Brevet FR3053510A1 — publié le 20180105

L'invention concerne le domaine de la surveillance de l'ouverture de contenants. ARRIERE PLAN DE L'INVENTION La plupart des produits industriels ou des marchandises de valeur sont, à un moment où à un autre, stockés dans un contenant quelconque pour leur transport, leur stockage, leur consignation. Par « contenant », on entend ici tous types de caisses, de conteneurs, de châssis, d'espaces de stockage quelconques (par exemple, un volume libre dans un aéronef, dans un navire, dans un camion, dans un wagon, etc.), délimité par une enceinte munie de moyens d'accès pouvant être ouverts ou fermés (par exemple, un couvercle, une porte, une trappe, etc.). Il est bien sûr fondamental d'être en mesure de surveiller l'ouverture d'un tel contenant, notamment pour éviter ou détecter la survenue d'un vol ou d'une manoeuvre frauduleuse, ou bien pour éviter ou détecter une anomalie de fonctionnement des moyens d'accès du contenant. Certains contenants comportent à cet effet une tige métallique numérotée (ou « plomb »). Lors du transport d'un contenant, le plomb est mis en place préalablement au départ du contenant de manière à empêcher l'ouverture du contenant. On vérifie à la réception du contenant que le numéro du plomb correspond au numéro du plomb mis en place préalablement au départ du contenant, et on sectionne le plomb pour mettre fin au transport du contenant et permettre l'accès à l'objet stocké dans le contenant. Cette solution est fiable et peu coûteuse, mais est essentiellement manuelle. En outre, lorsque qu'après ouverture, seule une partie du contenu du contenant a été prélevée et qu'on souhaite prévenir un vol de la partie restante, le contenant doit être refermé et un nouveau plomb installé. 3053510 2 Certains contenants sont donc équipés de dispositifs de surveillance électriques. Les dispositifs de surveillance électriques sont soit reliés par une connexion filaire à une source d'énergie externe (le 5 secteur par exemple), ce qui complexifie leur utilisation, soit eux-mêmes autonomes énergétiquement. Cette dernière solution est complexe à mettre en oeuvre, car il convient alors d'assurer une surveillance efficace tout en limitant la consommation électrique des 10 dispositifs de surveillance électriques pour que ceux-ci soient autonomes pendant toute la durée du transport. OBJET DE L'INVENTION L'invention a pour objet de surveiller l'ouverture d'un contenant grâce un dispositif de surveillance ayant 15 une consommation électrique réduite. RESUME DE L'INVENTION En vue de la réalisation de ce but, on propose un procédé de surveillance de l'ouverture d'un contenant, le procédé de surveillance étant mis en oeuvre par un 20 dispositif de surveillance comprenant des moyens de détection de l'ouverture et de la fermeture du contenant et un module de communication, le procédé de surveillance comprenant les étapes de : - mettre le dispositif de surveillance dans un mode 25 de fonctionnement de fermeture lorsque les moyens de détection détectent que le contenant est fermé, mode dans lequel le module de communication envoie à une première fréquence d'état des messages de fermeture signifiant que les moyens de détection détectent que le contenant est 30 fermé ; - lorsque le dispositif de surveillance est dans le mode de fonctionnement de fermeture et que les moyens de détection détectent une ouverture du contenant, mettre le dispositif de surveillance dans un mode de fonctionnement d'alerte, dans lequel le module de communication envoie à 3053510 3 une deuxième fréquence d'état des messages d'ouverture signifiant que les moyens de détection détectent que le contenant est ouvert ; - lorsque le dispositif de surveillance est dans le 5 mode de fonctionnement d'alerte et que le module de communication reçoit un message de validation d'ouverture signifiant que l'ouverture du contenant a été validée, mettre le dispositif de surveillance dans un mode de fonctionnement de validation d'ouverture, dans lequel le 10 module de communication envoie à une troisième fréquence d'état des messages d'ouverture signifiant que les moyens de détection détectent que le contenant est ouvert. Certaines situations nécessitent que la surveillance de l'ouverture du contenant et l'envoi de messages 15 d'ouverture ou de fermeture soient réalisés à une fréquence importante, alors que d'autres situations sont compatibles d'une fréquence moins importante de surveillance et d'envoi des messages (notamment lorsque l'ouverture a été validée par un destinataire final du 20 contenant). Le procédé de surveillance selon l'invention permet d'adapter cette fréquence en fonction de la situation et donc de réduire la consommation électrique du dispositif de surveillance. L'invention sera mieux comprise à la lumière de la 25 description qui suit d'un mode de mise en oeuvre particulier non limitatif de l'invention. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS Il sera fait référence aux dessins annexés, parmi lesquels : 30 - la figure la représente des moyens de détection d'un dispositif de surveillance lorsque le contenant est fermé ; - la figure lb représente des moyens de détection d'un dispositif de surveillance lorsque le contenant est 35 ouvert ; 3053510 4 - la figure 3 représente schématiquement le fonctionnement du procédé de surveillance selon l'invention. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION 5 Le procédé de surveillance selon l'invention est ici utilisé pour surveiller l'ouverture d'une porte 1 d'un conteneur 2 contenant un objet et stocké dans un hangar. Le procédé de surveillance selon l'invention est mis en oeuvre par un dispositif de surveillance dont est 10 équipé le conteneur 2 et qui est positionné sur le conteneur 2. Le dispositif de surveillance comporte des moyens de détection de l'ouverture et de la fermeture de la porte 1 du conteneur 2, un microcontrôleur, une pile, des 15 capteurs supervisant l'état du dispositif de surveillance, une mémoire et un module de communication. En référence aux figures la et lb, les moyens de détection comprennent un capteur à effet Hall 3 situé sur le conteneur 2. La porte 1 du conteneur 2 comporte un 20 aimant 4 qui génère un champ magnétique. Lorsque la porte 1 du conteneur 2 est fermée, comme c'est le cas sur la figure la, l'aimant 4 de la porte 1 est positionné à proximité immédiate du capteur à effet Hall 3 qui détecte le champ magnétique généré par 25 l'aimant 4, et qui détecte donc que la porte 1 est fermée. Lorsque la porte 1 du conteneur 2 est ouverte, comme c'est le cas sur la figure lb, l'aimant 4 de la porte 1 est éloigné du capteur à effet Hall 3 qui ne détecte pas 30 le champ magnétique généré par l'aimant 4, et qui détecte donc que la porte 1 est ouverte. Le microcontrôleur, qui est connecté au capteur à effet Hall 3, reçoit donc une information selon laquelle la porte 1 du conteneur 2 (et donc le conteneur 2) est 35 ouverte ou fermée. 3053510 5 Les moyens de détection comportent par ailleurs un premier interrupteur reed (ou interrupteur à lame souple) normalement ouvert et un deuxième interrupteur reed normalement fermé, situés sur le conteneur 2 à proximité 5 de l'aimant lorsque la porte 1 est fermée. Le premier interrupteur reed et le deuxième interrupteur reed sont connectés au microcontrôleur. Le microcontrôleur met ainsi en oeuvre un compteur de fermetures, qui s'incrémente à chaque fermeture du 10 premier interrupteur reed et donc de la porte 1, et un compteur d'ouvertures, qui s'incrémente à chaque fermeture du deuxième interrupteur reed et donc de la porte 1. Le microcontrôleur détecte une ouverture de la porte 15 4 lorsque les valeurs du compteur d'ouvertures et du compteur de fermetures sont égales, et une fermeture de la porte 4 lorsque les valeurs du compteur d'ouvertures et du compteur de fermetures sont égales. Le microcontrôleur valide ainsi la détection de l'ouverture 20 ou de la fermeture de la porte 4 réalisée par le capteur à effet Hall. Le microcontrôleur commande en outre le fonctionnement du dispositif de surveillance. La pile fournit une énergie électrique pour 25 alimenter de manière exclusive l'ensemble du dispositif de surveillance qui est donc autonome énergétiquement (et qui n'est pas relié par une connexion filaire à une quelconque source d'énergie externe). Les capteurs supervisant l'état du dispositif de 30 surveillance mesurent des paramètres électriques internes du dispositif de surveillance pour surveiller que celui-ci fonctionne correctement, ainsi que la capacité restante de la pile. La mémoire permet de stocker un certain nombre de 35 données, et notamment des données d'identification du 3053510 6 dispositif de surveillance, du conteneur 2 et de l'objet stocké par le conteneur 2, un certain nombre d'états « ouvert » ou « fermé » du conteneur 2 détectés