FR3085245A1 - Systeme de surveillance de securite, noeud et unite centrale pour un tel systeme - Google Patents
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Abstract
Système de surveillance de sécurité, comportant: une unité centrale (110) comportant un émetteur-récepteur apte à être configuré selon deux configurations, un contrôleur (250) pour commander l'émetteur-récepteur; un nœud comportant un émetteur-récepteur de nœud (340) apte à être mis en œuvre selon la première ou la deuxième configuration pour communiquer avec l'unité centrale (110), et un contrôler (350) commandant l'émetteur-récepteur de nœud. Le nœud s'enregistre auprès de l'unité centrale (110) lors de la première installation, de manière à établir une communication selon la première configuration. Si le nœud n'y parvient pas, il établit une communication avec l'unité centrale (110) selon la deuxième configuration. L'unité centrale (110), lors de la première installation, transmet une confirmation selon la configuration utilisée. Le nœud et l'unité centrale (110) échangent des clés de sécurité et des réglages de système selon la configuration utilisée, et communique avec le nœud en utilisant cette configuration.
Description
Système de surveillance de sécurité, nœud et unité centrale pour celui-ci
Domaine technique
La présente invention se rapporte à un système de surveillance de sécurité pour la surveillance de locaux, à un nœud et à une unité centrale pour un tel système.
Technique antérieure
Les systèmes de surveillance de sécurité pour la surveillance de locaux fournissent normalement un moyen pour détecter la présence et/ou les actions de personnes dans les locaux, et pour réagir aux évènements détectés. De tels systèmes comportent habituellement des capteurs pout détecter l’ouverture et la fermeture de portes et de fenêtres, des détecteurs de mouvement pour surveiller des espaces quant à des signes de mouvement, des microphones pour détecter des sons tels qu’un brisement de verre, et des capteurs d’image pour saisir des images immobiles ou en mouvement de zones surveillées. De tels systèmes peuvent être autonomes, avec des indicateurs d’alarme tels que des sirènes ou des lumières clignotantes qui peuvent être activées lors de la détection d’une condition d’alerte. De telles installations présentent habituellement une unité centrale qui est couplée aux capteurs, aux détecteurs, aux caméras etc. (« nœuds »), et qui traite des messages reçus et détermine une réponse. L’unité centrale est habituellement reliée aux différents nœuds sans fil plutôt que par fils, étant donné que ceci facilite l’installation (en la rendant plus rapide et ainsi éventuellement moins coûteuse) et fournit aussi des protections contre une désactivation effective de capteurs/détecteurs par déconnexion de l’unité centrale. Pour une facilitation de l’installation et une amélioration de la sécurité, les nœuds de tels systèmes sont habituellement aussi alimentés par une batterie plutôt que par le secteur.
En alternative, un système de surveillance de sécurité peut comporter une installation dans des locaux domestiques ou commerciaux, laquelle est reliée à un poste de surveillance centrale (Central Monitoring Station - CMS) où des opérateurs humains gèrent habituellement les réponses requises par différents types d'alarme et de notification. Dans de tels systèmes surveillés de manière
-2 centrale, l'unité centrale dans l'installation des locaux traite habituellement les notifications reçues des noeuds dans l'installation et informe le poste de surveillance centrale concernant certaines de celles-ci en fonction des réglages du système et de la nature des évènements détectés. Dans une telle configuration, l'unité centrale dans l'installation agit effectivement en tant que passerelle entre les noeuds et le poste de surveillance centrale.
Avec une connectivité sans fil entre les noeuds et l’unité centrale, la zone pouvant être protégée par un système de surveillance de sécurité dépend de la plage des signaux sans fil. Alors que les lieux d’habitation deviennent de plus en plus grands et qu’il est également nécessaire de protéger des bâtiments annexes, la plage des signaux sans fil constituent le facteur de limitation.
Tant dans les systèmes de surveillance de sécurité gérés de manière centrale que dans les systèmes de surveillance de sécurité autonomes, l'un des problèmes les plus importants est, vu d'un angle pratique, la durée de vie des batteries des nœuds de l'installation, c'est-à-dire la durée de vie des batteries des différents détecteurs, capteurs et caméras. Si la batterie d'un nœud perd suffisamment de puissance, il est évident que le nœud n'est éventuellement pas en mesure de saisir un changement d'état ou de contacter l'unité centrale, et par conséquent, l'installation de sécurité développe un point fragile où un intrus peut obtenir un accès aux locaux qui n'est pas détecté. Dans le cas des systèmes gérés de manière centrale, la compagnie exploitant le système et non le propriétaire ou le locataire des locaux est responsable du changement des batteries, et il est évident que plus la durée de vie des batteries dans les nœuds est courte, plus les visites du site doivent être fréquentes et plus les coûts administratifs sont élevés. La commande de la consommation de puissance dans les nœuds a par conséquent une grande priorité.
Il est en outre très important d’assurer une émission à haute vitesse et ponctuelle de notifications et d’alarmes d’un nœud au CMS.
Exposé de l’invention
Selon un premier aspect, la présente invention fournit un système de surveillance de sécurité, comportant : une unité centrale, comportant :
-3au moins un émetteur-récepteur de radiofréquence qui est apte à être configuré selon une première configuration ou une deuxième configuration, et un contrôleur pour commander le ou chaque émetteur-récepteur de radiofréquence ;
un nœud qui comporte un émetteur-récepteur de radiofréquence de nœud qui est apte à être mis en œuvre selon la première configuration pour la communication avec l’unité centrale, et selon la deuxième configuration pour la communication avec l’unité centrale, et un contrôleur pour commander l’émetteur-récepteur de radiofréquence de nœud ;
la deuxième configuration présentant un débit binaire plus faible et une bande passante de récepteur plus petite que la première configuration ;
le nœud étant configuré de manière à s’enregistrer auprès de l’unité centrale lors de la première installation ;
le nœud étant configuré lors de la première installation de manière à tenter d’établir une communication avec l’unité centrale en utilisant la première configuration, et si le nœud n’est pas en mesure d’établir une communication avec l’unité centrale en utilisant la première configuration, de manière à tenter d’établir une communication avec l’unité centrale en utilisant la deuxième configuration ;
l’unité centrale, lorsque le nœud établit une communication avec l’unité centrale lors de la première installation, étant configurée de manière à ensuite transmettre en utilisant la configuration utilisée par le nœud pour établir une communication avec l’unité centrale ;
le nœud et l’unité centrale étant configurés de manière à ensuite :
échanger des clés de sécurité et des réglages de système en utilisant la configuration utilisée par le nœud pour établir une communication avec l’unité centrale, et ensuite à communiquer avec le nœud en utilisant cette configuration.
Dans un tel système de surveillance de sécurité, lors de la tentative d’établir une communication avec l’unité centrale en utilisant la première configuration, le nœud peut être configuré de manière à transmettre une balise de connexion à une première fréquence et ensuite à attendre pendant une période de temps prédéterminée configurable une réponse de l’unité centrale.
-4Dans un tel système de surveillance de sécurité, au cas où le nœud ne reçoit pas de réponse de l’unité centrale, le nœud peut être configuré de manière à transmettre une balise de connexion à une deuxième fréquence différente et ensuite à attendre une réponse de l’unité centrale.
Dans un tel système de surveillance de sécurité, au cas où le nœud ne reçoit pas de réponse de l’unité centrale pour la transmission de la balise de connexion à la deuxième fréquence différente, le nœud peut être configuré de manière à répéter la transmission d’une balise de connexion à une autre fréquence différente et ensuite à attendre une réponse de l’unité centrale jusqu’à ce qu’un premier groupe de fréquences prédéterminé a été utilisé ou une réponse a été reçue de l’unité centrale.
Dans un tel système de surveillance de sécurité, le nœud peut être configuré de manière à tenter d’établir une communication avec l’unité centrale en utilisant la deuxième configuration uniquement au cas où des tentatives d’établissement de communication avec l’unité centrale en utilisant chaque fréquence du premier groupe de fréquences prédéterminé ont été faites sans succès.
