CN103661968B - 用于交换数据的飞机系统和方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于在具有多个飞机系统的飞机和操作者之间交换数据的飞机系统和一种在位于飞机内的第一近场通信接口和手持装置之间安全地传送信息的方法，该飞机系统包括第一近场通信接口和手持装置，第一近场通信接口位于飞机内并且可操作地联接到多个飞机系统中的至少一些飞机系统，手持装置具有第二近场通信接口。所述方法包括安全地在所述第一近场通信接口和所述手持装置之间传输信息。
Description
技术领域
本发明涉及一种航空领域的通信系统及方法
背景技术
当代飞机包括为维护、操作和其他目的而通常需要在飞机上的系统和位于地面上的操作者之间交换数据的系统。WiFi和数据链路服务当前用于交换这种数据。这些服务的有用之处在于，这些服务从机场宽度角度提供跨过相对大距离的通信。但是，这个益处也造成不利，即不论数据是否被加密，该通信更易于被截获，这并非总是期望的。此外，这些通信服务需要将相对重且复杂的硬件安装在飞机上。由于WiFi和数据链路服务两者都需要位于飞机上的设备和/或天线，因此这些服务引起额外的重量并且导致操作成本增加。
发明内容
在一个实施例中，本发明涉及一种用于在具有多个飞机系统的飞机和操作者之间交换数据的飞机系统，该飞机系统包括第一近场通信接口和手持装置，第一近场通信接口位于飞机内并且可操作地联接到多个飞机系统中的至少一些飞机系统，手持装置具有第二近场通信接口。当手持装置被带到邻近飞机的范围内使得第一近场通信接口和第二近场通信接口可以通信时，信息可以通过用于多个飞机系统中的至少一些飞机系统和手持装置的近场通信接口被交换。
作为优选，所述第一近场通信接口位于所述飞机的驾驶舱内。
作为优选，所述第一近场通信接口和所述手持装置中的一个包括计算机程序，所述计算机程序具有用于在所述手持装置放置在所述第一近场通信接口的邻贴近范围内时交换信息的可执行指令集。
作为优选，其特征在于，所述邻近为小于25cm。
作为优选，所述邻近为在4cm和20cm之间。
作为优选，所交换的信息包括飞行计划信息、飞行数据、重量和平衡信息、软件升级信息、操作信息、授权码信息和维护信息中的至少一个。
作为优选，信息交换支持400-800千比特每秒的全双工通信。
作为优选，除了所述手持装置，所述飞机系统还包括计算机，所述计算机远离所述手持装置并且与所述手持装置通信。
作为优选，所述手持装置包括安全无线通信系统，所述手持装置的安全无线通信系统与所述计算机的安全无线通信系统进行通信以建立安全通信。
作为优选，所述计算机和所述手持装置之间的安全通信是在所述计算机和所述手持装置中的一个识别出所述计算机和所述手持装置中的另一个之后执行的。
作为优选，当所述第一近场通信接口和所述第二近场通信接口通信时，通信是安全的。
作为优选，所述安全通信在信息可以在近场通信接口和所述手持装置之间被交换之前利用授权码的传送。
作为优选，所述飞机系统还包括监控系统，所述监控系统用于监控所述第一近场通信接口以监控谁在使用所述手持装置。
作为优选，所述监控系统包括摄像装置，所述摄像装置输出可以远离所述第一近场通信接口监控的信号。
在另一实施例中，本发明涉及一种在位于飞机内的第一近场通信接口和手持装置之间安全地传送信息的方法，该方法包括将授权码从手持装置发送到飞机，利用监控系统来监控授权码的发送，基于监控来确认访问，并且一旦已经确认访问，在第一近场通信接口和手持装置之间传送信息。
作为优选，利用监控系统来监控所述授权码的发送包括远离飞机进行监控。
作为优选，利用监控系统来监控所述授权码的发送包括远离所述第一近场通信接口进行监控。
附图说明
在附图中：
图1是根据本发明的一个实施例的飞机的示意图；
图2是更好地示出图1的飞机的飞行甲板的一部分驾驶舱的透视图；
图3是根据本发明的实施例的一部分驾驶舱和飞机系统的手持设备的放大示图；和
图4是示出根据本发明的第二实施例可以包括在飞机系统中的计算机的示意图。
具体实施方式
