專利名稱：飛行器中的rf設備的網狀無線網絡的配置的全局優(yōu)化的制作方法
技術領域：
本發(fā)明嘗試優(yōu)化射頻(RF)設備的網狀(meshed)無線網絡的配置。一些這樣的設備被耦合于飛行器上搭載的組件以標記這些組件。這些標記RF設備以電子標簽形式出現(xiàn)。 它們被稱為標記或耦合的RF設備。
背景技術：
這些標記用來記錄與飛行器甲板上搭載的組件成對配置的RF設備中的可追蹤信息。該記錄包括可追蹤信息的原始記錄，特別加上其更新和修正形式。一種借助RF設備作標記的形式在班機中是已知的。該標記被用來僅僅提供對例如救生衣和氧氣瓶的附件的追蹤。為了對飛行器的配置、維護和后勤有所幫助，本發(fā)明采用的標識提供不是對例如救生衣的附件的追蹤，而是對構成飛行器一部分的甲板上組件的追蹤。術語“甲板上組件 (on-board component) ”在本文中用來表示構成飛行器的對其運作或其任務都是必要的諸個部分的特定組件。這些可以是關鍵設施的零件。文獻US2008180227描述了一種對一組移動RF單元的移動進行建模和優(yōu)化的方法，這是通過與這些單元兼容的兩個訪問點實現(xiàn)的。該文獻通常適用于后勤系統(tǒng)中的移動單元，該后勤系統(tǒng)具有當所述移動單元在附近時需要與所述移動單元協(xié)作的運輸機、讀取器和訪問點。該方法尤其用于射頻標識(RFID)連接狀態(tài)的分析，該連接狀態(tài)包括兩相鄰移動單元之間的相互方位角。其目的是避免沒有被射頻(RF)覆蓋區(qū)所覆蓋的盲區(qū)。文獻EP2104060或FR2928761記載本發(fā)明的一種典型應用，其提供追蹤由大量標記的甲板上組件構成的飛行器的配置，其中要求能咨詢并記錄各個種類的專門數(shù)據(jù)(追蹤 fn 息)ο首先，提供將多個RF設備安裝在飛行器的甲板上組件上。術語“RF設備”用來表示網狀無線網絡的所有組件，不僅包括電子標簽還包括本地讀取器連同一個或多個路由器或集線器。這些RF設備被配置成形成一網狀無線通信網絡，該網狀無線通信網絡界定一隱藏邊界(secrecy perimeter)。盡管理論上可借助RF設備來標記飛行器組件，但各種技術問題對該技術針對多種應用場合(例如跟蹤維護)具有實踐上的限制。目前，尚無具有實踐性、簡單和實際(可靠)的方法來事先評價通過RF設備標記甲板上組件的優(yōu)化方案。為此，本發(fā)明著眼于某些參數(shù)它們被稱為“決策因數(shù)”。作為示例，這些決策因數(shù)可以是給定RF設備的覆蓋率(即給定距離上的讀和/或寫的可能性或不可能性)，或甚至是重量、技術和成本，不管是以給定設備的單位為基礎還是以甲板上的配置-追蹤系統(tǒng)的全局評估形式為基礎。
在這些方面，文獻US7516057以標記運輸托架或運輸容器為背景記載了一種優(yōu)化設計結構化特征且部署電子標簽(RFID)而不引入蓄電池的方法。該文獻提供了用于每個電子標簽的單一設計參數(shù)的單一選擇，作為RFID讀取器的功能。對于給定的標簽成本，通過改變由讀取器產生的問詢信號的調制周期并通過改變標簽的天線的電容來計算數(shù)據(jù)傳輸率。另外提到了文獻US2009M3895，該文獻描述了從均勻地分布在班機內并連接成網絡的傳感器采集測量值。每個傳感器由無線路由器連接以經由發(fā)射機將其測量值傳輸至甲板上的數(shù)據(jù)處理單元。發(fā)射機利用班機內周圍結構的透明或不透明特性來傳輸測量值。至Il文“A heuristic approach for antenna positioning in cellular networks (對位于蜂窩網絡中的天線的探索方法)”，該文獻出版在“Journal of Heuristics (探索期刊)”(ISSN1381-1231)，卷 7，第五期，2001 年 9 月(pp. 443-472)。該文獻給出一種從一組預定義候選站點內為蜂窩電話網尋找定位站點和天線頻率的探索方法。 每個站點的數(shù)目和天線類型分三個階段確定首先根據(jù)約束調節(jié)進行過濾以消除不可接受的天線，然后通過禁止(taboos)方法進行優(yōu)化，最后進行事后優(yōu)化以改進由禁止方法找到的解決方案。