机载分析系统以及使用方法与流程

1.本公开总体涉及飞行器，并且更具体地涉及分析飞行器上机载的数据。更具体地，本公开涉及机载分析系统。


背景技术：

2.航空物联网(aiot)将为机群等级的分析提供更多来自飞机的数据。aiot的机群等级分析的结果将提供操作优点。然而，数据的传输和处理将大大增加。
3.飞行器还未被设计成处置aiot的数据传输和处理等级。飞机到地面的传输带宽有限。航空物联网(aiot)将大大增加机群的数据处理需求。此外，一些数据处理可发生在飞行器上。然而，机载计算机服务器具有有限的容量。
4.因此，期望具有一种考虑到上述问题中的至少一些以及其他可能的问题的方法和装置。


技术实现要素：

5.本公开的实施例提供了一种被配置为使用可用的机载系统执行机载分析的飞行器。该飞行器包括客舱和机组人员网络核心，该客舱和机组人员网络核心具有中间件层，该中间件层包括被配置为将应用容器发送到多个客舱和机组人员网络智能构件以执行机载分析的编排器(orchestrator)；并且多个客舱和机组人员网络智能构件各自具有相应的边缘构件守护进程，每个边缘构件守护进程被配置为将相应的客舱和机组人员网络智能构件置于与中间件层的联结状态并且当相应的客舱和机组人员网络智能构件离开联结状态并进入忙碌状态时释放该相应的客舱和机组人员网络智能构件的资源，使得边缘构件守护进程不会干扰相应的客舱和机组人员网络智能构件的主要功能。
6.本公开的另一个实施例提供了一种机载分析系统。机载分析系统包括客舱和机组人员网络核心，该客舱和机组人员网络核心具有中间件层，该中间件层包括被配置为将应用容器发送到多个客舱和机组人员网络智能构件以支持机载分析的编排器；以及多个客舱和机组人员网络智能构件各自具有相应的边缘构件守护进程(daemon)，每个边缘构件守护进程被配置为当相应的客舱和机组人员网络智能构件离开联结状态并进入忙碌状态时释放该相应的客舱和机组人员网络智能构件的资源，使得边缘构件守护进程不会干扰相应的客舱和机组人员网络智能构件的主要功能。每个边缘构件守护进程包括：监视器，该监视器被配置为监听来自中间件层的命令，并且监视客舱和机组人员网络智能构件cpu、内存以及网络使用情况；节点代理，该节点代理被配置为联结中间件层，并且接收来自中间件层的编排器的请求和应用容器，其中监视器被配置为在客舱和机组人员网络智能构件处于就绪状态并且接收到来自中间件层的联结请求时启动节点代理；以及容器运行时(runtime)，该容器运行时被配置为根据节点代理的指示在客舱和机组人员网络智能构件中运行应用容器，其中监视器被配置为在客舱和机组人员网络智能构件处于就绪状态并且接收到来自中间件层的联结请求时启动容器运行时。
7.本公开的又一个实施例提供了一种使用可用的机载系统执行机载分析的方法。当客舱和机组人员网络智能构件能够接受来自分布式边缘中间件的请求时，客舱和机组人员网络智能构件被设置为就绪状态。响应于来自客舱和机组人员网络核心的分布式边缘中间件的将客舱和机组人员网络智能构件联结分布式边缘中间件的请求，处于就绪状态的客舱和机组人员网络智能构件联结分布式边缘中间件，以将客舱和机组人员网络智能构件置于联结状态。应用容器由客舱和机组人员网络智能构件的边缘构件守护进程接收，同时客舱和机组人员网络智能构件联结到分布式边缘中间件。当客舱和机组人员网络智能构件离开联结状态并进入忙碌状态时，边缘构件守护进程释放客舱和机组人员网络智能构件的资源。
8.本公开的又一实施例提供了一种被配置为使用可用的机载系统执行机载分析的飞行器。该飞行器包括客舱和机组人员网络核心，该客舱和机组人员网络核心具有中间件层，该中间件层包括被配置为将应用容器发送到多个客舱和机组人员网络智能构件以执行机载分析的编排器；以及多个客舱和机组人员网络智能构件各自具有相应的边缘构件守护进程，该边缘构件守护进程被配置为从编排器接收应用容器，每个边缘构件守护进程配置为释放相应客舱和机组人员网络智能构件的资源，使得边缘构件守护进程不干扰相应的客舱和机组人员网络智能构件的主要功能。
9.这些特征和功能可以在本公开的各个实施例中独立实现，或者可以在其他实施例中组合，在这些实施例中，可以参考以下描述和附图看到进一步的细节。
附图说明
10.在所附权利要求中阐述被认为是说明性实施例的特征的新颖特征。然而，当联结附图阅读时，通过参考以下对本公开的说明性实施例的详细描述，将最好地理解说明性实施例及其优选的使用模式、进一步的目标和特征，其中：
11.图1是其中可以实施说明性实施例的飞行器的图示；
12.图2是其中可以实施说明性实施例的飞行器的框图的图示；
13.图3是根据说明性实施例的机载分析系统的图示；
14.图4是根据说明性实施例的用于改变状态的流程图的流程图；
15.图5是根据说明性实施例的使用可用机载系统执行机载分析的方法的流程图；
16.图6是根据说明性实施例的框图形式的飞行器制造和服务方法的图示；和
17.图7是框图形式的其中可以实施说明性实施例的飞行器的图示。
具体实施方式
18.说明性示例认识到并且考虑到一种或多种不同的考虑。例如，说明性示例认识到并且考虑到“航空物联网(aiot)”将使用来自飞机的更多数据实现机群等级的分析。说明性示例认识到并且考虑到aiot可以以指数方式增加数据处理需求。
19.说明性示例认识到并且考虑到边缘计算是物联网(iot)系统中的普遍解决方案，在边缘计算中，在更接近数据源的位置执行分析。说明性示例认识到并且考虑到飞机可以被视为大型aiot生态系统的边缘。aiot内的机载边缘计算是可以在飞机上的边缘执行的分析的子集。说明性示例认识到并且考虑到机载分析可以使用更少的带宽提供更高等级的信