图1示意性示出根据本发明的实施例的用于安全地传送信息的飞机10。一个或多个推进发动机12可以连接到机身14上，驾驶舱16可以位于机身14中，机翼组件18可以从机身14向外延伸。可以包括能使得飞机10正确操作的多个飞机系统20、以及飞行控制计算机或计算机22。尽管示出商用飞机，但是可以想到本发明的实施例可以用于任意类型的传统飞机中，而没有限制，例如固定翼、旋转翼、火箭、私人飞机和军用飞机。
多个飞机系统20可以存在于驾驶舱16内、电子器件和设备舱23内、或遍及飞机10的其他位置(包括与发动机12相关的位置)上。这些飞机系统20可以包括但不限于：电子系统、氧气系统、液压和/或气动系统、燃料系统、推进系统、导航系统、飞行控制部、音频/视频系统、飞行器综合健康管理(IVHM)系统、和与飞机10的机械结构相关的系统。已经出于举例的目的而示出了多种飞机系统20，应当理解这些系统仅是可以包括在飞机10中的少数系统。
可以包括数据网络26，多个飞机系统20可以通过数据网络26彼此通信并向飞机10的机务人员提供信息。例如，飞机系统20可以输出各种信息至位于飞机10的驾驶舱16中的飞行甲板30。
第一近场通信接口40可以位于飞机10内，并且可操作地联接至多个飞机系统20中的至少一些。出于举例说明的目的，第一近场通信接口40已经示作被包括在驾驶舱16中。可以想到第一近场通信接口40可以位于飞机10内的其他位置上，包括位于电子器件和设备舱23内。尽管已经示出了仅一个第一近场通信接口40，但是可以想到飞机10可以具有多个近场通信接口。
图2示出飞机10的一部分驾驶舱16和示例性飞行甲板30，飞行甲板30具有各种仪器50和飞行显示装置52。第一用户(例如飞行员)可以出现在位于驾驶舱16的左侧的座椅54，另一用户(例如副飞行员)可以出现在驾驶舱16的右侧的座椅55中，飞行甲板30可以位于飞行员和副驾驶飞行员的前方并且可以向飞行机组人员提供信息以辅助操作飞机10。飞行显示装置52可以包括主飞行显示装置或者多功能显示装置，并且可以显示广泛的飞机、飞行、导航以及操作和控制飞机10中使用的其他信息。此外，飞行甲板30的各种仪器50和飞行显示装置52两者可以提供一个或多个视觉标记，这些视觉标记表示一个或多个飞机系统20的相应健康状况。
仪器50和飞行显示装置52可以以任意方式布局，包括具有更少或更多的仪器或显示装置。此外，飞行显示装置52不需要共面，并且不需要尺寸相同。触摸屏显示装置或触摸屏表面可以包括在飞行显示装置52中，并且可以由一个或多个飞行机组成员(包括飞行员和副飞行员)使用以与飞机10的系统交互。这种触摸屏表面可以采取任意适合的形式(包括液晶显示屏(LCD)形式)并且可以使用各种物理或电气属性以感测来自飞行机组的输入。可以想到，飞行显示装置52可以是动态的，并且一个或多个光标控制装置56和/或一个或多个多功能键盘58可以包括在驾驶舱16中并且可以由一个或多个飞行机组成员使用以与飞机10的系统交互。以此方式，飞行甲板30可以被认为是用于飞机系统20和飞机10的用户界面。
计算机22可以可操作地联接到飞机10的部件(包括飞机系统20、仪器50、飞行显示装置52、触摸屏表面、光标控制装置56、多功能键盘58等)上。计算机22可以接收来自任意数量的飞机系统20或软件程序的输入，负责管理数据的采集和存储。计算机22还可以与飞机10的其他控制器连接。计算机22可以包括存储器60和处理单元62，存储器60和处理单元62可以运行任意合适的程序以实现图形用户界面(GUI)和操作系统。飞行控制计算机22可以包括任意合适数量的单独微处理器、电源、存储装置、接口卡、自动飞行系统、飞行管理计算机和其他标准部件或与之相关联。飞行控制计算机22可以包括或配合被设计成执行飞机10操作所需要的各种方法、处理任务、计算、和控制/显示功能的任意数量的软件程序(例如，飞行管理程序)或指令。
第一近场通信接口40可以通信地联接到计算机22或飞机10的其他处理器、以及任意数量的多个飞机系统20，以在飞机10上传送信息和传送信息离开飞机10。第一近场通信接口40可以包括能够与其他近场使能系统和装置(enabled systems and devices)无线连接的近场通信机制。
