專利名稱：遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)集中器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于航空電子網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)集中器(remotedataconcentrator, RDC),還涉及包括該RDC的航空電子網(wǎng)絡(luò)、包括該RDC的飛行器以及操作該RDC的方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)代的飛行器通常包括連接到具有一個(gè)或更多個(gè)中央處理器的航空電子網(wǎng)絡(luò)的大量傳感器、應(yīng)變器(例如致動(dòng)器)等。該傳感器、應(yīng)變器等通常是現(xiàn)場(chǎng)可更換單元(linereplaceable unit, LRU)，以提高操作效率。LRU通常集中在安裝有各系統(tǒng)的飛行器中的特定位置。為了減少布線，并且因此減少重量，遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)集中器(RDC)可以用來(lái)將幾個(gè)LRU連接到該航空電子網(wǎng)絡(luò)。為了降低設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的成本，并且為了提高操作效率，不管RDC被連接到的LRU如何，在特定的飛行器上的所有RDC均可以被標(biāo)準(zhǔn)化。該RDC因此可以具有通用硬件，并且因此被稱為通用遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)集中器(commonremote data concentrator, cRDC)。該cRDC可以包括可配置的軟件。cRDC的標(biāo)準(zhǔn)化可以保持更少的部件庫(kù)存，使得在日常維修工作期間可以容易地更換有缺陷的cRDC，從而提高操作效率。在正常運(yùn)行期間，LRU和遠(yuǎn)程處理器之間的信號(hào)可以經(jīng)由該RDC并且在該航空電子網(wǎng)絡(luò)上被路由。如果在主網(wǎng)絡(luò)上的信號(hào)傳送出現(xiàn)故障，該LRU可以另外經(jīng)由輔助控制系統(tǒng)被連接到遠(yuǎn)程處理器，以避開(kāi)該RDC和主網(wǎng)絡(luò)，從而提供冗余。該輔助控制系統(tǒng)增加了額外的復(fù)雜度和重量，但其被認(rèn)為是必要的，因?yàn)樵揜DC本質(zhì)上是僅僅將一個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)換成另一個(gè)信號(hào)的“啞(dumb)”數(shù)據(jù)集中器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一方面提供了用于航空電子網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)集中器(RDC)，該RDC包括用于連接到一個(gè)或更多個(gè)輸入/輸出裝置的輸入/輸出接口(I/o)以及用于連接到遠(yuǎn)程處理器的網(wǎng)絡(luò)接口，其中該RDC可操作地提供輸入/輸出裝置和遠(yuǎn)程處理器之間的通信，并且其中該RDC還包括用于自主地驅(qū)動(dòng)連接到該1/0的輸出裝置的指令組。本發(fā)明的另一方面提供了操作航空電子網(wǎng)絡(luò)中的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)集中器(RDC)的方法，該RDC包括輸入/輸出接口(1/0)和網(wǎng)絡(luò)接口，該RDC 1/0連接到輸出裝置，該RDC網(wǎng)絡(luò)接口經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)連接到遠(yuǎn)程處理器，其中該RDC可操作地提供輸入/輸出裝置和遠(yuǎn)程處理器之間的通信，并且其中該方法包括使用存儲(chǔ)在RDC中的指令組以自主地驅(qū)動(dòng)輸出裝置。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:該RDC不再是如現(xiàn)有技術(shù)中的僅僅將一個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)換成另一個(gè)信號(hào)的“啞”數(shù)據(jù)集中器，而是交互地控制輸出裝置。例如，如果來(lái)自遠(yuǎn)程處理器的(主)命令丟失，則該RDC可以自主地操作以驅(qū)動(dòng)該輸出裝置。