CN115812136A - 无线多引信设置器接口 - Google Patents

Abstract

公开了无线引信设置器接口的技术和架构，包括：电子子系统，包括多个端口；和多个输出接口，具有与电子子系统上的多个端口的公共接口。多个输出接口包括：电能传输区，配置为向引信提供电能；和高速数据通信区，配置为将引信设置数据传输至引信。无线引信设置器接口提供引信设置能力，而不需要引信与引信设置器之间的旋转或其它物理对准。

Description

无线多引信设置器接口

相关申请的交叉引用

本申请要求2020年5月12日提交的美国临时专利申请63/023，520的权益，该申请的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

以下公开一般涉及引信设置器接口，更具体地涉及用于下一代可编程精确制导弹药(PGM)或包含可编程精确制导套件(PGK)的传统弹药的无线引信设置器接口。

背景技术

通常，发射采用PGK的射弹的平台可能会利用自动加载机机制来实现高射速。然而，这些PGK必须在发射前使用必要的任务数据进行编程。此类任务数据可能包括用于基于图像的导航的航路点参考图像，与旧的第一代PGK所需的数据量相比，其数据量显著增加。随着下一代PGK变得更加复杂并且需要将大量数据加载到引信上，对大量数据进行编程需要更多时间。然而，在当前的自动加载机机制中，可用于对此类数据进行编程的时间通常仅限于单个发射周期。电能也可能需要从引信设置器传送到引信，从而在引信设置过程中以及在从引信设置器断开到引信内部电源系统启用的时间间隔期间维持引信操作。因此，需要高速数据通信和电能传输，从而支持自动加载机的高射速射击能力。

发明内容

本公开的示例实施例提供了一种无线引信设置器接口，包括：电子子系统，其具有多个端口；和多个输出接口，其具有与电子子系统上的多个端口的公共接口。多个输出接口包括配置为向引信提供电能的电能传输区，以及配置为向引信传输引信设置数据的高速数据通信区，其中，无线引信设置器接口提供引信设置能力而不需要引信与引信设置器之间的旋转对准。

具体实施方式可以包括以下特征中的一个或多个。电能传输区可以包括电能传输线圈。通信区可以包括能够进行双向通信的通信收发器。通信收发器可以是天线。通信收发器可以是感应线圈。

另一个示例实施例提供了一种用于设置多个引信的无线引信设置器接口，包括：电子子系统，其包括多个端口；和多个输出接口，其具有与电子子系统上的多个端口的公共接口。多个引信设置器输出接口包括：电能传输区，其配置为向一个或多个引信提供电能，其中，电能传输区跨越(span)多个引信；和高速数据通信区，其配置为将引信设置数据传输到一个或多个引信，在一个实例中是同时完成的。通信区跨越多个引信，引信设置器接口提供引信设置能力，而不需要在引信与引信设置器接口端口之间的物理对准。

具体实施方式可以包括以下特征中的一个或多个。电能传输区可以是与单引信通信区耦合的单引信电能传输区。电能传输区可以是耦合到单引信或多引信通信区的多引信电能传输区。通信区可以包括能够进行双向通信的通信收发器。通信收发器可以是天线。通信收发器可以是感应线圈。高速数据通信区可以配置为无线传输引信设置数据。

另一个示例实施例提供了一种设置引信的方法。该方法包括将引信带入引信设置站并将引信移动通过引信设置区。引信设置区包括通信区和电能传输区。电能传输区为引信供电，并且通信区通过传输发射配置所需的数据来配置引信。该方法包括将完全配置的引信射弹传送到进给盘从而等待发射。

具体实施方式可以包括以下特征中的一个或多个。通信区可以是单引信通信区。通信区可以是多引信通信区。电能传输区可以是单引信电能传输区。电能传输区可以是多引信电能传输区。

上面讨论的技术的实施可以包括方法或过程、系统或装置、套件、或存储在计算机可访问介质上的计算机软件。细节或一种或多种实施方式在附图和下面的描述中阐述。其它特征将从描述和附图中显而易见，并形成权利要求。

此处描述的特征和优点不是包罗万象的，特别地，鉴于附图、说明书和权利要求，许多附加的特征和优点对于本领域的普通技术人员来说将是显而易见的。此外，应当注意，选择说明书中使用的语言主要是为了可读性和指导性目的，而不是为了限制本发明主题的范围。

