CN101843043A - 无线节点自动复位功能 - Google Patents

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Abstract

公开了一种用于在楼宇自动化系统内进行无线通信的方法。该方法包括：建立第一自动化部件与第二自动化部件之间的通信链路；在第二自动化部件处检测该通信链路的改变；以及响应于所检测到的该通信链路的改变而启动第二自动化部件上的复位功能。还公开了一种楼宇自动化系统。该系统包括：第一自动化部件；第二自动化部件，其通过通信链路与第一自动化部件通信。第二自动化部件进一步包括复位功能，其被存储在存储器上并且可由与该存储器通信的处理器执行，使得该复位功能响应于通信链路的改变而被激活。

Description

无线节点自动复位功能
技术领域
本公开总体上涉及楼宇自动化系统。本公开尤其涉及自动复位和控制楼宇自动化系统内的有线和无线楼宇自动化部件。
背景技术
楼宇自动化系统(BAS)通常将元件和服务集成在比如采暖、通风与空调(HVAC)系统、安全服务、消防系统等等的结构中，并且控制所述元件和服务。所集成的和受控的系统被布置和组织成一个或多个楼层级网络(FLN)，其中所述楼层级网络(FLN)含有应用或过程专用的控制器、传感器、致动器或其它设备，它们分布或有线连接以形成网络的。所述楼层级网络提供对该结构的特定楼层或区域的总体控制。例如，楼层级网络可以是包含一个或多个控制器或专用控制器的RS-485兼容网络，其中所述控制器被配置为控制该楼层或区域内的元件或服务。所述控制器进而可以被配置为从被部署以监测该楼层或区域的传感器或其它设备(比如例如温度传感器(RTS))接收输入。在该例中，该输入(被提供给该控制器的读数或者信号)可以是表示物理温度的温度指示。该控制器所执行的过程控制例程(比如比例积分控制例程)可以使用该温度指示来将风门(damper)、采暖元件、冷却元件或其它致动器驱动或调节到预先定义的设定点。
被提供给一个或多个运行在给定楼层级网络内的控制器的信息(比如温度指示、传感器读数、和/或致动器位置)进而可以被传递给自动化级网络(ALN)或楼宇级网络(BLN)，其中所述自动化级网络(ALN)或楼宇级网络(BLN)例如被配置为：执行控制应用、例程或循环；协调基于时间的活动时间表；监测基于优先级的超驰或警报；以及给技术员提供现场级信息。楼宇级网络以及所包含的楼层级网络进而可以被集成到可选的管理级网络(MLN)中，所述管理级网络提供一种用于分布式访问和处理的系统，以允许远程监控、远程控制、统计分析以及其它更高级的功能。与BAS配置和组织相关的例子和附加信息例如可以在下列文献中找到：于2006年10月31日提交的共同待审的美国专利申请序列号11/590,157(2006P18573US)、以及于2004年8月8日提交的共同未决的美国专利申请序列号10/915,034(2004P13093US)，这些申请的内容通过引用结合于此以用于所有目的。
无线设备(比如符合IEEE 802.15.4/ZigBee协议的设备)可以在不造成附加的布线或安装费用的情况下被实施在楼宇自动化系统的控制方案中。符合ZigBee的设备(比如全功能设备(FFD)和精简功能设备(RFD))可以被互连以在该楼宇自动化系统内提供一种设备网或网状网。例如，全功能设备被设计为具有建立与其它全功能设备之间的对等连接和/或执行该楼层级网络的楼层或区域专用的控制例程所需的处理能力。所述全功能设备的每个进而可以与集中星型布置的一个或多个精简功能设备通信。上述精简功能设备(比如温度传感器)被设计为具有执行特定任务以及将信息直接传递给所连接的全功能设备所需的有限的处理能力。
有线和无线设备在运行于楼宇自动化系统内时有时可能由于硬件或软件故障、错误或其它事件而冻结或锁定。该楼宇自动化系统内的这些冻结的或不工作的设备造成信息、监测和通信哑点或盲点，在这些哑点或盲点中可能不能完全实施控制。
