CN103318418A - 传感器设备和与传感器设备进行通信的方法 - Google Patents

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林家华
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Abstract

本发明公开了用于燃料系统的传感器设备和与传感器设备进行通信的方法。该传感器设备包括配置成感测燃料系统内的燃料的特性的感测装置和配置成将表示感测到的燃料特性的信号无线发送到远程接收器的发射装置。另外，传感器设备包括适合于用作该设备的天线或天线的一部分的光电二极管。另外，本发明还公开了一种与多个传感器设备进行通信的方法。

Description

传感器设备和与传感器设备进行通信的方法
技术领域
本发明涉及传感器设备、包括一个或更多个传感器设备的传感器系统、包括该传感器系统的燃料系统、包括该燃料系统的飞机以及与多个传感器设备进行通信的方法。
背景技术
飞机燃料系统可包括在该燃料系统中感测燃料的各种特性的多个传感器。这些传感器可连接到线束，并且该线束可将传感器连接到中央处理器。该线束通常还将传感器连接到电源。
该线束可能是大而重的，特别是如果大量的传感器分布在大区域上，例如如果大量的传感器分布在机翼中的燃料箱上。该线束还可能难以封装在翼内以使其适合机翼中的周围其他部件并且避免电磁干扰。如果线束随后必须重新配置传感器网络和/或增加新的传感器，或更换配线，则可因此难以安装和/或修改线束。
期望提供解决这些问题的用于飞机燃料系统的传感器装置。类似地，可期望提供用于任何燃料箱或燃料系统的传感器装置，其减少了传感器装置的重量并且减少了与布线安装相关的问题。
发明内容
本发明的第一方面提供了用于燃料系统的传感器设备，该传感器设备包括配置成感测在燃料系统内的燃料的特性的感测装置和配置成将表示感测到的燃料特性的信号无线发送到远程接收器的发射装置。
本发明的第二方面提供了包括一个或更多个传感器设备的传感器系统。
本发明的第三方面提供包括根据本发明的第二方面的传感器系统的燃料系统。
本发明的第四方面提供了包括根据本发明的第三方面的燃料系统的飞机。
本发明的第五方面提供了包括感测装置和具有光电二极管的光伏设备的传感器设备，其中，光电二极管适合于用作该设备的天线或天线的一部分。
本发明的第六方面提供了一种与多个传感器设备进行通信的方法，该方法包括以下步骤：连续地发送请求信号，每一请求信号识别相应的一个传感器设备；在相应的传感器设备处接收请求信号；以及传感器设备各自在被所接收的请求信号提示时连续地发送无线信号。
本发明的第七方面提供了具有包括传感器系统的燃料系统的飞机，该传感器系统包括飞机上的无线传感器设备和远程接收器，该传感器设备包括能量存储设备、配置成感测燃料系统内的燃料的特性的感测装置和配置成将表示感测到的燃料特性的信号无线发送到远程接收器的发射装置。
本发明的第八方面提供了与飞机上的多个传感器设备进行通信的方法，每一传感器设备包括能量存储设备，该方法包括以下步骤：使用飞机上的远程发射器连续发送请求信号，其中，每一请求信号识别相应的一个传感器设备；在相应的传感器设备处接收请求信号；以及传感器设备各自在被所接收的请求信号提示时发送无线信号。
该信号可以是编码的无线电信号或微波信号或红外信号，或任何其他类型的适于无线通信的信号。
通过发射装置发送到远程接收器的信号可被传送到处理系统（例如，核心处理和输入输出模块（core processing and input output module,CPIOM））或被传送到可以通过数据总线与CPIOM进行通信的数据收集器（例如远程数据集中器（remote data concentrator，RDC）。传感器设备和远程接收器之间的无线通信可消除传感器设备被安装在燃料系统中时有线连接到线束的需要。通过消除将传感器设备连接到线束的需要，可减少传感器装置的重量并且可减少或消除与将传感器有线连接到燃料系统相关的避免物理障碍和电磁干扰源的问题。通过消除安装通向传感器的信号线或在维护活动期间连接与断开信号线的需要，本发明还可增加制造、装配和维护的简易性。
