"Procédé et dispositif de traitement et de stockage de données"

La présente invention concerne un procédé de traitement et de stockage de données représentatives pour le fonctionnement d'un appareil ou d'une installation, ainsi qu'un dispositif de traitement et de stockage de telles données.

La présente invention concerne l'optimisation du traitement et du stockage de données permettant de suivre le fonctionnement d'un ou de plusieurs appareils ou installations considérés ci-après comme un « parc d'appareils ».

A titre d'exemple non limitatif d'une application du procédé et du dispositif de l'invention, il est présenté ici un parc d'appareils de remplissage domestiques d'un réservoir avec du gaz naturel et plus particulièrement l'application au remplissage d'un réservoir de gaz naturel d'un véhicule automobile. Auparavant, les véhicules automobiles dont le moteur thermique utilise du gaz naturel comme combustible, devaient se rendre à une station service équipée d'un poste de débit de gaz naturel, comme doivent le faire, de manière analogue, les véhicules dont le moteur thermique utilise de l'essence ou du diesel.

Désormais, il est possible que des maisons individuelles raccordées au réseau de fourniture de gaz naturel soient équipées d'un appareil de remplissage domestique permettant de remplir individuellement le réservoir à gaz naturel du véhicule de l'habitant de la maison. La fourniture du gaz naturel est alors faite au même titre que celle du gaz naturel utilisé pour le chauffage et la cuisine. Et la différence d'équipement consiste principalement dans un compresseur permettant d' introduire le gaz naturel dans le réservoir du véhicule

jusqu'à une pression prédéterminée et supérieure à celle avec laquelle le gaz naturel arrive à la chaudière ou à un poste de cuisson dans la cuisine.

La figure 1 des dessins annexés représente schématiquement une installation domestique avec un poste de débit ou appareil de remplissage auquel la présente invention est applicable. Le gaz naturel arrive à un coffret extérieur 1 ayant un compteur principal et est réparti ensuite sur deux conduits dont l'un achemine le gaz naturel vers des utilisations domestiques tels une chaudière 2, une plaque de cuisson ou un chauffe-eau, et dont l'autre conduit achemine le gaz naturel à un sous compteur 3 et puis vers un appareil de remplissage domestique comportant un compresseur individuel 4 destiné à mettre le gaz naturel à la pression nécessaire au remplissage du réservoir d'un véhicule automobile V et un module communiquant 5 permettant une collecte directe ou une collecte à distance, des données de fonctionnement de l'appareil de remplissage domestique auxquelles peut être rajoutée, par exemple, la quantité de gaz naturel débitée .

La réalisation de ce concept résulte en un nombre assez important d'appareils de remplissage à surveiller et à entretenir. Afin de permettre au fournisseur de gaz naturel et/ou au fournisseur des appareils de remplissage domestiques de suivre à distance le fonctionnement du parc d'appareils de remplissage domestiques et d'en déduire, aussi bien pour le court terme que pour le long terme et pour un dépannage, des mesures appropriées de maintenance ou de réparation, les appareils de remplissage peuvent avantageusement être équipés de moyens conformés pour engendrer des données représentatives de valeurs mesurées, de paramètres et de bien d'autres caractéristiques, et de mettre ces données

à disposition pour une lecture à distance, par télécommunication ou par radio, ou pour une lecture locale moyennant un appareil apporté par du personnel itinérant . L'acquisition de données représentant des valeurs de mesure ou de données représentatives d'autres caractéristiques du fonctionnement d'un parc d'appareils de remplissage domestiques, la transmission de ces données moyennant une liaison par câbles ou par mémoires mobiles (par exemple disquettes ou mémoires dites clé USB) et la transmission de ces données vers un poste central de traitement, ainsi que l'exploitation ou le traitement de ces données sont des activités non seulement de grande envergure en raison du très grand nombre de données à traiter, mais aussi des activités généralement soumises à des contraintes particulières suivant le domaine d' application choisi nécessitant des solutions spécifiquement adaptées.