此外，在本發(fā)明的領域內，經常需要能提高通信安全性(特別是涉及認證的)但不會使標識系統(tǒng)過于復雜或具有太大負擔。為此，可用技術的示例記載在文獻EP2073433或FI^925M6中，其中進行超高頻 (UHF) RF事務安全意指RF設備(轉發(fā)器)單獨配備具有可自由讀取的存儲區(qū)的無源組件。 認證RF設備的過程之后是解密負載數(shù)據(jù)的過程，該過程是通過同樣在甲板上的讀取器在遠端執(zhí)行的。遠端認證過程依賴于以消息認證碼形式出現(xiàn)的認證摘要，該消息認證碼是通過根據(jù)秘密認證鑰對負載數(shù)據(jù)進行散列化而獲得的。遠程譯碼過程使用產生的值以及具有截取長度的秘密譯碼鑰。從前面內容看出，本發(fā)明的環(huán)境是將RF設備納入到具有復雜甲板上收發(fā)機系統(tǒng)的飛行器中，并且其目的之一是以全局法標識或采集配有這種系統(tǒng)的每個飛行器的特定配置。已知飛行器的配置——尤其是旋翼飛機——因任務類型而差異巨大。這就是為什么在給定瞬間關于飛行器配置的“實時”信息有助于提高數(shù)據(jù)的可靠性和準確性。然而，借助本發(fā)明的標識已演變?yōu)橐m應航空需求。這些需求是特別局限的。本發(fā)明的一個目的是能在困難環(huán)境下(例如由金屬制成、處于各種溫度和振動下)讀取和更新每個標識RF設備。借助本發(fā)明，RF追蹤也可能改善航空業(yè)內眾多工業(yè)過程和操作。這適用于維護承包商，也涵蓋生產和工作條件。當飛行器運作時，常規(guī)檢查和維護工作是必要的。由于本發(fā)明可實現(xiàn)追蹤，因此可以縮短飛行器不適于飛行的時間長度，并協(xié)助參與者(使用者、操作者、制造者)來執(zhí)行其各自的任務使信息可在線獲得，減少人為差錯，跟蹤并提供維護行為的歷史等。例如，通過利用RF標識的特征，本發(fā)明在技師中心、維護車間或維修檢查(MRO)中心內進行維護操作的過程中是有益的。RF設備使其能追蹤維護信息例如能夠追蹤服務壽命期限(SLL)，以及甲板上組件多次檢修之間的時間(Time between overhauls, TB0)。這能對執(zhí)行維護的人提供幫助。該信息能改善維護計劃，并實時地執(zhí)行和跟蹤操作。
由此，關于飛行器配置的實時了解是本發(fā)明提供的優(yōu)點之一。為此，必須將盡可能詳盡的(被稱為“全體的”，overall) RF標識納入飛行器中。理論上，可對飛行器中的標識構思出許多種可能。存在眾多技術用于全體標識所需的RF設備，即成對設備(它可以是無源的、半無源的或有源的)、讀取器或收發(fā)機、數(shù)據(jù)匯集器(也稱數(shù)據(jù)匯集單元或DCU)以及路由器。這同樣適用于飛行器內的這些RF設備的可能位置。此外可以理解，各種標準——例如選擇何種技術——整體上對配置具有影響例如可能的情況是對于分配給期望的標識系統(tǒng)的一些給定的最大重量，有源式耦合RF設備的數(shù)目越大，則可被標記的甲板上組件的數(shù)目越小。如文獻US7516057中描述的用于確定結構特征的單一方法或如文獻 ISSN1381-1231中的僅著眼于網絡中天線的數(shù)目或類型的方法在本發(fā)明的環(huán)境中都是不適用和不完善的。為了定義給定飛行器配置的理想標識，本發(fā)明通過優(yōu)化模擬或建模來提供對不同可用選擇的比較。

發(fā)明內容
具體地說，本發(fā)明論述了優(yōu)化RF設備的定位的復雜問題，RF設備包括收發(fā)機和數(shù)據(jù)匯集器以及標記設備。本發(fā)明還論述了相對于給定飛行器配置在可供各種RF設備使用的各種技術中所進行的選擇。本發(fā)明克服的困難之一是，不管輸入?yún)?shù)和通過模擬/建模輸出的值經常難以辨認(因此難以輕易作出選擇)這一事實，也能提供理想的標識概況，同時所提供的各種響應在彼此間一般相當互相依賴。在該環(huán)境下，本發(fā)明給出適于優(yōu)化標識所考慮在內的全部參數(shù)的模擬/建模，該方法對于應用的飛行器配置盡可能地完善，同時將航空約束考慮在內，尤其是關于系統(tǒng)集成的那些約束。在這個方面，本發(fā)明由權利要求書定義。