远程控制系统和方法及与这种系统相关的使用的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种远程控制系统(195)，包括移动单元(190，1102，1105)和为这些提供控制器单元的控制构件(106，110)。所述单元装备有功能执行构件(161)和分别产生信息信号(301)并将其进行发射的传送构件(207，270)。信号处理构件(261，268)以及它们用于控制各移动单元的功能的行使功能(314)被分别放置在仅仅发生在当前移动设备中。按照所提出的使用结合本发明的目的，用分布式且集成的网络结构(1751)构建控制器区域网络类型的系统。只有信号处理构件(1753)和位于实际单元中的它们的用于控制移动单元的功能行使构件(1754)用于其控制。根据该方法，建立了一种控制器区域网络类型的结构，其具有模块化单元(1753')、节点(1753)和用于节点通信的通信协议(501)。所有由节点发射的消息都被模块化单元(1754，1792)接收。用信息比较(1755，176)来选择对应的消息或其一部分。
【专利说明】远程控制系统和方法及与这种系统相关的使用
【技术领域】
[0001]本发明大体上(尤其)涉及一种远程控制系统，例如涉及无线电控制(RC)系统。本发明还涉及关于这样的系统的方法。所述方法(尤其)涉及控制无线电控制设备的方法以及使用这样的系统的方法。本发明还涉及远程控制系统的使用。它也涉及权利要求1、22和31的前序部分。
【背景技术】
[0002]大多数模型控制系统的特征在于两个主要部分，一个是控制信号的发射器，一个是控制信号的接收器。接收器连接多个被称为“伺服机构”的致动器，向它们每一个提供表示各个致动器位置设定值的PWM信号。如果模型有电动马达，则这由一个把所收到的PWM信号转换为马达速度设定值的马达速度控制器控制。接收器控制的致动器和马达的最大数目的范围介于:通常对于简单接收器为4个，对于高级接收器多达14个或16个。该数目称为“信道”。发射器有微控制单元(MCU)，操纵杆、按钮和电位计的输入信号通过它可以不同的方式进行混合并被操作，例如，使线性操纵杆输入信号成为非线性、调整信号的增益、设定信号最小和最大值、对信号微调等。这些设置可以在发射器中以有限数目的模型被制定并存储，例如7种、9中或在极端的情况下高达50种。这种系统的例子有用于汽车的日本双叶电子工业株式会社的4PK Super2.4GHz系统、用于飞机和直升机的频谱(SPEKTRUM)DX8。用于飞机和直升机的weatronic2.4 Dual FHSS无线电控制系统与其他系统的不同之处在于，其可能在对应模型的接收器中存储一些模型特定数据，如伺服机构的线性、混合等。
[0003]最近市场上出现一个新概念，是由日本双叶电子工业株式会社推出的名为S-BUS的技术。日本双叶电子工业株式会社的S-BUS特征在于，接收器通过串行总线控制伺服机构，对于每个位置，设定值在该串行总线上作为数据包发布。各致动器和速度控制器在总线上具有对应于传统系统“信道”编号的地址。如同传统的系统，混合、操作和范围设置在发射器完成。日本双叶电子工业株式的方案可以由同一个接收器以相同的成本处理和存在的地址一样多的信道。用户不必选择带有特定数量信道的接收器。此外，减少了连接所有伺服机构的电缆数量，便于在模型中安装。
[0004]在发射器中存储的模型特定数据的常见的问题据称为WMS (错误模型综合症)。在控制运载工具前，领航员必须从发射器的存储模型列表中选择正确的模型。选择错误的模型通常会导致撞毁。该问题对于像weatixmic这样的系统更严重，在这种系统中相似的数据可以被存储在发射器和接收器中，即使在发射器所选择的模型是正确的，错误地方的修改也会导致撞毁。频谱可编程发射器有一个针对错误模型综合症的解决方案，称为模型匹配。
[0005]模型匹配在接收器与频谱发射器配对时，为每个接收器分配其自己唯一的代码。如果从内存中选择的模型不具有与要被控制的模型相同的接收器代码，那么运载工具的控制直到正确的模型被选择才会响应。图1所示是现有系统的情况。所示例子涉及飞机模型，对其他模型运载工具而言，如直升机、汽车、船、坦克等，该系统是类似的。195大体上所指示的系统包括:便携式发射器196和运载工具198，便携式发射器196响应领航员197的动作产生控制信号，运载工具198带有由领航员197远程控制的接收器和致动器。以下是这样的系统的更详细的例子:被描绘成飞机的运载工具190具有接收器120、马达控制器163和多个伺服机构161、162、164、165和166。发射器具有:两个操纵杆110和111 (每个操纵杆分别控制2个轴线101、102和103、104)、分别用于微调各个轴线的微调器101，、102’和103’、104’、用于控制模式或数字控制(如起落架)的开关105、106、用于半静态控制(如襟翼和增益)的电位计107，108。领航员通过操作设备110、111和105至108产生控制信号。典型地，信号101适用于副翼、信号102适用于电梯、信号103适用于马达控制、信号104适用于方向舵、信号105适用于起落装置、信号106适用于副翼的双向舵量比率(dual rate)、信号108适用于襟翼。输入信号由发射器的微控制单元(MCU) 150通过电缆151读取，电缆151连接到各传感器、多路转换器152和模数转换器153。微控制单元(MCU) 150根据代表三种不同运载工具的存储的信号调整和混合设置的方案154、155或156中的一个方案操作和混合信号，每种方案为一特定模型修改用于马达控制器163和伺服机构161、162、164、165、166的控制信号。混合和操作可以是相当复杂的。副翼信号应分为两个控制信号，一个信号用于伺服机构161 (右副翼)，一个信号用于伺服机构165 (左副翼)，二者均由101’调整，并依据开关106的位置进一步修改。101信号也可以产生104信号。因此，操作和混合的领航员输入信号通过PPM或PCM方法编码，并从发射器100通过无线电发射118发射给模型190，模型190有接收器120，接收器120接收用于马达控制器163和相应伺服机构161、162、164、165和166的命令信号。接收器经由接线排120’由三个导体连接(接地、PWM、电源)171、172、174、175、176连接到各伺服机构，向各伺服机构供给电源和控制信号。电源是经由电缆178(+)和179(-)连接到马达控制器163的电池177。选择的电池电压与马达170的要求匹配。马达控制器经过电源导体和接地导体向接收器120提供减小的电压(一般为5-6伏)，并通过连接173的信号导体接收控制信号。然后接收器向连接的伺服机构供电。
[0006]日本双叶电子工业株式会社的S-BUS概念略有不同。图1还示出了根据日本双叶电子工业株式会社的S-BUS所描述的系统的另一种配置180。S-BUS接收器181连接到串行总线182。S-BUS伺服机构和控制器191至196对应于伺服机构和马达控制器161至166，而不是PWM信号，接收器向各伺服机构/控制器发射带有信号值的消息。其控制理念是相同的，即，发射器发送控制信号，经由接收器到达每个伺服机构/马达控制器。可替代地，传统伺服机构和控制器可以在其在接线排182的各自的位置进行连接。
【发明内容】
[0007]根据本发明的系统的主要特征、方法及使用分别通过权利要求1、22和31的特征部分是显而易见的。
