CN113226803A - 轮胎监测装置的配置模式进入 - Google Patents

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Abstract

讨论了限制对轮胎监测装置的命令的方法，包括控制进入配置模式的方法和基于对异常命令模式的检测来限制操作的方法。在一示例中，方法包括在轮胎监测装置处：从第一装置接收配置请求，配置请求指示轮胎监测装置要在配置模式下操作，配置请求是使用第一无线通信协议来提供的；响应于接收到配置请求，使用第二无线通信协议发起通信；使用第二无线协议建立成功通信；响应于使用第二无线通信协议建立了成功通信进入配置模式。在另一示例中，限制包括无线通信接口的轮胎监测装置的操作的方法包括在轮胎监测装置处：经由无线通信接口接收指令；基于接收的指令检测异常指令模式；以及响应于检测到异常指令模式，限制轮胎监测装置的至少一个部件的操作。

Description

轮胎监测装置的配置模式进入
技术领域
本公开内容涉及轮胎监测系统及其操作方法。在示例中，本公开内容涉及飞行器轮胎监测系统，例如飞行器轮胎压力监测系统。
背景技术
检查轮胎压力是交通工具维护的重要部分。轮胎压力应当保持在预定压力下以确保轮胎按照制造商的预期运行。不正确的轮胎压力会导致轮胎故障，可能爆裂并且造成交通工具损坏和/或失控。由于飞行器起落架上的轮胎会经历高速度，因此需要定期检查压力，可能每天一次或更频繁地检查。对轮胎压力的手动检查需要时间，减少该时间是有益的。
已经提出通过在轮中包括感测装置来使轮胎压力测量自动化，然后可以无线地询问该感测装置以提供轮胎压力的测量结果。与手动读数相比，这样可以减少所需的时间，但是由于需要从一个轮行进至另一个轮来测量压力，所以仍会耗费时间。
期望提供解决这些点中的一些或全部的轮胎压力测量系统。
发明内容
根据第一方面，提供一种方法，该方法包括在轮胎监测装置处：接收来自第一装置的配置请求，该配置请求指示轮胎压力监测装置要在配置模式下操作，该配置请求是使用第一无线通信协议来提供的；响应于接收到配置请求，使用第二无线通信协议发起通信；使用第二无线协议建立成功通信；以及响应于使用第二无线通信协议建立了成功通信，进入配置模式。
可选地，在配置模式下，轮胎监测装置使用第一无线通信协议从第一装置接收配置数据和配置指令中的至少之一。
可选地，配置指令包括以下至少之一：数据下载指令；轮胎监测装置测试指令；系统测试指令；故障复位指令；以及删除指令。
可选地，由轮胎监测装置对使用第一无线通信协议与第一装置进行的通信进行控制。
可选地，使用第二无线协议进行的通信是通过不同于第一装置的第二装置进行的。
可选地，在进入配置模式之后，轮胎压力监测装置保持在配置模式下达预定时间段。
可选地，第一无线通信协议具有比第二无线通信协议大的范围。
可选地，第一无线通信协议具有大于20m的范围，并且第二无线通信协议具有小于10cm的范围。
可选地，该方法还包括在经由第二无线通信协议接收到配置请求时拒绝该配置请求。
可选地，该方法还包括确定第一装置是被信任的，并且进入配置模式是响应于确定第一装置是被信任的并且使用第二无线通信协议建立了成功通信两者的。
根据第二方面，提供一种轮胎监测装置，该轮胎监测装置包括：无线通信接口；和处理系统。处理系统被配置成使轮胎监测装置执行任何前述权利要求的方法。
可选地，无线通信接口包括：第一收发器，用于使用第一无线通信协议进行通信；以及第二收发器，用于使用第二无线通信协议进行通信。
根据第三方面，提供一种轮胎监测装置，该轮胎监测装置被配置成安装在交通工具的轮上。该轮胎监测装置包括：第一无线通信接口；第二无线通信接口；以及处理系统。处理系统被配置成通过以下操作使轮胎监测装置进入配置模式：使用第一无线通信接口接收配置请求；响应于接收到配置请求，使用第二无线通信接口发起通信；使用第二无线通信接口建立成功通信；以及响应于使用第二无线通信接口建立了成功通信，进入配置模式。
根据第四方面，提供一种轮胎监测系统，该轮胎监测系统包括：如以上针对第二方面和第三方面定义的轮胎监测装置；以及第一装置，其被设置成至少向轮胎压力监测装置发送配置请求。
根据第五方面，提供一种计算机可读介质，该计算机可读介质包括计算机可读指令，所述计算机可读指令在由处理器执行时使轮胎压力监测装置执行上述第一方面的方法。
根据以下仅以示例方式给出的参照附图进行的对本发明的优选示例的描述，本发明的其他特征和优点将变得明显。
附图说明
图1示出了根据本发明的第一示例的轮胎压力传感器系统的示意图。
图2示出了用于在图1的示例中使用的轮胎监测装置的示意图。
图3示出了用于在图1的示例中使用的控制装置的示意图。
图4示出了用于在图1的示例中使用的配置装置的示意图。
图5示出了安装在飞行器中的轮胎压力传感器网络的示意图。
图6示出了可以与图1的示例一起使用的轮胎压力检查过程的流程图。
图7示出了可以由图2的轮胎监测装置使用的轮胎压力检查过程的流程图。
图8示出了可以由图2的轮胎监测装置使用的用于进入配置模式的过程的流程图；
图9示出了在轮胎监测装置例如图2的轮胎监测装置处接收配置指令的过程的流程图；以及
图10示出了可以由图2的轮胎监测装置使用的用于检测异常指令模式的过程的流程图。
具体实施方式
在以下描述中，出于说明的目的，阐述了某些示例的许多具体细节。说明书中对“示例”或类似语言的引用意指结合示例描述的特定特征、结构或特性被包括在至少这一个示例中，但不一定被包括在其他示例中。
本文描述的某些方法和系统涉及飞行器中的传感器网络的操作。在本文描述的示例中，对“飞行器”的引用包括所有类型的飞行器，例如，诸如军用或商用飞行器或无人驾驶飞行器(UAV)的固定翼飞行器以及诸如直升机的旋翼飞行器。