息。
20.目前尚未进行aiot预期规模的机载分析。说明性示例认识到并且考虑到诸如机载网络系统(ons)等机载计算机服务器具有有限的容量。说明性示例认识到并且考虑到机载网络系统是某些飞行器模型上飞机信息系统(ais)域的中央组件。该机载网络系统为连接的系统或应用提供机载和离机连接以及一组服务(诸如数据加载、网络存储、打印或其他)，连接的系统或应用例如为：维护设备、便携式电子飞行包(efb)、电子发动机控件、机载维护系统以及其他系统或应用。
21.说明性示例认识到并且考虑到如果要引入aiot，常规的方法是提供额外的硬件来解决计算要求。说明性示例还认识到并且考虑到不期望增加飞行器的重量。增加飞行器的重量会降低燃料效率。增加飞行器的重量还会降低至少搭载一名乘客或至少一件货物的能力。
22.说明性示例还认识到并且考虑到边缘计算可以为机组人员和其他机载系统提供可用的分析结果。说明性示例认识到并且考虑到可以期望在没有额外swap(尺寸、重量、功率)的情况下扩展机载计算能力。说明性示例认识到并且考虑到可期望减少机载和离机网络流量。
23.说明性示例认识到并且考虑到可期望最大限度地利用可用的客舱和机组人员网络(ccn)计算资源。说明性示例认识到并且考虑到未充分利用的非服务器资源可以用于aiot分析。
24.在说明性示例中，没有引入额外的硬件，而是收集未充分利用的ccn智能构件上的计算资源。说明性示例认识到并且考虑到通过利用已经存在于飞行器上的资源，飞行器的重量不会增加。
25.说明性示例提供了一个利用编排的中间件层。通过在构件系统中使用编排而不是硬编码，资源只有在被分派到构件系统并且在构件系统上执行时才会被分析消耗。否则，那些资源可以用于构件系统的主要功能。此外，通过利用编排，可以翻新ccn智能构件以执行与机载分析相关的功能。
26.说明性示例提供了通过利用ccn智能构件提供更大的数据处理能力的机载分析系统。说明性示例提供了将ccn智能构件的主要功能优先于托管功能的机载分析系统。说明性示例仅在ccn智能构件不忙时才允许aiot应用被托管在ccn智能构件上。
27.现在参考附图，尤其是参考图1，描绘了根据说明性实施例的飞行器的图示。在该说明性示例中，飞行器100具有附接到机身106的机翼102和机翼104。飞行器100包括附接到机翼102的发动机108和附接到机翼104的发动机110。
28.主体106具有尾部112。水平稳定器114、水平稳定器116以及垂直稳定器118附接到主体106的尾部112。
29.飞行器100是其中可以根据说明性实施例实现机载分析系统的飞行器的示例。机载分析系统利用飞行器100的多个ccn智能构件的未使用资源来支持aiot。例如，飞行器100的无线数据网关、飞机接口设备、机组人员无线设备或智能传感器系统中的至少一个可以用作机载分析系统的ccn智能构件。
30.现在转向图2，描绘了其中可以实施说明性实施例的飞行器的框图的图示。飞行器100是图2的飞行器200的物理实施方式。飞行器200利用分布式边缘计算202来支持机载分
析204。飞行器200被配置为使用可用的机载系统206执行机载分析204。机载系统206包括共同数据网络208、传感器210以及客舱和机组人员网络212。客舱和机组人员网络212是飞行器信息系统域214的一部分。客舱和机组人员网络212是非飞行关键的。在该说明性示例中，在客舱和机组人员网络212中执行分布式边缘计算202。相关数据来源于传感器210或航空电子设备和通用数据网络208。在客舱和机组人员网络212中实施机载分析系统216。
31.机载分析系统216包括客舱和机组人员网络(ccn)核心218以及多个客舱和机组人员网络(ccn)智能构件220。如本文所用，“ccn”代表“客舱和机组人员网络”并且可以与其互换。因此，ccn核心218是客舱和机组人员网络核心。多个ccn智能构件220是多个客舱和机组人员网络智能构件的数量。ccn核心218包括网络附加存储222以及多个客舱和机组人员网络(ccn)服务器224。
32.中间件层226存在于ccn核心218上。在一些说明性示例中，中间件层226被称为分布式边缘中间件227。提供中间件层226用于在ccn核心218上托管应用。在一些说明性示例中，应用以较低等级的严格性在隔离的执行环境中托管在ccn核心218上。通过在隔离的执行环境中操作，托管在ccn核心218上的应用符合航空承运人认证的far part 121合规性。
33.中间件层226提供了用于在隔离的执行环境中托管应用的平台，诸如在应用容器内。中间件层226存在于ccn核心218上，以向应用和外部系统提供统一的接口。在一些说明性示例中，中间件层226由编排器228、组消息传递装置229以及组存储器230组成。
34.组消息传递装置229在客舱和机组人员网络212内提供可靠的对等消息传递。组存储器230提供持久存储器。组存储器230是共享存储器和复制存储器中的至少一种。共享存储器是常见的网络存储系统，诸如网络附加存储器222文件系统，客舱和机组人员网络212中的所有节点均可被共享存储器访问。复制的存储器包括将数据复制到远程对等文件系统的本地文件系统。
35.在一些说明性示例中，中间件层226提供发现。发现为中间件层226托管的应用提供名称解析。在这些说明性示例中，机载分析系统216是编排的多模式系统，并且这些服务的位置(ip-addr/port)是动态确定的。发现允许客户端使用众所周知的名称来确定服务的位置(ip-addr/port)的位置，而不管服务部署在哪个节点。