這避免了對(duì)將該輸出裝置連接到遠(yuǎn)程處理器的多余的輔助控制系統(tǒng)的需要，并降低了復(fù)雜度以及節(jié)省了相當(dāng)多的成本和重量。此外，該RDC可以評(píng)估遠(yuǎn)程命令的有效性并且根據(jù)最佳可用命令資源來(lái)驅(qū)動(dòng)該輸出裝置，從而提供更高的可靠性，故障檢測(cè)和冗余。該指令組可以包括用于輸出裝置的預(yù)定命令。該指令組可以配置為基于本地輸入來(lái)產(chǎn)生用于輸出裝置的命令。術(shù)語(yǔ)“本地輸入”在這里用于表示RDC接收的用于輸出裝置的非遠(yuǎn)程產(chǎn)生的命令的任何輸入信號(hào)。該RDC可以從直接地或者經(jīng)由遠(yuǎn)程處理器和RDC網(wǎng)絡(luò)接口間接地連接到RDC I/O的輸入裝置接收輸入信號(hào)。該輸出裝置可以與輸入裝置被連接在閉合的控制回路中。輸入裝置常常設(shè)置在輸出裝置的附近。例如，壓力傳感器(輸入裝置)可以設(shè)置在其位置取決于系統(tǒng)壓力的閥門(mén)(輸出裝置)的附近。由于輸入和輸出裝置相互鄰近，因此，這些裝置可以連接到相同RDC的I/O?，F(xiàn)有技術(shù)的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)集中器僅僅在網(wǎng)絡(luò)上將輸入信號(hào)傳遞到遠(yuǎn)程處理器，而該RDC可以充分利用輸入信號(hào)并且產(chǎn)生本地命令。該指令組可以被配置為將遠(yuǎn)程處理器所產(chǎn)生的命令與本地輸入相比較，并且如果本地輸入和遠(yuǎn)程命令一致，則產(chǎn)生用于輸出裝置的命令。該配置在需要驗(yàn)證遠(yuǎn)程命令時(shí)可以是有用的。該指令組可以被配置為基于優(yōu)先于從遠(yuǎn)程處理器接收到的遠(yuǎn)程命令的本地產(chǎn)生或者存儲(chǔ)的命令來(lái)自主地驅(qū)動(dòng)輸出裝置。該配置在遠(yuǎn)程命令的有效性未被確定并且命令的確定性不足以安全地執(zhí)行輸出功能時(shí)可以是有用的。本地命令在這種情況下可以優(yōu)先并且可以用來(lái)將輸出裝置驅(qū)動(dòng)到例如一個(gè)或更多個(gè)預(yù)定狀態(tài)。這在遠(yuǎn)程處理器具有比RDC低的設(shè)計(jì)保障等級(jí)(design assurance level, DAL)時(shí)可以是有用的。該指令組可以被配置為在遠(yuǎn)程命令丟失時(shí)基于本地產(chǎn)生或者存儲(chǔ)的命令來(lái)自主地驅(qū)動(dòng)輸出裝置。本地命令可以被用來(lái)將輸出裝置驅(qū)動(dòng)到例如默認(rèn)設(shè)置，或者可以被用作到輸出裝置的指令，以利用最后已知的有效命令來(lái)繼續(xù)。該配置提供了備份，以應(yīng)對(duì)遠(yuǎn)程(主)命令的完全丟失。該指令組可以經(jīng)由RDC中的配置表在可重構(gòu)的軟件中被定義?？芍貥?gòu)的軟件使得能夠使用連接到各種輸入/輸出裝置的通用RDC硬件。以這種方式，通用RDC或者cRDC可以被用在整個(gè)飛行器中，均根據(jù)其連接到的輸入/輸出裝置而被配置。該軟件可以包括邏輯、布爾和/或算數(shù)運(yùn)算符。該配置表可以適于存儲(chǔ)用于輸出裝置的一個(gè)或更多個(gè)預(yù)定狀態(tài)，并且RDC可以適于通過(guò)詢問(wèn)配置表來(lái)根據(jù)輸入信號(hào)選擇預(yù)定狀態(tài)之一以產(chǎn)生本地命令。該配置表允許RDC軟件的簡(jiǎn)單編碼。預(yù)定狀態(tài)的數(shù)量可以遠(yuǎn)少于在遠(yuǎn)程處理器的控制下通常所提供的，并且例如可以僅夠用于保證輸出裝置的安全操作。這降低了 RDC軟件的復(fù)雜度。RDC可以被安裝在具有經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)連接到RDC網(wǎng)絡(luò)接口的遠(yuǎn)程處理器以及連接到RDC I/O的輸出裝置的航空電子網(wǎng)絡(luò)中。航空電子網(wǎng)絡(luò)還可以包括經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)連接到遠(yuǎn)程處理器的輸入裝置。輸入裝置可以通過(guò)RDC連接到網(wǎng)絡(luò)。RDC可以被連接在網(wǎng)絡(luò)接口側(cè)的模擬、離散或者現(xiàn)場(chǎng)總線(例如CAN、ARINC429、FlexRay)和I/O側(cè)的飛行器數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)(例如ARINC664或者任何將來(lái)的飛行器數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò))之間。此外，飛行器包括RDC或者航空電子網(wǎng)絡(luò)。


