目前多数商用飞机都装备有IFE(机上娱乐)系统。典型地，一 个IFE系统包括多个互连的提供多项功能的计算机。这些计算机包括， 例如，音频/视频前端设备，区域配电盒，乘客服务系统(PSS)和座 位电子盒。在飞机的模块化环境中，每一台计算机都被称为在线可置 换单元(“LRU”)，因为在飞机建造和测试时，大多数是在生产线上 “在线安装(line fit)”。至少一些在线可置换单元(“line replaceable unit(LRU)”)单独地或通过座位组直接连接到乘客座位。这些LRU 是机上乘客和IFE系统的接口，并提供访问多项功能。更复杂的多功 能IFE系统可包括接近1000台独立的互连的计算机，一起工作执行 IFE系统的多项功能。
传统的IFE系统的LRU典型地包括相对简单的电子设备和微处 理器以执行系统功能。提供给座位的音响设备的频道和音量通常由为 座位组服务的座位电子盒控制，座位电子盒包括微处理器和信号调节 电子设备以处理音频/视频输入信号。在某些已知系统，座位电子盒可 以被机舱通知系统取代，以允许机组成员用对乘客的安全通知打断音 频或视频。IFE系统必须符合联邦航空管理局(FAA)制定的严格要 求，以避免干扰驾驶舱内和机上其它地方的安全重要飞行电子设备。 此外，飞机工业制定了IFE系统的严格要求，例如，关于电源使用， 带宽和IFE系统的重量。由于这些原因，IFE系统提供者在选择特定 的硬件和软件组件时受到严格限制。
控制IFE系统的方法和系统典型地通过在“主-从”体系结构执行 软件指令实现。主-从系统的特定功能可以用专利的，特殊应用的，和 定制的软件实现。用于IFE系统更复杂功能的电子设备典型地包括具 有微处理器和存储器的计算机。对于每一台主从计算机以及所执行的 每项功能，要求定制的软件。每一个定制的软件都必须在系统中单独 集成和测试。即使执行最简单的功能，集成和测试都是劳动密集和易 于出错的。
定制的软件通常用于，例如，实现机舱管理终端，其与诸如磁带 播放机，数字媒体播放器或游戏控制台的其它硬件交互。管理终端和 IFE系统中其它设备的每一个接口，都被独立编程和测试。对于IFE 系统所装备的每一个硬件，必须确定一个接口(例如，主计算机和特 定类型的从计算机之间的接口)，必须开发和测试两个软件程序(一 个用于主计算机，一个用于从计算机)。如果以后期望对系统进行添 加或修改，此修改很费时而且要求对原始系统设计的细节相当熟悉。
通过组合原本独立的软件组件，或将为一个设备设计的软件组件 用于不同的设备，尝试加速传统IFE系统的设计，测试和维护。遗憾 的是，这些努力导致了大量的系统错误和软件错误，而且，软件运行 在系统中多种类型的硬件上时，软件修改的结果很难预测，所以软件 错误很难修复。
而且，由于传统IFE系统中软件的定制特性，当开发系统的新的 模块时，系统提供者很难支持其原有模块。设计旧的模块的工程师已 离开系统提供者，新的工程师可能没有时间或能力学习原有系统是如 何实现的。用专利硬件和软件体系结构诊断和修复系统错误需要时间 和精力仅仅为了学习系统如何工作。维护资源通常耗费在教授新的工 程师高度自主系统如何工作。
因此，需要一个IFE系统，其体系结构易于实现，修改，诊断， 更模块化和更易于互连。

本发明提供一种控制IFE系统的改进的系统和方法，通过使用网 络客户机(例如web浏览器或终端仿真程序)和网络服务器程序(例 如运行在诸如web服务器的网络服务器上的CGI脚本)克服上述问 题，其中每一个网络客户机和网络服务器程序都位于一个或多个LRU 上，执行IFE系统功能。网络客户机和服务器使用一个或多个网络协 议通信，例如传输控制协议(TCP)，用户数据报协议(UDP)，超 文本传输协议(HTTP)或文件传输协议(FTP)。
根据本发明的一个方面，IFE系统的功能在网络服务器请求之后 执行，例如，以HTTP格式请求的统一资源定位器(URL)，从web 浏览器发送到位于相同或不同的LRU上的web服务器。web服务器 使用网络服务器请求的信息，运行网络服务器程序，例如通用网关接 口(CGI)脚本。受控功能包括座位音频和视频，空乘呼叫，和头顶 灯开关。本发明的一个重要优点是对IFE系统功能的添加和修改大大 简化；每一项功能可以作为web服务器上的单独的网络站点独立实现。
在一个实施例中，本发明提供了一种网络协议激活的IFE系统。 系统提供一个用户接口使IFE系统用户可产生输入信号。用户接口连 接到系统中的一个或多个LRU。处理器位于LRU中，用于在系统中 处理输入信号以产生控制激活信号。控制激活信号被网络客户机(在 一个实施例中是web浏览器)接收，网络客户机从控制激活信号产生 网络服务器请求。网络服务器程序，在一个实施例中是运行在诸如 APACHE TOMCAT服务器的web服务器上的CGI脚本，接收网络 服务器请求，通过在IFE系统的一个或多个LRU上执行一条或多条 指令，控制IFE系统的功能。功能执行后，网络服务器可选择地将网 络服务器响应返回到网络客户机。基于网络客户机是否有全屏显示器 (即，如果网络客户机是web浏览器而不是虚拟web浏览器)，也可 处理网络服务器响应用于显示。
在本发明的不同的实施例中，受控IFE系统的功能可能简单或复 杂。IFE系统的复杂功能是座位音频和视频的分布。在某些实施例或 操作模式中，座位音频和视频的分布是交互的，或由机组成员通过另 一个连接到系统的用户接口控制，例如管理终端。IFE系统的其它复 杂功能包括访问因特网网页，发送和接收电子邮件，单独或与系统其 他用户一起玩电脑游戏，检查飞行信息，例如，预定的到达时间，飞 行速度和位置。IFE系统的简单功能包括传统的与乘客服务系统(PSS) 相关的功能，例如空乘呼叫按钮，或顶灯按钮。其它简单功能包括座 位调节和气候控制。本领域的一般技术人员将认识到，其它简单和复 杂功能都是可能的。
