CN102063409A

CN102063409A - 配置建筑管理系统的系统和方法

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Publication number: CN102063409A
Application number: CN2010106006249A
Authority: CN
Inventors: G·富勒; K·派克斯; S·尹; J·D·莫里森
Original assignee: Honeywell International Inc
Current assignee: Honeywell International Inc
Priority date: 2009-09-29
Filing date: 2010-09-28
Publication date: 2011-05-18
Anticipated expiration: 2030-09-28
Also published as: CN102063409B; EP2302470A3; EP2302470A2; US9170574B2; US20110077779A1

Abstract

在此描述了配置建筑管理系统的系统和方法。总的来说，本技术专注于例如在HVAC系统的环境中，特别是在设备种类和设备之间的关系方面，对建筑信息数据进行安排和建模的方法。在能够显著地简化可视化、应用程序创建以及报告这个意义上来说，这是有利的。各种实施例使用“设备模型”，“设备模型”是这样的模型，其基于预定义标准为建筑系统中每件设备定义项，因此允许可预测的描述(例如就数据点和关系而言)。一些实施例将设备模型和设施模型相结合，所述设施模型在空间方面描述建筑。

Description

配置建筑管理系统的系统和方法

技术领域

本发明涉及建筑管理系统，更具体地，涉及配置建筑管理系统的系统和方法。特别地，一些实施例包括建筑管理系统本身，和/或与建筑管理系统的配置和/或实施相关的方法。

本发明的实施例特别地为提供域感知模型(domain aware model)而开发，从而允许自动可视化(visualization)，另外，使应用程序(application)的设计方式简化。虽然以下特别参考这样的应用描述本发明，但是应理解的是本发明可在更广的范围内应用。

背景技术

贯穿于说明书中对现有技术的任何讨论决不应被认为是承认这种现有技术是广为人知的或构成本领域的公知常识的一部分。

建筑管理系统(BMS)是用于帮助监视和管理建筑中各种组件的IT组件。尽管BMS具有扩展到如安全、防火等的其它系统的功能也是常见的，但是，传统上，BMS技术的关注点在于HVAC管理。

BMS的配置是复杂的过程，需要大量的工程。不幸的是许多在工程期间收集到的语境(context)信息自然地丢失，例如围绕物理设备的性质、用途和/或位置的语境(例如二进制/模拟输入和输出)。在系统适应性以及编写为与系统交互的应用程序的复杂性方面，这具有不幸的后续结果。

因此，本领域中需要改进的用于管理建筑控制系统的系统和方法。

发明内容

本发明的目的是克服或改进现有技术的至少一个缺点或者提供有用的替换方案。

一个实施例提供了一种用于配置建筑管理系统(BMS)的方法，该方法包括：

提供设备模型标准知识库，其中每一个标准被配置为描述建筑系统中的一类设备、与属于该类的一件设备相关联的一个或多个数据点、这些数据点的角色以及与其他设备的关系；

允许用户利用所述设备模型标准知识库定义多个设备模型项，使得每一个设备模型项描述所述标准要求的一件特定设备；以及

构建包括定义的设备模型项的设备模型，其中该设备模型允许在位置和关系方面自动可视化所述设备模型项。

一个实施例提供了一种方法，其中在依赖关系和包含关系方面定义与其它设备的关系。

一个实施例提供一种方法，其中对于至少一类设备，该标准被配置为另外描述服务区域，其中该服务区域另外在描述物理位置的用于所述BMS的设施模型中定义。

一个实施例提供一种方法，其中该设备模型标准包括多个用于分别描述HVAC系统中各类设备的HVAC标准。

一个实施例提供一种方法，其中对于所述HVAC系统中的至少一类设备，所述标准配置成另外描述该件设备所唯一服务的区域。

一个实施例提供一种BMS，该BMS包括：

指示多个设备模型项的数据，利用所述设备模型标准知识库中的标准创建这些设备模型项，使得每个设备模型项在如下方面描述一件特定设备：设备种类、与属于该种类的一件设备相关联的一个或多个数据点、这些数据点的角色以及与其他设备的关系；以及

可视化模块用于在位置和关系方面自动可视化所述设备模型项。

一个实施例提供一种BMS，其中在依赖关系和包含关系方面定义与其他设备的关系。

一个实施例提供一种BMS，其中对于至少一类设备，该标准被配置为另外描述服务区域，其中该服务区域另外在描述物理位置的用于所述BMS的设施模型中定义。

一个实施例提供一种BMS，其中所述设备模型标准包括多个用于分别描述HVAC系统中各类设备的HVA C标准。

一个实施例提供一种BMS，其中对于该HVAC系统中的至少一类设备，所述标准被配置为另外描述该件设备所唯一服务的区域。

一个实施例提供一种用于对HVAC系统进行建模的方法，该方法包括：

提供设施模型，该设施模型包括指示多个设施模型项的数据，这些设施模型项在位置种类以及与其他位置的关系方面分别描述建筑环境中的物理位置，其中一类设施模型项描述相应HVAC设备所唯一服务的位置；以及

提供设备模型，该设备模型包括指示多个设备模型项的数据，每个设备模型项在如下方面描述一件特定HVAC设备：设备种类，与该件设备相关联的一个或多个数据点、这些数据点的角色以及与其他设备的关系，其中对于至少一类设备，所述设备模型项包括指示该件设备所唯一服务的位置的数据；

使得该设施模型和设备模型通过相应的HVAC设备所唯一服务的位置链接。

一个实施例提供一种方法，其中在依赖关系和包含关系方面定义与其他设备的关系。

一个实施例提供一种方法，该方法包括基于设施模型和设备模型中的信息，提供HVAC系统的自动可视化的步骤。

一个实施例提供一种BMS，该BMS包括：

指示多个设施模型项的数据，这些设施模型项在位置种类以及与其他位置的关系方面分别描述建筑环境中的物理位置，其中一类设施模型项描述相应的HVAC设备所唯一服务的位置；以及