36.编排器228提供应用/服务管理。编排器228负责分布式系统中应用/服务的容器部署、负载平衡、故障解决以及管理。
37.每个具有中间件层226的主机在编排中具有两个角色：主机角色和工作者角色。例如，网络附加存储器222可以具有主机角色231或工作者角色232。多个ccn服务器224中的每个都可以担任主机角色234或工作者角色236。当网络附加存储器222具有主机角色231时，主机角色231根据策略将应用和服务部署到中间件层226主机。当多个ccn服务器224具有主机角色234时，主机角色234根据策略将应用和服务部署到中间件层226主机。主机角色是冗余的并且依赖于复制的状态数据。
38.当网络附加存储器222具有工作者角色232时，网络附加存储器222执行本地容器管理。当多个ccn服务器224具有工作者角色236时，多个ccn服务器224执行本地容器管理。
39.多个ccn智能构件220中的每个具有最小计算能力238。最小计算能力238能够执行机载分析204的计算。在一些说明性示例中，多个ccn智能构件220包括无线数据网关240、飞机接口设备242、机组人员无线设备244或智能传感器系统246中的至少一个。
40.多个ccn智能构件220包括任何期望数量的智能构件。如本文所用，“多个”在参考项目使用时是指一个或多个项目。例如，多个ccn智能构件220是一个或多个ccn智能构件。如图所描绘的，多个ccn智能构件220包括客舱和机组人员网络(ccn)智能构件248。智能构件248具有主要功能250。在一些说明性示例中，ccn智能构件248将预处理数据251直接发送到ccn核心218以执行分析。
41.多个ccn智能构件220各自具有相应的边缘构件守护进程。智能构件248具有边缘构件守护进程252。边缘构件守护进程252是允许ccn智能构件248联结到机载分析系统216的中间件层226的软件。边缘构件守护进程252允许ccn智能构件248充当中间件层226中的工作节点254并且可以托管容器，诸如应用容器278。边缘构件守护进程252不干扰ccn构件系统主机ccn智能构件248的主要功能250。当未联结到中间件层226时，边缘构件守护进程252使用最少的资源。边缘构件守护进程252具有三个组件：监视器256、节点代理258以及容器运行时260。
42.监视器256是轻量级进程，它监听来自中间件层226的命令并且监视ccn智能构件248的cpu、内存使用以及网络使用。当资源等级低于给定等级时，监视器256监听来自中间件层226的命令。
43.边缘构件守护进程252基于构件状态262的当前构件状态进行操作。当ccn智能构件248正在执行主要功能250时，ccn智能构件248处于忙碌状态264。当ccn智能构件248具有可用资源时，ccn智能构件248被置于就绪状态266。当ccn智能构件248处于就绪状态266并且从中间件层226接收到联结请求270时，监视器256启动节点代理258和容器运行时260。
44.如果构件资源使用等级上升到给定阈值以上，则监视器256向节点代理258和容器运行时260发出信号以终止。
45.节点代理258联结到中间件层226并且从编排器228接收请求和应用容器。在一些说明性示例中，请求也可以称为“命令”。在一些说明性示例中，应用容器也可以称为“规范”。节点代理258将请求传递给容器运行时260。
46.容器运行时260按照节点代理258的命令在ccn智能构件248中运行应用容器。节点代理258和容器运行时260使ccn智能构件248充当中间件层226中的工作者节点254。
47.边缘构件守护进程252将主要功能250优先于托管功能。ccn智能构件248具有边缘构件守护进程252，该边缘构件守护进程被配置为从编排器228接收应用容器，诸如应用容器278。边缘构件守护进程252被配置为释放ccn智能构件248的资源272，使得边缘构件守护进程252不会干扰ccn智能构件248的主要功能250。ccn智能构件248具有边缘构件守护进程252，该边缘构件守护进程被配置为将ccn智能构件248置于与中间件层226的联结状态268，并且在ccn智能构件248离开联结状态268并进入忙碌状态264时释放ccn智能构件248的资源272，以便边缘构件守护进程252不会干扰ccn智能构件248的主要功能250。
48.当ccn智能构件248处于忙碌状态264时，ccn智能构件248不连接到分布式边缘中间件227。在一些说明性示例中，当ccn智能构件248处于忙碌状态264时，ccn智能构件248不执行机载分析系统216的任何任务。在一些说明性示例中，当ccn智能构件248处于忙碌状态264时，ccn智能构件248执行主要功能250。当ccn智能构件248处于忙碌状态264时，边缘构件守护进程252维护内存占用274，该内存占用理想地是小的，使得边缘构件守护进程252不会干扰其ccn构件系统主机ccn智能构件248的主要功能250。当ccn智能构件248处于忙碌状
态264时，边缘构件守护进程252发送最少的网络流量276，使得边缘构件守护进程252不干扰其ccn构件系统主机ccn智能构件248的主要功能250。
49.当未联结到中间件层226时，边缘构件守护进程252使用最少的资源。当ccn智能构件248处于忙碌状态264时，边缘构件守护进程252将ccn智能构件248视为无法执行附加任务。
