Brevet FR3090973A1 — publié le 20200626

Description Titre de l'invention : Dispositif ET PROCEDE de surveillance d'une situation au sein d'un volume [0001] La présente invention a pour objet, d'une part, un dispositif pour le suivi à distance ou non d'un état ou d'une situation au sein d'un environnement donné, tel que par exemple l'état d'une personne fragilisée maintenue à son domicile, ou le contrôle d'ambiance, etc., et d'autre part un procédé pour la surveillance à distance d'une situation au sein d'un volume. [0002] A l'heure actuelle, différents dispositifs électroniques plus ou moins élaborés, reposant sur la mise en oeuvre de capteurs de données et, le cas échéant, de moyens d'analyse des données relevées, ont été développés à cet effet et sont d'ores et déjà disponibles sur le marché. [0003] Toutefois, il a été constaté que les différents matériels proposés souffrent d'un certain nombre d'inconvénients, et ne permettent pas toujours de répondre de manière satisfaisante aux attentes ou aux besoins des utilisateurs. [0004] Ainsi, les appareils n'intégrant qu'un seul type de capteur sont par définition limités au contrôle d'une unique donnée et par conséquent inadaptés aux applications complexes nécessitant le suivi d'une pluralité de paramètres différents. [0005] D'autre part, les appareils qui intègrent une pluralité de capteurs sont particu- lièrement énergivores et présentent en général un encombrement important. En somme, leur installation se révèle fastidieuse, en particulier dans des environnements requérant leur discrétion, et leur mise en oeuvre suppose une vérification permanente du niveau de charge des batteries, ainsi qu'un remplacement fréquent de celles-ci, afin d'éviter toute panne. [0006] Par ailleurs, les dispositifs classiques reposent sur une remontée, vers un éventuel moyen d'analyse, des données brutes directement générées par les capteurs, sans aucun traitement particulier. Afin que ces données brutes soient exploitables, pertinentes et riches de sens, il est nécessaire de disposer, en plus de l'appareil de mesure, d'un système expert déporté sur un ou plusieurs serveurs. Une telle architecture implique non seulement un coût de départ très élevé, en raison de sa lourdeur, mais également une complexité de mise en oeuvre, due à la nécessité de prévoir un serveur informatique et à la diversité des capteurs dédiés utilisés, supposant une même diversité en ce qui concerne les protocoles de communication. [0007] Le but de la présente invention est de pallier ces différents inconvénients, en proposant une solution à la fois multi-usage et économique en énergie, qui repose 2 sur un dispositif de capture de données compact, et un système d'analyse de données fiable, efficace et d'architecture simplifiée. [0008] En d'autres termes, l'objectif de l'invention est de fournir une solution présentant un caractère universel, qui convienne à de nombreuses applications différentes au travers d'un simple paramétrage préalable des multiples capteurs qu'elle intègre, dont les éléments constitutifs permettent une installation discrète, respectueuse de l'environnement d'utilisation, grâce à une taille minimaliste, est dont l'autonomie est fortement améliorée par rapport aux solutions classiques pour atteindre jusqu'à trois ans avec une pile de type ordinaire. [0009] A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de surveillance d'une situation au sein d'un volume, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un boîtier électronique renfermant : [0010] - une pluralité de capteurs de nature différente, [0011] - un microcontrôleur de gestion des capteurs comprenant des moyens mémoire, [0012] - au moins un programme de pilotage des capteurs selon un profil prédéfini et un programme de traitement des données relevées par les capteurs, stockés dans lesdits moyens mémoire, [0013] - des moyens de signalement de la détection de données représentatives de la survenue d'un événement particulier au sein du volume, et [0014] - des moyens d'alimentation en énergie électrique. [0015] Conformément à une variante de réalisation préférentielle, les capteurs sont choisis parmi le groupe comportant un capteur de température, un capteur d'humidité, un accéléromètre, un magnétomètre, un