[0008]其所针对的实际情况是，现代运载工具系统因为MCU的性能越来越强大而变得越来越复杂。现代的致动器具有嵌入式MCU，并且原本在发射器或接收器完成的大量任务现在可以分发给致动器。引进专用于特定任务的新型模块也成为可能，且能够引进更先进的控制策略。根据本发明，更先进的模型控制系统的关键在于，抛弃在发射器中收集大量输入信号、对它们进行操作以形成用于运载工具每个设备的信号值、并把这些值发射给接收器(用于产生到每个所连接的设备的PWM信号)的理念。取而代之的是，发射器应读取每个输入参数的值，并将这些值作为数字消息的信号发射。每个信号或每组信号都应该被封装成与一唯一的标识相关联的消息。这些消息应当被发射给模型并被所有设备接收。然后，由各个接收设备从这些消息中选择他完成其任务所必须有的信号。换句话说，该系统使用了分布式嵌入网络架构，其中模块是带有通信协议的通信系统中的节点，其中，连接到网络的所有模块接收每个消息并选择要处理的消息或消息的部分。串行协议CAN(IS011898)用于汽车和工业领域的控制系统，并具有所述的协议基本特征。IS011898只处理低级通信，并且需要更高层的协议(HLP)来制定完整的通信协议。创建用于远程控制的模型运载工具的合适的HLP可以采用瑞典公司Kvaser的CanKingdom。采用CAN作为模型控制系统的基础(尤其)会有以下优点:
[0009]a)将所有控制任务转移到运载工具系统。这将使WMS消失。
[0010]b)由于只需要线性的、非混合的信号，所以简化了发射器的设计。
[0011]c)相同的发射器不需要任何修改就可以与多个模型配对。
[0012]d)每个设备都可以为发射实际数据做准备。
[0013]e)模型中的每个设备都可以设置为多个模式，然后所有设备可以根据一个命令同时转换模式。
[0014]f)模块可设计为控制原有类型的伺服机构和速度控制器，并且可以添加新功能，例如测量电流、电压、基于本地滤波器和从不同的源接收的数据计算输出的PWM信号。
[0015]g)发射器可通过金属线与模型中的系统直接连接，形成一个CAN系统。这个系统又可以通过CAN接口直接连接到PC。这便于系统的设置和检查。
[0016]h)连接到CAN网的各个模块可以通过PC进行重新编程。
[0017]i)发射器可以包含多个构成本地发射器网络中的节点的模块。
[0018]k)发射器系统和模型系统可以通过简单的无线电收发器对进行连接。该收发器对只用将CAN消息封装进无线电协议并从无线电协议中对CAN消息进行解封装，以在两个CAN系统之间交换CAN消息。
[0019]I)发射器和/或接收器可以很容易地连接到万维网。
[0020]m)通信是双向的，因此领航员通过发射器可以很容易地从模式运载工具撤回(retrieve)消息。不需要任何额外的遥测装置。
[0021]应当理解的是，前述总体描述和下面的详细描述(尤其)指的是本发明的可行的开发方式。包含在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本发明的实施方式，并同总体描述一起用于解释本发明的原理。
【具体实施方式】
[0022]本发明被描述为涉及构造一种用于模型交通工具远程控制的系统，该系统基于分布式嵌入式控制系统的概念，其中，输入信号由如操纵杆、按钮、开关等的R/C发射器生成，转化成CAN消息，由所述模型交通工具接收并分发给内部CAN系统。这些CAN消息由控制模块接收，生成控制信号，送给与伺服机构、马达控制器、开关等连接的放大器，用来控制模型。每个接收模块接收所有的CAN消息，并选择那些它所需要的。当安装模型系统时，收发器和PC可以连接到一个单独的CAN网络，然后被分成两个独立的CAN网络，一个用于发射器，一个用于模型运载工具。然后，CAN消息在系统间通过一对无线电收发器交换(优选的，其工作在2.45或5.8GHz的ISM频段)，一个在发射器中，一个在模型运载工具中。由于无线电通信是双向的，所以模型运载工具可以产生和发射消息，由R/C发射器接收，然后R/C发射器可以为领航员生成实际的运载工具信息。
[0023]下面将参考附图对具有本发明重要特征的系统、方法和使用的优选实施例进行描述，其中
[0024]图1示出的是已经解释过的现有R/C系统状况的情况。
[0025]图2示出新系统的主要部分，其中所有模块连接到CAN总线，即有线系统。
[0026]图3示出了根据图2已被划分两个相互独立CAN系统的系统，这两个独立CAN系统之间通过无线连接。
[0027]图4示出了发射器和模型运载工具之间的CAN消息无线电通信原理。
[0028]图5示出了 CAN消息编码原理。
[0029]图6示出了 CAN消息编码的示例。
[0030]图7示出了本发明的一种实施方式。
[0031]图8示出了 CAN模型运载工具系统的两种拓扑图。
[0032]图9示出了本地伺服机构/模块解决方案，对供电进行了解释。
[0033]图10示出了根据本发明的高级电源系统。
[0034]图11示出了一个使用示例。
[0035]图12示出了发射器和运载工具系统根据本发明的远程操作。
[0036]图13示出了根据本发明通用模块的主要结构。
[0037]图14示出了根据本发明系统开发的第一构建。
[0038]图15示出了根据本发明系统开发的第二构建。
[0039]图16示出了根据本发明系统开发的第三构建。
[0040]图17示出了本发明核心技术的概览图。
[0041]图18a_18b示出了普通消费者电子设备与根据本发明的系统结合使用的示例。
[0042]现有的用于远程控制模型运载工具的技术是一个集中的系统架构，其中控制输入信号中的任何和所有修改都在发射器中进行，并被转换为到要被控制的运载工具中每个致动器的设定值。本发明提出了一个根本性转变，把当前架构转变为分布式嵌入控制架构。图17示出了这个新概念的概览图。仅仅示出了要点部分作为辅助，以便更好地理解附图2-16中的细节。要解决的问题是，设计和生产一种控制系统，用于一次一个安全准确地远程控制多个模型运载工具。为清楚起见，下面概述部分被分成五个部分:
[0043]-发射器
[0044]-运载工具
[0045]-发射器与运载工具之间的有线连接
[0046]-发射器与运载工具之间的网关连接
[0047]-发射器与运载工具之间的无线连接
[0048]-通过TCP/IP连接的发射器和/或运载工具连接。
[0049]发射器
[0050]领航员1701拥有发射器1702，从他作为用户的角度，当控制运载工具时，发射器1702的工作几乎与目前的的发射器相同。领航员有多个可供选择的运载工具1703。发射器包括带有多个输入设备的系统1704，通过输入设备，他可以产生控制信号。一些输入设备生成模拟信号1705，如操纵杆1706、电位计等。这些信号由电子模块1707接收，电子模块1707把模拟信号转换成数字信号1708。模块1707连接到CAN总线1709。模块将一个或多个它的数字化输入值放入CAN消息1710中并将该消息在总线上发射。来自开关1712等的数字控制输入信号1711由模块1713转换成数字值，在总线1709上合成和发射CAN消息之前，模块1713可内部创建更多信息(例如状态变化等)。发射器1702可以非常复杂，可以具有多个内部传感器，它可以从运载工具接收消息(如速度和燃料水平)，并通过视觉或听觉为领航员提供此类信息。总线上的信息可由模块1715接收，用于活动监督目的，以及执行信号处理、创建新的且修改后的控制消息。有许多种把CAN消息传送至运载工具侧的方式，这将稍后讨论。运载工具