根据本文中的示例，轮胎监测装置仅在使用第一无线通信协议接收到配置请求之后响应于使用第二无线通信协议进行了成功通信而进入配置模式。这可以提高安全性，特别是在第二无线通信协议需要使用第二装置和短距离通信技术的情况下。通过轮胎监测装置对配置信息和指令的交换进行控制可以获得其他安全益处。
根据本文中的其他示例，在检测到异常指令模式时限制轮胎监测装置的操作。例如，提供针对恶意泛洪攻击(flooding attack)的保护。对操作的限制可以适用于轮胎监测装置中汲取最多电力的部件，从而限制第三方导致重复操作并耗尽轮胎监测装置的电源的可能性。
示例轮胎监测系统
图1示出了轮胎监测系统的示意图，在这种情况下轮胎监测系统是根据第一示例的压力传感器系统。该系统包括多个轮胎监测装置10、控制装置12和配置装置14，所有这些装置均被设置成经由无线通信进行通信。轮胎监测装置被安装在交通工具的每个轮上，在这种情况下所述交通工具是飞行器(如下面参照图5更详细地说明的)。控制装置12与轮胎压力传感器10分离，并且可以是仅在轮胎压力传感器系统中起作用的专用控制装置，或者可以是除轮胎压力传感器系统之外还可以用于其他目的的计算装置。示例计算装置包括移动装置，例如膝上型计算机、平板电脑、蜂窝电话和无线通信装置。
图1的轮胎压力传感器系统中的无线通信可以使用局域网或个域网，并且可以具有包括集中式系统和网状无线系统的任何合适的拓扑。在集中式系统中，可以将单个装置指定为主装置以协调通信，或者可以使用一个或更多个附加的无线接入点、网关或控制器(未示出)。在一些示例中，轮胎监测装置10、控制装置12和配置装置14可以全部利用同一无线技术进行通信并且形成单个网络。在其他示例中，轮胎监测装置10、控制装置12和配置装置14中的一个或更多个可以与系统中的其他元件分离。这样的分离可以在软件中提供，例如通过提供合适的防火墙和/或使用不同的网络ID和加密密钥来提供。这样的分离也可以由硬件提供，例如通过不同的无线通信技术来提供。可以将硬件分离和软件分离两者组合。例如，在图1的系统中，控制装置使用不同于该配置的无线通信技术与轮胎感测装置通信，这可以提高系统的安全性。
图2示出了用于在图1的轮胎压力传感器系统中使用的轮胎监测装置10的示意图。轮胎监测装置10被配置用于例如通过至轮上的开口的机械连接来安装在轮上，所述开口提供通向轮胎的入口。轮胎监测装置10包括处理器200、无线通信接口202、指示器204、电源206以及压力传感器208、温度传感器209、第一存储装置210和第二存储装置211。
处理器200可以是包括具有一个或更多个处理核的微处理器的任何合适的处理装置。在使用中，处理器200协调并控制其他部件，并且可操作成从存储装置210、211读取计算机程序指令和数据和/或向存储装置210、211写入计算机程序指令和数据。在一些示例中，处理器可以被优化用于低功率操作或者具有被优化用于低功率操作的至少一个处理核。
无线通信接口202连接至处理器200，并且用于传送和接收来自轮胎压力传感器系统中的其他装置的数据。在该示例中，无线通信接口包括两个收发器212、214，收发器212、214使用不同的无线技术。第一收发器212被提供用于相对长距离的通信，多达约50m或约100m。例如，第一收发器可以使用适用于移动装置的通信标准或者无线航空电子装置内部通信(WAIC)标准，所述适用于移动装置的通信标准例如在2.4GHz或5GHz工业科学和医疗(ISM)频段上的IEEE 802.11(Wi-Fi)、IEEE 802.15.1、IEEE 802.15.4。第一收发器还包括加密模块，所述加密模块用于例如根据利用预共享密钥的高级加密标准(AES)对发送数据进行加密和对接收数据进行解密。第二收发器214被提供用于相对短距离的通信。例如，第二收发器214可以使用根据IEEE 802.15的标准，例如IEEE 802.15.4、RFID或近场通信(NFC)。第二收发器可以在小于5m、小于3m、小于1m、小于50cm、小于25cm、小于10cm、小于5cm、小于1cm或需要装置之间接触的范围内操作。与第一收发器212类似，第二收发器214也包括用于对发送的数据进行加密和对接收的数据进行解密的加密模块。
在一些示例中，可以在无线通信接口中提供单个无线收发器。在这种情况下，单个收发器可以使用相对短距离或相对长距离的通信，或者根据需要调整范围(例如通过控制传输功率)。
指示器204连接至处理器200并且由处理器200控制，以向轮胎压力传感器系统的用户提供指示。在该示例中，指示器是LED，但是在其他示例中，指示器是另一形式的光、显示器例如LCD或电子墨水显示器或者任何其他形式的视觉指示。在其他示例中，指示器是听觉指示器，例如蜂鸣器、寻呼机、扬声器或任何其他声音生成部件。在其他示例中，指示器可以包括听觉指示部件和视觉指示部件两者。指示器提供至少第一指示和第二指示，例如第一颜色发射光和第二颜色发射光。还可以提供其他指示例如持续的或闪烁的光。轮胎监测装置具有壳体(未示出)，并且指示器204可以在壳体外部提供指示，例如LED可以安装在壳体外部或通过壳体可见，或者能够从壳体内部发出声音。
电源206向感测装置中的元件提供电力。电源206可以是电池，例如锂电池。在该示例中，电源是具有足以使传感器在正常操作下运行约2至3年的电力的锂电池。在其他示例中，电源可以包括例如收集振动和/或电磁辐射以对电容器或电池充电的电力收集系统，然后该电容器或电池被用于为装置供电。
在使用中，无线感测装置可以在其操作寿命的大部分时间处于“休眠”或低功率模式下，在“休眠”或低功率模式下，除处理器和无线通信接口之外的大多数部件被断电。这样可以节省电池寿命。例如，轮胎监测装置可以默认处于低功率模式，侦听用于测量或报告轮胎压力的命令。由于可能相对很少需要轮胎压力读数，可能少至每10天一次、每5天一次、每3天一次或每天一次，因此这样可以提供有用的电力节省。在其他示例中，可以更频繁地例如每10分钟、15分钟、20分钟、30分钟、1小时或2小时感测压力，并且可以存储压力以在趋势监测中使用。