Dans un tel système de surveillance de sécurité, la deuxième configuration peut être attribuée à chacune des fréquences d’un deuxième groupe de fréquences prédéterminé.
Dans un tel système de surveillance de sécurité, aucune des fréquences du premier groupe de fréquences prédéterminé n’apparaît dans le deuxième groupe de fréquences prédéterminé.
Dans un tel système de surveillance de sécurité, le nœud peut être configuré de manière à tenter d’établir une communication avec l’unité centrale en utilisant le deuxième protocole de communication au cas où la qualité de la communication entre le nœud et l’unité centrale baisse au-dessous d’un niveau seuil après que le nœud ait établi avec succès une communication avec l’unité centrale en utilisant la première configuration.
Selon un deuxième aspect, la présente invention fournit un nœud pour un système de surveillance de sécurité, dans lequel
-5le nœud comporte un émetteur-récepteur de radiofréquence de nœud qui est apte à être mis en œuvre selon la première configuration pour la communication avec l’unité centrale, et selon la deuxième configuration pour la communication avec l’unité centrale, et un contrôleur pour commander l’émetteur-récepteur de radiofréquence de nœud ;
la deuxième configuration présentant un débit binaire plus faible et une bande passante de récepteur plus petite que la première configuration ;
le nœud étant configuré de manière à s’enregistrer auprès de l’unité centrale lors de la première installation ;
le nœud étant configuré lors de la première installation de manière à tenter d’établir une communication avec l’unité centrale en utilisant la première configuration, et si le nœud n’est pas en mesure d’établir une communication avec l’unité centrale en utilisant la première configuration, de manière à tenter d’établir une communication avec l’unité centrale en utilisant la deuxième configuration ;
le nœud, lors de l’établissement d’une communication avec l’unité centrale lors de la première installation, étant en outre configuré de manière à recevoir une confirmation de l’unité centrale en utilisant la configuration utilisée par le nœud pour établir une communication avec l’unité centrale ;
et ensuite à échanger des clés de sécurité et des réglages de système en utilisant la configuration utilisée par le nœud pour établir une communication avec l’unité centrale, et ensuite à communiquer avec l’unité centrale en utilisant cette configuration.
Lors de la tentative d’établir une communication avec l’unité centrale en utilisant la première configuration, un tel nœud peut être configuré de manière à transmettre une balise de connexion à une première fréquence et ensuite à attendre une réponse de l’unité centrale.
Au cas où le nœud ne reçoit pas de réponse de l’unité centrale, un tel nœud peut être configuré de manière à transmettre une balise de connexion à une deuxième fréquence différente et ensuite à attendre une réponse de l’unité centrale.
-6Au cas où le nœud ne reçoit pas de réponse de l’unité centrale pour la transmission de la balise de connexion à la deuxième fréquence différente, un tel nœud peut être configuré de manière à répéter la transmission d’une balise de connexion à une autre fréquence différente et ensuite à attendre une réponse de l’unité centrale jusqu’à ce qu’un premier groupe de fréquences prédéterminé a été utilisé ou une réponse a été reçue de l’unité centrale.
Un tel nœud peut être configuré de manière à tenter d’établir une communication avec l’unité centrale en utilisant la deuxième configuration uniquement au cas où des tentatives d’établissement de communication avec l’unité centrale en utilisant chaque fréquence du premier groupe de fréquences prédéterminé ont été faites sans succès.
Selon un troisième aspect, la présente invention fournit une unité centrale pour un système de surveillance de sécurité, dans laquelle l’unité centrale comporte au moins un émetteur-récepteur de radiofréquence qui est apte à être configuré selon une première configuration ou une deuxième configuration, et un contrôleur pour commander le ou chaque émetteur-récepteur de radiofréquence ;
la deuxième configuration présentant un débit binaire plus faible et une bande passante de récepteur plus petite que la première configuration ;
l’unité centrale étant configurée de manière à transmettre une confirmation lors de la réception d’une communication du nœud lors de la première installation du nœud dans le système en utilisant la première ou la deuxième configuration utilisée pour la communication reçue du nœud ;
l’unité centrale étant ensuite configurée de manière à échanger des clés de sécurité et des réglages de système avec le nœud en utilisant la configuration utilisée pour la communication reçue du nœud, et ensuite à communiquer avec le nœud en utilisant cette configuration.
Avec une telle unité centrale, la première configuration peut être attribuée à un premier groupe de fréquences prédéterminé.
Avec une telle unité centrale, la deuxième configuration peut être attribuée à un deuxième groupe de fréquences prédéterminé.
- 7 Avec une telle unité centrale, aucune des fréquences du premier groupe de fréquences prédéterminé n’apparaît dans le deuxième groupe de fréquences prédéterminé.
Avec un tel système de surveillance de sécurité, un tel nœud ou une telle unité centrale, ledit au moins un émetteur-récepteur de radiofréquence et l’émetteur-récepteur de radiofréquence de nœud peuvent être configurés de manière à fonctionner dans la bande de fréquences de 863 à 870 MHz.
Brève description des dessins
Des modes de réalisation de l'invention seront maintenant décrits uniquement à titre d'exemple en faisant référence aux dessins annexes dans lesquels :
La figure 1 est une vue d’ensemble d’un système de surveillance de sécurité selon un premier aspect de l’invention ;
La figure 2 est un dessin schématique montrant de manière plus détaillée des caractéristiques de la passerelle ou de l’unité centrale de la figure 1 ; et
La figure 3 est un dessin schématique montrant des caractéristiques d’un nœud du système de surveillance de sécurité selon un mode de réalisation de l’invention.
Dans ce qui suit, certains modes de réalisation sont décrits de manière plus détaillée en faisant référence aux dessins annexes. L'invention peut cependant être réalisée de multiples façons et ne doit pas être interprétée comme étant limitée aux modes de réalisation exposés ici. Ces modes de réalisation sont plutôt prévus à titre d'exemple pour que la présente divulgation soit détaillée et complète et font entièrement comprendre la portée de l'invention telle que définie dans les revendications annexes à l'homme du métier.
Description des modes de réalisation
Dans les systèmes de haute sécurité, les nœuds sont généralement en contact bidirectionnel avec l’unité centrale et sont aptes à recevoir et à envoyer des informations à l’unité centrale 110. Certaines installations de surveillance de sécurité peuvent par exemple fonctionner sur une base synchronisée, chacun des nœuds présentant une horloge interne qui doit rester en synchronisation
-8avec l’horloge mère dans l’unité centrale 110. Pour maintenir la synchronisation, l’unité centrale peut envoyer des signaux de balisage périodiques, et les noeuds peuvent périodiquement être à l’écoute de ceux-ci et ajuster leur synchronisation d’horloge, si nécessaire. Une telle synchronisation peut aider à assurer que plusieurs noeuds puissent communiquer avec l’unité centrale lors de la détection d’un incident, sans collision entre les transmissions des noeuds. De tels systèmes radio à faible puissance emploient habituellement des canaux radio ISM et des protocoles destinés à réduire la consommation de puissance.
Lorsqu’elles ne sont pas à l’écoute de balises de synchronisation, et lorsqu’elles n’envoient pas une notification d’évènement, les communications radio des noeuds se trouvent habituellement dans un état de veille à faible consommation de puissance. Certains détecteurs et capteurs tels que les interrupteurs magnétiques utilisés sur les portes et les fenêtres, et les détecteurs PIR ne consomment virtuellement pas de puissance lors de l’attente de la détection d’un évènement. D’autres détecteurs tels que des cameras doivent cependant présenter une fonctionnalité à haute puissance et sont arrêtés pour éviter une consommation de puissance, celle-ci étant habituellement uniquement mise en marche lorsqu’elle est déclenchée par une fonctionnalité de faible puissance de batterie du détecteur, lorsqu’un autre capteur détecte un mouvement, ou dans le cas d’une instruction de mise en marche provenant de l’unité centrale 110.