現(xiàn)在將參考附圖來(lái)描述本發(fā)明的各實(shí)施例，在附圖中:圖1示意性地示出了安裝在飛行器中的航空電子網(wǎng)絡(luò)；圖2示意性地示出了包括RDC的航空電子網(wǎng)絡(luò)的第一實(shí)施例；圖3示意性地示出了包括RDC的航空電子網(wǎng)絡(luò)的第二實(shí)施例；圖4示意性地示出了包括RDC的航空電子網(wǎng)絡(luò)的第三實(shí)施例；以及圖5示意性地示出了包括RDC的航空電子網(wǎng)絡(luò)的第四實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式圖1示出了飛行器I的平面圖，該飛行器I具有機(jī)身2、機(jī)翼3、4和航空電子網(wǎng)絡(luò)，該航空電子網(wǎng)絡(luò)包括沿著機(jī)身2的任一側(cè)延伸的兩個(gè)隔離的配線線路5、6。配線線路5、6包括電源、數(shù)據(jù)總線、信號(hào)線路等。配線線路5、6在飛行器I的第一側(cè)和第二側(cè)上被分組以形成第一側(cè)配線線路5和第二側(cè)配線線路6。第一和第二側(cè)配線線路5、6被隔離以保證單側(cè)的故障不會(huì)影響另一側(cè)。機(jī)身2被分成多個(gè)分段:機(jī)頭機(jī)身2a，前部機(jī)身2b，中央機(jī)身2c (翼盒的前部)，中央機(jī)身2d(翼盒的后部)和后部機(jī)身2e。在每個(gè)所述機(jī)身分段中，在機(jī)身2的每一側(cè)上設(shè)置有多組公用遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)集中器(cRDC)。cRDC7的位置和分組依賴于需要連接到航空電子網(wǎng)絡(luò)的各種電子傳感器、操縱器等的位置。機(jī)身2右側(cè)的cRDC7被連接到配線線路5，并且機(jī)身2左側(cè)的cRDC7被連接到配線線路6。圖2示出了包括cRDC7的航空電子網(wǎng)絡(luò)的第一實(shí)施例，該航空電子網(wǎng)絡(luò)具有用于連接到多個(gè)輸入/輸出裝置的可以是現(xiàn)場(chǎng)可更換單元(LRU)的輸入/輸出接口(I/O)、以及用于連接到遠(yuǎn)程處理器10的網(wǎng)絡(luò)接口 9。cRDC7的網(wǎng)絡(luò)接口 9在航空電子網(wǎng)絡(luò)11上被連接到遠(yuǎn)程處理器10。網(wǎng)絡(luò)11包括例如CAN、ARINC429或者FlexRay的一個(gè)或更多個(gè)數(shù)據(jù)總線，該數(shù)據(jù)總線形成為配線線路5、6的一部分。處理器10位于如圖1所示的前部機(jī)身2b中。在圖2中，航空電子網(wǎng)絡(luò)包括輸入裝置12和輸出裝置13。例如，輸出裝置13可以是閥門(mén)，并且輸入裝置12可以是用于控制該閥門(mén)位置的傳感器。輸出裝置經(jīng)由cRDC7被連接到網(wǎng)絡(luò)11，并且更具體的是連接到cRDC7的1/08。輸入裝置12通過(guò)替換的裝置被連接到網(wǎng)絡(luò)11。例如，輸入裝置12可以經(jīng)由另一個(gè)RDC或者cRDC被連接到網(wǎng)絡(luò)11。輸入和輸出裝置12、13在飛行器中不需要是鄰近的。諸如傳感器、操縱器等的各種輸入/輸出裝置可以被連接到1/08。輸入/輸出裝置和1/08之間的連接例如是在諸如ARINC664中定義的航空電子網(wǎng)絡(luò)上，但也可以是任何未來(lái)的飛行器數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。cRDC7在數(shù)據(jù)總線網(wǎng)絡(luò)11和飛行器數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)之間提供了入口。要理解的是，在這個(gè)完全是示例性的實(shí)施例中描述的輸入和輸出裝置12、13僅僅用于說(shuō)明性的目的，并且cRDC 7可以被連接到諸如傳感器、操縱器等的各種輸入/輸出裝置。cRDC 7包括軟件14。在正常工作狀態(tài)下，輸出裝置13根據(jù)來(lái)自輸入裝置12的輸入信號(hào)由在遠(yuǎn)程處理器10產(chǎn)生的遠(yuǎn)程命令驅(qū)動(dòng)。在輸出裝置13是閥門(mén)的示例中，該閥門(mén)可以根據(jù)傳感器輸入被驅(qū)動(dòng)到幾個(gè)位置的其中一個(gè)。