压力传感器208连接至处理器200，并且可以是用于测量压力的任何合适的传感器，例如电容传感器。类似地，温度传感器209连接至处理器200，并且可以是用于测量温度的任何合适的传感器，例如热电偶。温度传感器209可以被设置成直接测量轮的温度或轮胎内部的气体的温度。在温度传感器209测量轮的温度的情况下，可以对轮的温度进行处理以确定轮胎中的气体的温度。例如，可以使用算法或查找表。
压力传感器208和温度传感器209至处理器200的连接可以是数字的，提供从传感器本身中的模数转换器(ADC)测量的压力和/或温度的数字表示，或者所述连接可以是模拟的，在这种情况下，处理器可以包括ADC以对所接收的信号进行采样。包括压力传感器和温度传感器两者可以有助于确定经温度补偿的压力值。尽管该示例包括压力传感器和温度传感器，但是其他示例可以仅包括压力传感器，或者可以包括其他传感器。
该示例包括两个存储装置元件210和211。在该示例中，存储装置210是可以在不需要施加电力的情况下保留数据的非易失性可重写存储装置例如闪存。其他示例可以包括通过电源供电而保持的易失性存储装置或者只读存储装置和可重写存储装置的组合。存储装置210连接至处理器200并且用于存储用于由处理器执行的计算机程序指令和数据两者，所述数据例如来自压力传感器208的数据或通过无线通信接口202接收的数据。在一些示例中，存储装置210可以存储由压力传感器208感测的压力读数和/或由温度传感器209感测的温度读数的历史记录。例如，可以存储前十天的读数，其中，一旦存储装置装满，则用最新的数据替换最旧的数据。
存储装置211是写和/或读访问受限的安全存储装置，例如仅对于处理器200上运行的某些进程是可访问的。配置数据例如无线加密密钥可以存储在存储装置211中。在其他示例中，可以提供单个存储装置，或者可以在单个物理装置中提供存储装置210和211，其中，在存储装置210与存储装置211之间具有逻辑划分。
图3示出了用于在图1的示例中使用的控制装置12的示意图。控制装置12包括处理器300、显示器302、输入系统304、电源306、无线接口308、存储装置310和有线通信接口312。在该示例中，控制装置是诸如蜂窝电话或平板计算机的移动装置。
处理器300是可以包括一个或更多个处理核的任何合适的处理装置，例如多用途微处理器、片上系统或系统级封装。处理器300连接至显示器302例如LCD、OLED或电子墨水显示器以向控制装置的用户显示信息。
在该示例中，输入系统304包括触摸屏界面，从而使得用户能够通过触摸屏幕上的用户界面元素来与控制装置交互。除触摸屏之外，输入系统304还可以包括一个或更多个按钮以及其他输入装置例如用于语音识别的麦克风和用于图像输入的摄像装置。其他示例可以不包括触摸屏界面。
控制装置由电源306供电，在该示例中，电源306是可充电锂离子电池。其他示例可以使用替选电源，例如其他电池技术、干线电力或诸如太阳能的能量收集。
无线接口308被包括来用于控制装置12与轮胎压力传感器系统中的其他装置通信。在该示例中，提供单个无线接口308，其被配置成与轮胎监测装置10通信。例如，可以使用相对长距离的无线通信技术，例如符合IEEE 802.15.1、IEEE 802.15.4或IEEE 802.11的无线通信技术。这使得控制装置12能够与来自相对远距离的轮胎监测装置交互。
在其他示例中，可以向控制装置提供多个无线通信接口或收发器，所述多个无线通信接口或收发器利用不同的无线技术例如IEEE 802.15.1、IEEE 802.15.4、IEEE 802.11(Wi-Fi___33)、WAIC、RFID和NFC中的至少两者进行操作。例如，控制装置可以具有两个收发器，其中一个收发器具有比另一个收发器长的通信范围。
存储装置310包括诸如闪存的非易失性元件以及诸如RAM的易失性元件。非易失性元件用于存储操作系统软件和应用软件。在该示例中，控制装置运行标准操作系统软件，并且装载有用于与轮胎压力传感器系统交互的应用软件。为了限制对轮胎压力传感器网络的访问，应用软件可以从安全源提供并且对公众不可获得，并且/或者要求在操作之前输入凭证。
有线通信接口312被提供用于至计算系统的连接。有线通信接口312可以是例如诸如通用串行总线(USB)的串行数据连接、并行数据连接或诸如以太网的网络连接。有线通信接口312可以使得控制装置能够将从轮胎监测装置读取的值和/或其他状态信息传送至计算系统以例如存储长期趋势并辅助机队管理。可替选地或另外地，无线通信接口308可以用于与计算系统通信。在一些示例中，控制装置可以不包括有线通信接口。
图4示出了用于在图1的示例中使用的配置装置14的示意图。配置装置14通常包括与控制装置12相同的元件：处理器400、显示器402、输入系统404、电源406、无线接口408、存储装置410以及有线通信接口412，并且除非下面另外描述，否则这些元件通常与以上关于控制装置描述的相同。在该示例中，配置装置是移动装置，但是限制为仅与轮胎监测系统一起操作。例如，配置装置可以是仅能够运行用于与轮胎监测系统交互的软件的计算装置或平板电脑。
该示例中，配置装置中的无线通信接口408是相对短距离的通信系统，例如IEEE802.15.1、IEEE 802.15.4、NFC或RFID。这使得配置装置能够在配置轮胎监测装置时充当附加的认证因素，例如，轮胎监测装置可以仅对从配置装置接收的配置命令进行响应或者仅在接收到来自配置装置的命令之后对从控制装置接收的配置命令进行响应。
在其他示例中，配置装置可以包括多个无线通信接口或收发器。例如，配置装置可以包括如上面所讨论的用于相对短距离通信的收发器以及用于相对长距离通信的收发器例如符合IEEE 802.11的收发器。