En général, les noeuds peuvent informer l’unité centrale d’évènements au moyen de quantités de données que très modestes. Les exceptions principales sont les capteurs fournissant des données-image, des capteurs d’image - en général des caméras de tout type, et ceux fournissant des données audio - des microphones, lesquels peuvent tous produire des quantités de données considérables. Même s’il est bien sûr possible d’envoyer de telles grandes quantités de données par un canal à faible débit binaire, ceci prend un temps considérable et consomme par conséquent beaucoup de puissance. Il existe aussi à beaucoup de fréquences des règlements contrôlant le temps qu’un dispositif peut transmettre sans fil dans une période de temps déterminée. Si un évènement a été détecté par un capteur tel qu’un PIR ou un capteur d’ouverture de porte/de fenêtre, et si par exemple une caméra vidéo est présente, laquelle est apte à surveiller une zone incluant l’endroit de l’évènement, il serait
-9souhaitable de pouvoir transférer des images et des trames vidéo utilisables le plus rapidement possible à l’unité centrale, de sorte que la nature et l’ampleur de la menace peuvent être déterminées, et de telle sorte que dans un système de surveillance centrale, les images/la séquence vidéo peuvent être transmises au CMS 200 pour une analyse et une action.
Les systèmes de surveillance de sécurité présentent généralement plusieurs noeuds. En général, lorsqu’un nœud dans un système saisit un incident, la majeure partie des autres nœuds dans le système ne saisissent pas d’incident mais restent activés et prêts à saisir un autre incident. L’unité centrale reçoit un signal d’un nœud qui a saisi un incident et peut, en plus d’une éventuelle communication avec le CMS 200, répondre à celui-ci en signalant le nœud ou des nœuds adjacents. Il est cependant souhaitable que l’unité centrale continue à être à l’écoute de rapports d’autres incidents provenant d’autres nœuds et à signaler aux autres nœuds pour une commande ou à d’autres fins en faisant un échange de communication avec le(s) nœud(s) à l’endroit de l’incident rapporté. Dans les modes de réalisation de l’invention, l’unité centrale présente à cette fin au moins deux émetteurs-récepteurs pour une communication simultanée avec les nœuds du système de surveillance pour fournir une diversité. Chacun desdits au moins deux émetteurs-récepteurs est de préférence accordable.
La figure 1 est une vue d'ensemble d'un système de surveillance de sécurité selon un premier aspect de l'invention. La figure montre une installation domestique 100 stylisée d'un système de surveillance selon un mode de réalisation de l'invention, et un centre de surveillance (poste de surveillance centrale) 200 supportant l'installation domestique. L'installation 100 présente une passerelle ou une unité centrale 110 qui est reliée au centre de surveillance 200 au moyen d'une liaison de données 150. La liaison de données 150 peut être prévue par une ligne téléphonique, une connexion Internet à large bande, Ethernet, une liaison de données dédiée, ou sans fil, par exemple en utilisant un réseau LTE ou GSM, et en général, plusieurs de ces options existent pour une installation quelconque de manière à fournir une sécurité de la liaison entre la passerelle 110 et le centre de surveillance 200. Pour une sécurité supplémentaire, l'unité centrale 110 ou un capteur en communication avec l'unité centrale 110, et le centre de surveillance peuvent tous deux être pourvus de moyens pour supporter une liaison radio ISM, par exemple dans la bande de
-10fréquences européenne de 863 à 870 MHz, de préférence dans une bande réalisée pour résister à un brouillage.
L'installation domestique 100 implique un agencement typique dans lequel les portes extérieures 120 et les fenêtres 124 sont équipées de capteurs 114, par exemple de capteurs de contact magnétiques pour détecter l'ouverture de la porte ou de la fenêtre. Chaque pièce du bâtiment qui présente l'installation est pourvue d'un détecteur combiné de feu/de fumée 116. Plusieurs pièces présentent en outre des détecteurs de mouvement 118 tels que des détecteurs à infrarouge pyroélectriques (pyroelectric infrared - PIR) pour détecter un mouvement dans une zone observée dans la pièce. La porte d'entrée 120 du bâtiment mène dans un hall qui présente également des portes intérieures vers différentes pièces de la maison. Le hall est surveillé par une caméra vidéo 125 qui présente un détecteur de mouvement associé. La cuisine dans laquelle on entre par la porte de derrière 121 est de la même façon surveillée par une caméra vidéo 126 qui présente un détecteur de mouvement. Chacun des capteurs, des détecteurs et des caméras vidéo qui seront généralement nommés noeuds dans l'ensemble de cette description présente une interface sans fil au moyen de laquelle il/elle peut communiquer avec l'unité centrale 110. L'unité centrale 110 peut présenter un premier et un deuxième émetteur-récepteur (non représenté) avec des antennes 130 et 132 associées pour la communication avec les capteurs, les détecteurs et les caméras vidéo. L'unité centrale 110 peut en outre présenter au moins une antenne supplémentaire 134 pour la communication sans fil avec le centre de surveillance. Chacune de ces antennes peut être reliée à un émetteur-récepteur correspondant non représenté. L'unité centrale 110 peut en outre présenter un agencement d'antennes dédié pour WiFi, par exemple pour se relier à un point d'accès Wi-Fi domestique 180. Le point d'accès Wi-Fi peut également fournir l'un des moyens d'accès au centre de surveillance 200. L'unité centrale 110 peut en option elle-même fonctionner en tant que point d'accès Wi-Fi avec une liaison (par exemple une liaison par fil) à un fournisseur de services Internet pour fournir une couverture Wi-Fi dans le bâtiment à la place du point d'accès Wi-Fi 180.
Certaines installations peuvent comporter plus d'une unité centrale (Central Unit - CU), par exemple deux unités centrales pour fournir une sauvegarde à sécurité intégrée. En général, dans de telles installations à multiples unités
- 11 centrales, les deux unités centrales coopèrent en parallèle. Dans certaines installations, les deux unités centrales peuvent cependant travailler en parallèle en communication avec certains noeuds de l'installation domestique et de manière individuelle en communication avec d'autres noeuds de l'installation domestique. Ceci peut être le cas lorsque l'unité centrale est utilisée en tant qu'extenseur de portée dans les installations domestiques couvrant des installations plus grandes. Si deux unités centrales sont présentes, elles travaillent en parallèle, un nœud est cependant connecté dans une seule des unités centrales à la fois, et cette unité centrale est responsable pour toute communication avec le nœud, tandis que l'autre unité centrale peut être à l’écoute et comprendre toute la communication entre les deux autres - s'il ne s'agit pas d'un scénario d'extension de portée.
Dans une installation domestique 100, l'unité centrale 110 connaît habituellement tous les nœuds compris dans l'installation 100. Chaque nœud peut présenter un identificateur de nœud unique ou un numéro de série qui est utilisé pour identifier le nœud. Chaque nœud peut avoir différentes fonctionnalités qui y sont associées, telles que des capacités vidéo, la détection de mouvement, l'imagerie fixe, l'enregistrement audio, les vitesses de communication etc. Certaines ou toutes les capacités peuvent être communiquées du nœud à l'unité centrale durant une procédure de connexion pendant la configuration de l'installation 100. En alternative et/ou additionnellement, certaines ou toutes les capacités peuvent être communiquées du nœud à l'unité centrale lors d'une requête provenant de l'unité centrale 110. En alternative et/ou additionnellement, certaines ou toutes les capacités peuvent être extraites du CMS 200 par l'unité centrale 110.