En effet, les appareils de remplissage et les moyens à prévoir pour relever les données sont logés dans des boîtiers plus ou moins étanches et soumis à des variations climatiques parfois assez importantes. Il faut donc prévoir des moyens simples et robustes. En même temps, leur nombre étant assez élevé, il faut prévoir des moyens peu coûteux et se prêtant à une exploitation par un procédé simple. Par ailleurs, le grand nombre d'appareils de remplissage à prévoir entraînera un très grand nombre de données à traiter par la plate forme centrale de télé relève. Pour des applications impliquant l'utilisation de disques durs et pour des applications impliquant l'utilisation de mémoires de faible capacité telles que celles incorporées dans des « cartes à puces » également appelées « smart cards », on a pu trouver des solutions

en optimisant par exemple l'exploitation de la capacité de mémoire par une compression des données.

Toutefois, pour une application où la simplicité des moyens est en première ligne et où le coût et la taille des composants mémoire doivent être minimisés, la seule compression des données n'apporterait pas le succès escompté .

Le but de l'invention est de proposer un procédé et/ou des moyens permettant de traiter des données acquises moyennant des moyens simples, devant pouvoir fonctionner sous des conditions parfois rudes, et réalisés moyennant, ou mises en œuvre à l'aide de, moyens à faibles coûts. De plus, les données doivent pouvoir être traitées et stockées à une fréquence relativement basse tout en permettant la détection de tout événement ainsi que la reconstitution a posteriori du scénario.

Le but de l'invention est atteint avec un procédé de traitement et de stockage de données engendrées dans un poste de débit d'un fluide, les données étant lues et déposées dans une mémoire volatile attribuée à un module communicant du poste de débit.

Suivant ce procédé, les données sont ensuite analysées selon des critères prédéterminés de pertinence pour en sélectionner les données correspondant à un type d'événement, les données sélectionnées sont analysées selon un critère de redondance pour détecter les données ayant la même valeur lors de deux lectures successives, les données dont la valeur est inchangée par rapport à la valeur de la lecture précédente, sont remplacées par un marquage et les données ainsi compressées sont stockées dans une mémoire non-volatile.

Le but de l'invention est également atteint avec un dispositif pour traiter et stocker des données engendrées dans un poste de débit d'un fluide. Alors que :

la figure 1 représente schématiquement comment un dispositif de l'invention peut être intégré par exemple dans une installation de distribution de gaz, la figure 2 représente schématiquement la relation entre un appareil de remplissage dont le fonctionnement est à surveiller moyennant un procédé et un dispositif de 1' invention .

La solution que la présente invention propose est fondée sur la réflexion suivante : les valeurs de mesure et d'autres informations représentatives du fonctionnement de l'appareil de remplissage domestique sont transmises au module communiquant par une liaison série à partir d'un port standardisé RS232. Dans des intervalles réguliers, par exemple chaque seconde, le module communiquant adresse une requête à l'appareil de remplissage pour récupérer des données de fonctionnement telles que des valeurs mesurées, des paramètres de fonctionnement, des indications d'état de fonctionnement et des indications éventuelles d'erreur du fonctionnement. L'appareil de remplissage répond en envoyant un paquet de données contenant toutes les données brutes quel que soit l'état de ces données. L'appareil de remplissage fonctionne donc, sur le plan du traitement de données, selon la fonction esclave. L'ensemble des données transférées de l'appareil de remplissage vers le module communiquant est stocké sur le module communiquant dans différentes mémoires du module.

Ces mémoires sont constituées en partie par des mémoires non volatiles (par exemple une mémoire Flash) et, pour l'autre partie, par des mémoires volatiles (par exemple une mémoire RAM) . Les mémoires RAM et Flash, avec leurs caractéristiques respectives, sont les plus répandues dans l'électronique. Les disques durs, surtout ceux à petites dimensions, sont plus chers et plus fragile. En considérant les limites en nombre d'écritures

et le coût des mémoires Flash, c'est la mémoire RAM qui sera utilisée pour stocker, temporairement, les réponses de l'appareil de remplissage. Les données sont stockées dans une base de données dans laquelle un numéro de réponse est associé à chaque réponse D(t) . Celui-ci est incrémenté d'une unité pour chaque nouvelle réponse. Il est donc unique et permet de repérer dans le temps les réponses contenues en mémoire.

