CN107979405A - 用于卫星通信设备的无线软件拨号器 - Google Patents

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Abstract

提供了一种飞行器通信系统，其包括：i)独立的机载通信系统，该机载通信系统包括：第一外围设备和至少一个第二外围设备，第一外围设备和第二外围设备各包括非暂态计算机可读介质，该非暂态计算机可读介质上存储有用于数据通信的计算机程序，所述计算机程序具有多个协议，所述协议是可扩展的，所述协议可由处理器执行以使第一外围设备和第二外围设备在彼此之间发送数据和命令，第一外围设备还被促使执行以下步骤：直接控制卫星通信设备；直接拨打卫星通信设备；直接向卫星通信设备发送数据；以及从卫星通信设备接收数据，所述步骤中的每一个都在没有机载服务器辅助的情况下执行。

Description

用于卫星通信设备的无线软件拨号器
技术领域
本技术涉及用于在交通工具中使用的通信系统的控制器。更具体地，本技术涉及用于在飞行器中使用的基于软件的系统和设备，其提供控制卫星通信设备的能力。
背景技术
近年来，新的通信系统和通信方法已经有快速发展。早期蜂窝电话限于模拟操作，具体地经由蜂窝网络通信，并且仅允许语音通信。之后，引入了数字操作，不久以后，利用键盘(keypad，小键盘)来提供基本的文本消息传送。包括手机在内的现代无线设备具有足够的带宽以实现语音信号、图像数据和甚至视频流的传输。此外，大多数手机通过诸如像例如Wi-Fi、和WiMax这样的网络接口提供网络接入，诸如因特网接入。这允许手机与其它电子设备通信。
卫星通信和卫星电话近年来也经历了转变。该卫星电话提供与蜂窝电话类似的功能，包括语音通信、短消息服务和低带宽因特网接入。
在真正的移动情况下，例如在飞行器中，通信通常涉及卫星和卫星网络。数据提供机载卫星通信系统从移动位置发送。然后，卫星网络可以直接向基站传送数据，或者如更近的情况那样，经由互联网向基站传送数据。
尽管这些通信装置在提供不断扩展的能力，但它们不能总是提供可靠的通信。这部分原因是因为可用带宽、发送的数据的大小以及系统准确地对数据进行转换的可靠性。另一不足是如下能力：将技术融合在一起，使得移动设备能够与机载卫星通信系统交互，从而接入基于卫星的通信。
本技术的目的是提供一种外围设备、系统和方法，其可以通过向卫星通信(satcom)设备发送命令来可靠、准确地控制该卫星通信设备。该外围设备还可以将文本和二进制消息发送至机载卫星通信系统，然后发送至接收方设备或基站。另一目的是在不使用特定硬件、键盘和特制的屏幕、而是使用易于使用并且具有用于命令控制的可扩展协议的多功能外围设备的情况下提供该服务。
发明内容
虽然本文讨论和设想了各种示例性实施方案，但本公开内容提供了可在各种特定情况下实施的许多构思。因此，本文讨论的具体实施方案仅是对制造和使用如最终要求保护的本发明的具体方式进行说明，而并不意在以任何方式限制本发明。因此，为了便于讨论，下面描述通信系统、方法和设备实施方案作为示例性实施方案，并且对具体示例性实施方案的描述不旨在限制本文公开的示例性实施方案。
在一个实施方案中，提供了一种用于在飞行器内以及在飞行器和基站之间通信的系统，该系统包括：第一可编程外围设备，所述第一可编程外围设备被编程以在没有机载服务器辅助的情况下直接控制飞行器中的卫星通信设备，所述第一可编程外围设备包括软件和消息传送工具；至少一个第二可编程外围设备，所述第二可编程外围设备包括软件、到所述第一可编程外围设备的接口以及至少一个应用程序(application，应用)，所述第二可编程外围设备被编程以在所述应用程序和所述第一可编程外围设备之间发送和接收命令和数据；卫星；以及基站，其中，所述卫星通信设备被编程以在所述卫星通信设备与所述卫星之间发送命令和传输数据，并且所述卫星被配置为在所述卫星和所述基站之间传送数据。
在所述系统中，所述第一可编程外围设备还可以包括用于直接向卫星通信电话进行数据传输的可扩展协议，所述数据传输包括消息传送、文本传送和短消息服务(SMS)。
在所述系统中，所述第一可编程外围设备可与所述卫星通信电话通信，发送命令至所述卫星通信电话以及发送数据至所述卫星通信电话和从所述卫星通信电话接收数据。
该系统还可以包括飞行器数据监测设备。
在所述系统中，所述第二外围设备可以是飞行数据监测设备。
在所述系统中，所述第一外围设备还可以包括键盘。