在一個方面，本發(fā)明提供一種對RF標識系統(tǒng)建模和優(yōu)化的方法，該RF標識系統(tǒng)包括在給定飛行器配置中的多個甲板上組件。該系統(tǒng)至少包括兩個RF設備，其中每個RF設備以電子標簽形式耦合于甲板上組件，以本地讀取器的形式的一 RF設備，以及以可兼容的無線數(shù)據(jù)匯集器形式并連接于所述本地讀取器的一 RF設備；所述本地讀取器兼容于電子標簽形式的所述RF設備中的至少一個并位于其附近。在該方法中，從要標識的甲板上組件的目錄開始，對輸入列表預定義“建模”參數(shù)并預定義函數(shù)約束序列，這些約束適合于所述給定飛行器配置；所述建模參數(shù)列表和函數(shù)約束序列被(變換成)遍歷以為多個標識系統(tǒng)建模多個潛在概況，每個概況具有一組決策變量和一組狀態(tài)變量；所述一組決策變量至少包括指示每個甲板上RF設備的可能位置的適宜或不適宜的決策變量；指示對每個甲板上RF設備所能選擇的可行技術的范圍的決策變量；而所述一組狀態(tài)變量包括指示電子標簽形式的每個RF設備在可能位置借助其附近的讀取器的真實無線電覆蓋或不覆蓋(即覆蓋能力)的至少一個變量。所述標識系統(tǒng)的多個潛在概況根據(jù)所述函數(shù)約束序列來進行分類以定義一組受
6限的可接受版本。然后將目標函數(shù)和所述一組約束施加于對多種情形的自動比較以通過計算從所述一組受限的可接受版本中確定合格版本來求解所述目標函數(shù)。所述合格版本是針對具有二進制順序值的決策變量和狀態(tài)變量而優(yōu)化的。所述目標函數(shù)優(yōu)化至少一個決策因數(shù)，該決策因數(shù)整體上是針對所選飛行器配置而確定的。在一個實施例中，通過確定所述求解計算對其提供決策變量和狀態(tài)變量的真值的 “部分”合格版本來施加所述目標函數(shù)；再次施加所述目標函數(shù)直到已確定具有帶二進制值的決策變量和狀態(tài)變量的并且各個決策因數(shù)接近的至少一個合格版本為止。在一個實施例中，當對所述多種情形的自動比較得出至少一個選舉推薦時，通過施加目標函數(shù)和所述約束序列來確定至少“部分”合格版本，此后判斷該部分合格版本是否可能提供決策變量和狀態(tài)變量的二進制順序的最優(yōu)值。例如，選舉推薦至少包括從目標函數(shù)和/或自動比較的處理的持續(xù)時間值推導出的優(yōu)選解差值時的誤差值。一種實現(xiàn)方式通過放寬至少一個約束來調整函數(shù)約束序列。例如對函數(shù)約束序列進行掃描以繼續(xù)進行對所述序列的漸進調整，并由此加速確定具有二進制變量的合格版本。在一個實施例中，約束值選自以標簽形式的每個設備的讀取器的有效覆蓋；對所選配置限制讀取器的總數(shù)；限制所選配置的匯集器的總數(shù)；技術選擇與標簽形式的每個 RF設備的有效關聯(lián)；標簽形式的設備和讀取器之間的覆蓋；標簽形式的每個設備及其附近讀取器的位置的收斂；以及標識系統(tǒng)的總重量的邊界標記。在一個實施例中，為了確定與電子標簽形式的每個RF設備通過附近的讀取器的有效無線電覆蓋有關的所述狀態(tài)變量的二進制值，自動比較過程在其判斷中引入Friis方程的函數(shù)，F(xiàn)riis方程評價由每個甲板上RF設備所發(fā)送和接收的功率。本發(fā)明的另一方面提供一種飛行器，在其上標識多個甲板上組件，每個甲板上組件借助至少一個標簽形式的RF設備來標識，其中至少一些所述設備的技術和位置是從前面提到的建模/模擬方法推導出的。一般來說，甲板上標識系統(tǒng)的全部RF設備均使用前面規(guī)定的方法予以優(yōu)化。根據(jù)一個特征，以電子標簽形式的至少一個RF設備排它地配有自由讀取存儲區(qū)； 認證RF設備的過程之后是解碼負載數(shù)據(jù)的過程，該過程是經由本身在甲板上的讀取器在遠端執(zhí)行的。遠端認證過程依賴于以消息認證碼形式出現(xiàn)的認證摘要，該消息認證碼是通過根據(jù)秘密認證鑰對負載數(shù)據(jù)進行散列化而獲得的。遠程譯碼過程使用產生的值以及具有截取長度的秘密譯碼鑰。


