Brevet FR3074344A1 — publié le 20190531

I Système et procédé de supervision de bâtiment La présente invention concerne un système de supervision de bâtiment, un procédé de supervision de bâtiment associé et une dalle de supervision pour système de supervision de bâtiment associée. L'invention se situe dans le domaine de la supervision de bâtiment pour la sécurité et la sûreté des personnes et des biens. Elle trouve de nombreuses applications dans le domaine du contrôle d'accès et d'intrusion, de la détection d'incendie, et de manière générale, de la détection de conditions pouvant générer des alertes de sécurité. Par exemple, dans le domaine de la supervision de bâtiments industriels, comme par exemple des usines de production, diverses conditions de température, d'hygrométrie, ou de présence éventuelle d'émanations de gaz toxiques sont à surveiller. D'autre part, pour tout type de bâtiment, par exemple un bâtiment de bureaux, il est utile de surveiller d'éventuelles intrusions dans des pièces sécurisées. D'autre part, pour les infrastructures critiques (par exemple centrale nucléaire), il est utile de connaître où sont localisées les personnes, et/ou connaître le nombre de personnes présentes dans une pièce donnée. Dans les systèmes connus, lorsque divers types de conditions sont à surveiller dans des bâtiments de grande taille, il est nécessaire de mettre en place divers types de capteurs par des installateurs qualifiés, d'effectuer de nombreux câblages et tests de fonctionnement, et d'assurer une maintenance spécialisée. L'interconnexion pour la mise en oeuvre de plusieurs capteurs de types différents nécessite l'intervention d'installateurs spécialisés dans divers domaines, chaque capteur ayant en général un protocole de fonctionnement associé. Par conséquent, la supervision de bâtiment, industriel ou autre, nécessite la mise en place de câblages sophistiqués et l'intervention de divers spécialistes, ce qui est fastidieux et coûteux. De plus, la maintenance est coûteuse et nécessite également l'intervention de spécialistes pour remplacer des capteurs défectueux et câbler de nouveaux capteurs. Par exemple, dans un système de supervision déployé sur un réseau de métro, environ 10% des caméras sont remplacées par an, ce qui représente par exemple 1000 caméras sur un parc de 10000 caméras. Enfin, l'exploitation des données recueillies est généralement effectuée par des logiciels spécifiques sur un serveur centralisé, ce qui nécessite de grandes puissances de calcul et de gros débits de transmission réseau. 2 Il est donc utile d'optimiser la supervision pour la surveillance et la sécurité, à la fois en termes de mise en place des infrastructures, en termes de coût de maintenance et d'exploitation des données recueillies. A cet effet, l'invention propose un système de supervision de bâtiment comportant 5 une pluralité de dalles de supervision, chaque dalle de supervision comportant au moins une unité de traitement locale ou étant connectée à au moins une unité de traitement distante, chaque dalle de supervision comportant au moins un capteur intégré à ladite dalle, chaque capteur ayant un périmètre de couverture et étant apte à prendre au moins une mesure représentative dudit périmètre de couverture, et à transmettre au moins une 10 information relative à ladite mesure associée audit périmètre de couverture à ladite unité de traitement locale ou distante. Avantageusement, le système de supervision de bâtiment proposé permet d'interconnecter des dalles de supervision comportant chacune au moins un capteur intégré, ce qui présente l'avantage de la modularité, simplifie l'installation et la 15 maintenance. Le système de supervision de bâtiment selon l'invention peut également présenter une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous, prises indépendamment ou selon toutes combinaisons techniquement valides. Le système comprend au moins un pavé de dalles de supervision positionnées 20 selon un maillage régulier et interconnectées selon un voisinage de connexion prédéfini, ledit pavé de dalles étant adapté à former un faux plafond d'une pièce de bâtiment ou une portion de cloison murale. Chaque dalle de supervision comporte une pluralité de capteurs intégrés appartenant à une ou plusieurs des catégories de capteurs suivantes : caméras optiques, 25 caméras infrarouges, modules de détection de présence, capteurs de fumée, capteurs de température, capteurs d'hygrométrie, capteurs de gaz, microphone et hauts parleurs. Chaque dalle de supervision comporte des capteurs régulièrement répartis sur sa surface. Chaque dalle de supervision comporte au moins une unité d'éclairage. 