PAR UNE ENCEINTE

DOMAINE TECHNIQUE

La présente invention concerne un système d'inventaire d'objets contenus dans un espace limité par une enceinte utilisant la technologie par courant de Foucault ainsi qu'un procédé d'inventaire mis en œuvre par un tel système d'inventaire.

ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE

Les systèmes d’inventaire d’objets contenus dans un espace limité utilisant la technologie RFID sont connus. De manière générale, un système utilisant la technologie RFID est constitué de trois types d'éléments :

- au moins un transpondeur, dit aussi tag, constitué d'un circuit électronique pourvu d'une antenne pour émettre et recevoir des données sous forme d'ondes radiofréquences, le circuit comportant au moins une mémoire dans laquelle est stocké un identifiant dudit transpondeur,

- un point de lecture constitué lui aussi d'un circuit électronique pourvu d'une antenne pour émettre et recevoir des données également sous forme d'ondes radiofréquences, et

- une unité de contrôle reliée au point de lecture et mettant en œuvre une application. Le fonctionnement d'un tel système RFID est le suivant. Au commencement de la procédure d'identification, le point de lecture émet une onde électromagnétique modulée dite, par la suite, de réveil, à destination de chaque tag du système. A sa réception, un tag, situé dans une zone de couverture où le champ électromagnétique généré par le point de lecture est à un niveau suffisamment élevé, est alimenté électriquement par l’onde électromagnétique, sort de son état de veille, devient actif et émet alors une donnée d'identification qui lui est propre sous forme d'une onde électromagnétique modulée. Cette donnée d'identification est reçue par le point de lecture qui procède alors à l'identification du tag considéré.

FEUILLE DE REMPLACEMENT (RÈGLE 26) Dans l'application à un système d'inventaire envisagée ici, chaque tag est fixé à un objet, tel qu'un outil servant à la maintenance d'un atelier, d'une usine, etc. Les objets à inventorier sont rangés dans un espace clos, tel qu'un meuble, une servante, une armoire. Cet espace clos se subdivise en une pluralité de sous-espaces clos tels que par exemple des étagères, des tiroirs, etc. . .

Les objets qui n’ont pas une surface assez importante à laquelle on peut fixer un tag, ou les outils ne possédant pas de surface non utilisée / non courbée, ou les objets dont le tag ne permet pas une bonne fiabilité de détection, ne peuvent pas être inventoriés avec un système RFID. Par exemple, dans un environnement industriel, de tels objets sont des douilles, des embouts de tournevis, des clés Allen, des cardans.

La présente invention a pour but de résoudre les inconvénients de l’art antérieur en proposant un procédé et un système d'inventaire dans un espace clos délimité par une enceinte d'objets qui n’ont pas une surface assez importante à laquelle on peut fixer un tag, ou d’objets ne possédant pas de surface non utilisée / non courbée, ou d’objets dont le tag ne permet pas une bonne fiabilité de détection contenus dans un espace clos délimité par une enceinte.

EXPOSE DE L'INVENTION

A cette fin, l’invention concerne un procédé d'inventaire d'objets contenus dans un espace clos délimité par une enceinte, l’espace clos comportant au moins un sous- espace clos, le au moins un sous-espace clos comportant une carte électronique sur laquelle est placé un support comportant des évidements pour recevoir des objets à inventorier comportant au moins une partie métallique, au moins une partie des évidements étant conformée pour recevoir respectivement un objet, le système comportant un dispositif de contrôle apte à déterminer si tous les objets sont compris dans l’espace clos, caractérisé en ce que la carte électronique comporte une pluralité de capteurs, chaque capteur étant constitué d’un circuit électronique composé d’une inductance et d’un condensateur et en ce que le procédé comporte les étapes, exécutées par un microcontrôleur de la carte électronique, de :

- réception d’une commande du dispositif de contrôle pour effectuer des mesures, - activation de mesures d’au moins une caractéristique d’au moins un ensemble de circuits électroniques composés d’une inductance et d’un condensateur,

-activation d’une comparaison de chaque caractéristique mesurée à une caractéristique de référence déterminée pour chaque circuit électronique composé d’une inductance et d’un condensateur,

- activation d’une détermination de la présence d’un objet en fonction d’au moins un résultat de comparaison,

- transfert au dispositif de contrôle d’une trame comportant, pour chaque circuit électronique de l’ensemble de circuits électroniques composés d’une inductance et d’un condensateur capteur actif, d’une information représentative de la détection ou non de la présence des petits objets.