La figure 2 est un dessin schématique montrant de manière plus détaillée des caractéristiques de la passerelle ou de l'unité centrale 110 de la figure 1. La passerelle 110 présente un premier émetteur-récepteur 230 qui est couplé à la première antenne 130, et en option un deuxième émetteur-récepteur 232 qui est couplé à une deuxième antenne 132. Les émetteurs-récepteurs 230 et 232 peuvent tous les deux transmettre et recevoir, mais un émetteur-récepteur ne peut pas transmettre et recevoir simultanément. Les émetteurs-récepteurs 230, 232 fonctionnent ainsi chacun en mode semi-duplex et utilisent de préférence chacun la même fréquence pour la transmission et pour la réception (même si les
- 12 deux émetteurs-récepteurs fonctionnent bien sûr à différentes fréquences au cas où ils doivent être mis en oeuvre simultanément mais selon des modes différents). Les émetteurs-récepteurs 230, 232 peuvent être agencés de sorte qu’un émetteur-récepteur 230 utilise une première fréquence pour transmettre et recevoir et le deuxième émetteur-récepteur 232 utilise la même première fréquence pour transmettre et recevoir, c'est-à-dire les émetteurs-récepteurs sont aménagés de manière à fonctionner dans un agencement à diversité. En alternative, le deuxième émetteur-récepteur, selon la configuration, peut être aménagé de manière à utiliser une deuxième fréquence pour transmettre et/ou recevoir. Les émetteurs-récepteurs 230 et 232 sont couplés à un contrôleur 250 par un bus. Le contrôleur 250 est également relié à une interface réseau 260 au moyen de laquelle le contrôleur 250 peut être pourvu d'une liaison par câble à Internet et ainsi au centre de surveillance 200. Le contrôleur 250 est également couplé à une mémoire 270 qui peut stocker des données reçues des différents noeuds de l'installation - par exemple des données d'évènement, des données sonores, des données-image et vidéo. La passerelle 110 présente une alimentation en courant 262 qui est couplée à une alimentation par secteur domestique, à partir de laquelle la passerelle 110 prélève généralement de la puissance, et un bloc-batterie de sauvegarde 264 qui fournit de la puissance à la passerelle dans le cas d'une défaillance de l'alimentation secteur. Comme montré, l'unité centrale 110 présente en option un émetteur-récepteur Wi-Fi 240 et un agencement d'antennes 242 associé qui peut être utilisé pour la communication avec l'un des noeuds à aptitude Wi-Fi. Le nœud à aptitude Wi-Fi peut être une télécommande ou un panneau de commande qui peut par exemple être agencé près de l'entrée principale dans le bâtiment pour permettre à l'occupant d’activer ou de désactiver le système près de l'entrée principale. De manière similaire, une interface permettant une communication bidirectionnelle par un réseau mobile terrestre public (anglais Public Land Mobile Network PLMN), tel que GSM ou LTE peut en option être fournie, dont une est montrée à la figure en tant qu'interface 244 et agencement d'antenne 246. Une troisième antenne 134 et un émetteur-transmetteur ISM associé 234 peuvent en option être prévus pour la communication avec le centre de surveillance 200, par exemple par la bande de fréquences européenne de 863 à 870 MHz.
-13 Le premier et le deuxième émetteur-récepteur peuvent tous les deux être des dispositifs ISM accordables fonctionnant par exemple dans la bande de fréquences européenne de 863 à 870 MHz ou dans la bande de 915 MHz (qui peut recouvrir 902-928 MHz ou 915-928 MHz en fonction du pays). Ces deux dispositifs peuvent en particulier être accordés, c'est-à-dire sont aptes à être accordés aux fréquences dans les sous-bandes admises par voie réglementaire dans cette bande de fréquences définie. En alternative, le premier et le deuxième émetteur-récepteur, s’il est présent, peuvent présenter différentes plages d’accord à condition d’avoir un chevauchement.
Au moins le deuxième émetteur-récepteur 232 est également utilisé pour supporter un canal haute vitesse (un canal présentant un taux de symboles ou un débit binaire supérieur à l’autre) qui n’est pas proposé par le premier émetteurrécepteur - ce qui ne nécessite cependant pas que le premier et le deuxième émetteur-récepteur soient techniquement différents puisqu’ils peuvent avoir les mêmes capacités techniques inhérentes en commun. Le contrôleur de la passerelle est cependant réalisé de manière à proposer un ou plusieurs canaux de communication mis en oeuvre par l’intermédiaire du deuxième émetteurrécepteur, lesquels fournissent une vitesse de transmission qui est plus élevée que celle fournit par des canaux de communication mis en oeuvre par l’intermédiaire du premier émetteur-récepteur. Il faut noter que le deuxième émetteur-récepteur peut également être utilisé en tant qu’émetteur-récepteur diversité fonctionnant dans les mêmes canaux que lors de la mise en oeuvre par le premier émetteur-récepteur, mais que le premier et le deuxième émetteurrécepteur fonctionnent à tout moment sur des fréquences qui sont suffisamment différentes pour ne pas interférer l’un avec l’autre. Le deuxième émetteurrécepteur peut en particulier être utilisé pour supporter ce qui peut être nommé un canal à longue portée selon une deuxième configuration, tandis que le premier émetteur-récepteur est utilisé pour supporter un canal à portée normale selon une première configuration. Si l’unité centrale ne présente qu’un seul émetteur-récepteur pour la communication avec les noeuds du système de surveillance de sécurité, cet émetteur-récepteur peut être commuté entre la première et la deuxième configuration selon les besoins sous la commande d’un contrôleur de l’unité centrale, comme il sera expliqué dans ce qui suit.
- 14Pour faciliter la compréhension de certains modes de réalisation, les sections suivantes décrivent brièvement des informations contextuelles concernant la communication sans fil. Il existe dans les communications sans fil certains paramètres qui déterminent la possibilité d'une transmission et d'une réception réussie d'un paquet. La possibilité qu'un paquet ne soit pas reçu et/ou décodé avec succès est connue en tant que taux d'erreur de paquet (anglais Packet Error Rate - PER), et la mesure correspondante au niveau binaire est un taux d'erreur binaire (anglais Bit Error Rate - BER). Le PER et le BER sont tous deux des distributions stochastiques, et un niveau spécifique, p.ex. de 2,4% BER pour GSM, est défini en tant que limite de sensibilité. La limite de sensibilité peut être différente en fonction du protocole et du standard. Dans le cas de communications ISM dans la sous-bande GHz, la sensibilité maximum autorisée est spécifiée dans ETSI EN300 220-1 v3.1.1. Selon l'équation 1:
* log(RBVF) - 117dBm équation 1
Dans l'équation 1, RBW est la bande passante du récepteur. La sensibilité maximum autorisée augmente avec l'augmentation de la bande passante du récepteur, et la raison pour ceci est que la puissance du bruit thermique N introduite par le récepteur augmente avec l'augmentation de la bande passante du récepteur, équation 2:
N = k-T RBW équation 2 k est la constante de Boltzmann en Joules par Kelvin (environ 1,381x1023 J/K), et T est la température en Kelvin. Dans la plupart des techniques de modulation, un signal S reçu doit être supérieur au bruit thermique, et un rapport signal sur bruit, SNR (anglais Signal to Noise Ratio), est défini selon l'équation 3: -4 équation 3
Comme mentionné ci-dessus, le récepteur décode un signal S reçu en bits, et, la sensibilité est habituellement définie en tant que BER. Une mesure
- 15alternative de la qualité du signal reçu peut être l'énergie reçue par bit Eb par rapport au bruit, équation 5:
N équation 5
La relation entre le BER et Eb/N est connue dans l'état de l'art et peut être modelée avec précision, voir p. ex. Analyze BER Performance of Wireless FSK System, Hamood Shehab Hamid et al., Microwaves & RF; Nov2009, vol. 48 édition 11, p. 80.
Pour maximiser le bilan de liaison d’une communication sans fil, la fraction présentée dans l’équation 5 ci-dessus doit être maximisée. Ceci est obtenu en augmentant l’énergie par bit Eb ou en diminuant le bruit N. Une approche directe serait d’augmenter l’énergie par bit Eb en augmentant la puissance de transmission, ce qui n’est cependant pas toujours possible en raisons de contraintes réglementaires, les règlementations régulant l’utilisation des bandes ISM en Europe spécifiant par exemple une puissance de transmission maximum. L’énergie est la puissance dans le temps, et si un paquet de transmission d’une puissance P est composé de n bits et le temps de transmission est ttrans, l’énergie par bit Eb peut être décrite par l’équation 6 :
„ P ' t trans équation 6
Comme il est visible dans l’équation 6, l’augmentation du temps de transmission ttrans est une méthode alternative pour augmenter l’énergie par bit Eb. Ceci est obtenu simplement en diminuant le débit binaire de la transmission, étant donné que ceci nécessite un temps de transmission ttrans plus élevé pour transférer le même nombre de bits n.