30 Les unités d'éclairage sont régulièrement réparties sur la surface d'une dalle de supervision, et entrelacées avec les capteurs de ladite dalle de supervision. Chaque dalle de supervision comporte au moins une unité de traitement locale, chaque unité de traitement locale étant adaptée à recevoir des informations d'au moins un capteur de la dalle de supervision, chaque unité de traitement local étant adaptée à traiter 35 des informations reçues, à effectuer des calculs et à transmettre des informations obtenues par calcul à une unité de traitement distante. 3 Selon un autre aspect, l'invention concerne un procédé de supervision de bâtiment mis en oeuvre dans un système de supervision de bâtiment tel que brièvement décrit ci-dessus, qui comporte des étapes de : 5 -réception d'informations en provenance d'au moins une dalle de supervision, chaque information comportant au moins une valeur mesurée en provenance d'au moins un capteur et au moins une information de localisation géographique associée à chaque dalle de supervision ; -traitement des valeurs mesurées en fonction d'un type de capteur et/ou de 10 l'information de localisation géographique et obtention d'une pluralité de résultats de traitement local ; -fusion des résultats de traitement local ; -analyse des résultats de traitement local et commande de supervision en fonction de l'analyse des résultats. 15 Selon un autre aspect, l'invention concerne une dalle de supervision pour système de supervision de bâtiment qui comporte au moins une unité de traitement locale ou est adaptée à être connectée à au moins une unité de traitement distante, et au moins un capteur intégré ou une pluralité de capteurs intégrés répartis régulièrement sur la surface de la dalle, le ou chaque capteur ayant un périmètre de couverture et étant apte à prendre 20 au moins une mesure représentative dudit périmètre de couverture, et à transmettre au moins une information relative à ladite mesure associée audit périmètre de couverture à ladite unité de traitement locale ou distante. Selon une caractéristique, la dalle de supervision comporte une pluralité de capteurs appartenant à une ou plusieurs des catégories de capteurs suivantes : caméras 25 optiques, caméras infrarouges, modules de détection de présence, capteurs de fumée, capteurs de température, capteurs de gaz, microphone et hauts parleurs. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description qui en est donnée ci-dessous, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux 30 figures annexées, parmi lesquelles : - la figure 1 représente un système de supervision de bâtiment selon un mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 représente schématiquement une dalle de supervision selon un mode de réalisation de l'invention ; 35 - la figure 3 représente schématiquement les blocs fonctionnels d'une dalle de supervision selon un mode de réalisation de l'invention ; 4 - la figure 4 est un synoptique des principales étapes d'un procédé de supervision selon un mode de réalisation de l'invention. La figure 1 représente schématiquement un système 10 de supervision de 5 bâtiment. Le système 10 comporte une pluralité de dalles de supervision 12, référencées SST pour « smart sensing tile », interconnectées par des liaisons de communication filaire 14. En variante, les liaisons de communication 14 sont des liaisons radio. 10 Par exemple, les dalles de supervision 12 sont interconnectées selon un voisinage connexion prédéfini. Les dalles de supervision 12 sont agencées spatialement selon un maillage régulier dans un pavé de dalles de supervision 16. Dans l'exemple de la figure 1, le pavé de dalles est composé de neuf dalles de supervision 12, positionnées selon un maillage 15 régulier (ou grille régulière). Chaque dalle de supervision appartenant à un bord du maillage est connectée à deux dalles adjacentes. La dalle centrale est connectée à quatre dalles adjacentes. Ainsi, on distingue deux types de voisinages de connexion selon la position de chaque dalle dans le maillage régulier. Ce type de connexion est généralisable à des pavés plus 20 grands. Les dalles de supervision 12 sont toutes similaires et fabriquées en usine selon un modèle donné. Chaque dalle de supervision comporte au moins un capteur intégré, comme expliqué plus en détail ci-après. Avantageusement, la fabrication est systématisée et simplifiée. 