在所述系统中，所述第二外围设备可以包括多个应用程序。
该系统还可以包括多个可编程外围设备，每个可编程外围设备包括软件、到另一可编程外围设备的接口和至少一个应用程序，所述多个可编程外围设备被编程以在所述应用程序和另一可编程外围设备之间发送和接收命令和数据。
在所述系统中，所述多个可编程外围设备可以在功能上为一系列，并且该一系列可编程外围设备可被编程以经由所述一系列外围设备将数据从所述第二外围设备发送到所述第一外围设备。
在该系统中，该系列可以是动态系列。
在另一实施方案中，提供了一种用于在飞行器中的至少一个应用程序和基站之间通信的系统，该系统包括：第一可编程外围设备；第二可编程外围设备；机载卫星通信设备；卫星；以及基站，其中，所述至少一个应用程序收集数据，所述第二可编程外围设备被编程以发送和从所述第一可编程外围设备接收数据和命令，并且所述第二可编程外围设备包括软件和到所述第一可编程外围设备的接口，所述第一可编程外围设备被编程以将命令和所述数据发送到所述机载卫星通信设备并从所述机载卫星通信设备接收数据，而无需机载服务器的辅助，并且所述第一可编程外围设备包括软件、消息传送工具以及用于机载卫星通信设备的控制器，并且其中，所述机载卫星通信设备被编程以在所述卫星通信设备和所述卫星之间发送命令和传输数据，所述卫星用于在所述卫星和所述基站之间传输数据。
在所述系统中，所述第一可编程外围设备还可以包括用于直接向卫星通信电话进行数据传输的可扩展协议，所述数据传输包括消息、文本和短消息服务(SMS)。
该系统还可以包括在功能上布置成一系列的多个可编程外围设备，其中该一系列可编程外围设备被编程以经由所述一系列外围设备将数据从所述第二外围设备发送到所述第一外围设备。
在所述系统中，所述卫星通信设备可以是卫星通信电话。
在另一实施方案中，提供一种在飞行器中的至少一个应用程序和基站之间通信的方法，该方法包括：
采用包括软件或固件的第一可编程外围设备和消息头来控制卫星通信设备，而无需机载服务器的辅助，以及采用包括软件、到所述第一可编程外围设备的接口和至少一个应用程序的第二可编程外围设备；
向所述第二可编程外围设备发送命令和数据以及从所述第二可编程外围设备发送命令和数据到所述第一可编程外围设备；
直接在所述第一可编程外围设备和卫星通信设备之间传输数据；
在所述卫星通信设备和卫星之间传输数据；
在所述卫星与所述基站之间传输数据；以及
对所述数据进行解码。
该方法还可以包括对飞行器数据进行流送(stream，流式传输)。
在该方法中，所述飞行器数据可以是飞行数据。
在又一个实施方案中，提供了一种系统，该系统包括：i)独立的机载通信系统，所述机载通信系统包括第一外围设备和至少一个第二外围设备，所述第一外围设备和第二外围设备各包括非暂态计算机可读介质，所述非暂态计算机可读介质上存储有用于数据通信的计算机程序，所述计算机程序具有多个协议，所述协议是可扩展的，所述协议可由处理器执行以使所述第一和第二外围设备在彼此之间发送数据和命令，所述第一外围设备还被促使执行以下步骤：直接控制卫星通信设备；直接拨打卫星通信设备；直接向卫星通信设备发送数据；以及从所述卫星通信设备接收数据，所述步骤中的每一个都在没有机载服务器辅助的情况下执行；ii)卫星通信设备；iii)卫星；以及iv)基站，其中，所述卫星通信设备被编程以在所述卫星通信设备和所述卫星之间发送命令和传输数据，所述卫星用于在所述卫星和所述基站之间传输数据。
该系统可以包括多个第二外围设备。
在又一实施方案中，提供了一种用于在邻近(proximate，接近)飞行器的至少一个应用程序和基站之间通信的系统，该系统包括：第一可编程外围设备；第二可编程外围设备；机载卫星通信设备；卫星；和基站，其中，所述至少一个应用程序收集数据，所述第二可编程外围设备被编程以发送和从所述第一可编程外围设备接收数据和命令，并且所述第二可编程外围设备包括软件和到所述第一可编程外围设备的接口，所述第一可编程外围设备被编程以将命令和数据发送到所述机载卫星通信设备并从所述机载卫星通信设备接收数据，而无需机载服务器的辅助，并且所述第一可编程外围设备包括软件、消息传送工具以及用于所述机载卫星通信设备的控制器，并且其中，所述机载卫星通信设备被编程以在所述卫星通信设备和所述卫星之间发送命令和传输数据，所述卫星用于在所述卫星和所述基站之间传输数据。
附图说明
图1是本技术的系统的框图。
图2A是一系列外围设备的框图；图2B是多个外围设备的框图；图2C是本技术的机载通信系统的框图。