本发明的一个重要优点是IFE系统的用户接口不是必须有显示 器，本发明系统的用户可以为网络客户机产生输入信号而无需使用显 示器。用户接口可以是任何为系统产生输入信号的机械设备，例如开 关，按钮或旋钮；在此实施例中，用户接口可以没有显示器。此优点 可通过使用虚拟web浏览器实现。在本发明的以下陈述中，“虚拟web 浏览器”是一个web浏览器，能接收控制激活，能产生诸如URL呼叫 的网络服务器请求，能接收网络服务器响应，能将网络服务器响应， 可能是HTML格式的网页，解析为对运行web浏览器的LRU上的软 件和硬件组件有用的数据；但是，虚拟web浏览器不产生图形用户界 面(GUI)，GUI对于虚拟web浏览器执行与网络客户机相关的本发 明方法的步骤是不必要的。连接到虚拟web浏览器的用户接口可提供 一个最小显示，例如发光二极管(LED)，或根本没有显示。
在另一个实施例中，用户接口可包括显示器和键盘。有网络客户 机的笔记本电脑可作为连接到IFE系统的用户接口。(此实施例对于 IFE系统的开发，测试和维护的目的尤其有利)。在其它实施例中， 用户接口可以是触摸屏显示器。在所有这些实施例中，诸如典型web 浏览器的网络客户机，可用于执行与网络客户机相关的方法的步骤。 本领域的一般技术人员将认识到，多种不同的用户接口可用于产生系 统输入信号。
在本发明的另一个实施例中，网络客户机和网络服务器之间的通 信遵循诸如HTTP协议的TCP/IP协议。在其它实施例中，系统内的 通信可遵循不同的网络协议，例如FTP，简单邮件传输协议(SMTP)， TELNET，或无线应用协议(WAP)。本领域的一般技术人员将认识 到，诸如安全套接壳(SSH)或安全HTTP(HTTPS)的安全网络协 议也可用于本发明的系统内。
网络客户机和网络服务器不必物理地位于系统内的同一LRU 上。在一个实施例中，网络客户机和网络服务器都装载到同一LRU 的硬件。在另一实施例中，网络客户机程序加载在第一个LRU上， 与在系统的第二个LRU上的网络服务器通信(遵循网络协议)。在 本发明的系统中，也可能几个网络服务器程序同时运行在同一个网络 服务器上，同时与多个网络客户机通信。可同时运行的网络服务器程 序的数量主要受限于网络服务器和运行网络服务器的LRU的硬件资 源。本发明的另一个重要优点是，相对于必须执行指令的有较少本地 硬件资源的LRU，为具有网络服务器和网络服务器程序，可选择有较 多硬件资源的远程LRU，从而控制IFE系统的功能。因此，本发明的 IFE系统更灵活更模块化。
本发明也可提供使用网络协议执行IFE系统功能的方法。该方法 始于通过用户接口产生输入信号。如上所述，用于产生输入信号的用 户接口可以是简单开关，键盘，触摸屏，笔记本电脑，或其它任何合 适的输入设备。
用户通过用户接口产生的输入信号由处理器处理，产生控制激活 信号。此步骤中的处理也称为键值处理，允许将简单模拟或数字信号 (无论在第一步中用户接口产生的何种信号)转换成控制激活信号， 该信号对网络客户机程序非常有用。在一个实施例中，此步骤的处理 由IFE系统第一个LRU上的硬件和软件(例如设备驱动程序)联合 执行。对于用户接口产生的特定输入，所产生的控制激活信号是确定 的。
此方法允许控制IFE系统的功能。使用控制激活信号，网络客户 机产生网络服务器请求。网络服务器请求被发送到网络服务器。接收 到网络服务器请求，网络服务器运行网络服务器程序，该程序在IFE 系统的一个或多个LRU上执行与控制IFE系统特定功能相关的一条 或多条指令。受控功能基于网络服务器请求的形式，网络服务器请求 的形式基于控制激活信号的形式，控制激活信号的形式基于输入信号 的形式。可选地，网络服务器程序也可产生具有受控功能相关信息的 网络客户机响应。可在本发明的实施例中实现的其它可选附加步骤包 括，发送网络客户机响应到网络客户机，处理网络客户机响应以显示， 以及显示经处理的网络客户机响应。
如上所述，本发明的方法可以是诸如HTTP，FTP，SMTP，或 TELNET的多个网络协议中的任一个。在本发明的一个优选实施例 中，使用HTTP协议，产生HTTP格式的网络服务器请求。在本发明 的另一个实施例中，网络服务器请求，网络客户机响应，或两者均可 以诸如FTP格式的不同格式提供。本领域的一般技术人员将认识到， 其它网络协议可用于IFE系统LRU之间的通信。
本发明的一个优点是，其避免了对于IFE系统中复杂软件通信接 口的需要，因此IFE系统的添加和修改所需的时间和精力减少。特别 是，通过使用标准软件技术，接口定义和协议，开发大大简化。有利 地，TCP/IP广泛应用于系统组件之间的通信，允许IFE系统的各项 功能在集成到系统之前可独立设计和测试。因此，IFE系统内的各个 硬件可独立测试，通过独立设计和测试各个网络服务器程序，提高系 统的可靠性。
本发明的另一个优点是，其减少了飞机机舱内所需的硬件，减轻 了重量。例如，使用网络命令控制PSS组件，无需阅读灯和空乘呼叫 功能的物理开关。IFE系统的所有功能可通过用户接口执行，该接口 具有乘客，机组成员或两者都可使用的键盘和显示器或触摸屏。
根据本发明的一个实施例，网络服务器程序在IFE系统内的LRU 上执行指令从而控制功能，选择地为网络客户机提供网络服务器响应。 在一个实施例中，网络服务器程序用通用网关接口(CGI)脚本实现。 本领域的技术人员已知，CGI脚本可以使用多种不同的编程语言书写， 例如，实际提取报告语言(PERL)脚本，Java脚本，或用C，C++ 或Java。在当前本发明的优选实施例中，网络客户机程序是通过发送 网络服务器请求访问CGI脚本的web浏览器，该请求以HTTP格式 的URL呼叫的形式被发送到装载网络服务器程序(本例中为CGI脚 本)的LRU。本领域的一般技术人员已知，以其它编程语言编写的其 它程序可用于实现IFE系统的各种高级和低级功能。对于本发明，不 必用CGI脚本实现网络服务器程序。网络服务器程序也可用Java Servelets(JSP)，或遵循简单对象访问协议(SOAP)而实现。而且， 网络服务器程序可使用网络客户机，执行特殊指令从而控制IFE系统 的某些功能。在此类实施例中，网络客户机可以是Java Applet或Java Script。