指示多个设备模型项的数据，每个设备模型项在如下方面描述一件特定HVAC设备：设备种类、与该件设备相关联的一个或多个数据点、这些数据点的角色以及与其他设备的关系，其中对于至少一类设备，所述设备模型项包括指示该件设备所唯一服务的位置的数据；

一个实施例提供一种BMS，该BMS包括基于设施模型和设备模型中的信息提供HVAC系统的自动可视化的组件。

一个实施例提供硬件组件配置的装置，其被配置为执行在此描述的方法。

一个实施例提供计算机程序产品配置的装置，其被配置为执行在此描述的方法。

一个实施例提供载有计算机可执行代码的载体介质，当该代码在一个或多个处理器上执行时，使得处理器执行在此描述的方法。

本说明书全文所引用的“一个实施例”或“实施例”或“一些实施例”都意味着关于该实施例所描述的特定的特征、结构或特性包括在本发明至少一实施例中。因此本说明书全文中各个地方出现的“在一个实施例中”或“在实施例中”或“在一些实施例中”未必但却可以都指同一实施例。此外，显然本领域普通技术人员根据所公开的内容可以将特定的特征、结构或特性以任何适当的方式结合在一个或多个实施例中。

附图说明

现在参考附图仅通过举例的方式来描述本发明实施例，其中：

附图1示意性示出了根据一个实施例的系统。

附图2示出了根据一个实施例的方法。

附图3提供根据一个实施例的舒适区的图解概览。

附图4提供根据一个实施例的舒适区的图解概览。

附图5示出了根据一个实施例的表示模型的树形结构。

附图6示出了根据一个实施例的表示模型的树形结构。

附图7示出了根据一个实施例的设备包含关系。

附图8示出了根据一个实施例的设备供给关系。

附图9提供组合的设备和设施模型的示例性直观表示。

附图10示出根据一个实施例的表示模型的树形结构。

附图11示出根据一个实施例的表示模型的树形结构。

附图12示出根据一个实施例的表示模型的树形结构。

附图13提供组合的设备和设施模型的示例性直观表示。

具体实施方式

在此描述了用于配置BMS的系统和方法。总的来说，本技术专注于例如在HVAC系统环境中，对建筑信息数据，特别是在设备种类和设备之间的关系方面，进行安排和建模的方法。在能够显著地使可视化、应用程序创建以及报告简化这个意义上来说，这是有利的。各种实施例使用了“设备模型”，“设备模型”是这样的模型，其基于预定义标准为建筑系统中的每件设备定义项，因此允许可预测的描述(例如就数据点和关系而言)。某些实施例将设备模型和设施模型相结合，该设施模型在空间上描述建筑。

特别参照HVAC系统描述当前的概念。然而，这并不一定是限制性的，其他实施例在通过BMS进行管理的其他建筑系统方面使用这些概念。如同在此使用的，术语BMS应该给予更广的解释，用于定义基本上任何配置用于管理建筑系统的IT组件，包括诸如HVAC、照明以及周界入侵等。

概述和背景

当配置HVAC系统时，通常工程师理解控制策略、控制器以及工厂设备方面的问题域。这种域知识是特定于工程的并且复杂的。另一方面，当配置BMS时，该配置应当考虑到操作人员任务和目标。

HVAC系统的工程观和操作观共享很多概念，然而操作观主要关心居住者舒适以及保持正确的状况，而工程观与促进该需求有关。

某些建筑管理系统使用设施模型，该设施模型允许为设施在空间方面(例如在建筑物、楼层(level)和房间等方面)建模，由此帮助操作员快速理解、导航和管理系统。然而，在传统情况下，对于每个单独的实施，将HVAC系统知识构建到自定义图形中。得知例如有一个空气处理单元服务于建筑物的东侧这一事实，仅仅是因为在工程(engineering)过程中，技术员将该信息物理地表示为图形，由此为终端用户提供可视化。这些信息在系统中并不是固有地已知的。更进一步，没有图形语境或众所周知的命名惯例(并且因地点和实施不同，这些惯例往往发生改变)，给定系统中的单独的数据点是没有意义的。

当前公开涉及BMS环境中的建模方法，特别关注HVAC系统。在某些实施例中，设施模型和设备模型一起使用，以提供具有自我感知水平的BMS，该自我感知水平可用于提供操作者需要的信息而不需要为了可视化而设计(engineer)复杂的自定义的图形。

系统级概述

附图1示出按照一个实施例的BMS 100。将会理解的是，这是相对简化的示意性说明，意在说明某些关键特征和功能。

BMS 100由硬件组件和软件组件一起定义。例如，BMS 100包括与数据库102共同运行的中央BMS服务器101。服务器101包括存储器模块103，所述存储器模块保存在处理器105上可执行的软件指令104，由此允许所述服务器执行各种BMS功能。例如，这些软件指令以BMS软件应用程序的形式定义计算机程序产品的部分或全部。BMS 101包括通信接口107(例如以太网和其他接口)以实现与多个建筑组件以及与客户端的通信。

虽然附图1中将服务器101示为单个组件，但在某些实施例中服务器101由多个分布式硬件和/或软件组件定义。此外，为了简化，省略了多种其他IT组件(例如路由器、交换机等)。

服务器101提供用户接口110。在本实施例中，用户通过客户端111与所述用户接口交互。例如，模块110由服务器101呈现为基于网络的接口，客户端111的用户使用网络浏览器应用程序防问此接口。在其他实施例中，将私有软件本地安装在客户端111上。

通过所述用户接口方式提供的关键功能是HVAC系统的可视化，所述HVAC系统示为HVAC系统120。可视化的产生基于下面进一步讨论的建模而被自动化。总的来说，终端111的用户通过接口110提供对有关HVAC系统120的信息的请求，并且基于存储于数据库102中有关此HVAC系统中组件的数据，服务器101能够产生系统120的可视化并通过接口110将系统120的可视化传送至客户端。这在下面进一步详细讨论。然而总的来说，在此披露的技术可选地与设施模型结合而利用设备模型，所述设备模型基于预定义的标准以预定方式描述HVAC组件，所述设施模型提供关于所述HVAC组件所服务的建筑物(或者多个建筑物)的空间信息。