然而，從參照附圖作出的后面的詳細說明中可以清楚看到本發(fā)明的其它特征和優(yōu)
點ο在附圖中，圖1是配有自動RF標識系統(tǒng)的飛行器的立體示意圖，所述自動RF標識系統(tǒng)用于追蹤飛行器配置并是從模擬/建模中得出的，該系統(tǒng)根據(jù)本發(fā)明得以優(yōu)化。圖2是示出適用于執(zhí)行本發(fā)明的模擬/建模操作的自動化工具的示例的圖，并包括參數(shù)和約束序列的輸入；以及各個結果的輸出，尤其針對決策變量(對于所有RF設備的定位和所選技術“t”)以及狀態(tài)變量(所述設備的覆蓋)的值。圖3示出本發(fā)明的模擬/建模操作的示例性實現(xiàn)(步驟/結構)，從專門針對特定直升飛機的標識系統(tǒng)的給定配置擴展至對決策變量和狀態(tài)變量值的系統(tǒng)完整定義。圖4是示出已經過本發(fā)明優(yōu)化的針對耦合RF設備(或標記標簽)的每個技術類型的四個標識系統(tǒng)(A、B、C、D)(沿橫坐標繪制)的性能研究的示例的曲線圖連續(xù)的粗實線代表無源式耦合裝置；具有長虛線的雙線代表半無源式耦合設備；而具有短虛線的雙線代表有源式耦合設備，并且(在縱坐標上)按照耦合設備及其附近的讀取器之間的距離單位“L”評價性能。圖5是與圖4類似的曲線圖，其示出對于按重量和距離定義的八組情況(即性能)，對用于本發(fā)明優(yōu)化的耦合RF設備的全局重量(以單位“W”繪出在縱坐標)與決策因數(shù)的兩個值(沿橫坐標以單位“U”繪出的CTt(I)和CTtQ))之間的比進行建模的示例。圖6是示出為標記設備所選擇的三種類型技術的決策變量(以定量單位“Q”在縱坐標內繪出的左側變量Xt)通過調整施加在標識系統(tǒng)上的總重量約束值(以重量單位“W” 沿橫坐標繪制)進行優(yōu)化的示例的曲線圖，具體地說連續(xù)的粗實線表示無源式標簽；具有長虛線的雙直線表示半無源式標簽；而具有短虛線的雙直線表示有源式標簽，決策因數(shù)的變量(以單位“U”在右側縱坐標中繪出的FD01)通過一條十字線(Σ )示出。圖7是與圖5類似的曲線圖，其示出對于八個成本變量和四個距離性能范圍，根據(jù)本發(fā)明對標識系統(tǒng)的甲板上設備的總重量(以單位“W”在縱坐標上繪出)以及沿橫坐標繪出的兩個參數(shù)值(PTt(I)和ρΤ\2))之間的比進行優(yōu)化的示例的曲線圖。圖8是與前面各圖相似的曲線圖，其示出針對各種類型的標記設備技術的應變于性能(沿橫坐標繪制的四種情形A-D)的總重量變化(以單位W繪制在左側縱坐標)上，以示出兩個組合決策因數(shù)的變化。圖9是與圖5相似的曲線圖，其示出對于成對符合的八種情形·Μ-Α2、Β1-Β2、 C1-C2、D1-D2，根據(jù)本發(fā)明對標識系統(tǒng)的RF設備的全局約束(以單位“U”在縱坐標上繪出 WFDOl)相對于兩個參數(shù)CTt(I)和CT\2)(沿橫坐標繪出)之間的比進行優(yōu)化示例。圖10是適用于各自具有無源、半無源和有源式標記設備的兩個預定示例A和D并沿橫坐標繪制的兩個參數(shù)PTt(I)和PTt(2)的曲線圖，其示出所述標識設備的數(shù)目的影響 (以定量單位“Q”繪制在左側縱坐標上的變量Xt)。圖11是與圖9相似的曲線圖，其示出對于八種情形A1-A2、B1-B2、C1-C2、D1-D2， 根據(jù)本發(fā)明對標識系統(tǒng)的RF設備的全局決策因數(shù)(以單位“U”繪出在左側橫坐標中的 FD01)相對于沿橫坐標繪制的兩個參數(shù)PTt(I)和PTtQ)之間的比進行優(yōu)化的示例。圖12是示出相對于四種標識設備技術(沿橫坐標繪制的四種類型A、B、C和D)的性能并且相對于全局決策因數(shù)(以單位“U”繪制在左側縱坐標上的FD01)的值變化的兩個參數(shù)CTt(I)和CTt O)的變化的曲線圖。