对于想成为使用网络协议的IFE系统的开发者的人的障碍在于， 改变普通web浏览器和网络服务器，使其适合IFE系统的特定功能。 通常，web浏览器和网络服务器之间的通信由用户发起，web浏览器 仅显示与特定HTTP地址相关的文字或图片。当用户点击链接时，网 络服务器响应用户激发的HTTP请求。没有用户输入，典型地网络服 务器和web浏览器并不互相通信。但是，在IFE系统中，在执行功能 之前要求用户产生输入信号不总是理想的。
但是，在另一个实施例中，本发明通过实现一个有限功能的“虚 拟”web浏览器，克服了此障碍。在本发明的实施例中，用户接口不包 括显示器，网络客户机程序是虚拟web浏览器。虚拟web浏览器执行 与传统web浏览器相同的功能，解析超文本标记语言(HTML)产生 URL呼叫，但是不像传统web浏览器那样向用户显示网页。在某些实 施例中，网络客户机可以是具有最小显示器(例如发光二极管，发光 二极管阵列，或小型液晶显示屏)的虚拟web浏览器，而不是根本没 有显示器。虚拟web浏览器具有与传统web浏览器相同的能力，解析 由网络服务器发送的HTML或可扩展标记语言(XML)文件，通常 除了上述方面之外，虚拟web浏览器与普通web浏览器基本相同。
在使用网络协议的IFE系统中，工程师可实现新的功能，作为独 立网页和独立程序文件。这极大地减少了困扰传统IFE系统的未预期 的交互和副作用的风险。此外，在实施例中，只有收到网络客户机的 网络服务器请求时才可访问系统功能，而且当此类功能完成时，就被 挂起或终止。这就节省了IFE系统资源，允许引入新的功能而对系统 整体影响较小。使用网络协议的IFE系统的灵活性和模块性比传统的 方法和系统呈现更大的优势。
本发明的系统和方法的另一个显著优点是，已熟悉网络协议的典 型的软件工程师，能较快地诊断和修复系统内的问题。消除了与传统 IFE系统的定制软件相关的学习曲线。这样避免了开发，测试和维护 的时间和精力的浪费。使用上述方法进行系统测试，将笔记本电脑， 台式机或个人数字助理(PDA)计算机作为开发中的IFE系统的用户 接口。测试系统各项功能，例如，通过从运行在笔记本电脑，台式机 或PDA计算机上的web浏览器发起URL呼叫。笔记本电脑运行装载 到IFE系统的计算机上的网络客户机程序；因此，装有诸如web浏览 器的网络客户机程序的笔记本电脑，台式机或PDA计算机可以访问， 演示和验证IFE系统的各项功能。本发明的方法有利地消除了为执行 诊断而运行整个IFE系统的需要。
本发明的系统和方法也允许将IFE系统的特定功能的控制限制 在特定的用户接口。其优点在于，IFE系统的某些功能的控制可以只 供特定的用户或用户群使用。例如，在一个实施例中，仅连接到飞机 头等舱部分的LRU的用户接口可以通过IFE系统访问因特网。
为了乘客和客舱，维护和工程机组成员的使用，本发明有效利用 了网络服务。从乘客的角度，网络或者是不可见的，当使用乘客控制 单元(PCU)时，或者是可见的，当使用个人数字网关(PDG)时。 在不可见的情况下，PCU按键按下被虚拟web浏览器转换成在不可见 网页上的不可见控制的控制激活信号。这些控制激活信号导致发出适 当的HTTP命令，此命令转而包含适当的网络服务器活动。然后，基 于特定的最初由乘客按下的PCU按键(例如，频道预览，阅读灯激活 等)，网络服务器程序导致所需活动发生。
对于包含低分辨率触摸屏的PDG，网页对乘客是可见的，屏幕 控制激活导致适当的网络服务器发出和执行相同的HTTP命令。每个 页面可链接到其它页面，每个页面由适于受控的IFE系统的特定功能 的网络服务器产生。例如，显示可用座位电影的页面可能来自数字服 务器单元，而频道转换页面可能由乘客自己的座位电子盒产生。
对于客舱，维护和工程机组成员，通过管理终端(或者管理终端 不存在时，通过连接的笔记本电脑)访问IFE系统以及IFE系统的可 见性。基于PC的单元提供高分辨率的触摸屏访问通过web浏览器展 示的网页，其允许控制娱乐，维护和工程功能，包括控制娱乐服务。
在本发明的系统内每一个与人交互的节点，都有web浏览器。此 交互可以是与乘客或与机组成员的交互。web浏览器将人的活动(按 键按下，鼠标点击，触摸屏激活)转换成网络服务器请求。网络服务 器执行所请求的活动，检索数据，并将更新的页面返回到浏览器。网 络服务器位于任何可以从外部命令而执行功能的LRU上。web浏览器 可由Java Applets或JavaScript协助；web服务器同样可由CGI和 Java程序协助。这些协助允许硬件组件的交互，数据库访问，和其它 功能。

本发明上述的和其它的目的，优点和特征将从以下详述和附图中 变得明确，其中：
图1a是使用网络协议的机上娱乐系统的座位级布局的第一种实 施例的示意图；
图1b是使用网络协议的机上娱乐系统的座位级布局的第二种实 施例的示意图；
图2a是根据本发明的实施例的用于机上娱乐系统第一部分的硬 件组件的方框图，其包括一个前端组件；
图2b是根据本发明的实施例的用于机上娱乐系统第二部分的硬 件组件的方框图，其包括一个座位级组件；
图2c是根据本发明的实施例的用于使用网络协议的机上娱乐系 统的软件组件方框图；
图3是根据本发明的实施例的用户接口的一个实例；
图4a是在本发明的第一个实施例中，说明网络服务器请求和网 络服务器响应的示意图；
图4b是在本发明的第二个实施例中，说明网络服务器请求和网 络服务器响应的示意图；以及
图5是与本发明的实施例一致的用于控制IFE系统功能的方法的 流程图。

虽然本发明容许各种修改和替代形式，但借助图中实例说明某种 优选实施例，并在此详述。但是需理解的是，该描述不希望将本发明 限制于所述特定形式；相反，该描述期望包含，在所附权利要求书确 定的本发明的精神和范围内的所有修改，替代和等价形式。