例如，如图3所示，可以设置具有兼容的近场通信接口的手持装置70，以与第一近场通信接口40通信，并进而与飞机系统20通信。更具体地，第二近场通信接口78已经被示为包括在手持装置70中。手持装置70可以由用户72操作，以使得手持装置70能够通过第一近场通信接口40与飞机10联系。
显示装置74也可以包括在手持装置70中。可以想到，显示装置74可以是触摸屏76，以使得用户72可以通过触摸屏76与显示装置74交互。尽管手持装置70已经被显示为具有触摸屏76的电话，但是应当理解手持装置可以是扫描仪、PDA、平板PC或其他合适的装置。在手持装置70中还可以提供键盘或光标控制，以使得用户能够与显示装置74交互。
为了实现与其他系统和装置的无线连接，手持装置70还可以包括任意合适的无线通信链路80，无线通信链路80可以包括但不限于分组无线电(packet radio)、卫星上行链路(satellite uplink)、无线保真(WiFi)、WiMax、AeroMACS、蓝牙(Bluetooth)、ZigBee、3G无线信号、码分多址(CDMA)无线信号、全球移动通信系统(GSM)、4G无线信号、长期演进(long term evolution：简称LTE)信号、以太网、或者上述各项的任意组合。还应当理解，无线通信的具体类型或模式对本发明并不关键，之后开发的无线网络当然也认为在本发明的范围内。
控制器82可以包括在手持装置70中，并且可以可操作地联接到包括显示装置74、触摸屏76、第二近场通信接口78和无线通信链路80在内的手持装置70的部件上。控制器82可以包括任意合适的存储器和处理单元，存储器和处理单元可以运行任意合适的程序以实现图形用户界面(GUI)和操作系统。
第一近场通信接口40和手持装置70中的一个可以包括全部或一部分计算机程序，该计算机程序具有可执行指令集，用于在手持装置70放置在第一近场通信接口40的邻近范围内时交换信息。不论第一近场通信接口40还是手持装置70运行程序以交换信息，程序可以包括计算机程序产品，该计算机程序产品可以包括机器可读介质，该机器可读介质用于携带或具有存储在其上的机器可执行指令或数据结构。这种机器可读介质可以是任意可获得的介质，这些介质可以由通用或专用计算机或具有处理器的其他机器访问。一般地，这种计算机程序可以包括具有执行特定任务或实施特定抽象数据类型的技术效果的例程、程序、对象、部件、数据结构、算法等。与数据结构相关的机器可执行指令和程序表示执行交换信息的程序代码的示例，如在此所公开的。机器可执行指令可以包括例如指令和数据，这些指令和数据使得通用计算机、专用计算机或专用处理机来执行某一功能或一组功能。
因此，可以想到，手持装置70进而飞机10可以进行数据通信。更具体地，当使手持装置70进入第一近场通信接口40的邻近范围内时，第一近场通信接口40和第二近场通信接口78可以通信。第一近场通信接口40和手持装置70形成飞机系统90，飞机系统90用于在飞机和操作手持装置70的用户72之间交换数据。飞机系统90需要邻近第一近场通信接口40。预计邻近可以小于25cm。作为进一步的例子，邻近可以在4cm和20cm之间。这种邻近使得飞机系统90不易被窃听。
飞机系统90利用移动近场对等(peer to peer)通信，并且使得信息能够通过用于多个飞机系统20中的至少某些飞机系统20和手持装置70的第一近场通信接口40和第二近场通信接口78被交换。信息交换可以支持400-800千比特每秒的全双工通信。飞机系统90可以用于各种功能，包括手持装置70可以与飞机10交互并且可以与飞机系统20交互以在它们之间传达各种信息。技术效果为，飞机系统90可以提供多个飞机系统20中的至少某些飞机系统20和手持装置70之间的安全访问。被交换的信息除了别的信息之外可以包括飞行计划信息、飞行数据、重量和平衡信息、软件升级信息、操作信息、授权码信息、系统配置、和维护信息当中的至少一个。接口通常将能够支持在移动装置和飞机之间的400-800千比特每秒的全双工通信。远程操作者和移动装置之间的数据速率根据商业网络设备(provisions)而改变。