在本例子中，HVAC系统120包括多件设备，这些设备包括空气处理单元121、风道末端单元122以及其他设备123。从这些设备是机械设备这种意义上来说，它们被概念性地定义在机械级120A。HVAC系统120还包括控制级120B，所述控制级包括例如传感器131、致动器132、单式(unitary)控制器133、装置控制器(plant controller)134、其他数据点135以及其他控制器136。就IT基础设施而言从BMS的角度看，这些共同定义所述HVAC系统。每件设备包括(或者涉及)来自所述控制级的基础设施。例如，每件设备包括(或者在实践级上涉及)零个或更多数据点。这些数据点是独立的(二进制和/或数字的)输入和输出，所述输入和输出例如将数据值(例如温度和/或湿度值)馈送至BMS 100。

从术语(和实践)的角度，空气处理单元(AHU)是作为HVAC系统的一部分用于调节和循环空气的装置。术语“单式(unitary)HVAC设备”描述一件HVAC设备，所述HVAC设备通常被分布为远离更大的位于中央的HVAC设备，并为HVAC舒适区提供空气输送的局部控制。实例包括VAV末端装置(变风量末端装置(variable air volume terminal unit)——件(典型地)通过机械挡板控制空气供给的单式HVAC设备)或FCU(通风盘管装置(Fan Coil Unit)———件风扇通过加热(有时冷却)盘管送风的单式HVAC设备)。在此术语ATU用于描述风道末端装置，所述风道末端装置是控制空气最终输送至HVAC控制区域的单式HVAC设备(比如VAV末端装置或FCU)的总称。AHU系统包括一个AHU以及零个或更多个物理链接的ATU。

方法概述

附图1示出根据一个实施例的方法200。块201代表提供设备模型标准知识库的过程。在总体水平上，这些标准可供工程师或技术员在配置BMS过程中使用。在本实施例中，每个标准被配置为描述：

●建筑系统中的设备种类。在本实施例中，所述建筑系统是HVAC系统，并且为HVAC系统中的每类设备定义标准(例如用于AHU或ATU的标准)。在某些情况下，所述标准特定于特定的单式HVAC设备。每件设备需要向所述系统标识其种类的能力。在某些实施例中，每个设备项包括用于保持指示设备种类的数据的自定义参数。由于能源管理的原因，此信息可用于构建设备组或报告。

●与一件属于该种类的设备相关联的一个或多个数据点。例如，已知属于特定种类的设备具有特定的数据点(即，特定类型的二进制/模拟输入/输出)。

●在上述黑点处提到的所述一个或多个数据点的角色；

●与其他设备的关系。例如，这些关系可用包含关系(一件给定的设备包含另一件或者被另一件包括)和/或依赖关系(一件给定的设备依赖另一件，或反之亦然)来定义。就HVAC系统而言，依赖关系按照“供给”关系定义。例如给定的ATU由特定的AHU供给。

●该件设备的位置，例如通过参考设施模型(下面讨论)。

关于数据点的角色(也被称为“点角色”)，本技术认识到在向系统提供固有的语境(context)和可理解性时，向数据点提供有意义的语境是至关重要的。在定义用于HVAC系统的控制策略时，所述建筑管理系统及其操作者必须被考虑，因为单独的传感器和致动器值暴露给他们并且在当前语境下应该能被理解。为了标准化和简化对设备和设备系统的理解，所述概念“点角色”是重要的。考虑被称为“CP-AO1”的楼宇自控网络(BACnet)模拟输出来说，该点的名字以及例如其提供的值(例如“24.50”℃的“当前值”)是没有意义的，除非提供某些语境。点角色提供此语境。通过使用所述标准中的预定义点角色，例如“提供空气温度传感器”作为所述点角色，所述值24.50℃开始具有意义。此点与所述设备模型内定义的给定空气处理单元相关联，而建筑操作者可基于内在语境决定值是否合适。点的分类不仅有助于更好地使一件设备可视化，其还使所述建筑管理系统更能理解和知道其正监视和控制的信息。

块202表示成批的所述配置过程，由此用户被允许(即被提供给工具)使用所述设备模型标准知识库定义多个设备模型项。在此使用的所述术语“项”用于定义通过向标准分配物理值而创建的条目，由此描述物理设备的特定实例。也就是说，每个设备模型项描述由标准所要求的一件特定设备。例如，为每个AHU、ATU等都定义设备模型项。块203表示构建包括所定义的设备模型项的设备模型。在某些情况下，其包括加载所述项数据至数据库102，以允许所述设备模型后续的构建/实例化。

因为所述设备模型项允许模型保持一般在工程过程中丢失的语境数据，本方法特别有意义。特别地，就设备的类型及它们的关系而言，所述BMS具有在一般水平上对所述物理系统的固有理解。可设计简单的查询比如“系统中有多少ATU”以及“哪些ATU由此特定的AHU提供”。将会理解的是，此类框架所提取的HVAC系统不是数据点的集合，并在系统扩展(增加另外的设备模型项，简单地增加到所述模型)方面提供灵活性，且允许在应用程序设计方面的显著的改进(应用程序可被设计为基于数据点的语境访问所述数据点，而不需要知晓各个点的任何精确信息)。此外，如在此所讨论的，所述设备模型允许在位置和关系方面自动可视化所述项。这在块204中表示。总的来说，所述BMS被配置为理解各类设备如何在可视化方面配合在一起，以及使用数据库102中的所述设备模型项构建这样的可视化。

点角色在允许自动可视化方面是至关重要的。特别地，基于模型数据为建筑物显示器配置用户接口组件。在本实施例中，设备模型中的每个项都基于标准定义，并以这种方式包括每个数据点的可预测的点角色。这允许用户接口组件内在地理解特定值描述什么(通过其点角色)，并因此在自动的可视化中适当地定位和显示该值。

就所述模型而言，对于至少一类设备，所述标准被配置为额外描述服务区域，其中在描述物理位置的、用于BMS的设施模型中额外定义所述服务区域。在本例中，使用HVAC舒适区的概念。在实践中，描述AHU的每个设备模型被配置为保持指示由该AHU服务的舒适区的数据。这提供了所述设备模型(主要关注HVAC设备之间的交互)和设施模型(从空间角度描述建筑或建筑群)之间的重要链接。这在下面进行更详细地讨论。