附图说明

图1是传统引信设置系统的图示。

图2A、2B和2C是在本公开的一些实施例中用于无线引信设置器接口的各种配置的图示。

图3是根据一个实施例的能够在通用武器平台与不同引信类型之间连接的模块化引信设置器接口的图。

图4A是根据一个实施例的多引信设置区的图示。

图4B是根据一个实施例的旋转分离引信的图示。

图4C是传统引信设置器中出现的定时问题的图形表示。

图5A是根据一个实施例的多引信设置区的特写图。

图5B是说明根据一个实施例的引信设置周期的图表。

图6A是根据一个实施例的多引信设置区的图示。

图6B是图示根据一个实施例的施加的电力和在引信设置过程期间跨多个自动加载机站连续发生的通信的图表。

图7A是根据一个实施例的具有扩展的电能传输区的多引信设置区的图示。

图7B是图示根据一个实施例的延伸超出通信区的电能传输区的图表。

图8是根据一个实施例的感应引信设置器接口的拓扑的高级概览。

图9是根据一个实施例的电力传输的磁谐振方法的基本原理的图示。

图10A是根据一个实施例的磁谐振能量传输方法的图示。

图10B是根据一个实施例的图10A中引信的近视图。

图11是描绘根据一个实施例的用于检测引信存在于编程区内并在引信设置器与引信之间建立通信的过程的图。

图12A是图示根据一个实施例的基本网络拓扑的图。

图12B是图示根据一个实施例的引信识别协议和状态转变的图。

图13是图示根据一个实施例的用于软件通信架构的引信设置器开放系统互连(OSI)模型的图。

图14是示出根据一个实施例的将公钥/私钥密码术用于网络安全的图。

图15是显示根据一个实施例的将公钥/私钥密码术用于网络安全的另一图。

图16是描述根据一个实施例的根据本公开的引信设置方法的流程图。

通过结合本文描述的附图阅读以下详细描述，将更好地理解本实施例的这些和其它特征。附图并非旨在按比例绘制。为清楚起见，并非每幅图中的每个组件都可能被标记。

具体实施方式

本公开涉及无线引信设置器接口系统和过程，包括：电子子系统，包括多个端口；和多个输出接口，具有与电子子系统上的多个端口的公共接口。多个输出接口包括：电能传输区，配置为向引信提供电能；和高速数据通信区，配置为将引信设置数据传输至引信。无线引信设置器接口提供引信设置能力，而不需要在相应的引信与引信设置器接口之间进行旋转或其它物理对准。

精确制导套件(PGK)引信通过称为引信设置的过程在发射前进行编程。如本文的整个公开所使用的，PGK指的是PGM的任何可编程形态。引信设置是一种过程，其中，将引信和PRM执行预期任务所需的数据传输给引信；执行引信功能检查；并且引信状态信息被传输引信设置器。这个引信设置过程在发射前发生在每个单独的引信上。每个引信设置所需的时间量由许多因素决定。因素可能包括引信的启动和初始化时间；引信设置数据的大小；引信数据的处理、分发和完整性检查；和功能状态检查。基于引信设置过程中涉及的因素，引信设置所需的必要时间可能超过基于火炮平台所需射速的实际可用时间。因此，就火炮平台可达到的最大射速而言，引信的编程和设置可能成为限制因素。

因此，根据本公开的实施例，公开了用于无线引信设置器接口的技术和架构，该无线引信设置器接口包括：电子子系统，包括多个端口；和多个输出接口，具有与电子子系统上的多个端口的公共接口。引信设置器接口也可以配置为同时用于多个引信。

图1是传统技术中所见的传统引信设置系统的图示。在例如火炮平台的平台100上，配备有自动加载机机构102，用于将射弹快速进给到炮或发射器，如图1所示，自动加载机102内的传统引信设置系统只含单一引信设置区104。这限制了基于射速的引信设置的可用时间，从而限制了在发射前可以加载到引信上的数据量。随着下一代引信变得更加复杂并且需要加载更多数据，这会成为问题。除了限制可以发送的数据量之外，单个引信设置区104还限制可用于传输数据和执行任何其它引信设置操作的时间量。如果引信设置器的通信速率已经以其最大能力运行，则需要更长的时间来发送更多的数据。因为传统的引信设置系统仅具有单个引信设置区104，所以可能发生的引信设置的复杂性进一步受到单个火炮发射周期所花费的时间的限制。

