CN111316680A - 飞机上增强无线通信的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

描述了用于无线检测载具内组件状态的系统和方法，所述系统和方法利用单个连接或单个连接点来访问每个组件的状态。可以提供多个模块，每个模块具有无线电和两个离散的电输入，每个模块监视至少一个组件。每个模块可以配置为将其无线电的配置从客户端切换到无线接入点。可以将模块之一的无线电动态配置为无线接入点，其余模块配置为连接到无线接入点。

Description

飞机上增强无线通信的系统和方法
本申请要求于2017年8月7日提交的美国临时申请号62/542,183的优先权。本文中所标识的上述材料及所有其他外部材料通过引用整体并入本文，其程度与每个单独的专利公开或专利申请均相同，使每个引用文献具体地和单独地以引用方式并入。当在并入的参考文献中术语的定义或使用与本文提供的术语的定义不一致或相反时，适用本文提供的该术语的定义，而参考文献中该术语的定义不适用。
技术领域
本发明的领域是用于飞机和其他载具中的无线通信。
背景技术
背景技术描述包括可用于理解本发明的信息。不承认本文提供的任何信息是现有技术或与当前要求保护的发明有关，或也不承认明确或隐含引用的任何专利公开均为现有技术。
飞机和其他载具中的无线通信通常最大程度地重复利用地面标准和最佳实践，以解决笔记本计算机客户端连接到建筑物中的无线接入点(WAP)所面临的复杂性。但是，由于飞机传输必须遵守飞机法规(例如，FAA、EASA)，多个国家法规(例如，FCC、ETSI)，飞机制造商要求(例如，波音、空客公司)和航空公司政策，因此地面解决方案通常不足。每家航空公司都有不同的要求和解决方案组合，以匹配其国家/地区标志，飞机类型和航线中的国家/地区，而这并不是地面标准所要说明的。
因此，仍然需要用于飞机中用于无线通信的系统和方法的系统和方法，所述系统与方法取决于例如使用区域来考虑不同的规定。
发明内容
本发明提供了用于使用单个连接来无线地检测载具内的多个组件的状态的装置，系统和方法。尽管本文可以使用术语“飞行中的娱乐”和“飞机”，但是所设想的系统和方法可以容易地用在公共汽车、火车、轮船和其他载具中。
所设想的系统包括多个模块，每个模块具有无线电和两个离散的电输入。每个模块还可以包括或连接到一个或多个传感器，以例如提供组件的状态信息。优选地，每个模块与相同类型的组件相关联。
还可以设想的是，每个模块被配置为在无线接入点(WAP)和客户端之间切换其无线电的配置。该系统可以被配置为利用处理器和预编程的程序或软件来动态地配置模块的无线电之一以充当WAP，并配置其余模块的无线电以作为客户端连接到WAP。
在一些预期的实施例中，每个模块的离散电输入之一被连接到远程开关，使得远程开关的致动将禁用每个模块的无线电。
在一方面，还考虑了用于使用单个连接来无线地检测载具内的多个组件的状态的方法。这样的方法可以包括例如从多个模块中的每个模块接收状态信息，其中每个模块与相同类型的组件相关联。每个模块优选地包括无线电和两个离散的电输入。
可以使用处理器将多个模块中的第一个模块的无线电的配置从客户端切换到WAP。然后可以将多个模块中其余模块的无线电配置为作为客户端与WAP连接，从而通过同一WAP连接所有模块。以这种方式，机组人员的设备可以与WAP连接，从而获得与多个模块中的每个模块关联的每个组件的状态。
示例性组件包括例如头顶行李架和服务车。但是，可以设想周期性状态可能有用的其他组件，并且可以包括例如浴室组件、安全带的状态、座椅靠背、托盘桌子、机上娱乐设备的状态等等。
通过以下对优选实施例的详细描述以及附图，本发明主题的各种目的、特征、方面和优点将变得更加显而易见，在附图中，相同的附图标记表示相同的组件。
附图说明
图1示出了用于使用单个连接来无线地监视多个组件的系统的一个实施例的示意图。
图2示出了具有飞机无线网络可用的图1的系统的示意图。
图3示出了用于使用单个连接来无线地监视多个组件的方法的一个实施例的流程图。
具体实施方式
