包括系统自动终止的多点分支通信系统的自动寻址和配置技术方案

一种可寻址的照明控制系统，其使用座椅内电源作为用于照明(12、26)的乘客控制设备(10)和飞机机舱服务系统(14)之间的接口。在宽体飞机上，不安装完整的机上娱乐系统则没有系统来控制阅读(12)和乘务员呼叫灯(26)。这是用于基于乘客在飞机中的位置从乘客界面(10、28)到照明系统(12、26)进行通信的系统的一部分。本发明专利技术降低了飞机机载使用的其他通信和寻址方案的重量和复杂性，并且排除了在多点分支通信线路末端对终端插头或跳线的需求。

Automatic Addressing and Configuration of Multipoint Branch Communication System Including Automatic Termination of System

An addressable lighting control system uses an in-seat power supply as an interface between a passenger control device (10) for lighting (12, 26) and an aircraft cabin service system (14). On a wide-body aircraft, there is no system to control reading (12) and flight attendant call lights (26) without installing a complete on-board entertainment system. This is part of a system for communicating from the passenger interface (10, 28) to the lighting system (12, 26) based on the position of the passenger in the aircraft. The invention reduces the weight and complexity of other communication and addressing schemes used in airborne aircraft, and eliminates the need for terminal plugs or jumpers at the end of multi-point branch communication lines.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括系统自动终止的多点分支通信系统的自动寻址和配置
本文公开了通过引脚寻址来减轻令牌寻址的额外重量和座椅组件唯一地址的逻辑成本的系统和方法。
技术介绍
串行通信已经用于开发具有智能控制所需互连的系统多年。特别地，RS-485全双工通信标准因其长达4000米的稳定通信而广受欢迎。通过适当的控制，RS-485通信系统能够与许多设备并行通信，例如同时向总线上的所有设备发送广播命令。总线上的每个设备仅响应分配给该设备的特定地址，并且仅侦听广播命令。多年来，许多寻址技术都使用了RS-485物理层接口。其中，最流行的是通过使用地址引脚编程的硬连线寻址，与通信线路并行的令牌和随机生成的地址。每种都有优点和缺点。硬连线寻址要求链上的每个设备都具有对外部或内部分配的设备唯一的地址。在某些应用中，硬连线寻址很适合作为地址方法。然而，在需要将设备分配到特定物理位置的飞机机舱中，将该设备的功能映射到飞机上的功能(例如阅读灯)，要求串中的每个设备具有唯一的地址。这导致连接到每个设备的线束需要通过捆扎(strapping)分配的唯一地址，通过引脚可选配置编程，本地开关阵列或根据其位置对设备进行预编程。反过来，这导致每个电缆线束需要将唯一的寻址插头分配给该位置或基于其位置对单元地址进行本地编程。因此，每个座椅组的配置对于其在飞机上的位置和地址是唯一的。确保每个设备和每个线束按位置正确映射是一个运筹问题，独特的座椅配置和对正确寻址每个座椅组的需求则加剧了这一问题。飞机机舱电子设备的硬连线寻址容易出错，一些应用需要用户干预来分配地址。使用令牌线路需要与通信线路并联的辅助连接(secondaryconnection)。虽然令牌信号的使用通过将令牌从设备传递到设备而在多点分支(multi-drop)架构上呈现设备的位置，但是由于要求即使在不需要通信操作时也存在令牌信号，对辅助连接的需求给系统增加了不必要的重量。该信号仅用于裁定地址。除非需要重新寻址，否则从该点开始不需要信号。因此，这给飞机增加了不必要的重量。Spitaels等人的题为“SystemandMethodforAutomaticallyAddressingDevicesinaMulti-DropNetwork”的美国专利No.8,700,747公开了随机生成的地址，其不需要令牌信号并缓解了重量问题。该系统需要防冲突算法以确保两个单元不共享共同的任意选择的地址。这种类型的寻址对于在多点分支通信总线中呈现单元的物理位置是无效的。Westrick,Jr.等人的题为“AutomaticSelf-AddressingMethodforWiredNetworkNodes”的美国专利No.8,296,488公开了在双向通信总线上通信的多个节点。每个节点包括初始为断开的开关。控制器将启动自寻址命令发送到第一节点，将地址设置为“x”，然后闭合其开关。闭合的开关使控制器能够与第二节点通信并将其地址设置为“x+1”，然后闭合其开关以实现与第三节点的通信，依此类推，直到所有节点都已自寻址为止。对于减少物理硬件，独特布线以及能够动态分配唯一地址而同时映射多点分支系统中特定单元的精确位置，仍然存在问题尚未解决。以上讨论的这两个专利都没有解决飞机环境中的容错需求，即总线上的单元故障不会中断通信或导致不正确的地址重新分配。所有飞机都关注重量问题，以及商用飞机受到线束和座椅部件唯一编号问题的困扰。专利技术概要该方法的应用是可寻址的照明控制系统，其使用座椅内电源(In-SeatPowerSupply)作为用于照明的乘客控制设备和飞机机舱服务系统(CabinServicesSystem)之间的接口。在宽体飞机上，不安装完整的机上娱乐系统(In-FlightEntertainmentSystem)则没有系统来控制阅读和乘务员呼叫灯。这是用于基于乘客在飞机中的位置从乘客界面到照明系统进行通信的系统的一部分。与飞机机载使用的其他通信和寻址方案相比，本文公开的系统减轻了重量和复杂性。