[0051]在运载工具总体1703中，各运载工具有一个带有CAN总线1752的控制系统1751，多个模块1753，1754等连接到CAN总线1752。这些模块在生产中可以制成具有非常通用的状态，然后加载软件后转变到一个特定状态。模块1753’处于通用状态，带有包含通过CAN对指令进行通信的基本软件1755。PC 1756具有用于CAN模块软件的开发、CAN系统的构建和测试等的软件包1757和USB-到-CAN接口 1758。模块1753’连接到USB-到-CAN接口 1758和PC 1757，并通过CAN通信1760下载软件1759，从而把通用模块1753’转变成模块1753，模块1753专用于控制伺服机构1761、从在CAN总线1752上出现的消息中选取某些信号并将它们转换为控制伺服机构1761的PWM信号。系统1751中的其他模块以相同和相似的方式加以修改。
[0052]发射器与运载工具之间的有线连接
[0053]发射器系统和运载工具系统两者都围绕CAN总线建造。这两个总线可以通过一个中间三部分组成的CAN总线1770彼此连接。一个连接1771连向CAN总线1752，第二个1772连到CAN总线1709，第三个连接1773连到CAN-到-USB接口 1758。现在CAN总线1752、1770和1709彼此连接并形成一个联合CAN总线，从而将运载工具中的所有模块和发射器中的所有模块以及PC彼此连接起来。所有模块必须使用相同的比特率并支持相同的CAN高层协议。合适的一个是瑞典公司Kvaser的CanKingdom。然后系统设计者1780可以通过使用软件包1757中的系统配置软件(如瑞典公司Kvaser的Kingdom Founder)配置每个连接的模块并建立两个系统1751和1704中的通信。信号被封装成合适的CAN消息并且用一种合适的方法安排它们的发射。每个接收模块设置为解码相关的消息。各系统1751和1704的内部消息流量规则以及两个系统之间稍后的流量规则均被实施。通过有线连接这两个系统可以检查任何逻辑，但消息流量的定时和致动器的响应时间可能不正确。
[0054]发射器与运载工具之间的网关连接
[0055]断开CAN总线1770，并在CAN总线1752处用终端电阻1774代替，在CAN总线1709处用终端电阻1775代替。从而使CAN总线1752和1709终止于两端。每个CAN总线分别具有连接器1762和1714，通过连接器可以把外部CAN模块连接到总线。模块1781是CAN-到-CAN网关，也就是说，它有两个CAN端口 1782和1783。CAN T型连接器1784附接到端口 1782，现在CAN总线1770连接到端口 1783。CAN-到-CAN网关1785被巧妙地镜像连接到CAN总线1770和T型连接器1784’。按照这种方式，系统1751通过中间系统1790连接到系统1704。PC 1756是如先前一样通过CAN-到-USB接口 1758连接到系统总线1770。PC有两个附加的CAN-到-USB接口 1758’和1758"，分别连接到CAN T型连接器1784和1784’。按照这种方式，PC 1756连接到全部三个CAN系统1751，1790和1704。系统1790内的消息流量可以完全从PC 1756控制。模块1781和1785可以被设置以过滤出接收到的要被传送到另一侧的消息，发射的时延被引入。按照这种方式，可以模拟稍后的无线电通信。其它两个系统的设置也可以从PC操作。系统1751的比特率可以设置为与1704不同，以优化每个系统，如在系统1751引入接收信号的过采样、重新在模块间分发混合任务等。操纵杆模块1707可以计算操纵杆运动的速度并将这个信号添加到消息1710。此信息可被接收器系统1751中的节点使用，以提高过采样设定点的质量。执行时间可以由PC测量和验证(变化的延迟或引入的故障等)，以便单独地和组合地验证系统1751和1704的可靠性。
[0056]发射器与运载工具之间的无线连接
[0057]有两个成对的CAN无线电收发器，1791和1792附接到各自的总线1709和1752，用于系统1704和1751之间的无线通信。无线电收发器优选工作在2.45GHz或5.8GHz的ISM频段，使用跳频或直接扩频调制技术。它们被设置以过滤出分别在CAN总线1709和1752处的一些CAN消息，用于通过无线电发射到其它系统。收到的CAN消息在各自的总线上被发射。布置的网关断开到系统1751、1704和PC 1756的连接。系统之间的消息发射从现在开始通过无线电1791’和1792’执行，替换了网关系统1790。PC 1756通过连接到1762的接口 1758’连接到CAN总线1752，通过连接到1714的接口 1758"连接到CAN总线1709。每个系统1704和1751的通信，以及系统之间的消息互换可以由PC来监控和验证。无线电收发器1791和1792的设置可以从PC进行修改，并且最终的系统可以被优化和验证。
[0058]通过TCP/IP连接的发射器和/或运载工具连接
[0059]大多数PC都有W1-Fi接口，并且连接到因特网的WIFI路由器很常见。图18a示出了一种使用W1-Fi PC连接来监控和/或修改系统(如1704和1751)的方式。这里CAN-到-USB 接口 1758’ 和 1758"被 CAN-到-W1-Fi 接口 1801 和 1801’ 取代。PC 1756 和接口 1801和1801’组织成一特定网络。这种配置可以用与上述两个CAN-到-USB接口几乎相同的方式使用。图18a示出了另一种配置。这里我们有一个连接到万维网1811的无线路由器1810。PC 1756和W1-Fi接口 1801、1801’之前的特定设置现在改变为一个基础结构网络设置。PC 1756和系统1704和1751现在可以通过路由器1810通信。远程PC 1803处的操作员1802可以与PC 1756处的系统设计员1804通过因特网通信。PC 1803有一个软件包1757’，该软件包与PC 1756中的1757基本相同。这样，远程操作员1802也可以与系统1704和1751直接联系，并执行与系统设计员相同的活动，即排查系统、修改模块设置、将软件下载到模块等。
[0060]上面的介绍表明，基于分布式嵌入控制系统和CAN协议，有极大的可能使开发模型运载工具的R/C系统的方法更加灵活、高效。这将产生更有效的系统，也是一般控制系统高级教育和/或示范的基础。当对不同的网络架构，带宽需求，响应时间等进行测试和评估时，通过在开发过程早期阶段使用模型比例版本，全尺寸系统的开发可以更快，更便宜。下面将更详细地描述系统和模块设计以及其开发方法和使用。