L’équation 2 enseigne que le bruit augmente avec la bande passante du récepteur, RBW (anglais receiver bandwidth), et l’équation 6 enseigne que la diminution du débit binaire augmente l’énergie par bit Eb. Un faible débit binaire
-16reçu dans une bande passante étroite augmente par conséquent le bilan de liaison.
Les dispositifs électroniques en général et les dispositifs électroniques comprenant un circuit de radiofréquence en particulier, utilisent généralement un ou plusieurs oscillateurs pour générer des fréquences de base utilisées par exemple pour le chronométrage interne. L’oscillateur est habituellement relié à un synthétiseur de fréquence qui est utilisé pour générer des signaux de fréquence pertinents pour le dispositif électronique. Par conséquent, l’oscillateur est la source d’erreurs de fréquence la plus importante dans un dispositif électronique. Ceci est détaillé dans la section suivante, et il est ressort de l’explication cidessus qu’indépendamment de la terminologie utilisée, par exemple horloge, oscillateur etc., il s’agit d’un même groupe de composants de base et de la même fonction de base.
Le fait d’avoir une bande passante de récepteur étroite rend le nœud qui reçoit sensible à une dérive de fréquence (sa propre fréquence et celle du transmetteur de l’unité centrale). La dérive de fréquence résulte de l’inexactitude d’oscillateur dans l’oscillateur alimentant le synthétiseur du circuit RF. Il s’agit habituellement d’un oscillateur à cristal, XO, ou dans des dispositifs moins sensible au prix, d’un oscillateur à cristal à température contrôlée, TCXO, ou même d’un oscillateur à cristal thermostaté, OCXO. La fréquence de l’oscillateur présente une erreur inhérente d’une première partie par million, PPM, une dérive de température d’une deuxième PPM, et une dérive due au vieillissement d’une troisième PPM. L’erreur de fréquence la plus défavorable est la somme de la première, de la deuxième et de la troisième PPM. Si la fréquence de fonctionnement est par exemple de 869,5 MHz, le débit binaire de 2,4 kbps, et la bande passante du récepteur de 5 kHz, une inexactitude de la fréquence de l’oscillateur juste supérieure à 5 PPM est suffisante pour que la bande passante du récepteur se trouve hors de la bande d’intérêt. L’unité centrale du système de surveillance de sécurité présente habituellement un oscillateur (et ainsi une horloge) relativement précis comparé au nœud, mais avec des bandes passantes de récepteur inférieures à 5 kHz, il sera difficile, ou tout du moins coûteux que l’unité centrale présente un oscillateur suffisamment précis pour assurer une fréquence de transmission suffisamment précise qui s’inscrit dans la fenêtre du récepteur déterminée par sa bande passante de récepteur (RBW)
- 17étroite. L’homme du métier comprendra que l’erreur de fréquence la plus défavorable est la somme de l’erreur de fréquence la plus défavorable du nœud ajoutée à l’erreur de fréquence la plus défavorable de l’unité centrale (lorsque les deux fréquences dérivent). Pour encore compliquer les choses, les contraintes commerciales déterminent que les nœuds doivent être fabriqués à faibles coûts, tandis que les oscillateurs de haute précision sont coûteux.
La figure 3 est un dessin schématique montrant des caractéristiques d'un nœud du système de surveillance de sécurité selon un mode de réalisation de l'invention. Dans le cas présent, le nœud est une caméra vidéo telle que la caméra vidéo 126 qui est montée dans la cuisine, comme représenté à la figure 1. Le nœud présente un émetteur-récepteur de radiofréquence de nœud 340 qui est couplé à une antenne 330. Un contrôleur 350 est couplé à l'émetteurrécepteur et également au capteur d'image 310 de la caméra vidéo. Le contrôleur est également couplé à un capteur de mouvement intégral 320 et à une mémoire 370. Une batterie 380 fournit de la puissance au nœud, mettant en particulier le contrôleur, le capteur d'image et le détecteur de mouvement sous tension. La caméra vidéo présente un agencement de lentille 315 pour réaliser une image sur le capteur d'image 310. Le nœud présente en option une source lumineuse infrarouge 325 adaptée à l'illumination d'images détectables par le capteur d'image. L'émetteur-récepteur de nœud 340 est accordable. L'émetteurrécepteur de nœud 340 peut en particulier être accordé à des fréquences de manière à être adapté à celles transmises ou recevables par le premier et le deuxième émetteur-récepteur de la passerelle 110.
Dans les systèmes de surveillance de sécurité selon des modes de réalisation de l’invention, l’unité centrale est apte à utiliser au moins deux protocoles sans fil pour la communication avec les nœuds du système - un protocole de communication à portée normale (avec une première configuration), et un protocole de communication à longue portée (avec une deuxième configuration). Le protocole de communication à portée normale comprend plus d’un canal de communication à portée normale, et le protocole de communication à longue portée comporte un ou plusieurs canaux de communication à longue portée. Les systèmes de surveillance de sécurité selon des modes de réalisation de l’invention sont configurés de manière à utiliser qu’un seul des canaux de communication à portée normale pour le protocole de communication à portée
- 18normale, et qu’un seul des canaux de communication à longue portée pour le protocole de communication à longue portée. Les canaux de communication à longue portée définis par le protocole de communication à longue portée présentent un débit binaire plus faible et une bande passante de récepteur plus petite que les canaux de communication à portée normale correspondants définis par le protocole à portée normale.
Les canaux de communication à portée normale configurés peuvent être utilisés par tous les noeuds dont les bilans de liaison permettent une communication à portée normale. Ceci est habituellement possible pour les noeuds correspondant à l’intérieur de locaux donnés, par exemple une maison ou un appartement. Des noeuds qui sont placés trop loin de l’unité centrale ou pour lesquels l’atténuation de signaux est susceptible d’être plus élevée que normalement pour d’autres raisons peuvent, pour pouvoir communiquer en utilisant le protocole de communication à portée normale, être agencés de manière à communiquer en utilisant le canal de communication à longue configuré. Il peut par exemple s’agir de noeuds montés dans un garage détaché ou semi-détaché, dans un bâtiment extérieur, un poolhouse etc. Il existe aussi des situations dans lesquelles même si l’unité centrale et tous les noeuds d’une installation se trouvent à l’intérieur de 10, 20 ou 30 mètres, un ou plusieurs noeuds peuvent être agencés de sorte que des signaux RF entre le nœud et l’unité centrale souffrent considérablement d’une atténuation élevée en comparaison avec les signaux qui passent entre l’unité centrale et la plupart des autres nœuds de l’installation. Les nœuds touchés peuvent par exemple être sur un autre étage que l’unité centrale, par exemple dans un sous-sol ou un grenier, et la construction des plafond(s)/étage(s) intermédiaires peut être telle que les signaux RF sont considérablement atténués lors du passage à travers. Ceci peut habituellement être le cas lorsque la construction présente une structure métallique ou un renforcement, du béton haute-densité ou similaire. Des problèmes similaires peuvent même survenir entre des pièces sur le même étage, soit par l’utilisation d’une structure métallique ou d’un renforcement, de béton haute-densité, ou même lors de la présence de parois intermédiaires recouvertes de livres ou de documents, par exemple. Il peut aussi y avoir des cas d’utilisation particuliers pour certains nœuds qui provoquent une détérioration du bilan de liaison, un exemple non limitant étant un capteur d’environnement placé
- 19à l’intérieur de réfrigérateurs, de congélateurs ou d’autres appareils qui ont un effet de blindage par rapport aux ondes radio.
Dans les systèmes de surveillance de sécurité selon des modes de réalisation de l’invention, l’unité centrale est généralement agencée de manière à continuellement surveiller le canal de communication à longue portée configuré et le canal de communication à portée normale configuré jusqu’à ce qu’elle transmette elle-même. Ceci signifie que dans de tels systèmes, il y a au moins un récepteur (généralement un émetteur-récepteur fonctionnant dans le mode de réception) de l’unité centrale/des unités centrales dans le système de surveillance de sécurité qui est à l’écoute de chaque canal configuré.