图2A、图2B和图2C图示了根据本公开的实施例的无线引信设置器接口的各种配置。在一个实施例中，如图2A所示，无线引信设置器接口200是双面的，其中，包含电能传输线圈202的电能传输区在引信的一侧，而包含通信天线204的通信区在另一侧。这种配置可能适合与自动加载机配置一起使用，由此多个射弹以端到端的方向而布置在进给托盘206中，其中一个射弹在进给托盘206中的前一个射弹之后。引信设置过程之后，引信射弹进入发射管208进行发射。在另一个实施例中，如图2B所示，无线引信设置器接口214是单面的，其中，包含电能传输线圈210的电能传输区与包含通信天线212的通信区重叠从而创建在引信的一侧的引信设置区。该实施例可能适用于空间受限或可能与图2A的双面接口不兼容的自动加载机配置。这两个实施例都允许一次对一个引信进行编程，尽管如果有足够的空间，可以沿着进给托盘使用多个引信设置器。

在另一个实施例中，如图2C所示，无线引信设置器接口216跨越多个引信，从而创建多引信设置区，由此允许设置多个引信。在此配置中，进给托盘将PGM彼此相邻放置。包含电能传输线圈218的电能传输区与包含通信天线220的通信区可以重叠，同时也跨越几个排队发射的引信。这种安排允许以流水线方式设置引信，当引信设置器检测到进入设置区域的新的引信时开始，并继续直到设置完成。因此，可以同时对多个引信进行编程。

图3说明了一种无线引信设置器接口配置，与多引信类型、多平台以及当前和传统以及未来引信类型兼容。根据本公开的一个实施例，引信设置器电子子系统300将具有公共接口302，该公共接口302通过端口具有一个或多个输出接口304。输出接口304可以包括但不限于无线接口、直接连接接口和增强型便携式感应火炮引信设置器(EPIAFS)接口。这些输出接口304将具有用于各种引信类型的引信特定接口，从而允许引信设置器普遍兼容不同的引信要求。就版本和类型而言，可能有多种不同的引信变体，它们使用上面讨论的不同输出接口类型中的每一种进行通信。可能有多个不同的引信变体与引信设置器共享一个公共接口。在一个实施例中，有多种引信类型都使用本公开的引信设置器上的无线接口。此外，这些输出接口304可以将电能、数据通信和离散信号从引信设置器转换到引信，以正在使用的任何引信类型兼容的形式，并且在任何平台上，无论是机载、海上还是陆基。在一个实施例中，数据通信以双向方式发生在引信设置器与引信之间。在另一个实施例中，离散信号通信和电能传输是从引信设置器到引信的单向传输。

为了帮助减少整个引信设置时间，电能传输区可以延伸到多个引信，从而允许每个引信被供电更长的时间。在将电能传输区扩展到多个引信时，每个引信都有更多时间启动和初始化、进行引信设置并报告其状态，而不需要在自动加载机的一个循环时间内完成所有这些操作。因此，根据本公开的一个实施例，图4A显示了多引信设置区400，其包括在超大面板中的电能传输区402和通信区404，超大面板延伸跨过两个或更多个紧密靠近的PGM从而允许电和数据传输。电能传输区402可以根据需要延伸到尽可能多的引信设置站，从而为引信供电足够长的时间从而在发射前执行所有必要的任务。该电能传输区402包括电能传输线圈，其为引信提供电能。在一个实施例中，电能传输线圈是感应式的。在一个实施例中，无线电能传输通过磁谐振而发生。磁谐振可以有效地传输高电能，同时还可以克服能量传输源与接收线圈之间的距离导致的效率下降。磁谐振能够跨越大气隙传输从小于1W到大于1kW的任何地方。此外，磁谐振技术可扩展从而满足特定系统的需要。在另一个实施例中，无线电能传输经由电磁感应而发生。

因此，根据本公开的一个实施例，图4A的多引信设置区还包括通信区404。该通信区404包括通信收发器，其配置为将必要的引信设置数据传输到引信。通信收发器能够进行双向通信。在一个实施例中，通信收发器使用天线。在另一个实施例中，通信收发器使用感应线圈。在一个实施例中，通信收发器被配置为将全球定位系统(GPS)时间标记脉冲(TMP)传输到利用基于GPS的导航的引信，从而同步引信中的GPS时钟。GPS TMP可以通过用TMP调制引信设置器中的感应能量传输信号来传输穿过气隙。然后引信可以随后提取和解码产生的脉冲。在一个实施例中，通信区使用无线RF通信链路，例如