輸入信號(hào)在網(wǎng)絡(luò)11上被傳輸?shù)竭h(yuǎn)程處理器10。遠(yuǎn)程處理器10處理這個(gè)該輸入信號(hào)，并且返回發(fā)到輸出裝置13的命令。這個(gè)命令在網(wǎng)絡(luò)11上從遠(yuǎn)程處理器10被傳輸?shù)絚RDC 7的網(wǎng)絡(luò)接口 9并且傳輸?shù)杰浖?4。軟件模塊14可以包括條件邏輯運(yùn)算符，使得如果它判斷已經(jīng)從遠(yuǎn)程處理器10接收到用于驅(qū)動(dòng)輸出裝置13的有效命令，則其隨后將該命令轉(zhuǎn)發(fā)到輸出裝置13。然而，如果cRDC 7丟失其來(lái)自于遠(yuǎn)程處理器10的主命令，則軟件14不會(huì)接收來(lái)自遠(yuǎn)程處理器10的有效命令。在這種情況下，cRDC 7自身承擔(dān)了輸出裝置13的控制。軟件14在其中已經(jīng)存儲(chǔ)輸出裝置13的預(yù)定默認(rèn)狀態(tài)。例如，軟件14可以包括以下的條件語(yǔ)句:
權(quán)利要求
1.一種用于航空電子網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)集中器(RDC)，所述RDC包括用于連接到一個(gè)或更多個(gè)的輸入/輸出裝置的輸入/輸出接口(I/o)，以及用于連接到遠(yuǎn)程處理器的網(wǎng)絡(luò)接口，其中所述RDC能夠操作地提供所述輸入/輸出裝置和所述遠(yuǎn)程處理器之間的通信，并且其中所述RDC還包括用于自主地驅(qū)動(dòng)連接到所述I/O的輸出裝置的指令組。
2.如權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)集中器，其中所述指令組包括用于所述輸出裝置的預(yù)定命令。
3.如權(quán)利要求1或2所述 的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)集中器，其中所述指令組被配置為基于本地輸入產(chǎn)生用于輸出裝置的命令。
4.如權(quán)利要求3所述的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)集中器，其中所述指令組被配置為將由所述遠(yuǎn)程處理器產(chǎn)生的命令與所述本地輸入相比較，并且如果所述本地輸入和所述遠(yuǎn)程命令一致，產(chǎn)生用于所述輸出裝置的命令。
5.如前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)集中器，所述指令組配置為基于優(yōu)先于從遠(yuǎn)程處理器接收到的遠(yuǎn)程命令的本地產(chǎn)生或者存儲(chǔ)的命令來(lái)自主地驅(qū)動(dòng)輸出裝置。
6.如前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)集中器，所述指令組配置為在所述遠(yuǎn)程命令丟失時(shí)基于本地產(chǎn)生或者存儲(chǔ)的命令來(lái)自主地驅(qū)動(dòng)輸出裝置。
7.如前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)集中器，其中所述指令組經(jīng)由所述RDC中的配置表在可重構(gòu)的軟件中被定義。
8.一種航空電子網(wǎng)絡(luò)，其包括根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)集中器、經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)被連接到所述遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)集中器的網(wǎng)絡(luò)接口的遠(yuǎn)程處理器，以及被連接到所述遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)集中器的輸入/輸出接口的輸出裝置。
9.如權(quán)利要求8所述的航空電子網(wǎng)絡(luò)，還包括經(jīng)由所述網(wǎng)絡(luò)被連接到所述遠(yuǎn)程處理器的輸入裝置。
10.如權(quán)利要求9所述的航空電子網(wǎng)絡(luò)，其中所述輸入裝置通過(guò)所述遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)集中器被連接到所述網(wǎng)絡(luò)。
11.一種包括權(quán)利要求1到7的任一項(xiàng)所述的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)集中器的飛行器。