[0061]图2示出了本发明的一个方案与发射器200和模型运载工具250。发射器和模型运载工具的内部系统分别示意性地用201和251示出。在发射器系统201中，发射器的传感器连接到单独的模块202、203和204，又经连接205’，205"和205 " ’连接到CAN总线205。无线电收发器207经连接207’连接到CAN总线(专利US6467039B1详细描述这样的CAN无线电)。模块202连接到操纵杆210，模块203连接到操纵杆220，模块204连接到开关235、236和电位计237、238。CAN总线终止于电阻206。模块202具有MCU240、A/D转换器241和多路转换器242。操纵杆210轴线传感器213通过连接243连接到多路转换器242。相关联的微调器213’通过连接243’以同样的方式连接到多路转换器242。轴线传感器214通过连接244连接到多路转换器242。相关联的微调器214’通过连接244’以同样的方式连接。在操纵杆220中，轴线221、222和相关联的微调器221’，222’以与操纵杆210相同的方式连接到模块203。开关235和236通过连接235’和236’连接到模块204中MCU 230的数字输入/输出(I/O)接口 239。电位计237、238通过连接237’、238’连接到MCU 230的多路转换器232和模拟/数字(A/D)转换器231。模块202、203和204优选地可以在硬件方面是一样的。CAN总线205不仅包括用于差分CAN信号水平(CAN-高水平和CAN-低水平)的优选地缠绕在一起的一对金属线215，还包括用于电源的优选地缠绕在一起的一对金属线216。发射器系统201由带有电压调节器的电池供电，其示意性的标示为228，电池连接两条缠绕到一起的金属线对229，金属线对229又连接到CAN总线205的电源对216。
[0062]发射器系统201的CAN总线205通过连接248和249连接到模型运载工具的带有的终结器(terminator) 253的CAN总线252。CAN总线252、连接247和CAN总线253从而一起形成用虚线标示的共同CAN总线290。
[0063]模型运载工具系统围绕与模块261、262、263、264、265、266、267、268连接的CAN总线252建造。CAN总线252的结构与CAN总线205 —样，也就是说，它具有一个用于信号的金属线对和另一个用于电源的金属线对。2.45GHz的无线电收发器270(它的设计可以与207相同)也连接到CAN总线252。伺服机构271、272、274、275、276和277连接到各自的模块261、262、264、265、266和267。模块263连接到马达控制器273。对致动器/模块/CAN总线连接的详细描述适用于所有运载工具模块，如下为模块261:模块261具有经CAN控制器281、CAN收发器281’和连接282连接到CAN总线的MCU 280。伺服机构271通过连接284连接到MCU 280的PWM输出283。MCU具有闪存区286和固定的存储区285，存储区285用于程序引导和通信协议，闪存区286用于下载在系统的模块节点位置所需的应用程序。优选地，模块261到268的硬件和固定存储区是一样的。不是所有构建工作模块所需的组件都被描述，这是因为它们对本领域技术人员而言是显而易见的。这些组件是用208标示。马达控制器273由电池225供电。模型运载工具系统251优选地由带有电压调节器的电池供电，该电池示意性的标示为226，通过连接227连接到CAN总线252。
[0064]PC 291通过USB连接292、USB到CAN接口 293和连接294连接到联合CAN总线290。PC 290能够发射和接收CAN消息，并用适当的软件分析总线上和快闪连接的模块上的任何发射、模拟发射器发信号、备份系统设置等。如图2构建的系统适于编程(快闪flash)各模块，根据CanKingdom从PC发送设置消息，PC具有由295标示的合适的软件包。来自发射器200的输入可以在PC上可视化，并且能够检查模型运载工具中实际的伺服机构响应。当发现一切正确时，连接247被各连接248和249处的终结器296和297取代。现在我们有了两个单独的CAN系统，一个是205，在发射器200中终止于206和296，一个是252，在模型运载工具250中终止于253和297。
[0065]图3示出了单独的发射器和运载工具系统。导航指令被发射器300在内部转换成CAN消息，并被无线电信号301’嵌入在无线电协议信息包301中并发射，该无线电信号301’由无线电收发器302接收。图4示出了无线电协议信息包的原理。在发射器侧，发射器侧CAN消息401的实质内容400被剥离出来并被嵌入无线电协议402。在模型运载工具侧，接收器提取CAN消息实质内容400’，重新创建CAN消息403，并在CAN总线上发射。在美国专利6467039B1中对该技术进行了详细说明。在图2中，无线电收发器标示为207和270，并作为发射器和模型运载工具之间的CAN消息的桥梁。图2中模块202和203周期性地读取领航员303操纵的输入机构(如操纵杆、微调、开关，电位计)的位置，例如，每秒100次，该位置以12位的分辨率作为传感器221、221’、222、222’、213、213’和214、214’的实际值。相应的模块202、206和204把这些值放入CAN消息。这可以用不同的方式来完成。所有模块都支持CanKingdom, CanKingdom允许系统设计师创建他喜欢的CAN消息。模型运载工具上的模块将选择消息，其中每一个被编程用于接收并根据预编程的算法计算出新的控制信号。通过将混合和操纵信号的任务分发到不同模块，有几种方式来设计运载工具控制系统。图3中的模块304控制左手副翼，305控制右手副翼，306控制马达，307控制升降舵，308控制方向舵。模块309处理其他模块不适合本地执行的任务。所有模块都连接到CAN总线310，从而在CAN系统中形成专用节点。
[0066]带有操纵杆命令的CAN消息的例子在图5中标示为501。每个轴线都有自己唯一的CAN ID。标准CAN标识(Std_ID)A，507，被分配给操纵杆轴线值X位置505，及其微调值Y位置506。必须给轴线值和微调值分配数据类型和数据格式，例如，对于轴线是无符号整数及比特，对于微调值是有符号的整数及比特。操纵杆信号的最大范围为4096，即12位的分辨率，微调信号的最大范围为512，即操纵杆范围的1/8。对于值的面向字节的表示，需要四个字节。CAN数据长度码(DLC)将是4。位置值X位于前两个数据字节(第一个字)中，微调值Y位于第三和第四个字节(第二个字)中。
[0067]下面将通过基于副翼指令的例子进一步解释本发明。假设如果双向舵量比率开关(如236)处于“打开”位置则伺服机构控制信号应该减少20%，并且向下的副翼应该减少50%的信号以减少阻力。领航员已经使操纵杆向右产生了 6%的微调以使模型飞机直线飞行。这生成了微调信号123(000001111011b)，其通过图2中模块203生成图5中的消息502。领航员向右移动操纵杆20%，产生标示为消息503的信号2048*1.2 =2458 (100110011010b)。(模块202按照相同的方式响应领航员的输入产生消息。)第三个模块204生成带有CAN标识102的消息504，并使用两个字节和字节3中的两个比特，将两个字节用于两个电位计237和238，指示字节I中位置值K和字节2中位置值L，字节3中的两个比特指示开关235的状态A和状态B的变化，A = O为“关”，A= I为“开”，B = O为“错误”，B = I为“正确”。开关236在字节4中用C和D以相同的方式表示。在本例中，领航员已经把开关236切换到“打开”，于是C = I和D = I。(该编码可以通过省略字节模式，以更加压缩的方式来完成，但是这超出本发明的范围。)带有的传感器和开关越多，本系统可以更复杂，但是原理将保持不变。如果使用扩展ID，CAN协议允许大该5亿个唯一的标识。无线电发射器207把CAN消息嵌入无线电协议包301并发射无线电信号301’。
