CN103299246B - 用于测量在封闭空间中的大气参数的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及使用携带测量传感器的装有仪器的物体测量在封闭空间中的大气参数的系统和方法。物体沿着飞行线路行进通过空间。当物体行进通过空间时，附接的测量传感器测量大气参数，并将测量结果存储到存储器。设备将所测量的大气参数周期性地上载到控制器电路。通过使用自行式物体来携带测量传感器，本文所公开的系统和方法允许在大量位置处周期性地采样在封闭空间的内部的大气参数，所述位置的数量大于所使用的测量设备的数量。根据在一定体积的封闭空间内的各个位置所采取的数据点，所述系统和方法能够例如通过调整HVAC系统或通风系统的机械控制装置来实现对能量更加高效的利用。

Description

用于测量在封闭空间中的大气参数的系统和方法

技术领域

本公开一般涉及大气参数的测量，并且更具体地涉及使用被附加到在空中飞行的自行式(self-propelled)设备上的传感器来测量在封闭空间中的大气参数的系统和方法。

背景技术

建筑物管理系统(BMS)被用于调节在一些建筑物内的或者在封闭空间内的供暖、通风和空调(HVAC)系统。一般来说，BMS包括链接到一起的硬件和软件组件，并且被配置以监控和控制在封闭空间内的大气参数。BMS的操作是通过采样大气参数，并随后将测量结果发送至用于分析的软件。该软件随后确定是否调节在建筑物通风系统内的硬件组件以便产生或维持所期望的大气条件。硬件组件一般包括用于控制在建筑物通风系统内的气流的速度和方向的风扇、隔栅、和调节风门。

BMS能够调节环境参数，比如温度、湿度、二氧化碳含量和氧气含量。BMS能够使用温度测量结果来确定对HVAC系统的供暖和制冷功能的调整。类似地，BMS能够使用湿度和二氧化碳含量的测量结果来确定是否以及以何种速率抽入新鲜空气。BMS能够被配置成在操作的同时优化能量效率、优化居住者的舒适度、或者优化在特定设置中所期望的参数，比如传感性设备的操作范围。例如，BMS能够监控二氧化碳的水平，并且在新鲜的室外空气中混入废气以增加氧气的量而同时还最小化供暖和制冷的损失。

BMS需要用于软件的对大气参数的实时测量结果，以便确定如何调节BMS系统的硬件组件。在大型的建筑物或封闭空间中，期望有多个测量结果以使得BMS能够局部地控制在该空间内的大气参数。测量结果通常限制于沿着在封闭空间的内壁所取得的测量结果。例如，在墙壁上安装的恒温器通常包括温度传感器，但其仅仅收集沿着封闭空间的内壁的测量结果。大型的封闭空间(比如天井、多层大厅、礼堂、仓库、会展中心以及体育场馆)为用BMS调节封闭空间提出了挑战。大量未经测量的空气可能存在于通常会进行采样的内壁之间。通常来说，BMS不能够从大型的封闭空间的内部收集到大气参数的测量结果。

发明概述

本发明公开了一种用于测量要由建筑物管理系统使用的在封闭空间中的大气参数的系统，该系统包括：

装有仪器的物体，其包括测量设备，所述测量设备包括用于检测大气参数的大气传感器和用于传输指示所检测的大气参数的大气数据的通信接口；

位置传感器，其用于跟踪在封闭空间中的装有仪器的物体的位置，并且产生指示所跟踪的位置的位置数据；

控制器电路，其包括：

通信终端，其用于从位置传感器接收位置数据，并且从测量设备的通信接口接收大气数据，

处理器，其电连接到通信终端，处理器被编程以将装有仪器的物体的位置与所检测的大气参数相关联，

存储器，其用于存储所检测的参数和装有仪器的物体在封闭空间中的相关位置，存储器电连接到处理器；以及

在控制器电路和建筑物管理系统之间的数据链路，其被配置成用于将所存储的被检测的参数和在封闭空间中的相关位置发送至建筑物管理系统，建筑物管理系统被配置成根据包括了所检测的参数和在封闭空间中的相关位置的函数来调整建筑物的机械控制装置。