L’invention concerne aussi un système d'inventaire d'objets contenus dans un espace clos délimité par une enceinte, l’espace clos comportant au moins un sous-espace clos, le au moins un sous-espace clos comportant une carte électronique sur laquelle est placé un support comportant des évidements pour recevoir des objets à inventorier comportant au moins une partie métallique, au moins une partie des évidements étant conformée pour recevoir respectivement un objet, le système comportant un dispositif de contrôle apte à déterminer si tous les objets sont compris dans l’espace clos, caractérisé en ce que la carte électronique comporte une pluralité de capteurs, chaque capteur étant constitué d’un circuit électronique composé d’une inductance et d’un condensateur, et en ce que la carte électronique comporte en outre :

- des moyens de réception d’une commande du dispositif de contrôle pour effectuer des mesures,

- des moyens d’activation de mesures d’au moins une caractéristique d’au moins un ensemble de circuits électroniques composés d’une inductance et d’un condensateur,

- des moyens d’activation d’une comparaison de chaque caractéristique mesurée à une caractéristique de référence déterminée pour chaque circuit électronique composé d’une inductance et d’un condensateur,

- des moyens d’activation d’une détermination de la présence d’un objet en fonction d’au moins un résultat de comparaison, - des moyens de transfert au dispositif de contrôle d’une trame comportant, pour chaque circuit électronique de l’ensemble de circuits électroniques composés d’une inductance et d’un condensateur capteur actif, d’une information représentative de la détection ou non de la présence des petits objets.

Ainsi, il est possible de réaliser l’inventaire d’objets qui n’ont pas une surface assez importante sur laquelle on peut fixer un tag, ou d’objets qui ne possèdent pas de surface non utilisée/non courbée, ou des objets dont le tag ne permet pas une bonne fiabilité de détection.

Selon un mode particulier, chaque capteur est respectivement disposé sur la carte électronique à une intersection d’une ligne horizontale et d’une ligne verticale, les lignes verticales et horizontales étant espacées régulièrement.

Ainsi, la présente invention permet de réaliser un inventaire sur un nombre important d’objets sans nécessité de capteurs adaptés à la taille de l’objet à inventorier. Une grande flexibilité de positionnement des outils est permise, tout en étant modulaire pour un coût maîtrisé.

Selon un mode particulier, le système comporte :

- des moyens de mesure de la température dans le sous-espace clos, la caractéristique de référence déterminée pour chaque circuit électronique composé d’une inductance et d’un condensateur étant obtenue à partir d’une mesure de la caractéristique lorsque le support comportant des évidements est vide,

- des moyens de mémorisation de la température mesurée lors de la mesure de la caractéristique lorsque le support comportant des évidements est vide et de la mesure de la caractéristique lorsque le support comportant des évidements est vide.

Selon un mode particulier, la température du sous-espace clos est mesurée lors de la mesure de la caractéristique d’au moins une partie des circuits électroniques composés d’une inductance et d’un condensateur, la caractéristique de référence étant déterminée selon la formule suivante :

Zcomp = Zref * (1 + (Tact - Tref) * Tcoefft) où Tcoefft est une variable de configuration stockée préalablement mémorisée, Zref est la mesure de la caractéristique lorsque le support comportant des évidements est vide, Tref est la température mesurée lors de la mesure de la caractéristique lorsque le support comportant des évidements est vide et Tact est la température mesurée lorsque les moyens de mesure de la caractéristique sont activés.

Ainsi, il est possible d’assurer une mesure précise permettant de fonctionner avec une tolérance (Toi) faible indispensable à la différenciation des objets et le suivi de très petits objets et ce, quelle que soit la variation de température de l’environnement du système. De plus, cette mesure précise permet la détection d’un objet non métallisé mais qui a un revêtement métallique.

Selon un mode particulier, le dispositif de contrôle est relié à un lecteur UHF RFID disposé sur l’espace clos, le lecteur UHF RFID est pourvu d'au moins une antenne non représentée qui émet des ondes électromagnétiques à destination de tags RFID. Ainsi, il est possible d’assurer le suivi dans le même espace clos de petits objets d’outillage et d’objets de plus grande taille pourvus de tags RFID.