本发明的系统和方法通过将网络协议用于系统中LRU之间的通 信，提供更为灵活和模块化的IFE系统。使用网络协议，通过减少装 载在系统多个LRU上的软件之间的非预期冲突的可能性，提高了开 发效率，使得目前装载在IFE系统的软件的升级和维护更简单。网络 协议用于控制IFE系统能执行的多项功能。
虽然本发明的系统可以通过将程序载入IFE系统的多个LRU中 的任一个实现，图1a和1b说明本发明的系统如何在飞机座位附近的 LRU上实现的一个实例。参照图1a，所示座位750，具有椅背700， 座位扶手725和踏板775。连接到座位的是用户接口200(如上发明内 容所述)，其可以是适于为系统提供输入信号的任何设备，例如薄膜 按钮或触摸屏。用户接口200连接到LRU A100内的处理器300。在 一个实施例中，LRU A是座位电子盒2160(如下关于图2b的说明和 描述)。位于LRU A100内的处理器300是适合于将从用户接口200 输入的信号转换为提供给网络客户机400的控制激活信号的处理器。 在一个实施例中，处理器300包括，能有效将用户接口200提供的模 拟或数字输入信号转换为提供给网络客户机400的控制激活信号的硬 件和软件；在一个实施例中，软件包括键值路由表，用于将用户接口 200产生的特定的输入信号映射为特定的控制激活信号。
在一个可能的实施例中，网络客户机400和网络服务器450位于 同一个LRU(图1a所示的IFE系统的座位级部分的实施例中LRU A100)。本发明的系统的一个优点是，网络客户机400和网络服务器 450可位于同一个LRU，因为这样提高了IFE系统执行某些功能的速 度。但如图1b所示，对于本发明，网络客户机400和网络服务器450 并不是必须位于同一个LRU。
使用诸如HTTP，FTP或TELNET的网络协议实现网络客户机 400和网络服务器450之间的通信。在本发明的当前优选实施例中， 使用HTTP协议。在此实施例中，用诸如C++的适当的编程语言实现 的网络客户机400，是一个在与LRU A100的硬件兼容的诸如LINUX 的操作系统上的web浏览器。提供给web浏览器的控制激活信号引起 对网络服务器450的URL呼叫，在一个实施例中，网络服务器是web 服务器，例如APACHE TOMCAT web服务器。在一个实施例中，网 络服务器程序500是载入LRU A100硬件的存储器的CGI脚本。网络 服务器程序500控制IFE系统1000的硬件资源，其对于执行与装载 网络服务器程序500的LRU相关的IFE系统1000的功能是很必要 的。例如，如果受控功能与头顶阅读灯相关，于是网络服务器程序500 被连接到控制头顶灯的电路中的开关，通过执行连接到电路(在图2c 所示本发明的实施例中，是区域配电盒2150)的LRU硬件上的指令， 打开和闭合开关。如果受控功能与座位音频和视频显示相关，于是运 行网络服务器程序500的LRU可能是数字服务器单元2500或音频/ 视频控制器2120。
图1a所示实施例中，网络服务器程序500连接到可选的显示器 600。显示器600可包括音频和视频能力(音频能力可以通过图2b中 的耳机2210提供，描述如下)。网络服务器程序500执行指令以控制 IFE系统功能。因此，网络服务器程序500可协调IFE系统1000的硬 件组件从而控制复杂功能。本发明的一个优点是，多个网络服务器程 序500可同时在同一个或不同的网络服务器450上运行。几个网络客 户机400可同时请求同一个网络服务器程序500，而且网络服务器程 序500所执行的功能可以在几个不同用户的请求下同时执行。对于同 时请求的数量的限制部分地由作为网络服务器程序500的平台的网络 服务器450软件(在一个实施例中，是运行在LINU操作系统上的 APACHE TOMCAT软件)设置，并部分地由运行网络服务器程序500 的LRU的硬件资源设置。
如发明内容部分所述，本发明的一个优点是网络服务器450和网 络服务器程序500可以在IFE系统1000的任何LRU上(具有可能的 硬件资源)运行，而无须改变本发明的方法。这样以提高整个IFE系 统1000效率的方式，允许硬件资源的节约和分布。本发明的系统非常 灵活和模块化，在不同实施例中，部分系统可以移动到不同LRU中。 这是可能的，因为当网络协议用于系统LRU之间的通信时，系统部 分之间的连接保持相对不变。在图b1所示系统的座位级部分的第二种 实施例中，网络客户机400和网络服务器450位于系统不同的LRU 上(LRU B125和LRU C150)。网络客户机400和网络服务器450 通过数据网1500通信，在本系统的当前优选实施例中，数据网是 100BaseT以太数据网(图2a和2b中为1500，如下所述)。网络客 户机400和网络服务器450的分离引起了稍长的时间消耗(从通过用 户接口200提供输入信号到执行IFE系统功能)，但是此分离提供了 IFE系统的更大的灵活性和模块性，因为网络服务器450可以只装在 IFE系统的几个LRU上，而不是装在每一个可能接收用户的执行特定 功能的请求的LRU上。
如图1b所示的可选显示器650，不是直接连接到具有用户接口 200的座位(如图1a所示实施例)，而是连接到具有用户接口200的 座位前的座位的椅背700。本发明的本方法在图1a和1b中是相同的； 系统某些部分的位置的不同对本发明的方法没有影响。
整个IFE系统1000的一个实施例的硬件组件方框图如图2a和 2b所示。图2a和2b中的多数方框表示单独的电子组件，技术上作为 在线可置换单元(LRU)，这些组件在飞机制造时被安装到生产线的 飞机上，所以维护时可以以同样方式替换。依照本发明的实施例，在 此描述本发明的各个LRU的功能，特别关注其在本发明的方法中的 使用。
系统1000通常是局域网(LAN)，其包括在网络数据主干网1500 和娱乐广播或RF主干网1600上通信的多个计算机组件。网络数据主 干网1500优选地使用100base T以太网，广播RF主干网1600能承 载包括视频和音频信号的高带宽RF传输。