具體實施例方式在圖1-3中，在這里為直升飛機的飛行器1以總附圖標記1給出。當然，這種類型的飛行器1僅為一個示例。其它類型的設備在配置追蹤方面受相似約束作用——例如路面交通工具的軍用或民用交通工具——也由本發(fā)明涵蓋。飛行器1擁有可觀數(shù)量的甲板上組件，例如在下面稱為標識系統(tǒng)的配置追蹤系統(tǒng) 2的甲板上部分。飛行器1的甲板上電子器件配置由附圖標記3示意地表示和指定。該電子器件配置3包括尤其用來提供電能的功能組，并用來執(zhí)行飛行器1的無線電通信和無線電導航。飛行器1包括經常與功能組對應的功能區(qū)，例如主旋翼功能組4 (更簡單地稱為組 4)、抗扭旋翼功能組5 (組5)、主齒輪箱(MGB)功能組(組6)、尾桁功能組7 (組7)、渦輪功能組8(組8)、油罐和油液功能組9(組9)、結構和起落裝置功能組10 (組10)以及駕駛室功能組11 (組11)。在主轉子功能組4中，槳片12被視為飛行器1的甲板上組件。同樣，在尾桁功能組7中，承載結構12被視為飛行器1的甲板上組件。結構和起落裝置功能組10的起落橇 14也被視為飛行器1的甲板上組件。要求提供追蹤能力的飛行器1的各種甲板上組件被配對并與電子標簽形式的標示為17A、17B或17C的各RF設備17相耦合。每個RF設備17A-C載有其自有數(shù)據(jù)170或追蹤能力信息。根據(jù)針對這些標記設備17A-C使用的技術，它由無源式、半無源式或有源式電子標簽構成。在圖1中，系統(tǒng)2還具有帶一個或多個追蹤工具(例如用附圖標記16標示的工具)的位于飛行器1外部的裝置15。在本例中，追蹤工具16是計算機。例如，所述工具16的一個實施例是掌上計算機。在飛行器1上，許多RF設備17是無線電子標簽。每個RF設備17耦合于對其要求提供追蹤的飛行器1的一甲板上組件(例如3、4、10、12-14)。在圖1-3中，特定的標記設備(或轉發(fā)器)是有源式的并且它們標示為17A。半無源式的RF設備17標示為17B，而無源式的RF設備17標示為17C。本發(fā)明利用·具有內部電池的有源設備17A(由具有雙重叉線的圓表示或在圖中由一對虛線表示)允許對芯片供電并將信號發(fā)送至讀取器18。從該RF設備17A得到的信號在例如30 米的范圍內是連續(xù)的。來自RF設備17A的信號的強度很高，而讀取器18所需要的信號強度非常低；·無源RF設備17C(由具有單叉線的圓表征或在圖中由一對直線表示連續(xù)的基線和虛線構成的頂線)不具有電池，電能是從來自某些其它設備17(讀取器18)的無線電波提取的，對可自由讀取存儲區(qū)的操作因此取決于讀取器18的運作。無源設備17C的可及性被限制在讀取器18的發(fā)射領域，例如小于3米。來自無源設備17C的信號強度很低。與有源設備17A不同，用于讀取無源設備17C的讀取器18所要求的信號強度非常高；并且 半有源RF設備17B (由具有叉線的圓表征，該叉線一路具有單實線而另一路具有雙重實線，或在圖中由一條粗實線表示)包含各自的電池以使其芯片運作。發(fā)射無線電波的能量由讀取器18提供。來自RF設備17的信號的可及性被限制在讀取器18的領域。來自RF設備17的信號強度以及讀取器18所要求的信號強度是適中的。用于追蹤飛行器1的給定甲板上組件的RF設備17的特定類型(具體就是標簽 17C、17B或17A采用無源、半無源或有源技術“t”中的哪一種)根據(jù)本發(fā)明是通過建模/模擬/優(yōu)化操作來確定的，其根據(jù)特定標準，例如
·甲板上組件的可訪問性，要理解例如選擇要求最小干擾并具有長使用壽命的RF 設備17以用于難以訪問的甲板上組件；·甲板上組件的環(huán)境，要理解例如選擇具有較大發(fā)射和接收能力的RF設備17以用于處于對這些能力具有干擾的環(huán)境中的甲板上組件； 定位接近性，即讀取器18專門與RF設備17通信的潛在位置，要理解例如選擇具有最大范圍的設備17以用于專門讀取器18處于最遠端的組件；以及·環(huán)境或安全需求。然而，這些普遍性性要求憑借它們自身是不能構思出能針對飛行器1的給定配置作適當優(yōu)化的標識系統(tǒng)2。在圖1中，有源RF設備17A耦合于飛行器1的關鍵組件，例如耦合于組4的主旋翼的槳片12、耦合于組7的結構13以及組10的橇14。對于要求與其通信所借助的電磁波無關的電源的半無源或有源RF設備17B或17A 來說，以及對于系統(tǒng)2要求電源納入其本身結構中的其它組件來說，例如作出配置以使它們配有或能夠連接于充能設備30 (在圖1中，設備30納入到橇14的有源設備17A中)。