定义
软件保护器(dongle，硬件锁)：软件保护器是一种直接连接至卫星通信设备上的端口的简单的设备，以提供硬件来支持到所述卫星通信设备的附加连接选项。附加连接选项可以是WiFi或蓝牙。
SMS：短消息服务。创建和使用SMS语言的主要动机是使用可能的最少数量的字符来传达可理解的消息。
TCP/IP：传输控制协议(TCP)和因特网协议(IP)。
OS：移动操作系统。
ATTN：引起注意信号(Attention)，是用来向设备通知请求的命令字符。被称为BEL或Bell的ASCII控制字符的一般用途，十六进制0.times.07用来向设备发引起注意信号。
CRC：循环冗余校验和。确保数据是完好无损的和未被修改的一种方法。CRC字是CRC运算数据的一部分。
MSGID：消息标识符或类型，消息标识符被分配给每个消息--定义语义含义。
SUBID：消息的从属标识符，进一步定义消息语义含义。
ACK：确认字节，特别是在这种情况下——我们参照ASCII控制字符集。ACK，十六进制0.times.06(十进制6)。
NAK：否定确认字节，特别是在这种情况下——我们参照ASCII控制字符集，NAK，十六进制0.times.15(十进制21)。
Wi-Fi：一种允许设备经由计算机网络无线地交换数据的技术，包括高速因特网连接。它是基于电气电子工程师学会(IEEE)801.11标准的任何无线网络。
WLAN：无线局域网。
邻近：在本技术的情况下，邻近是指第二外围设备位于飞行器外部，但足够接近以与第一外围设备直接通信。
具体实施方式
除非另有明确规定，以下解释规则适用于本说明书(书面描述、权利要求书以及附图)：(a)本文使用的所有词语应当被解释为具有如情况需要的这样的性或数量(单数或复数)；(b)在说明书和随附的权利要求书中使用的单数术语“一”、“一个”以及“该”包括复数提及物，除非上下文另有明确说明；(c)应用于所叙述的范围或值的先行词“约”表示根据测量方法在本领域中已知或预期的该范围或该值的偏差内的近似；(d)词语“本文(在此)”、“特此”、“由此”、“至此”、“在上文”以及“在下文”，以及类似含义的词语，指代本说明书的整体，而不是指任何特定的段落、权利要求或其它分部，除非另有说明；(e)描述性的标题仅是为了方便而不应控制或影响本说明书的任何部分的意义或解释；以及(f)“或”以及“任意”并不是排他性的，并且“包括”和“包括有”并非限制性的。此外，术语“包含”、“具有”、“包括有”以及“含有”应当被解释为开放式术语(即，意指“包括但不限于”)，除非另有注释。
在提供描述性支持所需的程度上，随附权利要求的主题和/或文本的全部内容通过参引并入本文。
本文对值的范围的记载仅意在用作分别提到落在该范围内的每个单独的值的便捷方法，除非本文另有说明，并且每个单独的值均被纳入本说明书中就如同其在本文中被单独地记载了一样。在提供了值的具体范围的情况下，应当理解，该范围的上限值与下限值之间的每个居间值(到下限值的单位的十分之一，除非上下文另有明确说明)以及上述陈述的范围中的任何其它陈述的值或居间值被包含于其中。还包含所有更小的子范围。其中还包含这些更小的范围的上限值和下限值，所陈述的范围中可以有任意被特别排除的限值。
除非另有限定，本文使用的所有技术和科学术语具有与相关领域中普通技术人员通常所理解的意义相同的意义。尽管也能够使用与本文描述的那些类似或等同的任意方法和部件，现在对可接受的方法和部件进行描述。
系统
图1中示出用于软无线拨号和消息传送的通信系统(总体称为10)的主要部件。第一可编程外围设备12连接到机载卫星通信系统或集成航空通信设备13。第一可编程外围设备具有软件14、软件键盘16和消息传送工具18。该第一可编程外围设备可以是，但不限于，和设备。机载卫星通信设备13一般支持窄带联网用于需要文本消息传送、电子邮件、文件传输、互联网接入和语音通信的飞行器，因此它是一种在单元中具有固件或软件以支持该协议的数据和语音卫星通信设备。它不需要支持语音通信。连接是Wi-Fi到串行软件保护器——其提供移动设备12之后使用其内建Wi-Fi连接到的“接入点”20，或者是到串行软件保护器，或者是通用串行总线(USB)到串行有线连接，或者是蓝牙或Wi-Fi直连，或者是任何其它直接缆线连接例如USB或其中机载卫星通信设备13具有用于该连接的调制解调器。