Lorsqu’un nœud est installé dans un système de surveillance de sécurité, il doit habituellement se connecter à l’unité centrale du système. Une procédure de connexion comprend l’échange de clés de sécurité et de réglages de système etc. La procédure de connexion est habituellement initiée par le nœud qui souhaite se connecter, le nœud transmettant successivement sur chacun des canaux de communication disponibles au nœud, une balise de connexion (un message de « BONJOUR »). Après la diffusion de chaque balise de connexion, le nœud attend (dans le mode de réception) une réponse de l’unité centrale. Si aucune réponse n’est reçue, le nœud change de canal de communication et envoie une nouvelle balise de connexion. Si une réponse de l’unité centrale est reçue, le nœud continue la procédure de connexion sur le canal de communication sur lequel la réponse a été reçue.
La première connexion, en ce qui concerne la fréquence, est une boucle ouverte. Le nœud n’a pas de concept de sa fréquence par rapport à l’unité centrale, mis à part peut-être un décalage calibré provenant de l’usine. Si la bande passante de récepteur du dispositif de réception est dans une plage supérieure à 50 kHz, ceci ne constitue habituellement pas de problème majeur, mais si la bande passante de récepteur est inférieure à 10 kHz, la balise de connexion risque d’être transmise à une fréquence hors du canal de communication prévu. Il faut noter que les émetteurs-récepteurs dans le nœud et dans l’unité centrale ne doivent pas obligatoirement fonctionner avec la même bande passante de récepteur. Si l’unité centrale augmente sa puissance transmise, le nœud peut par exemple réduire sa bande passante de récepteur.
-20 Les bilans de liaison Rx/Tx du nœud/de l’unité centrale sont équilibrés en ce qui concerne le chaîne de réception complète.
La connexion d’un nœud au canal à longue portée configuré peut être tentée lorsque la connexion aux canaux à portée normale disponibles échoue. En alternative, l’unité centrale peut charger un nœud (qui s’est déjà connecté à l’unité centrale) de passer au canal de communication à longue portée configuré, dans lequel cas une fréquence ou un décalage de fréquence par rapport à la fréquence actuellement occupée peut être communiqué(e) de l’unité centrale au nœud. L’unité centrale peut par exemple ordonner le changement sur la base d’instructions du CMS. Lorsqu’un système d’alarme est par exemple atteint de problèmes de contrôle récurrents avec un nœud particulier (le nœud ne parvient pas à communiquer avec l’unité centrale pendant une période de temps déterminée), ceci peut être mis en évidence par le personnel de service du CMS, une solution possible étant le passage à une configuration de longue portée.
L’unité centrale peut aussi elle-même présenter une fonctionnalité pour déterminer si un changement de protocole est nécessaire.
Dans un mode de réalisation de l’invention, un nœud peut être configuré de manière à « se souvenir » de la longue portée en tant que protocole préféré - par exemple en l’ayant appris lors de la première installation. Ceci signifie que dans le cas d’un changement de batterie ou d’une perte de communication avec l’unité centrale, ces cas déclenchant une nouvelle séquence de connexion du nœud, le nœud recommencera dans ce cas la nouvelle séquence de connexion en utilisant un canal à longue portée (deuxième configuration) et non un canal normal (première configuration).
L’unité centrale est généralement le master, et la fréquence qu’elle utilise en tant que canal de communication à longue portée est celle devant être utilisée. Des nœuds recevant des messages sur le canal de communication à longue portée ajustent habituellement leur fréquence à celle de l’unité centrale, ce qui est par exemple le cas lorsque la communication et la connexion sont établies mais une petite erreur de fréquence est détectée par le nœud lors de la réception de la transmission de l’unité centrale. Cette erreur est compensée dans le nœud, chaque émetteur-récepteur présentant un registre indiquant le décalage de
-21 fréquence entre la fréquence centrale de la bande passante de récepteur accordée et la fréquence mesurée du message reçu.
Si l’unité centrale reçoit un message d’un nœud, elle peut en option confirmer le message sur la même fréquence centrale que celle sur laquelle le message est reçu, mais peut présenter une confirmation spécifiant un décalage de fréquence par rapport à la fréquence actuelle que le nœud doit utiliser pour toutes les communications futures. Ceci peut être employé en tant que confirmation typique pour toutes les confirmations envoyées à partir de l’unité centrale sur le canal de communication à longue portée.
La structure en paquets des communications décrites ici sont des structures connues comprenant un préambule, un mot de synchronisation et des données. En fonction de la structure de transmission utilisée, p.ex. une transmission en blocs etc., les messages de données peuvent contenir des identificateurs de paquet, une identification d’émetteur, un identificateur de récipient et/ou des compteurs, et la longueur des paquets est p.ex. apte à être déterminée, configurée, négociée etc.. Les paquets peuvent être chiffrés, et un contrôle de redondance cyclique (anglais Cyclic Redundancy Check, CRC) peut être compris dans le paquet. L’homme du métier sait comment former des paquets qui permettent la mise en œuvre des modes de réalisation décrits ici.
Lorsqu’il s’agit de choisir des fréquences et une vitesse de transmission, il faut tenir compte des régulations en vigueur dans la région dans laquelle le système de sécurité est mis en œuvre. En Europe, les systèmes radio pour les systèmes de surveillance de sécurité utilisent habituellement des fréquences radio ISM (anglais Industrial Scientific and Medical - industriel, scientifique et médical) d’environ 868 MHz (la bande de 863 à 870 MHz). Dans d’autres territoires, des bandes similaires mais centrées autour de fréquences différentes sont de la même façon attribuées dans le même but. Aux USA, au Canada, au Chili, en Colombie, au Costa Rica, au Mexique, au Panama, en Uruguay, la bande de 915 MHz recouvre par exemple 902 à 928 MHz, tandis qu’en Australie, au Pérou, et au Brésil, elle recouvre 915 à 928 MHz, et dans d’autres pays, d’autres sections d’une bande de 915 à 928 MHz sont disponibles. En Europe, les facteurs de marche dans les bandes ISM sont réglés par des sections pertinentes de la dernière révision harmonisée du standard ETSI EN300 220. Ce
-22 standard définit au moment de la présente demande les sous-bandes suivantes et leur facteur de marche disponible :
g (863,0-868,0 MHz): 1% g1 (868,0-868,6 MHz): 1% g2 (868,7 - 869,2 MHz): 0,1% g3 (869,4 - 869,65 MHz): 10% g4 (869,7-870,0 MHz): 1%
Des modes de réalisation de l’invention mis en oeuvre en Europe peuvent employer les sous-bandes g1 et g2, la puissance apparente rayonnée (anglais : Effective Radiated Power - ERP) autorisée étant de 25 mV (+14 dBm), avec un facteur de marche de 1% pour la communication entre l’unité centrale 110 et les noeuds. Les systèmes sont habituellement configurés de manière à fournir des choix de fréquences prédéfinies dans chacune des bandes g1 et g2. Dans de tels systèmes, les canaux haute vitesse et d’autres canaux proposés peuvent être proposés dans la sous-bande g3 qui présente une puissance apparente rayonnée autorisée de 500mV (+27 dBm) avec un facteur de marche de 10%. Ici aussi, il est possible de présélectionner plus d’une fréquence dans cette bande pour permettre des options alternatives. On comprendra cependant que l’invention ne s’appuie pas sur l’utilisation de la sous-bande g3 pour le canal proposé ou haute vitesse, des canaux pouvant être réservés pour l’utilisation proposée/de la haute vitesse dans les sous-bandes g1 ou g2. Si le système de surveillance de sécurité est mis en oeuvre dans un autre territoire, il est prévu que les systèmes de sécurité et d’alarme attribués aux bandes RF ou disponibles pour une telle utilisation même sans association spécifique, fournissent de la même façon des possibilités de présélection de fréquences pour des fonctions de vitesse normale, de commande et de messagerie en permettant la présélection d’autres fréquences pour l’utilisation en tant que canaux haute vitesse dans le contexte de l’invention.
Les canaux ou la configuration de vitesse normale peuvent/peut habituellement fonctionner à environ 30 à 45 kbit/s, p.ex. à 38,4 kbit/s. Dans le contexte de la divulgation, la « haute vitesse » peut être de 128 à 500 kbit/s,
-23 p.ex. de 200 kbit/s, et de manière similaire, la « longue portée » peut être de 0,6 à 14,4 kbit/s, p.ex. de 4,8 kbit/s.