通常，系统1000的LRU包括在数字主干网1500上通信的管理 终端1100，音频/视频控制器2120，数字服务器单元2500，一个或多 个区域配电盒2150和多个分接单元2130。任一个LRU都可能具有能 运行网络客户机400，网络服务器450，或两者的硬件。音频/视频控 制器2120，数字服务器单元2500和其它辅助设备可以通过RF广播主 干网1600为区域配电盒2150或分接单元2130提供音频和视频信号。 区域配电盒2150将信号传送到其相关区域内的一个或多个座位电子 盒(图2b 2160)。或者，分接单元2130从广播主干网1600接收信号， 并将其发送到一个或多个相关的头顶显示单元2140。
管理终端
图2a中，机舱管理终端1100在一个实施例中是飞机机组成员访 问IFE系统的中央用户接口。使用管理终端1100作为用户接口200， 机组成员可以开始和停止机上电影，通知乘客，或检查食品和饮料订 单。管理终端1100也允许用户通过用户接口200开启或关闭音频/视 频内容或因特网对飞机乘客的可用性，或通过用户接口200开启或关 闭IFE系统1000提供给乘客的其它功能。IFE系统的多数功能，无 论其由机组成员或乘客发起，都由专门控制IFE系统1000特定功能 的单独的网络服务器程序500控制。但如上所述，网络服务器程序500 不必位于产生输入信号的物理位置附近的LRU上。管理终端1100可 能仅运行网络客户机400(如图1b所示LRU B125)，接收来自于IFE 系统1000不同LRU上网络服务器程序500的网络服务器响应。或者， 在另一个实施例中，管理终端1100可能有网络服务器450(能运行网 络服务器程序500)和网络客户机400。如图2c是这种实施例，所示 的管理终端1100运行web服务器5200和web浏览器5100。
在本发明的另一个实施例中，运行在管理终端的网络服务器上的 网络服务器程序，例如CGI脚本，能控制相关的功能，对机上乘客的 音频或视频射频广播，座位音频或视频流，交互式游戏，访问因特网， 头顶阅读灯，空乘呼叫系统(例如，包括显示座位乘客的请求)，气 候调节系统(例如，连接到空调的调温装置)，监视系统(例如，包 括一个或多个安全照相机和一个或多个与之相连的显示器)，机舱音 频或视频通知系统，或客机信息显示(音频，视频，或两者均有)。
在一个实施例中，管理终端1100被连接到100Base T以太数据 网(此前称为“以太网”)1500。图2a中的局域网(LAN)交换机2110 是IFE系统1000的一个重要特征。LAN交换机2110允许每个LRU 节点作为一个单独的部分连接到以太网，通过以太网产生更快的数据 传输。在系统1000的另一个实施例中，使用多个LAN交换机2110。 本发明的操作根据合适的网络通信标准，例如，以太网100Base T， 10Base 2，10Base 5，100Base T，1000Base X，或吉比特网。但在 另一个实施例中，网络可以替代的是异步传输模式(ATM)，令牌环， 或其它形式的网络。
区域配电盒
区域配电盒2150通常是本地座位级路由设备。区域配电盒2150 控制网络数据主干网1500和RF主干网1600上的信号分布，将其分 布到一组座位电子盒2160(图2b)。区域配电盒2150保存分配给座 位电子盒2160和可选的分接单元2130的网络地址。区域配电盒2150 优选地也包括机内测试设备(BITE)功能。此外，区域配电盒2150 控制并与相应的区域乘客服务系统2155通信，其包括，例如头顶阅读 灯和空乘呼叫指示器。可选地，以下述与音频/视频控制器2120同样 方式，区域配电盒2150进一步操作控制分接单元2130。在一个实施 例中，区域配电盒2150可具有有效运行网络客户机400，网络服务器 450或两者的硬件。图2c所示本发明的实施例中，区域配电盒2150 包括作为网络服务器450的web服务器5200，其能运行网络服务器程 序500(例如CGI脚本)，能控制IFE系统1000中与区域配电盒2150 相关的功能，例如控制座位电源，头顶阅读灯，交互式游戏，访问因 特网，音频/视频机舱通知系统，客机信息显示，或座位电话。
区域配电盒2150的硬件包括一个或多个具有存储器的微处理器， 例如闪存，网络接口卡，RS485接口，射频放大器。此外，在一个实 施例中，区域配电盒2150包括适当的增益控制电路对RF分配1600 进行增益控制。在一个实施例中，运行或存储在区域配电盒2150上的 软件可包括多个软件组件，例如操作系统(例如LINUX)，web服务 器(例如APACHE TOMCAT)，TCP/IP.FTP客户机，FTP服务器，以 及与分接单元和CSS交互的端口或连接器。适当的接口包括诸如 RS485接口或USB的串口。本领域的技术人员将认识到，基于可用的 硬件资源，区域配电盒2150的实施例能运行网络客户机400，网络服 务器450，或两者。
音频视频控制器
音频/视频控制器2120通常作为娱乐前端控制器。音频/视频控制 器2120与多个输入信号设备通信，例如，照相机，视频播放器和音频 播放器。音频/视频控制器2120与数据主干网1500和广播主干网1600 通信。音频/视频控制器2120所控制的功能包括，例如，分发音频和 视频内容，控制分接单元2130和头顶显示单元2140，以及对诸如录 像带播放器2080和音频播放器单元2090的各种输入的频率调制。如 图2c所示的实施例中，音频/视频控制器2120具有web服务器形式的 网络服务器450，它能运行诸如CGI脚本的网络服务器程序500，从 而控制IFE系统1000中与音频/视频控制器2120相关的功能，例如， 控制音频或视频射频广播，座位音频或视频流(例如数字媒体)，交 互式游戏，访问因特网，空乘呼叫系统，监视系统，机舱音频或视频 通知系统或客机信息显示。