Selon un mode particulier, la caractéristique est une impédance parallèle et/ou une fréquence.

BREVE DESCRIPTION DES DESSINS

Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels :

[Fig. 1] est une vue schématique d'un système d'inventaire d’une servante dans lequel la présente invention est implémentée ;

[Fig. 2] est un exemple d’architecture du système d'inventaire selon la présente invention ;

[Fig. 3] est un exemple d’un support comportant des évidements pour recevoir des objets à inventorier selon la présente invention ;

[Fig. 4] est un exemple d’architecture d’un microcontrôleur apte à gérer le fonctionnement de capteurs pour effectuer un inventaire d’objets dans un sous-espace clos ; [Fig. 5] est un exemple d’une matrice de capteurs pour déterminer la présence ou l’absence d’objets à inventorier selon la présente invention ;

[Fig. 6] est une vue explicitant le principe de détection par courant de Foucault d’un objet ;

[Fig. 7] est un exemple d’architecture d’une carte électronique comprise dans l’espace clos ;

[Fig. 8] représente un exemple d’algorithme exécuté par un microcontrôleur de la carte électronique comprise dans l’espace clos selon la présente invention.

EXPOSE DETAILLE DE MODES DE REALISATION

La Fig. 1 est une vue schématique d'un système d'inventaire selon un premier mode de réalisation de la présente invention.

Le système d'inventaire représenté à la Fig. 1 est prévu pour inventorier des objets qui sont contenus dans un espace clos tel qu'un meuble 10, une armoire ou une servante d'atelier, qui peut contenir des éléments tels que des étagères, des tiroirs Tir formant des sous-espaces clos. Cet espace clos et ces sous-espaces clos sont respectivement délimités par une enceinte métallique.

Les objets en question sont par exemple des outils pour assurer la maintenance d'un atelier, d'une usine, etc. Certains de ces objets sont pourvus d'un tag RFID (Radio Frequency IDentification : Identification par radiofréquence) d’autres, de par leur taille réduite, ne disposent pas d’un tag RFID.

Les objets ne disposant pas de tag RFID seront par la suite appelés petits objets.

Le système d'inventaire comprend un dispositif de contrôle 100.

La Fig. 2 est un exemple d’architecture du système d'inventaire selon la présente invention.

Le dispositif de contrôle 100 est relié à un lecteur UHF RFID 250 disposé sur l’espace clos 10. Le lecteur UHF RFID 250 est pourvu d'au moins une antenne non représentée qui émet des ondes électromagnétiques à destination de tags RFID. Le dispositif de contrôle 100 est par exemple, un ordinateur, un téléphone intelligent, une tablette tactile. Selon l’invention, le dispositif de contrôle 100 est apte à générer des requêtes à au moins un microcontrôleur 200 d’une carte électronique comprise dans un sous-espace clos pour activer une détection de la présence ou l’absence d’au moins un petit objet dans le sous-espace clos dans lequel est placée la carte électronique.

Les requêtes ainsi que les réponses d’au moins une carte électronique sont transmises par une liaison filaire ou radio COM.

Par exemple, une première carte électronique Cal est disposée dans un premier sous- espace clos et une seconde carte électronique Ca2 est disposée dans un premier sous- espace clos. Chaque carte électronique comporte un microcontrôleur 200.

Le dispositif de contrôle 100 a une base de données comprenant les objets stockés dans l’espace clos. Le dispositif de contrôle 100 exécute un programme de contrôle et décide de la présence ou de l’absence de tous les objets, soit outils tagués soit petits objets.

Afin de configurer le nombre de supports comportant des évidements, le nombre des cartes électroniques, et afin d’associer l’emplacement des outils avec le(s) détecteur(s), le dispositif de contrôle 100 interroge chaque carte électronique qui, en réponse, lui transmet son identifiant unique, le dispositif de contrôle 100 établit une liste de cartes électroniques et associe à chaque petit objet l’identifiant de la carte électronique et chaque position du ou des capteurs auquel le petit objet doit être en regard.