发明内容
本公开总体上提供对运行在楼宇自动化系统(BAS)内的有线和无线设备和/或自动化部件的复位和控制。总体上，所公开的系统和方法提供对运行在节点、区域、楼层级网络(FLN)等等内的设备(比如有线或无线自动化部件)的有规律的轮询或查询。该查询进而可以用于基于至少一个预先定义的准则而启动一个或多个所述设备中的复位功能。
在一个实施例中，公开了一种用于在楼宇自动化系统内进行无线通信的方法。该方法包括：建立第一自动化部件与第二自动化部件之间的通信链路；在第二自动化部件处检测该通信链路的改变；以及响应于所检测到的该通信链路的改变而启动第二自动化部件上的复位功能。
在另一实施例中，公开了一种楼宇自动化系统。该楼宇自动化包括第一自动化部件和通过通信链路与第一自动化部件通信的第二自动化部件。第二自动化部件进一步包括复位功能，该复位功能被存储在存储器上并且可被与该存储器通信的处理器执行，其中该复位功能响应于通信链路的改变而被激活。
在另一实施例中，公开了一种自动化部件。该自动化部件包括：存储器，其被配置为存储复位功能；处理器，其与该存储器通信并且被配置为执行该复位功能；以及通信端口，其被配置为接收通信信号并且将所接收的通信信号提供给该处理器，其中该处理器响应于所接收的通信信号的改变而执行该复位功能。
在下面的详细说明和附图中描述了本发明的附加特征和优点，并且根据所述说明和附图，所述附加特征和优点将变得显而易见。
附图说明
提供的方法、系统以及教导涉及复位和控制楼宇自动化系统(BAS)内的自动化部件。
图1示出了根据在此提供的公开内容配置的楼宇自动化系统个实施例；
图2示出了被配置为运行在图1所示的楼宇自动化系统中的无线节点的实施例；以及
图3示出了被配置为运行在图1所示的楼宇自动化系统中的有线节点的实施例。
具体实施方式
在此所讨论的实施例包括自动化部件、无线设备和收发器。所述设备可以是符合IEEE 802.15.4/ZigBee的自动化部件，比如：个域网(PAN)协调器，其可以被实施为现场面板收发器(field paneltransceiver，FPX)；全功能设备(FFD)，其被实施为楼层级设备收发器(FLNX)；以及精简功能设备(RFD)，其被实施为可以用在楼宇自动化系统(BAS)中的无线室温传感器(WRTS)。在此所标识出的设备被提供为可以被集成并用在体现在此所公开的教导的楼宇自动化系统中的自动化部件、无线设备以及收发器的例子，并且并不打算限制所述设备的类型、功能和互操作性、以及在此所详述和要求保护的教导。
I.系统综述
一个可以包含所述设备并且可以如上所述配置的示例性楼宇自动化系统是由西门子楼宇科技公司(Siemens Building Technologies，Inc)所提供的系统。
Figure G2008800251661D00042
系统可以实施RS-485有线通信、以太网、私有和标准协议、以及符合ZigBee标准和/或ZigBee认证的无线设备或自动化部件的IEEE 802.15.4无线通信。ZigBee标准、私有协议、或其它标准通常被实施在可以利用低数据速率和/或需要低功耗的嵌入式应用中。此外，ZigBee标准和协议适于建立廉价的自组织的可适用于工业控制和感测应用(比如楼宇自动化)的网状网络。因此，被配置为符合ZigBee标准或协议的楼宇自动化系统(比如
Figure G2008800251661D00043
系统)可能需要有限量的功率，从而允许各个无线设备靠有限的电池充电运行延长的时间段。