par le dispositif de surveillance, les paramètres électriques 5 internes, la capacité restante de la pile, la durée d'une ou de plusieurs périodes d'ouverture (au cours desquelles le conteneur 2 reste continuellement ouvert), la durée d'une ou de plusieurs périodes de fermeture (au cours desquelles le conteneur 2 reste continuellement fermé), 10 et divers autres paramètres enregistrés ou bien calculés par le microcontrôleur. Le module de communication du conteneur 2 comporte une antenne et un émetteur-récepteur radiofréquence. Le module de communication du conteneur 2 forme, avec une 15 unité de communication externe (et, éventuellement, avec des modules de communication d'autres conteneurs stockés à proximité du conteneur 2 évoqué ici), un réseau LPWAN (pour Low-Power Wide-Area Network, en anglais) utilisant une technologie conçue pour le domaine de l'internet des 20 objets (ou IoT pour Internet of Things, en anglais). La technologie ici utilisée est une technologie de type bande étroite (ou Narrow Band, en anglais) ou de type bande ultra étroite (ou UNB de l'anglais Ultra Narrow Band) (par exemple LoRa ou SigFox). 25 Le module de communication possède donc une faible consommation électrique. Le débit des communications mises en oeuvre par le module de communication est lui aussi relativement faible, et la taille des messages transmis est relativement réduite (typiquement de douze 30 octets), mais le débit et la taille des messages sont suffisants pour l'application qui nous intéresse ici. Le module de communication est adapté à communiquer avec l'unité de communication externe de manière bidirectionnelle via le réseau LPWAN. Le module de 35 communication est susceptible d'envoyer tout type de 3053510 7 données à l'unité de communication externe, et notamment les données stockées dans la mémoire du dispositif de surveillance. L'unité de communication externe, qui est située 5 dans le hangar où est stocké le conteneur 2, est quant à elle reliée à un serveur géré ici par le destinataire final de l'objet stocké dans le conteneur 2. Le serveur pourrait bien sûr parfaitement être géré par une personne différente du destinataire final : fabricant de l'objet, 10 responsable de la gestion du hangar, transporteur, gestionnaire de maintenance, etc. Le destinataire final peut donc être informé à tout moment et n'importe où dans le monde de l'état ouvert ou fermé du conteneur 2 et du bon fonctionnement du 15 dispositif de surveillance (à condition bien sûr que le conteneur 2 soit à une distance de l'unité de communication externe compatible avec le fonctionnement du réseau LPWAN). On note ici que le dispositif de surveillance se 20 trouve dans un mode de veille la plupart du temps, sauf pendant de courtes durées au cours desquelles il doit effectuer des fonctions de détection, de mesure, d'envoi de messages ou de réception de messages. Le mode de veille est un mode de fonctionnement à 25 basse consommation d'énergie, dans lequel le module de communication est désactivé tout comme la plupart des composants du dispositif de surveillance (à l'exception, notamment, d'un compteur du microcontrôleur qui gère le réveil du dispositif de surveillance). 30 On note aussi que les différentes fréquences qui vont être évoquées dans ce qui suit ne correspondent pas à la fréquence utilisée pour communiquer dans le réseau LPWAN (égale par exemple à 2,4GHz), mais à la fréquence à laquelle le dispositif de surveillance sort du mode de 35 veille pour effectuer des fonctions de détection, de 3053510 8 mesure, d'envoi de messages ou de réception de messages. On décrit maintenant, en référence à la figure 2, le fonctionnement du procédé de surveillance selon l'invention. 5 A la mise sous tension du dispositif de surveillance, le dispositif de surveillance sort du mode de veille 10 et est mis par défaut dans un mode de fonctionnement de fermeture 11 par le microcontrôleur. Dans le mode de fonctionnement de fermeture 11, les 10 moyens de détection détectent si le conteneur 2 est ouvert ou fermé, les capteurs mesurent les paramètres électriques internes du dispositif de surveillance ainsi que la capacité restante de la pile, et le module de communication envoie à une première fréquence d'état un 15 premier nombre de messages d'état. La première fréquence d'état est ici égale à un envoi par jour. Les messages d'état comprennent des messages de fermeture signifiant que les moyens