用于跟踪飞行器部件的系统和方法
【专利说明】用于跟踪飞行器部件的系统和方法
[0001]本申请是2006年9月20日提交的名为“用于跟踪飞行器部件的系统和方法”的中国专利申请200680039338.1的分案申请。
[0002]相关申请交叉引用
[0003]本申请要求于2005年9月20日提交的以下美国临时专利申请的优先权:名为“System and Method for Tracking Aircraft Components and Maintenance History，，的60/718682、名为“Rad1 Frequency Identificat1n and Tracking of Aircraft Parts，，的 60/718884、以及名为 “Methods and Apparatuses for Determining and ManagingAircraft Configurat1ns Using Rad1 Frequency Identificat1n Tags，，的60/718871，其全部内容通过引用而被整体合并于此。
技术领域
[0004]本发明总的涉及射频标识系统，尤其涉及用于标识和跟踪飞行器部件的系统和方法。
【背景技术】
[0005]控制和验证飞行器(例如商用飞行器和军用飞行器)的配置是非常耗费人力的。典型地，需要使用纸张形式手工跟踪上千个序列标号的部件，在确定和记录飞行器上的具体部件时会引起不可避免的错误。跟踪给定飞行器上的飞行器部件的任务甚至随着时间的前进而变得更加复杂，例如，由于在飞行器寿命期间定期进行的维护过程(如“D”检查)，在该期间许多部件可能被替换和/或修理。由于必须输入每个飞行器维护的记录中的海量数据，在与一个或多个飞行器部件的状况和/或历史相关的信息的数据输入期间难免发生错误。
[0006]结果，跟踪飞行器部件的维护历史在当前是一个相当复杂的操作。典型地，机械师并没有确定给定部件的维护历史的现场方法。
[0007]射频标识(“RFID”)是一种非常强大且节约成本的技术，它允许标识、跟踪和管理大范围的对象。RFID技术是基于小无线标签或发射机应答器和用于连接到信息系统的读取器/编码器的使用。这些包含有唯一代码以及其他可由用户指定的额外信息的RFID标签可以被读取器/编码器从一定距离读取(而不必接触或在视线内)。利用射频标识来给产品和设备贴标签和跟踪，这在制造和包装处理中被广泛使用，但尚未用来标记大型复杂及其的各个组成部件。
[0008]基本的RFID系统包括三个部件:天线或线圈、收发器(具有解码器)、和用唯一信息电编程的发射机应答器(RF标签)。通常天线与收发器和解码器装在一起成为读取器或询问器，其可以配置为手持的或者固定安装的设备。读取器在从一英寸到100英尺或更多的范围中发射无线电或磁波，该范围取决于其功率输出和使用的射频。当RFID处在收发器的电磁区域内时，它检测到读取器的激活信号。电磁场激活附连并与对象相关联的RFID标签。作为响应，RFID标签向读取器发送标识代码，以指示它所附连的对象的存在。因为电磁能量的特性，读取器与RFID标签之间并不必有直接视线。用作收发器的读取器将标签的集成电路(典型地是硅芯片)中的数据解码，并且将数据送到主计算机进行处理。读取器/编码器还可以向RFID标签写入数据。
[0009]RFID标签可做成各种不同的形状和大小。标签可以被配置得尽可能小。在一些实例中，RFID标签直径可以和铅笔芯一样小，而长度可以是半英寸。在飞行器中，将期望让标签尽可能小，以便保持负荷(例如，重量)尽可能低，从而允许最大的燃料效率。
[0010]RFID标签被分类成有源或无源的。有源RFID标签由内部电池供电，并且典型地可以对读取/写入(即，标签)数据重写和/或修改。有源标签的存储器大小根据应用需求而不同；一些系统用多至IMB存储器工作。在典型的读取/写入RFID处理进行系统中，标签可以给予机器一组指令，然后机器将向标签报告其运行结果。该编码数据然后将成为贴标签部件的历史的一部分。有源标签的电池供应电力通常给予它较长的读取范围。代价是较大的尺寸、较大的成本以及限于大约10年的工作寿命(取决于工作温度和电池类型)。
[0011]无源RFID标签在没有内部电源的情况下工作，并且从读取器所生成的发射中获取工作电力。因此，无源标签比有源标签轻得多、便宜，并且提供事实上无限的工作寿命。代价是它们的读取范围比有源标签短，并且要求较高功率的读取器。只读标签典型地是无源的，并且用无法修改的唯一数据集(通常32到128比特)编程。读取/写入标签也可以是无源的。它们用唯一数据集编程，并且这些数据不能以期望的间隔修改和更新。
[0012]所有类型的RFID系统的显著优点是该技术的无接触、无视线性质。可以透过多种物质(包括金属)读取标签，而条形码或其他传统的光学读取技术在此将无用武之地。RFID标签也可以在挑战性环境中以可观速度读取，在多数情况下在小于100毫秒内响应。