第一可编程外围设备12中的软件或固件应用程序14使用机载卫星通信设备13中的固件或软件22与机载卫星通信设备13通信，向机载卫星通信设备13发送命令。应注意，错误检测固有地是传输协议的一部分。机载卫星通信设备13与卫星24通信，该卫星又经由卫星网络26直接向基站28发送，或者经由因特网30向接收方设备(基站)28发送或者向云32然后向基站28发送，在基站处对数据进行解码。通信系统10利用基站28处用以提供基站应用程序的处理设备34及软件或固件36和与机载卫星通信系统13通信的第一可编程外围设备12应用程序提供可靠文本和二进制消息传送所需的连接性。这允许用户拨打第一可编程外围设备12，对第一可编程外围设备12进行应答，接收和发送“封装消息(canned messages)”以及接收和发送通用卫星数据和SMS。
第一可编程外围设备12和第二可编程外围设备52两者都包括应用程序50。如图2A中所示，可以有与第二可编程外围设备52进行一系列通信的多个外围设备51，于是这多个外围设备与第一可编程外围设备12通信。该系列可以是静态的——如在相同的设备中相同的设备始终相互通信，或者该系列可以是动态的——如在不同的设备中不同的设备可以在不同的时间在该系列中，或者该系列中的不同设备在不同的时间启用。如图2B中所示，还可以有与第一可编程外围设备12通信的多个第二可编程外围设备52。通信是双向的，其中命令和数据均被发送。飞行器上的任何应用程序50可以使数据和命令通过第一可编程外围设备12发送。飞行器上的任何应用程序50也可以使数据和命令通过无线通信链路55从基站28或第三方发送。所述无线通信链路可以是，例如但不限于，Wi-Fi、VHF(甚高频)通信链路或HF(高频)通信链路。如图2C中所示，总体称为54的机载通信系统在不需要机载服务器辅助且不需要基于地面或基于云的通信系统辅助的情况下发送和接收消息和命令——换言之，所述机载通信系统在飞行器内是独立的。
命令和控制卫星通信设备
用户使用软件键盘16将数字输入到第一可编程外围设备12中，如本领域技术人员已知的。第一可编程外围设备12中的软件或固件应用程序14包括指示该外围设备执行多个功能的指令或协议，所述多个功能包括通过发送命令控制卫星通信设备、拨打卫星通信设备、向卫星通信设备发送数据以及从卫星通信设备接收数据。通过使用第一外围设备控制卫星通信设备，不需要特定的硬件或特制的屏幕，而是该设备依靠软件来控制卫星通信设备。
如本领域技术人员已知的，第一外围设备将请求来自卫星通信设备的系统信息，以便在提供命令之前连接到卫星通信设备。
如本领域技术人员已知的，卫星通信设备用于通过与全球导航卫星系统(GNSS)通信来确定位置，然后发送该数据。当第一外围设备控制卫星通信设备时，它因此控制何时确定位置、何时报告位置、向哪里报告位置以及如何报告位置。这可以包括命令卫星通信设备触发紧急跟踪模式。
紧急跟踪模式的触发可以是自动的并由飞行器必须满足的预设条件确定，例如过高的下降速率。该模式的触发也可以是接收到来自基站28的消息。
紧急跟踪消息可以包含识别进入紧急模式的原因的代码。此外，可以包括来自飞行器中的其它系统的相关信息，例如，燃料剩余或故障指示。
还有，如本领域技术人员已知的，第一外围设备为了以可接受的方式运行，会不断地对从卫星通信设备发送的数据进行监测，并定期询问该设备新消息、位置、信号强度和通知，诸如新的消息或文本通知、排队的消息或文本、未排队的消息或文本、发送的报告、排队的报告、未发送的报告。
此外，如本领域技术人员已知的，当第一外围设备控制卫星通信设备时，在用户想要发送和接收文本消息时，第一外围设备控制卫星通信设备上卫星电话呼叫的拨打和接入。这将包括请求呼叫的开始，请求呼叫的结束，请求呼叫状态(响铃、呼叫、空闲等)。
电话拨打控制消息格式
消息格式
封装消息和格式消息(form message)被用作减小所发送数据的总体大小的方法。封装消息允许单个字节基于查找表来发送消息。如封装消息的格式消息允许使用最小数据发送大小发送多个用户可调节字段。封装消息和格式消息两者都要求外围设备12和基站28之间同步以维护给定消息代码或格式字段的共同语境(context，上下文)。该同步的管理经由基站28来处理。
封装消息的一种特殊情况——称为混合消息——允许附加的用户定义数据用封装消息如单字段格式消息来标记。
封装(预定义)有效载荷(payload)类型