应当注意，针对计算机的任何语言应被理解为包括计算设备的任何合适的组合，包括服务器、接口、系统、数据库，代理、对等体、引擎、控制器或单独或共同运行的其他类型的计算设备。应当理解，计算设备包括处理器，该处理器被配置为执行存储在有形的，非暂时性的计算机可读存储介质(例如，硬盘驱动器、固态驱动器、RAM、闪存、ROM等)上的软件指令。软件指令优选地配置计算设备以提供如下关于公开的装置所讨论的角色，职责或其他功能。在特别优选的实施例中，各种服务器、系统、数据库或接口使用标准化协议或算法(可能基于HTTP、HTTPS、AES、公私密钥交换、Web服务APIs、已知金融交易协议或其他电子信息交换方法)来交换数据。数据交换优选地在分组交换网络、因特网、LAN、WAN、VPN或其他类型的分组交换网络上进行。
以下讨论提供了本发明主题的许多示例实施例。尽管每个实施例代表发明元素的单个组合，但是发明主题被认为包括所公开元素的所有可能的组合。因此，如果一个实施例包括元素A、B和C，而第二实施例包括元素B和D，则即使没有明确地说明，本发明主题也被认为包括A、B、C或D的其他剩余组合。
如在本文使用的，并且除非上下文另外指出，否则术语“耦合到”意图包括直接耦合(其中彼此耦合的两个元件彼此接触)和间接耦合(其中至少一个额外的元素位于两个元素之间)。因此，术语“耦合到”和“耦合于”同义地使用。
尽管下面针对具有配置为使用IEEE 802.11与机组人员个人电子设备(PED)无线通信的行李架柜模块的头顶行李架或存储空间讨论本发明概念，但是本文中讨论的概念同样适用于例如，具有任何配置或数量的WAP、频段、无线协议、线路可更换单元(LRU)和/或PED的应用中。如本文所用，“LRU”是可以由飞机上的维修技术人员替换的最小的航空电子设备。
在当前示例中，头顶行李箱的剩余可用空间可以无线地报告给一个或多个PED，以允许机组人员可视化可用的行李空间，例如，并提供更有效的飞机登机服务。
本文所讨论的发明主题是一种协议，该协议有利地：(1)降低了航空公司的库存成本，因为一个模块可以通用地安装在机队中的任何飞机上，而与飞机的配置无关；(2)使单个无线模块能够在多架飞机配置以及整个多架飞机运行场景中保持需求合规性；(3)降低供应商制造成本，因为该模块仅需要一个WiFi无线电；(4)维持WiFi频谱用于单个无线频段，(5)降低了航空电子供应商的开发成本，因为仅需开发和验证一个模块即可。
图1示出了系统100的一个实施例，该系统用于使用单个连接无线检测载具内多个组件110A-110N的状态。系统100可以包括多个模块102A-102N，每个模块被布置在多个组件110A-110N中或被配置为监视多个组件110A-110N之一。优选的是，每个组件110A-110N是相同类型的(例如，头顶行李架)。
模块102A-102N中的每一个可以包括一个或多个传感器或与一个或多个传感器连接，使得可以监视和报告每个组件110A-110N的状态。
优选地，每个模块102A-102N包括无线电104和两个离散的电输入106和108。每个模块102A-102N被配置为在WAP和客户端之间切换其无线电104A-104N的配置，这具体取决于系统的需求和法规。
系统100优选地包括处理器，该处理器使用一组指令将模块102A中的一个的无线电104A动态地配置为WAP，并且配置其余模块102B-102N的无线电104B-104N以连接到WAP作为客户端。
在一些预期的实施例中，每个模块102A-102N的离散电输入106之一连接到远程开关120，该远程开关120被配置为当开关120被致动时禁用每个模块102A-102N的无线电104A-104N。例如，这可能通过开关120在被致动时中断对每个模块102A-102N的无线电104A-104N的供电来发生。
在这样的实施例中，例如在法规或政策要求时，飞行员或机组人员由此可以从单个点快速且同时地禁用模块102A-102N的无线电104A-104N。开关120可以是类似于光开关的简单拨动开关，或者可以是例如通过图形用户界面的开关的数字表示。
因此，例如，飞机可以包括多个头顶行李架110A-110N，每个头顶行李架可以包括模块102A-102N，该模块102A-102N可以被布置在多个头顶行李架110A-110N中的一个中，并耦合到多个头顶行李架110A-110N中的一个中，或设置成监视多个头顶行李架110A-110N中的一个或多个的状态。在该示例中，组件110A-110N是头顶行李架。