Les mémoires non volatiles ont pour caractéristiques principales que les informations stockées ne sont pas perdues lors d'une coupure d'alimentation, mais que le nombre d'écritures sur la mémoire est limité. De plus, les écritures sur la mémoire étant des modifications physiques de chacune des cellules de la mémoire, il y a une usure effective à chaque écriture .

Contrairement à cela, les mémoires volatiles sont caractérisées par la perte des informations stockées lors d'une coupure d'alimentation mais supportent un nombre d'écriture quasiment infini.

Il existe d'autres mémoires non volatiles que la mémoire Flash. Toutefois, des mémoires non volatiles tel que le disque dur demande un environnement de fonctionnement parfois assez lourd et assez contraignant qui est contraire aux conditions de fonctionnement des stations telle qu'une station de remplissage domestique dont les caractéristiques de fonctionnement et les circonstances d' implantation correspondent plutôt à celles ou ceux d'un environnement embarqué où la taille et le coût des composants sont optimisés.

Par ailleurs, quand on compare le coût d'une mémoire Flash à celle d'une mémoire RAM, le coût de la mémoire Flash est nettement supérieur et demande donc, là aussi, une optimisation maximale de son exploitation.

Ces conditions matérielles ont fait choisir, pour résoudre le problème posé à l'invention, d'intervenir sur les données à mettre en stock et à traiter, et cela dans le sens d'une sélection qui peut être faite sur les données à garder en fonction de l'importance que l'on leur accorde. Ainsi, comme il sera expliqué ci-après, le module communiquant reçoit toutes les données, les stocke temporairement en attendant de statuer sur le besoin de les trier et de les stocker définitivement. En effet, comme toute centrale d'acquisition, notamment mobile ou embarquée, le module communiquant a un espace de mémoire limité. Ceci implique par ailleurs aussi de devoir évacuer régulièrement une partie des données stockées temporairement sur la mémoire volatile. Par ailleurs, la solution a été élaborée de manière à optimiser les critères suivants : coût et taille des composants mémoires utilisés, période entre deux évacuations, donc coût de 1' évacuation, - risque de perte des données par coupure d' alimentation .

Le dialogue entre l'appareil de remplissage domestique et le module communiquant se fait par une liaison série standardisée RS232. Le protocole régissant les échanges entre l'appareil et le module est réalisé selon le principe que le module communiquant est le maître de l'échange et l'appareil de remplissage est 1' esclave .

Sur demande du module, et en supposant que la liaison entre le module et l'appareil de remplissage est correcte, l'appareil de remplissage envoie l'ensemble de ses n données à l'instant t : dl(t), d2(t),

dn(t) .

Selon ce protocole, l'appareil de remplissage envoie un paquet de données brutes, D(t) = [dl, d2, ..., dn] au temps t vers le module communiquant. Le dialogue se fait périodiquement et la période est déterminée selon l'utilisation qui sera faite ensuite des données. Pour l'application décrite dans le cadre de la présente invention, la période est choisie de une seconde.

Dans un premier temps, les données reçues de l'appareil de remplissage, c'est-à-dire les réponses de l'appareil de remplissage à la requête du module communiquant, sont stockées afin de pouvoir être analysées et traitées de manière appropriée. Le traitement des données se présente sous la forme d'une combinaison d'un filtrage et d'une compression. En effet, même en ne faisant qu'une écriture par seconde, on accumule en cinq ans de fonctionnement environ 150 millions d'écritures. Indépendamment des questions de taille de mémoires et des coûts liés au traitement d'une telle quantité de données, il faut savoir faire face à une surabondance de données qui risque de cacher, par la quantité, les informations vraiment utiles pour la mise en place, comme évoqué plus haut, d'une maintenance appropriée et d'un suivi du fonctionnement de différents appareils.

