Brevet FR3055498A1 — publié le 20180302

L'invention concerne un procédé de connexion sans fil, en milieu rural, d'objets à un réseau informatique. Le développement de l'internet des objets « IDO « connu également sous l'appellation « IOT » ( pour « internet of things »), a conduit à la création de réseaux spécifiques de télécommunication « M2M : Machine to Machine » dédiés à la communication entre les objets connectés et les infrastructures Internet (smartphones, serveurs,...) qui exploitent les données que ces objets génèrent voire les pilotent lorsqu'ils sont actifs. Une solution performante a consisté à créer des réseaux longue portée bas débit permettant la communication de données de taille réduite entre les appareils connectés par la mise en oeuvre de la technologie radio peu énergétique UNB (« Ultra Narrow Band ») qui utilise des bandes de fréquences libres de droit telles que les bandes ISM (bandes industrielles scientifiques et médicales). Comme pour les réseaux cellulaires téléphoniques usuels, cette technologie actuellement éprouvée s'avère exploitable de façon rentable pour les zones les plus densément peuplées. Par contre, concernant les zones les moins densément peuplées, constituées typiquement des zones rurales, une exploitation rentable pour les opérateurs s'avère très aléatoire. La présente invention vise à pallier cet inconvénient et a pour principal objectif de fournir une solution très économique conduisant à étendre, à moindres frais, la couverture des réseaux de télécommunications M2M aux zones rurales. A cet effet l'invention vise un procédé de connexion sans fil, en milieu rural, d'objets à un réseau informatique, selon lequel : - on équipe chaque objet d'un module bas débit de transmission sans fil, - on implante des unités de mesure autonomes dans des parcelles cultivables s'étendant, d'une part, dans la zone d'émission couverte par les modules de transmission sans fil des objets, et d'autre part, dans la zone de réception d'au moins une antenne relais d'un réseau cellulaire longue portée et bas débit comportant une plateforme de collecte des données transmises par les antennes relais du dit réseau cellulaire, les dites unités de mesure autonomes étant équipées : 3055498 - d'un module d'acquisition de données représentatives de l'état des parcelles cultivables, - d'un module bas débit de réception sans fil des données émises par les modules de transmission sans fil des objets, 5 - d'un module bas débit de transmission sans fil à destination de la plateforme de collecte du réseau cellulaire, en vue de la mise à disposition sur un réseau informatique accessible au public, d'une part des données acquises représentatives de l'état des parcelles cultivables, et d'autre part, des données en provenance des modules de transmission sans fil des objets. 10 L'invention a donc consisté à construire un réseau de télécommunication, en premier lieu, composé de façon usuelle d'une plateforme de collecte et d'antennes relais longue portée, et selon l'invention, « prolongé » en vue d'assurer la couverture des zones rurales qui s'avèrent consister essentiellement en des zones agricoles, en implantant des relais 15 supplémentaires consistant en des unités de mesure autonomes sans fil, de type connu en soi, d'acquisition et de transmission de données représentatives de l'état du sol et de la végétation de parcelles cultivables, équipées, en outre, selon l'invention, d'un module de réception bas débit, leur conférant leur fonction de relais. 20 Moyennant le simple ajout d'un module bas débit de réception sans fil en vue d'obtenir chaque relais, la couverture des zones rurales requiert donc seulement selon l'invention l'implantation de relais consistant en des outils d'aide à la décision permettant aux exploitants agricoles d'optimiser leurs ressources et leur temps, et dont le coût et la maintenance sont donc au moins 25 partiellement pris en charge par ces derniers. Ainsi, le procédé selon l'invention permet de réaliser, moyennant un surcoût non susceptible d'affecter la rentabilité de leur exploitation, des réseaux de télécommunications M2M, couvrant la totalité du territoire. Selon un mode de mise en oeuvre avantageux, chaque objet et 30 chaque unité de mesure autonome sont équipés d'un module bas débit de transmission et de réception sans fil apte à permettre une communication bidirectionnelle entre les dits objets et unités de mesure autonome sans fil. De plus, en vue d'augmenter l'autonomie des unités de mesure autonomes, on équipe avantageusement selon l'invention ces dernières de 3055498 moyens autonomes d'alimentation électrique consistant en des moyens de production d'énergie solaire photovoltaïque. Selon un autre mode de mise en oeuvre avantageux de l'invention, on implante les unités de mesure autonomes de façon à former un maillage 5 apte à permettre la localisation, notamment par triangulation, des objets dont la zone d'émission couvre au moins trois points du dit maillage. Cette disposition permet notamment de suivre les déplacements et de localiser les objets mobiles. D'autres caractéristiques buts et avantages de l'invention ressortiront 10 de la description détaillée qui suit en référence aux dessins annexés qui en représentent, à titre d'exemples non limitatifs, deux modes de mise en oeuvre avantageux. Sur ces dessins : - la figure 1 est un schéma représentant un réseau cellulaire de télécommunication réalisé selon le procédé de l'invention, 15 - la figure 2 est un schéma représentant une application du procédé selon l'invention permettant la localisation d'un objet connecté, - et la figure 3 est une vue frontale d'une unité de mesure autonome destinée à la mise en oeuvre du procédé de connexion selon l'invention. Le procédé selon l'invention vise la réalisation d'un réseau cellulaire 20 de télécommunication longue portée bas débit utilisant la technologie radio UNB (« Ultra Narrow Band »), et permettant notamment de réaliser des connexions sans fil avec des objets situés en milieu rural, tels que par exemple, tel que représenté à la figure 1, un système d'alarme 1(incendie , effraction...) installé dans une habitation 2, ou, tel que représenté à la figure 2, une benne 25 agricole 3 déposée dans un champ, une palette. Cette liste d'objets connectés n'est bien sûr pas exhaustive, et inclut, en outre, par exemple, les compteurs de fluide installés dans les habitations ou dans les zones cultivées... De façon usuelle, et en premier lieu, ce procédé consiste à équiper chaque objet 1, 3 d'un module bas débit 4 de transmission sans fil. 30 Il consiste également à réaliser un réseau principal de télécommunication composé d'antennes relais 19 longue portée, et d'une plateforme 6 de collecte et de traitement des données transmises par les dites antennes relais, et de mise à disposition des données traitées sur un réseau informatique accessible au public, schématisé par un téléphone portable 7 sur 35 la figure 1. 