在另一个实施例中，通信区使用感应通信链路，例如近场磁感应(NFMI)。NFMI提供跨过相对较短气隙的高速通信，由于近场操作，与距离相比，辐射信号强度急剧下降。因此，NFMI降低呈现了信号可能泄漏到周围环境并受到不必要检测的更低可能性，由此提供了数据安全的固有级别。

图4B图示了引信部分406，其是与射弹408旋转分离。因为它是旋转分离的，所以允许引信406围绕射弹408的纵轴410自由旋转。因此，引信旋转位置相对于引信设置站412是不确定的。无线引信设置器接口的一个优点是引信不必旋转到特定的固定方向，从而将接口引信侧的连接器与接口引信设置器侧的配合连接器对齐，因为无线信号与引信的旋转方向无关。

图4C继续说明在传统引信设置器接口中看到的定时问题。根据本公开的一个实施例，可以使用无线技术创建引信编程区从而延伸跨过多个自动加载机弹匣(magazine)站。这有助于缓解图4C中所示的有限引信设置时间的问题。因为引信编程区有效地延长了对每个引信进行编程的可用时间。因此，编程区中的多个引信可以以并发的流水线方式进行编程。图4C描绘了具有7秒循环时间421的自动加载机422的实施例，其中有大约6.5秒可用于单个弹匣站418内的引信设置并且有大约0.5秒将引信射弹传送到最后的下一个弹匣站。本示例中引信设置可用的总时间受火炮平台自动加载机构的循环时间的限制。通过将编程区扩展到跨越多个弹匣站，可以延长可用的总编程时间423，从而减轻与在发射前完成编程任务相关联的时间限制。在图4C的实施例中，编程区已经扩展到跨越两个弹匣站并且有效地加倍了编程时间423。这将可用的引信编程时间增加到13.5秒424，延长了两个完整的循环时间减去将引信射弹传送到下一个站所需的时间420。前述时间值仅是代表性的并且作为非限制性示例提供。特定的自动加载机可能有不同的循环时间。应当理解，本公开中的引信设置器接口可以跨越多个引信射弹。

根据本公开的实施例，图5A和图6A示出电能传输区和通信区重叠的扩展引信设置区。这个扩展的引信设置区允许跨过多个引信设置站以不间断的方式进行引信设置。例如，图5B和图6B是显示覆盖三个引信设置站A、B和C的引信设置区500、600的时序图。为了说明的目的，以下是射弹1的示例。射弹1，其具有引信(引信射弹)，将进入站C的引信设置区，从而开始引信设置过程。在一个实施例中，引信射弹1将在一个完整的火炮发射周期所需的时间内移动到下一个站B。在图5B所示的例子中，扩展的引信设置区已将可用引信设置时间从单炮射击周期的仅约25％增加到在站C和B除了引信射弹移动到射击位置之前的最后周期的相同25％以外的两个完整的炮射击周期。25％的值是一个估计值，表示与实现高自动加载机周期速率一致的最短时间。虽然这个值可以增加到可能高达单炮射击周期的60-80％，但它不会达到100％(参见图4C)，因为一个周期内的一些时间将专门用于将引信射弹移动到下一个自动加载机引信设置站。图5A和图6A显示了延伸跨过多个引信设置站的通信区502、602和能量传输区504、604，由此从引信进入引信设置区的那一刻直到它在发射前离开最后的设置站，为引信供电并与它连续通信。因此，当每个引信射弹从一个站移动到下一个站时，不需要中断电源或通信，从而可以使用整个和多个循环时间来设置引信。应该认识到，虽然电源和通信可用于引信射弹，但引信射弹将仅使用必要的电源和数据。

根据本公开的实施例，图7A和图7B示出了引信设置区，其中通信区700受限于具有较大电能传输区702内的单个设置站，使得引信在进入通信区700之前进入电能传输区702。因为电能传输区702延伸超出通信区700，该配置允许引信有更多时间启动、初始化和在需要启动引信设置通信之前执行任何必要的功能检查。在这样做时，这允许引信在必要在发射前建立引信设置器通信之前有时间执行某些启动任务。图7B图示了在图7A的多引信设置区中看到的引信设置过程的图形表示。当引信射弹进入如图7A所示的多引信设置区704的站C时，它首先进入图7A中的电能传输区702。当在站C和站B 706时，电能传输区702向引信供电。随着引信射弹然后移动到站B，它进入通信区700。这里，通信区700传输正确配置引信以供发射所需的数据。随着引信射弹然后前进到站A，施加到引信的功率和数据水平随着它准备进入发射器的进给盘而降低。