capteur de vibrations, un capteur de luminosité, un capteur de présence infrarouge. [0016] Bien entendu, des capteurs de nature différente peuvent également être prévus au travers de variantes de réalisation additionnelles spécifiquement adaptées aux applications considérées. [0017] Conformément à l'invention il est par ailleurs prévu que les capteurs sont, de préférence, de type à très basse consommation d'énergie. [0018] Une caractéristique additionnelle du dispositif selon l'invention est représentée par le fait que les moyens de signalement de la détection de données représentatives d'un événement particulier sont définis par au moins un voyant lumineux, et/ou un moyen d'avertissement sonore. [0019] Par ailleurs, une unité de gestion distante et des moyens d'échange de données entre le boîtier électronique et l'unité de gestion distante peuvent également compléter le dispositif selon l'invention. [0020] Dans ce cas, l'unité de gestion distante comporte de préférence : [0021] - un microcontrôleur de gestion à distance du boîtier électronique, comprenant 3 des moyens mémoire, [0022] - un programme de sélection à distance d'un profil particulier de pilotage des capteurs, stocké dans les moyens mémoire, ainsi qu'un programme de traitement de données transmises par le boîtier électronique, et [0023] - une interface pour utiliser le programme de sélection à distance d'un profil particulier de pilotage des capteurs et/ou le programme de traitement de données transmises par le boîtier électronique. [0024] Selon une option envisageable, les moyens d'échange de données sont définis par un émetteur/récepteur radio que comportent le boîtier électronique et l'unité de gestion distante. [0025] Dans le cadre de l'invention il a également été imaginé que le boîtier élec- tronique comporte des moyens d'activation manuelle de l'émetteur radio du boîtier électronique. [0026] Ces moyens d'activation manuelle peuvent avantageusement être définis par un bouton disposé sur un logement dédié à un capteur de présence infrarouge muni de sa lentille formant une protubérance sur la face externe du boîtier. [0027] Par ailleurs, le dispositif selon l'invention peut encore comporter une unité centrale et des moyens de transmission de données entre ladite unité de gestion distante et ladite unité centrale. [0028] L'invention concerne également un procédé de surveillance d'une situation au sein d'un volume, au moyen d'un dispositif tel que précédemment décrit, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : [0029] - on définit une pluralité de profils regroupant chacun un ensemble de pa- ramètres propres à une application donnée du boîtier électronique, [0030] - on stocke la pluralité de profils dans le programme de pilotage des capteurs que comporte le boîtier électronique, [0031] - on installe le boîtier électronique dans le volume à surveiller, [0032] - on sélectionne un des profils pour activer d'office au moins un des capteurs que comporte le boîtier électronique, [0033] - on récupère un signal représentatif de la survenue d'un événement au sein du volume, et dont l'émission est provoquée par la détection d'une donnée, selon le cas, relevée par un des capteurs ou issue du traitement des données relevées par au moins un des capteurs, et correspondant à une donnée dite « donnée-seuil ». [0034] Conformément à une caractéristique du procédé, pour définir la pluralité de profils on établit pour chacun d'entre eux : - une liste de capteurs activés d'office, [0035] - une fréquence de relevé de mesures pour chacun des capteurs activés d'office, [0036] - une liste des valeurs à partir desquelles une donnée relevée par un des capteurs activés d'office ou issue du traitement des données relevées par les capteurs activés d'office correspond à une « donnée-seuil ». [0037] Une caractéristique subsidiaire est encore définie par le fait que pour définir la pluralité de profils on établit en outre pour chacun d'entre eux : [0038] - une liste de capteurs subsidiaires susceptibles d'être activés automatiquement, en cas de détection, par au moins un capteur activé d'office, d'une donnée correspondant à une donnée-seuil, et/ou [0039] - une liste de capteurs dont la fréquence de relevé de mesures est susceptible d'être modifiée