配置装置中的有线通信接口412可以用于以如下安全方式向配置装置提供信息，所述安全方式例如使得能够通过诸如串行数据连接的有线接口而不是无线接口对一些加密密钥进行更新。
在一些示例中，配置装置14可以被省略并且由控制装置12代替。控制装置12可以包括短距离无线通信接口，例如符合IEEE 802.15.1、IEEE 802.15.4、RFID或NFC的短距离无线通信接口。可以将应用软件加载到控制装置上以如下方式使得控制装置也能够用作附加的认证因素：可能通过维护仅能用合适的凭证访问的密码密钥来控制用于配置命令的传输的短距离无线通信接口的操作。在这些示例中，可以在控制装置上提供单独的应用软件，该应用软件可以被执行以使控制装置起到配置装置的作用。
图5示出了安装在飞行器中的轮胎压力传感器网络的示意图。飞行器500包括机身510、机翼520、主起落架530和前起落架540。根据示例，飞行器500包括根据本文描述的示例中的任何示例的传感器网络。飞行器500可以与本文描述的方法中的任何方法结合使用。根据示例，在飞行器500周围的各个位置处分布多个无线节点。例如，在起落架530、540和机翼520中以及在机身510中。在主起落架530和前起落架540的每个轮上安装轮胎监测装置。
在示例中，轮胎监测装置10还与座舱系统通信以向驾驶舱上的飞行员提供轮胎压力信息。在这些示例中，驾驶舱控制台也可以起到控制装置的作用。
示例轮胎压力检查过程
图6示出了可以与图1的示例一起使用的轮胎压力检查过程的流程图。首先，在框602处，用户在控制装置12上启动轮胎监测控制应用。在应用的初始化期间，在控制装置上检查用于与监测装置通信的无线通信接口308是否活跃，并且在无线通信接口308不活跃的情况下提示用户激活。
接下来，在框604处，控制装置对范围内的轮胎监测装置进行扫描。例如，控制装置可以通过无线通信接口发出探测信号(probe)，该探测信号使范围内的任何轮胎监测装置以它们的交通工具标识符——例如轮胎监测装置所附接至的飞行器的尾部标识符——的指示做出响应。扫描可以包括建立与每个轮胎监测装置的直接点对点联系，或者通过轮胎监测装置的网络例如通过接入点、主装置或网状网络中的任何装置建立联系。扫描可以包括将轮胎监测装置从低功率模式唤醒。扫描可以包括使用安全网络密钥与传感器网络通信。
取决于通信范围和位置，可能检测到与多于一辆的交通工具相关联的轮胎监测装置。例如，几架飞行器可以位于控制装置的范围内的相同吊架(hanger)中。接下来，在框606处，确定是否应该在不需要使用输入的情况下自动选择标识符。例如，应用可以存储是否应自动选择标识符的配置选项。如果不需要进行自动选择，则过程继续到框608。如果需要进行自动选择，则过程继续到框612。在一些示例中，不包括框606。在这些示例中，过程可以如下面说明的通过手动选择或自动选择继续进行。
对于手动选择，在框608处，控制装置显示检测到的交通工具的标识符。在框610处，例如根据用户对期望标识符的选择来接收所选择的标识符的输入。
对于自动选择，在框612处，从接收到的响应中指示的标识符之中自动选择交通工具标识符。这可以通过多种方式实现。例如，在范围内的每个轮胎监测装置单独响应控制装置的情况下，至少两个响应可以来自与同一交通工具标识符相关联的轮胎监测装置。在那种情况下，可以自动选择与最大数量的响应相关联的交通工具标识符，因为那很可能是最接近控制装置的需要对其进行压力测量的交通工具。在另一示例中，可以选择最接近控制装置的轮胎监测装置的交通工具标识符，例如具有最大接收信号强度指示(RSSI)的响应。在又一示例中，所有检测到的轮胎监测装置可能均与同一交通工具标识符相关联，在这种情况下选择该交通工具标识符。
接下来，在框614处，向与所选择的标识符相对应的轮胎监测装置发送用于使它们读取压力并且向控制装置进行报告的命令，例如它们可以执行如以下参照图7描述的过程。
在框616处从轮胎监测装置接收响应，并且在框618处将这些响应显示在控制装置上。压力的显示可以包括数值和诸如“正常(OK)”或“低压力”的状态指示中的一者或二者。
在框620处，可以对所接收的数据进行交叉检查以确保数据一致性。然后过程结束。
在图6的整个过程中，控制装置与传感器装置之间的通信可以是安全的，例如通过网络密钥加密。用于与控制装置通信的网络密钥可以与用于传感器装置之间的通信的网络密钥不同，以增强系统的安全性。
在交换安全密钥时，可以通过使用具有有限传输距离的无线通信技术来增加安全性，例如802.11(Wi-Fi)标准可以允许在畅通空间中在50米或更远距离上传输。因为需要物理邻近来截取通信，所以这样单独就足以提供增加的安全性。在一些示例中，与加密数据本身的传输相比，通过在传输加密密钥时降低传输功率，可以增加安全性，这需要初始密钥交换过程极为接近。
图7示出了可以由图2的轮胎监测装置使用的轮胎压力检查过程的流程图。提供该过程以在来自系统的压力测量中提供附加的保证和容错，例如防止控制装置中的损坏操作或错误。通过该过程，监测装置使用其指示器独立于控制装置提供对轮胎压力状态的指示。在一些示例中，监测装置对轮胎压力状态的指示可能具有比在控制装置上提供的指示高的开发保证等级(Development Assurance Level，DAL)。例如，尽管控制装置可以用于启动轮胎压力测量并为用户提供用于理解测量结果的方便装置，但是它可能不具有DAL认证，而监测装置使用其上的指示器提供指示的操作可以被认证为开发保证等级B。这可以使得系统能够与各种控制装置一起操作，这是因为不要求那些装置的DAL认证，但仍确保系统作为整体满足所要求的安全标准。类似地，在一些示例中，监测装置可以具有比控制装置高的安全保护等级(Security Assurance Level，SAL)。