图8是根据本公开的实施例的感应式无线引信设置器接口的拓扑的高级概览。在一个实施例中，实现感应通信链路。GPS时间标记脉冲(TMP)被传输穿过图8中所示的气隙800。这是通过用TMP调制引信设置器中的感应能量传输信号来实现的。引信然后可以提取和解码这些脉冲。在另一个实施例中，无线RF通信链路(例如

或

)代替感应通信链路被实现。根据引信的能力，此类通信可以被加密或以其它方式保证安全。如图8所示，有四个引信802、804、806、808在队列中。在此示例中，引信4 802尚未进入引信设置区810。引信4802未通电且未设置。引信3和2 804、806在引信设置区810中。

如图8所示，引信380 4从引信设置器812接收能量并通电。引信设置器812反过来发现、识别并建立与引信3 804的连接。引信3 804的引信设置开始，而引信2 806的引信设置过程已经在进行中。引信2 806在发射前占据最后的站，因为引信设置器完成了引信2806的设置。引信2 806的引信设置继续完成，并将引信设置器状态报告回引信设置器。引信1 808已完全设置好，如图8所示，已超出引信设置区，准备发射。引信1 808现在内部供电并等待发射。在引信设置过程中获得的能量是等待发射的引信1 808的内部动力。在其它实施例中，不同于从引信设置获得的能量的不同内部电源可用于在内部为引信供电。在一个实施例中，另一种内部电源是锂电池。

通常，引信设置器必须能够在引信设置过程中为引信供电。此外，引信可能能够存储额外的电能，从而帮助在引信设置器断开后通过发射为引信供电。为了帮助减少整个引信设置时间，需要高电功率从而在尽可能短的时间内传输所需的能量。现有技术中的常规方法是利用电磁感应来进行能量传输。然而，这种方法有一些缺点。如本公开中所见，与磁谐振相比，电磁感应产生较低效率的功率传输。此外，电磁感应只能在很小的气隙(大约3厘米)上高效且有效地传输电力。这种对传输距离的限制意味着随着引信和引信设置器中电力传输与接收线圈之间的气隙增加，传输效率会降低。

相比之下，磁谐振无线能量传输可以克服电磁感应能量传输的缺点。与电磁感应不同，磁谐振可以在引信设置过程中更有效地传输大量能量。因此，这意味着能量可以以最小的能量损失跨过接口传输。此外，磁谐振不需要靠近引信和引信设置器的电力传输与接收线圈之间来传输电能。相反，磁谐振可以在较大的气隙中传输电能而不会降低效率。如图9所示，这是通过在功率发送侧900插入电容器并在功率接收侧902插入电容器从而与对应的电感器904、906形成LC(电感器和电容器)谐振电路来实现的。然后通过匹配两侧的谐振频率来传输功率。这种磁谐振方法通过形成空心变压器来运行，如图9所示。该变压器由引信设置器(初级侧)上的驱动线圈L1 904和引信(次级侧)上的驱动线圈L2 906组成。初级侧的LC储能(tank)电路(C1、L1)900、904由处于储能谐振频率的AC输入波形来驱动。引信内的次级侧储能电路(L2、C2)902、906以与初级侧相同的频率运行。由于两侧运行在共同的谐振频率下，初级与次级线圈之间跨过相对较大的气隙实现了高功率传输效率。该气隙可能超过几英寸。

因此，根据本公开的实施例，图10A是根据本公开的实施例的使用磁谐振能量传递的引信设置器实施方式的图示。在一个实施例中，引信设置器1000具有引信设置器能量传输线圈1002，其配置为通过引信设置区1010内的磁谐振能量传输而将能量传输至射弹上的引信1004、1006、1008。为了实现磁谐振，将电容器插入电力传输侧以及电力接收侧从而形成LC谐振电路。然后可以基于匹配它们各自的谐振频率在引信设置器侧1002与引信侧1004、1006、1008之间传输电力。与传统的电磁感应相比，磁谐振有几个优点。由于线圈之间的距离，磁谐振无线电力传输呈现传输效率的最小下降。因此，磁谐振能量传输可以跨越相对较大的气隙实现高功率传输(从<1W到>1kW)。此外，磁谐振能量传输是一种可扩展的技术，还可以支持离散信号数据的传输，例如GPS TMP传输。如图10B所示，视图A示出包含引信能量接收线圈1012的引信尖端的分解图，其从引信设置器接收能量。随着各种引信通过引信设置区到达发射站，能量被不断地传输给它们。

