CN117956421A - 共享式传感器网格和用于共享传感器网格的方法 - Google Patents

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Abstract

本公开内容涉及共享式传感器网格和用于共享传感器网格的方法。特别是在飞行器上的网络例如机舱网络或货舱网络包括：至少一个中央信令主干；连接至至少一个中央信令主干的多个分布式传感器节点；以及连接至至少一个中央信令主干的多个网络设备。多个分布式传感器节点中的每一个包括：一个或更多个传感器，其被配置成收集传感器测量值并且通过至少一个中央信令主干对所收集的传感器测量值进行路由。多个网络设备中的每一个被配置成向多个分布式传感器节点中的一个或更多个传感器节点发送传感器控制信号，该传感器控制信号触发接收传感器节点以基于所发送的传感器控制信号的内容通过至少一个中央信令主干向发送网络设备发送所选择的传感器测量值。

Description

共享式传感器网格和用于共享传感器网格的方法
技术领域
本发明涉及连接至网络的、特别地用于航空网络中的传感器网格，该传感器网格中的传感器可以对通过网络的节点的共享式访问开放。此外，本发明涉及用于共享连接至网络的、特别地用于航空网络中的飞行器上的传感器网格的方法。
背景技术
用于在飞行器中进行数据的处理的示例性网络标准被称为AFDXTM(航空电子全双工网络)。AFDX网络是基于以太网网络技术(基于IEEE 802.3标准)的交换式全双工网络。AFDX网络通常完全符合ARINC 664(由航空无线电公司或“ARINC”提供的标准中的一个)的第7部分。
期望对于通过物联网(IoT)主干的在飞行器中的网络元件之间的互连性的更通用的方法。这样的互连性要求高度的标准化，同时在系统设计方面保持高灵活性。
文件FR 2943037 A1公开了飞行器控制系统，在该飞行器控制系统中，与不同的飞行器功能相对应的多个基本控制系统通过公共AFDX网络来共享一个或更多个传感器。命令的传输是经由被发送至网络订阅的致动器的AFDX消息来执行的。
发明内容
本发明的目的其中之一是要找到改进的对于具有灵活地可适于不同的用例场景的传感器能力的网络设计的解决方案。
为了实现这些目的，意图是要产生对于航空公司、飞行器运营商和/或乘客的新的服务，诸如例如但不限于对周转时间、关于预测性维护的能力、货物跟踪的优化，缩短登机和离机时间，在乘客体验方面的改善等。利用本发明，可以通过采用预先设计的用例无关的传感器的网格来灵活地实现不同的用例，所述传感器的能力和/或数据输出可以在通过同一网络主干互连的其他网络设备之间公共地共享。根据本发明的解决方案引起在如下方面的明显的成本和重量减少：在飞行器上实现不同的IoT用例，同时为使用同一预先设计的传感器网格的未来应用打开了在用例设计方面的可能性。
根据本发明的第一方面，一种特别是在飞行器上的网络例如机舱网络或货舱网络，包括：至少一个中央信令主干；连接至至少一个中央信令主干的多个分布式传感器节点；以及连接至至少一个中央信令主干的多个网络设备。多个分布式传感器节点中的每一个传感器节点包括一个或更多个传感器，所述一个或更多个传感器被配置成收集传感器测量值并且通过至少一个中央信令主干对所收集的传感器测量值进行路由。多个网络设备中的每一个网络设备被配置成向多个分布式传感器节点中的一个或更多个传感器节点发送传感器控制信号，该传感器控制信号触发接收传感器节点基于所发送的传感器控制信号的内容通过至少一个中央信令主干向发送网络设备发送所选择的传感器测量值。
根据本发明的第二方面，一种用于共享连接至特别是在飞行器上的网络中的至少一个中央信令主干的传感器网格的方法，所述方法包括以下步骤：由连接至至少一个中央信令主干的多个网络设备通过中央信令主干向传感器网格中的多个分布式传感器节点中的一个或更多个传感器节点发送传感器控制信号；使用多个分布式传感器节点中的一个或更多个传感器来收集传感器测量值；以及由多个分布式传感器节点中的接收传感器控制信号的一个或更多个传感器节点来基于所发送的传感器控制信号的内容通过至少一个中央信令主干向发送网络设备发送所选择的传感器测量值。