通过提供具有多个适于无线通信的传感器设备的传感器系统，第二方面的传感器系统可消除否则需将传感器设备的网络连接到常规的有线传感器系统中的处理系统或数据收集器或远程电源的线束的需要。
传感器设备还可包括接收装置，并且该传感器设备可配置成响应于接收装置从远程发射器所接收的请求将信号无线发送到远程接收器。远程发射器可将请求信号无线发送到接收装置。远程发射器可形成传感器系统的一部分。
传感器设备可配置成接收包括错误校验码的请求信号，并且如果例如由于来自外部源的干扰而导致该请求信号被损坏，该错误校验码可使信号无效使得传感器设备不响应该请求信号发送信号。传感器设备发送的无线信号还可包含配置成如果信号被损坏则使得该信号无效的错误校验码。
发射装置可具有其适合于无线发送信号的操作主动模式和其不适合于无线发送信号的操作休眠模式。通过向发射装置提供不发送信号的操作休眠模式，可减少传感器设备的功耗。当发射装置在其休眠模式中时，接收装置可适合于接收请求。
传感器设备还可包括能量收获设备。能量收获设备可配置成向感测装置和发射装置供电，使得感测设备不需连接到另一外部电源。通过向传感器设备提供能量收获设备，可消除将传感器设备连接到另一电源的布线（例如，连接到中央电源或另一远程电源的电源线或线束）的需要。
传感器设备可以是自供电的，使得其不需要与飞机相关的或用于飞机的任何电源的供电而相反使用来自其周围的能量例如光能量、振动或温度的变化给自身供电。
所述多个传感器设备各自可具有其自身的能量收获和存储设备。替代地，一个或更多个传感器设备可以与至少另一传感器设备共享能量收获和/或能量存储设备。
能量收获设备可以是光伏设备。替代地，能量收获设备可以是振动收获设备或微型燃料电池或热电能量收获设备或适于收获能量的任何其他设备。
光伏设备可包括适合于用作该设备的天线或天线的一部分的二极管或二极管阵列。该二极管可以是光电二极管并且可适合于作为从远程发射器接收信号或将信号发送到远程接收器的天线或天线的一部分。
传感器设备还可包括能量存储设备。能量存储设备可以是连接到能量收获设备的再充电的能量存储设备。该能量存储设备可，例如是电池或电容器。
传感器设备可配置成存储标识符。优选地，该标识符是唯一标识符。优选地，该标识符是可重新配置的。当传感器设备发送信号时，该标识符可用于识别该传感器设备。该标识符可以例如是RFID标签。替代地，该标识符可以是条形码。
感测装置可包括伸至燃料箱内部的探针。
传感器设备可包括安装到燃料箱边界的安装装置。该安装装置可包括例如接纳紧固件和/或连接支架的孔。
传感器设备还可包括对感测装置电磁屏蔽发射装置发送的信号的屏蔽装置。该屏蔽装置可配置成减少从发射装置发送到燃料系统或燃料箱内的能量。
感测装置可配置成确定以下的一个或多个：燃料箱中的燃料的数量或温度或密度或燃料中的污染物的量。污染物可以是例如氧气或水或期望监控的任何其他燃料污染物。
感测装置通常可以是可用于确定燃料系统（例如车辆燃料系统或固定燃料箱）内的燃料的特性的任何类型的传感器。本发明的第六方面的传感器装置可包括测量非燃料特性或燃料系统特性的特性的感测装置。第六方面的感测装置可例如包括位置传感器或温度传感器或位置传感器或在任何燃料系统或非燃料系统应用中使用的任何其他类型的传感器。
传感器设备可包括多个感测装置。所述多个感测装置各自可配置成感测相同的特性或替代地配置成感测多个不同的特性。
第二方面的传感器系统可包括一个或更多个远程接收器，远程接收器配置成无线接收传感器设备发送的信号。传感器设备各自可配置成将无线信号发送到一个传感器设备或多个传感器设备。
传感器系统还可包括一个或更多个远程发射器，远程发射器配置成将请求信号无线发送到传感器设备。每一请求信号可以对于每一相应的传感器设备是唯一的。