其中装有仪器的物体可以是包括具有能量存储装置的推进系统的自行式物体，并且其中自行式物体可被配置成使用在能量存储装置中所存储的能量来移动通过封闭空间。

所述系统还可包括：基地台，其用于为能量存储装置充电或加装燃料，基地台可具有用于为自行式物体分发燃料或能量的充电或燃料加装端口。

其中自行式物体可通过旋转推进器产生升降力来移动。

其中自行式物体可以是固定翼飞行器。

其中装有仪器的物体可自主地操作而无需来自用户的实时干预。

其中装有仪器的物体可沿着穿过封闭空间的被悬挂的引导线移动。

其中装有仪器的物体可附接到穿过封闭空间的被悬挂的引导线，响应于被操纵的引导线，装有仪器的物体可移动通过封闭空间。

其中大气参数可以是封闭空间中的温度、在封闭空间中的氧气含量、在封闭空间中的二氧化碳含量、在封闭空间中的湿度、或者在封闭空间中的气流速率。

其中位置数据可以是基于来自附接到装有仪器的物体的加速计的读数。

其中一组位置测量结果可以是基于由所述装有仪器的物体所接收的信号的或者由所述装有仪器的物体所发射或反射的信号的被测得的相对时间延迟。

所述系统还可包括：

第二装有仪器的物体，其可包括第二测量设备，第二测量设备可包括用于检测大气参数的大气传感器和用于传输指示所检测的大气参数的额外大气数据的通信接口；

第二位置传感器，其可用于跟踪在封闭空间中的第二装有仪器的物体的额外位置并且产生指示所跟踪的额外位置的额外位置数据；并且其中，控制器电路的通信终端还可被配置成用于从第二位置传感器接收额外位置数据以及用于从第二测量设备的通信接口接收额外大气数据，控制器电路的处理器还可被编程为将第二装有仪器的物体的额外位置与额外的被检测的大气参数相关联，并且控制器电路的存储器还可被配置成用于存储额外的被检测的参数以及第二装有仪器的物体在封闭空间中的相关额外位置；并且其中，数据链路还可被配置成用于发送所存储的额外的被检测的参数和第二装有仪器的物体在封闭空间中的相关位置；并且其中，数据链路还可被配置成将所存储的额外的被检测的参数和在封闭空间中的相关的额外位置发送至建筑物管理系统，建筑物管理系统还可被配置成根据还包括额外的被检测的参数和相关的额外位置的函数来调整建筑物的机械控制装置。

本发明还提供了一种收集在封闭空间中的大气参数的测量结果的方法，该方法包括：

从移动通过封闭空间的装有仪器的物体接收一组大气参数的测量结果，装有仪器的物体携带用于检测大气参数的大气传感器；

接收指示在封闭空间内的装有仪器的物体的位置的一组位置测量结果；

基于一组位置测量结果将一组大气参数的测量结果与一组测量位置相关联；以及

将一组大气参数的测量结果和所关联的一组测量位置存储在存储器中。

所述方法还可包括：

从移动通过封闭空间的第二装有仪器的物体接收第二组大气参数的测量结果，第二装有仪器的物体可携带用于检测大气参数的第二大气传感器；

接收指示在封闭空间内的第二装有仪器的物体的位置的第二组位置测量结果；

基于第二组位置测量结果将第二组大气参数的测量结果与第二组测量位置相关联；以及

将第二组大气参数的测量结果和所关联的第二组测量位置存储在存储器中。

所述方法还可包括：

将一组大气参数的测量结果和关联的一组测量位置发送至建筑物管理系统，用于供建筑物管理系统基于一组大气参数的测量结果和关联的一组测量位置调整连接到封闭空间的通风装置。

所述方法还可包括：

将一组大气参数的测量结果、第二组大气参数的测量结果、关联的一组测量位置、以及关联的第二组测量位置发送至建筑物管理系统，用于供建筑物管理系统基于所发送的大气参数的测量结果的组和所发送的关联的测量位置的组来调整连接到封闭空间的通风装置。