50.当ccn智能构件248向边缘构件守护进程252发送not_busy信号时，边缘构件守护进程252认为ccn智能构件248处于就绪状态266。当ccn智能构件248处于就绪状态266时，ccn智能构件248能够执行额外的任务，并且可以接受来自中间件层226的请求。
51.当ccn智能构件248处于就绪状态266时，边缘构件守护进程252可以向中间件层226发送状态269以通知中间件层226就绪状态266。当ccn智能构件248处于就绪状态266时，ccn智能构件可以接收来自机载分析系统216的中间件层226的请求270。当边缘构件守护进程252接收到来自中间件层226的请求270时，ccn智能构件248被置于联结状态268。当ccn智能构件248已经处于联结状态268时，边缘构件守护进程252然后保留ccn智能构件248中的资源272并且在中间件层226中假定工作者节点254状态。
52.一旦联结，边缘构件守护进程252从中间件层226的编排器228接收编排请求(命令)。在一些说明性示例中，中间件层226在联结状态268时将应用容器278分派给ccn智能构件248。
53.ccn智能构件248在被中间件层226驱逐或完成应用容器278的任务时从联结状态268转换到就绪状态266。在ccn智能构件248完成应用容器278后，边缘构件守护进程252将响应280发送到中间件层226。响应280包括应用容器278的分析结果。
54.当ccn智能构件248向边缘构件守护进程252指示它处于忙碌状态264时，ccn智能构件248转换到忙碌状态264。边缘构件守护进程252在它由于忙碌指示而离开联结状态268时释放ccn智能构件248的资源272。
55.飞行器200被配置为使用可用的机载系统206执行机载分析204。飞行器200包括具有中间件层226的ccn核心218，该中间件层包括被配置为将应用容器278发送到多个ccn智能构件220以执行机载分析204的编排器228；以及多个ccn智能构件220各自具有相应的边缘构件守护进程252，每个边缘构件守护进程252被配置为将相应的客舱和机组人员网络(ccn)智能构件248置于与中间件层226的联结状态268并且当相应ccn智能构件248离开联结状态268并进入忙碌状态264时释放该相应ccn智能构件的资源272，使得边缘构件守护进程252不会干扰相应ccn智能构件248的主要功能250。
56.ccn核心218包括多个ccn服务器224和网络附加存储器222。在一些说明性示例中，编排器228负责分布式系统即机载分析系统216中的容器部署、负载平衡、故障解决以及应用管理，该机载分析系统包括ccn核心218和多个ccn智能构件220。
57.在一些说明性示例中，多个ccn智能构件220包括无线数据网关240、飞机接口设备242、机组人员无线设备244或智能传感器系统246中的至少一个。
58.在一些说明性示例中，相应边缘构件守护进程252在被中间件层226驱逐或应用容器278完成时将相应ccn智能构件248从联结状态268转换到就绪状态266。
59.在一些说明性示例中，当ccn智能构件248向相应边缘构件守护进程252指示其忙碌时，相应边缘构件守护进程252将相应ccn智能构件248从联结状态268或就绪状态266转
换到忙碌状态264。
60.在一些说明性示例中，每个相应的边缘构件守护进程252被配置为在相应的ccn智能构件248处于忙碌状态264时维持最小的内存占用274并且发送最小的网络流量276。
61.在一些说明性示例中，每个边缘构件守护进程252包括监视器256，该监视器被配置为监听来自中间件层226的命令诸如请求270，并且监视客舱和机组人员网络智能构件cpu、内存以及网络使用。
62.在一些说明性示例中，每个边缘构件守护进程252包括节点代理258，该节点代理被配置为联结中间件层226并且从中间件层226的编排器228接收诸如请求270的命令和诸如应用容器278的规范，其中监视器256被配置为当ccn智能构件248处于就绪状态266并且从中间件层226接收到联结请求270时启动节点代理258。
63.在一些说明性示例中，每个边缘构件守护进程252包括容器运行时260，该容器运行时被配置为按照节点代理的指示在客舱和机组人员网络智能构件中运行应用容器，其中监视器被配置为在客舱和机组人员网络智能构件处于就绪状态并且从中间件层接收到联结请求时启动容器运行时。监视器256被配置为在ccn智能构件248的资源使用等级上升到给定阈值以上时向节点代理258和容器运行时260发出信号以终止。
64.图2中飞行器200的机载分析系统216的图示并不意味着暗示对可以实施说明性实施例的方式的物理或架构限制。可以使用除了图示组件之外或代替图示组件的其他组件。一些组件可以是不必要的。此外，提供这些框是为了说明一些功能组件。当在说明性实施例中实施时，这些框中的一个或多个可以被组合、划分或组合并划分为不同的框。
65.例如，尽管描绘了多个ccn智能构件220具有单个ccn智能构件，但是多个ccn智能构件220可以包括任何数量的ccn智能构件。作为另一个示例，多个ccn智能构件220可以包括具有最小计算能力238的另一种未描绘类型的ccn智能构件。
66.现在转向图3，描绘了根据说明性实施例的机载分析系统的图示。机载分析系统302的示意图300是图2的机载分析系统216的表示。机载分析系统302在客舱和机组人员网络(ccn)304中提供分布式边缘计算(dec)。客舱和机组人员网络304是飞行器信息系统域(aisd)305的部分并且是非飞行关键的。客舱和机组人员网络304包括ccn核心306和多个ccn智能构件308。