优选地，模块102A-102N中的每一个被配置为计算其相关联的头顶行李架110A-110N的剩余空间和/或报告头顶行李架110A-110N是否已满。每个模块102A-102N可以包括一个或多个传感器、电子设备、软件、无线电104和两个离散的电输入端106和108。
大多数商用PED在任何情况下都只能连接到一个WAP，并且与多个模块中的每个无线无线电104A-104N的一个连接的循环建立将表现不佳。对于大量模块(例如50个或更多)尤其如此。例如，使用系统100，机组人员的PED 130可以与多个模块中一个102A的WAP 104A建立单个稳定的连接，从而无需与模块102A-102N的不同WAP进行多个连接。因此，模块102A之一可以将其无线电104A配置为WAP，在本文中也称为Bin-WAP服务器。其余模块102B-102N和PED 130因此可以是该无线电104A的WAP的客户端。以此方式，模块102A从而可以聚集来自所连接的模块102B-102N的状态信息以及与其自身的头顶行李架110A相关联的状态信息。一个或多个PED 130然后可能能够经由无线电104A的WAP独立地从模块102A收集数据，并显示整个飞机的头顶行李架状态，每个只需要一个连接。
在诸如图2所示的一些实施例中，系统100可以被配置为使得具有无线电104A作为WAP的模块102A在检测到飞机服务器的不同的无线网络200时被动态地从充当WAP切换到客户端。例如，飞机可以包括一个或多个通用服务器，该服务器可以建立与机组PED 130的连接以进行销售交易和其他机舱功能。服务器还可以用于存储媒体文件，例如，用于传输或流式传输到机上娱乐设备或乘客设备。同样，系统100可以被配置为动态地将无线电104A充当客户端的位置切换为充当WAP。
预期每个模块102A-102N的另一个离散电输入108连接到第二远程开关122，第二远程开关122被配置为使模块102A-102N的每个无线电104A-104N将其自身配置为客户端，并且连接到不同于多个模块102A-102N的飞机服务器210的无线网络200。无线网络200可以是与飞机的头端或其他服务器210相关联的网络，其可以例如专用于机组人员，并且与乘客可访问的无线网络分开。进一步考虑到，开关122的致动可以使无线电104A之一被动态地配置为如上所述的WAP。
在这样的配置中，机组人员PED 130通常已经建立了到飞机的不同无线网络200的连接，并且通常不能被修改为现在与多个模块之一的WAP连接。可以考虑将软件安装在飞机服务器210上，使得与服务器210相关联的无线网络200可以模拟多个模块102A-102N之一的WAP的功能。在这样的实施例中，进一步预期模块102A-102N的每个无线电104A-104N可以被自动配置为与飞机服务器210的不同的无线网络200连接。
在替代实施例中，如果法规或政策要求，当启动时，开关122可以允许机组成员禁用模块102A-102N的无线网络200(飞机-WAP-服务器)和无线电104A-104N。
在其他实施例中，可以组合以上配置以允许使用不同的飞机网络200的情况以及模块的WAP被与不同的飞机网络200同时使用或代替其使用的情况。这是很常见的，因为大多数飞机都配置为在飞行10,000英尺以下或进入具有新的或不同监管域的国家/地区时，禁用其一个或多个无线电广播或重新配置无线电。结果，这种禁用中断或移除了到机组PED130的Wi-Fi链路。
由于机组人员希望继续使用其PED 130来管理飞机的头顶行李箱或其他组件，因此可以想到，系统100可以配置为检测飞机的无线网络200的存在或丢失，以及动态地重新配置模块102A-102N的一个或多个无线电104A-104N，以解决无线网络200的存在或丢失。
例如，当检测到飞机的无线网络200时，系统100可以被配置为将无线无线电104A-104N中的每一个动态地配置为客户端，以与飞机的网络200连接。例如如图1所示，当未检测到飞机的无线网络200或飞机的无线网络未丢失时，系统100将多个模块102A-102N中的一个无线电104A动态地配置为充当WAP。进一步考虑到，机组的PED 130可以建立到任一网络的链路，这取决于可用的网络。为了维持通信要求的遵从性，系统100可以改变工业、科学、医学(ISM)频带和/或信道。例如，系统100甚至可以被配置为允许在模块102A-102N与基于陆地的网络之间建立连接。