首先，在框702处，轮胎监测装置通过无线通信接口接收来自控制装置的用于检查压力的命令。作为响应，在框704处，处理器使用压力传感器测量轮胎中的压力。然后在框706中，将所测量的压力与参考压力进行比较以确定轮胎是否具有低压力。在该示例中，如果由压力传感器感测的压力小于参考压力的89％，则出现低压力。其他示例可以在所测量的压力小于参考压力的95％、小于参考压力的90％或小于参考压力的85％时确定低压力。其他示例可以在所测量的压力比参考压力小至少约207kPa(约30psi)时确定低压力。其他示例可以在所测量的压力比参考压力小至少约138kPa(约20psi)或约69kPa(约10psi)时确定低压力。如果检测到低压力，则执行前进至框708，否则执行前进至框712。
在框708处，处理器使用指示器例如通过在预定时段内提供持续红光来指示故障状况。例如，预定时段可以是5分钟、2分钟、1分钟或30秒。在框712处，处理器还再次利用无线通信接口向其他轮胎监测装置广播故障指示。
在框712处，处理器进行检查以查看是否已经经由无线通信接口接收到来自其他轮胎监测装置的任何故障消息。可以经由其他轮胎监测装置或通过集线器或接入点直接接收这样的故障消息。在该示例中，在框704中接收到命令之后，无需首先进行请求即可接收这样的故障消息。在其他示例中，可以响应于由轮胎监测装置向其他轮胎监测装置发送的状态查询来接收故障消息。如果接收到任何故障消息，则执行前进至框714处，在框714处，处理器使用指示器来显示故障状况。例如，故障指示可以与在框708中使用的故障指示相同。在其他示例中，故障指示可以与在框708中使用的故障指示不同，例如，诸如使红光闪烁达预定时段的第二故障指示。通过使用第二故障指示，轮胎监测装置可以指示另一轮胎中的故障，但发出其自身测量压力不低的信号。
如果在框712处没有接收到故障消息，则执行前进至框716，在框716处，处理器使用指示器提供“正常(OK)”指示。例如，通过在预定时段内提供持续绿光。例如，预定时段可以是5分钟、2分钟、1分钟或30秒。以这种方式，仅在所有轮胎监测装置已经确定它们相关联的轮胎的压力不低并且它们没有从其他轮胎监测装置接收到故障指示的情况下给出“正常”指示。
最后，在框718处，响应于命令，将所测量的轮胎压力的数据传送至控制装置。该数据可以包括其他信息，例如所存储的参考压力、所确定的状态以及轮位置。附加信息的传输可以使得能够对轮胎监测装置的正确操作进行验证以及检查存储在存储装置中的配置数据尚未改变或已经被正确地设置。框718中进行的传输可以被直接发送至控制装置12、发送至另一轮胎监测装置10以向前路由或者被发送至接入点或其他无线节点。
利用图7的方法，由轮胎监测装置本身提供对轮胎压力状态的确认。任何传感器中的故障会导致所有传感器指示故障。以这种方式，可以使用关于轮胎监测装置本身的指示根据所要求的DAL和/或SAL对轮胎监测装置进行认证，而无需另外对控制装置进行认证。
在其他示例中，替代地，所有轮胎监测装置可以将其测量的压力传送至其他轮胎监测装置而不是在框710处传送故障指示。然后，可以通过每个个体轮胎监测装置独立地检查所接收的压力，以确定是否存在故障。例如，在所存储的参考压力已经被损坏的情况下，这可以防止传感器中不指示低压力状况的故障。
在其他示例中，当在框706中确定轮胎压力不低时，轮胎监测装置可以传送“正常”状态通知。这样的示例可以提供所有传感器都正确操作的保证，因为如果没有从其他轮胎监测装置之一接收到数据，则这指示该轮胎监测装置失灵或出现故障。
尽管以上过程描述了将通用移动装置用作控制装置，但是控制装置也可以是仅提供用于与轮胎监测系统一起或更一般地与交通工具一起使用的专用装置。这可以随着能够进行更大的控制而提高安全性。
尽管以上过程描述了对作为光的指示器的使用，但是其他示例可以使用其他指示器例如显示器和/或音频部件。例如，代替简单地显示持续或闪烁的颜色，显示器还可以显示所测量的压力本身的信息。在提供音频指示器和视觉指示器两者的情况下，一些指示可以不既使用音频指示器又使用视觉指示器。例如，“正常”指示可以使用仅视觉指示器，而音频指示器仅在故障时被激活。
轮胎监测装置的配置模式进入
在一个示例中，可能需要在交通工具(例如图5的飞行器)的轮上安装轮胎监测装置之前或之后对轮胎监测装置例如以上关于图2描述的装置进行配置。对轮胎监测装置的配置发生在也可以被称为管理模式、编程模式或维护模式的配置模式下，在此期间，轮胎监测装置可以接收到多个不同的指令或命令。这些指令使得执行特定的配置或维护动作，如下面将描述的。当不处于配置模式时，轮胎监测装置可以如以上关于图2描述的那样操作，从与交通工具的轮相关联的轮胎获得压力读数并且将它们传送至形成系统的一部分的其他装置。仅在处于配置模式时才能够执行配置指令提高了安全性并且降低了配置被无意或恶意更改的风险。
图8示出了可以由图2的轮胎监测装置使用的用于进入配置模式的过程的流程图。图8的过程可以在将轮胎监测装置装配至交通工具之前使用，或者可替选地在轮胎监测装置已经被装配至交通工具的轮之后使用，所述交通工具例如图5的飞行器。此外，该过程可以在先前没有对轮胎监测装置进行配置的情况下使用，或者可以用于调整轮胎监测装置中先前设置的至少一个配置设置。例如，可以在轮胎监测装置被第一次安装在飞行器的轮上时使用该过程以设置初始参数和其他设置例如参考压力、在飞行器上的位置，以及例如通过设置交通工具标识符将轮胎监测装置分配给特定飞行器。