automatiquement en cas de détection, par au moins un capteur activé d'office, d'une donnée correspondant à une donnée-seuil. [0040] Il a en outre été imaginé la possibilité de récupérer le signal représentatif de la survenue d'un événement au sein du volume au niveau du boîtier électronique et/ ou au niveau de l'unité de gestion distante. [0041] Selon le cas, le signal représentatif de la survenue d'un événement peut être récupéré sous forme d'un signal lumineux et/ou d'un signal sonore et/ou d'un message horodaté contenu dans une trame informatique primaire. [0042] De manière additionnelle, le procédé selon l'invention peut comporter une étape consistant à récupérer périodiquement, au niveau de l'unité de gestion distante, l'ensemble des données relevées par les capteurs et/ou l'ensemble des données traitées par le programme de traitement de données sous forme de message horodaté contenu dans une trame informatique secondaire. [0043] Cette dernière peut être récupérée manuellement par une étape d'activation du bouton que comporte le boîtier électronique. [0044] De manière alternative, la trame informatique secondaire peut être récupérée automatiquement en intégrant, lors de l'étape de définition des profils, dans chacun de ces derniers, une fréquence d'émission de l'ensemble des données relevées par les capteurs et/ou l'ensemble des données traitées par le programme de traitement de données, depuis le boîtier électronique vers l'unité de gestion distante. [0045] L'invention sera mieux comprise, et d'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lumière de la description qui suit de deux exemples de mise en oeuvre du procédé selon l'invention donnés à titre non limitatif. [0046] La description est à lire en relation avec les dessins annexés dans lesquels : figure 1 est un schéma d'une variante de réalisation du dispositif selon l'invention, adaptée, par exemple, au suivi des entrées/sorties d'une personne d'une pièce de vie, et figure 2 est un organigramme du procédé de mise en oeuvre du dispositif de la figure 1, appliqué au suivi des entrées/sorties d'une personne d'une pièce de vie. [0047] Dans la variante de réalisation illustrée à la figure 1, le dispositif 1 selon l'invention comporte une pluralité de boîtiers électroniques 2 polyvalents, destinés à être installés au sein d'un volume à surveiller, tel que par exemple un lieu de vie, et aptes à y détecter un certain nombre de grandeurs physiques, au travers de la mise en oeuvre de différents capteurs. [0048] Afin de contribuer à cette polyvalence et permettre un suivi fiable, chacun des boîtiers électroniques 2 embarque, de manière standard, sur une même carte électronique un capteur de température, un capteur d'humidité, un accéléromètre, un magnétomètre, un capteur de vibrations, un capteur de luminosité et un capteur de présence infrarouge. [0049] Bien entendu, cette liste de capteurs doit être interprétée comme étant propre à la variante de réalisation décrite, et est susceptible d'évoluer selon les applications visées. [0050] Dans ce cas, toute donnée relevée par un éventuel capteur additionnel intégré dans le boîtier électronique 2 sera traitée par la même intelligence embarquée que celles relevées par les autres capteurs. Toutefois, comme il sera décrit plus en détails ci-après, tous les capteurs embarqués dans un même boîtier 2 ne sont pas nécessairement activés en permanence, mais uniquement lorsque l'application considérée le requiert, ou lorsqu'une donnée détectée par un capteur déjà actif provoque leur actionnement, ce qui représente un avantage indéniable en termes d'économies d'énergie. [0051] Par ailleurs, dans le même objectif de limiter au maximum la consommation d'énergie du dispositif selon l'invention, les capteurs installés sur le boîtier électronique 2 sont de type à très basse consommation d'énergie. [0052] Il convient également de noter que les boîtiers électroniques 2 présentent avan- tageusement une structure très compacte, et des dimensions très réduites (de l'ordre de 3cm de largeur 1 et 5cm de longueur L dans l'exemple illustré), lui conférant une grande discrétion et facilitant à la fois leur installation et leur intégration dans un volume, tel qu'un lieu de vie dans lequel une situation donnée