为了在发射前正确编程引信，引信设置器必须将大量数据传输到PGM的引信。如前所述，如此大量的数据可能会超过可用的启动周期时间。因此，需要在引信设置器与引信之间进行高速无线数据传输。其中一种方法涉及利用近场磁感应(NFMI)。NFMI通信基于谐振电感耦合(RIC)原理。RIC涉及两个匹配的线圈，每个线圈形成自己的具有相同谐振频率的LC电路。NFMI通信调制磁场并形成NFMI设备之间近场通信(NFC)的基础。因此，由于电场在通信中不起作用，信号几乎是纯磁性的，因此不会受到与电磁波相关的常见衰落和衍射的影响。

此外，NFMI提供跨过相对较短气隙的高速通信能力，具有辐射信号强度固有的急剧下降。这最终最大限度地减少了信号泄漏(即传输的数据泄漏到周围环境中)的可能性。从数据安全的角度来看，数据泄漏是有问题的，因为它为现场的敌对行为者提供了可能检测的机会(即窃听)。NFMI通信通过远场信号强度的急剧下降解决了这一潜在的数据安全问题。更具体地说，在近场(由载波信号波长定义)内，接收功率下降为距离r的1/r⁶，而不是基于RF无线通信的远场通信的1/r²，下面进一步讨论。由于这种急剧下降，NFMI通信比RF无线通信更不容易被窃听。另一种无线数据传输方法使用RF无线技术，例如

和

RF无线技术不仅提供高通信速度，而且能够在比NFMI更远距离的远场环境中运行。然而，这种更长距离的能力对于数据安全是重要考虑因素的自动加载机应用来说可能并不理想。

图11是描绘用于检测引信存在于编程区内并在引信设置器与引信之间建立通信的过程的图。图11还描述了识别引信类型和选择用于与引信通信的适当的消息集，这基于引信类型。应该注意的是，消息集中的消息可能包含特定于引信类型的数据元素，这些数据元素将在引信设置过程中被通信到引信。这种架构允许为不同的引信类型定制和剪裁消息集。这种适应不同引信类型的能力也可以在上面的图3中看到。下面的图12说明了在图11中看到的识别过程期间的各种状态转变。

根据图11，引信设置器首先尝试使用引信识别1100的消息协议来联系引信。该消息协议1100对于由系统来识别的引信类型是通用的。首先，引信设置器调用引信1102。然后引信将确认并响应1104，并且根据引信设置器的请求1106，向设置器1108提供引信识别消息。在引信设置器确定并识别引信类型后，引信设置器将为该特定引信选择相关的设置信息，并使用这些信息来设置引信1110。在引信设置1112期间，这是引信特定的协议，引信设置器会将这些消息发送到引信1114，反过来引信将发回确认收据1116。

图12A是图示根据本公开的实施例的通信网络拓扑的图。通常，通信网络拓扑可以由充当主设备1200的引信设置器和充当从设备1202、1204、1206的一个或多个引信来表示。主设备1200使用通常理解的协议来建立到一个或多个从设备1202、1204、1206的连接。在用于说明目的的一个实施例中，该协议类似于

处理。每个主设备/从设备配对都有一个唯一的N位地址。这通常以M位十六进制值的形式表示。地址的最重要的一半(N/2位)可以是组织唯一标识符(OUI)。OUI可用于标识设备系列或其它设备组信息。较低的N/2位表示地址的唯一部分。实际的通信机制可以是磁感应式的或基于无线的。

图12B是通信网络拓扑的连接过程中涉及的各种状态转换的图。根据本公开的实施例，在查询状态下，主设备运行查询以发现其它从设备。在一个实施例中，主设备发出查询请求，并且任何侦听该请求的从设备将相应地以其地址响应。它也可以用它的名字和其它信息来响应。在寻呼/连接状态下，寻呼是两个设备之间形成连接的过程。但是，在能够启动此连接之前，每个设备都需要知道对方的地址。此信息是在前面讨论的查询状态期间获得的。在设备完成寻呼/连接过程后，设备随后进入连接状态。在这里，当设备连接时，它可以积极参与或进入低功率睡眠模式。在一个实施例中，设备可以进入活动模式，这是常规连接模式。在这里，设备正在主动传输或接收数据。在一个实施例中，设备可以进入呼吸(Sniff)模式，这是一种省电模式。在这里，设备不太活跃，只会在内部设置的时间(例如每100毫秒)监听一次传输。在另一个实施例中，设备可以进入保持模式，这是一种临时的省电模式。在这里，设备会在定义的时间段内休眠，然后在定义的时间段过去后返回活动模式。主设备可以命令从设备保持。在另一个实施例中，设备可以进入停放(Park)模式，这是各种睡眠模式中最深的。在这里，主设备可以命令从设备“停放”，并且从设备将变为非活动状态，直到主设备告诉它重新唤醒。