传感器系统可以能够检测一个或更多个类似的传感器系统的存在并且与其他传感器系统合作，使得每一传感器系统将请求发送到其传感器设备并且在其自身的时间间隙中从其传感器设备发送无线信号，其自身的时间间隙不与其他传感器系统的时间间隙重叠。
远程发射器可配置成连续无线发送多个请求信号。当多个请求信号被连续发送时，每一请求信号对于一个相应的传感器设备是唯一的，多个传感器设备可响应于其相应的请求信号连续地发送无线信号。每一传感器设备可因此在其自身的时间间隙中依次发送无线信号，即传感器设备中的一个响应于请求信号所发送的每一无线信号与传感器设备中的另一个响应于另一请求信号所发送的任何其他无线信号不是同时的。这些传感器设备可因此以同步、脉冲响应的方式发射其无线信号。通过请求每一传感器设备在其自身的时间间隙中分别发送信号，可减少来自不同的传感器设备的信号之间的干扰。
仅当需要来自该传感器设备的感测特性时，例如，在预定的时间段之后或响应于特定的事件，远程发射器才可从特定的传感器设备请求无线信号。当从传感器中请求响应时，发射装置可因此仅进入其操作主动模式，使得最小化传感器设备的功耗。该响应可以是短脉冲信号。
该唯一的无线请求信号可以是在传感器系统内唯一的。另外，唯一的无线请求信号可以是在多个传感器系统中唯一的。通过使得无线请求信号在多个传感器系统中唯一，可减少系统之间的干扰。
第三方面的燃料系统还可包括燃料箱。传感器设备的感测装置可延伸至燃料箱内，并且可适于从燃料箱的外部，优选地在无需进入燃料箱内部的情况下，移除该传感器设备。因此可在不用拆卸燃料箱或不在燃料箱内部执行任何操作的情况下快速并且容易地从燃料箱中移除传感器设备。
可布置传感器系统，使得传感器系统的节点之间的无线信号路径基本上在燃料系统的外部。通过设置基本上在燃料系统外部的路径，减少了燃料系统吸收的能量。
第四方面的飞机还可包括具有上结构盖板的机翼，并且传感器设备可附着于该上机翼盖板。传感器设备可因此是相对于机翼顶部安装的。可适于在不需进入机翼内部的情况下通过上机翼盖板从外部移除传感器设备。通过在上机翼盖板上布置传感器设备，当燃料箱中存在燃料时不需首先排干燃料箱来移除传感器设备。
在第六方面的方法中，请求信号可包括对于相应的传感器设备唯一的标识符。
第八方面的传感器设备所发送的无线信号可表示传感器设备所确定的感测特性。传感器设备发送的无线信号可被飞机上的一个或更多个远程接收器所接收。
响应于请求信号中的一个所发送的每一无线信号可以与响应于另一请求信号所发送的任何其他无线信号不是同时的。可因此最小化或完全避免从每一相应的传感器设备发送的无线信号之间的干扰。可定时发送连续的请求信号以避免信号干扰。
将理解本发明的各个方面的特征可以与本发明的其他方面的特征相结合。
附图说明
现在将参考附图描述本发明的实施例，在附图中：
图1示出了飞机的平面图，该平面图示意性地示出了机翼上安装的传感器设备的位置；
图2示出了通过飞机的机翼的横截面；
图3示出了传感器设备；以及
图4示出了典型的主/从数据交换序列。
具体实施方式
图1示出了具有机身2和机翼3a、3b的飞机1。机翼3a具有图2中示出的机翼箱，包括前后加强杆4、5以及上下盖板6、7。机翼3a限定了完整的燃料箱8，图1中的虚线表示燃料箱8的位置。前后加强杆4、5形成了燃料箱8的前后壁并且上下盖板6、7形成了燃料箱8的上下壁。
燃料箱设置有分布在其范围上的多个传感器设备9a-9e，图1中示出了传感器设备9a-9e的位置。应注意到燃料箱8具有为了清楚而未示出的其他传感器设备。燃料箱可例如被设置有与各种传感器设备相关的例如1000个或更多个传感器。