如前所述，系統(tǒng)2包括至少一個本地讀取器18，即專門用于記錄和/或讀取一個或多個(有源、半有源或無源)設備17A-C的甲板上讀取器。對于這些讀取器18，有時使用術語“收發(fā)機”來表示。通常，每個甲板上讀取器18位于其專門的功能區(qū)或功能組附近或其內。例如，在圖1中，位于最遠離左側的讀取器18位于抗扭旋翼功能組5內，并局部地掌管與該組的無源設備17C的交換和通信。因此，一組標記設備17A/17B/17C(例如圖1中組5的設備)構成節(jié)點之一 19，根據(jù)本發(fā)明的網狀網絡基于節(jié)點19。仍然在圖1中，系統(tǒng)2包括至少一個鄰近路由器21，即位于甲板上并專門用于記錄和/或讀取一個或多個(有源、半有源或無源)設備17A-17C的飛行器1的內部傳輸。至于讀取器18，每個甲板上路由器21位于其專門的功能組的功能區(qū)附近或其內， 從而形成具有本地讀取器18的中間無線幀架22(圖1中僅示出其中的一個，它在組4的槳片12附近)。同樣，每個系統(tǒng)2 (圖1和圖3)給出至少一個匯集器23。該匯集器23辨認連接于其本地無線網絡的各個無線對象(設備17、讀取器18等)。一旦例如經由鄰近讀取器18接收到來自設備17A-C的信息(圖1中的自有數(shù)據(jù) 170)，專用匯集器23解碼信息頭部以追索其目的地并隨后僅將其送至期望的無線目標。這從整體上減少了網絡上的話務量。甲板上匯集器23與路由器21協(xié)作以形成網狀安全無線網絡的終端網狀網絡24， 籍此在標簽17A-C和裝置15 (為系統(tǒng)2位于飛行器1外部的一部分)之間傳輸專用于組件的網絡數(shù)據(jù)。在外部裝置15中，標識接口(在29)與最終數(shù)據(jù)庫觀通信，最終數(shù)據(jù)庫觀例如包括工業(yè)規(guī)劃軟件。根據(jù)一個特征，至少一個標記設備17 (無源電子標簽17C)排它地設有可自由讀取的存儲區(qū)。
認證RF設備17C的過程之后是解密負載數(shù)據(jù)170 (圖1)的過程。這些過程是經由同樣在甲板上的其中一個讀取器18(專門針對所討論設備17C的讀取器)在遠端執(zhí)行的。遠端認證過程依賴于以消息認證碼形式出現(xiàn)的認證摘要，該消息認證碼是通過根據(jù)秘密認證鑰對負載數(shù)據(jù)170進行散列化而獲得的。該遠端解密過程利用所產生的值和具有截取長度的秘密解密鑰，如文獻 FR2925246所述那樣。在本例中，節(jié)點19中的安全無線通信利用UHF頻率范圍。然而，實施例作出如下規(guī)定例如，無源和半無源標記設備17B-C及其讀取器18之間的通信發(fā)生在大約869兆赫(MHz)的頻率，而有源轉發(fā)器18々在大約2.4千兆赫(GHz) 的頻率下通信。已通過介紹闡述了 RF標識技術，隨后描述根據(jù)本發(fā)明的模擬/建模的論述，其最初參照圖3和圖4給出。因此，圖中詳細示出包含飛行器1的物理環(huán)境的必要變量45-46，約束27A-6以及輸入?yún)?shù)；34-39。在其基礎上，建立在物理方程上的模型用來獲得第一估計值以定義標記設備 17A-C和/或讀取器18和/或匯集器23 (和/或路由器21)，這些被認識到對飛行器1的給定或選定配置是最優(yōu)的。這得出由本發(fā)明演繹出的決策因數(shù)FD01，它可以是金額序列(pecuniary order), 例如系統(tǒng)2的成本或總預算。諸如FD02的決策因數(shù)可以是定量或重量序列。本發(fā)明還處理納入考慮的約束27。這些約束27示出本發(fā)明的如下具體特征經過與所必須避免的特征的比較后追求的、無論什么飛行器1的任何配置都滿足的最低要求， 用于表征飛行器1及其RFID系統(tǒng)2的環(huán)境?！澳繕恕焙瘮?shù)47在本例中描述并示出于圖3中它給出從對配置進行建模所獲得的結果。要強調的是本發(fā)明的建模/優(yōu)化可以是普遍的。這不僅適用于所有類型的飛行器 1，還適用于相似載體(汽車等)的全部系統(tǒng)2。該普遍性特性從建模/模擬/優(yōu)化的可重復性和可行性角度來看是重要的。