所述有线或无线设备(比如符合IEEE 802.15.4/ZigBee的自动化部件)例如可以包括RS-232连接、RJ11连接、RJ45以太网兼容端口、和/或通用串行总线(USB)连接。这些有线、无线设备或自动化部件进而可以被配置为包含单独的无线收发器或其它通信外围设备或与所述无线收发器或其它通信外围设备对接，由此允许所述有线设备通过上述无线协议或标准与该楼宇自动化系统通信。可替换地，该单独的无线收发器可以被耦合到无线设备(比如符合IEEE 802.15.4/ZigBee的自动化部件)以允许通过第二通信协议(比如例如802.11x协议(802.11a、802.11b...802.11n等等))进行通信。所述示例性的有线、无线设备可以进一步包括人机界面(MMI)、比如基于web的界面屏幕，其中所述人机界面(MMI)提供到该设备的可配置属性的访问并且允许用户建立该BAS的其它设备与元件之间的通信或对所述通信进行故障诊断。
图1示出了可以并入在此所提供的方法、系统和教导的示例性楼宇自动化系统或控制系统100。该控制系统100包括第一网络102(比如自动化级网络(ALN)或管理级网络(MLN))，所述第一网络102与一个或多个控制器(比如多个终端104或模块化设备控制器(MEC)106)通信。该模块化设备控制器或控制器106是可以将第一网络102耦合到第二网络108(比如楼层级网络(FLN))的可编程设备。在该示例性实施例中，第二网络108可以包括有线网络122，所述有线网络122连接或互连楼宇自动化部件110(分别被标识为自动化部件110a至110f)。控制器106或第二网络108可以进一步被耦合到无线楼宇自动化部件112。例如，楼宇自动化部件112可以是分别被标识为自动化部件112a至112f的无线设备。自动化部件112e和112f可以被布置为定义互连的无线节点114。
控制系统100可以进一步包括自动化部件116，所述自动化部件116被配置为建立网状网络或子网118。自动化部件116a至116g(比如例如可配置的终端设备控制器(TEC))协作以在第二网络108、控制系统100和网状网络118内的其它设备之间无线地传递信息。例如，自动化部件116a至116g可以通过发送如下的消息来与网状网络118内的其它部件通信：所述消息被寻址到被分配给每个所互连的设备(即统一用附图标记120标识出的精简功能设备或全功能设备)的介质访问控制(MAC)地址。
与第二网络108通信的自动化部件112e和112f、以及形成网状网络118的自动化部件116至116g可以按多种配置来布置以促进控制系统100内的通信。例如，自动化部件112、116可以被配置为建立在彼此、现场面板120、第二网络108、一个或多个控制器106、或终端104或控制系统100的其它部件之间的一个或多个通信链路。
在此所使用的通信链路可以表示以下项目之一或多个之间的物理或逻辑连接：自动化部件110、112、116、模块化设备控制器106、现场面板120和/或终端104。例如，在一个实施例中，术语“通信链路”可以指在控制系统100内的设备之间所传递的信息、信号、消息、或查询。在另一实施例中，术语“通信链路”可以指一种方法或介质，其中通过所述方法或介质来在运行于控制系统100中的设备之间传递通信。例如，所述通信链路可以指设备之间的物理导线或电缆连接、或者在设备之间所建立的无线连接。此外，所述通信链路可以指这些实施例的组合。因此，所述通信链路例如可以指(a)设备之间的有线连接；或者(b)设备之间的无线连接，其中在所述两种情况下，信号、查询、或消息以规律或不规律的时间间隔或时间段从一个设备被传递到另一设备。
术语“自动化部件”通常可以用于描述和指代任意的与控制系统100一起运行或与控制系统100通信的有线或无线设备。因此，所述自动化部件可以是全功能设备、精简功能设备、无线设备、有线设备、终端、或膝上型计算机、和/或在控制系统100内运行或执行控制例程、监测功能、或其它楼宇或楼层级操作的任意控制器。
包括所有运行在控制系统100内的设备在内的自动化部件可以被配置为或设计为包含与存储器或存储介质通信的处理器、比如