图13是根据本公开的实施例的软件架构的开放系统互连(OSI)方法的图示。尽管图13所示的非限制性实施例具有一个引信，下面进一步讨论的方法的一个显著优势是多个引信可以联网，从而允许单个引信设置器同时编程，从而多个引信可以联网。OSI方法将每个通信设备的软件分为多个层。这些层允许通信设备相互水平通信。从竖直角度来看，每一层都为其母层提供服务，并从较低的子层接收所需的服务。如图13所示，引信设置器与引信之间的唯一实际连接是底级别，相应的物理层1300、1302在底级别相互作用。物理层1300、1302在数据流级别处理通信，同时检测和纠正数据只是比特流的任何错误。在一个实施例中，数据流连接被实现为无线连接接口。在另一个实施例中，数据流连接被实现为直接连接接口。

根据本公开的实施例，图13实施开放系统互连(OSI)模型，用于跨网络的数据通信。该网络由多个互连节点而形成，这些互连节点由引信设置器和一个或多个要在各种实施例中编程的引信来表示。要从引信设置器传送到一个或多个引信或反之亦然的数据首先在应用层1304、1306被封装，如图13所示。然后，该数据包向下传递到表示层1308、1310，用于在向下传递到会话层1312、1314之前根据需要进行格式化和加密，在会话层1312、1314中附加安全通信报头，并在引信与引信设置器之间建立并管理会话或连接。会话层服务还可以包括授权、认证和重新连接。传输层1316、1318管理数据包的传递，执行错误检查，并且通常管理数据流。网络层1320、1322充当网络控制器，负责根据数据包中包含的逻辑地址来确定数据将采用的物理路径，并确保每个数据包被传输到正确的目的地。数据链路层1324、1326在直接连接的节点之间传输数据包，并确保接收到的数据没有错误。随着数据包竖直向下行进到物理层1300、1302，它在每一层接收附加信息，接收侧的相应层随后可以解释和处理这些附加信息。当数据包最终传输到接口的另一侧时(例如从引信设置器到引信，反之亦然)，接收到的数据包在物理层1300、1302处开始，然后竖直向上行进通过每个层以进行进一步处理。这种OSI方法有几个优点。每一层都可以被实现为软件模块。这允许每一层都定义了与上下层的接口。OSI方法通过保持各种模块之间的松散耦合来实现模块化和重新使用。这种方法还允许通过从引信设置器和引信中添加或移除相应层来实现可配置性，从而创建或多或少的安全性、纠正错误等。此外，OSI方法创造了这样一种可能性，即在引信端，只有应用层需要根据引信类型进行进一步定制。

从网络安全的角度来看，本公开的引信设置器接口可以根据实际和预期威胁的性质来实施多种网络安全特征。图14和图15显示了如何使用公钥/私钥密码术来提供安全性。公钥/私钥密码术允许引信验证它从引信设置器接收到的数据的真实性。如图14所示，用于加密引信设置器数据的公钥/私钥加密过程1400的一个实施例，引信设置器数据有效负载1402由散列算法1404来处理，用于旨在通信或传输到引信的引信设置器数据。该散列算法1404产生散列值，其唯一地标识数据有效负载并且将指示数据有效负载中是否存在任何变化。引信设置器处理然后使用引信设置器私钥1408来加密该散列值1406，然后准备好将加密的散列1410传输到引信。在一个示例中，也未加密地将引信集数据有效负载1412发送并发送到引信。

如用于解密过程1500的图15所示，在一个示例中，引信接收加密散列1502和引信集数据有效负载1504。使用引信公钥1508对加密散列1502进行解密1506从而生成散列值。引信使用引信集数据有效负载1504，使用与引信设置器相同的散列算法1510来生成本地副本散列值。系统然后比较1512这两个散列值以查看它们是否匹配。如果散列值匹配，那么这表明来自引信设置器的数据没有被改变或更换并且是有效的。如果散列值不匹配，则数据可能已被黑客入侵或以其它方式损坏，并且引信将提供指示警报。在这种情况下，引信可能会遵从预先存在的数据，等待经过身份验证的引信设置器数据或继续发射并获取飞行中的数据。