图3中示出的传感器设备9a包括燃料测量探针10以及安装在燃料测量探针上的多个燃料温度传感器11。燃料测量探针10适于感测燃料箱8内的燃料12的液位，并且如示出了通过机翼3a和传感器设备9a的横截面的图2所示，基本上在上下盖板6、7之间延伸。燃料温度传感器11适于感测燃料箱8内的燃料12的温度。传感器设备9a-9e中的每一个适于测量一个或更多个燃料特性，例如以下的一个或更多个：燃料12中的燃料液位或温度或密度或例如水的污染物的量。传感器设备可例如通过测量燃料的介电常数和/或电阻率来测量污染物的量。
传感器设备9a还包括容纳光伏设备14、在光伏设备之下的法兰罐13’中的可再充电电池（未示出）和电子单元（未示出）的法兰部13。可再充电电池和电子单元可从法兰罐中移除并且在维护活动期间被更换而不需从机翼3a中移除传感器设备9a。
法兰部13具有多个围绕法兰部以环状布置并延伸穿过其厚度的孔15。孔15接纳将法兰部附着于上机翼盖板6的机械螺钉紧固件16。法兰部13的上表面基本与上机翼盖板6的上表面齐平以最小化阻力。法兰部适于灵活地适应机翼形状的变化，例如由于气动弹性变形引起的变化。通过将光伏设备放置在机翼的上盖板上，光伏设备可位于接收直射阳光的良好位置。
下机翼盖板7在其上表面上具有漏斗形导向承口20，其接纳探针10的下端。漏斗形导向承口有利于当安装传感器设备时传感器设备的正确插入以及改善服务中的探针的位置。
通过移除机械紧固件16并且从机翼3a提升出传感器设备，可经由上机翼盖板移除传感器设备9a。通过安排传感器设备9a经由上机翼盖板6被移除，当燃料箱8中存在燃料12时，可在无需首先将燃料箱排干并且没有从燃料箱泄漏燃料的任何危险的情况下移除传感器设备9a。传感器设备9a适于不需进入燃料箱8内部而被移除以更容易地进行维护活动。
与传感器设备9a类似地布置一些其他传感器设备并且这些其他传感器设备具有附着于上机翼盖板6的连接法兰。然而，与燃料箱8相关的其他传感器设备可被不同地附着，并且可附着于飞机的其他部件，例如附着于前后加强杆4、5或附着于下机翼盖板7。
光伏设备14适于当太阳辐射在其上入射时生成电能。可再充电电池适于存储光伏设备14生成的能量。光伏设备14和可再充电电池形成用于传感器设备9a的电源，该电源将电力供应到测量探针10、温度传感器11和电子单元。可再充电电池适于能够在延长的时间段，例如长至48小时（从完全充满电开始）将向传感器设备9a供电，使得在光伏设备14没有产生足以向传感器设备供电的能量的时间段内，例如夜晚入射到光伏设备上的太阳能辐射不足时或飞机在临时飞机储藏库中时，传感器设备可继续运行。
一些其他传感器设备还包括在其法兰部中的光伏设备和电池。然而，其他传感器设备，例如那些没有附着于上机翼盖板6的传感器设备，可具有其他类型的能量收获设备，例如振动收获设备。
传感器设备9a-9e中的每一个具有电子单元。每一传感器设备9a-9e的电子单元包括发射器、接收器、微处理器、存储器和传感器调节电路。发射器配置成将表示感测的燃料特性的信号无线发送到远程接收器17，如图1所示，该远程接收器17位于机身2内。发射器使用光电二极管或光电二极管阵列作为广播和接收信号的天线或天线的一部分。在适当的情况下，二极管或二极管阵列的尺寸与具有额外长度的连接线的发射和接收频率所需的天线尺寸相匹配。二极管被适当地方向极化。
发射器发送的信号是远程收发器所接收的编码的无线电频率信号。该发射器具有其发送信号的操作主动模式和其不发送信号的操作休眠模式或被动模式。
远程收发器17将燃料特性传送给数据收集器18，数据收集器18将与飞机燃料系统有关的数据发送到数据处理系统19。通过使得传感器设备9a-9e将感测到的燃料特性无线传送给远程收发器17，传感器设备能够在不用通过电线电连接到数据收集器或任何其他外部设备的情况下将与燃料箱8中的燃料12有关的数据提供给数据处理系统19。因此可在不需要线束的情况下集成传感器设备9a-9e。