67.ccn核心306包括网络附加存储器310和多个ccn服务器312。如图所描绘的，多个ccn服务器312包括第一ccn服务器314和第二ccn服务器316。将飞机数据318提供给ccn服务器314和第二ccn服务器316。相关数据来源于传感器320或航空电子设备和通用数据网络(cdn)322。
68.飞行器控制域(acd)323是飞行控制航空电子设备的网络域。大量数据在飞行器控制域323中产生，并且可以在通用数据网络(cdn)322中分级。允许这些数据中的一些发布到飞机信息系统域(aisd)305和ccn核心306，以进行离机分析或机载分析。来自存在于通用数据网络(cdn)322上的飞行器控制域323的数据可以经由域保护cdn交换机网关325提供给飞机信息系统域(aisd)305。包括通用数据网络(cdn)322的飞行器控制域323具有大量待处理的数据。通过在客舱和机组人员网络(ccn)304中具有分布式边缘计算(dec)，在靠近数据源飞行器控制域323的地方提供机载分析。
69.中间件层324存在于客舱和机组人员网络304中的ccn核心306的每个系统上。如图
所描绘的，第二ccn服务器316充当主机326。在一些说明性示例中，网络附加存储器310可以是主机328。在一些说明性示例中，ccn服务器314可以是主机330。如图所示，网络附加存储器310充当工作者332。如图所示，ccn服务器314充当工作者334。
70.多个ccn智能构件308包括ccn智能构件336。ccn智能构件336具有边缘构件守护进程338。控制通道343存在于中间件层324与边缘构件守护进程338之间。边缘构件守护进程338经由控制通道343将其状态发送到中间件层324。中间件层324经由控制通道343发送联结请求。边缘构件守护进程338配置ccn智能构件336充当中间件层324中的工作者340。中间件层324经由控制通道343发送应用容器规范。边缘构件工作者340在智能构件336上开始分析344。在一些说明性示例中，分析344将预处理数据342直接发送到第二ccn服务器316上的分析346以执行进一步的处理。
71.现在转向图4，根据说明性实施例描绘了ccn智能构件的状态转换图的流程图。流程图400是改变图2的ccn智能构件248的状态的示例。流程图400是改变图3的ccn智能构件336的状态的示例。
72.边缘构件守护进程(守护进程)是允许ccn智能构件联结到机载分析系统的中间件层的软件。该守护进程允许ccn智能构件充当中间件层中的工作者节点，并且可以托管应用容器。
73.当ccn智能构件忙碌402时，ccn智能构件未连接到分布式边缘中间件。在一些说明性示例中，当ccn智能构件忙碌402时，ccn智能构件不执行机载分析系统的任何任务。在一些说明性示例中，当ccn智能构件忙碌402时，ccn智能构件执行其主要功能。当ccn智能构件忙碌402时，守护进程保持较小的内存占用并且发送最少的网络流量，使得守护进程不会干扰其ccn构件系统主机的主要功能。当未联结到dec时，守护进程使用最少的资源。当ccn智能构件忙碌402时，守护进程将ccn智能构件视为无法执行附加任务。
74.当ccn智能构件向守护进程发送not_busy 404信号时，守护进程将ccn智能构件视为就绪406。当ccn智能构件具有就绪状态406时，ccn构件能够执行附加任务并且能够接受来自dec的请求。
75.当ccn构件准备好406时，ccn构件可以接收来自机载分析系统的分布式边缘中间件的join-req(联结请求)408。当守护进程接收到来自中间件层的join-req 408时，ccn智能构件被联结410。当ccn智能构件具有联结410状态时，守护进程随后保留ccn智能构件内的资源并且在中间件层中假定工作者节点状态。
76.一旦被联结，该守护进程就会接收来自中间件层的编排器的编排请求，诸如图2的请求270。编排请求也可以被称为编排命令。在一些说明性示例中，中间件层在被联结410时将应用容器分派给ccn智能构件。
77.ccn智能构件在被中间件层驱逐(evict-req 412)或完成任务时从联结410状态转换到就绪406状态。当ccn智能构件向守护进程指示其忙碌414时，ccn智能构件转换到忙碌402状态。守护进程在由于忙碌414指示而离开联结410状态时释放ccn智能构件的资源。
78.中间件层定义了在隔离的执行环境中诸如在容器内托管应用的平台。中间件在ccn核心上分层，为应用和外部系统提供统一的接口。
79.边缘构件守护进程(守护进程)被配置为不干扰其ccn智能构件系统主机的主要功能。当未联结到中间件层时，守护进程使用最少的资源。守护进程将ccn智能构件系统视为
具有如流程图400所示的状态转换图。
80.现在转向图5，根据说明性实施例的用于使用可用机载系统执行机载分析的方法的流程图。方法500可以使用图2的机载分析系统216执行。方法500可以使用图3的机载分析系统302执行。方法500可以在ccn智能构件经历图4的流程图400的状态时执行。
81.当客舱和机组人员网络智能构件能够接受来自分布式边缘中间件的请求时，方法500将客舱和机组人员网络智能构件设置为就绪状态(操作502)。在一些说明性示例中，当客舱和机组人员网络智能构件未正在执行主要功能时，客舱和机组人员网络智能构件处于就绪状态。在一些说明性示例中，当客舱和机组人员网络智能构件具有可用资源时，客舱和机组人员网络智能构件处于就绪状态。