Le dispositif de contrôle 100 notifie à chaque carte électronique la liste des capteurs à utiliser par la carte électronique et chaque carte électronique enregistre la au moins une caractéristique du circuit résonnant de chaque capteur à utiliser lorsque le support comportant des évidements est vide et la température à laquelle la mesure est faite. La Fig. 3 est un exemple d’un support comportant des évidements pour recevoir des objets à inventorier selon la présente invention.

Le support Mou comporte des évidements Orl, Or2, Or3 et Or4 pour recevoir des objets à inventorier.

Le support Mou est par exemple une mousse en polymère. L’évidement Orl est conformé pour recevoir les objets 01, 02 et 03. Les évidements Or2, et Or4 sont conformés pour recevoir respectivement un unique objet.

L’évidement Or3 est conformé pour recevoir un unique objet 04.

Dans l’exemple de la Fig. 3, les objets 01, 02, 03 et 04 sont respectivement présents dans l’évidement qui leur est alloué. Les évidements sont adaptés pour épouser la forme de l’objet ou sont adaptés à recevoir plusieurs objets.

Aucun objet n’est présent dans les évidements Or2 et Or3.

La Fig. 4 est un exemple d’architecture d’un microcontrôleur apte à gérer le fonctionnement de capteurs pour effectuer un inventaire d’objets dans un sous-espace clos.

Le microcontrôleur selon la présente invention comprend :

- un processeur, micro-processeur, ou microcontrôleur 400 ;

- une mémoire volatile 403 ;

- une mémoire non volatile 402 ;

- une I/F interface de contrôle de la carte électronique 404 ;

- une interface de communication COM 405 bidirectionnelle ;

- un bus de communication reliant le processeur 400 à la mémoire ROM 402, à la mémoire RAM 403, à l’interface IF 404 et à l’interface de communication COM 405. Le processeur 400 est capable d’exécuter des instructions chargées dans la mémoire volatile 403 à partir de la mémoire non volatile 402, d’une mémoire externe (non représentée), d’un support de stockage, tel qu’une carte SD ou autre, ou d’un réseau de communication. Lorsque le contrôleur 200 selon la présente invention est mis sous tension, le processeur 400 est capable de lire de la mémoire volatile 403 des instructions et de les exécuter. Ces instructions forment un programme d’ordinateur qui cause la mise en œuvre, par le processeur 400, de tout ou partie du procédé décrit en relation avec la Fig. 8.

Tout ou partie du procédé décrit en relation avec la Fig. 8 peut être implémenté sous forme logicielle par exécution d’un ensemble d’instructions par une machine programmable, telle qu’un DSP (Digital Signal Processor en anglais ou Unité de Traitement de Signal Numérique en français) ou un microcontrôleur ou être implémenté sous forme matérielle par une machine ou un composant dédié, tel qu’un FPGA (Field-Programmable Gate Array en anglais ou Matrice de Portes Programmable sur le Terrain en français) ou un ASIC (Application-Specific Integrated Circuit en anglais ou Circuit Intégré Spécifique à une Application en français).

La Fig. 5 est un exemple d’une matrice de capteurs pour déterminer la présence ou l’absence d’objets à inventorier selon la présente invention.

Au moins une matrice de capteur est disposée sur chaque carte électronique. Dans l’exemple de la Fig. 5, la matrice de capteur est sur la carte électronique Cal.

La matrice de capteur comporte une pluralité de capteurs notés Capl à CapN disposés régulièrement sur la surface de la carte électronique Cal.

La carte électronique Cal est placée en dessous du support Mou disposé dans le tiroir Tir.

Les capteurs sont disposés aux intersections de lignes horizontales et verticales espacées régulièrement. Par exemple, les lignes horizontales et verticales sont espacées de 3cm.

Cette architecture permet de réaliser des cartes électroniques adaptées à tout type de petit objet.

Selon la taille de l’objet et son emplacement prévu dans le support Mou, un ou plusieurs capteurs peuvent ainsi être en regard dudit petit objet.

La Fig. 6 est une vue explicitant le principe de détection par courant de Foucault d’un objet.