此外，在一个实施例中，音频/视频控制器2120作为乘客服务系 统2060(PSS)的前端控制器，乘客服务系统包括，例如公共广播系 统和警告指示器，通知乘客系紧安全带或不要抽烟。因此，音频/视频 控制器2120连接到PSS的相关输入，例如驾驶舱区域扩音器2070， 其可打断在RF主干网1600上传输的其它信号，用于机组成员通知。 通过将PSS控制功能合并在音频/视频控制器2120中，消除了对控制 PSS功能的独立LRU的需求。
而且，音频/视频控制器2120操作客机信息系统(PFIS)2100， 作为系统数据的入口，系统数据包括从非IFE系统设备获取的数据， 例如飞机识别，当前时间，飞行模式，航班号，纬度，经度和飞行速 度。为了易于外部通信，音频/视频控制器2120进一步与机舱电信单 元2050通信，其通过一条或多条卫星链路2020与基于地面或卫星的 通信站通信。
本领域的技术人员将认识到，基于可用的硬件资源，音频/视频 控制器2120的实施例能运行网络客户机400，网络服务器450，或两 者。任何具有能运行网络客户机400或网络服务器450的硬件的LRU 可以与音频/视频控制器安装在一起，这对于控制IFE系统中与音频/ 视频控制器2120相关的功能是必需的。
音频/视频控制器2120硬件包括微处理器，以太网交换机，电话 接口组件，航空无线电公司(ARNIC)接口，RS485接口，以及用于 公共广播和音频/视频内容发布的音频调制器。音频/视频控制器2120 包括多种软件组件，例如包括诸如LINUX的操作系统，诸如APACHE TOMCAT的web服务器，诸如FTP客户机或服务器的TCP/IP客户 机或服务器，接到分接单元和CSS的RS485接口，以及LAPD通信。
数字服务器单元
数字服务器单元2500提供来自存储的，例如硬盘驱动器上的数 字内容的模拟和视频输出，与已确定的外部接口模块化构造。为机架 固定件提供了ARNIC600(飞机制造商发布标准)所确定的电气和物 理接口。数字服务器单元2500获取电源，连接到外部控制接口，提供 6路基带视频输出和与每一路视频输出相关的2路立体声音频输出， 12路立体声输出，和将3路RF输入和6路调制视频信号(包括12 路视频-音频)组合的1路RF输入，以及在此连接器的12路立体声 调制音频输出。辅助前置连接器也通过SCSI II接口提供了诊断入口 和存储子系统的扩展。
以与录像带播放器2080或录音带播放器2090类似的方法，数字 服务器单元2500提供了视频娱乐。取代了录像带，视频内容以与运动 图像专家组(MPEG)格式(MPEG-1或MPEG-2)兼容的压缩格式 存储。视频数据以合成形式存储，包括视频和MPEG-2传输流格式的 1到16个音轨。取代了录音带，音频内容以与MPEG-3(MP3)格式 兼容的压缩格式存储在硬盘上。控制器上的CPU通过宽带快速SCSI 接口访问高性能的磁盘驱动器。于是，数字内容通过TCP/IP流向数 字服务器单元2500电路卡上的客户机平台。
可实现两种类型的客户机：视频客户机(2个/电路卡)和音频客 户机(4个/电路卡)。每个视频客户机可产生1路视频输出和2路相 关的同步立体声音轨，其从与视频合成的16路音轨中选出。每个音频 客户机可产生3或4路音频输出。数字服务器单元2500包括3个视频 客户机卡，用于全部6个视频客户机和6个相关的双立体声视频和音 频/视频输出。实际上，一般目的是12路音频输出，而第13和14路 输出用于实现PRAM和BGM功能。这两类飞机接口通常是单声道的， 所以对第13和14路音频输出的MP3编程进行解码并存储为单声道 MP3，只有立体声解码器的左声道连接到适当的飞机公共广播系统的 输入。
视频客户机不仅是数字MPEG音频/视频解码器，而且是通用PC 兼容平台，可执行定制的功能，其通过广播主干网1600作为广播视频 信道显示。视频客户机的这种用途的一个典型实例是，客机信息系统 (PFIS)2100的实现。
本领域的技术人员将认识到，基于可用的硬件资源，数字服务器 单元2500的实施例能运行网络客户机400，网络服务器450，或两者。 特别地，如图2c所示，数字服务器单元2500对于运行诸如CGI脚本 的网络服务器程序500非常有用，网络服务器程序有利于控制IFE系 统1000相关功能：座位音频/视频流(数字内容)，射频音频或视频 广播，交互式游戏，访问因特网或将因特网的信息存储在数字服务器 单元2500硬盘上，监视系统，机舱音频或视频通知系统，客机信息显 示。
卫星链路
为了与机外人员通信，图2a的IFE系统1000包括可选的卫星链 路2020，其可为IFE系统1000提供音频，视频，声音和数据内容的 附加来源。卫星链路与多通道接收机模块2030连接，为IFE系统1000 提供多个视频信道。在一个实施例中，多通道接收机模块2030连接到 与IFE系统的其它LRU相连的RF主干网1600。当卫星链路带宽没 有被耗费大量带宽的图片或电影占用时，卫星链路2020也可与网络存 储单元2040联合提供因特网访问，其中，飞机在地面时，将多个流行 网页下载到网络存储单元2040。与机舱电信单元2050协作，卫星链 路2020也可提供基于地面的电话网络访问，例如北美电话系统 (NATS)。卫星链路2020和网络存储单元2040能运行网络客户机 400，网络服务器450，或两者。
分接单元
通常，分接单元2130是可寻址设备，用于分接广播信号和将可 选的或预定的信号部分发布到一个或多个显示单元。因此，分接单元 2130直接连接到为一个乘客或一组乘客观看而安装的一个或多个头 顶显示单元2140。例如，头顶显示单元2140可以安装在头顶位置的 舱壁或天花板，观看者前面座位的椅背，可调节的托架结构，或任何 合适的位置。在一个实施例中，IFE系统1000包括多个分接单元2130。 分接单元的功能是打开或关闭显示单元，调节用于音频或视频频道选 择的调谐器。在一个实施例中，分接单元2130也可用于报告音频/视 频RF主干网1600上的RF信号的状态。在图2c所示实施例中，分 接单元2130没有网络客户机400或网络服务器450。但本领域的技术 人员将认识到，在另一个实施例中，分接单元2130可具有这些软件组 件中的一个或两个。
