用于飛機(jī)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的無線數(shù)據(jù)集中器的制造方法
【專利摘要】用于飛機(jī)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的無線數(shù)據(jù)集中器。在此描述的實(shí)施方式提供了用于飛機(jī)的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的四信道無線數(shù)據(jù)集中器(WDC)。WDC的一個實(shí)施方式包括印刷電路板(PCB)和控制器。所述控制器電連接至所述PCB的上表面，并且接近所述PCB的中心線。所述WDC還包括電連接至所述PCB的所述上表面的四個射頻(RF)收發(fā)器，這四個射頻收發(fā)器圍繞所述控制器彼此正交地設(shè)置。每一個RF收發(fā)器與測量所述飛機(jī)的環(huán)境的至少一個無線傳感器通信。所述WDC還包括沿所述PCB的所述上表面制造的四個倒F型PCB跡線天線。每一個倒F型PCB跡線天線電連接至所述四個RF收發(fā)器之一，并且圍繞所述控制器彼此正交地設(shè)置。
【專利說明】
用于飛機(jī)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的無線數(shù)據(jù)集中器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本公開設(shè)及無線網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域，并且具體來說，設(shè)及飛機(jī)的機(jī)載無線網(wǎng)絡(luò)。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)代飛機(jī)系統(tǒng)隨著時間的過去正變得越來越復(fù)雜。運(yùn)種增長的復(fù)雜性已經(jīng)導(dǎo)致對 監(jiān)測運(yùn)種系統(tǒng)的健康和操作的增長希望。雖然在傳感器的總數(shù)較低時，嚴(yán)格的有線方法是 可行的，但現(xiàn)代飛機(jī)可能利用監(jiān)測飛機(jī)中的各種系統(tǒng)的成百甚或幾千傳感器。然而，路由并 維持與運(yùn)種大量傳感器的物理有線連接變得不實(shí)用。
[0003] 為支持飛機(jī)上的數(shù)量增長的傳感器所利用的一種解決方案是使用無線傳感器。在 不存在將每一個傳感器反向布線至集中式數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)的障礙的情況下，無線傳感器可W 遍布飛機(jī)隨意分布。在飛機(jī)中使用無線傳感器允許飛機(jī)設(shè)計者在監(jiān)測飛機(jī)的各種機(jī)載系統(tǒng) 方面更自由。
[0004] 在飛機(jī)中使用的典型無線傳感器是出于許多理由而按短程操作的低功率裝置。一 個理由是，希望由無線傳感器所生成的RF傳輸不干擾飛機(jī)的操作。另一理由是，可供無線傳 感器使用的RF頻譜不受限。相反地，僅有限數(shù)量的無線信道可用于支持幾百或幾千無線傳 感器的數(shù)據(jù)通信活動。例如，基于電氣和電子工程師協(xié)會(IEEE)802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的無線傳感 器在歐洲被限制成868.0-868.6兆赫茲(MHz)頻帶下的一個信道，在北美被限制成被限制成 902-928MHZ頻帶下的=十個信道，W及在世界范圍被限制成2400-2483.5MHz頻帶下的十六 個信道。
[0005] 由于飛機(jī)設(shè)計者希望數(shù)量增長的無線傳感器，因而，重要的是，有效利用有限的RF 資源，并且向無線傳感器提供進(jìn)入飛機(jī)的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 在此描述的實(shí)施方式提供了用于飛機(jī)的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的四信道無線數(shù)據(jù)集中器。該無 線數(shù)據(jù)集中器能夠與飛機(jī)的機(jī)載無線傳感器通信，并且向該數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用服務(wù)器提供通 過所述無線傳感器生成的、有關(guān)該飛機(jī)的環(huán)境的測量數(shù)據(jù)。該無線數(shù)據(jù)集中器還能夠支持 到無線傳感器的冗余無線連接，W改進(jìn)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的可靠性。