82.在方法500中，响应于接收到来自客舱和机组人员网络核心的分布式边缘中间件的使客舱和机组人员网络智能构件联结分布式边缘中间件的请求，处于就绪状态的客舱和机组人员网络智能构件联结分布式边缘中间件以使客舱和机组人员网络智能构件处于联结状态(操作504)。在一些说明性示例中，当客舱和机组人员网络智能构件处于联结状态时，客舱和机组人员网络智能构件能够接收来自中间件层的应用/服务。在一些说明性示例中，当客舱和机组人员网络智能构件处于联结状态时，客舱和机组人员网络智能构件能够接收来自中间件层的应用容器。
83.方法500通过客舱和机组人员网络智能构件的边缘构件守护进程接收应用容器，同时客舱和机组人员网络智能构件联结到分布式边缘中间件(操作506)。应用容器采用任何期望的形式。在一些说明性示例中，应用容器是分析应用。在一些说明性示例中，应用容器是预分析处理，以协助托管在中间件层ccn核心层中的分析。在一些说明性示例中，应用容器是数据压缩/过滤以减小卸载带宽。
84.当客舱和机组人员网络智能构件离开联结状态并且进入忙碌状态时，方法500通过边缘构件守护进程释放客舱和机组人员网络智能构件的资源(操作508)。通过释放客舱和机组人员网络智能构件的资源，边缘构件守护进程不会不期望地影响客舱和机组人员网络智能构件的主要功能的性能。在释放客舱和机组人员网络智能构件的资源后，边缘构件守护进程具有理想的小内存占用。之后，该方法终止。
85.在一些说明性示例中，边缘构件守护进程保留在客舱和机组人员网络智能构件内的资源(操作510)。边缘构件守护进程为分析应用的性能保留资源。在一些说明性示例中，客舱和机组人员网络智能构件充当分布式边缘中间件的工作者节点(操作512)。
86.在一些说明性示例中，方法500在客舱和机组人员网络智能构件的资源使用等级上升到阈值以上时终止边缘构件守护进程的节点代理和容器运行时(操作514)。在一些说明性示例中，当客舱和机组人员网络智能构件的资源使用等级上升到大约阈值时，客舱和机组人员网络智能构件正在执行主要功能。在一些说明性示例中，当客舱和机组人员网络智能构件的资源使用等级上升到大约阈值时，客舱和机组人员网络智能构件正在执行与中间件层无关的功能。
87.在一些说明性示例中，当客舱和机组人员网络智能构件向边缘构件守护进程指示其忙碌时，方法500将客舱和机组人员网络智能构件转换到忙碌状态(操作516)。在一些说明性示例中，方法500在被分布式边缘中间件驱逐或完成应用容器的任务时将客舱和机组人员网络智能构件从联结状态转换到就绪状态(操作518)。
88.如本文所用，短语“至少一个”在与项目列表一起使用时意味着可以使用所列项目中的一个或多个的不同组合，并且可以仅需要列表中的每个项目中的一个。例如，“项目a、项目b或项目c中的至少一个”可以包括但不限于项目a、项目a和项目b或项目b。该示例还可以包括项目a、项目b以及项目c或项目b和项目c。当然，可以存在这些项目的任何组合。在其他示例中，“至少一个”可以是例如但不限于项目a中的两个；项目b中的一个；以及项目c中的十个；项目b中的四个和项目c中的七个；或其他合适的组合。项目可以是特定对象、事物或类别。换言之，可以使用列表中的任意组合项目中的至少一个和多个项目，但并非列表中的所有项目都是必需的。
89.不同的所描绘实施例中的流程图和框图说明了说明性实施例中的装置和方法的一些可能实现的架构、功能以及操作。在这点上，流程图或框图中的每个框可以表示模块、区段、功能或者操作或步骤的一部分中的至少一个。
90.在说明性实施例的一些替代实施方式中，框中标注的一个或多个功能可以不按图中标注的顺序出现。例如，在某些情况下，连续显示的两个框可以基本上同时执行，或者有时这些框可以以相反的顺序执行，这取决于所涉及的功能。此外，除了流程图或框图中所示的框之外，还可以添加其他框块。一些框可以是可选的。例如，操作510到操作518可以是可选的。
91.本公开的说明性实施例可以在如图6所示的飞行器制造和服务方法600和如图7所示的飞行器700的上下文中进行描述。首先转向图6，描绘了根据说明性实施例的飞行器制造和服务方法的图示。在预生产期间，飞行器制造和服务方法600可以包括图7中飞行器700的规范和设计602以及材料采购604。
92.在生产期间，发生飞行器700的组件和子组件制造606以及系统集成608。此后，飞行器700可以经历认证和交付610以便投入使用612。在由客户使用612期间，飞行器700被安排进行日常维护和服务614，其可以包括修改、重新配置、翻新或其他维护和服务。
93.飞行器制造和服务方法600的过程中的每个可以由系统集成商、第三方和/或运营商执行或实行。在这些示例中，运营商可以是客户。出于本描述的目的，系统集成商可以包括但不限于任何数量的飞行器制造商和主要系统分包商；第三方可以包括但不限于任意数量的销售商、分包商和供应商；运营商可以是航空公司、租赁公司、军事实体、服务机构等。
94.现在参考图7，描绘了其中可以实施说明性实施例的飞行器的图示。在该示例中，飞行器700由图6的飞行器制造和服务方法600生产并且可以包括具有多个系统704的机身702和内部706。系统704的示例包括推进系统708、电气系统710、液压系统712以及环境系统714中的一个或多个。可以包括任何数量的其他系统。