在其他实施例中，可以预期，系统100可以动态地将模块102B的无线电104B中的另一个无线电配置为新的WAP，并在检测到WAP故障时配置其余模块的无线电104A和104C-104N以连接到新的WAP作为客户端。
图3示出了一种方法的一个实施例，该方法用于使用单个连接来无线检测载具内多个组件的状态。在步骤305中，可以从多个模块接收状态信息，每个模块与相同类型的组件相关联。这样的组件可以包括例如头顶行李架、服务推车、浴室组件或飞机或包括上述这些组件的其他载具的其他组件。
优选地，每个模块包括无线电和两个离散的电输入。
在步骤310中，可以将模块中的第一个的无线电的配置从客户端切换到WAP。在步骤315中，通过使用处理器和预编程的例程来动态地配置每个无线电，可以将其余模块的无线电自动配置为与WAP作为客户端连接。
在步骤320中，当致动与每个模块的离散电输入之一连接的远程开关时，可以自动禁用每个模块的无线电。
在步骤325中，可以在致动与模块中第一个模块的离散电子输入之一连接的远程开关后，将充当WAP的无线电的配置切换到客户端。
可选地，在步骤330中，模块中的第一个模块可以在检测到飞机服务器的不同无线网络时自动配置给客户端，并且每个模块的无线电可以与该飞机服务器的不同无线网络自动连接。
进一步考虑到，在检测到WAP故障时，模块的无线电中的另一个可以被配置为新的WAP，其余模块的无线电可以被配置为作为客户端连接到新的WAP。
如本文的说明书和随后的整个权利要求书中所使用的，除非上下文另外明确指出，否则“一个”，“一种”和“所述”的含义包括复数引用。而且，如本文的描述中所使用的，除非上下文另外明确指出，否则“在...中”的含义包括“在...中”和“在...上”。
本文公开的本发明的替代元件或实施例的分组不应被解释为限制。每个组的要素可以单独引用或要求保护，也可以与该组的其他要素或此本文找到的其他元素组合的方式来引用或要求保护。出于方便和/或可专利性的原因，一个组中的一个或多个要素可以包含在一个组中或从中删除。当发生任何这样的包含或删除时，说明书在本文中被认为包含经修改的基团，从而满足所附权利要求中使用的所有马库什团的书面描述。
本文中数值范围的列举仅旨在用作分别指代落入该范围内的每个单独数值的速记方法。除非本文另外指出，否则每个单独的值都被并入说明书中，就好像它在本文中被单独引用一样。除非本文另外指出或与上下文明显矛盾，否则本文描述的所有方法可以以任何合适的顺序执行。相对于本文的某些实施例提供的任何和所有示例或示例性语言(例如，“诸如”)的使用仅旨在更好地阐明本发明，并且不对以其他方式要求保护的本发明的范围构成限制。说明书中的任何语言都不应解释为表示对实施本发明必不可少的任何未要求保护的要素。
对于本领域的技术人员应该显而易见的是，在不背离本文的发明构思的前提下，除了已经描述的修改之外，还可以进行更多修改。因此，除了受所附权利要求的精神限制之外，本发明的主题不受限制。此外，在解释说明书和权利要求书时，应以与上下文一致的尽可能广泛的方式解释所有术语。特别地，术语“包括”和“包含”应被解释为以非排他性的方式指代元件、组件或步骤，指示所引用的元件、组件或步骤可以以与其它未明确引用的元件、组件或步骤共存，同时利用或进行组合。在说明书权利要求书中是指选自A，B，C…N中的至少一种，则该文本应解释为仅需要组中的一个元素，而不是A加N或B加N等。

Claims (20)

1.一种用于使用单个连接无线地检测载具内多个组件的状态的系统，其特征在于，包括：
多个模块，所述模块与一个或多个传感器耦合，所述每个模块与相同类型的组件相关联；
所述每个模块包括无线电和两个离散的电输入端；
所述每个模块被配置为在无线接入点(WAP)和客户端之间切换其无线电的配置；以及
其中所述系统进一步包括一处理器和一组指令，以动态地将其中一个所述模块的无线电配置为WAP，并将其余模块的无线电配置为作为客户端连接到WAP。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述每个模块的离散电输入之一被连接到远程开关，所述远程开关被配置为在被致动时禁用每个模块的无线电。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述每个模块的所述离散电输入中的另一个被连接至第二远程开关，所述第二远程开关被配置为使所述每个模块的无线电将其自身配置为客户端并连接至与所述多个模块不同的飞机服务器的无线网络。