[0007] -個實(shí)施方式是用于飛機(jī)的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的無線數(shù)據(jù)集中器。所述無線數(shù)據(jù)集中器包 括:印刷電路板(PCB)，該印刷電路板具有上表面和下表面;和控制器，該控制器電連接至所 述PCB的所述上表面，并且接近所述PCB的中屯、線。所述無線數(shù)據(jù)集中器還包括電連接至所 述PCB的所述上表面的四個射頻(RF)收發(fā)器，運(yùn)四個射頻收發(fā)器圍繞所述控制器彼此正交 地設(shè)置。每一個RF收發(fā)器與測量所述飛機(jī)的環(huán)境的至少一個無線傳感器通信。所述無線數(shù) 據(jù)集中器還包括沿所述PCB的所述上表面制造的四個倒F型PCB跡線天線。每一個倒F型PCB 跡線天線電連接至所述四個RF收發(fā)器之一，并且圍繞所述控制器彼此正交地設(shè)置。所述控 制器從所述至少一個無線傳感器接收有關(guān)所述飛機(jī)的所述環(huán)境的傳感器數(shù)據(jù)，并將所述傳 感器數(shù)據(jù)提供給所述飛機(jī)的所述數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用服務(wù)器。
[0008] 另一個實(shí)施方式是用于飛機(jī)的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的無線數(shù)據(jù)集中器。所述無線數(shù)據(jù)集中器 包括PCB和控制器。所述控制器電連接至所述PCB。所述無線數(shù)據(jù)集中器還包括電連接至所 述PCB的四個射頻(RF)收發(fā)器，運(yùn)四個射頻收發(fā)器圍繞所述控制器設(shè)置。每一個RF收發(fā)器與 測量所述飛機(jī)的環(huán)境的至少一個無線傳感器通信。所述無線數(shù)據(jù)集中器還包括制造到所述 PCB中的四個倒F型PCB跡線天線。每一個倒F型PCB跡線天線電連接至所述四個RF收發(fā)器之 一，并且圍繞所述控制器彼此正交地設(shè)置。所述控制器從所述至少一個無線傳感器接收有 關(guān)所述飛機(jī)的所述環(huán)境的傳感器數(shù)據(jù)，并將所述傳感器數(shù)據(jù)提供給所述飛機(jī)的所述數(shù)據(jù)網(wǎng) 絡(luò)。
[0009] 另一個實(shí)施方式是用于飛機(jī)的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的無線數(shù)據(jù)集中器。所述無線數(shù)據(jù)集中器 包括控制器。所述控制器電連接至PCB。所述無線數(shù)據(jù)集中器還包括電連接至所述PCB的四 個射頻(RF)收發(fā)器，運(yùn)四個射頻收發(fā)器圍繞所述控制器設(shè)置。每一個RF收發(fā)器與測量所述 飛機(jī)的環(huán)境的至少一個無線傳感器通信。所述無線數(shù)據(jù)集中器還包括制造到所述PCB中的 四個PCB跡線天線。每一個PCB跡線天線電連接至所述四個RF收發(fā)器之一，并且圍繞所述控 制器彼此正交地設(shè)置。所述控制器從所述至少一個無線傳感器接收有關(guān)所述飛機(jī)的所述環(huán) 境的傳感器數(shù)據(jù)，并將所述傳感器數(shù)據(jù)提供給所述飛機(jī)的所述數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。
[0010] 上面的
【發(fā)明內(nèi)容】
提供了對本說明書一些方面的基本理解。該
【發(fā)明內(nèi)容】
不是本說明 書的廣泛概述。其目的不是確定本說明書的關(guān)鍵或重要部件，也不是描繪本說明書的任何 范圍特定實(shí)施方式，或權(quán)利要求書的任何范圍。唯一目的是按簡化形式介紹本說明書的一 些概念作為稍后介紹的更詳細(xì)描述的開頭。