其中装有仪器的物体可以是包括具有能量存储装置的推进系统的自行式物体，并且其中装有仪器的物体可被配置成使用在能量存储装置中所储存的能量移动通过封闭空间。

其中装有仪器的物体可自主地操作而无需来自用户的实时干预。

其中大气参数可以是封闭空间中的温度、在封闭空间中的氧气含量、在封闭空间中的二氧化碳含量、在封闭空间中的湿度、或者在封闭空间中的气流速率。

其中建筑物管理系统可被配置成调整连接到封闭空间的通风装置的吹风机、风扇、隔栅或新鲜空气进口。

其中建筑物管理系统可被配置成调整连接到封闭空间的通风装置的吹风机、风扇、隔栅或新鲜空气进口。

其中一组位置测量结果可以是基于来自附接到装有仪器的物体的加速计的读数。

其中一组位置测量结果可以是基于由装有仪器的物体所接收的信号的或者由装有仪器的物体所发射或反射的信号的被测得的相对时间延迟。

本发明还提供了一种用于操作建筑物管理系统的方法，建筑物管理系统被配置成调整建筑物的机械控制装置；所述方法包括：

接收一组大气数据，一组大气数据指示使用附接到自行式物体的测量设备检测的大气参数，测量设备包括：

大气传感器，其用于检测一组大气数据；以及

通信接口，其用于传送所检测的一组大气数据；

接收指示在封闭空间内的自行式物体的位置的一组位置测量结果；

分析所接收的一组大气数据和所接收的一组位置测量结果以便确定封闭空间的大气特征；

根据包括所确定的大气特征的函数来调整建筑物的机械控制装置。

其中机械控制装置可以是影响对封闭空间进行通风的空气的方向和速度的阀门、风扇或隔栅。

其中分析可以是通过基于所接收的一组大气数据和所接收的一组位置测量结果对封闭空间的三维温度分布或气体含量建模来执行的，并且其中调整可以是基于根据三维模型所预测的响应于对机械控制装置进行的调整而导致的在封闭空间内的大气条件中的改变来确定对机械控制装置进行的调整来执行的。

其中机械控制装置可包括通风系统的可调整的方面，并且其中，调整可以是通过调整通风系统的方面来纠正在封闭空间内的局部大气非一致性来实现的。

其中局部大气非一致性可以是在封闭空间内的二氧化碳的局部堆积、局部热点、或局部冷点。

其中机械控制装置可被调整来以最小化加热或冷却封闭空间的无人区域的能量消耗的方式来重新定向空气流。

本文提出的是用于在大型的封闭空间中对要由建筑物管理系统(BMS)使用的测量结果进行采样的系统和方法。在装有仪器的物体上所携带的传感器测量大气参数。可选地，所述装有仪器的物体能够是自行式物体，其被配置成飞越封闭空间。所述装有仪器的物体在随机选择的或预订的飞行线路上移动通过封闭空间，当其行进时收集大气参数的测量结果。所述装有仪器的物体的飞行线路由安装在该装有仪器的物体上的位置传感器所跟踪。位置传感器生成一组指示装有仪器的物体位置的位置数据。基地台沿着封闭空间的内壁来定位，用于让装有仪器的物体非连续地接驳。在接驳期间，装有仪器的物体能够被加装燃料或充电，并且能够将所测量的数据发送到控制器。可供选择地，自行式物体能够无线地或使用数据线路将测量结果发送至控制器。该组位置数据也能够被发送至控制器。

控制器分析该组位置数据和所测量的大气参数，并且确定与每个被测量的参数相应的、在封闭空间内的位置。所测量的参数和相应的位置随后被发送至BMS。BMS能够使用在封闭空间的内部所取得的、收集到的测量结果对该空间的通风系统的机械控制装置做出调整。在本公开的一个配置中，BMS从封闭空间内的大量位置(其超出了所使用的测量设备的数量)接收大气数据。因为装有仪器的物体被配置成行进通过封闭空间同时携带测量设备，则相对较少的装有仪器的物体能够从封闭空间中的相对大量的位置收集到大气测量结果。

另外，本公开提出了从封闭空间的内部收集大气测量结果而不在封闭空间内部安装任何永久性的设施。因为装有仪器的物体能够被配置成飞越该空间的内部，测量设备能够从封闭空间的内部收集大气测量结果而不被安装在永久性的设施中。

根据对各种实施方式和/或方面的详细描述(该详细描述参考附图做出，下文中将提供对附图的简要描述)，本公开的前述的和额外的方面和实现对于本领域中的普通技术人员而言将是明显的。

附图简述

在阅读了以下详细的描述和在参考了附图之后，本公开的前述的和其他的优势将变得明显。

图1A是装有仪器的物体(instrumented object)的框图。

图1B提出了一种被配置为直升机的装有仪器的物体。

图1C提出了一种被配置为蜂鸟的装有仪器的物体。

图1D提出了一种被配置为固定翼飞行器的装有仪器的物体。

图2A提出了一种被配置为直升机停机坪的基地台。

图2B提出了一种被配置为喂鸟器的基地台。

图3是一种大气测量结果收集系统的视图。

图4是显示了一种收集大气数据的方法的流程图，所述方法使用安装在移动通过封闭空间的自行式物体上的大气传感器，并且使用收集到的大气测量结果来调整建筑物管理系统的机械控制装置。