Différentes approches peuvent être utilisées lors de la mise en oeuvre de l’invention. Celles-ci incluent les approches suivantes :
Solution #1
Dans le cas d’un canal à longue portée d’une fréquence connue.
Le nœud transmet sa demande de connexion à la fréquence souhaitée f0, et s’il ne reçoit pas de réponse de l’unité centrale, il décale sa fréquence de transmission fTx de fractions F de la bande passante de récepteur et essaye alors avec celle-ci en alternative au-dessus et au-dessous de la fréquence souhaitée en augmentant progressivement la grandeur du décalage :
RBW fax = fo ± n n étant le nombre d’itérations {0 ...n}.
<= F <= 1
Cette approche peut également être utilisée lors de la spécification de plus d’un canal. Chaque canal est en option tout d’abord essayé à la fréquence centrale approuvée, éventuellement selon un ordre de précédence reconnu, et ensuite, chaque canal est essayé avec un décalage déterminé, et les canaux sont parcourus avec ce décalage au-dessus et au-dessous de la fréquence centrale approuvée avant de répéter la procédure avec un décalage plus élevée. En alternative, s’il y a un ordre de précédence approuvé pour les canaux, ceux-ci peuvent être parcourus dans l’ordre, chacun étant testé sur l’entière plage des décalages à tester avant d’examiner le prochain canal sur l’entière plage des décalages à tester. Dans le cas de plusieurs canaux, le canal approuvé doit également être communiqué lors de la procédure de connexion pour compenser des erreurs de fréquence supérieures à un canal (c'est-à-dire l’unité centrale peut fonctionner sur le canal 1, et le nœud sur le canal 2 en étant effectivement à la même fréquence).
Solution #2
-24Le récepteur est généralement configuré pour une bande passante de récepteur beaucoup (5 à 10 fois) plus large que la bande passante de récepteur souhaitée pour une communication à longue portée. La bande passante de récepteur plus large est utilisée pour une détection de RSSI, et si un RSSI supérieur au seuil est détecté, le récepteur va trouver la fréquence du RSSI maximum, se centrer autour de ce maximum, commuter à la bande passante de récepteur étroite à longue portée, et recevoir le message dans sa totalité.
Ceci peut être avantageux, étant donné que la fonctionnalité à écouter avant d’émettre (anglais Listen Before Talk - LBT) pourrait être basée sur la bande passante de récepteur plus large et atténuer le problème consistant en ce que deux noeuds dérivent dans des sens opposés et ont leur fréquence centrale respective aux extrémités de haute fréquence et de basse fréquence du canal de communication à longue portée, de sorte que l’unité centrale reçoit leurs messages mais n’est pas apte à réaliser avec précision un accès au spectre courtois (LBT) les uns par rapport aux autres.
Solution #3
Usage des bandes de fréquence qui permettent une puissance de démarrage élevée de 500 mW par exemple, et présence d’un déséquilibre dans les directions de bilans de liaison entre l’unité centrale et le nœud. Le déséquilibre est tel que l’unité centrale peut obtenir l’entière puissance de sortie de 500 mW (27 dBm), et le nœud présente habituellement une puissance de sortie de 100 mW (20 dBm) ou moins. L’unité centrale transmet périodiquement une balise de fréquence à longue portée que les nœuds utilisent pour détecter la fréquence centrale du canal de communication à longue portée. La bande passante est linéaire au bruit, et le fait de maintenir Eb/N constant permet au nœud d’avoir une bande passante de récepteur qui est 5 fois (7 dB) plus large que celle de l’unité centrale, chaque dispositif recevant des informations avec un Eb/N identique. Ceci autorise une bande passante de récepteur plus étroite de l’unité centrale, qui est un master de fréquence, et les nœuds peuvent utiliser une bande passante de récepteur plus large lors de la réception de la boucle ouverte.
Si l’unité centrale doit transmettre la balise de fréquence à longue portée toutes les 60 secondes, un nœud, si la connexion en utilisant les canaux de communication de portée normale échoue, peut passer aux canaux de
-25 communication à longue portée et utiliser une bande passante de récepteur comparativement large (par rapport au débit binaire), et balayer la balise de fréquence à longue portée pendant >60 s afin d’obtenir une mesure précise de la fréquence à longue portée. Il peut être prévu que les noeuds répondent toujours lorsqu’ils reçoivent la balise de l’unité centrale, de sorte que l’unité centrale utilise une réponse manquante en tant qu’indication d’un problème avec le nœud pertinent - ceci signifie que le système met en œuvre une qualité de service de « battement de cœur ».
Solution #4
Un message peut être formé sur le canal de communication à portée normale, chaque bit étant répété n fois. Ceci réduit le débit binaire effectif, mais l’énergie par bit augmente n fois, et par conséquent, la plage est augmentée. Le préambule et le CRC ont de préférence également une durée rallongée.
Ce message allongé peut être utilisé par le nœud pour transmettre un message de requête de décalage de fréquence sur chaque canal de communication à portée normale après ne pas avoir été en mesure de se connecter en utilisant la procédure normale. L’unité centrale reçoit ce message et répond avec un message de décalage de fréquence envoyé sur la même fréquence que celle sur laquelle l’unité centrale a reçu le message de requête de décalage de fréquence (sur le canal de communication normal). Le message de décalage de fréquence comprend un décalage de fréquence qui décrit la différence de fréquence entre la fréquence actuellement utilisée et la fréquence centrale du canal de communication à longue portée. Le message de décalage de fréquence peut être envoyé sous forme de message allongé ou sous forme de message conforme au protocole de communication à longue portée.
Solution #5
L’unité centrale peut revenir dans un mode d’installation lorsque la partie dorsale lui demande par exemple de recevoir un nouveau nœud à longue portée dans le système, ou automatiquement lorsque la réception d’une communication périodique d’un nœud à longue portée échoue. Le mode d’installation peut comprendre l’envoi de balises périodiques qu’un nœud peut utiliser pour détecter la fréquence centrale. Ces balises peuvent être plus fréquentes dans ce mode
-26 puisque les contraintes quant au facteur de marche peuvent être dépassées lors de l’installation.
On comprendra que le système de surveillance de sécurité ne doit pas obligatoirement présenter un poste de surveillance centrale 200, même si cela 5 est couramment la cas. La passerelle ou l’unité centrale 110 peut présenter ou être associée à un ou plusieurs écrans pour l’affichage d’images, en mouvement ou immobiles, et à des dispositifs de sortie audio tels que des haut-parleurs, de sorte qu’un opérateur peut être alerté par des changements d’état détectés par des noeuds, tels que des capteurs de mouvement, des interrupteurs magnétiques 10 et similaire, et peut voir des images et entendre des signaux audio provenant des noeuds.
Claims (19)
- Revendications1. Système de surveillance de sécurité, comportant :une unité centrale (110), comportant :au moins un émetteur-récepteur de radiofréquence (230, 232) qui est apte à être configuré selon une première configuration et une deuxième configuration, et un contrôleur (250) pour commander ledit au moins émetteur-récepteur de radiofréquence (230, 232) ;un nœud qui comporte un émetteur-récepteur de radiofréquence de nœud (340) qui est apte à être mis en œuvre selon la première configuration pour la communication avec l’unité centrale (110), et selon la deuxième configuration pour la communication avec l’unité centrale (110), et un contrôler (350) pour commander l’émetteur-récepteur de radiofréquence de nœud (340) ;la deuxième configuration présentant un débit binaire plus faible et une bande passante de récepteur plus petite que la première configuration ;le nœud étant configuré de manière à s’enregistrer auprès de l’unité centrale (110) lors d’une première installation ;le nœud étant configuré lors de la première installation de manière à tenter d’établir une communication avec l’unité centrale (110) en utilisant la première configuration, et si le nœud n’est pas en mesure d’établir une communication avec l’unité centrale (110) en utilisant la première configuration, de manière à tenter d’établir une communication avec l’unité centrale (110) en utilisant la deuxième configuration ;l’unité centrale (110), lorsque le nœud établit une communication avec l’unité centrale (110) lors de la première installation, étant configurée de manière à ensuite transmettre en utilisant la configuration utilisée par le nœud pour établir une communication avec l’unité centrale (110) ;le nœud et l’unité centrale (110) étant configurés de manière à ensuite :échanger des clés de sécurité et des réglages de système en utilisant la configuration utilisée par le nœud pour établir une communication avec l’unité centrale (110), et ensuite à communiquer avec le nœud en utilisant cette configuration.