【附圖說明】
[0011] 下面，僅通過示例的方式，并且參照附圖，對一些實(shí)施方式進(jìn)行描述。相同標(biāo)號在 所有圖上表示相同部件或相同類型的部件。
[0012] 圖1例示了在示例性實(shí)施方式中的實(shí)現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的飛機(jī)。
[0013] 圖2是示例性實(shí)施方式中的用于飛機(jī)的簡化數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的框圖。
[0014] 圖3是示例性實(shí)施方式中的用于飛機(jī)的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的無線數(shù)據(jù)集中器的框圖。
[001引圖4是示例性實(shí)施方式中的、圖3的無線數(shù)據(jù)集中器的等距視圖。
[0016] 圖5例示了在示例性實(shí)施方式中的、用于圖4的無線數(shù)據(jù)集中器的連接器。
[0017] 圖6例示了在示例性實(shí)施方式中的、用于圖4的無線數(shù)據(jù)集中器的上側(cè)RF屏蔽部。
[0018] 圖7例示了在示例性實(shí)施方式中的、用于圖4的無線數(shù)據(jù)集中器的下側(cè)RF屏蔽部。
[0019] 圖8例示了在示例性實(shí)施方式中的、用于圖4的無線數(shù)據(jù)集中器的RF透明天線罩。
[0020] 圖9例示了在示例性實(shí)施方式中、用于圖3的無線數(shù)據(jù)集中器的"睡蓮葉（Iily- pad)"設(shè)計。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 附圖和下面的描述例示了具體示例性實(shí)施方式。由此，應(yīng)當(dāng)清楚，本領(lǐng)域技術(shù)人員 能夠設(shè)計各種排布結(jié)構(gòu)，其盡管在此未明確地加W描述或示出，但具體實(shí)施運(yùn)些實(shí)施方式 的原理并且包括在運(yùn)些實(shí)施方式的范圍內(nèi)。而且，在此描述的任何示例都旨在理解運(yùn)些實(shí) 施方式的原理，并且要被視為不限于運(yùn)些具體陳述的示例和條件。結(jié)果，本發(fā)明構(gòu)思不限于 下面描述的【具體實(shí)施方式】或示例，而是通過權(quán)利要求書及其等同物來限制。
[0022] 圖1例示了在示例性實(shí)施方式中的實(shí)現(xiàn)無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的飛機(jī)100。在該實(shí)施方式 中，飛機(jī)100包括數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)（圖1中未示出），該數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)從許多無線傳感器(圖1中也未示出） 收集有關(guān)飛機(jī)100的傳感器信息，W實(shí)現(xiàn)監(jiān)測飛機(jī)100上利用的各種機(jī)載系統(tǒng)。
[0023] 隨著現(xiàn)代飛機(jī)發(fā)展多年而成為相當(dāng)復(fù)雜的系統(tǒng)，在嘗試W物理方式布線可能希望 分布在整個飛機(jī)100上的大量傳感器至飛機(jī)10的機(jī)載數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)時出現(xiàn)問題。導(dǎo)線將重量和 復(fù)雜性添加至飛機(jī)100,并且導(dǎo)線由于中斷、短接等而成為飛機(jī)100的可能故障源。盡管希望 飛機(jī)10上包括幾百或幾千機(jī)載傳感器，但運(yùn)樣做W重量和可靠性為代價。為此，無線傳感器 已經(jīng)作為針對在飛機(jī)100實(shí)現(xiàn)大量機(jī)載傳感器的復(fù)雜性和重量缺陷的一種可能解決方案而 出現(xiàn)。該無線傳感器可W遍布飛機(jī)100分布，因為它們不再受限于到飛機(jī)100的機(jī)載數(shù)據(jù)網(wǎng) 絡(luò)的反向物理連接。然而，雖然到飛機(jī)100的機(jī)載數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的反向RF鏈接消除了有線數(shù)據(jù)連 接，但管理運(yùn)種到數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的大量反向RF鏈接可能存在問題。