根据本发明的第三方面，一种特别是载客飞行器的飞行器包括根据本发明的第一方面的具有共享式传感器网格的网络。
有利的配置和改进将根据另外的从属权利要求并根据参照附图的描述被理解。
根据本发明的第一方面的一些实施方式，网络还可以包括数据存储装置，该数据存储装置连接至中央信令主干并且被配置成至少临时存储多个分布式传感器节点中的每一个传感器节点的所收集的传感器测量值。在其一些实施方式中，数据存储装置可以被配置成对所收集的传感器测量值加时间戳，以适应于对应的分布式传感器节点与数据存储装置之间的通信中的预定义延迟值。附加地或替选地，数据存储装置可以被配置成对多个分布式传感器节点中的具有相似类型的传感器的不同传感器节点的多个所收集的传感器测量值进行核对，并且通过至少一个中央信令主干将经核对的所收集的传感器测量值的集合作为所选择的传感器测量值输出。
根据本发明的第一方面的一些实施方式，多个分布式传感器节点中的传感器可以包括下述中的一个或更多个：用于烟雾、热、气体、火焰、一氧化碳、运动或光的检测器；测量温度、湿度、二氧化碳或环境光的检测器；能够确定占用情况的检测器；存在或身份传感器；运动或静止图像捕获设备；以及麦克风。
根据本发明的第一方面的一些实施方式，至少一个中央信令主干可以是以太网主干。替选地或附加地，传感器节点还可以经由无线通信协议诸如例如WiFi、IEEE 802.15.4协议、或蓝牙低能耗连接至至少一个中央信令主干。在其一些实施方式中，传感器控制信号可以是IPv4分组、IPv6分组、以太网Powerlink分组、PPPoE分组、MPLS分组、WiFi分组、IEEE 802.15.4分组、/>分组或/>低能耗分组。
通常，传感器网格可以使用非IP寻址方案来操作，或者可以利用使用IP寻址方案和非IP寻址方案两者的混合协议。
根据本发明的第二方面的一些实施方式，该方法还可以包括以下步骤：将多个分布式传感器节点中的每一个传感器节点的所收集的传感器测量值临时存储在连接至中央信令主干的数据存储装置中。
根据本发明的第二方面的一些实施方式，所发送的传感器控制信号可以包括访问优先级分类以及用于控制多个分布式传感器节点中的传感器的传感器测量参数的传感器配置信息。在其一些实施方式中，由多个分布式传感器节点收集传感器测量值可以通过以下操作执行：根据接收到的传感器控制信号中的传感器配置信息来设置传感器的传感器测量参数。附加地或替选地，由多个分布式传感器节点收集传感器测量值可以根据所接收到的具有最高访问优先级分类的传感器控制信号来执行。
在本公开内容的第四方面，一种特别是在飞行器上的网络例如机舱网络或货舱网络包括：至少一个中央信令主干；连接至至少一个中央信令主干的多个分布式传感器节点，所述多个分布式传感器节点中的每一个传感器节点包括一个或更多个传感器，所述传感器被配置成收集传感器测量值并且通过至少一个中央信令主干对所收集的传感器测量值进行路由；连接至至少一个中央信令主干的多个网络设备；以及连接至至少一个中央信令主干的网格控制器。多个网络设备被配置成向网格控制器发送传感器控制信号以用于请求访问多个分布式传感器节点的一个传感器节点中的一个或更多个传感器。网格控制器被配置成触发接收传感器节点以基于从请求网络设备接收到的传感器控制信号通过至少一个中央信令主干向请求网络设备发送所选择的传感器测量值。
在本公开内容的第五方面，一种用于共享连接至特别是在飞行器上的网络中的至少一个中央信令主干的传感器网格的方法，所述方法包括以下步骤：由连接至至少一个中央信令主干的多个网络设备通过中央信令主干向网格控制器发送传感器控制信号；使用多个分布式传感器节点中的一个或更多个传感器来收集传感器测量值；以及由多个分布式传感器节点中的一个或更多个传感器节点基于网格控制器根据从发送网络设备接收到的传感器控制信号触发多个分布式传感器节点中的一个或更多个传感器节点来通过至少一个中央信令主干向发送网络设备发送所选择的传感器测量值。