作为一种为客户减少所发送数据的量的方法，可以发送二进制代码来代替包括消息的完整文本意图(textual intent，文本含义)。可通过基站和或任何外围设备管理封装消息。所述消息被存储，并且可以是5个消息或9个消息或20个消息或更多消息或其间的任何数量，并且将受用户快速、准确地识别和使用特定消息的能力限制。
格式有效载荷类型
第一外围设备固件或软件可以存储格式。这些可以是通过配置接口可升级的。格式的使用允许将多个可调节字段紧凑地传输到基站。
机载卫星通信系统和外围设备之间的消息传送协议
由外围设备维护对给定消息的响应的接收超时。
每个消息传送交易(transaction，事项)必须在发起新的消息传送交易之前完成(失败或成功)。
飞行器内的命令和数据传送
第一可编程外围设备12可以从在第二可编程外围设备52上运行的另一应用程序50接收数据，然后将其发送到与卫星24通信的卫星通信设备13，该卫星又经由卫星网络26直接向基站28发送，或者经由因特网30向接收方设备(基站)28发送或向云32、然后向基站28发送。另一应用程序的一个例子是周期性地从飞行器收集飞行数据和发送飞行数据。这些包括，例如但不限于，发动机设置、控制表面配置和其它监测的飞行器参数。
第一可编程外围设备12可以从基站28接收数据消息，该数据消息被发送到在第二可编程外围设备52上运行的另一应用程序50。第一可编程外围设备12可以去除专有有效载荷包装(wrapper)。这些数据消息可以源于基站28以外，并为了第三方被包装和转发。例如但不限于飞行计划提交被接受的通知可以被发送到在第二可编程外围设备52上运行的飞行计划提交应用程序。
示例
飞行事件或超量通知(exceedance notification)
可编程外围设备12、52上的应用程序50可以是监视用于异常飞行条件的飞行器数据总线，在满足这些条件的情况下，它将自主地命令第一可编程外围设备12把通知消息发送到基站28。该信息可以被继续转发到感兴趣的第三方，例如航线运营商。
监测飞行器数据总线的应用程序50可以在与第一可编程外围设备12相同的外围设备上运行，或者它可以在第二可编程外围设备52上运行，该第二可编程外围设备又连接到第一可编程外围设备12。飞行数据监测应用程序可以监测在ARINC 717、ARINC 429、ARINC 787总线上的数据，它还可以具有来自飞行器传感器或内部GNSS和惯性测量传感器的其自己的直接电输入。这些输入被聚集在一起，并对照预先确定的规则进行评估以触发警报通知。
示例警报可以是在襟翼展开时的过大空速。为了检测这种情况，可编程外围设备12、52将需要针对襟翼位置的输入和针对空速的输入，其中进行了适当的针对信号噪声的滤波。可以对照允许的空速和襟翼位置组合的预先编程的表来评估这些输入，以确定当前飞行器配置是否在允许的飞行包络(flight envelope，飞行包线)内。从允许范围的偏离可以是对可编程外围设备12、52的触发，以命令第一可编程外围设备12的消息传送工具18向基站28发送超量通知。对本领域技术人员来说明显的是，可以针对超量类似地监测飞行包络的许多其它方面。
触发的通知消息可以包含由飞行数据监测外围设备定义的有效载荷，并且作为示例，可以包含飞行器的当前状态(例如，但不限于，位置、配置或速度)。该消息还会包含唯一地识别检测到的超量的类型的事件代码。
在命令后，第一可编程外围设备12将把消息排队以进行发送，并经由现有连接(WiFi、蓝牙、串口、USB或以太网)与卫星通信设备13协商。卫星通信设备13将在经由卫星网络将通知消息发送到基站28之前，向所述通知消息添加识别信息和错误检测报尾(footer，脚注)。卫星地面站会将通知消息中继到基站28，在该基站处通知消息被解码并记录到数据库。
在接收到通知后，基站28检查其内部的用于处理通知的规则表，以确定可能发生的进一步行动。例如，可以存在一种规则用以触发通知操作者襟翼超速事件的电子邮件。明显的是，对于在接收到超量通知时可以采取的行动而言存在许多选项，包括但不限于，电子邮件通知、SMS通知、网站中的弹出以及自动转发至第三方网络服务。
流送飞行数据
第二可编程外围设备52上的应用程序可以命令第一可编程外围设备12打开新数据连接以将飞行数据流送到基站28。
流送飞行数据应用程序(SFDA)可以在第一外围设备上运行，或者它可以在第二可编程外围设备上运行，该第二可编程外围设备经由接口——诸如，但不限于，WiFi、蓝牙或缆线——连接到第一可编程外围设备12。SFDA可以命令第一可编程外围设备12打开长期的卫星数据连接，并且经由其持续地发送飞行数据。飞行数据来源于飞行器的ARINC 717、429或787总线，或者可以基于第二外围设备52的内部传感器例如GNSS接收机或惯性测量单元，或者直接经由电输入采样电压或电流或计数脉冲获得。