Un capteur, par exemple le capteur Capl, est constitué d’une inductance L1 et d’un condensateur Cl formant un circuit résonnant. La présence d’un petit objet tel que l’objet 01 augmente l’inductance effective du circuit résonant et donc elle réduit la fréquence d’oscillation. Au lieu de, ou en complément de, la détection est effectuée en mesurant le changement de la caractéristique. Le microcontrôleur peut mesurer la fréquence, et faire la comparaison entre la fréquence mesurée et la fréquence de référence lorsque l’évidement est vide. La différence entre les valeurs détermine si l’outil est présent ou pas. Il est possible de tromper la détection en mettant un autre objet métallique dans l’évidement. Selon l’invention, le microcontrôleur 200 apprend deux valeurs de référence : quand l’évidement est vide et quand le petit objet destiné à être placé dans l’évidement est présent. Le microcontrôleur 200 peut alors différencier entre un évidement vide, le petit objet placé dans l’évidement et un autre petit objet selon la valeur de l’impédance et/ou de la fréquence mesurée. Pour un petit objet qui est disposé en regards de plusieurs capteurs, sa présence peut être caractérisée par plusieurs valeurs de référence pour chaque capteur.

Le petit objet doit être un objet conducteur métallique, ferreux ou pas. Le petit objet peut être recouvert partiellement ou en totalité d’un revêtement métallique.

La Fig. 7 est un exemple d’architecture d’une carte électronique comprise dans l’espace clos.

Chaque carte électronique comprend un microcontrôleur 200, N capteurs Capl à CapN, chaque capteur Capi, avec i=l à N est constitué d’une inductance Li et d’un condensateur Ci. Les capteurs Capi sont reliés à un multiplexeur constitué de commutateur SW 1 à SWN et SW’ 1 à SW’N. Chaque carte électronique comprend un module de mesure de l’impédance parallèle 701 de chaque capteur, un module de mesure de la fréquence de résonnance 702 de chaque capteur, un circuit oscillateur 703 et un capteur de température 704.

La Fig. 8 représente un exemple d’algorithme exécuté par un microcontrôleur de la carte électronique comprise dans l’espace clos selon la présente invention.

A l’étape E800, le microcontrôleur 200 détecte la réception d’un message du dispositif de contrôle 100 demandant d’effectuer un contrôle de l’impédance et/ou de la fréquence des capteurs Capi à CapN.

A l’étape E801, le microcontrôleur 200 sélectionne un capteur actif, par exemple le capteur CAI, en positionnant les interrupteurs SW1 et SW’ 1 en position fermée. A l’étape E802, le microcontrôleur obtient une mesure de l’impédance et ou de la fréquence du capteur Capi.

La résistance du capteur, et donc la caractéristique mesurée, varie en fonction de la température de la carte électronique. Afin d’empêcher une détection erronée quand un évidement est vide, ou d’éviter une erreur, une compensation de la température est effectuée.

Au cours du processus de la configuration, pour chaque capteur Capl à CapN, le microcontrôleur mesure la caractéristique (Zref) et l’enregistre dans la mémoire non volatile. En même temps, il mesure la température de référence (Tref) et l’enregistre dans la mémoire non volatile.

En effectuant l’inventaire, pour chaque capteur, le microcontrôleur obtient une mesure de la caractéristique (Zact) et obtient une mesure de la température (Tact).

A l’étape E803, le microcontrôleur calcule la caractéristique de référence compensée (Zcomp), en utilisant l’équation :

Zcomp = Zref * (1 + (Tact - Tref) * Tcoefft) où Tcoefft est une variable de configuration stockée dans la mémoire non volatile. Sa valeur est l'aboutissement d’une série d'essais à travers la plage de température opérationnelle.

Un petit objet est déterminé présent si :

Zact > Zcomp + Toi où Toi est un variable de configuration stocké dans la mémoire non volatile. Sa valeur est l'aboutissement d’une série d'essais qui détermine la sensibilité de la détection des objets les plus petits.

A l’étape E804, le microcontrôleur 200 vérifie si tous les capteurs actifs ont été mesurés.

Dans l’affirmative, le microcontrôleur 200 passe à l’étape E806 ; dans la négative, le microcontrôleur 200 passe à l’étape E805, sélectionne un autre capteur et retourne à l’étape E801.

A l’étape E806, le microcontrôleur 200 commande le transfert d’une trame comportant, pour chaque capteur actif, une information représentative de la détection ou non de la présence des petits objets.