在HVAC系统中建模空间

总的来说，本发明的某些实施例结合设施模型进行操作，所述设施模型包括指示多个设施模型项的数据(非常类似于设备模型包括设备模型项)。所述设施模型项分别就位置种类以及与其他位置的关系描述建筑环境中的物理位置。例如，设施模型项可描述如高楼、楼层、房间等。此模型的要点是在BMS中提供语境，以使其内在地理解这样的概念，并能对如“在X层上有多少房间”等查询做出响应。

总的来说，所述设施模型以产生重要实体和过程的快速操纵性以及评估的方式组织场所的物理位置。可将场所的街区、楼层、部门(department)或区(section)逻辑组合以形成有意义的树(tree)，所述树建模(一个或多个)建筑物在实际生活中代表什么。HVAC系统操作者的一个关键目标是能够监视和控制所述建筑物空间的状况。为了帮助实现该目标，所述设施模型应设计为表现所述设施的物理布局并包含多个关键实体：

●建筑物：可将所述设施中的每个建筑物表示为单个实体并包含至少一个楼层(level)。

●楼层：所述建筑物中的楼层包括由建筑物周边墙限定的整个单个的水平空间。

●房间(可选)：房间存在于建筑物中，并为由墙(内部的或建筑物周边的)限定的单个空间。通常创建房间以帮助提供所述系统有意义的导航(navigation)或出于责任范围的原因。

●区域(可选)：区域可存在于楼层中或建筑物之外以表示被认为是区别于其他区域的物理空间。通常创建区域以帮助提供所述系统有意义的导航或出于责任范围的原因。

至少一类设施模型项描述由相应HVAC设备件唯一服务的位置。在本实施例中，这包括以上所描述的“舒适区”。如此，按照舒适区与HVAC系统的关系(即，哪个ATU服务舒适区)以及舒适区在空间上的关系(即舒适区覆盖所述建筑物的哪个或哪些物理区域)定义舒适区。同样地，由此通过这些舒适区连接所述设施模型和所述设备模型，这些舒适区是由相应HVAC设备唯一服务的位置。

在此描述的实施例包括HVAC舒适区和HVAC供给区。HVAC供给区由单个HVAC系统所服务的建筑物的所有区域组成。HVAC系统包括热水、冷水、空气处理、排气扇和二次泵系统。HVAC供给区可跨越建筑物中的房屋、楼层、住户(tenant)或团体，例如多层(multi-story)建筑物的东侧和西侧可由单独的空气处理系统供给或热水系统可供给设施中的所有建筑物。所述HVAC供给区的概念揭示出建筑物中区域(包括所述设施模型位置和在所述设施模型中未标识的物理位置)和HVAC系统之间的直接关系。这些关系用于帮助建筑物诊断和维护。HVAC供给区的用途的一些实际例子为：

●响应居住者的请求：如果建筑物中的区域被报告为不舒适，所述建筑物的操作者可检查正服务于该区域的不同HVAC系统以确定相关的热水、冷水、空气处理、排气扇和二次泵系统是否有问题。

●维护HVAC系统：当锅炉系统需要停工维护时，知晓所述锅炉的所述HVAC供给区允许建筑物的管理者合适地确定维护时间，以使所述建筑物的居住者感受到最小的影响。

HVAC舒适区是建筑物中的物理区域，其被明确且单独地控制以加热和制冷。其位于所述建筑物中的单个逻辑空间内但可跨越多楼层，例如中庭。HVAC舒适区具有一个或多个操作参数(比如测量的温度、温度设置点、测量的湿度、湿度设置点等)，所述操作参数一起形成该区域舒适水平的指示。通常HVAC舒适区由一个或多个物理屏障(例如墙或隔断墙(参见图3))界定，，但也可能HVAC舒适区没有物理屏障(参见图4)。

注意，HVAC舒适区提供设备和被控制的物理区域之间的关系，所述设备在建筑物中提供调节的空气输送。该关系用来帮助建筑物诊断和维护。重点注意，即使每个HVAC舒适区仅具有一个温度(且可能是湿度)测量值和设置点，也可能有多件单式空气处理设备供给此舒适区。

HVAC舒适区的用途的实例为响应居住者的请求。如果建筑物中的区域被报告为不舒适，所述建筑物的操作者可检查所述区域中的所述HVAC舒适区并适当地调整控制设置。

设施模型项能可视化在树形结构中，注意每个项按照与其他位置的关系(例如按照包含关系)描述位置。图5可视化示例性设施模型的两个树形结构。在左边的树示出所述设施模型，包括建筑物、楼层以及HVAC舒适区，而在右边的树示出所述HVAC供给区域、楼层和HVAC舒适区。两个分开的可视化有着楼层节点的重复是不理想的。在两模型中的“楼层1”节点表示所述建筑物中相同的物理楼层，然而却发现其在不同的父节点类型下，因而造成所述模型混乱。可选地，图6示出这些结构被合并到一个分级结构中。这样，HVAC供给区在整个所述分级结构被重复，然而它们在所述系统中表示单个实体。

当考虑方便的导航和操作者责任范围的分配时，在所述分级结构中节点的重复成为问题。然而由本文的讨论可以理解，所述设备模型的使用允许隐含地获得HVAC供给区。这将在下面进一步讨论。

在HVAC系统中建模设备

如以上进一步讨论的，本发明的某些实施例包括设备模型的配置和实施，所述设备模型为包括多个设备模型项的模型，每个所述设备模型项分别描述多件设备。它们描述设备的方式由特定标准确定，从而在BMS中提供语境。

对于定义“一件设备”的含义，存在多种定义边界的方法。例如，可将一件设备定义为包括：

●集合在一起执行一个逻辑功能的所有机械和传感器/致动器，例如空气处理单元包括调节风门、风扇、过滤器、盘管、烟传感器等。

●较小的“子设备”，例如空气处理单元由送风扇(包括速度传感器和速度控制器)、加热盘管(包括阀、泵和流量计)等组成。

●所有单独的传感器/致动器/阀被单独地看作一件设备，例如空气处理单元由风扇速度传感器设备、风扇速度控制器设备、加热盘管阀(value)位置传感设备以及加热盘管阀致动设备等组成。