[0068]已经描述了发射器侧的过程，现在我们转移到接收侧。无线电信号被无线电收发信器302捕获，CAN消息从无线电协议包中过滤出来，并被放置在CAN总线310中。这里系统模块309 (同268)捕获消息502、实际的副翼指令、以及电位计/开关/按钮消息504来执行以下任务:
[0069]1.通过将微调信号值123加到额定中性信号2048生成实际中性信号值2171。
[0070]2.读取操纵杆信号(2458)并减去实际中性信号(2171)，形成实际控制信号(287)。
[0071]3.读取双向舵量比率开关信号(打开)，并相应地乘以控制信号(287*.8 = 230)。
[0072]4.计算右手副翼伺服机构305的信号。模型应该向右转，即方向舵应该向上，因此让中性全信号+230。则信号值将是2171+230 = 2278 (100011100110b)。
[0073]5.计算左手副翼伺服机构304的信号。模型应该向右转，即方向舵应该向下，因此让信号减少 50%，则中性 2171-230/2 = 1933 (11110001 1lb)。
[0074]6.产生带两字节控制信号的两个新的CAN信息，消息601和消息602，图6中的消息601具有CAN ID 901，用于右手副翼伺服机构305，消息602具有CAN ID 902，用于左手伺服机构304。
[0075]7.发射该消息。
[0076]现在右手副翼模块305接收消息901 (在图6中示为601)，并产生确定伺服机构324的位置的合适的PWM信号315，并且左手副翼模块304接收消息902 (在图6中示为602)，并产生到伺服机构325的PWM信号314。
[0077]替代上面情况的另一种可能是，两个模块305和304已经捕获图5中的消息502、503和504，并被预编程以分别执行模块309的上述的步骤I到5、步骤I到4和6。混合任务然后被分发到系统中的致动器节点。
[0078]现已说明，对模型运载工具，用基于内容的协议替换基于地址的协议为不同的系统架构开辟了全新的可能性，即使对于所描述的简单系统也是这样。设计信号产生模块时不必考虑特定的接收器。连接到总线的模块可以提供仅仅一个信号或许多个信号。每个接收模块捕获它所需要的信号。当涉及对操纵杆指令、混合副翼和方向舵信号等的指数级响应时，信号修改可能已经复杂得多。重要的是，所需的修改在很大程度上依赖于模型运载工具的质量，而不是发射器。因为所有信号修改都在模型运载工具中进行，所以WMS(错误模型综合症)被万无一失地一次性全部解决。
[0079]对于更高级的模型运载工具，本发明的优势甚至更加明显。很显然，模块可以集成到给根据本发明的系统所设计的致动器和传感器中。图7示出了带有发动机701、左手主起落装置702、右手主起落装置703、机头起落装置704和CAN总线705的模型飞行器700。下面的模块连接到CAN总线:无线电收发器706、系统模块707、两个右副翼伺服机构708、709和两个左手伺服机构710、711、两个升降舵伺服机构712、713、方向舵伺服机构714、推力改变(thrott Ie)伺服机构715、机头降落起落装置伺服机构716、右降落起落装置伺服机构717、左降落起落装置伺服机构718、GPS模块719、爬升率测定器(var1meter) 720、三轴线加速计721、带电子器件722’的皮托管722和RPM传感器723。所有连接到CAN总线的设备都有支撑它们的主要任务和根据CanKingdom协议经由CAN进行通信的电子器件。PC 724经由CAN总线接口 725和连接器726暂时连接到CAN总线70540 724具有一支持CanKingdom的系统设计软件包727。对于每个模块，该软件都有它的功能描述7706、7707、...7724，包括各个节点可发射的所有信号的列表和各个节点可接收的所有信号的列表。用软件727，如瑞典公司Kvaser的Kingdom Founder,系统设计者728可以构建具有独特CAN标识的CAN消息7806、7807、...78nn，并为每个消息确定发射节点和接收节点。系统设计者728然后指示软件727向每个节点发射设置消息，这些消息通过节点被修改，以对已构建的CAN消息进行编码和解码。为了使这个过程成为可能，连接到CAN系统的所有模块必须支持适用于该任务的CAN高层协议。一个这样的协议是瑞典的公司Kvaser的CanKingdom。
[0080]当系统设计师用这种方式建立系统，他可以通过连接到发射器729验证系统设置是否正确、实际操作发射器的控制、通过观察方向舵，马达转速，襟翼，起落装置等响应于发射器各输入机构的操作的动作来看模型伺服机构的反应是否正确。他可以利用PC并从发射器729和设备706至722发射模拟消息7806’、7807’...78nn’，看它们会在飞行过程中做什么来从系统的其余部分验证正确的响应。
[0081]图3中描述的系统在图8中标不为800。CAN协议标准规定了总线拓扑，并且总线长度由于波传播是被限制的。比特率越高，总线长度越短。对1Mbps，最大长度是大约25米，对250kbps，最大长度是大约250米。该标准还要求每个端部有120欧姆终结器801和802，以抑制反射。与此相比，R/C发射器和模型运载工具内的距离是非常短的。该事实允许了图8中星形拓扑803，该星形拓扑803带有一 60欧姆的中央终结者804。由于短距离，对波的反射会迅速受到抑制，且系统工作完美无缺。可以从标准ISO 11898做几个其他的变形，并且系统仍将正常工作，例如增加终结器的电阻值和/或降低信号电压以降低功耗、简化CAN收发器设计以降低成本等。
[0082]使用先前描述的图2中261至267的模块时的一个优点是，能通过模块为伺服机构或马达控制器供电。其最简单形式中，可以测量和报告电流。在更高级形式中，模块可以控制在不同节点具有不同电压的本地电池系统。在其最高级形式中，它将完全集成在设备中。
[0083]图9示出了模块900，模块900带有MCU 90UA/D转换器902、多路转换器903、数字I/O 904,PWM输出905、CAN控制器906、CAN收发器907和CAN连接器908。其他所需组件标示为909。PWM输出通过连接911连接到伺服机构910。CAN收发器通过连接器908和连接913连接到CAN总线912。模块900通过连接915和连接器916连接到电池914。电流从连接器流过条带917 (条带917连接低欧姆电阻918，低欧姆电阻在另一侧连接到条带919)，经过连接器920和馈送伺服机构910的连接921，并通过连接922、连接器920、条带923、连接器916和连接915流回到电池914。模块自身通过电压调节器924从条带919、923被馈送，条带919、923提供必要的电压925。条带917和923经由连接926和927和多路转换器903连接到A/D转换器902。然后MCU 901能够测量输入电压。MCU 901还可以通过A/D转换器902、多路转换器903、连接926、928测量电阻918上的电压，并计算从电池流出的实际电流，例如，如果电阻918为.1欧姆，电阻上的电压测量为.1伏，则电流为1A。使用7.4伏特的电池电压，则功率将是7.4W。然后MCU能够计算和/或报告/存储电流和电压，以及更高级的任务，如基于实际的电流/功率和设定值的分析对伺服机构的端点、方向舵的振动的指示等。这些结果随后可以通过CAN网络分发。