首先，在框802处，轮胎监测装置接收来自第二装置的配置请求。第二装置可以是如以上关于图3描述的控制装置和/或如以上关于图4描述的配置装置。如以上所提及的并且参照图2的轮胎监测装置，轮胎监测装置的无线通信接口可以包括两个收发器，这两个收发器使用不同的无线通信技术。这两个收发器可以被设置成使用具有不同范围的无线通信协议进行通信。例如，第一无线通信协议被设置成使用较长距离的无线通信协议进行通信，例如具有至少20m的范围的无线通信协议，而第二无线通信接口被设置成使用相对短距离的无线通信协议进行通信，例如具有10cm或更小的范围的NFC或RFID。应当理解，可以使用其他无线通信协议。
使用第一无线通信协议从第二装置向轮胎监测装置发送配置请求。在一个示例中，配置请求不需要是配置指令本身，而实际上可以是提供给轮胎监测装置的期望进入配置模式的信号和/或其他指示。在其他示例中，配置请求还可以包括配置、维护、编程或管理指令，例如轮胎监测装置测试指令、系统测试指令、故障复位指令或删除指令。
接下来，在框804处，轮胎监测装置使用第二无线通信协议发起通信。使用第二无线通信协议进行的通信在接收到配置请求时被启动，并且包括确定装置是否在轮胎监测装置的范围内且能够通过第二无线通信协议进行通信。由于与通过其接收配置请求的第一无线通信协议相比，第二无线通信协议具有相对短的范围，这意指可以从距轮胎监测装置一定距离处发送配置请求。然而，轮胎监测装置仅在第二无线通信协议的短距离范围内还存在装置的情况下进入配置模式并执行配置指令。这可以防止配置/维护指令的恶意和/或意外执行。例如，可能几个装置将接收到配置请求，并且第二通信协议的短距离范围可以识别针对配置请求的预期装置，而其他装置不采取任何行动。
在一些示例中，使用第二无线通信协议进行的通信需要使用与发送配置请求的装置例如以上参照图4讨论的配置装置分开的装置。在其他示例中，使用第二无线通信协议进行的通信可以使用与发送配置请求的装置相同的装置，从而可能需要将该装置移动得更接近轮胎监测装置并且/或者运行另外的程序以使所述装置起到配置装置的作用。
在一些示例中，可能期望确定使用第二无线通信协议与轮胎监测装置通信的装置是否是被信任的、经认证的或真实的。这可以通过对使用第二无线通信协议发送的通信进行加密使得仅来自被信任装置的通信能够被解密、通过对照已知被信任装置的数据库来检查使用第二无线通信协议与轮胎监测装置通信的装置的标识符、以及/或者通过将数字签名应用于使用第二无线通信协议进行的通信来实现。在确定使用第二无线通信协议与轮胎监测装置通信的装置不是被信任装置的情况下，可以执行不改变配置的自动响应，例如指示该装置不被信任，或执行本地压力检查以及执行传送结果和存储结果这两个操作之一或两者。
接下来，在框806处，一旦通过第二无线通信协议进行的通信被发起，则确定通信是否成功。例如，轮胎监测装置可以通过第二无线通信协议请求数据。该数据可以是位于第二无线通信协议范围内的装置的标识符，但也可以是能够指示该装置的存在的任何其他形式的数据。标识符或其他数据可以被加密成使得其能够被轮胎监测装置解密，从而指示该装置被授权对配置请求进行认证。在一个示例中，轮胎监测装置可以尝试在预定时间段内通过第二无线通信协议建立成功通信，所述预定时间段例如小于5秒、小于2秒、小于1秒、小于100毫秒或小于10毫秒。如果在预定时间段内没有接收到数据，则拒绝通信请求，并且轮胎监测装置不进入配置模式。
第二无线通信协议的较短距离意指装置必须被定位成靠近轮胎监测装置，例如在10cm内，或者甚至直接接触轮胎监测装置。短距离具有安全优势，需要物理接近以进入配置模式。短距离还产生了操作优势，确保在几个轮胎监测装置处于第一通信协议的范围内时仅一个轮胎监测装置进入配置模式，从而减少配置错误轮胎监测装置的可能性。
一旦已经经由第二无线通信协议接收到数据，作为建立了成功通信的一个示例，方法前进至框808，在框808处，轮胎监测装置进入配置模式。在配置模式下，如上所提及的，轮胎监测装置被设置成对经由第一无线通信协议发送的配置指令做出响应。在配置请求自身是配置指令的情况下，轮胎监测装置可以被设置成首先响应该指令并且然后等待接收其他配置指令。
在一些示例中，配置模式下的数据流由轮胎监测装置控制，使得配置数据和/或指令响应于来自轮胎监测装置的请求。这可以提高安全性，因为：攻击窗口较小；轮胎监测装置可以在其自身的开始数据传送的命令之后在较短时间窗口内等待指令，而不是处于(sitting in)等待配置指令和数据的配置模式。
在返回到正常操作模式之前，轮胎监测装置可以在配置模式下停留预定超时时段。这样确保装置自动退出配置模式，从而提高装置的安全性并降低执行恶意/意外指令的风险。超时时段可以是任何合适的时段并且可以由系统的管理者定制。例如，超时时段可以是小于5秒、小于2秒、小于1秒、小于100毫秒或小于10毫秒的时段。
图9示出了在轮胎监测装置例如图2的轮胎监测装置处接收配置指令的过程的流程图。首先，在框902处，由轮胎监测装置接收配置请求。如以上关于图8描述的，请求可以是装置要进入配置模式的指示，或者可替选地，请求可以是被分类为配置、维护、管理、编程的指令或要求装置处于配置模式的任何其他合适的指令。
接下来，在框904处，确定是否经由第一无线通信协议接收到请求。如果经由第一无线通信协议接收到请求，则跟随“是”分支至框906，如果没有经由第一无线通信协议接收到请求，则跟随“否”分支，忽略请求并且过程结束。在一些示例中，可以进行其他检查以确定请求是否是从被信任的、经认证的或真实的装置接收的。如果请求是经由未经认证的装置接收到的，则可以如上所述执行自动响应。
在框906处，轮胎监测装置经由第二无线通信协议发起通信，其中，第二无线通信协议的范围比通过其接收配置请求的第一无线通信协议的范围短。