在本文件的上下文中，术语“设备”用于描述具有电/电子传感器和/或致动器的机械装置，所述电/电子传感器和/或致动器控制并提供对于所述装置状况的反馈。所述术语也可以被认为用于描述被聚集在一起的小组件的集合，所述小组件的集合提供控制其作为一部分的系统的单元。关键HVAC设备的例子为锅炉，冷却器、空气处理单元、风道末端装置、风扇和泵。也可以被认为是设备的更小的组件的例子为集合在一起形成空气处理单元的风扇/风扇电机、调节风门、阀、盘管、传感器等。

设备由一个或多个基于微处理器的控制器监视和控制，所述控制器已在考虑到建筑管理系统的情况下用合适的控制策略编程。对此关键的是两个重要概念：

●报警：当应用设备控制策略时，重要的是理解所述设备或系统的局限性以及定义向建筑物操作者警告提供消息的事件、重要事件或危急事件的报警条件。由控制器产生的警报必须能被识别为属于所述设备或设备系统以及产生所述警报的独立的传感器或致动器。警报次数必须在所述设备和设备系统水平上在所述建筑管理系统中被合计，使得所述建筑操作者可获知所述设施中所述设备和设备系统状态的概况。

●点角色。如上面所讨论的，当定义用于HVAC系统的控制策略时，必须认为所述建筑管理系统及其操作者是这样的，即传感器和致动器值被他们知道并应当能在给定的语境下得到理解。为了标准化和简化对设备和设备系统的理解，所述概念“点角色”至关重要。例如就拿被称为CP-AO1的BACnet模拟输出来说。该点的名字和它所提供的值(例如24.50℃的当前值)是无意义的，除非提供某种语境。点角色提供此语境——如果“送风温度传感器”被设定作为所述点角色，那么所述值24.50℃开始具有意义。如果我们将该点与给定的空气处理单元关联，那么建筑操作者可决定该值是否合适。

另外，有意义的点名字比如“saTemp”可被应用于此点。所有带有“sa”前缀的点可被所述建筑管理系统假定为属于一类被称作“送风”的信息。对点的分类不仅能帮助更好地可视化一件设备，还允许所述建筑管理系统更理解和了解其正监视和控制的信息。

由此延伸，在本发明实施例中，设备模型项具有如下主要属性：

●位置：每件设备被物理定位于所述设施中的某处，因此存在从设备到位置的直接链接。

●命名数据的访问：每件设备具有提供对数据点的读/写访问的命名的参数。每个参数的名称理想地从提供所述数据访问的所述点的角色(点角色)获得。如上面讨论的，此点角色概念是所述设备模型的重要特征，因为它向与设备模型项相关联的数据提供内在的可理解语境。

●报警：设备参数可基于(在控制器中或在运行期间配置的)某些标准发出警报。这些警报不仅属于下层的数据点，还属于一件设备。

●报警合计：在一些实施例中，使用所述设备模型中的项之间的定义的报警组关系合计报警次数。

●模式：所有HVAC设备可被认为具有操作模式。例如通常认为VAV处于占用或非占用模式(其中所述控制器中的温度设置点和控制策略改变以反映有人正占用该HVAC舒适区)。

●排定的模式(scheduled mode)：通常提前排定一件HVAC设备的模式以根据HVAC舒适区的使用来利用能效和减少成本。

●关系：设备具有与其他设备以及与HVAC舒适区的关系。这将在下面进一步讨论。

其他实施例使用这些属性的缩减的选集，可选地与另外的属性结合。

设备关系

关系存在于设备系统、设备和HVAC舒适区之间。在本实施例中，考虑两类关系：

包含关系。设备系统可包括一件或多件设备。一件设备可包括零件或更多件设备。有可能对于一些类型的设备，具有零件所包含的设备，因而该件设备直接包含描述所述传感器和致动器的所述数据点(即点角色)。

供给关系。设备系统可供给其他设备系统或设备。此外，设备可供给其他设备或HVAC舒适区。

为了当前目的，假设一件被包含的设备不参与在“供给”关系中。

图7提供对AHU及其相关的VAV的“包含”关系的示例性可视化。在该例中，子设备被包含在设备实体的范围内。

图8示出AHU、其相关的VAV以及它们相关的HVAC舒适区的“供给”关系。所述供给关系允许所述系统通过从HVAC舒适区到设备的直接导航获得(一个或多个)所述HVAC供给区。

所述“供给”关系对于帮助故障分析以及响应于故障和/或设备停工时间为系统行为建模特别有用。这延伸到在更广的关系种类(即“依赖”关系)方面为其他HVAC系统进行设备建模。这样的关系描述一件设备如何依赖于另一设备(即所述“供给”关系是“依赖”关系的一个例子)。例如在DVM系统的情况下，“依赖”关系可描述照相机、照相机服务器、管理服务器等之间的关系。设施模型和设备模型之间的链接

如所讨论的，就所述设施模型而言，一类设施模型项(舒适区)描述由相应HVAC设备唯一服务的位置。此外，对于至少一类设备，所述设备模型项包括指示由该件设备唯一服务的位置的数据(同样以舒适区的形式)。如此，舒适区提供所述设施模型和设备模型之间的重要链接，考虑到这些模型要组合。

图9提供所述设备模型和设施模型之间关系的直观表示。关注要点是一件设备模型和HVAC舒适区之间的一对一关系以及HVAC舒适区仅由一件设备供给。

设备系统

在一些实施例中，相似的关键的设备被组合在一起而形成被称作设备系统的单个逻辑系统。设备系统包括一件或多件设备和独立的点角色，所述点角色共同工作以为建筑物提供单个服务，例如热水或调节的空气。实际上，典型的热水系统包括多于一个的锅炉(设备)、泵(设备)以及各种传感器和阀致动器(点角色)。