de détection 20 détectent que le conteneur 2 est fermé (on considère que le conteneur 2 est fermé par défaut), ainsi que des informations sur des ouvertures n'ayant pas été suivies de réception de messages d'accusé de réception (on explique plus bas ce que sont les messages d'accusé de 25 réception). Le module de communication envoie aussi à une première fréquence de supervision un premier nombre de messages de supervision comprenant les paramètres électriques internes du dispositif de surveillance 30 destinés à surveiller que celui-ci fonctionne correctement. Le module de communication envoie aussi à une fréquence d'autonomie un certain nombre de messages d'autonomie comprenant la capacité restante de la pile 35 ainsi qu'un message d'alerte de fin de vie de la pile si 3053510 9 la capacité restante de la pile est inférieure à un seuil de capacité prédéterminé. Lorsque les moyens de détection détectent que le conteneur 2 est ouvert, le dispositif de surveillance est 5 mis dans un mode de fonctionnement d'alerte 12 par le microcontrôleur. Dans le mode de fonctionnement d'alerte 12, les moyens de détection détectent si le conteneur 2 est ouvert ou fermé, les capteurs mesurent les paramètres 10 électriques internes du dispositif de surveillance, et le module de communication envoie à une deuxième fréquence d'état un deuxième nombre de messages d'état. La deuxième fréquence d'état est supérieure à la première fréquence d'état et est ici égale à un envoi 15 toutes les dix secondes. Le deuxième nombre de messages d'état est supérieur au premier nombre de messages d'état. Les messages d'état comprennent des messages d'ouverture signifiant que les moyens de détection 20 détectent que le conteneur 2 est ouvert. Le module de communication envoie aussi à une deuxième fréquence de supervision un deuxième nombre de messages de supervision comprenant les paramètres électriques internes du dispositif de surveillance. 25 Le module de communication « écoute » par ailleurs le réseau LPWAN en activant la réception de l'émetteur-récepteur à une première fréquence de réception. Lorsque le dispositif de surveillance se trouve dans le mode de fonctionnement d'alerte 12 et que les moyens 30 de détection détectent que le conteneur 2 est fermé, le dispositif de surveillance est mis dans le mode de fonctionnement de fermeture 11. Lorsque le dispositif de surveillance se trouve dans le mode de fonctionnement d'alerte 12 et que le module de 35 communication reçoit un message de validation d'ouverture 3053510 10 signifiant que l'ouverture du conteneur 2 a été validée par le destinataire final, le dispositif de surveillance est mis dans un mode de fonctionnement de validation d'ouverture 13. 5 Par « validée par le destinataire final », on entend que le destinataire final indique (via le serveur et l'unité de communication externe) que l'ouverture du conteneur 2 était attendue et ne correspond pas à un dysfonctionnement, à une fraude, à une mauvaise 10 manipulation, etc. Lorsque le dispositif de surveillance se trouve dans le mode de fonctionnement d'alerte 12 et que le module de communication reçoit un message d'accusé de réception signifiant qu'un message d'ouverture a bien été reçu, le 15 dispositif de surveillance est mis dans un mode de fonctionnement de validation de réception 14. La réception du message d'accusé de réception signifie que l'unité de communication externe reçoit bien les messages (ou au moins une partie des messages) transmis par le 20 module de communication. Dans le mode de fonctionnement de validation d'ouverture 13, les moyens de détection détectent si le conteneur 2 est ouvert ou fermé, les capteurs mesurent les paramètres électriques internes du dispositif de 25 surveillance, et le module de communication envoie à une troisième fréquence d'état un troisième nombre de messages d'état. La troisième fréquence d'état est inférieure à la deuxième fréquence d'état et est supérieure à la première 30 fréquence d'état, et est ici égale à un envoi toutes les mille secondes. Le troisième nombre de messages d'état est inférieur au deuxième nombre de messages d'état et est supérieure au premier nombre de messages d'état. 35 Les messages d'état comprennent des messages 3053510 11 d'ouverture signifiant que les moyens de détection détectent que le conteneur 2 est ouvert. Le module de communication envoie aussi à une troisième fréquence de supervision un