该系统进一步排除了在多点分支通信线路末端对终端插头或跳线的需求。附图简要说明图1描绘了飞机上的乘客服务系统。图2描绘了具有两个串行通信总线的示例性系统。图3描绘了设备寻址的方法。专利技术详细描述图1描绘了飞机上的乘客服务系统。乘客控制单元10是乘客用来控制头顶阅读灯12的乘客/飞机接口。机舱服务服务器14是用于基于由附接到所述机舱服务服务器14的主控器单元(masterunit)16、18提供的数据来控制乘客服务系统的数据服务器。所述主控器单元16、18通常以菊花链20形式连接在一起，用于使用1000BaseT以太网(千兆位)的数据，然后连接到机舱服务服务器14上的单个接口22。尽管在替代实施例中，也可以在机舱服务服务器14处使用多个输入(未示出)。机舱服务服务器14中的数据库24将主控器单元16、18映射到飞机内的区域。机舱服务服务器14点对点地与第一主控器单元16连接。每个后续主控器单元18依次由主控器单元116进行菊花链20连接。每个主控器单元16、18控制对应于多排座椅的飞机区域或片区。该系统的示例性操作是当乘客坐在座椅中时，存在相应的乘客控制单元28，其用于与乘客交互以控制照明(阅读灯12和呼叫灯26)。如果乘客按下乘客控制单元28上的按钮，这将由座椅设备例如在座椅设备0x02(附图标记30)处感测到。主控器单元116以指定的帧速率提供每个座椅设备30、32的轮询。该帧速率由总线速度和轮询期间要处理的数据量确定。在三十个座椅设备以每秒1兆比特的速度运行的情况下，对于座椅设备的典型事务处理(transaction)是对于每次事务处理总共的81uS，来自主控器单元16的请求状态中的28比特信息，25uSec的死区(deadspace，处理该消息并且制定返回消息(message)的时间)，和28位比特数据返回。使用100uS帧速率(帧速率必须大于总事务处理时间81uS)和总共30个单位进行事务处理时，3000uS用于轮询完整的串行多点分支通信列。每个事务的比特数可以根据要发送和接收的信息以及基于完整轮询周期内的总事务的轮询速率而变化。每个主控器单元16、18可以在相同时段或并行执行对所分配的所有串行端口的轮询。事务的完整轮询所需时间量限定了消息从乘客控制单元10、28到主控器单元16、18的等待延迟时间。主控器单元16、18又通过高速网络20将数据发送到机舱服务服务器14，以将消息转换为控制相应灯12、26的动作。座椅设备30、32可以具有与乘客控制单元10、28一样多的接口，如组中座椅数量所需。有些组最多可容纳五个席位。通常是一到四个座椅。每个座椅设备30、32具有连到上游设备的串行通信34、36和连到下游设备的可中断输出串行通信38、40。乘客控制单元10、28根据其所连接的座椅设备30、32上的某个端口而被硬编码为地址。端口1通常是该座椅组中号码最小的的乘客。作为示例，23排座椅A将附接到座椅设备30的端口1，而23排座椅C将附接到端口3。图2描绘了具有两个串行通信总线50、52的小型系统。主控器单元54处的下游串行总线的数量是取决于所需的各个串行通信总线50、52的数量的设计选择。所选择的串行通信总线50、52的数量通常将本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.在不使用令牌信号的情况下在多点分支总线结构上寻址和定位设备(30、32)的系统，其特征在于：第一主控器单元(16)，其与机舱服务服务器(14)和一个或更多个第二主控器单元(18)通信，每个主控器单元(16、18)还包括映射座椅设备(30、32)和相关乘客控制单元(10、28)的预期配置的数据库(24)；机舱服务服务器(14)与一个或更多个乘客服务模块通信，每个乘客服务模块电控制一个或更多个电气设备(12、26)；第一主控器单元(16)和每个第二主控器单元(18)与座椅设备(30、32)的单独区域连通，每个座椅设备30、32与一个或更多个乘客控制单元10、28连通；其中，切换特定乘客控制单元(10、28)上的开关与电气设备(12、26)中特定一个的状态变化相关联；和其中每个主控器单元(16、18)为其区域中的每个座椅设备(30、32)分配地址并将这些地址转发给机舱服务服务器(14)，并且机舱服务服务器(14)将每个座椅设备(30、32)的地址与乘客服务单元(10、28)相匹配。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.05 US 62/404,425;2017.09.28 US 15/719,0541.在不使用令牌信号的情况下在多点分支总线结构上寻址和定位设备(30、32)的系统，其特征在于：第一主控器单元(16)，其与机舱服务服务器(14)和一个或更多个第二主控器单元(18)通信，每个主控器单元(16、18)还包括映射座椅设备(30、32)和相关乘客控制单元(10、28)的预期配置的数据库(24)；机舱服务服务器(14)与一个或更多个乘客服务模块通信，每个乘客服务模块电控制一个或更多个电气设备(12、26)；第一主控器单元(16)和每个第二主控器单元(18)与座椅设备(30、32)的单独区域连通，每个座椅设备30、32与一个或更多个乘客控制单元10、28连通；其中，切换特定乘客控制单元(10、28)上的开关与电气设备(12、26)中特定一个的状态变化相关联；和其中每个主控器单元(16、18)为其区域中的每个座椅设备(30、32)分配地址并将这些地址转发给机舱服务服务器(14)，并且机舱服务服务器(14)将每个座椅设备(30、32)的地址与乘客服务单元(10、28)相匹配。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，当存在多于一个的第二主控器单元(18)时，它们通过菊花链(20)电互连。3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，每个座椅设备(90、92、94)包括继电器(98、100、102)。4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，当所述继电器(98、100、102)断开时，或者所述座椅设备(90、92、94)不具有分配的地址，或者所述座椅设备有缺陷。5.如权利要求3所述的系统，其特征在于，当所述继电器(98、100、102)闭合时，所述主控器单元与所述区域中的下一...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·A·茹佩尔，
申请(专利权)人：天体电子学先进电子系统公司，
类型：发明
国别省市：美国,US