在本公开内容的第六方面，一种特别是在飞行器上的网络例如机舱网络或货舱网络包括：至少一个中央信令主干；连接至至少一个中央信令主干的多个分布式传感器节点，所述多个分布式传感器节点中的每一个传感器节点包括一个或更多个传感器，所述传感器被配置成收集传感器测量值并且通过至少一个中央信令主干对所收集的传感器测量值进行路由；数据存储装置，该数据存储装置连接至中央信令主干并且被配置成至少暂时存储多个分布式传感器节点中的每一个传感器节点的所收集的传感器测量值；以及多个网络设备，所述多个网络设备连接至至少一个中央信令主干并且被配置成通过至少一个中央信令主干从数据存储装置中检索多个分布式传感器节点中的至少一些传感器节点的所收集的传感器测量值。
在本公开内容的第七方面，一种用于共享连接至特别是在飞行器上的网络中的至少一个中央信令主干的传感器网格的方法，所述方法包括以下步骤：使用连接至至少一个中央信令主干的多个分布式传感器节点中的一个或更多个传感器来收集传感器测量值；将多个分布式传感器节点中的每一个传感器节点的所收集的传感器测量值临时存储在连接至至少一个中央信令主干的数据存储装置中；以及由连接至至少一个中央信令主干的多个网络设备中的一个或更多个网络设备通过至少一个中央信令主干从数据存储装置中检索所选择的传感器测量值。
特别是载客飞行器的飞行器可以包括根据本公开内容的第四或第六方面的具有共享式传感器网格的网络。
尽管在此处、在前文中以及在下文中，一些功能被描述为由模块或网络元件执行，但应当理解，这不一定意味着这样的模块被设置为彼此分离的实体。在一个或更多个模块被设置为软件的情况下，所述模块可以由程序代码段或程序代码片段来实现，所述程序代码段或程序代码片段可以彼此不同，但也可以相互交织或集成。
类似地，在一个或更多个模块被设置为硬件的情况下，一个或更多个模块的功能可以由一个且相同的硬件部件提供，或者若干个模块的功能可以分布在若干个硬件部件上，所述硬件部件不一定对应于模块。因此，展示归属于特定模块的特征和功能中的所有特征和功能的任何装置、系统、方法等应被理解为包括所述模块或者实现所述模块。
以上配置和改进可以在有利的情况下根据需要彼此组合。本发明的其他可能的实施方式、改进和实现方式还包括以上或以下关于示例性实施方式描述的本发明的特征的未明确提及的组合。特别地，本领域技术人员还将添加单独的方面作为对本发明的各个基本形式的改进或添加。
附图说明
下面将基于示意图中示出的示例性实施方式更详细地讨论本发明。在附图中：
图1示意性地示出了根据本发明的一些实施方式的具有共享式传感器网格的网络的逻辑结构的框图；
图2示意性地示出了根据本发明的一些实施方式的在第一用例场景中的具有共享式传感器网格的网络的逻辑结构的框图；
图3示意性地示出了根据本发明的一些实施方式的在第二用例场景中的具有共享式传感器网格的网络的逻辑结构的框图；
图4示意性地示出了根据本发明的一些实施方式的在第三用例场景中的具有共享式传感器网格的网络的逻辑结构的框图；
图5示意性地示出了根据本发明的另外的实施方式的带有具有共享式传感器网格的网络的飞行器；以及
图6示出了根据本发明的一些实施方式的用于共享网络中的传感器网格的方法的流程图。
附图旨在提供改进的对本发明的实施方式的理解。附图示出了实施方式，并结合说明书用于说明本发明的原理和构思。其他实施方式和所述优点中的许多优点将参照附图显现。附图的元件不一定相对于彼此真实地按比例示出。指示方向的术语诸如例如“顶部”、“底部”、“左”、“右”、“上方”、“下方”、“水平”、“竖直”、“前”、“后”和类似的指示仅用于说明的目的，并且不用于将一般性限制为附图中所示的特定配置。
在附图中，相同的、功能相同的和作用相同的元件、特征和部件在每种情况下由相同的附图标记表示，除非另有说明。
具体实施方式
详细描述包括具体细节以用于提供对本发明的透彻理解的目的。然而，对于本领域技术人员来说明显的是，本发明可以在没有这些具体细节的情况下实施。