- 2. Système de surveillance de sécurité selon la revendication 1, dans lequel lors de la tentative d’établir une communication avec l’unité centrale (110) en utilisant la première configuration, le nœud est configuré de manière à transmettre une balise de connexion à une première fréquence et ensuite à attendre pendant une période de temps prédéterminée configurable une réponse de l’unité centrale (110).
- 3. Système de surveillance de sécurité selon la revendication 2, dans lequel, au cas où le nœud ne reçoit pas de réponse de l’unité centrale (110) en l’espace de la période de temps prédéterminée, le nœud est configuré de manière à transmettre une balise de connexion à une deuxième fréquence différente et ensuite à attendre une réponse de l’unité centrale (110) pendant une période de temps prédéterminée configurable.
- 4. Système de surveillance de sécurité selon la revendication 3, dans lequel au cas où le nœud ne reçoit pas de réponse de l’unité centrale (110) pour la transmission de la balise de connexion à la deuxième fréquence différente en l’espace de la période de temps prédéterminée, le nœud est configuré de manière à répéter la transmission d’une balise de connexion à une autre fréquence différente et ensuite à attendre une réponse de l’unité centrale (110) pendant une période de temps prédéterminée configurable jusqu’à ce qu’un premier groupe de fréquences a été utilisé ou une réponse a été reçue de l’unité centrale (110).
- 5. Système de surveillance de sécurité selon la revendication 4, dans lequel le nœud est configuré de manière à tenter d’établir une communication avec l’unité centrale (110) en utilisant la deuxième configuration uniquement au cas où des tentatives d’établissement de communication avec l’unité centrale (110) en utilisant chaque fréquence du premier groupe de fréquences prédéterminé ont été faites sans succès.
- 6. Système de surveillance de sécurité selon la revendication 5, dans lequel la deuxième configuration est attribuée à chacune des fréquences d’un deuxième groupe de fréquences prédéterminé.
- 7. Système de surveillance de sécurité selon la revendication 6, dans lequel aucune des fréquences du premier groupe de fréquences prédéterminé n’apparaît dans le deuxième groupe de fréquences prédéterminé.
- 8. Système de surveillance de sécurité selon l’une des revendications précédentes, dans lequel le nœud est configuré de manière à tenter d’établir une communication avec l’unité centrale (110) en utilisant la deuxième configuration au cas où la qualité de la communication entre le nœud et l’unité centrale (110) baisse au-dessous d’un niveau seuil après que le nœud ait établi avec succès une communication avec l’unité centrale (110) en utilisant la première configuration.
- 9. Nœud pour un système de surveillance de sécurité selon la revendication 1, dans lequel le nœud comporte un émetteur-récepteur de radiofréquence de nœud (340) qui est apte à être mis en œuvre selon la première configuration pour la communication avec l’unité centrale (110), et selon la deuxième configuration pour la communication avec l’unité centrale (110), et un contrôler (350) pour commander l’émetteur-récepteur de radiofréquence de nœud (340) ;la deuxième configuration présentant un débit binaire plus faible et une bande passante de récepteur plus petite que la première configuration ;le nœud étant configuré de manière à s’enregistrer auprès de l’unité centrale (110) lors d’une première installation ;le nœud étant configuré lors de la première installation de manière à tenter d’établir une communication avec l’unité centrale (110) en utilisant la première configuration, et si le nœud n’est pas en mesure d’établir une communication avec l’unité centrale (110) en utilisant la première configuration, de manière à tenter d’établir une communication avec l’unité centrale (110) en utilisant la deuxième configuration ;le nœud, lors de l’établissement d’une communication avec l’unité centrale (110) lors de la première installation, étant en outre configuré de manière à recevoir une confirmation de l’unité centrale (110) en utilisant la configuration utilisée par le nœud pour établir une communication avec l’unité centrale (110) ;-30 et ensuite à échanger des clés de sécurité et des réglages de système en utilisant la configuration utilisée par le nœud pour établir une communication avec l’unité centrale (110), et ensuite à communiquer avec l’unité centrale (110) en utilisant cette configuration.
- 10. Nœud selon la revendication 9, dans lequel lors de la tentative d’établir une communication avec l’unité centrale (110) en utilisant la première configuration, le nœud est configuré de manière à transmettre une balise de connexion à une première fréquence et ensuite à attendre une réponse de l’unité centrale (110).
- 11. Nœud selon la revendication 10, dans lequel, au cas où le nœud ne reçoit pas de réponse de l’unité centrale (110), le nœud est configuré de manière à transmettre une balise de connexion à une deuxième fréquence différente et ensuite à attendre une réponse de l’unité centrale (110).
- 12. Nœud selon la revendication 11, dans lequel au cas où le nœud ne reçoit pas de réponse de l’unité centrale (110) pour la transmission de la balise de connexion à la deuxième fréquence différente, le nœud est configuré de manière à répéter la transmission d’une balise de connexion à une autre fréquence différente et ensuite à attendre une réponse de l’unité centrale (110) jusqu’à ce qu’un premier groupe de fréquences prédéterminé a été utilisé ou une réponse a été reçue de l’unité centrale (110).
- 13. Nœud selon la revendication 12, dans lequel le nœud est configuré de manière à tenter d’établir une communication avec l’unité centrale (110) en utilisant la deuxième configuration uniquement au cas où des tentatives d’établissement de communication avec l’unité centrale (110) en utilisant chaque fréquence du premier groupe de fréquences prédéterminé ont été faites sans succès.
- 14. Unité centrale (110) pour un système de surveillance de sécurité selon la revendication 1, dans laquelle l’unité centrale (110) comporte au moins un émetteur-récepteur de radiofréquence (230, 232) qui est apte à être configuré selon une première configuration ou une deuxième configuration, et un contrôleur (250) pour commander le ou chaque émetteur-récepteur de radiofréquence (230, 232) ;-31 la deuxième configuration présentant un débit binaire plus faible et une bande passante de récepteur plus petite que la première configuration ;l’unité centrale (110) étant configurée de manière à transmettre une confirmation lors de la réception d’une communication du nœud lors de la première installation du nœud dans le système en utilisant la première ou la deuxième configuration utilisée pour la communication reçue du nœud ;l’unité centrale (110) étant ensuite configurée de manière à échanger des clés de sécurité et des réglages de système avec le nœud en utilisant la configuration utilisée pour la communication reçue du nœud, et ensuite à communiquer avec le nœud en utilisant cette configuration.
- 15. Unité centrale (110) selon la revendication 14, dans laquelle la première configuration est attribuée à un premier groupe de fréquences prédéterminé.
- 16. Unité centrale (110) selon la revendication 15, dans laquelle la deuxième configuration est attribuée à un deuxième groupe de fréquences prédéterminé.
- 17. Unité centrale (110) selon la revendication 16, dans laquelle aucune des fréquences du premier groupe de fréquences prédéterminé n’apparaît dans le deuxième groupe de fréquences prédéterminé.
- 18. Unité centrale (110) selon l'une des revendications 14 à 17, dans laquelle l'unité centrale (110) comporte un premier émetteur-récepteur de radiofréquence (230) qui est configuré selon la première configuration, et un deuxième émetteur-récepteur de radiofréquence (232) qui est configuré selon la deuxième configuration.
- 19. Système de surveillance de sécurité, nœud, ou unité centrale (110) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ledit au moins un émetteurrécepteur de radiofréquence (230, 232) et l'émetteur-récepteur de radiofréquence de nœud (340) sont configurés de manière à fonctionner dans la bande de fréquences de 863 à 870 MHz.
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