Figure G2008800251661D00061
类处理器。所述存储器或存储介质可以是硬盘驱动器(HDD)、随机存取存储器(RAM)、和/或可闪式或非可闪式只读存储器(ROM)。在一种配置中，所述自动化部件可以被配置为包括高级功能和低级功能。例如，所述自动化部件的低级功能可以包括：测量和存储温度或流量读数、报告或监测设备状态、或者其它不包括大量处理能力和/或容量的功能。可替换地，所述自动化部件的高级功能可以包括：执行控制例程、与其它运行在控制系统100内的自动化部件或设备通信、和/或分析由所述低级功能所收集和提供的测量值或其它数据。
II.系统控制和功能
在运行中，控制系统100与组成自动化部件通信以接收所采集的信息、分析所采集的信息以及实施被设计成控制、监测和调整楼宇空间的控制策略。有时，所述自动化部件之一或多个可能由于例如硬件故障、无线网络栈的溢出、和/或无线或其它应用故障而锁定、冻结、或以其他方式停止与其它运行在控制系统100内的自动化部件之间的通信。这些发生的事情导致控制系统100内的盲点，其中在所述盲点中不能建立或传输信息、信号、或其它通信链路。所期望的将是提供一种控制或功能，其能够允许冻结或不运行的自动化部件在检测到这样的不响应状况或状态之后自动复位或重启。这样的系统或功能可以提高控制系统100的总性能，降低服务请求的数目和频率，并且提供针对若干可能在复杂系统中发生的未知且不可预见的问题的故障保险。
图2示出了无线节点114的一个例子，所述无线节点114被配置为响应于不起作用或者锁定的自动化部件200或者在检测到所述自动化部件200后实施自动复位功能。前面已经详述，所述自动化部件可以是任意的精简功能设备(RFD)(比如自动化部件110、112和116)、以及任意的全功能设备(FFD)(比如可以被实施为现场面板收发器(FPX)、楼层级设备收发器(FLNX)以及其它网络设备的个域网(PAN)协调器)。在该示例性实施例中，自动化部件200包括存储器202，其存储可在处理器204上执行的计算机可读代码。存储器202可以包括第一存储器部分206，所述第一存储器部分206被配置为存储与该部件的高级功能相关联的计算机可读代码或指令。例如，第一存储器部分206可以被配置为存储与通过无线收发器210进行通信相关联或者通过无线收发器210进行通信所需的任务、指令、协议、以及信息。该存储器可以进一步包括第二存储器部分208，所述第二存储器部分208被配置为存储与该部件的低级或较低级功能相关联的计算机可读代码或指令。例如，如果自动化部件200是无线室温传感器，则第二存储器部分208可以存储采集温度读数、存储所采集的读数等所需的代码和指令。
自动化部件212进而可以通过通信链路214与自动化部件200通信。由图2中的虚线所指示的通信链路214可以表示在与自动化部件212通信的无线收发器216与无线收发器210之间的无线通信链路。可替换地，通信链路214可以指示在所述两个部件之间所传递的信息、比如所采集的温度读数。
在一个实施例中，自动化部件200被配置为实施自动复位功能。例如，第二存储器部分208可以被编程有针对如下操作的计算机可读指令：在满足一个或多个预先定义的条件或者在发生一个或多个事件以后实施自动的或自动复位功能。在正常运行期间，自动化部件212(其在该情况下可以是全功能设备、比如无线现场面板(FPX))可以用作主设备并且有规律地对自动化部件200(其在该情况下可以是任意的可以用作从设备的网络设备、比如终端设备控制(TEC))进行轮询或查询。所述轮询或查询例如可以是状态请求、值改变请求、简单网络或IP ping或者任何其它的通信。能够理解，从主自动化部件212所发送的相同查询可以送往运行在无线节点114内的许多从自动化部件200或者被所述从自动化部件200接收。