作为上下文，至此，所述设备模型的讨论还未包括锅炉和冷却器以及它们如何配合到这些设备模型中。考虑图10中表示建筑物中示范性楼层的树形结构。一种增加锅炉和冷却器到所述模型中的方法是把锅炉和冷却器看成设备并且设置向合适的AHU的供给关系。这在图11中示出。然而，此可视化导致节点的重复(duplicated)以及所述模型的混乱。如图12所示，这通过将相似的设备组成设备系统而被调整。

在一些实施例中，定义三个系统：

●空气分配系统：它包括与建筑物中流动的空气直接相关的所有设备。

●热水系统：它包括与建筑物中产生和流动热水直接相关的所有设备。

●冷水系统：这包括与建筑物中产生和流动冷水直接相关的所有设备。

由于系统是设备的集合，一些实施例采用一种方法，其中每件设备(即设备模型项)包括定义该设备所属的系统的元数据。一个实施例构建所述三个主系统(空气分配、热水和冷水)作为设备项，并将这些实施为在设备模型根系统点下的顶层节点。不适合于预定义系统的设备可选地分组成“其他”系统。

图13提供组合设备、设备系统和设施模型数据的示范性直观可视化。在该图中，框表示系统或设备(由设备模型项的创建所定义)，箭头表示供给关系，框中框表示包含关系。重点注意未示出包含其他设备的设备，且未示出点角色。此外，虽然未示出HVAC供给区，将会理解的是，这些可通过按系统分组HVAC舒适区而被推断出来。

在该图的上下关系中，两种空气处理情况值得进一步详细考虑。这些被讨论如下。

首先，有一种可能的情况是空气处理单元供给大片开阔区域，所述区域具有多个温度传感器但没有提供舒适区控制的单式控制器。这可出现在工厂楼层上或仓库情形中。在此情况下，对于所述空气处理单元的优选控制策略是平均传感器值或使用最大传感器值以控制送风温度。有两种方式可建模该系统：

●i.所述AHU被认为以单个温度传感器值(平均值/最大值)供给单个大片舒适区。

●ii.所述AHU被认为供给多个舒适区。为了建模它，将创建“温度传感器”设备，其允许在设备和HVAC舒适区之间保持所述一对一关系。

在AHU具有多个传感器，并且由AHU执行的局部控制的类型有限(例如仅局部再加热)时，第二种情况出现。在此情况下，优选的策略是将再加热器建模为ATU。

关于自动可视化的进一步观点

不应认为当前图表限制使用本模型获得的可视化的形式。特别是，尽管当前图表示出简单的块和树形结构，但当前BMS建模的性质允许创建复杂的自动可视化。

总的来说，给定这些模型中的项的标准化和其提供的语境，本技术允许UI组件基于所述设备和/或设施模型中的数据构建显示。也就是说，给定所述设备和设施模型为点角色提供可预测意义以及有意义地描述区域/组件之间关系的方式，有可能编码能够基于一般询问而不必了解系统中各个数据点的细节来访问和使用BMS数据的过程。例如，UI组件可如下操作：

●接收为客户构建可视化的请求。这可在启动BMS用户界面时出现、或响应于用户与这种界面的交互而出现。

●识别所述可视化需要的设备种类(例如ATU或AHU)。例如，这可基于所述请求的语境。

●为识别的一类或多类设备识别预定义可视化模板。例如，可存在预定义用于任何给定ATU的可视化的模板、在供给关系方面显示ATU和AHU的模板等。

●使用所述可视化模板，通过用从数据库102中的项提取的数据填充所述模板而构建可视化。例如，所述可视化模板摆出用于显示项名称的位置以及用于显示每个点角色提供的值的位置。所述可视化模板也可包括用于在关系等等方面安排项的逻辑。

例如，一个实施例提供一种用于可视化HVAC设备的方法。对于一类或多类HVAC设备，数据库102包括相应的图像文件用于图形表示此类设备(例如示意性描述AHU的图像)。该图像文件与指示位置的数据相关联，在所述位置，点角色值将相对于所述图像文件而被显示。响应于查看有关特定AHU的信息的请求，所述UI组件构建包括该图像文件和所述特定AHU的点角色值的可视化。在另一个实施例中，所述UI组件为HVAC系统提供总的导航界面。

结论和说明

将会理解的是，以上披露提供用于配置BMS的改进的系统和方法。虽然设施模型提供设施及其建筑物的物理布局的分级模型，但由本文的讨论可清楚看出，当考虑建筑物操作者的需要时，描述建筑物的完整物理模型不是最有效的方式。分开建模建筑物中的设备和/或设备系统对于支持建筑物操作者要求的任务是特别有帮助的。

除非另有特别声明，如从以下讨论中显而易见的，应理解的是，贯穿于说明书的讨论中所使用的术语，比如“处理”、“用计算机计算(computing)”、“计算(calculating)”、“确定”、“分析”等等，指的是计算机或计算系统或者类似电子计算设备的动作和/或过程，所述计算机或计算系统或者类似电子计算设备将以物理(例如电子)量表示的数据操作和/或转换为类似地表示为物理量的其他数据。

以类似的方式，术语“处理器”可指处理例如来自寄存器和/或存储器的电子数据以将该电子数据转换为例如可存储在寄存器和/或存储器中的其他电子数据的任何装置或装置的部分。“计算机”或“计算机器”或“计算平台”可包括一个或多个处理器。