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述每个模块的离散电输入之一连接到远程开关，所述远程开关被配置为在被致动时中断向所述每个模块的无线电的供电。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述处理器还被配置成在检测到飞机服务器的不同无线网络时自动将充当所述WAP的模块切换到客户端。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述处理器还被配置为自动地将每个模块的无线电与所述飞机服务器的所述不同的无线网络连接。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还被配置成在检测到所述WAP故障时将所述模块的无线电中的另一个无线电动态地配置为新的WAP，并且将所述其余模块的无线电配置为连接到所述新的WAP作为客户端。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，当未检测到飞机服务器的不同无线网络时，所述处理器将所述模块之一动态地配置为WAP。
9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述组件是头顶行李架，并且所述多个模块各自包括用于监视和报告所述头顶行李架的状态的设备。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述每个模块被布置在头顶行李架内。
11.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述组件是服务推车。
12.一种用于使用单个连接无线地检测载具内多个组件的状态的方法，其特征在于，包括：
从多个模块接收状态信息，所述每个模块与相同类型的组件相关联；
其中所述每个模块包括无线电和两个离散的电输入端；
将所述模块中的第一个的无线电的配置从客户端切换到无线接入点(WAP)；和
通过使用处理器和一组指令将所述其余模块的所述无线电动态地配置成与WAP连接作为客户端，以动态配置每个无线电。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括在致动与所述每个模块的离散电输入之一连接的远程开关时，自动禁用所述每个模块的无线电。
14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括：在致动与所述模块中的第一个模块的离散电输入之一连接的远程开关时，将充当WAP的所述无线电的配置切换到客户端。
15.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括在检测到飞机服务器的不同无线网络时，自动将所述模块中的第一个模块配置给客户端。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，还包括将所述每个模块的无线电与所述飞机服务器的所述不同的无线网络自动连接。
17.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括：在检测到WAP故障时，动态地将所述模块的另一无线电配置为所述新的WAP，以及将其余所述模块的无线电配置为作为客户端连接到所述新的WAP。
18.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括：当未检测到飞机服务器的不同无线网络时，将所述模块之一动态配置为WAP。
19.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述组件是头顶行李架，并且所述多个模块中的每个模块包括用于监视和报告所述头顶行李架箱的状态的设备，并且所述每个模块都设置在头顶行李架内。
20.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述组件是服务推车。
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