi au terminal de communication (5). 3039739 11 8. Procédé de communication selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape selon laquelle la balise (15) de communication selon le standard Bluetooth® envoie un ordre d'extinction de l'ampoule (7) du luminaire (3) lorsque l'utilisateur sort du champ d'émission de ladite balise.