[0013]在飞行器维护期间标识服役和机载飞行器部件的传统过程是，通过阅读贴到部件的签条和/或部件号来肉眼标识。这些传统过程的问题是，阅读签条或部件号在不利的天气条件、黑暗和拥挤或狭窄的地方是耗时且困难的过程。维护技师花费无数小时来“肉眼”标识飞行器部件。作为标识过程的一部分，它们常常使用笨拙的工具，如闪光灯或镜子，并且在许多情况下挪开进出板和其他部件(有时候并不是必要的)，以便能看到要肉眼标识的飞行器部件。这在飞行调度上引起了可能的差错和长的延迟，以及无意中的部件拆除、身体伤害和飞行器损伤。
[0014]个人伤害、飞行器损伤、丢失部件和花费的不必要的劳动时间，这都是当前肉眼标识飞行器部件的方法的结果。航空公司的运营依靠高效的航线和基本维护实践，在当今激烈竞争的维护环境中，这需要每个可能的优点以获得和/或保持成功。在多数航线维护时出现的黑暗大大降低了技师快速找到部件的能力。极冷或极热的温度影响技师的身体能力。雨、冰雨、雪、风和其他环境因素影响技师的身体能力。快的停航时间以及高节奏的飞行器工作环境对技师有身体和精神上的影响。所有上述问题都可能影响旅行乘客和技师的安全。因此，需要一种允许在不利天气条件、黑暗和拥挤或狭窄的地方更高效标识飞行器部件的系统和方法。还需要一种标识不在维护技师的直接视线内的飞行器部件的方法，从而不用挪开进出板和其他部件就可以标识这些部件。还需要一种提供维护信息的本地存储的系统，从而维护记录总是与部件在一起，并且在现场所有技师和机械师都容易获得记录。
【发明内容】
[0015]在一个方面，提供一种飞行器部件标识和维护跟踪系统。该系统包括:多个飞行器部件；多个射频标识(RFID)标签；和收发器，可操作配置成向每个所述RFID标签发送激活信号。所述RFID标签的每一个与相应一个所述飞行器部件相关联，所述RFID标签包括与其相关联的所述飞行器部件特定的标识和维护数据信息。收发器可操作配置成接收每个所述RFID标签发送的信息，每个所述RFID标签配置成发送表示与所述RFID标签相关联的所述飞行器部件的维护历史的标识和维护数据信息。所述RFID标签包括无源读写芯片，该芯片包括读取器先交谈协议。所述RFID标签包括只读存储器、随机存取存储器和非易失性可编程存储器中的至少一个。所述收发器配置成利用数据来编码一个或多个所述RFID标签，该数据表示与所述RFID标签相关联的所述飞行器部件的更新的维护历史。所述RFID标签包括关于多个以下的数据:所述飞行器部件的制造商、所述飞行器部件的序列号、所述飞行器部件的零件号(或型号)、所述飞行器部件的制造日期、所述飞行器部件的安装日期、所述飞行器部件的修订级别、关于所述飞行器部件的维护活动、所述飞行器部件的模块号、与相应的所述RFID标签相关联的所述飞行器部件的可服务性信息和服务不可靠性信息。可服务性信息包括以下的至少一个:8130可服务性记录、寿命极限时长、检查极限时长、先前维护记录、从大修至今的时间、安装日期、要求的维护数据、大修之前的时间、关于特殊修改的数据、关于空中价值指示的数据、关于服务公告符合的数据和未发现故障历史。服务不可靠性信息包括以下的至少一个:所述飞行器部件被拆卸的日期和时间、拆卸时的运行状况、拆卸时记录的AHM数据和服务不可靠信号。其中所述收发器配置成:基于从与所述多个飞行器部件相关联的所述RFID标签接收的数据，产生描述所述多个飞行器部件的已整理的维护数据的数据。所述收发器配置成:基于从多个所述RFID标签接收的数据，产生描述所述飞行器部件中哪一个要进行定期检查和定期替换中的至少一个的数据。所述RFID标签的第一部分在其中包括至少一个工作地址，该工作地址用于访问所述RFID标签以读取在其中存储的数据和写入要在其中存储的数据，其中所述至少一个工作地址包括以下的至少一个:所述飞行器部件附连的飞行器序列号或者分配用于库存和状态跟踪的伪代码；国际民间航空组织(ICAO)分配的功能代码，其为所述飞行器部件定义部件类型、其上层部件类型和序列号；和客户关键字字段，其配置所述RFID标签来响应来自所述收发器的授权的查询。其中至少一个所述RFID标签包括:处理器和非易失性存储设备，其足以存储用于响应询问和请求的代码和信息。其中所述非易失性存储设备在其中包括使所述RFID标签能仅识别和响应授权的查询和更新请求的嵌入软件。所述嵌入软件使所述RFID标签能仅响应包含特定授权代码的接收消息，其中授权代码是用户利用所述收发器可选的。所述嵌入软件使所述RFID标签能仅响应所接收的特定数据格式的消息，其中所述数据格式包括一个或多个定义数据字段，一个或多个定义数据字段是只读字段，包括指定所述RFID标签接收何种类型的消息的命令代码。其中所述非易失性存储设备在其中包括使所述RFID标签能将用于存储和检索的信息格式化并处理该信息的嵌入软件。其中至少一个所述RFID标签被配置为与其附连的飞行器关联。其中所述RFID被配置为与包括以下数据的飞行器相关联，即:关于所述RFID标签附连的所述飞行器的制造商名称、型号、序列号和制造日期的数据。所述RFID标签的至少一部分包括其中存储的URL指针，所述URL指针指向包含所述RFID附连的部件的维护历史的数据库处理。所述RFID标签的至少一部分包括唯一网络可寻址的媒体访问控制地址。所述收发器被配置成创建授权的查询和更新请求以满足嵌入在一个或多个