從前面內容可以理解，如果RF設備17A-C處于讀取器18的領域內，則倘若這樣的通信被授權——例如具有同一頻率和具有必要授權協(xié)議——該設備17A-C能與所述讀取器 18通信，但僅僅是如果這種通信是物理上可行的。約束環(huán)境可能阻止或妨礙無線電波在諸設備17之間的傳播。來自標記設備17A-C的數(shù)據(jù)或信息170被格式化、濾波并通過也稱為“中間件”的 RF設備接口以邏輯方式被組織。數(shù)據(jù)隨后由最終數(shù)據(jù)庫觀處理，尤其是通過用來分析信息 (圖1)的軟件。本發(fā)明自然依賴無線電覆蓋的模擬問題，因為這些問題是針對數(shù)據(jù)傳輸功能確定的。然而，本發(fā)明優(yōu)化并給出給定和完善的RFID系統(tǒng)2的各個全局或總決策因數(shù)(FD01、 FD02......)。例如，在決策因數(shù)中，由安裝在飛行器1的甲板上的RFID系統(tǒng)2得出的總重量 FD02是通過建模/模擬來確定的。因此，多種配置(也被稱為版本V1、V2、V3、……Vx……Vn (圖幻)之間的比較能在各種飛行器1的集成RFID環(huán)境中進行。定義這些各個版本Vl-Vn 的數(shù)據(jù)被引入到本發(fā)明的優(yōu)化中，例如使用連接于工具33的接口 44，用以多個配置的自動比較。根據(jù)不同情形，該接口 44是輸入接口(鍵盤等)或是在電子管理環(huán)境中交換數(shù)據(jù)的接口。 本發(fā)明論述了 RF設備17的各種類型的性能(例如圖4、8和圖12的曲線圖中用 31標示的)以及參數(shù)。本發(fā)明比較其總體影響及其差異。本發(fā)明基于模擬研究產生了向決策器提出的建議。與其本身的無線電模擬相比，得到下面的表Tl
權利要求
1.一種對RF標識系統(tǒng)( 建模和優(yōu)化的方法，所述系統(tǒng)( 包括在選定的飛行器配置⑴中的多個甲板上組件G、10、12-14)；所述系統(tǒng)(2)至少包括每個以耦合于甲板上組件的電子標簽(17A-C)為形式的兩個RF設備(17)，以本地讀取器(18)為形式的RF設備 (17)，以及以可兼容無線數(shù)據(jù)匯集器為形式并連接于所述本地讀取器(18)的RF設備 (17)，所述讀取器(18)可兼容于以電子標簽(17A-C)為形式的所述設備的至少其中一個并位于其附近，其中從擬標識的甲板上組件G、10、12-14)的目錄(51)開始，輸入列表(50) 被預定義了“建?！眳?shù)(34-39)，序列(XT)被預定義了適合于所述飛行器配置(1)的函數(shù)約束(27A-G)；所述列表(50)和序列(27)被遍歷以對標識系統(tǒng)(2)的多個潛在概況(VI、 Vn)建模，每個潛在概況(VI、Vn)具有一組決策變量0 和一組狀態(tài)變量06)；所述一組決策變量0 至少包括為每個甲板上RF設備(17)指示甲板上一可能位置的適用性或不適用性的決策變量；指示為每個甲板上設備(17)可選擇的可能技術(t)的范圍的決策變量；并且所述一組狀態(tài)變量G6)包括至少一個指示在可能位置由其鄰近讀取器(18)對以電子標簽(17A-C)為形式的每個設備的真實無線電覆蓋或不覆蓋的變量；所述多個潛在概況(Vl-Vn)根據(jù)函數(shù)約束07A-G)的所述序列(JT)而被分類以定義可接受版本的約束組 (32)；并隨后將目標函數(shù)G7)和所述序列(XT)施加于對多種情形的自動比較(33)以通過計算求解所述目標函數(shù)G7)而從所述約束組(3 中確定合格的版本(Vx)；所述合格版本 (Vx)針對具有二進制順序值的決策和狀態(tài)變量(45、46)被優(yōu)化；所述目標函數(shù)G7)優(yōu)化至少一個決策因數(shù)(FD01、FD02)，所述決策因數(shù)是針對整體上的所選飛行器配置(1)而確定的。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，通過確定“部分”合格版本(Vx)來施加所述目標函數(shù)(47)，所述求解計算對所述“部分”合格版本(Vx)提供決策和狀態(tài)變量(45、46) 的真值；再次施加所述目標函數(shù)G7)直到已確定具有帶二進制值的決策和狀態(tài)變量05、 46)并且各決策因數(shù)相互接近的至少一個合格版本(Vx)為止。