飞行数据从上述来源被聚集在一起，并通过SFDA被加时间戳，然后被发送到第一可编程外围设备12以中继到基站28。第一可编程外围设备12维护到基站28的流连接，并且可以将额外的消息插入到由基站28分出的流中。这样，不存在对第一可编程外围设备12的消息传送功能的干扰。
当在基站28处接收到飞行数据流时，其被记录到日志文件，并且被扫描以获得值得注意的事件。该数据流可以被转发到第三方，诸如飞行器操作员或发动机制造商。通过对来自飞行器的数据流进行解码，可以呈现当前飞行器状态的近似实时表示。该呈现的方式可以采用时间序列图、表格数据或飞行器仪表盘的再现的形式。
飞行数据流送的控制可以经由通过基站28和第一可编程外围设备12中继到SFDA的消息，或者可以在SFDA检测到异常事件时由SFDA自主地进行。例如，SFDA可以在检测到发动机故障后经由第一可编程外围设备12开始将数据流送到基站28。替代地，维护操作员可以使用其地面终端向飞行器上的SFDA发送命令以开始流送数据。
飞行计划提交
第二外围设备52上的应用程序50，例如飞行计划提交应用程序，可以自主地命令第一可编程外围设备12向基站28发送消息。例如，可以发送用于转发到空中交通系统的飞行计划消息。
第二可编程外围设备52上的飞行计划应用程序(FPA)接受来自飞行员的输入以定义飞行计划。当飞行员确信输入了正确计划时，他可以将其提交给空中交通系统(ATS)。为了将飞行计划传送至ATS，FPA命令第一可编程外围设备12使用消息传送工具18经由卫星通信设备13向基站28发送飞行计划消息。在接收到该消息后，基站28将飞行计划转发给ATS以进行提交。ATS生成对飞行计划提交的响应，并且该响应被中继到基站28。基站12又将飞行计划响应发送到卫星通信设备13，该卫星通信设备将其发送到第一可编程外围设备12。预期会收到该响应的第一可编程外围设备12然后将该飞行计划响应发送到FPA，该FPA将其向飞行员进行显示。
天气报告请求
第二可编程外围设备52上的应用程序可以命令第一可编程外围设备12向基站28发送消息以请求给定的机场或位置的天气报告。第一可编程外围设备12可驻留在相同的外围设备12上或第二可编程外围设备52上。
应用程序50命令第一可编程外围设备12发起请求。第一可编程外围设备12随后将把请求包装成包括包含所请求的机场代码或所请求的位置在内的任何附加数据。如果GNSS接收机可用的话，第一可编程外围设备12可以自动地包括该位置数据。然后，第一可编程外围设备12将指示卫星通信设备13将数据包继续转发到基站28。
然后，基站28可以直接响应，或将请求转发到第三方系统并等待其响应。然后，响应将被转发回卫星通信系统，并被继续转发到第一可编程外围设备12。然后，第一外围设备12将该消息解包，并将任何相关内容传送回第二可编程外围设备52上的应用程序50。
空投(drop，投放)跟踪
第二可编程外围设备52(在此情况下，52可以是飞行数据监测器和记录器)上的用于监测灭火飞机上的阻燃剂罐的应用程序50可以命令第一可编程外围设备12向基站28发送指示阻燃剂的体积和空投的位置的数据消息。第一可编程外围设备12可驻留在相同的外围设备12或第二可编程外围设备52上。
应用程序50将监测输入或信号以确定是否发生了空投或填充事件。这可以包括，例如但不限于，罐体积、罐门信号、罐开关信号或者甚至来自罐或桶控制器的信号。当检测到该信号变化时，应用程序50将收集包括内部GNSS和惯性测量传感器的相关参数，并形成数据有效载荷。在一些实例中，诸如阻燃剂类型、覆盖水平、外部空气温度和其它测量值等附加信息将被包括在有效载荷中。
该有效载荷将被传给第一可编程外围设备12以发送到基站28。应用程序50可以直接命令第一可编程外围设备12以用附加信息包装有效载荷。该信息可以包括GNSS数据或可获得的任何其它传感器数据。
接收到有效载荷后，基站28可以应用预先配置的规则用于解析数据并将数据转化成工程单位(engineering unit)。基站28还可以检查其内部的用于处理数据的规则表，以确定可发生的进一步行动。例如，可以存在用以触发通知操作者空投事件的电子邮件的规则。对于在接收到数据后可采取的行动而言存在许多选项，包括电子邮件通知、SMS通知、网站中的显示和通知、或自动转发到第三方网络服务。