可以想到，当第一近场通信接口40和第二近场通信接口78通信时，通信是安全的。由于在信息被在第一近场通信接口40和手持装置70之间交换之前，该通信利用传送授权码，所以该通信可以认为是安全的。例如，第一近场通信接口40和手持装置70中的一个上的计算机程序可以使用高级别密码协议以建立安全的通信信道。此外，可以想到一个或多个光标控制装置56和/或一个或多个多功能键盘58可以用于输入授权码以建立安全通信。
在操作期间，当使手持装置70进入第一近场通信接口40的邻近范围内时，第一近场通信接口40和第二近场通信接口78可以通信。通过第一近场通信接口40和第二近场通信接口78，手持装置70可以与计算机22和/或飞机系统20交换信息。
第一近场通信接口40和手持装置70之间的接口可以受到监控，以确保通信是安全的。现在参照图4，示出飞机系统90的实施例，其中包括用于监控第一近场通信接口40的监控系统92。监控系统92可以用于监控谁在使用手持装置70。监控系统92可以包括任意合适类型的监控系统。例如，监控系统92可以包括摄像装置(例如，摄像机或照相机)，摄像装置可以记录访问第一近场通信接口40的人的图像。可以想到，监控可以是被动或主动监控。借助于非限制性的例子，监控可以包括使摄像装置记录用户可以与第一近场通信接口40通信的区域，并且在出现问题的情况下检查记录。借助于进一步的非限制性例子，监控系统92还可以包括输出可以远离第一近场通信接口40监控的信号的摄像装置。为使监控系统92能够远程(包括离开飞机10)受到监控，可以想到在飞机10中可以包括能够与其他系统无线连接的无线通信链路94。无线通信链路94可以包括任意合适的无线通信链路94。
除了手持装置70，飞机系统90还可以包括计算机96，计算机96远离手持装置70并且与手持装置70通信。可以想到，计算机96可以远离手持装置70和飞机10。例如，计算机96可以位于航空公司维修中心或航空公司控制部。计算机96可以与手持装置70和/或飞机10通信。计算机96可以包括能够与其他系统和装置无线连接的任意合适的无线通信链路97。计算机96可以直接联接无线通信链路97或者可以通过二级通信链路98间接联接到无线通信链路97，该二级通信链路98可以包括互联网连接以将计算机96连接到无线通信链路97。
可以想到，手持装置70的无线通信链路80可以包括安全无线通信系统，该安全无线通信系统可以与计算机96的安全无线通信系统进行通信以建立安全通信。以此方式，手持装置70可以安全地与飞机10外的系统(例如，航空公司维修中心或航空公司控制部)无线通信。在计算机96和手持装置70中的一个识别出计算机96和手持装置70中的另一个之后，可以执行计算机96和手持装置70之间的安全通信。
在操作期间，上述飞机系统90可以构造成在位于飞机10内的第一近场通信接口40和手持装置70之间安全地传送信息。这可以以任意适合方式完成。借助于非限制性的例子，手持装置70可以发送授权码至飞机10的计算机22或第一近场通信接口40，然后计算机22或第一近场通信接口40可以在连接发生之前授予权限。可以利用监控系统92监控授权码的发送。可以基于监控来确认访问，并且一旦确认访问，则可以在第一近场通信接口40和手持装置70之间传送信息。可以从远离第一近场通信接口40的位置完成监控。借助于非限制性例子，可以在诸如在航空公司运营中心的位置完成监控。可替换地，如果第一近场通信接口40位于电子器件和设备舱23，可以从驾驶舱16完成监控。
可以想到，一旦信息被传送到手持装置70，则这种信息可以被安全地传达至计算机96。手持装置70可以执行用于将数据从手持装置70传送到计算机96的程序。可以想到，这种处理可以是用户启动的，或者可以由手持装置70自动实施。在用户启动飞行数据传输的情况下，飞行机组人员可以通过触摸屏76手动启动数据传输。这可以使得信息能够被传送到计算机96和计算机96处的远程调度员。
上述实施例提供各种有益效果，包括这些实施例提供了使用近场通信在飞机上的系统和手持装置之间的交互的手段。这种交互是安全的本地交换，它提供了到飞机的灵活连接，允许利用小型低成本的消费者装置的便利性与飞机进行通信。上述实施例不需要高基础设施和安装成本，并且使用于机载设备的软件和硬件研发的成本最小化。由于飞机系统的各部分可以集成在飞机上已经建立的设备的很多不同部件中，所以上述实施例具有低成本和低安装占地面积。此外，这些手持装置是广泛可获得的，并且不需要保持在飞机中，这减少飞行期间飞机内的重量。此外，本发明的实施例可以提供飞机和地面系统之间的安全路径，并且具有低范围(low range)，并且不易遭到窃听。