如本文中所使用的，网络设备包括能够根据与空间相关的或者可以被控制以改变空间的条件的测量数据来执行功能的任何类型的装备、设备、装置或系统。在这点上，网络设备在本文中也可以被称为环境控制器资产。由这样的网络设备利用的测量数据是由集成或安装在网络设备内的传感器或者由预先设计的用例无关的传感器网格中的一个或更多个传感器收集的。这样的传感器可以包括：用于烟雾、热、气体、火焰、一氧化碳、运动或光的检测器；测量温度、湿度、二氧化碳或环境光的检测器；可以确定占用情况的检测器；存在传感器或身份传感器(例如，读卡器或RFID接收器)；摄像装置(例如，运动或静止图像捕获设备)；以及/或者麦克风。
本公开内容的意义内的网格中的传感器的网络包括能够进行下述操作的多个设备：捕获环境信息；检测事件；执行测量任务并将结果报告至网络网关、服务器和数据库。传感器是连接至一个或更多个中央网络主干的网络中的节点，所述中央网络主干被配置成交换数据和控制信号。这样的传感器网络节点可以包括能够收集指示物理事件的测量数据的至少一个传感器、处理器、节点绑定本地存储器、以及用于通过中央网络主干中的一个或更多个与其他传感器或者与诸如服务器的数据网络部件通信的通信接口。处理器、节点绑定本地存储器和通信接口可以利用在一定程度上可(再)编程的通用元件例如经由相对应的配置软件来实现。例如，在网络安全措施的范围中，传感器节点的部件可以被提供有空中固件升级(firm over-the-air,FOTA)。在一些情况下，对应的配置软件可以包括能够实现机器学习功能或算法的人工智能(AI)元件。这些机器学习功能或算法可以模仿人类与其他人类思维相关联的认知功能，使得某些软件功能可以检测和推断模式，并且因此基于人工创建的或真实生活的训练数据集来适应新的环境。这样的AI元件可以例如包括：神经网络(诸如例如深度神经网络、卷积神经网络、对抗网络、深度对抗网络或生成式对抗网络)；支持向量机；贝叶斯网络；可以基于Q学习、遗传算法或k均值聚类的决策树网络。
传感器网络节点可以包括相同或不同类型的多于一个传感器。这些多个传感器中的每一个都可以能够收集指示不同模态的测量数据，诸如例如声压、光、加速度、化学物质的浓度、湿度、热等。传感器节点组中的传感器可以按小组分配任务，以基于模态来处理不同的感测任务。将感测任务分配至传感器节点组提供了冗余测量，并且允许检测由传感器测量的物理事件中的模式。
图1示意性地示出了数据网络100的逻辑结构的框图。如结合图1至图4示出并说明的网络100可以特别是飞行器上的网络100，该飞行器诸如例如图5中示例性示出的飞行器A。在一些情况下，网络100可以是飞行器A例如载货飞行器或载客飞行器上的机舱网络、货舱网络、或用于数据和控制信号通信的任何其他类似网络。
网络包括中央信令主干B，多个传感器节点1a至1n以及多个网络设备5a至5m连接至该中央信令主干B。信令主干B可以例如是以太网主干。可以使用IPv4分组、IPv6分组、以太网Powerlink分组、PPPoE分组或MPLS分组中的一个或更多个通过信令主干B来传送控制信号和/或数据信号。虽然仅描绘了单个信令主干B，但是可以实现多于一个信令主干B，例如以增加数据吞吐量、分离不同的信号路由方向、分离有效载荷和控制信号平面以及/或者能够实现不同的信令协议。此外，传感器节点1a至1n的数目可以等于n，如图所示，其中n是自然数。另外，网络设备5a至5m的数目可以等于m，如图所示，其中n是等于或不同于n的自然数。
多个传感器节点1a至1n布置在(虚拟)传感器网格S中，该传感器网格S可以安装在预定义的分布式物理位置处的网络中。传感器网格S是预安装的网络P的一部分，该预安装的网络P还可以包括数据存储装置4和传感器网格控制器8，所述数据存储装置4和传感器网格控制器8两者都连接至中央信令主干B并且与传感器网格S中的多个传感器节点1a至1n中的每一个进行数据通信和控制信号通信。例如，在飞行器上的传感器网格的情况下，多个传感器节点1a至1n可以分布在飞行器的某个部分上，所述某个部分例如客舱、货舱、以及/或者功能部分例如厨房、驾驶舱或机组成员区域。可以在飞行器的中央网络集线器例如航空电子装备舱中的服务器机架中实现数据存储装置4和传感器网格控制器8。