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，當所述對多種情形的自動比較(33)得出至少一個選舉推薦(52)時，通過施加目標函數(shù)G7)和所述約束序列(XT)來確定至少“部分” 合格版本(Vx)，此后判斷該部分合格版本(Vx)是否可能提供決策和狀態(tài)變量(45、46)的二進制順序的最優(yōu)值。
4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述選舉推薦(52)至少包括從目標函數(shù) (47)和/或自動比較(33)的處理的持續(xù)時間的值推導出的優(yōu)選解的誤差值。
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，通過放寬諸約束中的至少一個07A-G)來調整函數(shù)約束的序列、2 )；例如通過對函數(shù)約束07A-G)的序列、2 )進行掃描以繼續(xù)進行對所述序列咖的漸進調整，并由此加速確定具有二進制變量的合格版本(Vx)。
6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述列表(XT)的約束值選自以標簽(17A-C)為形式的每個設備的讀取器(18)的有效覆蓋(XIK)；對所選配置限制 (27B)讀取器(18)的總數(shù)；約束(27C)所選配置的匯集器03)的總數(shù)；技術⑴選擇與每個RF設備(17)的有效關聯(lián)Q7D)；以標簽(17A-C)為形式的設備和讀取器(18)之間的覆蓋能力07E)；以標簽(17A-C)為形式的每個設備及其讀取器(18)的位置的收斂Q7F)；以及標識系統(tǒng)的總重量的邊界標記(27G)。
7.如權利要求1所述的方法，其特征在于，為了確定涉及通過其讀取器(18)對以電子標簽(17A-C)為形式的每個RF設備的有效無線電覆蓋的所述狀態(tài)變量06)的所述二進制值，自動比較(33)在其判斷中引入Friis方程的函數(shù)，所述Friis方程評價由每個甲板上 RF設備(17)發(fā)送和接收的功率。
8.一種飛行器(1)，在其上標識甲板上組件(4、10、12-14)，所述甲板上組件各自借助至少一個以標簽(17A-C)為形式的RF設備(17)，其中至少一些所述設備(17)的技術和位置是從如權利要求1的建模/模擬方法推導出的。
9.如權利要求8所述的飛行器(1)，其特征在于，以電子標簽(17A-C)為形式的至少一個設備排它地設有可自由讀取的存儲區(qū)；認證RF設備的過程之后是解密負載數(shù)據(jù)(170)的過程，所述解密負載數(shù)據(jù)的過程是由本身位于甲板上的讀取器(18)在遠端執(zhí)行的；所述遠端認證過程依賴于以消息認證碼形式出現(xiàn)的認證摘要，所述消息認證碼是通過根據(jù)秘密認證鑰對負載數(shù)據(jù)(170)進行散列化而獲得的；所述遠端譯碼過程使用產生的值以及具有截取長度的秘密譯碼鑰。
全文摘要
本發(fā)明涉及對標識系統(tǒng)(2)的全局優(yōu)化，標識系統(tǒng)(2)包括飛行器(1)甲板上的RF設備(17)的網狀無線網絡。從飛行器(1)需要標識的組件的目錄(51)開始，制定“建模”輸入?yún)?shù)(34-39)的列表(50)并制定功能約束的序列(27)。對標識系統(tǒng)(2)的多個潛在概況(V1，Vn)建模。所述多個潛在概況(V1-Vn)被分類以定義可接受版本的約束組(32)，然后施加目標函數(shù)(47)以確定優(yōu)化的合格版本(Vx)，所述目標函數(shù)(47)使用對多種情形的自動比較(33)，所述合格版本(Vx)具有針對于整體上的飛行器(1)的帶有二進制順序值的決策和狀態(tài)變量(45、46)。
文檔編號G06K7/00GK102196475SQ20111005178
公開日2011年9月21日 申請日期2011年2月22日 優(yōu)先權日2010年2月23日
發(fā)明者C·吉門尼斯, S·道澤瑞-佩瑞斯 申請人:尤洛考普特公司