接下来，在框908处，确定经由第二无线通信协议进行的通信是否成功。通信的成功可以如以上所描述的与是否经由第二无线通信协议接收到数据相关联。在一个示例中，可以基于是否能够解密所接收的数据来确定成功，例如装置标识符被以加密格式发送，并且仅在与装置相关联的正确加密密钥已知的情况下才能够被解密。如果确定经由第二无线通信协议进行的通信成功，则跟随“是”分支至框910，如果通信不成功，则跟随“否”分支返回至框906，在框906处，该方法等待直至经由第二无线通信协议进行的通信成功。在一个示例中，在通信不成功的情况下，如以上所描述的，跟随“否”分支返回至框906预定次数或者达预定时间段。一旦经过该时间段或者该过程已经循环了预定次数，则必须发送新的配置请求以便进入配置模式，从而重新启动该过程。
在框910处，在经由第二无线通信协议成功通信的情况下，轮胎监测装置进入配置模式。接下来，在框912处，经由第一无线通信协议接收配置指令并执行这些配置指令。在一些示例中，配置请求自身可以是配置指令，并且因此，在进入配置模式时，可以执行发起进入配置模式的指令。在又一示例中，轮胎监测装置可以处于配置模式达预定时间，之后该装置返回其正常操作。因此，如果用户希望执行配置指令，他们将需要提交新的配置请求。
在检测到异常指令之后限制轮胎监测装置的操作
在一个示例中，期望限制轮胎监测装置例如以上关于图2描述的轮胎监测装置的操作。轮胎监测装置包括多个需要电力的部件，并且在一些示例中，在电源不可更换和/或不可充电的情况下，需要对各种部件的操作进行有效管理，以最大限度地延长该装置的使用寿命。此外，在轮胎监测装置被请求/指示在其通常/预期参数之外操作的情况下，限制轮胎监测装置的至少一些部件的操作具有提高安全性的益处。轮胎监测装置可以形成如下系统的一部分，所述系统还包括至少一个被设置成向轮胎监测装置发送指令的其他装置。
图10示出了可以由图2的轮胎监测装置使用的用于检测异常指令模式的过程的流程图。轮胎监测装置可以形成系统例如以上关于图1描述的系统的一部分。
首先，在框1002处，轮胎监测装置接收来自第二装置的指令。第二装置可以是被设置成与轮胎监测装置通信的任何装置，并且可以是例如控制装置或配置装置，例如以上关于图3和图4描述的那些控制装置或配置装置。在一些示例中，第二装置可以是没有在与轮胎监测装置相关联的系统中注册但能够与其通信的任何其他装置，例如第三方装置。
接下来，在框1004处，确定是否已经检测到异常指令模式。如果确定已经检测到异常指令模式，则跟随“是”分支至框1006，如果确定没有检测到异常指令模式，则跟随“否”分支至框1008。对异常指令模式的检测可以基于多个因素。用于检测异常指令模式的条件可以是用户可定制的，并且在一个示例中可以基于确定在预定时间段内是否已经接收到预定义数量的指令。所述时间段可以小于5分钟；小于2分钟；小于1分钟；小于30秒；或小于10秒。然而，应当理解，可以使用由系统需求确定的其他时间段。
预定义数量的指令可以基于与所接收的指令相关联的类型。例如，在给定时间段内接收到的多个维护/配置指令可能小于操作指令例如“读取压力”或“提供指示”指令的数量，从而通过限制在预定时间段内接收的管理/配置命令来提高装置的安全性。
在另一示例中，检测异常指令模式可以包括基于指令的类型接收预定模式的指令。该预定模式可以基于被设置成执行由轮胎监测装置进行的关键/敏感操作例如重新分配轮胎监测装置/从系统中删除轮胎监测装置的指令序列。该指令序列可以基于在特别短的时间段例如小于10秒内接收的指令的类型。在另一示例中，如果没有提供附加的认证方法，则命令序列可能会被确定为异常。这样的认证方法可以使用以上关于图8和图9描述的过程实现。例如，在通过第二无线通信协议进行的通信接收到进入配置模式的请求反复不成功的情况下，可以确定异常模式。在一段时间内不成功的配置模式请求的数量大于飞行器上的轮的数量的情况下，可能出现异常模式，因此不一定能通过接收到针对其他近距离轮胎监测装置的配置模式请求来解释不成功的尝试。
在又一示例中，检测异常指令模式可以包括确定多个所接收指令的源装置。例如，如果在预定时间段内从多于一个的装置接收到预定义数量的指令，则可以确定很可能存在恶意攻击，并且因此可以确定这是异常指令模式。因此，限制轮胎监测装置的操作可以限制这样的分布式攻击可能产生的影响。相反地，在检测到很大数量的指令源自单个装置的情况下，其中很大数量明显多于预定义的指令数量，这也可以被确定为恶意攻击并且因此指示异常指令模式。
在框1006处，当检测到异常指令模式时，轮胎监测装置限制轮胎监测装置的操作。可以基于限制轮胎监测装置的至少一个部件的操作来限制轮胎监测装置的操作。例如，在检测到异常指令模式时，可以限定/限制指示器和/或压力传感器的操作。如以上所讨论的，限制这样的相对功率密集(relatively power intensive)的部件的操作将致使装置的生命跨度增加并且降低能够过早耗尽电源的恶意攻击的风险。在其他示例中，限制轮胎监测装置的操作可以包括拒绝或不响应接收到的指令。这限制了正在执行的大量指令的影响，从而也提高了装置的安全性。
在一个示例中，在已经检测到异常指令模式的情况下，对轮胎监测装置的操作的限制可以持续预定超时时段。此外，当操作受到限制时，装置可以继续检测异常模式，从而在检测到新的异常指令模式时重新启动超时时段。超时时段可以是用户确定的时间，例如小于30分钟、小于20分钟、小于10分钟、小于5分钟或小于1分钟。当异常指令模式的条件已经停止时，这使得轮胎监测装置能够在没有其他用户干预的情况下恢复正常操作。
在框1008处，在确定所接收的指令没有形成异常指令模式的一部分的情况下，轮胎监测装置正常操作并执行该指令。
下面参考以下特征定义了其他示例：
特征1：一种限制包括无线通信接口的轮胎监测装置的操作的方法，所述方法包括，在所述轮胎监测装置处：
经由所述无线通信接口接收指令；
基于所接收的指令检测异常指令模式；以及
响应于检测到所述异常指令模式，限制所述轮胎监测装置的至少一个部件的操作。
特征2：根据特征1所述的方法，其中，所述异常指令模式包括在第一预定时间段内接收至少预定数量的指令。
