Note : Les descriptions sont présentées dans la langue officielle dans laquelle elles ont été soumises.
CA 02322710 2000-09-07
WO 46743 PCT/FB~99%00562
1
DETECTEUR ELECTRONIQUE DESTINE A L'IDENTIFICATION D'OBJETS
AFIN D'EN EVITER LA PERTE, LE VOL OU LE PLACEMENT.
La présente invention a pour objet un détecteur
électronique destiné notamment à la détection du vol, de la
perte, ou du déplacement d'objets.
On connaît actuellement des dispositifs
permettant de surveiller la présence d'objets dans une zone
définie tels que celui décrit dans le document US5396218 qui
comprend une carte maure et au moins une carte esclave ou
transpondeur destinée à être logée dans l'objet à
surveiller, adaptées pour échanger des informations entre
elles par radiofréquences, laquelle carte maitre qui forme
le système central de contrSle comporte un circuit d'alarme
qui est activé lorsque la carte esclave quitte le champ de
protection.
Le document DE3618416 a pour objet un dispositif
électronique destiné à la surveillance de bagages ou autres
objets, comprenant une unité centrale électronique
échangeant des informations codées avec des unités
secondaires ou transpondeurs susceptibles d'être placés dans
les objets à surveiller ou solidarisées à ces derniers,
laquelle unité centrale est programmable en fonction du
nombre d'unités secondaires, du niveau de réception, ou
autres paramètres, et émet des signaux d'appel vers les
unités secondaires qui répondent à l'unité centrale qui
déclenchent, en fonction des signaux reçus, une alarme.
Toutefois, dans ces dispositifs les circuits
électroniques des unités secondaires sont en permanence en
activité, ce qui pose des problèmes de consommation
d'énergie et donc d'autonomie notamment si l'on utilise des
unités secondaires ou transpondeurs de petites dimensions
avec des émissions de signaux à des fréquences élevées,
supérieures à environ 400 Mghz, qui demandent une
consommation en énergie importante pour obtenir une
couverture homogène des émissions/réceptions dans un volume
de plusieurs mètres de type sphérique ou en étoile. D'autre
part ces dispositifs possèdent une alimentation intégrée qui
ne peut être ni rechargée ni remplacée. En outre ces
dispositifs obligent l'utilisateur à activer et
FEUILLE DE REMpEACEMENt r~Eri F 2~~
CA 02322710 2000-09-07
WO 99/46743 PCT/FR99/00562
2
à désactiver tous les transpondeurs s'il souhaite arrêter
ou réactiver le système par exemple lorsqu'il se trouve
dans son lieu de travail ou son domicile ou autre lieu ne
nécessitant pas de protection, ce qui est contraignant
sachant que cette intervention doit être effectuée
plusieurs fois par jour.
D'autre part ces dispositifs ne prévoient pas
de signalement lorsqu'une unité surnuméraire de même
codage est introduite dans le champ de protection du
dispositif à des fins de substitution malveillante d'une
unité secondaire protégée.
Un des problèmes à résoudre est donc la
réalisation d'un dispositif de détection d'objets
utilisant des transpondeurs de petites dimensions capable
de couvrir efficacement un volume défini avec des échanges
d'informations entre les transpondeurs et l'unité centrale
dans une bande de fréquence élevée.
La présente invention a pour but de remédier à
ces inconvénients en proposant un dispositif de détection
d'objets su moyen de transpondeurs de petites dimensions
offrant une autonomie importante d'utilisation et
permettant un étalonnage et un fonctionnement aisé du
dispositif et assurant une bonne sécurité de
fonctionnement.
Le détecteur électronique d'objets selon
l'invention est du type comprenant une unité centrale
électronique échangeant des informations codées par
radiofréquence avec au moins un transpondeur, associé à un
objet à surveiller en we de vérifier sa présence dans un
volume défini et émettant une alarme lorsque ledit
transpondeur n'est plus présent dans le volume de
surveillance caractérisé en ce que le transpondeur est mis
automatiquement en état de~ veille en dehors des phases
actives du transpondeur et en ce que l'unité centrale
correspond de manière sélective avec ledit transpondeur.