25 En pratique, un système de supervision 10 comporte autant de pavés 16 de dalles de supervision que de pièces de bâtiment à superviser, et chaque pavé de dalles est connecté via une liaison de connexion 18 au réseau d'électricité et au réseau de communications LAN du bâtiment. Bien entendu, les pavés 16 ont des tailles variables, par exemple de 30 (2N+1)x(2M+1) dalles, avec N et M des entiers choisis en fonction de la taille de la pièce du bâtiment à superviser à équiper. Dans un mode de réalisation, un pavé de dalles de supervision, adapté à former le plafond d'une pièce de bâtiment à superviser comporte un maillage de dalles dont certaines sont des dalles de supervision, connectées comme indiqué ci-dessus, et 35 d'autres sont des dalles classiques sans capteur intégré. Par exemple, dans un maillage 5 rectangulaire, une dalle sur deux ou une dalle sur quatre est une dalle de supervision 12 selon l'invention. En variante, un pavé de dalles de supervision est adapté à former une portion de cloison murale d'une pièce de bâtiment à superviser. 5 Le système de supervision 10 comporte en outre une unité centrale de traitement 20, adaptée à traiter une partie ou l'ensemble d'informations reçues des pavés de supervision composés de dalles de supervision. L'unité de traitement centrale comprend notamment un ou plusieurs processeurs 22, adaptée à exécuter des instructions de programme informatique lorsque l'unité de 10 traitement est mise sous tension. L'unité de traitement centrale 20 comporte également une unité de stockage d'informations 24, par exemple composée de registres, adaptée à stocker des instructions de code exécutable permettant la mise en oeuvre du procédé de supervision selon l'invention ou d'une partie des étapes du procédé de supervision selon l'invention. 15 Le processeur 22 et l'unité de stockage d'informations 24 sont connectés via un bus de communication 26. En variante, les étapes du procédé de l'invention sont mises en oeuvre par des processeurs graphiques ou GPU, avec une architecture matérielle parallélisée. En variante, les étapes du procédé de l'invention sont mises en oeuvre par des 20 dispositifs électroniques de type circuits logiques programmables, tels des cartes électroniques à base de FPGA ou ASIC. La figure 2 illustre schématiquement un exemple de dalle de supervision 12 selon un mode de réalisation de l'invention. De préférence, une dalle de supervision 12 comporte une pluralité de capteurs 25 30a, 30b, 30c, 30d intégrés et une pluralité d'unités d'éclairage 32 intégrées, réparties régulièrement sur sa surface selon un maillage régulier. Par exemple, les unités 32 sont des unités d'éclairage à diodes électroluminescentes. En variante, la dalle de supervision 12 comporte un seul capteur intégré. 30 Par exemple un maillage rectangulaire ou un maillage en quinconce est utilisé. De préférence, une dalle de supervision 12 a une forme carrée ou rectangulaire et une taille adaptée, similaire à une taille de dalle de faux-plafond, par exemple de l'ordre de 60x60cm. En variante, on peut également envisager des dalles de plancher. 35 Chaque dalle de supervision de plafond ou de plancher est destinée à être positionnée horizontalement dans une pièce. 6 En variante, chaque dalle de supervision 12 est destinée à être une dalle d'habillage, positionnée verticalement, par exemple sur un mur ou une porte d'une pièce. Dans un mode de réalisation, un grand nombre de capteurs sont répartis sur la surface de la dalle 12. Par exemple, chaque dalle intègre 20 à 50 capteurs. 5 Par exemple, les capteurs 30a sont des caméras optiques, les capteurs 30b sont des caméras infrarouges, le capteur 30c est un détecteur de présence, le capteur 30d est un détecteur de fumée et le capteur 30e est un capteur de température. Chaque capteur 30a à 30e a un périmètre de couverture et est apte à prendre au moins une mesure représentative dudit périmètre de couverture. 10 Par exemple, un capteur de température est apte à prendre une mesure de la température d'une pièce à intervalles temporels réguliers. Un capteur de type caméra optique est apte à acquérir des données d'image, par exemple des images fixes acquises à des intervalles réguliers ou des données vidéo, d'un périmètre correspondant au champ de vision du capteur. 