95.本文实施的装置和方法可以在飞行器制造和服务方法600的至少一个阶段期间使用。可以在图6的组件和子组件制造606、系统集成608、投入使用612或维护和服务614期间使用一个或多个示例性实施例。方法500可以在投入使用612期间执行，以在飞行器700中执行机载分析。图2的机载分析系统216可以用于在图6的投入使用612或维护和服务614期间执行或支持机载分析204。在一些说明性示例中，中间件层226和边缘构件守护进程252在飞行器700投入使用612之前的子组件制造606或系统集成608中的一个期间安装。在一些说明性示例中，在维护和服务614期间安装中间件层226或边缘构件守护进程252中的至少一个，以改造客舱和机组人员网络212以包括机载分析系统216。
96.说明性示例提供了机载分析系统。该机载分析系统允许扩展机载计算能力，而无需额外的swap(尺寸、重量、功率)到飞行器。
97.说明性示例解决了在飞机到地面传输带宽有限的情况下实施航空物联网(aiot)的问题。说明性示例允许实施航空物联网(aiot)，而不会向飞机不期望地添加swap(尺寸、重量、功率)。由于机载分析，说明性示例将减少机载和离机网络流量。
98.实施aiot将大大增加数据处理需求。机载计算机服务器(例如ons)具有有限的容量。说明性示例利用未充分利用的非服务器资源进行aiot分析。目前尚未进行aiot预期规模的机载分析。说明性示例解决了额外计算要求的问题，而无需添加专用数据处理装备和不希望的重量。说明性示例最大限度地利用可用的ccn计算资源。
99.与引入额外的硬件不同的是，收集未充分利用的ccn“智能构件”的计算资源。主要功能优先于托管功能，从而允许仅在不忙碌时托管aiot应用。
100.在aiot内的机载边缘计算中，飞机可以被视为大型aiot生态系统的边缘。可以在边缘(即机载)处执行分析的子集。机载分析可以使用较少的带宽提供更高等级的信息。边缘计算可以将分析结果提供给机组人员和其他机载系统。
101.说明性示例提供了客舱和机组人员网络(ccn)中的分布式边缘计算(dec)。ccn是飞行器信息系统域(aisd)的一部分，并且是非飞行关键的。相关数据来源于传感器或航空电子设备以及通用数据网络(cdn)。
102.ccn核心包括ccn服务器和网络附加存储器(nas)。dec是ccn核心上的中间件层。dec提供了可能以较低等级的严格性在隔离的执行环境中托管ccn核心上的应用的平台。
103.数据源、物联网网关和其他设备在ccn的边缘。ccn智能构件是具有足够计算能力来执行分析的ccn边缘设备，例如：无线数据网关(wdg)、飞机接口设备(aid)、机组人员无线设备(cwd)。
104.此外，本公开包括根据以下条款所述的实施例：
105.条款1.一种被配置为使用可用的机载系统执行机载分析的飞行器(200)，该飞行器包括：
106.客舱和机组人员网络核心(218)，该客舱和机组人员网络核心具有中间件层(226)，该中间件层包括被配置为将应用容器(278)发送到多个客舱和机组人员网络智能构件(220)以执行机载分析的编排器(228)；以及
107.多个客舱和机组人员网络智能构件各自具有相应的边缘构件守护进程(252)，每个边缘构件守护进程被配置为将相应的客舱和机组人员网络智能构件置于与中间件层的联结状态(268)并且当相应的客舱和机组人员网络智能构件离开联结状态并进入忙碌状态(264)时释放该客舱和机组人员网络智能构件的资源，使得边缘构件守护进程不会干扰相应客舱和机组人员网络智能构件的主要功能。
108.条款2.根据条款1所述的飞行器，其中客舱和机组人员网络核心包括多个客舱和机组人员网络服务器(224)和网络附加存储器(222)。
109.条款3.根据任一前述条款所述的飞行器，其中编排器负责分布式系统(216)中的容器部署、负载平衡、故障解决以及应用管理，该分布式系统包括客舱和机组人员网络核心以及多个客舱和机组人员网络智能构件。
110.条款4.根据任一前述条款所述的飞行器，其中多个客舱和机组人员网络智能构件
包括无线数据网关(240)、飞机接口设备(242)、机组人员无线设备(244)或智能传感器系统(246)中的至少一个。
111.条款5.根据任一前述条款所述的飞行器，其中在被中间件层驱逐或应用容器完成时，相应的边缘构件守护进程将相应的客舱和机组人员网络智能构件从联结状态转换到就绪状态(266)。
112.条款6.根据任一前述条款所述的飞行器，其中当客舱和机组人员网络智能构件向相应的边缘构件守护进程指示其忙碌时，相应的边缘构件守护进程将相应的客舱和机组人员网络智能构件从联结状态或就绪状态转换到忙碌状态。
113.条款7.根据任一前述条款所述的飞行器，其中每个相应的边缘构件守护进程被配置为在相应的客舱和机组人员网络智能构件处于忙碌状态时维持最小的内存占用(274)并且发送最小网络流量(276)。
114.条款8.根据任一前述条款所述的飞行器，其中每个边缘构件守护进程包括监视器(256)，该监视器被配置为监听来自中间件层的请求并监视客舱和机组人员网络智能构件cpu、内存以及网络使用。
115.条款9.根据条款8所述的飞行器，其中每个边缘构件守护进程包括节点代理(258)，该节点代理被配置为联结到中间件层并且接收来自中间件层的编排器的请求和应用容器，其中监视器被配置为当客舱和机组人员网络智能构件处于就绪状态并且接收到来自中间件层的联结请求(270)时启动节点代理。
116.条款10.根据条款9所述的飞行器，其中每个边缘构件守护进程包括容器运行时(260)，该容器运行时被配置为按照节点代理的指示在客舱和机组人员网络智能构件中运行应用容器，其中监视器被配置为当客舱和机组人员网络智能构件处于就绪状态并且接收到来自中间件层的联结请求时启动容器运行时。