图16描绘了根据本公开的实施例的设置引信的方法。引信被带到或以其它方式移动到引信设置站1600中或附近。然后引信移动通过引信设置区1602，在一个示例中，引信设置区1602使引信接近引信设置区，反之亦然，方法是将引信设置站带到引信附近。引信设置区包括通信区和电能传输区。电能传输区配置为给引信供电1604，在一个示例中，它传输足够的电力来为适当的电子设备供电或以其它方式为引信充电。通信区通过传输完成发射配置所需的数据来配置引信1606。这可以是提供发射相关信息的单方通信，也可以包括从引信中提取数据(例如识别、维护和现有配置信息)的双边通信。在引信设置过程完成1608之后，完全配置的引信射弹随后可以被传送到进给盘中从而等待发射或直接进行发射。

已经出于说明和描述的目的呈现了本公开的实施例的前述描述。其并非旨在详尽无遗或将本公开内容限制为所公开的精确形式。根据本公开，许多修改和变化是可能的。本公开的范围旨在不受该详细描述的限制，而是由所附权利要求限制。

已经描述了许多实施方式。然而，应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下可以进行各种修改。尽管在附图中以特定顺序描绘了操作，但这不应理解为要求以所示的特定顺序或顺序执行此类操作，或者执行所有图示的操作，从而实现期望的结果。

Claims (18)

1.一种无线引信设置器接口，包括：

电子子系统，其包括一个或多个端口；和

一个或多个输出接口，其具有与该电子子系统上的该一个或多个端口的公共接口；

其中，该一个或多个输出接口包括，

电能传输区，其配置为向引信提供电能；和

高速数据通信区，其配置为将引信设置数据传输到该引信；

其中，该无线引信设置器接口提供引信设置能力，而不需要该引信与引信设置器之间的旋转或其它物理对准。

2.根据权利要求1所述的无线引信设置器接口，其中，该电能传输区包括电能传输线圈。

3.根据权利要求1所述的无线引信设置器接口，其中，该通信区包括能够进行双向通信的通信收发器。

4.无线引信设置器接口，其中，该通信收发器包括天线或感应线圈。

5.根据权利要求1所述的无线引信设置器接口，其中，该电能传输区和该通信区中的至少一个同时与两个或更多个引信接合。

6.一种无线引信设置器接口，用于设置多个引信，包括：

引信设置器电子子系统，其包括一个或多个端口；和

一个或多个输出接口，其具有该电子子系统上的该一个或多个端口的公共接口；

其中，该一个或多个输出接口包括：

电能传输区，其配置为向引信提供电能，其中，该电能传输区跨越多个引信；和

高速数据通信区，其配置为将引信设置数据传输到该引信，其中，该通信区跨越多个引信。

7.根据权利要求6所述的无线引信设置器接口，其中，该电能传输区是耦合到单引信通信区的单引信电能传输区。

8.根据权利要求6所述的无线引信设置器接口，其中，该电能传输区是耦合到单引信通信区的多引信电能传输区。

9.根据权利要求6所述的无线引信设置器接口，其中，该电能传输区是耦合到多引信通信区的多引信电能传输区。

10.根据权利要求6所述的无线引信设置器接口，其中，该通信区包括通信收发器，其能够进行双向通信并且配置为使用近场磁感应来无线传输引信设置数据。

11.根据权利要求6所述的无线引信设置器接口，其中，该一个或多个输出接口包括不同引信接口，其配置为与不同引信类型接合。

12.根据权利要求6所述的无线引信设置器接口，其中，该输出接口包括面板，其延伸跨过彼此非常接近的该多个引信，从而允许该电能和该引信设置数据传输。

13.根据权利要求6所述的的无线引信设置器接口，其中，该电能传输区配置为通过磁谐振向该引信提供该电能。

14.一种用于无线设置引信的方法，包括：

使该引信接近引信设置站，该引信设置站包括电能传输区和通信区；

在靠近该电能传输区时给该引信供电；并且

在靠近该通信区时使用引信设置数据来配置该引信；

其中，该电能传输区与该通信区相对于该引信而重叠。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，通过近场磁感应来用引信设置数据配置该引信。

16.根据权利要求14所述的方法，还包括在该电能传输区中同时给多个引信供电。

17.根据权利要求14所述的方法，还包括在该通信区中同时配置多个引信。

18.根据权利要求14所述的方法，还包括该引信设置数据上的公钥/私钥密码术。

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