[0084]很容易看出，每个致动器(伺服机构)、马达控制器或传感器都可以具有所描述的集成到其电子器件中的模块功能。由于通过CAN总线在网络上可以交换任何可用的信息，所以这也开辟了一个分布式电源系统。不同的单元需要不同的电压和电流。传感器通常需要3.7V，伺服机构是7.4V，但马达经常需要11.1或14.8V甚至更多。图10示出了模块1000和集成的高功率伺服机构1001，模块1000具有其自身的三个电池单元1002、1003和1004的电源系统，每个电池单元的额定电压为3.7V。通过连接1005和1006，它们串连生成11.1V的额定电压，通过连接带条1007和1008供给模块。该模块还具有电池充电单元1009，该单元被优化用来为一个电池单元充电。每个单元通过条带1005、1006和1007的支路连接到1010标示的多路转换器。电源线1012与CAN总线1011平行，电源线1012连接到电源1013，电源1013它可被优化用来为系统提供系统所需的连续平均功率，但不是峰值电流。本地电池或超级电容器将负责这个。电源可以是不同种类的，例如，太阳能电池、燃料电池、高容量电池等。电源1013在总线上递送5伏，并通过连接1014和连接器1015给电池充电器1009馈送。MCU 1016能够通过分别连接到数字1/01019的数字连接1017和1018与电池充电器1009和多路转换器1010通信并控制二者。通过穿过连接1018的MCU的命令，多路转换器1010通过标示为可移动的连接1020和1021把充电器1009与电池单元1002、1003、1004逐个连接。MCU可以通过连接1017从充电器1009读取充电状态，并尽力保持它们完全充电。
[0085]本发明是作为R/C飞机系统描述的，但也能适用于任何模型运载工具，如汽车、船、气垫船等。对于地面运载工具，例如汽车而言，很大优势是很容易在发射器和运载工具间在有线连接和无线连接之间切换。无线连接的带宽通常比有线连接窄。图11示出了领航员1101通过无线连接1103以图3中飞机的相同的方式控制汽车1102。图1lb示出了同样的领航员和汽车，但这里无线连接替换之前在图2中被描述为连接247的有线CAN连接1104。图1lc示出了相同的领航员控制船1105。
[0086]采用用于模型运载工具控制系统的CAN的另一个优点是，可以使用大量的原本用于其他市场和技术的产品。大多数PC和类似产品都有内置W1-Fi接口。图12a示出了 PC 1201分别通过Windows特定网络连接1204和1205连接到发射器1202和运载工具1203。这可通过把CAN-到-W1-Fi单元1206连接到发射器处的CAN连接器248并把另一个CAN-到-W1-Fi单元1207连接到运载工具处的CAN连接器249成为可能，如前面图2所述。CAN-到-W1-Fi单兀的一个实例是Kvaser公司的“Blackbird”。图12b不出了另一个解决方案，其中，所有的单元都连接到因特网热点1220。然后远程的人1221通过因特网连接1222连接到单元1201、1202和1203。显然，PC可以替换为智能手机1208或类似设备，并且远程通信在描述过程的很多实例中可以使用蓝牙连接。
[0087]如前面提到的，模块可以设计得非常灵活并在系统开发的早期阶段用于通用目的。图13示出了这种通用模块的主要的设计。用于模块的合适的MCU是意法半导体公司的STM32F205VE。它有很多种类的输入和输出、定时器、协议等。它还有可以作为模块序列号的唯一的96位标识。模块1300具有MCU 1301,MCU 1301通过连接1306连接到两个CAN端口 1302和1303，一个LIN端口 1304和一个USB端口 1305。还有两个PWM输出端口 1307和1308通过连接1309附接到MCU 1301。另外，三个热电偶芯片1310、1310’和1310"分别连接到端子1311、1311’、1311"并通过SPI连接1312连接到MCU 1301。此外，各自具有四个通道的两个多路复用ADC端口、以及两个DAC 1315和1316分别通过连接1317和1318连接到MCU 1301。所有其他所需的组件和连接标示为1319、1320、1321和1322。合适的热电偶芯片是MAX31855KASA+，一个冷接点补偿热电偶数字转换器。它专为-270摄氏度至+1372摄氏度范围的K元素(K-element)热电偶传感器设计，并测量芯片内部的温度(冷接点)。传感器温度和内部温度二者可以通过经SPI连接被所连接的MCU读取。模块1300由外部电源1323通过连接器1324供电并由条带1325分发。所有内部所需的电源都通过条带支路1326馈送。条带1325连接到低欧姆电阻1327的一侧，低欧姆电阻1327的另一侧连接到条带1328，条带1328进而连接到连接器1329，从连接器1329能为外部设备1331供电。电阻1327的电压降由MCU中的ADC通过连接1330测量。因此，MCU可以计算流到与连接器1329连接的设备1331的电流。基础软件1332(优选地，包括CanKingdom和序列号)在MCU存储器的非易失性部分执行。软件1333可以以多种方式下载，例如通过使用CanKingdom协议和内部定时器的CAN,比较器等。1334可被高级的控制软件使用。几种类型的标准通信软件狗可以连接到USB端口 1305，如蓝牙，W1-Fi等，允许通过标准通信设备如个人电脑、智能电话等远程设置模块。
[0088]刚刚描述的模块(如1300)非常适合建立基于CAN和相关低级协议(如L1N、USB等)的分布嵌入控制系统的功能模型。图14示出了一个例子。第一步是建立由先前描述为205的、信号对线215和电源对线216组成的联合CAN总线1400。缠绕的电源对线216可替换地走线在单独电缆1440中，信号对线在另一根电缆1441中，然后优选地用单独的第三导体1442用于信号接地。CAN总线构成有三部分:第一部分1401、第二部分1402和第三部分1403。第一部分1402的一端由电阻1404终止，另一端有连接器1405。第二部分1402 —端有配合连接器1405的连接器1406，另一端有连接器1407。第三部分1403 —端有一个配合连接器1407的连接器1408，另一端由电阻1409终止。CAN总线由电池1410经连接1410’和电池1411经连接1411’供电。根据1300，模块1412通过连接1413连接到CAN总线1401的信号对线和电源对线，在CAN系统中形成通用用途的节点1414。模块1415至1420以相同的方式连接到CAN总线，在CAN系统中形成如第一步中的通用用途节点。PC 1421通过USB-到-CAN接口 1422也连接到总线。PC 1421具有软件包1423，其用于设置系统内节点、下载软件到相应模块、监控和操作CAN流量等。然后节点可专用于不同的用途。模块1417和1418通过设置消息，被修改用于控制伺服机构，伺服机构1424连接到模块1418的PWM输出1425。伺服机构1426以相同的方式连接到模块1417。于是系统有了两个伺服机构节点1427和1428。带有微调器1430和1431的操纵杆1429通过端子1433和连接1432连接到模块1419的四通道ADC。开关1434、1435和电位计1436、1437通过端子1438和连接1439连接到模块1420的四通道ADC。模块1415和1416可以以类似的方式配置为其他用途，如温度测量节点，GPS节点，陀螺节点等。系统和节点大量的测试和的修改可以通过设置根据图14完成。