[0024] 例如，不實(shí)用的是，實(shí)現(xiàn)可W將眾多無線傳感器連接至數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的單個RF網(wǎng)關(guān)，因 為運(yùn)種網(wǎng)關(guān)將被分派任務(wù)W負(fù)責(zé)管理將被運(yùn)種大量無線傳感器利用的幾百或幾千無線連 接。而且，在飛機(jī)100上典型機(jī)載使用的無線傳感器是具有有限范圍的低功率裝置。運(yùn)是為 了確保無線傳感器不干擾飛機(jī)100的機(jī)載系統(tǒng)的操作。更進(jìn)一步地，典型地可用于運(yùn)種無線 傳感器的RF信道通常受限。例如，如果該無線傳感器遵循IE邸802.15.4規(guī)范，則基于世界上 飛機(jī)100在運(yùn)轉(zhuǎn)的地方，僅有限數(shù)量的RF信道可用。I邸E802.15.4當(dāng)前將RF信道的數(shù)量在世 界范圍內(nèi)限制使用十六個。因此，需要實(shí)現(xiàn)在整個飛機(jī)100上分布的許多短程無線數(shù)據(jù)集中 器，所述集中器被用于與可W在飛機(jī)100上機(jī)載實(shí)現(xiàn)的無線傳感器的總數(shù)中的更小部分通 信。該數(shù)據(jù)集中器、或無線數(shù)據(jù)集中器皆與飛機(jī)100上的機(jī)載無線傳感器的總數(shù)中的某一更 小子集通信，集中并協(xié)調(diào)到飛機(jī)100的機(jī)載數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的反向傳感器數(shù)據(jù)流。
[0025] 圖2是示例性實(shí)施方式中的用于飛機(jī)100的簡化數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)200的框圖。在該實(shí)施方 式中，網(wǎng)絡(luò)200包括一個或更多個四信道無線數(shù)據(jù)集中器(WDCH02,盡管在網(wǎng)絡(luò)200的該簡 化視圖中僅例示了一個WDC 102。該實(shí)施方式中的WDC 102經(jīng)由RF與一個或更多個無線傳感 器104通信。例如，WDC 102可W與利用可供世界范圍使用的十六個IE邸802.15.4RF信道中 的四個信道的無線傳感器104通信。盡管圖2僅示出了四個無線傳感器104,但WDC 102不限 于與正好四個無線傳感器104通信。例如，WDC 102可W利用時分復(fù)用、RF信道重新指配、調(diào) 制技術(shù)等來有效地同時或接近同時地與任何數(shù)量的無線傳感器104通信。由此，可W與WDC 102通信的無線傳感器104的數(shù)量可W是無線范圍、RF信道容量、處理能力等的函數(shù)。
[0026] 在該實(shí)施方式中，無線傳感器104測量飛機(jī)100的各種機(jī)載條件，并且向WDC 102提 供測量結(jié)果?？蒞通過無線傳感器104測量的數(shù)據(jù)的類型的一些示例包括:溫度、濕度、振 動、聲級、飛行控制面的位置、壓力、閥位置、引擎參數(shù)等。運(yùn)些只是可W通過無線傳感器104 測量的幾類數(shù)據(jù)，而且本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，無線傳感器104包括能夠通過無線鏈接 向WDC 102提供測量數(shù)據(jù)的任何組件、系統(tǒng)、或裝置。
[0027] WDC 102通過（多個)RF鏈接與各種無線傳感器104通信，并且經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)200的數(shù)據(jù) 骨干網(wǎng)106來集中或整理(collate)用于向網(wǎng)絡(luò)200的應(yīng)用服務(wù)器108發(fā)送的測量數(shù)據(jù)。作為 設(shè)計選擇的問題，骨干網(wǎng)106可W包括任何有線或無線網(wǎng)絡(luò)?？蒞被WDC102用于與骨干網(wǎng) 106通信的有線接口的一些示例包括W太網(wǎng)（包括W太網(wǎng)供電（POE)實(shí)現(xiàn)）、通用串行總線 化SB)、光纖接口等。可W被WDC 102用于與骨干網(wǎng)106通信的有線接口的一些示例包括IE邸 802.11、1邸￡ 802.15.4、811161:〇〇1:11等。
