基于航空推车的无线网络服务装置的制作方法

1.本公开涉及无线通信技术领域，特别涉及一种基于航空推车的无线网络服务装置，以及设置有该无线网络服务装置的航空器、船舶和车辆。


背景技术：

2.2013年，美国联邦航空管理局（faa）、欧洲航空安全局（easa）解除在商业航班上使用手机等移动通讯终端的禁令，打开了移动终端等便携式电子设备在商业航班上应用的领域，2018年，中国民用航空局（caac）解除在商业航班上使用手机的禁令，在中国民用航空领域开创了一个新的航空服务时代。
3.随着2018年民航局发布的《机上便携电子设备(ped)使用评估指南》，为机上使用电子设备在政策上提供了指南，社会公众对于在飞机上使用便携式电子设备特别是使用手机的需求越来越强烈。
4.目前，民用航空飞行器上提供给乘客的机上航空娱乐系统主要包括以下4种状态：
5.（1）航空器上未配置机上航空娱乐系统，不能向乘客提供电子娱乐节目和信息；
6.（2）在航空器客舱走廊或机舱顶部集中安装若干个吊顶式显示器，给乘客提供非互动机上航空娱乐信息。乘客观看娱乐节目距离较远，显示分辨效果差，无交互功能，乘客只能被动接受既定的显示内容。包括显示器的娱乐系统安装维护过程需要航空器停飞改装，并需要对加装或改装后的客机重新进行安全认证，成本高，节目内容不能及时更新且不能扩展提供其他机上服务。
7.（3）在航空器客舱座椅靠背后面安装嵌入式有线控制器或触摸屏终端系统，向乘客提供点对点式航空娱乐系统。此类在飞机上固定安装的航空娱乐系统硬件属于航空电子设备，需要适航认证后才可在飞机上安装，本身价格昂贵，显示分辨率低，系统故障率高，反应慢，手感差，有线控制器或触摸屏易损坏，维护维修成本高。安装维护过程需要客机停飞改装，并需要对加装后的客机重新进行安全认证，成本高，由于固定安装在飞机机舱结构内，节目内容不能及时更新，并且不能提供其他机上服务；
8.（4）在飞机的行李架内加装3至4个无线局域网接入设备和无线局域网天线，在机舱内实现无线局域网信号覆盖，在行李舱或厨房设备舱加装网络交换机及服务器等设备，在机舱内安装的所有设备均由机舱电源提供电力供应。乘客则使用自己携带的移动设备，如手机，平板电脑，笔记本电脑等，通过设备的无线网卡，连接到机上无线局域网，观看和使用机上的娱乐与服务内容，如果民航飞机本身可以通过卫星连接国际互联网，则还可以向乘客提供有限的国际互联网连接服务。此类在飞机上固定安装的航空娱乐系统硬件属于航空电子设备，需要适航认证后才可在飞机上安装，本身价格昂贵，安装维护过程需要客机停飞改装，并需要对加装后的客机重新进行安全认证，维护维修成本高，由于固定安装在飞机机舱结构内，节目内容不能及时更新。
9.综合以上方案可知，传统解决方案都需要在民航飞机上固定安装相应的航电设备，并采用客机机舱电源进行供电，具有以下共性与缺陷：
10.（1）需要对飞机的机械、电气结构进行改装，加装相应的设备，并由飞机机舱提供电力供应。在飞机原有结构上加装与飞机存在固定交联的设备，会对飞机的结构和电气连接产生无法预料的影响，根据航空安全相关规定，为保证飞机的飞行安全，在飞机上固定安装的所有设备，必须是已通过适航认证的航电设备。并且，航电设备的任何改变，如硬软件变更与升级，连接变化等，必须重新认证该航电设备，将导致设备本身的安装、认证、运营、维护，甚至内容的更换都成本高昂。
11.（2）根据航空安全相关规定，在飞机上加装任何新的或变更任何航电设备，或改变任何航电设备的连接，飞机必须停飞并在通过认证的专业飞机维修厂进行改装，并在改装后，重新进行航空适航认证，以确保飞行安全，这将导致项目实施、运营和维护的成本极其高昂。
12.（3）随着现代科学技术的进步与发展，特别是移动无线网络通信技术与设备，如无线局域网，手机等技术与产品的更新速度原来越快，几乎每一两年就会更新升级一到两代。但考虑到设备更新升级成本高昂，传统的解决方案不能适应设备的更新升级，甚至在项目实施的时候，所使用的产品与技术就已经过时落后，不能提供最新、最前沿的技术，以及更新实时的服务与内容供航空乘客使用。
13.（4）由于传统的产品与解决方案需要在机舱内固定安装所有航电设备，作为航电电子设备的一部分，其所承载的内容不能随时更新，如按航段更换广告、机上商品、优惠信息、音乐、电影、航空餐饮等娱乐与服务内容，导致内容陈旧，及时性和可用性较低。