在一个实施例中，在此描述的方法可由一个或多个处理器执行，所述处理器接受包含指令集的计算机可读(也被称为机器可读)代码，所述指令集时在被所述处理器中的一个或多个执行时执行在此描述的方法中的至少一种。包括任何能够执行指定将采取的动作的指令集(顺序的或其它方式的)的处理器。因此，一个例子是包括一个或多个处理器的典型处理系统。每个处理器可包括CPU、图形处理单元以及可编程DSP单元中的一个或多个。所述处理系统进一步可包括存储器子系统，所述存储器子系统包括主RAM和/或静态RAM和/或ROM。还可包括用于所述组件之间通信的总线子系统。所述处理系统进一步可为具有通过网络耦合的处理器的分布式处理系统。如果所述处理系统需要显示器，可包括这样的显示器，比如液晶显示器(LCD)或阴极射线管(CRT)显示器。如果需要手工数据输入，所述处理系统还包括输入装置，比如，诸如键盘的字母数字输入单元、诸如鼠标的指点控制装置等等中一个或多个。如果从上下文清楚且除非另外明确声明外，在此使用的术语存储单元还包括如磁盘驱动单元的存储系统。一些配置中的所述处理系统可包括声音输出装置和网络接口装置。因此所述存储子系统包括载有计算机可读代码(例如软件)的计算机可读载体介质，所述计算机可读代码包括指令集以在由一个或多个处理器执行时致使执行一个或多个在此描述的方法。注意在所述方法包括几个要素，例如几个步骤时，除非特别声明，不暗示这些要素的顺序。所述软件可存在于硬盘中，或者也可以在其由所述计算机系统执行的过程中，完全或至少部分存在于RAM和/或处理器中。因此，所述存储器和处理器也构成载有计算机可读代码的计算机可读载体介质。

此外，计算机可读载体介质可构成计算机程序产品或被包含在其中。

在可选实施例中，所述一个或多个处理器作为独立装置工作，或在联网的布置中，可连接(例如联网)到(一个或多个)其他处理器，所述一个或多个处理器可以作为服务器或服务器-用户网络环境下的用户机器工作，或作为点对点或分布式网络环境下的对等机工作。所述一个或多个处理器可构成个人计算机(PC)、平板电脑(tablet PC)、机顶盒(STB)、个人数字助理(PDA)、蜂窝电话、网络装置、网络路由器、交换机或网桥，或任何能执行指定机器将采取的动作的指令集(顺序的或其它方式)的机器。

注意虽然一些图仅示出单个处理器和载有所述计算机可读代码的单个存储器，但本领域技术人员将会理解，以上所描述的许多组件都包括在内，但为了不致掩盖发明点这些组件没有被明确地示出或描述。例如，虽然仅示出单个机器，术语“机器”或“装置”也应被认为包括单独地或共同执行指令集(或多个指令集)以执行一个或多个在此讨论的方法的机器的任何集合。

在此描述的各种方法的至少一个实施例是以载有指令集(例如计算机程序)的计算机可读载体介质的形式，所述计算机程序在一个或多个处理器，例如一个或多个作为建筑管理系统一部分的处理器上执行。因此，本领域技术人员将会理解，本发明实施例可具体为方法、例如特殊用途装置的装置、例如数据处理系统的装置、或者计算机可读载体介质，例如计算机程序产品。所述计算机可读载体介质载有包括指令集的计算机可读代码，当所述指令集在一个或多个处理器上执行时，使该一个处理器或多个处理器执行一种方法。因此，本发明的各方面可采取的形式为方法、全部硬件的实施例、全部软件的实施例或软件和硬件方面相结合的实施例。此外，本发明可采取载有包含于介质中的计算机可读程序代码的载体介质(例如在计算机可读存储介质上的计算机程序产品)的形式。

软件还可通过网络接口装置经由网络被发送或接收。虽然在示范性实施例中示出的所述载体介质是单个介质，但术语“载体介质”应被认为包括存储所述一个或多个指令集的单个介质或多个介质(例如集中式或分布式数据库，和/或相关的高速缓存和服务器)。所述术语“载体介质”还应被认为包括任何能存储、编码或载有由一个或多个处理器执行的指令集并且使所述一个或多个处理器执行本发明任何一个或多个方法的介质。载体介质可采取多种形式，包括但不限于非易失性介质、易失性介质以及传输介质。非易失性介质包括例如光盘、磁盘以及磁光盘。易失性介质包括动态存储器，比如主存储器。传输介质包括同轴电缆、铜导线以及光纤，包括构成总线子系统的导线。传输介质还可为声波或光波的形式，比如那些在无线电波或红外数据通信过程中产生的。例如，所述术语“载体介质”可以相应地被认为包括但不限于固态存储器、包含在光介质和磁介质中的计算机产品、载有一个或多个处理器中的至少一个处理器可检测到的并表示在被执行时实施一种方法的指令集的传播信号的介质、载有一个或多个处理器中的至少一个处理器可检测到的并表示所述指令集的传播信号的载波、以及载有一个或多个处理器中的至少一个处理器可检测到的并表示所述指令集的传播信号的网络中的传输介质。

应该理解的是，所讨论的方法的步骤在一个实施例中由执行存储在存储装置中的指令(计算机可读代码)的处理(即计算机)系统的合适的处理器(或多个处理器)执行。还应该理解的是，本发明不限于任何特殊的实现方式或编程技术，并且本发明可使用任何用于实现在此描述的功能的合适的技术来实现。本发明不限于任何特定的编程语言或操作系统。

同样应该理解的是，在本发明示例性实施例的以上描述中，为了简化公开和帮助理解各种发明点中的一个或多个，本发明的各种特征有时集合在单个实施例、附图或其描述中。然而这种公开方法不应理解为反映这样的意图，即要求保护的发明需要的特征比每个权利要求中清楚陈述的特征更多。而是如以下权利要求所反映的，发明点在于少于单个前述公开的实施例的所有特征。因此，在详细说明之后的权利要求特此明确地合并在该详细说明中，每个权利要求独立地作为本发明单独的实施例。

此外，虽然在此描述的一些实施例包括其他实施例中所包括的一些但不是其它特征，然而，如本领域技术人员将会理解的，不同实施例的特征的组合在本发明的范围内并形成不同实施例。例如，在下面的权利要求中，任何要求保护的实施例可组合使用。

此外，一些实施例在此描述为方法或方法要素的组合，其可由计算机系统的处理器或其他执行该功能的装置执行。因此，具有执行这样的方法或方法要素所必需的指令的处理器构成一种执行所述方法或方法要素的装置。此外，在此描述的设备实施例(apparatus embodiment)的要素是用于执行该要素为了执行本发明而执行的功能的装置。

在此提供的描述中，阐述了多个具体细节。然而，可以理解，本发明的实施例可在没有这些具体细节的情况下实行。在其他实例中，为了不妨碍对本说明书的理解，没有详细示出众所周知的方法、结构和技术。