[00%]網(wǎng)絡(luò)200的應(yīng)用服務(wù)器108接收并處理通過無線傳感器104捕獲的數(shù)據(jù)，W供在監(jiān) 測飛機(jī)100的機(jī)上環(huán)境時使用。例如，應(yīng)用服務(wù)器108可W向飛機(jī)100上的機(jī)組人員呈現(xiàn)有關(guān) 在整個飛機(jī)100上捕獲的多個傳感器點(diǎn)的信息，如飛機(jī)100的貨艙壓力、貨艙的溫度、飛機(jī) 100上的客艙溫度、針對飛機(jī)100的輪胎壓力測量等。應(yīng)用服務(wù)器108還可W管理針對WDC 102的RF信道分配，基于WDC 102所支持的RF鏈接的數(shù)量來向WDC 102指配RF信道。例如，應(yīng) 用服務(wù)器108可W查詢WDC 102, W確定所支持的RF鏈接的數(shù)量，可W利用被WDC 102所支持 的RF鏈接的數(shù)量等來預(yù)設(shè)計，并且基于被WDC 102所支持的RF鏈接來向WDC 102分配RF信 道。如果例如WDC 102支持四個RF鏈接，則應(yīng)用服務(wù)器108可W基于該信息向WDC 102指配信 道，確保WDC 102不被指配同一 RF信道兩次，其將會造成干擾。而且，WDC 102可W基于限制 WDC 102與可能是附近WDC 102的其它無線數(shù)據(jù)集中器之間的RF干擾的算法而被指配RF信 道。運(yùn)允許應(yīng)用服務(wù)器108實(shí)現(xiàn)在整個飛機(jī)100上的無線連網(wǎng)策略。
[0029] 圖3是示例性實(shí)施方式中的用于飛機(jī)100的網(wǎng)絡(luò)200的WDC 102的框圖。在該實(shí)施方 式中，WDC 102包括印刷電路板(PCB)300和安裝至PCB 300的控制器302?？刂破?02管理WDC 102與無線傳感器104之間的RF鏈接，整理（collate)通過無線傳感器104恢復(fù)的傳感器數(shù) 據(jù)，并將該傳感器數(shù)據(jù)提供給應(yīng)用服務(wù)器108。為此，控制器302可W利用能夠執(zhí)行運(yùn)種功能 的任何系統(tǒng)、組件、或裝置。雖然控制器302的具體硬件實(shí)現(xiàn)經(jīng)受設(shè)計選擇，但一個特定實(shí)施 方式可W包括與存儲器306連接的一個或更多個處理器304。處理器304包括能夠執(zhí)行功能 的任何硬件裝置。處理器304可W包括一個或更多個中央處理單元(CPU)、微處理器、數(shù)字信 號處理器(DSP)、專用集成電路(ASIC)等。處理器的一些示例包括：Iruel" Core?處理器、 Advanced Risk Machines(arm?)處理器等。
[0030] 存儲器306包括能夠存儲數(shù)據(jù)的任何硬件裝置。例如，存儲器306可W存儲通過無 線傳感器104恢復(fù)的傳感器數(shù)據(jù)作為存儲的一部分，并且轉(zhuǎn)發(fā)無線傳感器104與應(yīng)用服務(wù)器 108之間的處理。存儲器306可W包括一個或更多個易失性或非易失性動態(tài)隨機(jī)存取存儲器 (DRAM)裝置、閃存裝置、易失性或非易失性靜態(tài)RAM裝置、硬盤驅(qū)動器、固態(tài)盤(SSD)等。非易 失性DRAM和SRAM的一些示例包括電池支持DRAM和電池支持SRAM。
[0031] 在該實(shí)施方式中，WDC 102還包括電連接至控制器302的四個RF收發(fā)器310-313。收 發(fā)器310-313通過RF鏈接與飛機(jī)100的一個或更多個機(jī)載無線傳感器104通信。為實(shí)現(xiàn)WDC 102與無線傳感器104之間的RF鏈接，RF收發(fā)器310-313可W利用能夠?qū)崿F(xiàn)與無線傳感器104 的RF數(shù)據(jù)交換的任何系統(tǒng)、組件、或裝置。RF收發(fā)器310-313的一個示例包括IE邸802.15.4 兼容RF收發(fā)器，其在根據(jù)IE邸802.15.4標(biāo)準(zhǔn)定義的一組RF信道內(nèi)操作。RF收發(fā)器310-313 可W接收來自處理器304的命令和控制指令，W實(shí)現(xiàn)與無線傳感器104的RF鏈接。運(yùn)種指令 的一些示例包括:RF信道指配、比特率設(shè)置、調(diào)制設(shè)置、糾錯協(xié)議、RF發(fā)送功率電平設(shè)置等。