14.（5）如果飞行过程中所提供的航空娱乐与服务内容完全依赖于通过机上卫星连接国际互联网（internet）进行数据通讯,由于卫星通信的带宽、实时性、稳定性与高昂的使用费用等限制，以及卫星通信更适用于单向广播方式的通信的特性，所以，由多用户分享有限带宽的双向点播模式，会导致单个用户所获得的带宽不足，为航空乘客留下较差的使用体验，并给航空公司带来极大的成本压力。


技术实现要素：

15.针对现有技术中存在的缺陷和不足，本实用新型的目的在于提供一种适用于航空器的无线网络服务装置，同时避免因为航空安全相关规定，导致的航空设备改装和适航认证造成的改装成本过高，适航认证繁琐的困境。
16.本实用新型的另一个目的在于提供一种应用该无线网络服务装置的航空器，以及船舶和车辆。
17.本实用新型的技术方案包括：
18.一种基于航空推车的无线网络服务装置，其特征在于：所述航空推车的内部空间中内置有无线网络服务系统，用以提供无线网络服务，所述无线网络服务系统包括相互连接的射频天线系统、网络路由器系统以及电源系统。
19.进一步的技术方案包括，所述射频天线系统集成在所述航空推车的前门板上，所述网络路由器系统和所述电源系统分置于所述航空推车的餐盒或冰盒中，并随餐盒或冰盒设置于容纳餐盒或冰盒的轨道上。
20.进一步的技术方案包括，所述无线网络服务装置还包括服务器系统，其设置于所述航空推车的餐盒或冰盒中，与所述网络路由器系统相连接，所述服务器系统包括服务器，
以及与其相连的数据存储装置。
21.进一步的技术方案包括，所述射频天线系统包括分置的或是一体设置的无线信号接收装置和发射装置。
22.进一步的技术方案包括，所述网络路由器系统包括与外部进行数据交换的usb接口和/或无线局域网路由器。
23.进一步的技术方案包括，所述网络路由器系统还包括国际互联网边界路由器及其网关设备，所述国际互联网边界路由器及其网关设备用以连接国际互联网，以向空乘人员和乘客提供国际互联网连接，并与地面基站连接进行数据传输和交换。
24.进一步的技术方案包括，所述电源系统包括一个或一组航空电池单元和/或可接驳外部电力供应的电源单元。
25.进一步的技术方案包括，所述无线网络服务装置还包括设置于航空推车内的网络总线和电力总线，所述网络总线将所述服务器系统、所述射频天线系统和所述网络路由器系统相连接，进行数据信号传递，所述电力总线将所述电源系统和各用电单元相连接，实现电力供应。
26.进一步的技术方案包括，所述航空推车的车体壁板上设置有用于连接外部电力供应的电力接口开孔和连接国际互联网的网络接口开孔以及用于航空推车内部系统散热的进风口及出风口。
27.进一步的技术方案包括，所述电力接口包括外接220伏交流电源接口开孔、航空电池快速充电接口开孔、外接28.5伏直流航空电源接口开孔及外部网络连接接口开孔中的至少一个。
28.进一步的技术方案包括，所述航空推车还内置有环境数据采集处理及报警系统，其设置于所述航空推车的餐盒或冰盒中，包括一组监测检测单元，用以监测航空推车门开关状态，以及对航空推车内部温度、湿度、外部物理学参数进行检测、数据采集、处理及报警。
29.进一步的技术方案包括，所述无线网络服务装置还包括人机交互设备，其设置于所述航空推车的餐盒或冰盒中，所述人机交互设备配置微型控制器。
30.进一步的技术方案包括，所述人机交互设备包括触摸屏式显示面板，或是鼠标键盘为辅助输入设备的显示屏，所述微型控制器内置操作模块，控制实现人机交互操作。
31.一种航空器，其特征在于：所述航空器内设置有如上所述的任何一种基于航空推车的无线网络服务装置，所述航空器内乘客或空乘人员所处的空间内具有无线连接信号
32.一种船舶，其特征在于：所述船舶内设置有如上所述的任何一种基于航空推车的无线网络服务装置，所述船舶内乘客或司乘人员所处的空间内具有无线连接信号。
33.进一步的技术方案包括，所述船舶包括潜航器。
34.一种车辆，其特征在于：所述车辆内设置有如上所述的任何一种基于航空推车的无线网络服务装置，所述车辆内乘客或司乘人员所处的空间内具有无线连接信号。
35.进一步的技术方案包括，所述车辆包括火车、高铁以及汽车。
36.本实用新型的技术效果在于：
37.本实用新型基于航空适航认证后的航空推车作为无线网络服务装置的载体，无线网络服务装置均集成在航空推车内，优选为集成在标准餐盒及冰盒内部，每一个餐盒及冰