多个分布式传感器节点1a至1n中的每一个包括一个或更多个传感器3a至3n，所述传感器3a至3n被配置成根据传感器的类型来收集传感器测量值。例如，传感器3a至3n可以包括：用于烟雾、热、气体、火焰、一氧化碳、运动或光的检测器；测量温度、湿度、二氧化碳或环境光的检测器；可以确定占用情况的检测器；存在传感器或身份传感器；运动或静止图像捕获设备；以及麦克风。例如，可以采用能够测量入射光从被照射的物体反射所需的时间的所谓的深度摄像装置。然后，这样的深度摄像装置能够计算到捕获图像中的物体的表面上的所有点的距离，从而使用捕获的表面点云数据中的第三维距离来创建三维地图。传感器网格之外的特定AI软件可以训练模型文件，所述模型文件然后被传输至具有这样的深度摄像装置的传感器节点作为初始参考。
更一般地说，传感器节点1a至1n是具有能够捕获环境信息、检测事件和执行测量任务的功能的设备。然后，传感器节点1a至1n能够收集指示所捕获的环境信息的任何测量值，并且将测量值作为结果以适当转换的数据信号报告至通信地连接至传感器节点的网络网关、服务器、数据库、以及任何其他网络设备，诸如例如并且特别是网络设备5a至5m中的任何网络设备和全部网络设备。
传感器节点1a至1n各自分别包括控制接口2a至2n，所述控制接口2a至2n用于接收和发射用于配置、编程、状态指示等的控制信号。这样的控制信号可以例如通过网络设备5a至5m经由专用网络设备控制接口6a至6m和/或通过网格控制器8输出。此外，网络设备5a至5m可以输出用于请求对目标传感器节点1至1n的临时访问或请求对目标传感器节点1至1n的控制的传感器控制信号Cm，该传感器控制信号Cm通过网络设备控制接口6a至6m被直接输出至网格控制器8或相应传感器节点1a至1n的控制接口2a至2n。传感器节点1a至1n各自包括用于对包括在相应传感器节点中的一个或更多个传感器3a至3n的操作进行本地控制的节点处理器(未明确描绘)。
数据存储装置4被配置成至少临时地存储多个分布式传感器节点1a至1n中的每一个的所收集的传感器测量值。传感器节点1a至1n可以经由信令主干B将传感器测量值作为数据流(data streams)或数据流(data flows)Da至Dn发送至数据存储装置4。数据存储装置4可以是环形缓冲器或随机存取存储器(RAM)，并且可以被配置成通过信令主干B将所存储的传感器测量值的任何子集作为数据流(data streams)或数据流(data flows)D进行路由。数据可以自动地、连续地以及/或者以发布/订阅模式进行传输。
在一些实现方式中，可以通过由多个网络设备5a至5m或由网格控制器8传输至数据存储装置4的对应请求消息来提示数据存储装置4进行这样的操作。请求的所存储的传感器测量值可以在任一情况下通过信令主干B传输至多个网络设备5a至5m中的专用网络设备。多个网络设备5a至5m可以包括数据接口7a至7m，以用于根据请求直接从传感器节点1a至1n或者从数据存储装置4接收传感器测量值的数据流D。
在一些实现方式中，数据存储装置4可以被配置成在存储所收集的传感器测量值Da至Dn之前对它们加时间戳。这些时间戳可以同在对应的分布式传感器节点1至1n与数据存储装置4之间的通信中的预定义延迟值相适应。这样的预定义延迟值由于网络P的部件在物理环境内的预安装而可以是已知的，所述预安装包括针对传感器节点1至1n的不同安装位置的预定义布线条件。
在一些实现方式中，数据存储装置4可以对多个分布式传感器节点1a至1n中的不同传感器节点的多个所收集的传感器测量值进行核对。可以用于核对的传感器测量值可以例如是由相似类型的传感器3a至3n在不同位置处测量的值、或者是补充类型的传感器3a至3n的可以通过它们的对应的时间戳和传感器节点位置同步的测量值。然后，可以通过信令主干B将这些经核对的所收集的传感器测量值集输出至请求网络设备5a至5m。