Une phase active correspond à un état actif de
réception et de traitement d'un signal envoyé par l'unité
centrale et, éventuellement, un état actif d'émission d'un
CA 02322710 2000-09-07
WO 99/46743 3 PGT/FR99/00562
message en réponse audit signal. Le signal envoyé par
l'unité centrale peut étre un signal de demande de
présence et le signal de réponse envoyé par le
transpondeur un message codé de confirmation de présence
du transpondeur dans le volume à surveiller.
Le rapport entre la durée d'une phase active
et le temps de cycle de fonctionnement sera très faible
et, de préférence, inférieur à 10 %, de manière à conférer
aux transpondeurs une grande autonomie d'énergie.
L'unité centrale est constitué d'un circuit
d'émission/réception, d'une interface comprenant une
mémoire tampon permettant la liaison radiofréquence de
l'unité centrale avec plusieurs transpondeurs, d'un
microcontr8leur et des mémoires contenant les algorithmes,
sous forme de programmes informatiques, des différents
modes de fonctionnement du détecteur.
Les transpondeurs comprennent dans un premier
mode de réalisation un microcontr8leur et des mémoires, un
circuit d'émission/réception et une interface comprenant
une mémoire tampon permettant la liaison avec plusieurs
contrôleurs.
Les transpondeurs comprennent dans un deuxième
mode de réalisation un circuit d'émission/réception et une
mémoire intelligente apte, lors d'une réception d'une
impulsion envoyée par l'unité centrale, à envoyer via
ledit circuit d'émission/reception une information codée
contenue dans sa mémoire à l'unité centrale.
Conformément à l'invention le détecteur
électronique comporte:
- un mode étalonnage dans lequel l'unité
centrale détecte les transpondeurs qui se trouvent dans
son volume de surveillance et les identifie dans sa
mémoire parmi les transpondeurs qui y sont référencés
- un mode protection dans lequel l'unité
centrale questionne successivement en boucle les
transpondeurs référencés et identifiés dans sa mémoire et
émet une alarme si l'un desdits transpondeurs ne répond
pas, et
CA 02322710 2000-09-07
WO 99/46743 4 PCT/FR99/00562
- un mode détection dans lequel l'unité
centrale questionne successivement en boucle les
transpondeurs référencés et déclenche une alarme dès que
l'un desdits transpondeurs répond et ce, par exemple,
jusqu'à intervention de l'utilisateur ou jusqu'à ce que
l'unité centrale ait détecté tous lesdits transpondeurs.
Le détecteur selon la présente invention peut
en outre comporter un mode d'initialisation destiné à
introduire de nouveaux transpondeurs et donc à modifier la
mémoire de référencement des transpondeurs. Ce mode
utilise le temps prévu en début de trame d'interrogation
des transpondeurs pour initialiser le nouveau transpondeur
et le référencer en mémoire en vue de son identification
et de sa surveillance, les autres transpondeurs référencés
et identifiés étant, dans ce mode, et à cet espace temps
en veille.
Le détecteur selon l'invention peut également
comporter un mode d'effacement de la mémoire des
transpondeurs que l'utilisateur ne souhaite pas conserver.
L'unité centrale peut comporter
avantageusement des moyens tels que des témoins lumineux
ou un écran d'affichage alpha-numérique permettant
d'informer l'utilisateur à chaque mode de fonctionnement
du détecteur, par exemple dans le cas de l'introduction
d'un nouveau transpondeur, lui confirmant que celui-ci a
bien été référencé dans la mémoire de l'unité centrale,
puis identifié pour étre surveillé.
Toujours conformément à l'invention les
transpondeurs sont aptes à étre intégrés chacun dans un
objet à surveiller ou se présentent chacun sous la forme
d'une étiquette électronique solidarisable audit objet et
chaque transpondeur est alimenté en énergie de manière
autonome ou par l'unité centrale.
Les avantages et les caractéristiques de la
présente invention ressortiront plus clairement de la
description qui suit et qui se rapporta au dessin annexé,
lequel en représente plusieurs modes de réalisation non
limitatifs.
CA 02322710 2000-09-07
WO 99/46743 PGT/FR99/00562
- la figure 1 est une représentation
schématique du dispositif selon l'invention.
- la figure 2 représente le schéma fonctionnel
de l'unité centrale et d'un transpondeur.
5 - la figure 3a représente l'état des registres
de la mémoire de l'unité centrale pour un cas particulier
de fonctionnement du dispositif selon l'invention.