3055498 4 Ce procédé consiste enfin, de façon spécifique selon l'invention, à implanter, dans des parcelles cultivables s'étendant, d'une part, dans la zone d'émission couverte par les modules de transmission sans fil 4 des objets 1, 3, et d'autre part, dans la zone de réception d'au moins une antenne relais 19 du 5 réseau principal, des unités de mesure autonomes 5 d'acquisition et de transmission de données représentatives de l'état du sol et de la végétation de parcelles cultivables. Ces unités de mesure autonomes 5 comportent, en premier lieu, de façon usuelle, un piquet 8 adapté pour être planté dans le sol : 10 - sur lequel sont solidarisés un module 9 d'acquisition des données représentatives de l'état des parcelles cultivables, et un panneau solaire photovoltaïque 10 d'alimentation électrique du module d'acquisition 9, - dans le prolongement duquel s'étend une antenne 11. Le module d'acquisition 9 intègre, en outre, classiquement un 15 microcontrôleur 12 et une interface 13 de connexion avec au moins un capteur 14-16. A titre d'exemple, ce module d'intégration 9 peut ainsi intégrer un seul capteur 14 tel qu'un capteur pluviomètre du type notamment à godet basculant, mais peut, en outre, également intégrer une pluralité de capteurs 14-16 tels que capteurs optiques, capteurs de mesure de la réflectance et de la transmittance 20 de la végétation, de la température de l'air et du sol, de l'hygrométrie, de la tensiométrie... Ce module d'acquisition 9 intègre, en outre, reliés à l'antenne 11 : - un module bas débit 17 de réception sans fil des données émises par les modules de transmission sans fil 4 des objets 1, 3, 25 - un module bas débit 18 de transmission sans fil à destination de la plateforme de collecte 6 du réseau cellulaire, en vue de la mise à disposition sur un réseau informatique 7 accessible au public, d'une part des données acquises représentatives de l'état des parcelles cultivables, et d'autre part, des données en provenance des modules de transmission sans fil 4 des 30 objets 1, 3. De telles unités de mesure autonomes 5, outre leur fonction usuelle d'acquisition et de transmission de données représentatives de l'état des parcelles cultivables, constituent donc, selon l'invention, des relais permettant de connecter au réseau principal de télécommunication, des objets 35 1, 3 situés dans de zones non desservies par ce réseau principal. 3055498 La figure 2 consiste en un schéma représentant une application de l'invention selon laquelle les unités de mesure autonomes 5a-5d sont réparties de façon à former un maillage permettant, outre la connexion d'un objet 3, tel qu'en l'exemple une benne, une palette..., au réseau principal de 5 télécommunication, une localisation par triangulation, de cet objet 3 lorsque la zone d'émission couvre au moins trois points du dit maillage. Le procédé selon l'invention tel que décrit ci-dessus permet donc de « prolonger » à moindres frais, les réseaux de télécommunications M2M actuels de façon que ces derniers desservent la totalité du territoire. 10 REVENDICATIONS1/ Procédé de connexion sans fil, en milieu rural, d'objets ((1, 3) à un réseau informatique (7), caractérisé en ce qu'il consiste : - à équiper chaque objet (1, 3) d'un module bas débit (4) de transmission sans fil, s - à implanter des unités de mesure autonomes (5) dans des parcelles cultivables s'étendant, d'une part, dans la zone d'émission couverte par les modules de transmission sans fil (4) des objets (1, 3), et d'autre part, dans la zone de réception d'au moins une antenne relais (19) d'un réseau cellulaire longue portée et bas débit comportant une plateforme (6) de collecte 10 des données transmises par les antennes relais (19) du dit réseau cellulaire, les dites unités de mesure autonomes étant équipées : - d'un module (9, 12-16) d'acquisition de données représentatives de l'état des parcelles cultivables, - d'un module bas débit (17) de réception sans fil des données 15 émises par les modules de transmission sans fil (4) des objets (1, 3), - d'un module bas débit (18) de transmission sans fil à destination de la plateforme de collecte (6) du réseau cellulaire, en vue de la mise à disposition sur un réseau informatique (7) accessible au public, d'une part des données acquises représentatives de l'état des parcelles cultivables, et 20 d'autre part, des données en provenance des modules de transmission sans fil (4) des objets (1, 3). 2/ Procédé de connexion selon la revendication 1 caractérisé en ce que chaque objet (1, 3) et chaque unité de mesure autonome (5) sont équipés d'un module bas débit (4, 17) de transmission et de réception sans fil apte à 25 permettre une communication bidirectionnelle entre les dits objets et unités de mesure autonome sans fil. 3/ Procédé de connexion selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que chaque unité de mesure autonome (5) est équipée de moyens autonomes d'alimentation électrique (10) consistant en des moyens de 30 production d'énergie solaire photovoltaïque. 4/ Procédé de connexion selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que les unités de mesure autonomes (5) sont implantées de façon à former un maillage apte à permettre la localisation, notamment par 3055498 2 triangulation, des objets (3) dont la zone d'émission couvre au moins trois points du dit maillage.