特征3：根据特征2所述的方法，其中，所述第一预定时间段小于5分钟。
特征4：根据特征2或3所述的方法，其中，所述预定数量的指令和所述第一预定时间段中的至少之一取决于指令的类型。
特征5：根据任一前述特征所述的方法，包括限制所述轮胎监测装置的至少一个部件的操作达第二预定时间段。
特征6：根据特征5所述的方法，其中，所述第二预定时间段小于30分钟。
特征7：根据任一前述特征所述的方法，包括：
确定所接收的指令源自于不同的来源；
其中，基于确定所接收的指令源自于不同的来源来检测所述异常指令模式。
特征8：根据任一前述特征所述的方法，其中，所述至少一个部件包括压力传感器、温度传感器和指示器中的至少之一。
特征9：一种轮胎监测装置，包括：
无线通信接口；以及
处理器，其被配置成执行特征1至8中任一项的方法。
特征10：一种轮胎监测装置，被配置成安装在交通工具的轮上并且包括：
无线通信接口；
压力传感器；
温度传感器；
指示器；以及
处理系统，其被配置成：
经由所述无线通信接口接收指令；
基于所接收的指令检测异常指令模式；以及
响应于检测到所述异常指令模式，限制压力传感器、温度传感器和指示器中的至少之一的操作。
特征11：一种轮胎监测系统，包括：
根据特征9或10所述的多个轮胎监测装置。
特征12：一种计算机可读介质，包括计算机可读指令，所述计算机可读指令在由轮胎监测装置的处理器执行时使所述轮胎监测装置执行特征1至8中任一项的方法。
要注意的是，除非另有明确说明，否则本文所使用的术语“或”应解释为意指“和/或”。
以上示例应被理解为本发明的说明性示例。应当理解，关于任何一个示例描述的任何特征可以单独使用或者与所描述的其他特征组合使用，并且还可以与示例中的任何其他示例或者示例中的任何其他示例的任何组合的一个或更多个特征组合使用。此外，在不脱离由所附权利要求书限定的本发明的范围的情况下，也可以采用上面未描述的等同物和修改例。

Claims (15)

1.一种方法，包括，在轮胎监测装置处：
接收来自第一装置的配置请求，所述配置请求指示所述轮胎监测装置要在配置模式下操作，所述配置请求是使用第一无线通信协议来提供的；
响应于接收到所述配置请求，使用第二无线通信协议发起通信；
使用所述第二无线协议建立成功通信；以及
响应于使用所述第二无线通信协议建立了成功通信，进入所述配置模式。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述配置模式下，所述轮胎监测装置使用所述第一无线通信协议从所述第一装置接收配置数据和配置指令中的至少之一。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述配置指令包括以下至少之一：数据下载指令；轮胎监测装置测试指令；系统测试指令；故障复位指令；以及删除指令。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，在所述配置模式下，由所述轮胎监测装置对使用所述第一无线通信协议与所述第一装置进行的通信进行控制。
5.根据任一前述权利要求所述的方法，还包括确定所述第一装置是被信任的，并且进入所述配置模式是响应于确定所述第一装置是被信任的并且使用所述第二无线通信协议建立了成功通信两者的。
6.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，使用第二无线协议进行的通信是通过不同于所述第一装置的第二装置进行的。
7.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，在进入所述配置模式之后，所述轮胎监测装置保持在所述配置模式下达预定时间段。
8.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，所述第一无线通信协议具有比所述第二无线通信协议大的范围。
9.根据任一前述权利要求所述的方法，其中，所述第一无线通信协议具有大于20m的范围并且所述第二无线通信协议具有小于10厘米的范围。
10.根据任一前述权利要求所述的方法，还包括在经由所述第二无线通信协议接收到配置请求时拒绝所述配置请求。
11.一种轮胎监测装置，包括：
无线通信接口；以及
处理系统，其被配置成使所述轮胎监测装置执行任何前述权利要求的方法。
12.根据权利要求11所述的轮胎监测装置，其中，所述无线通信接口包括：
第一收发器，用于使用所述第一无线通信协议进行通信；以及
第二收发器，用于使用所述第二无线通信协议进行通信。
13.一种轮胎监测装置，被配置成安装在交通工具的轮上，所述轮胎监测装置包括：
第一无线通信接口；
第二无线通信接口；以及
处理系统，其被配置成通过以下操作使所述轮胎监测装置进入配置模式：
使用所述第一无线通信接口接收配置请求；
响应于接收到所述配置请求，使用所述第二无线通信接口发起通信；
使用所述第二无线通信接口建立成功通信；以及
响应于使用所述第二无线通信接口建立了成功通信，进入配置模式。
14.一种轮胎监测系统，包括：
根据权利要求11、12或13所述的轮胎监测装置；以及
第一装置，其被设置成至少向所述轮胎监测装置发送配置请求。
15.一种计算机可读介质，包括计算机可读指令，所述计算机可读指令在由处理器执行时使轮胎监测装置执行权利要求1至10中任一项的方法。
CN202080006995.6A 2019-06-17 2020-06-16 轮胎监测装置的配置模式进入 Pending CN113226803A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
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