在下文中，结合图2至图4示出并说明了三种不同的用例场景。用例场景描述了网络设备5a至5m如何可以利用共享式传感器环境中的传感器节点1a至1n中的传感器3a至3m的功能。
图2示意性地示出了具有在具有共享式传感器网格S的网络100中的相关数据和控制信号流的第一用例场景，在所述共享式传感器网格S中，多个分布式传感器节点1a至1n连接至至少一个中央信令主干B。传感器节点1a至1n的网络拓扑结构和分布对于网络100中的所有参与方来说是预先已知的。
网络设备5m将传感器控制信号Cm发送至分布式传感器节点中的一个1n，网络设备5m例如经由网络设备控制接口6m通过信令主干B将传感器控制信号Cm发送至所讨论的传感器节点1n的相应控制接口2n。轮询传感器节点1n由传感器控制信号Cm触发以将其传感器3n中的一个或更多个传感器的所选择的测量值Dn通过信令主干B发送回查询网络设备5m的数据接口7m。传感器控制信号Cm可以例如仅触发已收集的测量值的传输。附加地或替选地，传感器控制信号Cm可以接管对目标传感器节点1n的控制，以基于包含在传感器控制信号Cm中的配置参数来利用目标传感器节点1n的传感器3n收集测量值。例如，请求网络设备5m可以在预定的时间量内或以周期性间隔利用传感器节点1n中的传感器3n来收集在特定传感器参数例如测量范围、精度、速率、与地理位置相关的采样率或类似项情况下的测量值。
根据由传感器控制信号Cm发起的指定查询，被查询的传感器节点1n在一些情况下可以被阻止由其他网络设备使用。一旦网络设备6m例如在由传感器控制信号Cm指定的预定义时间段之后或者在最大允许利用时间段经过之后重新释放被查询的传感器节点1n，就可以移除该阻止。对被查询的传感器节点1n的功能的利用可以在释放之后在预定义的保护间隔内被阻止，以便保证从第一网络设备的控制有序地切换至第二网络设备的控制。
图3示意性地示出了具有在具有共享式传感器网格S的网络100中的相关数据和控制信号流的第二用例场景，在共享式传感器网格S中，多个分布式传感器节点1a至1n连接至至少一个中央信令主干B。传感器节点1a至1n的网络拓扑结构和分布对于网络100中的所有参与方来说可以是但不一定是预先已知的。
在图3的用例场景中，多个分布式传感器节点1a至1n收集传感器测量值，并且通过信令主干B将所收集的传感器测量值Da至Dn路由至数据存储装置4。该数据存储装置4至少临时存储所收集的多个分布式传感器节点1a至1n中的每一个的传感器测量值Da至Dn。在一些实现方式中，数据存储装置4可以对所收集的传感器测量值Da至Dn加时间戳。这些时间戳可以针对在对应的分布式传感器节点与数据存储装置4之间的通信中的预定义延迟值来进行调整，使得所有所收集的传感器测量值通过网络100同步，而不管测量值源自哪个传感器节点。
数据存储装置4可以被布置成将一定数目的所收集的传感器测量值Da至Dn核对成经核对的所收集的传感器测量值集。这样的集可以对具有相似类型的传感器3a至3n的多个分布式传感器节点1a至1n中的不同传感器节点的测量值进行汇编。
连接至信令主干B的网络设备5a至5m可以通过信令主干B从数据存储装置4中单独地和/或以经核对的集检索所收集的传感器测量值。
图4示意性地示出了具有在具有共享式传感器网格S的网络100中的相关数据和控制信号流的第三用例场景，在共享式传感器网格S中，多个分布式传感器节点1a至1n连接至至少一个中央信令主干B。传感器节点1a至1n的网络拓扑结构和分布对于网络100中的所有参与方来说可以是但不一定是预先已知的。
与结合图2描绘并说明的用例场景相比，图4的用例场景涉及连接至信令主干B的网格控制器8从多个网络设备5a至5m中的各个网络设备接收传感器控制信号Ca至Cm，所述传感器控制信号Ca至Cm请求访问多个分布式传感器节点1a至1n的一个或更多个传感器节点中的一个或更多个传感器3a至3n。网格控制器8保持对对传感器节点1a至1n的访问的总体控制，因为传感器控制信号Ca至Cm被编译成针对传感器节点1a至1n中的每一个传感器节点的网格内部控制信号C。这些网格内部控制信号C触发相应传感器节点来通过信令主干B向由网格内部控制信号C指示的对应请求网络设备5a至5m发送所选择的传感器测量值。可以基于例如包含在传感器控制信号Ca至Cm中的访问优先级分类和/或传感器配置信息来编译网格内部控制信号C。