所述自动复位功能可以被第二存储器部分208和处理器204存储和执行。对所述自动复位功能的定位、存储、以及实施可以被确定或者选择为使该功能遭受硬件或软件冻结或锁定的可能性最小化。因此，在该实施例中，该自动复位功能被实施在第二存储器部分208中作为低级设备功能的一部分，以尝试将该功能同可能关于实施在第一存储器部分206上的高级功能而发生的复杂情况隔开或隔离。换言之，如果与处理器204协作的第一存储器部分206在一个或多个高级硬件或软件功能上经历冻结或锁定，则该自动复位功能将仍然利用结合第二存储器部分208和处理器204运行的低级功能而实施。
在一个实施例中，来自主自动化部件212的轮询或查询可以以有规律的定时间隔通过通信链路214而被传递给从自动化部件200。从自动化部件200可以包括定时器功能(未示出)，所述定时器功能被实施成第二存储器部分208和/或处理器204的一部分。该定时器可以用作倒数计数，该倒数计数仅仅在接收到所述轮询或查询以后才被复位或重启。因此，主自动化部件212可以将查询发送给从自动化部件200以请求改变值的更新，以便例如确定由自动化部件200所提供的测量的或计算的值或变量是否已经改变，该查询可以被无线收发器210接收并且被运行在第一存储器部分206中的一个或多个高级功能提供给运行在第二存储器部分208中的定时器和/或自动复位例程。接收到该查询进而可以采取行动以复位或重启该定时器，使得该自动复位功能保持不活动。然而，如果该轮询或查询由于第一存储器部分206被锁定、冻结或者无线收发器不活动或者不可操作而未被接收或者未被提供给该定时器和/或自动复位功能，则该定时器将倒数计数到零(0)并且激活自动复位功能。自动复位功能的激活使从自动化部件200重启和重新初始化以试图恢复锁定的、冻结的或者以其他方式不运行的功能，并且恢复主自动化部件212与无线节点114之间的通信。
图3示出了自动化部件212和自动化部件200通过通信链路214无线通信的另一实施例。在该实施例中，自动化部件200可以是全功能设备、精简功能设备、或者仅是其它自动化部件可以被连接到的无线收发器中继器或集线器。例如，自动化部件220可以是没有无线能力的室温传感器(RTS)。自动化部件220可以通过通信链路222被硬接线到或者被连接到自动化部件200，由此给自动化部件220提供无线通信能力。在该实施例中，自动复位功能或功能性可以运行在自动化部件220上。
自动化部件220可以进一步包括定时器或倒数计数，通过接收由自动化部件200和/或自动化部件212所提供的查询、值改变请求、重启命令或其它信号来控制或复位所述定时器或倒数计数。例如，自动化部件200可以以结合图2所示实施例所述的方式运行，并且简单地通过通信链路222将相同查询提供或者不能提供给自动化部件220。因此，由自动化部件212所提供的相同轮询或查询的存在或不存在可以控制自动化部件200、220二者的自动复位功能性。
可替换地，自动化部件200可以包括保持活动功能，所述保持活动功能可以与第二存储器部分208和处理器204协作运行。该保持活动功能可以将定时脉冲或信号提供给自动化部件220以启动与在其中执行的自动复位功能相关联的定时器。
可替换地，该保持活动功能可以通过通信链路22将连续的信号提供给自动化部件220。如果该连续的信号由于可归因于自动化部件200内的一个或多个部件或部分的故障、锁定、或冻结而被禁用或不存在，则该连续信号的不存在可以用于激活或触发自动化部件220内的自动复位功能。
可替换地，如果在自动化部件220内可运行自动复位功能，自动化部件220可以响应于该定时器功能的期满和该激活而已被复位或重启。由于通信信号和其它信息通过通信链路214、222双向流过自动化部件200，因此可以在该信息或查询作出从主设备(例如自动化部件212)到一个或多个从设备(例如自动化部件200或自动化部件220)的往返行程时检测中断、问题等。