[0089]图15示出了图14所示的系统开发的第二步。图15a示出了同样的系统，但在这里添加两个模块1501和1502。这两个模块充当网关，即使用了两个CAN控制器。模块1501中的一个CAN控制器1503通过连接1504用连接器1505配合连接器1408连接到CAN总线1403。其他CAN控制器通过连接器1407连接到CAN总线1402。模块1502的一个CAN控制器1507通过连接器1406连接到CAN总线1402。其他CAN控制器1508通过连接1509和配合连接器1405的连接器1510连接到CAN总线1401。按照这种方式，创建了三个单独的CAN系统1511、1512和1513。系统1501代表运载工具系统，系统1513代表发射器系统。系统1502代表了其他两个系统间的通信。每个系统以不同的比特率运行，也就是说，可以优化各内部通信。系统1512可以通过从其他两个系统中过滤出被用于控制相关作用以及他们的延迟的消息，用于模拟无线通信。通过分别改变系统1512中消息的频率和延迟以及系统1511和1513中的控制架构和策略，系统1511和1512中的每一个可分别优化以共同工作，并能够验证单独系统和组合系统的可靠性边际。
[0090] 图16示出了开发过程中的第三步。现在去除中间系统1502，CAN无线电收发器1601(之前描述为207)通过连接1601’连接到CAN总线1401，CAN总线由连接到连接器1405的电阻1604终止，形成CAN系统1511’。CAN无线电收发器1603通过连接1603’连接到CAN总线1403，CAN总线由连接到连接器1408的电阻1605终止，形成CAN系统1513’。这两个系统1511’和1513’现在可以通过无线电链路1602进行通信。PC 1421可以移动，并通过CAN-到-USB接口 1422连接到CAN总线1403。可以添加一个介于PC 1421和系统1511’之间的第二个CAN-到-USB连接1606，从而使PC能同时监控两个系统，因此最终的组合系统1511和1513’可被充分地测试和验证。
【权利要求】
1.在实际的控制场景、示范和/或教学场景中参与的远程控制系统(195)包括自推进式移动设备和穿戴式控制单元(196)，所述自推进式移动设备诸如模型飞机(190)、模型汽车(1102)、和/或模型船(1105)等，所述穿戴式控制单元(196)设置有诸如操纵杆(110)、按钮(106)等的控制构件，其中，设备装备有功能行使构件(161)和发射构件(207，270)，所述发射构件(207，270)用于产生和传送信息信号(301)，其特征在于，信号处理构件(261，268)以及它们用于控制(324)对应的移动设备功能的功能行使件(314)被分别放置在仅仅发生在移动单元中，从而只使用单个穿戴式控制器就能控制不同的移动设备，甚至能控制潜在的多个移动设备。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，该系统(195)形成分布式且集成的网络结构(1751)，所述网络结构(1751)优选的类型是具有总线结构(800)或星形结构(803)的CAN IS011898 ;发射器单元设置有或能连接到模拟控制信号(1705,1711)产生构件(1706，1712)和转换构件(1707，1713)，所述转换构件(1707，1713)将各个信号转换成数字形式(1708)、把控制信号(505，506)封装到一个或多个发射消息(501)中、并将要被发射构件传送的每个消息发射到接收单元(1750，304)中的总线(1752)，所述一个或多个发射消息(501)具有针对各消息的标识(507);各接收单元具有接收构件(1753，1754)，所述接收构件(1753,1754)接收每个消息并使用标识和内部规则(1755,1760)选择对于接收构件包含有相关信号的消息，各接收单元从所接收的消息中选择一部分(505)或多个部分(505，506)，并对所选择的部分进行处理，以产生附加的消息(601，602)和/或为所连接的控制构件(324)产生适当的控制信号(314)。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，该系统通过它的控制器区域网络(CAN)能连接到与所述控制器区域网络连接的第一发射器(196)和/或与所述控制器区域网络连接的计算机(PC、智能电话)。
4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，与该系统相关的第二发射器(1702)包括控制器区域网络系统(1704)。
5.根据权利要求2，3或4所述的系统，其特征在于，模型系统(1751)和到这个相关联的发射系统(1704)能被暂时地连接到彼此，和/或能被暂时地连接到计算机(1756)并通过从这而来的消息被配置。
6.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，传送构件包括CAN总线(1770)。
7.根据权利要求5或6所述的系统，其特征在于，计算机(1756)被布置为能连接到传送构件，用于修改和/或监控发射系统(1704)和接收系统(1751)。
8.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，传送构件包括CAN网关系统(1790)。
9.根据权利要求7或8所述的系统，其特征在于，发射系统(1704)、CAN网关系统(1790)和相关联的接收系统(1751)以不同的比特率运行。
10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，计算机(1756)被布置为能连接到CAN网关系统，用于修改和/或监控发射系统(1704) XAN网关系统和相关联的接收系统(1751)。
11.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，传送构件包括无线电收发器对(207、270)。
12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，成对的各无线电收发器从其连接的网络接收的消息中过滤出一些消息，用于无线电发射到该对中的另一单元。
13.根据权利要求2-12任一项所述的系统，其特征在于，同一发送器(1702)能交互操作具有相同结构和信号组合的多个模型运载工具(1703)。
14.根据权利要求2-13任一项所述的系统，其特征在于，系统中集成的多个模块中的各个模块具有带有不同种类模式的软件结构，其中，模式间的切换通过一个命令即可同时执行。
15.根据权利要求2-14任一项所述的系统，其特征在于，模块(1753)设计为控制传统类型(上一代)的致动器(1761)和马达控制器，并添加新功能，如电流测量、电压测量以及基于系统中其他设备信息计算输出信号。
16.根据权利要求7-15任一项所述的系统，其特征在于，计算机(1756)被布置为能连接到发射系统(1704)和接收系统(1751)，用于修改和/或监控相应的系统。
17.根据权利要求2、8或11所述的系统，其特征在于，发射系统(1704)和接收系统(1751)以不同的比特率运行。
18.根据前面权利要求2-17任一项所述的系统，其特征在于，连接到控制区域网络的各个模块被布置为能通过计算机(1756)被重新编程。