- la figure 3b représente le diagramme
temporel en mode protection du dispositif selon
l'invention.
- la figure 4a représente un algorithme du
mode initialisation
- la figure 4b représente un algorithme du
mode protection
- la figure 4c représente un algorithme du
mode détection
- la figure 4d représente un algorithme du
mode effacement des mémoires
- la figure 4e représente un algorithme du
mode étalonnage.
Si on se réfère à la figure 1 on peut voir
qu'un dispositif de détection d'objets selon l'invention
comprend une unité centrale 1 échangeant des informations
10 avec des transpondeurs il associés chacun à un objet,
non représenté, aux fins de contrôler ieur présence dans
un volume définie 12.
L'unité centrale 1 gère ainsi les
communications de vérification de présence des
transpondeurs 11 dans le volume de surveillance 12 et, en
cas d'absence de l'un d'entre eux, déclenche une alarme
sonore 13.
On peut voir sur la figure 2 qu'une ,unité
centrale 1 comporte un circuit d'émission/réception 20,
relié à une antenne 21, connecté à une interface 20'
permettant la liaison avec plusieurs transpondeurs 11, et
un microcontr8leur 22 connecté d'une part à l'interface 20
et d'autre part à une mémoire morte 23 contenant le
programme informatique intégrant les algorithmes des
CA 02322710 2000-09-07
WO 99/46743 6 PCT/FR99/00562
différents modes de fonctionnement (visibles sur les
figures 4a à 4e) du dispositif, et à une mémoires vive 23'
destinée à contenir des paramètres inhérents aux
transpondeurs 11, un buzzer 24 pour l'émission de l'alarme
sonore 13 et une ou plusieurs LED 25 pour l'émission d'un
signal d'alarme lumineux permettant de donner à
l'utilisateur des informations sur le fonctionnement du
dispositif.
Chaque transpondeur 11 est constitué d'un
microcontr8leur 30 relié à circuit d'émission/réception
31, connecté à une antenne 32, et à des mémoires 33,
contenant les caractéristiques du transpondeur 11 et
notamment des informations codées destinées à ètre
envoyées à l'unité centrale à sa demande, et deux
compteurs d'unité de temps 34,34'.
L'émetteur des circuits d'émission/réception
20,31 comprend, non représentés, une entrée de données
numériques et un circuit d'émission destiné à émettre de
préférence des informations numériques, dans une gamme de
fréquence supérieure à environ 400 Mghz, à des distances
de~l'ordre de plusieurs mètres et notamment de 1 à environ
120m. Le récepteur quant à lui peut utiliser une structure
de type superhétérodyne avec deux mélangeurs permettant la
récupération des informations provenant de l'unité
centrale soit sous forme analogique soit sous forme
numérique. I1 peut également âtre adapté pour émettre un
signal de détection de porteuse indiquant qu'une réception
va s'effectuer.
Le détecteur selon l'invention fonctionne sous
3o trois modes de fonctionnement principaux selectionnables à
partir de l'unité centrale l:
- un mode étalonnage dans lequel l'unité
centrale questionne successivement suivant une certaine
base de temps tous les transpondeurs 11 référencés dans sa
mémoire 23, et mémorise à chaque transpondeur questionné
et référencé une information, par exemple sous la forme
d'un bit d'activité mis à "1", comme on peut le voir sur
la figure 3, signifiant la présence du transpoàdeur 11
CA 02322710 2000-09-07
WO 99/46743 , PC'T/FR99/00562
dans le volume 12 à surveiller. On peut voir également sur
cette figure que seuls les transpondeurs TR1,TR2,TR4 et
TR7 ont leur bit d'activité à "1". L'utilisateur vérifiera
la bonne marche et le résultat de l'étalonnage grâce aux
LED 25. Les transpondeurs 11 sélectionnés resteront en
mémoire tant que l'on n'aura pas effectué un autre mode
étalonnage,
- un mode protection dans lequel l'unité
centrale 1 questionne successivement, dans l'ordre de
mémorisation des transpondeurs 11 référencés dans sa
mémoire 23 et suivant une certaine base de temps, les
transpondeurs 11, où seuls parmi les transpondeurs
TR1,TR2,TR4, et TR7 référencés, comme on peut le voir sur
la figure 3a, les transpondeurs TR1,TR2,TR4 et TR7 qui
possèdent un bit d'activité à "1" sont questionnés, et
déclenche l'alarme 13 si l'un des transpondeur dont le bit
d'activité est à "1" ne répond pas par l'émission d'un
code déterminé, signifiant sa sortie du volume de
surveillance 12,
- un mode détection dans lequel l'unité
centrale 1 questionne selon le même principe que décrit
précédemment tous les transpondeurs référencés et
déclenche l'alarme 13 à chaque réponse d'un transpondeur
et l'élimine de la boucle d'interrogation, ceci jusqu'à
l'intervention de l'utilisateur ou lorsque la détection de
tous les transpondeurs référencés a été effectuée,
et deux modes de paramétrage, un mode
d'initialisation et un mode d'effacement des mémoires.