15 Chaque capteur fournit donc des données de mesure correspondantes, qui sont géolocalisées par rapport au bâtiment dès que la dalle de supervision est installée. Avantageusement, la répartition des caméras optiques et infrarouges sur toute la surface permet une supervision affinée, sans angle mort, permettant de capter de nombreuses images de la scène surveillée sous différents angles et d'assurer un 20 traitement avec un degré de confiance élevé. De manière plus générale, d'autres types de capteurs sont intégrables à une dalle de supervision, par exemple des modules de détection de présence, capteurs d'hygrométrie, microphone et hauts parleurs, capteurs d'analyse d'ondes radioélectriques. Il est entendu que la liste ci-dessus n'est pas exhaustive, et peut être enrichie en 25 fonction de l'application envisagée. Divers types de détecteurs de gaz spécifiques (e.g. monoxyde de carbone) sont par exemple ajoutés en cas de supervision d'un bâtiment de production industrielle. Avantageusement, de multiples capteurs de faible coût sont intégrés dans une dalle de supervision. 30 Chaque dalle de supervision 12 est alimentée électriquement, soit par un module d'alimentation autonome (batterie), soit par branchement à un réseau de distribution électrique du bâtiment. De plus, une dalle de supervision 12 comprend des connecteurs 34, 36 pour connecter la dalle de supervision aux dalles adjacentes, de manière à former un maillage 35 de câblage comme illustré à la figure 1. 7 De plus, ces connecteurs 34, 36 sont utilisés comme modules de connexion permettant la transmission de données à une unité de traitement distante, qui est soit une unité de traitement centrale telle que décrite ci-dessus, soit une unité de traitement intermédiaire, associée à un pavé ou à une pluralité de pavés, elle-même adaptée à 5 transmettre des données à une unité de traitement centrale. Chaque capteur est connecté à une unité de traitement locale ou distante pour transmettre des informations relatives aux mesures prises par le capteur dans le périmètre de couverture. Les capteurs étant localisés géographiquement dans une dalle de supervision 10 faisant partie d'un pavé de supervision du système 10, le système est adapté à collecter des mesures associées au périmètre de couverture de chaque capteur et ayant une localisation géographique associée. La localisation géographique peut être donnée dans un référentiel local ou dans un référentiel de géolocalisation. 15 La figure 3 illustre schématiquement les principaux blocs fonctionnels d'une dalle de supervision 12. La dalle de supervision 12 comporte un ensemble de n capteurs 30a, 30b,...30n, représentés dans cette figures par des blocs fonctionnels correspondants, chaque capteur étant connecté à une unité de traitement locale 40, 42, 44. 20 Plusieurs capteurs peuvent être connectés à une même unité de traitement locale 44. La connexion est effectuée de préférence par des moyens de connexion filaire. Chaque capteur transmet des informations de mesure associées à son périmètre de couverture à l'unité de traitement locale à laquelle il est connecté. 25 De préférence, chaque dalle de supervision comporte une ou plusieurs unités de traitement locales. Dans un mode de réalisation, chaque dalle de supervision comporte une unité de traitement locale qui met en oeuvre plusieurs modules de traitement, chaque module de traitement étant adapté pour traiter des informations en provenance d'un type de capteurs 30 donné. En effet, selon le type de capteurs, la nature des mesures effectuées par le capteur, leur représentation et le formatage pour la transmission peuvent différer. Par exemple, une unité de traitement locale comprend un processeur, par exemple un processeur de type Raspberry PI Zero ® apte à exécuter des instructions de 35 code informatique chargé dans une unité de mémoire associée. 8 Chaque module de traitement met en oeuvre des instructions de code informatique adaptées pour traiter des informations issues d'un type de capteur donné, par exemple des informations de température, des informations d'hygrométrie ou des données vidéo. Les modules de traitement effectuent un traitement adapté des valeurs mesurées 5 en fonction du type de capteur et/ou de l'information de localisation géographique pour obtenir un résultat de traitement local, par type de capteur et/ou par localisation géographique. Par exemple, un module de traitement des informations de température reçoit les valeurs de température mesurées par chacun des capteurs de température d'un pavé de 10 dalles de supervision et effectue des calculs : température moyenne, température maximale ou température minimale de la pièce surveillée. Par exemple un module de traitement de données vidéo reçoit une ou plusieurs vidéos prises dans un intervalle de temps donné, et ayant une localisation géographique associée, et effectue un traitement de détection de mouvement sur chaque vidéo reçue, 15 permettant de détecter une éventuelle intrusion. Le résultat de traitement local est alors par exemple la détection d'intrusion, avec une localisation géographique et une date et heure associées. Ensuite, les résultats de traitement local sont envoyés à une unité de traitement centrale 20, pour fusion des résultats de traitement local et analyse de ces résultats, afin 20 d'en déduire d'éventuels risques de sécurité et de prendre des mesures correspondantes : génération d'alarmes ou de rapports par exemple. Un procédé de supervision de bâtiment selon un mode de réalisation de l'invention comporte les étapes suivantes, illustrés schématiquement à la figure 4. Le procédé comporte une étape 50 de réception d'informations en provenance 25 d'au moins une dalle de supervision, chaque information comportant au moins une valeur mesurée en provenance d'au moins un capteur et au moins une information de localisation géographique associée à chaque dalle de supervision. Ensuite, une étape de traitement 52 effectue le traitement des valeurs mesurées en fonction du type de capteur et/ou de l'information de localisation géographique, 30 permettant d'obtenir une pluralité de résultats de traitement local. Les résultats de traitement local sont fusionnés lors d'une étape 54 de fusion des résultats de traitement local, éventuellement après une transmission des résultats de traitement local à une unité de traitement distante. Enfin, les résultats fusionnés sont analysés lors d'une étape 56 en fonction de 35 facteurs de risque de sécurité connus, et une étape de commande de supervision 58 est mise en oeuvre en fonction de l'analyse des résultats. Par exemple, la commande de 9 supervision comprend une levée d'alertes au niveau d'un poste opérateur de supervision si un risque de sécurité a été détecté. Avantageusement, l'invention permet d'utiliser des dalles de supervision, intégrant chacune un ou plusieurs capteurs, produites en série. 5 L'utilisation de multiples capteurs, intégrés de manière redondante, permet d'utiliser des capteurs de faible coût, car en cas de dysfonctionnement d'un des capteurs, statistiquement il reste suffisamment de capteurs pour obtenir un système de supervision fiable. Le système de supervision est donc résilient, sa durée de vie est augmentée et les coûts de maintenance sont réduits. De plus, la redondance des capteurs permet de 10 faciliter le traitement pour extraire des informations pertinentes (en particulier vidéo). La maintenance est simplifiée, chaque dalle de supervision pouvant être remplacée individuellement par une dalle neuve comportant les mêmes capteurs intégrés. Le système de supervision proposé présente également l'avantage de la facilité de déploiement, et de réduction des coûts de déploiement, notamment grâce à la possibilité 15 de configurer automatiquement les capteurs, la position des capteurs au sein d'une dalle étant connue, ainsi que la position relative des dalles entre elles. Avantageusement, le système de supervision proposé permet des traitements hiérarchiques, en partant du niveau d'une dalle, d'une pièce, d'une zone, jusqu'à un bâtiment entier. Grâce aux traitements hiérarchiques, l'encombrement du réseau est 20 réduit car toutes les informations n'ont pas besoin d'être transmises à une unité de traitement centrale. Par exemple, chaque dalle est équipée d'une ou plusieurs unités de traitement locales, qui effectuent des traitements locaux sur les informations issues des capteurs et les regroupent pour les transmettre à une unité de traitement distante intermédiaire 25 associée au pavé de dalles de supervision de la pièce. Cette unité de traitement distante intermédiaire effectue des traitements au niveau de la pièce, et calcule des informations qui sont transmises à une unité de traitement intermédiaire de zone. L'unité de traitement intermédiaire de zone effectue également des traitements et calcule des informations associées à la zone qui sont transmises à une unité de traitement centrale du bâtiment. 