盒都是一个独立的设备单元，可随意拆卸与更换，各餐盒与冰盒之间通过电力总线和网络总线线缆相互连接，航空餐盒与冰盒则放置在航空推车内部的餐盒与冰盒导轨上，与航空推车本身没有固定的机械与电气连接。
38.本实用新型中，所有设备直接容纳于航空推车内，或通过冰盒或餐盒设置于航空推车内，与飞机本身没有固定的机械连接，也无固定交联，所以不归属于航空电子设备，可以归属于发射类便携电子设备，即eped，所以，此类设备仅需要通过安全检查而无需进行改装及航空适航认证。
39.本实用新型基于改进的航空推车可以放置在飞机上设定的航空推车位置上，其与飞机不需要固定的机械连接，可随时移动、更换，同时承载所有设备上下飞机，并在机上或离机状态下进行系统的软硬件的维护、保养、升级或更新，无需进厂改装和适航认证，既降低了运营成本，又提高丰富了无线网络服务的内容和品质。
40.本实用新型中，无线网络路由器系统包括两种方式，既可以采用独立的接口（例如usb接口或局域网络接口或无线局域网络连接）进行机上或离机离线状态下数据更新，或是系统升级，也可以通过局域网路由器或是国际互联网路由器及其网关设备进行机上或离机在线状态下数据更新或是系统升级，并基于互联网云技术进行远程系统维护，同时还能够给乘客及空乘人员提供优质的网络连接服务，保证每个人均能够享受到足够的带宽，提高机上网络连接、机上娱乐和服务内容的体验感。
41.本实用新型的电池系统包括独立设置的航空电池或电池组进行供电和充电，也可以通过设置的外接式电源插口接受外部电源的交流或直流供电，具有更加广泛的适用性。
42.本实用新型通过在航空推车中设置环境数据采集处理及报警系统，包括一组监测检测单元，用以监测航空推车门开关状态，以及航空推车内部温度、湿度、外部对于航空推车的冲击等物理学参数进行检测、数据采集、处理及报警，也可以收集和保存乘客或空乘人员的操作过程、通话信息等数据，使得本实用新型具有类似黑匣子的部分功能。
43.本实用新型的基于航空推车的无线网络服务装置，不但适用于飞机等航空器中，也能适用于船舶、潜航器、火车、高铁、汽车等具有封闭空间的其它交通工具上，利用航空推车便捷移动的特点，为这些交通工具的空间内的乘客及司乘人员提供优质的无线网络服务，改善驾乘中的无线网络应用体验。
附图说明
44.图1所示为本实用新型的一种实施例的结构示意图。
45.图2所示为本本实用新型的航空推车一种实施例的后背板结构示意图。
46.附图标记列示如下：1.航空推车，2.无线局域网天线系统，3.航空电池组，4.电源系统，5.无线局域网路由器系统，6.服务器系统，7.前门板，8.人机交互与环境监控系统，9.局域网网络总线系统，10.电力总线系统，11.背板，12.出风孔，13.进风孔，14.国际互联网网关接口开孔，15.外接交流电源接口开孔, 16.航空电池快速充电接口开孔, 17.外接直流航空电源接口开孔。
具体实施方式
47.以下结合附图对本实用新型做进一步说明。
48.如图1所示为本实用新型的一种实施例的结构示意图。图2所示为本实用新型的航空推车一种实施例的后背板结构示意图。
49.航空推车是民航客机的标准部件，本身已经获得航空适航认证，具有足够的机械强度、防火等特性，可以用于承载、储存、运输通过机场安全检查后的任何物品与设备上下民航客机，如航空餐饮，杂物、垃圾，行李，机上商品，各种设备等。
50.作为一种优选的实施例，本实用新型的基于航空推车的无线网络服务装置中，每一个航空推车餐盒或冰盒与集成于其内部的设备，构成一个设备单元，所有设备单元均放置在航空餐车内部的餐盒或冰盒滑轨上，其与航空推车没有固定的机械连接，并可随时进行移除和更换。
51.经航空适航认证后的航空推车，作为所有设备单元的载体，并进行相应的改造，包括在侧板或背板11或前门板7上开孔，其中包括用作散热的一组或多组进风孔13和一组或多组出风孔12，还包括用以安装国际互联网的网关接口开孔14、外接交流电源接口开孔15、外接直流航空电源接口开孔17以及航空电池快速充电接口开孔16。
52.航空推车配套的餐盒和冰盒，作为所有无线网络服务设备的承装载体，餐盒和冰盒放置在航空推车内部的餐盒和冰盒导轨上，所有承装有无线网络服务设备的餐盒和冰盒间，通过电力总线系统10和局域网网络总线系统9相连接。
53.本实施例中设备单元包括：