座位电子盒
图2b是图2a方框图的延续，其中显示了多个座位电子盒2160， 通过网络数据主干网1500连接到区域电子盒2150。每个座位电子盒 2160为飞机上各个乘客提供一个与单个乘客控制单元2220，个人数字 网关2230，视频显示单元2170或智能视频显示单元2175的接口。在 另一个实施例中(图2b中未示出)，多个视频显示单元2170或乘客 控制单元2220被连接到每一个座位电子盒2160。座位电子盒2160也 控制视频显示单元2170的电源，音频和视频频道选择，和音量。一个 或多个通用串行总线2180或音频插孔2200也连接到座位电子盒 2160，允许乘客将膝上型电脑2190或耳机2210连接到网络1000。座 位电子盒2160的硬件包括(在一个实施例中)微处理器，RF分接头， RF放大器，RF级检测，RF增益控制，和RF分离器，FM调谐器， 以及处理IP语音的数字信号处理器(DSP)。在图1a和1b所示的本 发明的系统的实施例中，LRU A100，LRU B125和LRU C150可以是 座位电子盒2160，虽然对于本发明的方法(如上述)所示的LRU并 不必须是座位电子盒2160。本领域的技术人员将认识到，基于可用的 硬件资源，座位电子盒2160的实施例能运行网络客户机400，网络服 务器450，或两者。在一个实施例中，网络服务器程序500运行在座 位电子盒2160的网络服务器450上，用于控制IFE系统1000的相关 功能：座位电源，头顶阅读灯，气候调节系统，座位调节系统(例如， 包括一个或多个用于移动座位的电机)或座位电话。
如图2c所示，在本发明的一个实施例中，座位电子盒2160有网 络客户机400(以虚拟web浏览器5150的形式)和网络服务器450(以 web服务器5200的形式)。本领域的技术人员将认识到，在本发明的 其它实施例中，不同的软件组件集合可装载在座位电子盒2160上。
考虑上述的网络1000的硬件体系结构，现在将描述系统1000如 何使用网络协议执行功能的步骤，网络协议用于系统中一个或多个 LRU上的网络客户机400和网络服务器450之间的通信，网络服务器 450能运行网络服务器程序500，通过在系统的一个或多个LRU上执 行一条或多条指令，控制IFE系统功能。
IFE系统中特定LRU执行的特定功能可能根据实施例有所不同， 注意这点是非常重要的。前文尽力描述了在不同实施例中，如何使用 IFE系统1000中的每一个LRU从而控制IFE系统1000相关的一项 或多项功能。但是，需牢记，当IFE系统的硬件组件重新配置或在系 统中移动时，特定LRU所控制的功能将改变，本领域的一般技术人 员将认识到，给定一组特定的硬件组件，应实现本发明必需的软件组 件。本发明的核心是用网络协议能控制IFE系统相关功能的系统和方 法，对于不同的实施例，即使用于控制系统特定功能的LRU变化， 本系统和方法仍保持不变。
在具有IFE系统1000的飞机上的乘客利用用户接口200，例如 图3所示实施例的用户接口，产生系统输入信号。如上所述，用户接 口200可用诸如薄膜按钮的机械按钮，或具有键盘和显示器的多功能 设备，或动态可更新触摸屏实现。用户接口200也可包括比图3所示 选项(例如，“空乘呼叫”或“增大音量”)数量更少或更多的选项。本 领域的技术人员将认识到，用户接口200可采用多种形式。例如，表 1说明按下图3所示的某些按钮产生的网络服务器请求的实施例。
表1
功能            HTTP请求
音量增大        “http：//Seat21A/Audio Volume.html/vol＝up”
音量减小        “http：//Seat21A/Audio Volume.html/vol＝down”
阅读灯          “http：//AVC/pss.html/Seat＝21A & light＝toggle”
模式            “http：//Seat21A/mode.html/mode＝Audio”
频道加          “http：//Seat21A/Audio Channel.html/ch＝up”
频道减          “http：//Seat21A/Video Channel.html/ch＝down”
图3所示实施例中，用户接口200包括4种不同的框架：PSS框 架4100，音量框架4200，频道框架4300，和模式框架4400。框架允 许将用户接口200产生的各类输入信号分组，以易于实现。根据本发 明的一个方面，每个框架可能调用不同的CGI脚本用以控制IFE系统 1000的特定功能。图3所示用户接口200可作为图2b的乘客控制单 元2220或个人数字网关2230部分实现。
在一个实施例中，图3所示用户接口200连接到座位电子盒2160， 虽然在其它实施例中，用户接口200可能连接到不同的LRU，或直接 连接到数据网络1500(这是将笔记本电脑连接到系统用于维护和测试 的情况)。在另一个实施例中，用户接口200与管理终端1100集成。 可以将多个用户接口200连接到系统，而且本发明的系统的一个重要 优点是，能接收来自多个用户的输入信号，并同时执行多项功能。当 用户接口200连接到座位电子盒2160时，座位电子盒2160包括处理 器300，如图1a和1b所示。
如图3所示实施例，当座位上的乘客希望调大音量时，他或她按 下音量增大按钮4225。连接到用户接口200的处理器300将按钮按下 所产生的输入信号转化成对应于音量增大的控制激活信号，提供给网 络客户机400。对于图3所示实施例，网络客户机400是web浏览器。 web浏览器产生一个HTTP格式的增大音量的网络服务器请求，如表 1所示。使用诸如TCP或UDP的低层网络协议，响应特定输入信号 的特定的网络服务器请求被发送到网络服务器450，其运行诸如编程 为改变音量的CGI脚本的网络服务器程序500。运行网络服务器程序 500时，从例如数字服务器单元2500的数据产生的音频流的音量被调 高。所执行的功能与所产生的输入信号的类型一致，而且可以控制很 多简单和复杂的不同功能。其它功能的网络服务器请求的实例如图3 所示，包括空乘呼叫4150和模式4425。例如，可使用模式功能，切 换IFE系统提供的音频控制和视频内容控制。图3所示其它按钮的用 途已为本领域的一般技术人员所知。