est à surveiller. [0053] D'autre part, chaque boîtier électronique 2 est équipé d'un microcontrôleur de gestion des capteurs comprenant des moyens mémoire dans lesquels sont stockés au moins un programme de pilotage des capteurs selon un profil prédéfini et un programme de traitement des données relevées par les capteurs, de même que des voyants lumineux 3, et un moyen d'avertissement sonore (non illustré). L'alimentation en énergie électrique des boîtiers électroniques 2 est quant à elle assurée par une pile classique, de type 3V-600mAh. 6 [0054] Dans la variante de réalisation illustrée, le dispositif selon l'invention comporte également une unité de gestion distante 4, dotée d'un microcontrôleur de gestion à distance des boîtiers électroniques 2, comprenant des moyens mémoire dans lesquels est stocké un programme de sélection à distance d'un profil particulier de pilotage des capteurs, ainsi qu'une interface 5 pour utiliser ce programme. [0055] De plus, afin d'autoriser un échange de données entre l'unité de gestion à distance 4 et les boîtiers électroniques 2, chacun d'entre eux intègre un émetteur/ récepteur radio. Il est par ailleurs précisé que l'ensemble de ces échanges fait préférentiellement l'objet d'un cryptage garantissant leur sécurité et la préservation de leur confidentialité. [0056] De plus, le boîtier électronique 2 comporte un bouton 6, avantageusement disposé sur un logement dédié à un capteur de présence infrarouge muni de sa lentille formant une protubérance sur sa face externe, et définissant des moyens d'activation manuelle de l'émetteur radio qu'il intègre. [0057] Deux unités centrales 7a, 7b, aptes à communiquer avec l'unité de gestion distante 4, par des moyens de transmission sécurisée de données 8 reposant par exemple sur un cryptage des données radios transmises, complètent en outre le dispositif 1 selon l'invention représenté à la figure 1. Elles assurent diverses fonctions, dont notamment le stockage des données relatives à la gestion des boîtiers électroniques 2 et de l'unité de gestion distante 4, et les mises à jour des programmes que ces matériels intègrent. [0058] Afin d'atteindre les objectifs énoncés ci-dessus, visant notamment à fournir une solution à vocation universelle, et très économique en énergie, la mise en oeuvre du dispositif 1 selon l'invention s'effectue au travers d'un procédé innovant qui permet à la fois d'optimiser les temps de fonctionnement des capteurs et de limiter les transmissions d'informations ou les échanges de données à uniquement celles qui sont utiles. [0059] Dans le cadre de ce procédé, chaque boîtier électronique 2 se voit doté d'une bi- bliothèque de profils, préalablement définis, regroupant chacun un ensemble de paramètres propres à une application donnée, et permettant de dédier les boîtiers 2 à de multiples usages, par la sélection préalable du profil correspondant. [0060] Plus précisément, afin de définir la pluralité de profils susceptibles d'être stockés dans chaque boîtier électronique 2, on établit pour chacun d'entre eux une liste de capteurs activés d'office, une fréquence de relevé de mesures pour chacun des capteurs activés « d'office », et une liste des valeurs à partir desquelles une donnée relevée par un des capteurs activés d'office ou issue du traitement des données relevées par les capteurs activés d'office correspond à une « donnée-seuil ». 7 [0061] En pratique, l'étape de sélection du profil s'effectue de préférence après l'installation du/des boîtiers électroniques 2 dans le volume à surveiller, par exemple au moyen d'une unité de gestion distante 4, et conduit à une activation uniquement des capteurs requis par l'application considérée. [0062] En d'autres termes, pour chaque application, le programme de pilotage des capteurs que comporte le/les boîtier(s) électronique(s) 2 va exploiter le profil concerné pour activer d'office un ou plusieurs capteurs qui vont fonctionner conformément aux paramètres propres à ce même profil. [0063] Au cours du procédé de surveillance, les données relevées par les capteurs sont analysées au sein du boîtier électronique 2, par le programme de traitement des données qu'il intègre, et sont comparées à des données, dites « données-seuil », enregistrées dans le