与可运行在自动化部件200、212、以及220之一或多个内的自动复位功能相关联的功能性和/或变量可以使用例如无线工具(TLX)或任何其它脚本编辑程序来配置。该工具可以用于编辑与自动化部件200、212、以及220之一或多个内的定时器相关联的自动复位超时值，以向各个自动化部件查询或确定它们已经复位的次数、和/或自上次复位以来该节点已经运行的时间量。
应该理解，在此所述的目前优选的实施例的各种改变和修改对本领域的技术人员而言是显而易见的。例如，这些配置的元素可以根据系统要求、性能要求、以及其它所期望的能力以任意已知的方式被设置和互换。在不减少在此所公开的预期优点的情况下，可以基于由本发明所提供的教导和公开来作出容易理解的改变和修改。因此旨在由所附的权利要求书来覆盖这样的改变和修改。

Claims (20)

1.一种用于在楼宇自动化系统内进行无线通信的方法，该方法包括：
建立第一自动化部件与第二自动化部件之间的通信链路；
在所述第二自动化部件处检测该通信链路的改变；以及
响应于所检测到的该通信链路的改变而启动所述第二自动化部件上的复位功能。
2.根据权利要求1所述的方法，其中该通信链路是选自包括如下项目的组的通信：连续通信信号；周期性通信信号；以及状态查询。
3.根据权利要求1所述的方法，其中建立该通信链路进一步包括：
在第一自动化部件处生成通信信号；
将所述通信信号通过该通信链路从第一自动化部件传递给第二部件；以及
在第二自动化部件处接收该通信信号。
4.根据权利要求1所述的方法，其中第一和第二自动化部件中至少之一是全功能设备。
5.根据权利要求1所述的方法，其中第一和第二自动化部件中至少之一是精简功能设备。
6.根据权利要求1所述的方法，其中检测该通信链路的改变包括检测该通信链路的不存在。
7.根据权利要求1所述的方法，其中检测该通信链路的改变包括根据定时间隔周期性地检测该改变。
8.根据权利要求1所述的方法，其中第一自动化控制器选自包括如下项目的组：全功能设备、精简功能设备、终端、以及便携式计算机。
9.一种楼宇自动化系统，包括：
第一自动化部件；
第二自动化部件，其通过通信链路与所述第一自动化部件通信，所述第二自动化部件包括：
复位功能，其被存储在存储器上并且可由与该存储器通信的处理器执行，其中该复位功能响应于该通信链路的改变而被激活。
10.根据权利要求9所述的系统，其中该通信链路是选自包括如下项目的组的通信：连续通信信号；周期性通信信号；以及状态查询。
11.根据权利要求9所述的系统，其中第一自动化部件与第二自动化部件之间的通信链路是有线通信链路。
12.根据权利要求9所述的系统，其中第一自动化部件与第二自动化部件之间的通信链路是无线通信链路。
13.根据权利要求9所述的系统，其中第一和第二自动化部件中至少之一是全功能设备。
14.根据权利要求9所述的系统，其中第一和第二自动化部件中至少之一是精简功能设备。
15.根据权利要求9所述的系统，其中对该复位功能的激活响应于与通信链路相关联的空信号。
16.一种自动化部件，包括：
存储器，其被配置为存储复位功能；
处理器，其与该存储器通信并且被配置为执行该复位功能；以及
通信端口，其被配置为接收通信信号并且将所接收的通信信号提供给该处理器；
其中该处理器响应于所接收的通信信号的改变而执行该复位功能。
17.根据权利要求16所述的部件，其中处理器包括具有定时周期的定时器功能并且其中该复位功能基于该定时周期而被执行。
18.根据权利要求16所述的部件，其中该通信端口是无线通信端口。
19.根据权利要求16所述的部件，其中该通信端口是有线通信端口。
20.根据权利要求16所述的部件，其中该通信信号是空信号。
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