[0032] 在該實(shí)施方式中，WDC 102還包括每一個均電連接至RF收發(fā)器310-313之一的四個 PCB天線320-323。在運(yùn)個實(shí)施方式中，PCB天線320-323是跡線天線，并且被制造在PCB 300 上。例如，在一些實(shí)施方式中，PCB天線320-323可W是倒F型PCB跡線天線，其是孔徑天線的 形式。倒F型天線包括地平面、上臂、W及地平面與上臂之間的短路針，運(yùn)在遠(yuǎn)離短路針的位 置處形成開放端。在上臂與地平面之間連接源激勵。RF偏振是垂直的，并且福射圖案接近環(huán) 形，該環(huán)形具有沿垂直方向的軸。PCB天線320-323包括能夠利用制造在PCB 300上的跡線來 發(fā)送和接收無線電信號的任何系統(tǒng)、組件、或裝置。
[0033] 盡管圖3中圖示的具體裝置的布局和相對位置是一設(shè)計選擇事項，但下列圖和相 關(guān)討論將例示圖3的部件之間的各種關(guān)系的一些可能示例。然而，不是旨在將WDC 102僅限 制成隨后討論中的具體示例。
[0034] 圖4是示例性實(shí)施方式中的WDC 102的等距視圖。在該實(shí)施方式中，PCB 300包括上 表面402和下表面404?？刂破?02接近PCB 300的中屯、線406地電連接至PCB 300的上表面 402。圍繞控制器302沿周向地定位的是RF收發(fā)器310-313，RF收發(fā)器310-313也電連接至PCB 300的上表面402。在運(yùn)個實(shí)施方式中，RF收發(fā)器310-313彼此正交并且圍繞控制器302設(shè)置。
[0035] 圍繞RF收發(fā)器310-313周向地定位的是PCB天線320-323，PCB天線320-323沿著PCB 300的上表面402利用PCB跡線來制造。收發(fā)器310-313中的每一個都電連接至附近的RF收發(fā) 器310-313。在運(yùn)個實(shí)施方式中，PCB天線320-323彼此正交并且圍繞控制器302設(shè)置。RF收發(fā) 器310-313和/或PCB天線320-323的正交排布結(jié)構(gòu)最小化了彼此呈現(xiàn)的RF干擾。在運(yùn)個實(shí)施 方式中，PCB天線320-323沿著PCB 300的外邊緣定位，并且RF收發(fā)器310-313定位在PCB天線 320-323與控制器302之間。
[0036] 在一些實(shí)施方式中，位于相鄰RF收發(fā)器310-313之間和/或相鄰PCB天線320-323之 間的區(qū)域408可W沒有PCB跡線。運(yùn)可W減小相鄰RF收發(fā)器310-313和/或相鄰PCB天線320- 323之間的干擾。在其它實(shí)施方式中，PCB 300可W通過去除區(qū)域408來制造，運(yùn)形成了十字 形結(jié)構(gòu)。
[0037] 在WDC 102被布線至骨干網(wǎng)106的情況下，可W將連接器安裝至PCB，W提供電氣信 令路徑。該連接器還可W將電功率連同數(shù)據(jù)信令一起提供給WDC 102。例如，該連接器可W 針對骨干網(wǎng)106與WDC 102之間的W太網(wǎng)連接來運(yùn)送電力、接地、W及信令。圖5例示了在示 例性實(shí)施方式中的用于WDC 102的連接器502。在該實(shí)施方式中，將連接器502沿著中屯、線 406并且接近控制器302地安裝至PCB 300的下表面404。為清楚起見，控制器302已經(jīng)從該視 圖去除。連接器502將控制器302電連接至應(yīng)用服務(wù)器。