profil. [0064] Afin de limiter la consommation en énergie électrique du dispositif selon l'invention, un signal représentatif de la survenue d'un événement au sein du volume surveillé, n'est ensuite récupéré qu'en cas de détection d'une donnée qui se révèle, selon le cas avant ou après analyse, correspondre à une « donnée-seuil». [0065] Ainsi, selon le cas, la survenue d'un événement peut être signalée au travers d'un signal dont l'émission est activée par la détection d'une donnée brute, ou d'une donnée traitée, correspondant chacune à une donnée-seuil. [0066] Par ailleurs, l'invention repose également sur une optimisation dynamique et permanente de l'intelligence embarquée dans le boîtier électronique 2, qui induit une interopérabilité des capteurs intégrés dans ce même boîtier électronique 2 et une corrélation des données relevées par chacun d'entre eux. [0067] En effet, l'invention prévoit que pour certains profils enregistrés dans les moyens-mémoire du boîtier électronique 2, on établit en outre pour chacun d'entre eux une liste de capteurs subsidiaires susceptibles d'être activés automatiquement, en cas de détection, par au moins un capteur activé d'office, d'une donnée correspondant à une donnée-seuil, et/ou une liste de capteurs dont la fréquence de relevé de mesures est susceptible d'être modifiée automatiquement en cas de détection, par au moins un capteur activé d'office, d'une donnée correspondant à une donnée-seuil. [0068] Une telle caractéristique permet également de limiter les besoins en énergie électrique du dispositif 1 selon l'invention, les capteurs ne sortant de leur veille qu'à des moments précis, définis par les paramètres du profil, et restant inactifs, et par conséquent non alimentés en énergie, le reste du temps. [0069] Le procédé selon l'invention prévoit par ailleurs la possibilité de récupérer le signal représentatif de la survenue d'un événement au sein du volume directement au niveau d'un boîtier électronique 2, sous forme d'un signal lumineux 8 et/ou d'un signal sonore, et/ou au niveau d'une unité de gestion distante 4, sous formed'un message horodaté contenu dans une trame informatique primaire. [0070] Bien entendu il est également possible de récupérer périodiquement, au niveau de l'unité de gestion distante 4, sous forme de message horodaté contenu dans une trame informatique secondaire, l'ensemble des données brutes relevées par les capteurs et/ou l'ensemble des données traitées par le programme de traitement de données de chaque boîtier électronique 2. Cette étape peut être effectuée manuellement, par activation du bouton 6 que comporte le boîtier électronique 2. Selon une autre option, elle peut également être réalisée automatiquement, en intégrant dans chacun des profils une fréquence d'émission, depuis le boîtier électronique 2 vers l'unité de gestion distante 4, de l'ensemble des données brutes relevées par les capteurs et/ou l'ensemble des données traitées par le programme de traitement de données. [0071] Lorsque le dispositif 1 selon l'invention comporte une pluralité de boîtiers élec- troniques 2, il est avantageusement prévu que la survenue d'un événement au sein du volume peut être détectée par l'unité de gestion distante 4, suite à un traitement informatique des données contenues dans les trames informatiques primaires et/ou secondaires en provenance de chacun des boîtiers 2. En somme, une agrégation et un traitement de données, émanant de différents boîtiers 2 installés dans un volume et, le cas échéant, paramétrés pour des applications différentes, au niveau de l'unité de gestion distante 4, permet une détection au niveau de celle-ci, de la survenue d'un événement qui aurait peut-être échappé à un boîtier 2 considéré isolément. [0072] Il ressort clairement de ce qui précède que le dispositif 1 selon l'invention permet d'atteindre les objectifs énoncés en préambule. [0073] Grâce à la mise en oeuvre d'une bibliothèque de profils, représentatifs chacun d'une application différente, le dispositif selon l'invention est universel. Il peut par exemple être placé dans une pièce de vie et, suite à l'activation du profil correspondant, remonter des données environnementales telles que la température, l'humidité, et la luminosité, ainsi que l'état d'occupation