飞行器数据监测
本系统还可以用于向任何飞行器数据监测设备发送命令以及从飞行器数据监测设备接收数据。在一些实例中，第二外围设备是飞行器数据监测器，例如但不限于，飞行数据记录器。在其它实例中，飞行器数据监测器可以是，例如但不限于，发动机传感器或温度传感器，如本领域技术人员已知的。
飞行员电话呼叫
第二外围设备可以是经由不同于蜂窝的短距离无线连接(例如，但不限于WiFi或蓝牙)连接到第一外围设备的智能电话、头戴式耳机或智能手表。该场景中的第二外围设备包含允许用户发起或应答卫星通信设备上的语音呼叫的应用程序。用于语音呼叫的音频数据在卫星通信设备、第一外围设备和第二外围设备之间传送，使得用户可以使用卫星通信设备进行电话呼叫而不直接连接到卫星通信设备。实际上，第二外围设备成为卫星通信设备的远程无线送受话器(手机)。
本文中描述的所有方法可以按任意适合的顺序执行，除非本文另有说明或按其他方式明显与上下文矛盾。任意示例以及全部示例的使用、或本文提供的示例性语言(例如，“诸如”)的使用，仅意在更好地阐明示例性实施方案，而并不构成对要求保护的发明的范围的限制，除非另有声明。说明书中的语言不应当被解释为表明任何非要求保护的要素是必需的。
本文描述的示例性实施方案的优点可借助于该书面描述中特别指出的工具和组合而实现并获得。应当理解，前述的一般描述和详细描述仅是示例性的和解释性的，而并非是对下面的权利要求进行限制。尽管已经详细地描述了示例性实施方案，前述描述在所有方面都是说明性的而非限制性的。应当理解，可以设计出多种其它改型和变体而不偏离示例性实施方案的范围。
尽管已经结合当前被认为是可能最实用和/或适当的实施方案的示例的那些内容描述了示例性实施方案，但应当理解，描述不限于所公开的实施方案，而是相反，旨在覆盖包括在示例性实施方案的精神和范围内的各种改型和等同布置。本领域技术人员应认识到，或者能够至多使用例行实验就确定，本文具体描述的特定示例性实施方案的许多等同物。这样的等同物旨在被囊括在权利要求书的范围内，如果权利要求书被附加在此或随后被提交的话。

Claims (20)

1.一种用于在飞行器内以及在飞行器和基站之间通信的系统，所述系统包括：第一可编程外围设备，所述第一可编程外围设备被编程以在没有机载服务器辅助的情况下直接控制所述飞行器中的卫星通信设备，所述第一可编程外围设备包括软件和消息传送工具；至少一个第二可编程外围设备，所述第二可编程外围设备包括软件、到所述第一可编程外围设备的接口以及至少一个应用程序，所述第二可编程外围设备被编程以在所述应用程序和所述第一可编程外围设备之间发送和接收命令和数据；卫星；以及基站，其中，所述卫星通信设备被编程以在所述卫星通信设备与所述卫星之间发送命令和传输数据，并且所述卫星被配置为在所述卫星和所述基站之间传输数据。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一可编程外围设备还包括用于直接向所述卫星通信设备进行数据传输的可扩展协议，所述数据传输包括消息传送、文本传送和短消息服务(SMS)。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其中所述第一可编程外围设备与所述卫星通信设备通信，发送命令至所述卫星通信设备以及发送数据至所述卫星通信设备和从所述卫星通信设备接收数据。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的系统，还包括飞行器数据监测设备。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的系统，其中所述第二可编程外围设备是飞行数据监测设备。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的系统，其中所述第一可编程外围设备还包括键盘。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的系统，其中所述第二可编程外围设备包括多个应用程序。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的系统，还包括多个可编程外围设备，每个可编程外围设备包括软件、到另一可编程外围设备的接口和至少一个应用程序，所述多个可编程外围设备被编程以在所述应用程序和另一可编程外围设备之间发送和接收命令和数据。