无线传感器设备9a-9e减少了对在飞机燃料系统中布线的需要并且消除了对将传感器连接到处理系统19的线束的需要。通过消除线束，显著减少了传感器装置的重量，并且减少了与传感器电线通过飞机机翼3a的布线相关的避免物理障碍和干扰源的问题。还增加了在机翼3a内接纳例如电源线束和启动电缆（activation cable）（否则其需与传感器电线或线束分开放置）的其他系统的可用空间。这些优点对于位于电线的封装可能存在问题的飞机机翼中的传感器特别重要。无线传感器设备9a-9e可用于更换至少一些以及可能全部的常规的有线燃料系统传感器设备。可期望仅更换一些常规的有线燃料系统传感器设备（例如，在难于进入的区域或可能需要长接线行程的情况下）并且保留一些有线传感器设备（例如，在非常关键的位置）。
由于不需要在维护活动期间安装通向传感器的电线或连接和断开信号线和/或电源线，无线传感器设备9a-9e还增加了用于燃料箱8的传感器网络的制造、装配和维护的简易性。因为基本上消除了连接线和连接器的失败导致的故障，传感器网络的可靠性也被改善了。
发射器还配置成将表示可再充电电池的状态的信号发送到远程收发器17，使得处理单元可确定光伏设备14是否正确运行并且可确定电池状态是否低到使得传感器设备9a可能由于缺少电力而不能运行。如果电池状态为低，则数据处理系统19可通过较少从传感器设备9a请求信号来进行响应，从而减少能量消耗并延长电池寿命。如果电池状态非常低，则传感器设备可进入不发送信号以防止完全放电的“睡眠模式”。然后当检测到再充电时，例如如果在光伏设备长时间没有暴露在充足的光线之后将飞机1移回到阳光下，传感器设备可重新被启动并且重新开始发送信号。
发射器还配置成当其发送信号时发送标识符。每一传感器设备具有射频识别标签（RFID tag）形式的唯一标识符和读取RFID标签的读取器。当传感器设备9a-9e安装在机翼3a上时设置RFID标签，并且RFID码被上传到飞机的燃料管理控制模块中的表格使得各个传感器设备可被容易地识别。每一传感器设备然后使用其读取器来读取其RFID标签并且将该标识符存储在其存储器中使得每一传感器设备可以取回其自身的唯一标识符。传感器设备9a-9e的唯一标识符是可重新配置的使得可以如例如如果改变传感器配置或如果新传感器设备被增加到燃料箱8所需要的那样来重新设定标识符。
该唯一标识符包含与飞机上的传感器设备的唯一位置有关的信息和传感器设备的部分序列号。远程收发器17接收唯一位置标识符使得处理系统19可将燃料传感器感测到的特性与提供该信号的传感器设备相关联。由于例如通过使用读取器来读取RFID标签以确定或确认哪一个传感器正被检查，唯一RFID标签可用于帮助定位特定的传感器或识别正被检查的传感器，该唯一RFID标签还可有助于维护操作。
传感器设备9a-9e的接收器配置成从远程收发器17接收请求信号。传感器设备9a-9e配置成响应请求信号，并且已经检测到请求信号的微处理器通过命令将表示感测到的燃料特性的信号发送到远程收发器来进行响应。启动传感器设备以在先前信号发送之后即刻进行测量，并且存储器配置成存储与感测到的燃料箱8中的燃料12的特性有关的数据直到发送下一信号。传感器设备因此通过首先接收请求信号，然后发送表示先前感测到的燃料特性的信号，并且最后测量在下一请求信号之后可传送的燃料特性来进行工作。从而接收、发送和测量这三个阶段不同时发生并且因此降低功率峰值。
传感器设备9a-9e配置成仅当从远程收发器17接收请求时才发送信号。传感器9a-9e的发射器当其不发送信号时保持在操作休眠模式。然而，当发射装置在操作休眠模式中时，接收器仍然可从远程收发器17接收信号。通过仅当数据被处理单元所需要时发送与燃料系统特性有关的数据，可减少发射装置发送信号的时间量。通过减少发射器（在操作主动模式中）发送信号的时间量，减少了传感器设备9a-9e的整体功耗，因此减少了对电源的要求。传感器设备响应于接收到请求信号进行测量并且在其他时间保持在休眠状态，使得传感器设备的功耗被进一步减少。传感器设备9a-9e发送的信号具有约50μJ的能量，并且该能量在AC25/981C设置的200μJ的限制内。根据地方性法规和规章可应用更高或更低的其他限制。可因此使用比较小和轻量的电源来运行传感器设备并且不发送高于可容许的能量信号接近或进入燃料箱8。