54.人机交互与环境监控系统8，本实施例中优选为冰盒承装，其通过有线或无线相连的检测或监测元件获得相应的数据，并检测、记录系统运行状态和环境参数，生成相应的告警信息。该设备单元通过局域网网络总线系统9连接到服务器与局域网络系统6，可以独立或是在服务器系统6指令下工作，其通过电力总线系统10和电源系统4相连接。
55.作为另一种实施例，人机交互与环境监控系统8还可以包括设置不同的探测元件，在不违反相关法律法规的基础上，收集并储存关于航空器的运行数据或是机舱内任何乘客及空乘人员的操作和人体活动的信息，包括语音和影像信息，可以作为黑匣子的补充和替代。
56.服务器系统6，本实施例中优选为餐盒承装，包括服务器、存储装置和以太网交换机。该设备单元承载航空服务及娱乐软件系统和存储所有的航空服务与娱乐内容数据，以太网交换机通过网络总线系统9向航空推车内其它设备单元提供局域网络连接，该设备单元通过电力总线系统10获得电力供应。
57.作为一种优选的实施例，服务器系统6中配置低功耗中央处理器、低电压低功耗内存和大容量存储器，既可以存储海量的娱乐与服务数据，又可以维持长时间低功耗运行。
58.无线局域网路由器系统5，本实施例中优选为餐盒承装，包括无线局域网接入设备和路由器，为乘客提供无线局域网接入和国际互联网网关的中转服务。该设备单元通过电力总线系统10与电源系统4相连，获得电力供应，该设备单元通过网络总线系统9连接到服务器系统6。
59.该设备单元通过国际互联网网关接口开孔14，用局域网线连接至飞机上的国际互联网网关；设备单元中的无线局域网接入设备例如经同轴电缆连接到无线局域网天线系统2，实现无线局域网信号覆盖机舱。
60.电源系统4在本实施例中优选为餐盒承装，通过电力总线系统10为航空推车内所
有设备单元提供电源供应。该电源系统4包括选配的具有充放电功能的航空电池组3和/或可接驳外部电力供应的电源单元，其中航空电池组3包括一块或一组航空电池单元。
61.在没有外部电源供电的情况下，电源系统4可以利用航空电池组3为航空推车内其它所有设备单元提供电能；在有外部电源连接时，电源系统4可以对航空电池组3进行充电。
62.作为另一种实施例，也可以配有单独的快速充电接口，经航空电池快速充电接口开孔16对航空电池组3进行快速充电。
63.对于无线局域网天线系统2，本实施例中外置射频天线部分优选集成在航空推车的前门板上，例如经同轴电缆与无线局域网路由器系统5相连接，发射无线连接信号覆盖机舱。
64.本实用新型在工作状态时，当航空推车1安置在飞机机舱时，可以通过外接交流电源接口开孔15，连接外部机舱提供的交流电源，也可以通过外接直流航空电源接口开孔17，连接机舱内提供的直流电源，还可以连接航空推车1内部的航空电池组3。选配的航空电池组3与连接到航空推车1内部的电源系统4的外部供电输入可同时使用。电源系统4通过电力总线系统10向航空推车内所有设备单元供电。在仅使用可选配的航空电池组3供电时，且不连接飞机上提供的基于卫星通信的国际互联网网关时，本实用新型的无线网络服务装置与飞机无任何电气连接。
65.乘客与空乘人员使用便携式移动设备，如手机、平板电脑、笔记本电脑等，通过航空推车1前门板7内的无线局域网天线系统2，经无线局域网路由器系统5，连接到服务器系统6，访问服务器中内置的娱乐与服务数据。
66.如果航空器提供基于卫星连接的国际互联网网关连接，则乘客和空乘人员可通过无线局域网路由器系统5中的国际互联网边界路由器连接国际互联网，与地面基站或数据中心传输和交换相应信息。
67.作为一种优选的实施例，本实用新型也可以通过基于卫星连接的国际互联网连接，支持基于云计算的互联网通信技术。
68.作为其它的实施例，本实用新型中的任何设备单元均可单独或部分单元不集成于冰盒或餐盒中，并呈独立状态内置于航空推车1内，并随航空推车1自由移动。
69.本实用新型的实施例，并不局限于航空器，如飞机中，也可以实施于其它的交通工具中，如船舶、潜航器、火车、高铁、机动车等。
70.如果此基于航空推车的无线网络服务装置用于航空器以外不需要航空适航认证的船舶、车辆或其他场所等，则可使用未经航空适航认证的航空推车或其他载体。
71.另外，本实用新型的实施例，也不局限于各类交通工具中，还可以独立实施于其它的需要临时局域网服务的环境中，包括厂矿车间、地下井道、野外作业等环境。
72.以上所述为本实用新型的优选实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。