图6示出了用于共享连接至网络的传感器网格的方法M的流程图。方法M可以例如用于如结合图1至图4示出并说明的网络100。方法M可以特别地用于诸如图5的飞行器A的飞行器上。
在第一步骤M1中，连接至网络100中的至少一个中央信令主干B的多个网络设备5a至5m通过中央信令主干B向传感器网格S中的多个分布式传感器节点1a至1n中的一个或更多个发送传感器控制信号Cm。这种所发送的传感器控制信号Cm可以例如包括访问优先级分类以及用于控制多个分布式传感器节点1a至1n的目标传感器节点中的特定传感器3a至3n的传感器测量参数的传感器配置信息。
在第二步骤M2中，通过使用目标分布式传感器节点1a至1n的传感器3a至3n中的一个或更多个来收集传感器测量值Da至Dn。在一些示例中，可以通过根据接收到的传感器控制信号Cm中的传感器配置信息设置传感器3a至3n的传感器测量参数来收集传感器测量值。特别地，可以根据接收到的具有最高访问优先级分类的传感器控制信号Cm来收集传感器测量值。换句话说，发送带有对于使用目标分布式传感器节点1a至1n中的传感器的最迫切需求的传感器控制信号的网络设备5a至5m将在获得对传感器功能的访问方面被给予优先考虑。
在第三步骤M3中，由发送传感器控制信号Cm的相应网络设备5a至5m远程控制的目标分布式传感器节点1a至1n将通过至少一个中央信令主干B向相应网络设备5a至5m发送所选择的传感器测量值Dn。对传感器测量值的选择将基于所发送的传感器控制信号Cm的内容，即相应网络设备5a至5m控制将由传感器3a至3n收集哪些测量值以及将在什么情况和传感器设置下收集这些测量值。
附加地，在第四步骤M4中，所收集的传感器测量值Da至Dn还可以可选地临时存储在连接至中央信令主干B的数据存储装置4中。这样的存储可以提高共享传感器网格S的可靠性、冗余性和可用性。
为了提高表示的严格性，在上面的详细描述中的一个或更多个示例中组合了各种特征。然而，在这种情况下应当清楚的是，以上描述仅是说明性的而绝不是限制性的。它用于覆盖各种特征和示例性实施方式的所有替选、修改和等同物。鉴于以上描述，基于本领域技术人员的技术知识，许多其他示例对于本领域技术人员将是立即且直接清楚的。
选择和描述示例性实施方式以便能够以最佳可能的方式表示本发明所基于的原理及其在实践中的可能用途。因此，专家出于预期目的可以最佳地修改和使用本发明及其各种示例性实施方式。在权利要求书和说明书中，术语“包含”和“具有”用作对应术语“包括”的中性概念。此外，术语“一(a)”、“一个(an)”和“单个(one)”的使用并不旨在从根本上排除以这样的方式描述的多个特征和部件。

Claims (14)

1.一种特别是在飞行器(A)上的网络(100)，包括：
至少一个中央信令主干(B)；
连接至所述至少一个中央信令主干(B)的多个分布式传感器节点(1a，……，1n)，所述多个分布式传感器节点(1a，……，1n)中的每一个传感器节点包括一个或更多个传感器(3a，……，3n)，所述一个或更多个传感器(3a，……，3n)被配置成收集传感器测量值并且通过所述至少一个中央信令主干(B)对所收集的传感器测量值进行路由；以及
多个网络设备(5a，……，5m)，所述多个网络设备(5a，……，5m)连接至所述至少一个中央信令主干(B)并且被配置成向所述多个分布式传感器节点(1a，……，1n)中的一个或更多个传感器节点发送传感器控制信号(Cm)，所述传感器控制信号(Cm)触发接收传感器节点(1n)基于所发送的传感器控制信号(Cm)的内容通过所述至少一个中央信令主干(B)向发送网络设备(5m)发送所选择的传感器测量值(Dn)。
2.根据权利要求1所述的网络(100)，还包括：