[0038] 在可選實(shí)施方式中，可W將RF屏蔽部添加至WDC 102, W提供包圍控制器102和RF 收發(fā)器310-313的屏蔽。該RF屏蔽部可W在PCB 300的上表面402和/或PCB的下表面404上。 圖6例示了在示例性實(shí)施方式中的用于WDC 102的上側(cè)RF屏蔽部602。在該實(shí)施方式中，屏蔽 部602是金屬，包圍控制器302和RF收發(fā)器310-313，并且暴露PCB天線320-323。圖7例示了在 示例性實(shí)施方式中的用于WDC 102的下側(cè)RF屏蔽部702。在該實(shí)施方式中，屏蔽部702是金屬 的，并且沿著PCB 300的下表面404包圍用于RF收發(fā)器310-313和控制器302的PCB跡線。PCB 300的下表面404上的、接近PCB天線320-323的區(qū)域不被屏蔽部702覆蓋。屏蔽部602和屏蔽 部702能夠?qū)⒖刂破?02和/或RF收發(fā)器310-313與通過PCB天線320-323生成的RF場隔離。
[0039] 在另一可選實(shí)施方式中，可W將RF透明天線罩添加至WDC 102, W向安裝至PCB 300的上表面402的組件提供機(jī)械保護(hù)或機(jī)械屏蔽。圖8例示了安裝至PCB 300的上表面402 的RF透明天線罩802。天線罩802包圍控制器302、RF收發(fā)器310-313、W及PCB天線320-323。
[0040] 利用四信道RF無線電設(shè)計，WDC 102能夠向無線傳感器104提供進(jìn)入骨干網(wǎng)106的 有效網(wǎng)關(guān)。該四信道設(shè)計是空間的有效使用，在飛機(jī)100上是保險的，并且還有效使用RF資 源。WDC的四信道設(shè)計允許更少的數(shù)據(jù)集中器被用于從無線傳感器104向應(yīng)用服務(wù)器108傳 遞傳感器數(shù)據(jù)的任務(wù)，并且還通過允許飛機(jī)100的機(jī)載WDC 102的其它實(shí)例共用同一無線傳 感器104來提供冗余措施。例如，飛機(jī)100的機(jī)載WDC 102的S個不同且獨(dú)立的實(shí)例可W與同 一無線傳感器104通信，由此，提供用于從無線傳感器104獲取傳感器數(shù)據(jù)的=重故障冗余 度。
[0041] 圖9例示了在示例性實(shí)施方式中的用于WDC 102的"睡蓮葉"設(shè)計。在該實(shí)施方式 中，PCB 300被制造成睡蓮葉形狀，并且控制器302處于PCB 300的中屯、，而RF收發(fā)器310-312 連同PCB天線320-323-起接近一組安裝孔902地定位。在運(yùn)個視圖中，天線罩802遮掩控制 器302、RF收發(fā)器310-313、W及PCB天線320-323。連接器502沿著中屯、線406被安裝至PCB 300的下表面404。
[0042] 附圖中所示或在此描述的各種部件中的任一個都可W被實(shí)現(xiàn)為硬件、軟件、固件、 或者運(yùn)些的某一組合。例如，部件可W被實(shí)現(xiàn)為專用硬件。專用硬件部件可W被稱為"處理 器"、"控制器"、或某一類似術(shù)語。在通過處理器提供時，運(yùn)些功能可W通過單個專用處理 器、通過單個共用處理器、或者通過多個單獨(dú)處理器來處理，其中一些可W共用。而且，明確 使用的術(shù)語"處理器"或"控制器"不應(yīng)被解釋為排它地指能夠執(zhí)行軟件的硬件，而可W在無 限制的情況下隱含地包括:數(shù)字信號處理器(DSP)硬件、網(wǎng)絡(luò)處理器、專用集成電路(ASIC) 或其它電路、現(xiàn)場可編程口陣列(FPGA)、用于存儲軟件的只讀存儲器(ROM)、隨機(jī)存取存儲 器(RAM)、非易失性存儲裝置、邏輯、或某一其它物理硬件組件或模塊。
[0043] 而且，可W將部件實(shí)現(xiàn)為可通過處理器或計算機(jī)執(zhí)行W執(zhí)行該部件的功能的指 令。指令的一些示例是軟件、程序代碼、W及固件。該指令可在通過處理器執(zhí)行時操作，W指 引該處理器執(zhí)行該部件的功能?？蒞將該指令存儲在可通過處理器讀取的存儲裝置上。該 存儲裝置的一些示例是數(shù)字或固態(tài)存儲器、諸如磁盤和磁帶的磁存儲介質(zhì)、硬盤驅(qū)動器、或 光學(xué)可讀數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)存儲介質(zhì)。
[0044] 盡管在此描述了【具體實(shí)施方式】，但是本發(fā)明的范圍不限于那些【具體實(shí)施方式】。相 反地，本發(fā)明的范圍通過隨附權(quán)利要求書及其任何等同物來限定。
【主權(quán)項】