Aussi, le procédé de l'invention prévoit comme première étape un filtrage des données à traiter. En effet, comme décrit plus haut, laisser les données dans une mémoire volatile présente le risque de les perdre lors d'une coupure d'alimentation. Puisque les mémoires non volatiles, notamment les mémoires Flash sont limitées en nombre d'écritures et aussi en espace mémoire, il s'agit d'écrire dans la mémoire non volatile le moins de données inutiles possible. D'autre part, afin de pouvoir espacer les évacuations de données à partir du module

communiquant, pour pouvoir limiter les coûts d'évacuation, il faut pouvoir couvrir une période assez longue. Il faut donc filtrer au maximum les données à garder, c'est-à-dire il ne faut garder que les données les plus pertinentes.

Un premier filtrage est effectué à partir du fait qu'un appareil peut avoir différentes étapes dans son fonctionnement et que l'on n'a pas besoin de prendre en compte toutes les étapes pour surveiller le fonctionnement de l'appareil. Ainsi, pour un appareil de remplissage domestique, cinq événements autour du compresseur de chacun des postes de débit ont été distingués : démarrage de la compression, - compression en cours depuis un nombre impair d' heures, arrêt de la compression, erreur détectée sur le compresseur, et régénération du compresseur. Ces événements représentent les étapes de fonctionnement considérés comme étant à surveiller, contrairement aux autres étapes. Les événements sont détectés en analysant les réponses successives de l'appareil de remplissage, qu'ils contiennent ce type d'informations. Par exemple, la régénération est détectée lorsque la donnée « régénération du compresseur » passe de 0 à 1.

Pour chaque type d'événement, une fenêtre temporelle est déterminée un peu avant le début de l'événement et un peu après le début de l'événement.

A cette fin, les données continuellement engendrées et stockées dans la mémoire volatile sont lues de manière telle qu'elles défilent dans une fenêtre de lecture afin de pouvoir repérer le début de l'événement et que la

fenêtre temporelle puisse être placée par rapport à ce début d'événement.

Parmi toutes les données de la mémoire volatile RAM, seules les données reçues pendant cette fenêtre temporelle sont prises en compte.

De plus, pour chaque type d'événement, certaines informations ne sont pas pertinentes ou le sont qu'à un instant précis de la fenêtre de scrutation de l'événement: par exemple, la température ambiante n'est pertinente qu'en début et fin de fenêtre lors d'un démarrage de compression. La limitation aux données pertinentes pour chaque type d'événement constitue un deuxième degré de filtrage.

Un troisième degré de filtrage est appliqué en enlevant toutes les données redondantes. En effet, écrire une valeur prend plus de place de mémoire que d' insérer une simple marque indiquant que la valeur est la même que celle de la réponse précédente. Aussi, lorsque la comparaison entre une donnée et la donnée précédente montre qu'il n'y a pas de changement de valeurs, une simple marque est insérée indiquant que la valeur est la même que celle de la réponse précédente.

En résumé, lorsqu'un événement est détecté, les réponses de l'appareil de remplissage domestique sont toujours stockées dans la base de données en mémoire RAM, jusqu'à ce que la fenêtre temporelle définie pour cet événement soit terminée. Alors seulement, les données nécessaires sont extraites de la base et un nouveau fichier, toujours sous forme d'une base de données, est créé. Le nouveau fichier contient uniquement le minimum de données nécessaires pour comprendre le fonctionnement de l'appareil de remplissage lors de la fenêtre temporelle donnée.