远程收发器17将唯一的请求信号连续发送到每一传感器设备9a-9e，并且传感器设备通过响应于其自身的唯一的请求信号连续地发送表示感测到的燃料特性的信号来作出响应。传感器设备9a-9e具有1秒的刷新时间，使得以预定的顺序每秒一次连续地发生用于多个传感器设备的请求和响应事件。通过分别从传感器设备9a-9e请求信号，使得每一传感器设备在其自身的时间间隙发送信号，减少或抵消了来自不同的传感器设备9a-9e的信号之间的干扰的可能性。每一时间间隙具有0.001秒的持续时间。通过使得每一传感器设备适于在刷新周期内的短时间段发送信号，可最小化传感器设备的能量消耗。
唯一的请求信号中的每一个在传感器系统内是唯一的以减少各个传感器设备9a-9e之间的干扰。另外，唯一的请求信号在飞机组中是唯一的以最小化或抵消彼此相邻停放的飞机之间的干扰的可能性。
当飞机1是与具有类似的传感器系统的另一飞机相邻地共同停放时，这两个飞机中的每一个检测另一飞机的存在并且各个飞机的传感器系统合作使得这两个传感器系统中的每一个在单独的时间间隙中工作。这两个传感器系统中的每一个的刷新时间增加到2秒，并且各个飞机的传感器系统在1秒的操作之间交替（如上述）而另一飞机不发送请求信号或响应信号，接下来是不发送请求信号的一秒的休止状态。因此减少了这两个飞机的传感器系统之间的干扰。如果三个飞机共同停放，则每一传感器系统的刷新时间可增加到3秒并且这三个飞机可类似地合作来消除其各自的传感器系统之间的干扰。
传感器设备9a和远程收发器17之间传送信号的路径基本上在燃料箱8外部，并且法兰部13用作电磁屏蔽来减少传感器设备9a发送的进入燃料箱的信号能量的量。另外，燃料箱8的壁用作接到机翼结构的法拉第筒，使得充分地阻止信号的能量进入燃料箱内部。
在传感器设备9a和远程收发器17之间传送信号的路径基本上通过自由空气。因此最小化了传感器设备9a和远程收发器17之间吸收的信号能量的比例。以这种方式，减少了在传感器9a和远程收发器17之间成功发送无线信号所需的能量并且因此减少了传感器设备的能量消耗。
远程收发器17发送的每一请求信号和传感器设备9a-9e中的一个发送的每一响应信号具有例如，里德所罗门码的验证错误校验码，该验证错误校验码作为信号的一部分被发送。如果例如由于当飞机1在地面上时来自诸如另一飞机的外部源的干扰而导致信号中的任何数据被损坏，则错误校验码使信号无效，该信号将被忽略。如果以这种方式破坏特定的传感器设备的请求和响应事件，则保留从该传感器设备最后成功发送的信号直到干扰消退并且请求和响应事件可以重新开始。
图4示出了如处理系统19所记录的远程发射器17（主）和传感器设备9a-9e中的一个（从）之间的典型的主/从数据交换顺序。线21指示请求和响应信号的形式，每一信号包括以下的数据：制造商头信息21a、主/从标识符21b、时间记录21c、飞机模型标识符21d、飞机制造商序列号（Manufacturer’s Serial Number,MSN）21e、传感器设备RFID(或其他标识符)21f、传感器设备状态项（即电池状态）21g、传感器数据项（即，感测到的一个或多个燃料特性）21h和错误校验码21i。
当远程发射器17发送请求信号22时，主/从标识符将该信号识别为正从收发器发送到传感器设备的请求信号。在飞机组内唯一的MSN将该信号识别为来自飞机1的信号而并不是，例如来自另一飞机的信号。传感器设备RFID识别目标传感器设备，即，期望从其得到响应的传感器设备，例如如图4所示的传感器9a。传感器设备状态项和传感器数据项是空白的，因为这些值将被传感器设备所填入。