1. 一種裝置，該裝置包括： 用于飛機(jī)的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的無線數(shù)據(jù)集中器，所述無線數(shù)據(jù)集中器包括： 印刷電路板PCB，該印刷電路板具有上表面和下表面； 控制器，該控制器電連接至所述PCB的所述上表面，并且接近所述PCB的中心線； 電連接至所述PCB的所述上表面的四個射頻RF收發(fā)器，所述四個射頻收發(fā)器圍繞所述 控制器彼此正交地設(shè)置，每一個射頻收發(fā)器均被配置為與測量所述飛機(jī)的環(huán)境的至少一個 無線傳感器通信；以及 沿所述PCB的所述上表面制造的四個倒F型PCB跡線天線，每一個倒F型PCB跡線天線均 電連接至所述四個RF收發(fā)器中的一個，并且圍繞所述控制器彼此正交地設(shè)置， 所述控制器被配置為從所述至少一個無線傳感器接收有關(guān)所述飛機(jī)的所述環(huán)境的傳 感器數(shù)據(jù)，并將所述傳感器數(shù)據(jù)提供給所述飛機(jī)的所述數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用服務(wù)器。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述無線數(shù)據(jù)集中器還包括： 連接器，該連接器接近所述PCB的所述中心線地連接至所述PCB的所述下表面，所述連 接器將所述控制器電連接至所述應(yīng)用服務(wù)器。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述無線數(shù)據(jù)集中器還包括： RF透明天線罩，該RF透明天線罩被配置為以機(jī)械方式屏蔽所述PCB的所述上表面。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述無線數(shù)據(jù)集中器還包括： 接近所述PCB的所述上表面的金屬屏蔽部，該金屬屏蔽部被配置為包圍所述RF收發(fā)器 和所述控制器并且暴露所述倒F型PCB跡線天線。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述無線數(shù)據(jù)集中器還包括： 接近所述PCB的所述下表面的金屬屏蔽部，該金屬屏蔽部被配置為包圍用于所述RF收 發(fā)器和所述控制器的PCB跡線并且暴露所述PCB的、與所述倒F型PCB跡線天線相鄰的所述下 表面。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，所述裝置還包括： 所述至少一個無線傳感器。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其中，所述至少一個無線傳感器被配置為測量所述環(huán)境 的溫度、所述環(huán)境的壓力、以及所述環(huán)境的振動中的至少一個，并且將至少一個測量結(jié)果發(fā) 送至所述無線數(shù)據(jù)集中器。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中，所述控制器被配置為將所述至少一個測量結(jié)果轉(zhuǎn) 發(fā)至所述應(yīng)用服務(wù)器。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述RF收發(fā)器經(jīng)由電氣和電子工程師協(xié)會IEEE 802.15.4RF信道與所述至少一個無線傳感器通信。10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，每一個所述倒F型PCB跡線天線沿著所述PCB的外 邊緣定位。11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中，在每一個所述倒F型PCB跡線天線之間的、沿著所 述PCB的所述外邊緣的區(qū)域沒有PCB跡線。12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其中，所述PCB按十字形的形狀制造，每一個所述倒F 型PCB跡線天線位于所述十字形的四個端部之一。
【文檔編號】H04L29/08GK105979611SQ201610140104
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年3月11日
【發(fā)明人】S·G·戴姆, Y·M·易卜拉欣
【申請人】波音公司