12.一種包括權(quán)利要求8到10的任一項(xiàng)所述的航空電子網(wǎng)絡(luò)的飛行器。
13.一種操作航空電子網(wǎng)絡(luò)中的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)集中器(RDC)的方法，所述遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)集中器包括輸入/輸出接口(I/o)和網(wǎng)絡(luò)接口，所述遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)集中器的輸入/輸出接口被連接到輸出裝置，所述遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)集中器的網(wǎng)絡(luò)接口經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)連接到遠(yuǎn)程處理器，其中所述遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)集中器能夠操作地提供所述輸入/輸出裝置和所述遠(yuǎn)程處理器之間的通信，所述方法包括使用存儲(chǔ)在遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)集中器中的指令組以自主地驅(qū)動(dòng)所述輸出裝置。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其中所述指令組將由所述遠(yuǎn)程處理器產(chǎn)生的命令與所述本地輸入相比較，并且如果所述本地輸入和所述遠(yuǎn)程命令一致，則產(chǎn)生用于輸出裝置的命令。
15.如權(quán)利要求13或14所述的方法，還包括基于優(yōu)先于從遠(yuǎn)程處理器接收到的遠(yuǎn)程命令的本地產(chǎn)生或者存儲(chǔ)的命令來(lái)自主地驅(qū)動(dòng)輸出裝置。
16.如權(quán)利要求13到15的任一項(xiàng)所述的方法，還包括在所述遠(yuǎn)程命令丟失時(shí)基于本地產(chǎn)生的或存儲(chǔ)的命令來(lái)自主地驅(qū)動(dòng)輸出裝置。
17.如權(quán)利要求13到16的任一項(xiàng)所述的方法，還包括根據(jù)存儲(chǔ)在所述遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)集中器中的預(yù)定命令來(lái)自主地驅(qū)動(dòng)所述輸出裝置。
18.如權(quán)利要求13到17的任一項(xiàng)所述的方法，還包括根據(jù)由所述遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)集中器基于本地輸入所產(chǎn)生的命令來(lái)自主地驅(qū)動(dòng)所述輸出裝置。
19.如權(quán)利要求19所述 的方法，其中所述遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)集中器通過(guò)詢問(wèn)配置表來(lái)產(chǎn)生所述命令，并且根據(jù)輸入信號(hào)來(lái)選擇用于所述輸出裝置的所述預(yù)定狀態(tài)中的一個(gè)，所述配置表存儲(chǔ)用于所述輸出裝置的一個(gè)或更多個(gè)預(yù)定狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于航空電子網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)集中器(RDC)，所述RDC包括用于連接到一個(gè)或更多個(gè)輸入/輸出裝置的輸入/輸出接口(I/O)，以及用于連接到遠(yuǎn)程處理器的網(wǎng)絡(luò)接口，其中所述RDC可操作地提供所述輸入/輸出裝置和所述遠(yuǎn)程處理器之間的通信，并且其中所述RDC還包括用于自主地驅(qū)動(dòng)連接到所述I/O的輸出裝置的指令組。此外，還涉及包括該RDC的航空電子網(wǎng)絡(luò)、包括該RDC的飛行器以及操作該RDC的方法。
文檔編號(hào)G05B19/418GK103119527SQ201180045230
公開(kāi)日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2011年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月21日
發(fā)明者蒂莫西·托德, 托爾斯滕·尼切 申請(qǐng)人:空中客車(chē)營(yíng)運(yùn)有限公司, 空中客車(chē)德國(guó)運(yùn)營(yíng)有限責(zé)任公司