Le mode détection permet ainsi de localiser un
objet perdu et d'éviter tout risque d'introduction d'un
transpondeur 11 surnuméraire à des fins de substitution
malveillante ou de piratage d'un transpondeur référencé et
étalonné de méme codage.
Si on se réfère à la figure 3b on peut voir un
cycle de fonctionnement du dispositif dans le mode
protection où par souci de simplicité et de compréhension
le temps est découpé en secondes et 10~" de secondes.
Lors de l'enclenchement du mode protection, l'unité
CA 02322710 2000-09-07
WO 99/46743 $ PCT/FR99/00562
centrale 11 envoi une impulsion en 40 qui déclenche
simultanément les compteurs de temps 34 de chaque
transpondeurs TRl,TR2,TR4,TR7, puis chaque compteur de
temps, après une durée déterminée et différente d'un
transpondeur à l'autre, va mettre en état actif, en 41, de
réception du signal de demande de présence envoyé par
l'unité centrale 1 le transpondeur TR1,TR2,TR4 ou TR7
correspondant qui, s'il est questionné durant son temps de
réveil par l'unité centrale, lui répond par l'envoi d'un
message codé 42 signifiant sa présence dans le volume de
surveillance. Puis ce transpondeur est alors
automatiquement mis en sommeil pendant une certaine durée
43 au moyen du deuxième compteur d'unité de temps 34'. En
fin de période de sommeil, les transpondeurs réactivent
leur compteur 34 à réception d'une impulsion 44 de l'unité
centrale 1, puis se réveille en fin de comptage du
compteur et, s'ils reçoivent pendant leur temps de réveil
une impulsion 46 de l'unité centrale 1 lui envoi en retour
un message codé 42 significatif de leur présence. On peut
voir ainsi sur la figure 3b qu'après le réveil simultané
de tous les transpondeurs TR1,TR2,TR4 et TR7 par l'envoi
d'une impulsion 40 par l'unité centrale 1 le transpondeur
TR9 est réveillé en dernier mais est questionné en premier
par l'unité centrale 1 et émet alors en réponse à cette
dernière un code d'identification 42 puis c'est le
transpondeur TR4 qui est sollicité par l'unité centrale
pour justifier de sa présence, puis successivement les
transpondeur TR2 et TR1.
On peut voir également sur la figure 3H la
présence du mode initialisation 47 en début de trame, su
cours duquel tous les transpondeurs référencés sont état
de veille, destiné à permettre l'introduction de nouveaux
transpondeurs dans la mémoire 23' de l'unité centrale 1.
Les transpondeurs peuvent âtre intégrés à un
objet à protéger tel qu'une carte à puce destinée à des
applications bancaires en respectant les contraintes de
surface et d'épaisseur, ou peuvent par exemple se
présenter sous la forme d'une étiquette électronique
CA 02322710 2000-09-07
WO 99/46743 9 PC'f/FR99/00562
indépendante solidarisable, par exemple par collage, à
l'objet à protéger.
Pour une plus grande sécurité du dispositif,
les communications entre l'unité centrale et les
transpondeurs seront cryptées.
On notera qu'un compteur d'absence peut être
mis en place pour que l'unité centrale ne déclenche son
alarme qu'au bout de n absences, évitant ainsi les alarmes
intempestives.
L'unité centrale peut être intégrée dans un
appareil du type téléphone portable ou autre et étre en
conséquence alimentée par la batterie de ce dernier.