本书面说明书使用示例来公开本发明(包括最佳模式)，还使得任意本领域技术人员可实施本发明(包括制造和使用任意装置或系统和执行任意结合的方法)。本发明的可专利范围由权利要求书限定，并且可以包括本领域技术人员想到的其他示例。如果这样的其他示例具有与权利要求书的文字语言并非不同的结构元件、或者如果这样的其他示例包括与权利要求书的文字语言具有非实质性区别的等同结构元件，则这样的其他示例意欲落入权利要求书的范围内。
Claims (17)
1.一种用于在具有多个飞机系统的飞机和操作者之间交换数据的飞机系统，所述飞机系统包括：
第一近场通信接口，所述第一近场通信接口位于所述飞机内并且可操作地联接到所述多个飞机系统中的至少一些飞机系统；
手持装置，所述手持装置具有第二近场通信接口；和
用于监控所述第一近场通信接口的监控系统；
其中，当所述手持装置被带入所述飞机的邻近范围内使得所述第一近场通信接口和所述第二近场通信接口可以通信时，信息可以通过用于所述多个飞机系统中的至少一些飞机系统和所述手持装置的近场通信接口被交换；
其中，所述信息包括飞行计划信息、飞行数据、重量和平衡信息中的至少一个。
2.根据权利要求1所述的飞机系统，其特征在于，所述第一近场通信接口位于所述飞机的驾驶舱内。
3.根据权利要求1所述的飞机系统，其特征在于，所述第一近场通信接口和所述手持装置中的一个包括计算机程序，所述计算机程序具有用于在所述手持装置放置在所述第一近场通信接口的邻贴近范围内时交换信息的可执行指令集。
4.根据权利要求1所述的飞机系统，其特征在于，所述邻近为小于25cm。
5.根据权利要求1所述的飞机系统，其特征在于，所述邻近为在4cm和20cm之间。
6.根据权利要求1所述的飞机系统，其特征在于，所述信息还包括软件升级信息、操作信息、授权码信息和维护信息中的至少一个。
7.根据权利要求1所述的飞机系统，其特征在于，信息交换支持400-800千比特每秒的全双工通信。
8.根据权利要求1所述的飞机系统，其特征在于，除了所述手持装置，所述飞机系统还包括计算机，所述计算机远离所述手持装置并且与所述手持装置通信。
9.根据权利要求8所述的飞机系统，其特征在于，所述手持装置包括安全无线通信系统，所述手持装置的安全无线通信系统与所述计算机的安全无线通信系统进行通信以建立安全通信。
10.根据权利要求9所述的飞机系统，其特征在于，所述计算机和所述手持装置之间的安全通信是在所述计算机和所述手持装置中的一个识别出所述计算机和所述手持装置中的另一个之后执行的。
11.根据权利要求1所述的飞机系统，其特征在于，当所述第一近场通信接口和所述第二近场通信接口通信时，通信是安全的。
12.根据权利要求11所述的飞机系统，其特征在于，所述安全通信在信息可以在第一近场通信接口和所述手持装置之间被交换之前利用授权码的传送。
13.根据权利要求11所述的飞机系统，其特征在于，所述监控系统用于监控所述第一近场通信接口以监控谁在使用所述手持装置。
14.根据权利要求13所述的飞机系统，其特征在于，所述监控系统包括摄像装置，所述摄像装置输出可以远离所述第一近场通信接口监控的信号。
15.一种在位于飞机内的第一近场通信接口和手持装置之间安全地传送信息的方法，所述方法包括：
将授权码从所述手持装置发送到所述飞机；
利用监控系统来监控所述授权码的发送；
基于所述监控来确认访问；并且
一旦已经确认访问，在所述第一近场通信接口和所述手持装置之间传输信息。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，利用监控系统来监控所述授权码的发送包括远离飞机进行监控。
17.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，利用监控系统来监控所述授权码的发送包括远离所述第一近场通信接口进行监控。
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