9.根据权利要求8所述的系统，其中所述多个可编程外围设备在功能上为一系列，并且该一系列可编程外围设备被编程以经由所述一系列外围设备将数据从所述第二外围设备发送到所述第一外围设备。
10.根据权利要求9所述的系统，其中所述系列是动态系列。
11.一种用于在飞行器中的至少一个应用程序和基站之间通信的系统，所述系统包括：第一可编程外围设备；第二可编程外围设备；机载卫星通信设备；卫星；以及基站，其中，所述至少一个应用程序收集数据，所述第二可编程外围设备被编程以发送数据和命令并且从所述第一可编程外围设备接收数据和命令，并且所述第二可编程外围设备包括软件和到所述第一可编程外围设备的接口，所述第一可编程外围设备被编程以将命令和数据发送到所述机载卫星通信设备并从所述机载卫星通信设备接收数据，而无需机载服务器的辅助，并且所述第一可编程外围设备包括软件、消息传送工具以及用于机载卫星通信设备的控制器，并且其中，所述机载卫星通信设备被编程以在所述机载卫星通信设备和所述卫星之间发送命令和传输数据，所述卫星用于在所述卫星和所述基站之间传输数据。
12.根据权利要求11所述的系统，其中所述第一可编程外围设备还包括用于直接向所述机载卫星通信设备进行数据传输的可扩展协议，所述数据传输包括消息传送、文本传送和短消息服务(SMS)。
13.根据权利要求11或12所述的系统，还包括在功能上布置成一系列的多个可编程外围设备，其中所述一系列可编程外围设备被编程以经由所述一系列外围设备将数据从所述第二外围设备发送到所述第一可编程外围设备。
14.根据权利要求11-13中任一项所述的系统，其中所述机载卫星通信设备是卫星通信电话。
15.一种在飞行器中的至少一个应用程序和基站之间通信的方法，所述方法包括：
采用包括软件或固件的第一可编程外围设备和消息头来控制卫星通信设备，而无需机载服务器和第二可编程外围设备的辅助，所述第二可编程外围设备包括软件、到所述第一可编程外围设备的接口和至少一个应用程序；
向所述第二可编程外围设备发送命令和数据以及从所述第二可编程外围设备发送命令和数据到所述第一可编程外围设备；
直接在所述第一可编程外围设备和卫星通信设备之间传输数据；
在所述卫星通信设备和卫星之间传输数据；
在所述卫星与所述基站之间传输数据；以及
对所述数据进行解码。
16.根据权利要求15所述的方法，还包括对飞行器数据进行流送。
17.根据权利要求15或16所述的方法，其中所述飞行器数据是飞行数据。
18.一种系统，包括：i)独立的机载通信系统，所述机载通信系统包括第一外围设备和至少一个第二外围设备，所述第一外围设备和第二外围设备各包括非暂态计算机可读介质，所述非暂态计算机可读介质上存储有用于数据通信的计算机程序，所述计算机程序具有多个协议，所述协议是可扩展的，所述协议可由处理器执行以使所述第一外围设备和第二外围设备在彼此之间发送数据和命令，所述第一外围设备还被促使执行以下步骤：直接控制卫星通信设备；直接拨打所述卫星通信设备；直接向所述卫星通信设备发送数据；以及从所述卫星通信设备接收数据，所述步骤中的每一个都在没有机载服务器辅助的情况下执行；ii)所述卫星通信设备；iii)卫星；以及iv)基站，其中，所述卫星通信设备被编程以在所述卫星通信设备和所述卫星之间发送命令和传输数据，所述卫星用于在所述卫星和所述基站之间传输数据。
19.根据权利要求18所述的系统，包括多个第二外围设备。
20.一种用于在邻近飞行器的至少一个应用程序和基站之间通信的系统，所述系统包括：第一可编程外围设备；第二可编程外围设备；机载卫星通信设备；卫星；和基站，其中，所述至少一个应用程序收集数据，所述第二可编程外围设备被编程以发送数据和命令并且从所述第一可编程外围设备接收数据和命令，并且所述第二可编程外围设备包括软件和到所述第一可编程外围设备的接口，所述第一可编程外围设备被编程以将命令和数据发送到所述机载卫星通信设备并从所述机载卫星通信设备接收数据，而无需机载服务器的辅助，并且所述第一可编程外围设备包括软件、消息传送工具以及用于所述机载卫星通信设备的控制器，并且其中，所述机载卫星通信设备被编程以在所述机载卫星通信设备和所述卫星之间发送命令和传输数据，所述卫星用于在所述卫星和所述基站之间传输数据。
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