如果由（如请求信号的RFID部分所标识的）目标传感器设备9a接收请求信号22并且该请求信号中的错误检验码没有使该请求被忽略，则传感器设备9a认为自身是目标传感器设备并且响应于该请求信号发送信号23。传感器设备状态和传感器数据项填写在返回信号23中，并且表示最近确定的电池状态的值和感测到的燃料特性。传感器设备的RFID也包括在返回信号23中以将传感器设备9a识别为曾发送返回信号的传感器设备。与远程收发器17进行通信的传感器设备9a-9e中的每一个使用类似的数据交换顺序来进行通信，并且每一刷新周期为每一传感器设备重复该过程一次，即每秒一次。
在另一实施例中，单个的请求信号可被远程发射器所发送，多于一个或全部的传感器设备接收该单个的请求信号，并且传感器设备可各自在其自身的单独的时间间隔中响应该请求信号。例如，多个传感器设备可接收单个请求信号并且各自可连续响应，使得传感器设备中的第一个在第一时间间隙中响应于该请求发送无线信号，然后传感器设备中的第二个在第二时间间隙中响应于该请求发送无线信号，等等。
在另一实施例中，远程收发器17可被将请求信号发送到传感器设备的一个或更多个远程发射器和从传感器设备接收信号的一个或多个远程接收器所代替。
在另一实施例中，可以不连续地发送请求信号，而可同时发送一些请求信号。在另一实施例中，每一传感器设备发送信号的时间间隙可具有不同于0.001秒的持续时间。
在另一实施例中，传感器设备9a-9e中的至少一个可以与其他传感器设备9a-9e中的至少一个共享能量收获设备和/或能量存储设备。
在另一实施例中，可使用超级电容器或另一适当的能量存储设备代替可再充电电池。
在另一实施例中，能量存储设备可适于能够在能量收获设备不生成或交付能量的情况下向传感器设备供电与48小时不同的时间（自完全充满电开始），例如长于48小时或24小时或1小时。
在另一实施例中，电池和/或电子设备和/或能量收获设备可以在远离感测装置的位置。例如，传感器设备可具有延伸至燃料箱中的一个或多个传感器以及例如在加强杆4、5中的一个的外壁上的位于燃料箱外的电池和能量收获设备。电池和能量收获设备可通过电线连接到传感器设备。
在另一实施例中，传感器设备可不使用光电二极管作为天线来接收和广播信号，而都可替代使用现有技术已知的常规天线设计。
在另一实施例中，每当需要关于传感器设备的标识符的信息时，每一传感器设备的读取器可用于读取RFID标签，而替代一次读取RFID标签并且然后在存储器中存储该标识符。在另一实施例中，每一传感器设备可能不具有读取器但可替代地被编程来记忆其自身标识符而不必使用读取器读标识符。在另一实施例中，每一传感器设备可包括可执行与上述的RFID标签相同的功能的条形码。在另一实施例中，每一传感器设备可具有非RFID标签或条形码形式而可被读取或在存储器中存储的任何其他已知类型的标识符。
在另一实施例中，传感器设备可位于与图1中示出的那些不同的位置。在另一实施例中，燃料箱8可位于与诸如飞机1的飞机中的不同的位置，例如在机翼3b中或在机身中或在垂直或水平稳定器中。在另一实施例中，传感器设备可分布于多于一个的燃料箱上或燃料系统的任何其他部分中。例如，传感器设备可分布于在机翼3a中的至少一个燃料箱和机翼3b中的至少一个燃料箱上。
在另一实施例中，可在例如固定式燃料存储箱的非飞机燃料系统的燃料系统中或在例如汽车或火车或船的另一类型的车辆的燃料系统中安装一个传感器设备或多个传感器设备。在任意的这些替代的实施例中，无线传感器设备可在重量、封装、制造和维护方面提供与如上面针对飞机1上安装的传感器设备所述的类似的利益。
根据上述任何实施例的任何特征或特征的组合可以与任何其他实施例的任何特征或特征的组合进行适当地结合。
虽然已参考一个或更多个优选实施例描述了本发明，将理解在不偏离如所附权利要求中限定的本发明的范围的情况下可作出各种改变或更改。

Claims (26)

1.一种具有包括传感器系统的燃料系统的飞机，所述传感器系统包括所述飞机上的无线传感器设备和远程接收器，所述传感器设备包括能量存储设备、配置成感测所述燃料系统内的燃料的特性的感测装置以及配置成将表示感测到的燃料特性的信号无线发送到所述远程接收器的发射装置。