117.条款11.根据条款10所述的飞行器，其中所述监视器被配置为在客舱和机组人员网络智能构件的资源使用等级上升到给定阈值之上时向节点代理和容器运行时运行时发出信号以终止。
118.条款12.一种机载分析系统(216)，包括：
119.客舱和机组人员网络核心(218)，该客舱和机组人员网络核心具有中间件层(226)，该中间件层包括编排器(228)，该编排器被配置为将应用容器(278)发送到多个客舱和机组人员网络智能构件(220)以支持机载分析；以及
120.多个客舱和机组人员网络智能构件各自具有相应的边缘构件守护进程(252)，每个边缘构件守护进程被配置为在相应的客舱和机组人员网络智能构件离开联结状态(268)并进入忙碌状态(264)时释放该相应的客舱和机组人员网络智能构件的资源(272)，使得边缘构件守护进程不会干扰相应的客舱和机组人员网络智能构件的主要功能，每个边缘构件守护进程包括：
121.监视器(256)，该监视器被配置为监听来自中间件层的请求(270)并且监视客舱和机组人员网络智能构件cpu、内存以及网络使用；
122.节点代理(258)，该节点代理被配置为联结中间件层并且接收来自中间件层的编排器的请求和应用容器，其中监视器被配置为在客舱和机组人员网络智能构件处于就绪状态(266)并且接收到来自中间件层的联结请求时启动节点代理；以及
123.容器运行时(260)，该容器运行时被配置为按照节点代理指示的在客舱和机组人员网络智能构件中运行应用容器，其中监视器被配置为在客舱和机组人员网络智能构件处于就绪状态并且接收到来自中间件层的联结请求时启动容器运行时。
124.条款13.根据条款12所述的机载分析系统，其中每个相应的边缘构件守护进程被配置为在相应的客舱和机组人员网络智能构件处于忙碌状态时维持最小的内存占用(274)并且发送最小的网络流量(276)。
125.条款14.根据条款12-13中任一项所述的机载分析系统，其中客舱和机组人员网络智能构件包括无线数据网关(240)、飞机接口设备(242)、机组人员无线设备(244)或智能传感器系统(246)中的至少一个。
126.条款15.根据条款12-13中任一项所述的机载分析系统，其中客舱和机组人员网络核心包括多个客舱和机组人员网络服务器(224)以及网络附加存储器(222)。
127.条款16.一种使用可用机载系统执行机载分析的方法(500)，该方法包括：
128.当客舱和机组人员网络智能构件能够接受来自分布式边缘中间件(227)的请求(270)时，将客舱和机组人员网络智能构件(220)设置(502)到就绪状态(266)；
129.响应于接收到来自客舱和机组人员网络核心(218)的分布式边缘中间件的使客舱和机组人员网络智能构件联结到分布式边缘中间件的请求，由处于就绪状态的客舱和机组人员网络智能构件联结(504)分布式边缘中间件，以将客舱和机组人员网络智能构件置于联结状态(268)；
130.当客舱和机组人员网络智能构件联结到分布式边缘中间件时，由客舱和机组人员网络智能构件的边缘构件守护进程(252)接收(506)应用容器(278)；以及
131.当客舱和机组人员网络智能构件离开联结状态并且进入忙碌状态(264)时，由边缘构件守护进程释放(508)客舱和机组人员网络智能构件的资源。
132.条款17.根据条款16所述的方法，进一步包括：
133.由边缘构件守护进程保留(510)在客舱和机组人员网络智能构件内的资源(272)；以及
134.由客舱和机组人员网络智能构件充当(512)到分布式边缘中间件的工作者节点(254)。
135.条款18.根据条款16-17中任一项所述的方法，进一步包括：
136.当客舱和机组人员网络智能构件的资源使用等级上升到阈值以上时，终止(514)边缘构件守护进程的节点代理(258)和容器运行时(260)。
137.条款19.根据条款16-18中任一项所述的方法，进一步包括：
138.当客舱和机组人员网络智能构件向边缘构件守护进程指示其忙碌时，将客舱和机组人员网络智能构件转换(516)到忙碌状态。
139.条款20.根据条款16-19中任一项所述的方法，进一步包括：
140.在被分布式边缘中间件驱逐或完成应用容器的任务时，将客舱和机组人员网络智能构件从联结状态转换(518)到就绪状态。
141.条款21.一种被配置为使用可用的机载系统执行机载分析的飞行器(200)，该飞行器包括：
142.客舱和机组人员网络核心(218)，该客舱和机组人员网络核心具有中间件层
(226)，该中间件层包括被配置为将应用容器(278)发送到多个客舱和机组人员网络智能构件(220)以执行机载分析的编排器(228)；以及
143.多个客舱和机组人员网络智能构件各自具有被配置为从编排器接收应用容器的相应的边缘构件守护进程(252)，每个边缘构件守护进程被配置为释放相应的客舱和机组人员网络智能构件的资源(272)，使得边缘构件守护进程不干扰相应的客舱和机组人员网络智能构件的主要功能。
144.不同说明性实施例的描述是出于说明和描述的目的而呈现的，并非旨在穷举或限制于所公开形式的实施例。许多修改和变化对于本领域普通技术人员将是显而易见的。此外，与其他说明性实施例相比，不同说明性实施例可以提供不同的特征。选择和描述所选择的一个或多个实施例以便最好地解释实施例的原理、实际应用，并且使本领域的其他普通技术人员能够理解具有适于具体考虑的使用的各种修改的各种实施例的公开内容。