19.根据前面权利要求2-8任一项所述的系统，其特征在于，发射器和/或接收器连接到万维网。
20.根据前面权利要求2-19任一项所述的系统，其特征在于，通信是双向的，从而通过发射器，来自模型的信息能很容易地传送给领航员或用户，因此不需要遥测装置。
21.根据上述权利要求2-20任一项所述的系统，其特征在于，系统包括分布式电源系统(图 9，10)。
22.—种通过远程控制系统(195)远程控制以模型飞机(1750)、模型汽车(1102)和/或模型船(1105)为形式的自推进式移动设备(1703)的方法，所述远程控制系统(195)包括用户(197)穿戴式发射器单元(196)，和位于移动单元可由所述用户通过发射器单元激活的接收单元，其特征在于，为用于控制，建立或选择控制器区域网络类型(CAN，ISOl 1898)的分布式且集成的网络结构(251)，所述网络结构(251)设计为连接模块单元(1753’)并组织有节点(1753)以及通信协议(501)，节点通过所述通信协议(501)被布置以进行通信；从各节点发射来的所有消息被与网络结构连接的或构成网络结构的所有模块单元(1754、1792等)接收；由各接收单元、或在各接收单元处由分配的接收单元执行对消息或消息的部分的选择，在消息中或在消息的部分中存在的相关性数据(1755，1760)例如根据CanKingdom 形成。
23.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，模块单元(1753)被集成到系统中的致动器和传感器构件(1761)中。
24.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，双向执行发射器单元(1704)与一个或多个接收单元之间的通信，例如通过建立无线电通信。
25.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，一个或多个模块单元(1300)被设计成灵活的，以便在系统开发的早期允许表面的任务；提供或选择包含多个输入(1313)、输出(1307)、定时器(1334)、协议(1332)等的结构的一个或多个模块化单元。
26.根据权利要求22或25所述的方法，其特征在于，用控制器区域网络总线电缆(1400)来设计网络结构，该电缆具有信号线对(215)和电源线对(216)，实施所述总线分3部分(1401，1402，1403)，其中，第一部分(1401)在一端设置有第一连接构件(1405)，第二部分(1402)在其第一端设置有与所述第一连接构件配套的第二连接构件(1406)，在其另一端设置有第三连接构件(1407)，第三部分(1403)被布置成由第一电池(1410)通过专用连接(1410’)和第二电池(1411)通过总线的电源线对(1401)部分供电的控制器区域总线；计算机(PC) (1421)连接到系统中的节点，所述计算机被布置为将软件下载到各模块，所有这些都是为了在其开发过程中，被并入系统的测试和修改中。
27.根据权利要求26所述的方法，其特征在于，系统设置有两个附加的模块单元(1501和1502)，这个模块单元被布置成作为网关，用于创建三个单独的控制器区域网络系统(1511,1513,1513),其中，一个系统(1511)用于代表相关的移动设备的系统,系统(1512)用于代表发射系统，另外的系统(1513)用于代表发射系统，还有系统(1502)用于代表提到的两个系统间的通信。
28.根据权利要求27所述的方法，其特征在于，其中一个系统(1512)通过从其他两个系统中过滤出所要求的控制活动以及他们的延迟的消息(501，601)来模拟无线通信。
29.根据权利要求28所述的方法，其特征在于，在去除中间系统(1502)时，控制器区域网络类型的无线电发射器(207，1601)通过连接器(1601’)连接到控制区域网络总线(1401)，其中，所述总线由电阻(1405)终止，从而形成系统(1511’)，控制器区域网络类型的无线电接收器(1603)通过连接器(1603’)连接到控制区域网络总线(1403)，所述总线由电阻(1408)终止，从而形成控制区域网络系统(1513’)，允许系统(1511’和1513’)通过无线电链路(1602)进行通信，其提供了用控制器区域网络到USB接口(1422)把计算机(PC)(1421)连接到总线(1403)的能力，所有这些都是为了使最终的系统设计进行彻底的测试和验证成为可能。
30.根据权利要求22所述的方法，其特征在于，被并入诸如操纵杆(202，203)，开关(235，236)和/或电位计(237，238)的输入信号产生构件的发射器单元(200)被布置成产生模拟信号(1705，1711)，以响应信号产生构件的致动，这些信号被一个或多个连接到信号产生构件的模块化单元读取并转换成数字信号；所述模块化单元创建具有唯一标识的控制区域网络消息(501，504)，其中，来自信号产生构件的一个或多个信号被并入；消息在发射器单元的控制器网络总线(205)中由受影响的模块化单元和模块化单元分别发射；发射器单元控制器网络总线(205)能够根据其中一个下列选项与移动设备(250)中的控制器区域网络总线(252)互连: a)通过控制器区域网络总线(247)，所述控制器区域网络总线(205)和(252)彼此直接互连，其中，获得共同的控制器区域网络总线(290)，所有这些都是为了实现由发射器单元(251)和移动单元系统所形成的共同的系统， b)通过中间系统(1512)，接收受影响的控制区域网络的消息或所选择的该消息的部分，并将受影响的控制区域网络的消息或所选择的该消息的部分转发到运载工具系统(1511)， c)通过由发射器单元的系统(1513’)中的无线电收发器单元(1603)和移动单元的系统(1511，)的(1601)创建的无线电连接，控制区域网络消息(401)由发射器单元(1603)通过它的总线接收，其中，主要信息(400)由发射器单元选择并封装进无线电协议，带有重要内容(403)的新消息(401’)由接收器单元(1601)产生并被发射给适当的总线(1401)，然而，也能以相反的方向执行该功能，或者 d)通过把每个系统中的CAN总线连接到CAN WIFI设备(1206，1207)，如Kvaser的黑鸟设备，从而建立与PC的直接特定连接(图12a)，或间接通过热点和万维网(图12b)。
31.一种在实际的控制场景、示范和/或教学场景中，通过模型飞机(190)、模型汽车(1102)、和/或模型船(1105)等形式的自推进式移动设备的远程控制系统(195)，以穿戴式发射器单元(196)和移动单元中存在的接收单元(261)进行控制的使用，其特征在于，用一种基于分布式且集成的网络结构(1751)的控制器区域网络类型(CAN，ISO 11898)作为远程控制系统，仅仅使用放置在每个移动设备中的、信号处理构件(1753)以及它们用于控制对应移动设备功能的功能行使件(1754)，就能使所述穿戴式发射器单元控制多个、甚至可能不同的移动单元。
【文档编号】B64C39/00GK104470602SQ201380037861
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2013年11月1日 优先权日:2012年11月6日
【发明者】L-B·弗雷德里克松 申请人:克萨公司, L-B·弗雷德里克松