troisième nombre de 5 messages de supervision comprenant les paramètres électriques internes du dispositif de surveillance destinés à surveiller que celui-ci fonctionne correctement. Si les moyens de détection détectent que le 10 conteneur 2 est fermé, le dispositif de surveillance est mis dans le mode de fonctionnement de fermeture 11. Dans le mode de fonctionnement de validation de réception 14, les moyens de détection détectent si le conteneur 2 est ouvert ou fermé, les capteurs mesurent 15 les paramètres électriques internes du dispositif de surveillance, et le module de communication envoie à une quatrième fréquence d'état un quatrième nombre de messages d'état. La quatrième fréquence d'état est inférieure à la 20 deuxième fréquence d'état et est supérieure à la troisième fréquence d'état. La quatrième fréquence d'état est ici égale à un envoi toutes les cent secondes. Le quatrième nombre de messages d'état est inférieur 25 au deuxième nombre de messages d'état et est supérieur au troisième nombre de messages d'état. Les messages d'état comprennent des messages d'ouverture signifiant que les moyens de détection détectent que le conteneur 2 est ouvert. 30 Le module de communication envoie aussi à une quatrième fréquence de supervision un quatrième nombre de messages de supervision comprenant les paramètres électriques internes du dispositif de surveillance. Le module de communication « écoute » par ailleurs 35 le réseau LPWAN en activant la réception de l'émetteur- 3053510 12 récepteur à une deuxième fréquence de réception. Si les moyens de détection détectent que le conteneur 2 est fermé, le dispositif de surveillance est mis dans le mode de fonctionnement de fermeture 11. 5 Si le module de communication reçoit un message de validation d'ouverture signifiant que l'ouverture du conteneur a été validée par le destinataire final, le dispositif de surveillance est mis dans le mode de fonctionnement de validation d'ouverture 13. 10 Le mode de fonctionnement d'alerte 12, le mode de fonctionnement de validation d'ouverture 13 et le mode de fonctionnement de validation de réception 14 permettent donc d'adapter la fréquence d'état et le nombre de messages d'état envoyés en fonction de la réception des 15 messages d'accusé de réception et de validation d'ouverture. Dans le mode de fonctionnement d'alerte 12, la deuxième fréquence d'état et le deuxième nombre de messages d'état sont ainsi importants pour maximiser les 20 chances de réception. En effet, dans le mode de fonctionnement d'alerte 12, on ne sait pas si l'ouverture détectée est une ouverture normale ou une ouverture suspecte, et on ne sait même pas si les messages envoyés par le module de communication sont bien reçus. 25 Une fois qu'un message d'accusé de réception est reçu, la communication avec l'unité de communication externe est établie. Le dispositif de surveillance se trouve alors dans le mode de validation de réception 14, et donc la quatrième fréquence d'état et le quatrième 30 nombre de messages d'état du mode de fonctionnement de validation de réception 14 peuvent être réduits. De même, une fois qu'un message de validation d'ouverture est reçu, une surveillance fréquente n'est plus nécessaire, car l'ouverture du conteneur 2 est non 35 seulement bien détectée par les moyens de détection, mais 3053510 13 est par ailleurs validée par le destinataire final. Le dispositif de surveillance se trouve alors dans le mode de validation d'ouverture 13, et la troisième fréquence d'état et le troisième nombre de messages d'état du mode 5 de fonctionnement de validation de réception peuvent encore être réduits. Enfin, lorsqu'aucune ouverture n'est détectée, la surveillance est réduite au maximum. Le dispositif de surveillance se trouve alors dans le mode de fermeture 10 11, et la première fréquence d'état et le premier nombre de messages d'état du mode de fonctionnement de validation de réception sont très faibles. Bien sûr, ceci est aussi valable pour les fréquences de supervision et le nombre de messages de supervision. 15 Or, comme on l'a dit plus tôt, lorsque le dispositif de surveillance n'est pas activé pour réaliser les fonctions de détection, de mesure, d'envoi de messages ou de réception de messages, le dispositif de surveillance se trouve dans le mode de veille 10 à basse consommation 20 d'énergie. Ainsi, en réduisant la fréquence et le nombre de messages lorsqu'une fréquence importante et un nombre de messages importants ne sont pas nécessaires, on réduit la consommation électrique du dispositif de surveillance et 25 on augmente l'autonomie du dispositif de surveillance qui peut être de plusieurs années en utilisant une pile standard. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit mais englobe toute variante entrant 30 dans le champ de l'invention telle que définie par les revendications. Il est par exemple possible de prévoir que les modes de fonctionnement soient légèrement différents, par exemple que les messages de supervision soient 35 différents, ou bien ne soient envoyés que dans certains 3053510 14 modes de fonctionnement, ou bien qu'ils contiennent la capacité restante de la batterie, etc. REVENDICATIONS1. Procédé de surveillance de l'ouverture d'un contenant (2), le procédé de surveillance étant mis en oeuvre par un dispositif de surveillance comprenant des moyens de détection de l'ouverture et de la fermeture du contenant (2) et un module de communication, le procédé de surveillance comprenant les étapes de : - mettre le dispositif de surveillance dans un mode de fonctionnement de fermeture (11) lorsque les moyens de détection détectent que le contenant est fermé, dans lequel le module de communication envoie à une première fréquence d'état des messages de fermeture signifiant que les moyens de détection détectent que le contenant est fermé ; - lorsque le dispositif de surveillance est dans le mode de fonctionnement de fermeture (11) et que les moyens de détection détectent que le contenant est ouvert, mettre le dispositif de surveillance dans un mode de fonctionnement d'alerte (12), dans lequel le module de communication envoie à une deuxième fréquence d'état des messages d'ouverture signifiant que les moyens de détection détectent que le contenant est ouvert ; - lorsque le dispositif de surveillance est dans le mode de fonctionnement d'alerte (12) et que le module de communication reçoit un message de validation d'ouverture signifiant que l'ouverture du contenant a été validée, mettre le dispositif de surveillance dans un mode de fonctionnement de validation d'ouverture (13), dans lequel le module de communication envoie à une troisième fréquence d'état des messages d'ouverture signifiant que les moyens de détection détectent que le contenant est ouvert. 2. Procédé de surveillance selon la 3053510 16 revendication 1, dans lequel la deuxième fréquence d'état est supérieure à la troisième fréquence d'état qui est supérieure à la première fréquence d'état. 5 3. Procédé de surveillance selon la revendication 1, dans lequel, lorsque le dispositif de surveillance est dans le mode de fonctionnement d'alerte (12) et que le module de communication reçoit un message d'accusé de réception signifiant qu'un message 10 d'ouverture a bien été reçu, de le dispositif surveillance est mis dans un mode de de fonctionnement validation de réception (14) dans lequel le module communication envoie à une quatrième fréquence d'état un message d'ouverture signifiant que les moyens de 15 détection détectent que le contenant (2) est ouvert. 4. Procédé de surveillance selon la revendication 3, dans lequel, lorsque le dispositif de surveillance est dans le mode de fonctionnement de 20 validation de réception (14) et que le module de communication reçoit le message de validation d'ouverture, le dispositif de surveillance est mis dans le mode de fonctionnement de validation d'ouverture (13). 25 5. Procédé de surveillance selon la revendication 3, dans lequel la quatrième fréquence d'état est inférieure à la deuxième fréquence d'état et est supérieure à la troisième fréquence d'état. 30 6. Procédé de surveillance selon l'une des revendications précédentes, dans lequel un message de supervision du bon fonctionnement du dispositif de surveillance est envoyé à une première fréquence de supervision lorsque le dispositif est dans le mode de 35 fonctionnement de fermeture (11), et/ou à une deuxième de 3053510 17 fréquence de supervision lorsque le dispositif de surveillance est dans le mode de fonctionnement d'alerte (12), et/ou à une troisième fréquence de supervision lorsque le dispositif de surveillance est dans le mode de 5 fonctionnement de validation d'ouverture (13), et/ou à une quatrième fréquence de supervision lorsque le dispositif de surveillance est dans le mode de fonctionnement de validation de réception (14). 10