de cette même pièce. Une installation sur un tiroir ou un placard permet, selon un autre exemple de mise en oeuvre, de détecter les ouvertures et fermetures de ceux-ci, là encore après sélection du profil correspondant et donc activation des capteurs requis. Placé dans un réfrigérateur, le dispositif selon l'invention permet de suivre à intervalles réguliers la température à l'intérieur de celui-ci et d'alerter en cas de sortie d'une plage de surveillance, par sélection également du profil prévu à cet effet. [0074] Le dispositif selon l'invention est en outre évolutif, étant donné qu'il peut être utilisé pendant une certaine période pour une première application, puis pour une 9 seconde application pendant une seconde période, etc., par simple reprogrammation et sélection d'un profil différent. [0075] Par ailleurs, grâce à la structure compacte et aux dimensions réduites du boîtier électronique 2, le dispositif 1 selon l'invention est discret et n'altère pas l'ambiance générale de l'environnement dans lequel il est installé. [0076] Du fait que l'ensemble des capteurs sont du type à faible consommation d'énergie, ne sont activés qu'en cas de besoin et que les signaux ne sont émis qu'en cas de détection d'alerte, il est économique en énergie et peut atteindre jusqu'à trois ans d'autonomie. [0077] A ce propos, il convient par ailleurs de noter que dans le cadre de l'invention, il peut être prévu de déterminer en permanence l'énergie dépensée par le boîtier électronique 2 et par conséquent d'en déduire la charge restante ainsi que la durée de fonctionnement, afin d'être en mesure d'anticiper le rechargement ou le remplacement de la pile et d'éviter toute panne intempestive. [0078] Egalement, le boîtier électronique 2 est préférentiellement équipé d'une connectique USB (bus universel en série) permettant son couplage avec une unité de gestion distante 4 pouvant être définie par tout matériel informatique courant pourvu d'une prise USB, tel qu'un ordinateur personnel, une box internet, etc. [0079] La figure 2 jointe en annexe illustre la logique mise en oeuvre par le procédé selon l'invention, dans le cadre d'une utilisation du dispositif 1 pour suivre les entrées et les sorties d'une personne d'une pièce de vie, et la durée d'inoccupation de cette même pièce de vie, après sortie de la personne. Cette figure illustre également la nature des informations déduites à partir des données relevées par les capteurs et constituant des messages représentatifs d'une situation. [0080] Dans une telle application, le profil sélectionné doit permettre une remontée né- cessaire et suffisante de données de mouvements d'une porte et de présence pour être informé des entrées et sorties d'une personne de son domicile ou d'une pièce spécifique de ce dernier. Il doit également permettre d'estimer le temps d'occupation ou d'inoccupation d'une pièce, en vue d'en déduire la localisation et les déplacements d'une personne au sein de son domicile. [0081] A cet effet, l'activation du capteur de présence infrarouge, de l'accéléromètre (détection de translation) et du magnétomètre (détection de rotation), est nécessaire. Par ailleurs, le profil correspondant intègre un certain nombre de paramètres, relatifs notamment à la nature de la porte, à la durée d'ouverture de la porte correspondant à une donnée-seuil, aux données relevées qui déclenchent, après corrélation avec d'autres données relevées par d'autres capteurs, l'émission d'un signal ou encore à la quantité de mouvements qui doivent être détectés pour valider une présence dans la pièce et donc l'émission d'un signal. [0082] Conformément à l'invention, dans cette application, l'autonomie du dispositif 1 est prolongée grâce à une corrélation entre les informations de mouvements de la porte (translation/rotation) et les informations de présence. Ainsi par exemple, lorsqu'aucune présence dans une pièce n'est détectée, la fréquence de mesure de l'accéléromètre et du magnétomètre est automatiquement réduite. De même, la fréquence des relevés de mesures assurées par le détecteur de présence peut être modifiée en fonction du taux d'occupation de la pièce décelé. 11 [Revendication 1] [Revendication 2] [Revendication 3] [Revendication 4] [Revendication 5] [Revendication 6]