2.根据权利要求1所述的飞机，其中，所述传感器系统包括远程发射器并且所述传感器设备还包括接收装置，其中，所述发射装置配置成响应于所述接收装置从远程发射器接收到的请求将信号无线发送到所述远程接收器。
3.根据任何前述权利要求所述的飞机，其中，所述发射装置具有适合于无线发送信号的操作主动模式和不适合于无线发送信号的操作休眠模式。
4.根据任何前述权利要求所述的飞机，其中，所述传感器设备还包括能量收获设备。
5.根据权利要求4所述的飞机，其中，所述能量收获设备是光伏设备。
6.根据权利要求5所述的飞机，其中，所述光伏设备包括适合于用作该设备的天线或天线的一部分的二极管或二极管阵列。
7.根据任何前述权利要求所述的飞机，其中，所述传感器设备配置成存储标识符。
8.根据任何前述权利要求所述的飞机，其中，所述感测装置包括伸进燃料箱内部的探针。
9.根据任何前述权利要求所述的飞机，其中，所述传感器设备还包括安装到燃料箱边界的安装装置。
10.根据任何前述权利要求所述的飞机，其中，所述传感器设备还包括对所述感测装置电磁屏蔽所述发射装置发送的信号的屏蔽装置。
11.根据任何前述权利要求所述的飞机，其中，所述感测装置配置成感测以下的一项或更多项：燃料箱中的燃料的液位或温度或密度，或燃料箱中的燃料的体积中的污染物的量。
12.根据任何前述权利要求所述的飞机，其中，所述传感器设备包括多个所述感测装置。
13.根据任何前述权利要求所述的飞机，包括一个或更多个传感器设备。
14.根据从属于权利要求2时的权利要求13所述的飞机，其中，所述远程发射器配置成将请求信号无线发送到传感器设备，其中，每一请求信号对于每一相应的传感器设备是唯一的。
15.根据从属于权利要求2时的权利要求13或根据权利要求14所述的飞机，其中，所述远程发射器配置成无线地连续发送多个请求信号。
16.根据任何前述权利要求所述的飞机，其中，所述请求信号被定时，使得所述传感器设备中的每一个在其自身的时间间隙中发送无线信号，其中，所述其自身的时间间隙与任何其他传感器设备的时间间隙不是同时的。
17.根据任何前述权利要求所述的飞机，还包括燃料箱，其中，所述传感器设备的感测装置延伸到所述燃料箱内，并且其中，适于从所述燃料箱外部，优选地在不需进入所述燃料箱内部的情况下，移除所述传感器设备。
18.根据任何前述权利要求所述的飞机，其中，布置传感器系统使得在所述传感器系统的节点之间的无线信号路径基本上在所述燃料系统的外部。
19.根据任何前述权利要求所述的飞机，还包括具有上结构盖板的机翼，其中，所述传感器设备附着于所述上机翼盖板。
20.根据权利要求19所述的飞机，其中，适于在不需进入所述机翼内部的情况下通过所述机翼盖板移除所述传感器设备。
21.一种与飞机上的多个传感器设备进行通信的方法，其中，每一传感器设备包括能量存储设备，该方法包括以下步骤：使用所述飞机上的远程发射器连续发送请求信号，其中，每一请求信号识别相应的一个传感器设备；在相应的传感器设备处接收所述请求信号；以及所述传感器设备各自在被接收到的请求信号提示时发送无线信号。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，所述请求信号包括对于相应的传感器设备唯一的标识符。
23.根据权利要求21或22所述的方法，其中，定时发送连续的请求信号以避免信号干扰。
24.根据权利要求21-23中的任一项所述的方法，其中，所述传感器设备通过发送同步的、非同时的无线信号来对其相应的请求信号作出响应。
25.根据权利要求21-24中的任一项所述的方法，其中，所述传感器设备发送的无线信号表示感测到的特性。
26.根据权利要求21-24中的任一项所述的方法，其中，所述飞机上的一个或更多个远程接收器接收所述传感器设备发送的无线信号。
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