30 Avantageusement, le calcul peut être distribué sur une grille de calcul locale, donc il n'y a pas de besoin d'infrastructure de type serveur avec des capacités de calcul très élevées. En plus, les informations recueillies par les capteurs sont géolocalisées lors de l'installation REVENDICATIONS1.- Système de supervision de bâtiment caractérisé en ce qu'il comporte une pluralité de dalles de supervision (12), chaque dalle de supervision (12) comportant au moins une unité de traitement locale (40, 42, 44) ou étant connectée à au moins une unité de traitement distante (20), chaque dalle de supervision (12) comportant au moins un capteur (30a, 30b, 30c, 30d, 30e) intégré à ladite dalle, chaque capteur ayant un périmètre de couverture et étant apte à prendre au moins une mesure représentative dudit périmètre de couverture, et à transmettre au moins une information relative à ladite mesure associée audit périmètre de couverture à ladite unité de traitement locale ou distante. 2.- Système selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un pavé (16) de dalles de supervision (12) positionnées selon un maillage régulier et interconnectées selon un voisinage de connexion prédéfini, ledit pavé de dalles étant adapté à former un faux plafond d'une pièce de bâtiment ou une portion de cloison murale. 3.- Système selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque dalle de supervision (12) comporte une pluralité de capteurs intégrés appartenant à une ou plusieurs des catégories de capteurs suivantes : caméras optiques, caméras infrarouges, modules de détection de présence, capteurs de fumée, capteurs de température, capteurs d'hygrométrie, capteurs de gaz, microphone et hauts parleurs. 4.- Système selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque dalle de supervision comporte des capteurs régulièrement répartis sur sa surface. 5.- Système selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'en outre chaque dalle de supervision (12) comporte au moins une unité d'éclairage (32). 6.- Système selon la revendication 5, caractérisé en ce que les unités d'éclairage (32) sont régulièrement réparties sur la surface d'une dalle de supervision (12), et entrelacées avec les capteurs de ladite dalle de supervision. 7.- Système selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que chaque dalle de supervision (12) comporte au moins une unité de traitement locale (40, 42, 44), 11 chaque unité de traitement locale étant adaptée à recevoir des informations d'au moins un capteur de la dalle de supervision, chaque unité de traitement local étant adaptée à traiter des informations reçues, à effectuer des calculs et à transmettre des informations obtenues par calcul à une unité de traitement distante (20). 5 8.- Procédé de supervision de bâtiment mis en oeuvre dans un système de supervision de bâtiment selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comporte des étapes de : -réception (50) d'informations en provenance d'au moins une dalle de supervision, 10 chaque information comportant au moins une valeur mesurée en provenance d'au moins un capteur et au moins une information de localisation géographique associée à chaque dalle de supervision ; -traitement (52) des valeurs mesurées en fonction d'un type de capteur et/ou de l'information de localisation géographique et obtention d'une pluralité de résultats de 15 traitement local ; -fusion (54) des résultats de traitement local ; -analyse (56) des résultats de traitement local et commande de supervision (58) en fonction de l'analyse des résultats. 20 9.- Dalle de supervision pour système de supervision de bâtiment, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins une unité de traitement locale (40, 42, 44) ou est adaptée à être connectée à au moins une unité de traitement distante (20), et en ce qu'elle comporte au moins un capteur intégré ou une pluralité de capteurs intégrés répartis régulièrement sur la surface de la dalle, le ou chaque capteur ayant un périmètre de couverture et étant 25 apte à prendre au moins une mesure représentative dudit périmètre de couverture, et à transmettre au moins une information relative à ladite mesure associée audit périmètre de couverture à ladite unité de traitement locale ou distante. 10.- Dalle de supervision selon la revendication 9, caractérisée en ce qu'elle 30 comporte une pluralité de capteurs appartenant à une ou plusieurs des catégories de capteurs suivantes : caméras optiques, caméras infrarouges, modules de détection de présence, capteurs de fumée, capteurs de température, capteurs de gaz, microphone et hauts parleurs.