本发明的一个优点是IFE系统1000的某些功能可限于飞机上的 特定用户或一组用户。图2b和2c所示本发明的实施例中，说明了视 频显示单元2170和智能视频显示单元2175；也说明了乘客控制单元 2220和个人数字网关2230。乘客控制单元2220不能控制由个人数字 网关2230控制的所有功能。如图2c所示，个人数字网关装有其自己 的web浏览器5100(其要求个人数字网关2230包括某种显示器)形 式的网络客户机400。乘客控制单元2220没有其自己的网络客户机 400，依赖于连接到装载于座位电子盒2160上的虚拟web浏览器5150， 实现请求网络客户机400的本发明方法的步骤。同样，智能视频显示 单元2175比视频显示单元2170有更大能力控制IFE系统1000的功 能。在本发明的实施例中，能力的差别是明显的，智能视频显示单元 2175和个人数字网关2230仅安装在飞机的头等舱部分。
本领域的技术人员将认识到，IFE系统1000的很多功能可以只 用软件开启或关闭。但是，正如关于智能视频显示单元2175和视频显 示单元2170的相对能力的描述，以及个人数字网关2230和乘客控制 单元2220相对能力的描述，IFE系统1000的某些功能的开启或关闭， 可简单地通过从IFE系统1000的特定位置安装或拆除特定的硬件组 件实现。
运行网络服务器程序500时，可产生某种输出以及控制IFE系统 1000功能的执行指令。在本发明的一个实施例中，输出是网络服务器 响应，例如图4a所示的6300和6350以及图4b的6900和6950。在 本发明的当前优选实施例中，使用的网络协议是HTTP。因此，在本 发明的当前优选实施例中，图4a和4b中产生的作为网络服务器响应 的“按钮页面”是HTML格式的网页，由对应于特定功能的网络服务器 程序500的CGI脚本产生。
如图4a所示本发明的实施例中，音频/视频控制器2120直接接 到前端乘客服务系统2060。根据此实施例，当座位21A(标号为6600) 的乘客按下他或她座位附近的按钮以激活阅读灯时，在一个中间步骤 执行本发明的方法(如下图5详述)并产生网络服务器请求。对应于 用户激活阅读灯的网络服务器请求在图4a中标号为6400。同样，如 果座位22C的乘客决定呼叫空乘到他或她的座位，根据本发明方法的 步骤产生网络服务器请求，图4a中标号为6500的网络服务器请求的 实施例。这两种情况下，网络服务器请求被发送到音频/视频控制器 2120上的web服务器5200，web服务器5200运行CGI脚本6200(虽 然图4a所示仅一个CGI脚本，但对于这两项功能CGI脚本可能有所 不同)，CGI脚本6200执行指令，该指令被乘客服务系统设备驱动 6100转化为对于与前端乘客服务系统2060相关的特定功能的直接控 制，在这种情况下是空乘呼叫或阅读灯激活。CGI脚本6200也可产 生如上所述的网页6300或6350形式的网络服务器响应。在本发明的 一个实施例中，网页也可与随后从音频/视频控制器2120上的web服 务器5200接收的网页一起，缓存在座位电子盒2160中。
图4b所示本发明的实施例与图4a所示本发明的实施例类似。区 别是，使用每一个区域配电盒16800和区域配电盒26850控制区域乘 客服务系统2155，而不是使用音频/视频控制器2120控制前端乘客服 务系统2060。除此以外，方法步骤和系统结构与诸如web浏览器5100 或虚拟web浏览器5150的网络客户机400，诸如web服务器5200的 网络服务器450，诸如CGI脚本6200的网络服务器程序500类似， 它们均以图1a-1b和2a-2c所述的同样方式工作。包括图4b主要为了 说明本发明系统设计的灵活性。此外，图4a和4b说明当系统中一个 或多个LRU失效时，如何用系统中不同LRU控制同样功能。
如图1-3的说明和描述，使用诸如HTTP，FTP或TELNET的 网络协议，IFE系统1000在执行功能方面是非常有用的。图5所示是 使用网络协议执行IFE系统1000功能的方法的步骤的实施例的控制 流程图。第一步6000中，IFE系统1000的用户使用用户接口200产 生输入信号。所产生的输入信号提供给处理器300，其执行主键处理 步骤6100，用于将从用户接口200接收的输入信号转换为控制激活信 号。步骤6300中，控制激活信号被发送到网络客户机400，步骤6400 中网络客户机400产生与步骤6000中用户接口200所产生输入信号相 应的网络服务器请求(如上有关图4a和4b的说明)。步骤6500中， 网络服务器请求被发送到网络服务器450。接收到网络服务器请求后， 网络服务器450通过在步骤6600中运行网络服务器程序500响应，通 过在步骤6650中在一个或多个LRU上执行一条或多条指令，控制IFE 系统1000的功能。如上有关图1a和1b的描述，图5的方法不必在 IFE系统1000的单个LRU上执行。
步骤6600中执行IFE系统1000的功能之后可以有附加可选步 骤。在某些实施例中，如图4a和4b所示，网络服务器程序500可以 在步骤6700中产生网络服务器响应。在此实施例中，网络服务器程序 500可以在步骤6800中将网络服务器响应发送到网络客户机400。然 后，在步骤6850中处理网络服务器响应，最后在步骤6900中显示。
对于本领域的技术人员将明确，应理解对于在此所述当前优选实 施例的各种变化和修改。这些变化和修改应该不偏离本发明的精神和 范围并且不减少其所附优点。