[发明专利]飞机的用于定位设备的传感器

说明书

相关申请的引用

本申请要求在2009年2月17日提交的美国临时申请No.61/153,053的优先权，，并且要求在2009年2月16日提交的德国专利申请No.10 2009 009 188.2的优先权，其内容通过引用合并到本申请中。

技术领域

本发明涉及在飞机中设备和设备部件的定位。特别地，本发明涉及一种用于在飞行器中的传感器网络的传感器节点，一种带有多个传感器节点的传感器网络，一种带有传感器网络的飞行器以及一种用于确定在飞行器中多个传感器节点位置安排的方法。

技术背景

设备和部件在飞机中的安装位置通常在相应的文件中描述。如果一个设备要安装在另一个位置上，则必须修改文件。自动的、位置相关的设备配置是不可能的。

为了改进和加速飞行器的维修过程，有利的是知道所有相关系统零件和固定装置的状态，特别是它们的安装位置。

在飞机中的传感器会被用于检测物理测量参数，通过其可以得出关于飞机系统零件等的状态的结论。通常这些传感器通过相应的电线与电源和求值单元连接。由于飞机制造中的重量限制以及用于传感器网络所必需的电线布线的复杂性，现在传感器的使用非常受限制，而且传感器只是用在其不可缺少的位置上。

DE 100 04 384A1和US 6,587,188B2描述用于采集温度的传感器布置结构。传感器包括光纤，通过其可以测量材料中的压力。这种类型传感器的安装不是在飞机中的所有位置都是可行的。

发明内容

本发明的任务是提供一种在飞机中自动定位设备和固定装置的可能性。

根据独立权利要求的特征部分说明一种用于在飞行器中传感器网络的传感器节点，一种用于确定多个传感器节点位置安排的传感器网络，一种带有传感器网络的飞行器以及一种用于确定在飞行器中多个传感器节点位置安排的方法。本发明的扩展方案在从属权利要求中给出。

所描述的实施例同样涉及传感器节点、传感器网络、飞行器和方法。换句话说，在接下来例如关于传感器节点提及的特征也能当作程序步骤来实施，反之亦然。

根据本发明的一个实施例，说明用于在飞行器中的传感器网络的传感器节点，这里的飞行器例如是客机。传感器节点包括传感器单元和通信单元。传感器单元用于采集参数，以这些参数为基础可以确定传感器节点在传感器网络中的位置。特别是传感器位置可以通过采用恰当的方法测量的数值传输以及在与此同时多个监测点(其他的传感器)对这些传输的监测来确定。通信单元用于传输数据，其以所采集到的参数为基础。这些数据会被传输到中央处理器中。

数据的传输采用无线的方式借助于合适的无线通信技术来完成。为此例如蓝牙、WLAN、Zigbee或者WiMax。通信连接也可以使用WLAN(802.11a/b/g/n或者WLAN 802.11p)或者UWB。还有其他的无线通信技术也是可以采用的。

传感器节点一方面具有与中央处理器无线连接的可能性另一方面具有与其联合的定位功能。

传感器节点的布局(定位功能)例如能够通过如下方式来实现，传感器节点的信号参数从邻近的传感器节点获取，其如有可能提前进行求值，然后继续向中央处理器发送相应的数据。中央处理器可以以这些参数为基础，计算单独传感器节点彼此之间的相对位置。如果中央处理器先验的知道至少一个传感器节点的绝对位置，那么所有传感器节点的绝对位置就可以计算出来。定位的精度主要取决于所测量信号参数用于描述传感器节点间几何距离的精确性。此外定位的精度还可以通过引入额外的先验已知信息来提高。例如定位功能可以告知在被检测的区域内传感器的安装位置是以何种方式分布的。因此定位功能可以充分利用相邻关系的信息进而准确的进行位置的判断。

根据发明的另一实施例通过传感器节点上的传感器单元采集的参数是高频信号参数。

也可以有很多这种高频信号参数被采集起来。例如其可以包括发送功率、发送信号的运行时间和/或者发射频率。

在这里可以看到预先求值在传感器节点内采集的信号是不必要的。全部的求值可以在中央处理器中来完成。

根据本发明的又一实施例的传感器单元会进一步完成一种(或更多的)测量数据的采集，例如其可以是温度，振动，加速度，膨胀或者压力。

在相应的传感器节点的设计中也可以在传感器节点中采集多个上述的测量数据(例如压力和温度)。

通过这种方法中央运算单元不仅完成数据的传输，以其数据为基础可以确定单独传感器节点的位置，而且还能传输其他的环境数据，在相应传感器节点区域内状态的结论(例如关于运行状态或者相应系统部件的瞬时配置)。