Les réponses de l'appareil de remplissage sont stockées dans une mémoire volatile RAM suivant une

structure FIFO « First In First Out : première entrée première sortie », c'est-à-dire quand tout l'espace mémoire dédié à ces réponses est occupé, c'est l'information la plus ancienne qui est effacée pour permettre la sauvegarde d'une nouvelle réponse. De plus, l'espace dédié aux réponses de l'appareil de remplissage domestique ainsi que les fenêtres temporelles ont été déterminés de sorte que lors d'un événement, les informations passées soient encore en mémoire volatile lorsque la fenêtre temporelle se termine.

Le tableau ci-après montre, à titre d'exemple, pour l'événement démarrage, les données à inscrire en mémoire Flash pour une fenêtre temporelle allant de cinq secondes avant le temps typique pour l'événement jusqu'à 175 secondes après l'événement.

Une fois que les données les plus pertinentes ont été sélectionnées parmi toutes celles reçues de l'appareil de remplissage, le fichier contenant ces données sélectionnées est compressé par une application sur le module communiquant. Cette compression peut être effectuée avec un logiciel du genre « gzip » fonctionnant sous Linux.

Lorsque le ficher contenant les données sélectionnées est compressé, il est stocké en mémoire non volatile, ici en mémoire Flash, et ceci dans une structure FIFO. Ainsi filtrées et compressées, les données sélectionnées occupent peu de place. L'occupation en mémoire flash dépend principalement du nombre d'événements. Et s'il y a beaucoup d'événements entre deux évacuations de données, ce sont les informations concernant les événements les plus anciens qui seront perdus. Ceci constitue un choix accepté. Néanmoins, la mémoire non-volatile est habituellement dimensionnée pour contenir la totalité des données triées entre deux relèves .

En résumé, le procédé de l'invention utilise les étapes suivantes : numérotation des réponses de l'appareil de remplissage, - stockage des réponses de l'appareil en mémoire volatile du type RAM, organisée en registre FIFO, définition d'événements, c'est-à-dire d'étapes importantes, définition de fenêtres temporelles, - définition de données pertinentes, gestion de la redondance des valeurs des données, compression applicative, ici compression appliquée sur le module communiquant, - stockage des données filtrées et compressées en mémoire non-volatile Flash organisée en registre FIFO.

Le but de l'invention est également atteint avec un dispositif de traitement de données engendrées dans un poste de débit d'un fluide, comprenant, outre des moyens de lecture des données engendrées, dans un module communicant du poste de débit, une mémoire volatile pour stocker les données lues, des mémoires non-volatiles pour stocker des critères de sélection, au moins un comparateur pour effectuer des sélections de données selon des critères prédéterminés de pertinence et de redondance, et une mémoire non-volatile pour stocker les données sélectionnées.

Selon des modes de réalisation avantageux de l'invention, la mémoire non volatile attribuée au module communicant du poste de débit, pour déposer les données lues, est organisée en registre de file, c'est-à-dire « premier entré, premier sorti » et /ou la mémoire non- volatile pour stocker les données sélectionnées est organisée en registre de file, c'est-à-dire « premier entré, premier sorti ».

La figure 2 des dessins annexés représente schématiquement la relation entre un appareil de remplissage dont le fonctionnement est à surveiller moyennant un procédé et un dispositif de l'invention et un module communiquant, collectant et traitant, puis stockant les données à garder.

Sur la figure 2, on voit plus particulièrement que l'appareil de remplissage domestique comprend un compresseur individuel 4 relié à un module communiquant 5. Le module communiquant 5 interroge une mémoire associée au compresseur 4 (flèche de droite) et cette dernière envoie toutes les données au module communiquant 5 (flèche de gauche) . Une fois toutes les données ainsi reçues ont été filtrées et compressées comme décrit plus haut, le module communiquant 5 est prêt pour transmettre les données à garder, suivant un protocole particulier, à une plateforme 6 conformée pour exploiter les données acquises et sélectionnées. La transmission entre le module communiquant 5 et la plateforme 6 peut être faite de toute manière technique appropriée, notamment par télécommunication ou par une personne itinérante collectant les données moyennant des mémoires amovibles telles des disquettes ou desdites clés USB.