除非另有说明，本文使用的用于描述一般对象的顺序形容词“第一”、“第二”、“第三”等仅表示类似对象的不同实例被提及，并非意在暗示所描述的所述对象必须有给定的时间、空间、等级或其他顺序。

在下面的权利要求和此处的描述中，术语“包含”、“由……组成”或“其包含”中的任一个都是开放式的术语，意味着至少包括随后的要素/特征，但不排除其他。因此，当在权利要求中使用时，所述术语包括不应理解为限于列举在其后的装置、要素或步骤。例如，包括A和B的装置这一表述的范围不应限制为该装置仅由要素A和B组成。在此使用的术语“包括”或“其包括”中的任一个术语也是开放式术语，其也意味着至少包括在所述术语后提及的要素/特征，但不排除其他。因此，包括与包含是同义词并且意思是包含。

类似地，应注意在权利要求中使用的术语“耦合”不应理解为仅限于直接连接。可使用术语“耦合”和“连接”以及它们的衍生词。应该理解的是，这些术语相互之间不是同义词。因此，装置A耦合至装置B这一表述的范围不应限制在装置A的输出直接连接到装置B的输入的装置或系统。其意思是，在装置A的输出和装置B的输入之间存在路径，所述路径可为包括其他装置或工具的路径。“耦合的”可意味着两个或更多个要素直接物理接触或电接触，或者此两个或更多个要素不直接彼此接触，但彼此之间仍然合作或交互。

因此，虽然在此描述了被认为是本发明优选实施例的内容，但是本领域技术人员将认识到在不脱离本发明的精神的前提下可对其进行其他以及进一步的修改，旨在要求保护落入到本发明保护范围内的所有这些改变和修改。例如，以上给出的任何方案仅代表可采用的过程。可从方块图中增加或删除功能且操作可在功能块之间互换。在本发明保护范围内，可对所述方法增加或删除步骤。

Claims

1.一种配置建筑管理系统(BMS)的方法，该方法包括：

提供设备模型标准知识库，其中每一个标准配置成描述建筑系统中一类设备、与属于该类的一件设备相关联的一个或多个数据点、这些数据点的角色以及与其他设备的关系；

提供允许用户利用设备模型标准知识库定义多个设备模型项的接口，使得每一个设备模型项描述该标准所要求的一件特定设备；以及

构建包括已定义设备模型项的设备模型，其中该设备模型允许在位置和关系方面自动可视化所述设备模型项。

2.如权利要求1所述的方法，其中在依赖关系和包含关系方面定义所述与其它设备的关系。

3.如权利要求1所述的方法，其中对于至少一类设备，该标准配置成另外描述服务区域，其中该服务区域另外在为所述建筑管理系统描述物理位置的设施模型中定义。

4.如之前任一权利要求所述的方法，其中该设备模型标准包括多个分别描述HVAC系统中各类设备的HVAC标准。

5.如权利要求4所述的方法，其中对于该HVAC系统中的至少一类设备，所述标准配置成另外描述该件设备所唯一服务的区域。

6.一种建筑管理系统，包括：

指示多个设备模型项的数据知识库，利用预定设备模型标准创建这些设备模型项，使得每一个设备模型项描述一件特定设备的设备种类、与属于该种类的一件设备相关联的一个或多个数据点、这些数据点的角色以及与其他设备的关系；以及

可视化模块，用于在位置和关系方面自动可视化所述设备模型项。

7.如权利要求6所述的建筑管理系统，其中在依赖关系和包含关系方面定义所述与其它设备的关系。

8.如权利要求6所述的建筑管理系统，其中对于至少一类设备，该标准配置成另外描述服务区域，其中该服务区域另外在描述物理位置的用于所述建筑管理系统的设施模型中定义。

9.如权利要求6所述的建筑管理系统，其中所述设备模型标准包括多个分别描述HVAC系统中各类设备的HVAC标准。

10.如权利要求9所述的建筑管理系统，其中对于所述HVAC系统中的至少一类设备，所述标准配置成另外描述该件设备所唯一服务的区域。

11.一种用于建模HVAC系统的方法，所述方法包括：

提供设施模型，所述设施模型包括指示多个设施模型项的数据，所述设施模型项分别在位置种类以及与其他位置的关系方面描述建筑环境中的物理位置，其中一类设施模型项描述由相应HVAC设备所唯一服务的位置；以及

提供设备模型，所述设备模型包括指示多个设备模型项的数据，每个设备模型项在如下方面描述一件特定的HVAC设备：设备种类、与该件设备相关联的一个或多个数据点、这些数据点的角色以及与其他设备的关系，其中对于至少一类设备，所述设备模型项包括指示该件设备所唯一服务的位置的数据；

使得所述设施模型和设备模型通过相应的HVAC设备所唯一服务的位置链接。

12.如权利要求11所述的方法，其中在依赖关系和包含关系方面定义所述与其它设备的关系。

13.如权利要求11所述的方法，包括基于所述设施模型和设备模型中的信息提供所述HVAC系统的自动可视化的步骤。

14.一种建筑管理系统，包括：

指示多个设施模型项的数据，所述设施模型项分别在位置种类以及与其他位置的关系方面描述建筑环境中的物理位置，其中一类设施模型项描述由相应HVAC设备所唯一服务的位置；以及

指示多个设备模型项的数据，每个设备模型项在如下方面描述一件特定的HVAC设备：设备种类、与该件设备相关联的一个或多个数据点、这些数据点的角色以及与其他设备的关系，其中对于至少一类设备，所述设备模型项包括指示该件设备所唯一服务的位置的数据；

15.如权利要求14所述的建筑管理系统，其中在依赖关系和包含关系方面定义所述与其它设备的关系。

16.如权利要求14所述的建筑管理系统，包括基于所述设施模型和设备模型中的信息提供所述HAC系统的自动可视化的组件。

17.一种计算机可读介质，包括代码，当所述代码在一个或多个处理器上执行时，使所述处理器执行如权利要求1-5或11-13中任一项所述的方法。