数据存储装置(4)，所述数据存储装置(4)连接至所述中央信令主干(B)并且被配置成至少临时存储所述多个分布式传感器节点(1a，……，1n)中的每一个传感器节点的所收集的传感器测量值(Da，……，Dn)。
3.根据权利要求2所述的网络(100)，其中，所述数据存储装置(4)被配置成对所收集的传感器测量值(Da，……，Dn)加时间戳，以适应于对应的分布式传感器节点(1a，……，1n)与所述数据存储装置(4)之间的通信中的预定义延迟值。
4.根据权利要求2或3所述的网络(100)，其中，所述数据存储装置(4)被配置成：对所述多个分布式传感器节点(1a，……，1n)中的具有相似类型的传感器(3a，……，3n)的不同传感器节点的多个所收集的传感器测量值(Da，……，Dn)进行核对，并且通过所述至少一个中央信令主干(B)将经核对的所收集的传感器测量值(Da，……，Dn)的集合作为所选择的传感器测量值(Dn)输出。
5.根据权利要求1至4中的一项所述的网络(100)，其中，所述多个分布式传感器节点(1a，……，1n)的所述传感器(3a，……，3n)包括下述中的一个或更多个：用于烟雾、热、气体、火焰、一氧化碳、运动或光的检测器；测量温度、湿度、二氧化碳或环境光的检测器；能够确定占用情况的检测器；存在或身份传感器；运动或静止图像捕获设备；以及麦克风。
6.根据权利要求1至5中的一项所述的网络(100)，其中，所述至少一个中央信令主干(B)是以太网主干或无线接入信令主干。
7.根据权利要求6所述的网络(100)，其中，所述传感器控制信号(Cm)是IPv4分组、IPv6分组、以太网Powerlink分组、PPPoE分组、MPLS分组、WiFi分组、IEEE 802.15.4分组、分组或/>低能耗分组。
8.根据权利要求1至7中的一项所述的网络(100)，其中，所述网络是机舱网络或货舱网络。
9.一种包括根据权利要求8所述的网络(100)的飞行器(A)。
10.一种用于共享连接至特别是在飞行器(A)上的网络(100)中的至少一个中央信令主干(B)的传感器网格(S)的方法(M)，所述方法(M)包括：
由连接至所述至少一个中央信令主干(B)的多个网络设备(5a，……，5m)通过所述中央信令主干(B)向所述传感器网格(S)中的多个分布式传感器节点(1a，……，1n)中的一个或更多个传感器节点发送(M1)传感器控制信号(Cm)；
使用所述多个分布式传感器节点(1a，……，1n)的一个或更多个传感器(3a，……，3n)来收集(M2)传感器测量值(Da，……，Dn)；以及
由所述多个分布式传感器节点(1a，……，1n)中的接收所述传感器控制信号(Cm)的一个或更多个传感器节点来基于所发送的传感器控制信号(Cm)的内容通过所述至少一个中央信令主干(B)向发送网络设备(5m)发送(M3)所选择的传感器测量值(Dn)。
11.根据权利要求10所述的方法(M)，还包括：
将所述多个分布式传感器节点(1a，……，1n)中的每一个传感器节点的所收集的传感器测量值(Da，……，Dn)临时存储(M4)在连接至所述中央信令主干(B)的数据存储装置(4)中。
12.根据权利要求10或11所述的方法(M)，其中，所发送的传感器控制信号(Cm)包括访问优先级分类以及用于控制所述多个分布式传感器节点(1a，……，1n)的传感器(3a，……，3n)的传感器测量参数的传感器配置信息。
13.根据权利要求12所述的方法(M)，其中，由所述多个分布式传感器节点(1a，……，1n)收集(M2)所述传感器测量值(Da，……，Dn)是通过以下操作执行的：根据所接收到的传感器控制信号(Cm)中的所述传感器配置信息来设置所述传感器(3a，……，3n)的所述传感器测量参数。
14.根据权利要求12或13所述的方法(M)，其中，由所述多个分布式传感器节点(1a，……，1n)收集(M2)所述传感器测量值(Da，……，Dn)是根据所接收到的具有最高访问优先级分类的传感器控制信号(Cm)来执行的。
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