图5是示出了建筑物管理系统(BMS)的框图，所述建筑物管理系统通过接收来自封闭空间内的装有仪器的物体所收集的大气位置数据来操作。

详细描述

图1A是装有仪器的物体100的框图。装有仪器的物体100包括推进系统130和测量设备120。装有仪器的物体100使用推进系统130移动通过封闭空间，同时携带有测量设备120。测量设备120测量在封闭空间内的大气参数，同时装有仪器的物体100移动通过封闭空间。测量设备120配有用于检测大气参数的大气传感器124，用于检测装有仪器的物体100在封闭空间内的位置的位置传感器126，以及通信接口122。大气传感器124是可商业购买的传感器，其用于检测在封闭空间内的大气参数。例如，大气传感器124能够检测温度、湿度、氧气浓度、二氧化碳浓度、一氧化碳浓度、或者在封闭空间内的气流速率。大气传感器还能够使用例如皮托管、气流计，或者通过测量被加热的金属丝的电阻值来检测气流速率。当其被配置成检测烟雾微粒的存在时，或检测通常与即将发生的火灾相关的、如在烟雾检测领域中的技术人员所理解的任何其他参数时，大气传感器124也能够是烟雾检测器。

位置传感器126检测装有仪器的物体100在封闭空间内的位置。位置传感器126能够是任何可商业购买的传感器，其基于移动或者基于参考信号的被测时间延迟来检测位置。例如，位置传感器126能够并入加速度计或陀螺仪来跟踪自行式物体100相对于初始的已知位置的移动。位置传感器126还能够并入用于从已知位置接收信号的接收器，从而使得信号的相对时间延迟的测量结果通过三角测量法揭示了位置信息。可供选择地，装有仪器的物体100能被实现不带有位置传感器126。位置传感器126能够被定位在封闭空间内，并且能够基于由装有仪器的物体100发射或反射的信号的相对时间延迟来测量仪器传感器的位置。一般来说，位置传感器126根据由在位置确定领域中的技术人员所使用的技术来检测装有仪器的物体100的位置。位置传感器126生成指示在封闭空间内被确定位置的位置数据。通信接口122被用于传送所收集的大气测量结果和位置数据。

推进系统130包括连接到能量存储装置134的充电/燃料加装端口132。能量存储装置134能够被配置为用于存储电能的蓄电池，或者被配置为用于存储可燃燃料的燃料箱。在能量存储装置134是蓄电池的配置中，充电/燃料加装端口132能够是一对用于给蓄电池充电的电端子。在能量存储装置是燃料箱的配置中，充电/燃料加装端口132能够是用于接收可燃燃料，比如液态可燃燃料的端口。在图1A中提出的装有仪器的物体100中，能量存储装置被用于驱动导航驱动器138和升降驱动器136。导航驱动器138被用于旋转导航推进器112，并且升降驱动器136被用于旋转升降推进器110。在一个配置中，导航驱动器138和升降驱动器136每个都能够是发动机或马达，其被配置成通过从能量存储装置134抽取能量来旋转驱动轴。具有推进系统130的装有仪器的物体100能够被认为是自行式物体，这是因为装有仪器的物体100被配置成使用应用来自能量存储装置的能量的推进系统130移动通过封闭空间。虽然导航驱动器138被示出为驱动导航推进器112，但是导航驱动器138还能够驱动隔栅或阀片，其升高或降低以便调整在装有仪器的物体100上的翼片并且调整装有仪器的物体在其飞行时的航向。在一个例子中，装有仪器的物体100被配置为直升机，升降推进器110能够被用于生成直升机的升降力，并且导航推进器112能够被使用以便为直升机控制航向。

装有仪器的物体100还能够被配置为不具有推进系统130。在装有仪器的物体100缺少推进系统130的配置中，装有仪器的物体100能够被附加到可移动的支持物。该可移动的支持物能够是延伸通过封闭空间的引导线。该引导线能够被控制以便将装有仪器的物体100移动通过封闭空间。例如，引导线能够是绳或缆，其连接到在封闭空间的两个内侧上的滑轮或绞盘。该滑轮或绞盘能够被用于通过沿其长度方向纵长地拉动引导线来侧向移动装有仪器的物体。引导线能够在其被纵长地拉动的同时保持张紧。可供选择地，引导线能够被交替放松和拉紧，以导致连接到引导线的装有仪器的物体在封闭空间内垂直移动。在引导线放松期间，装有仪器的物体在重力作用下下落，而装有仪器的物体在引导线被拉紧时再次上升。该引导线还能够被连接到封闭空间的天花板和地面，以便在封闭空间内垂直地移动装有仪器的物体100。

图1B至1D示出了在实现用于在封闭空间中获得由建筑物管理系统所使用的大气测量结果的系统和方法时有用的装有仪器的物体100、100’、100”的示例性实现。图2A至2B示出了基地台200、200’，其能够在实现本文所公开的系统和方法时有选择地被使用与装有仪器的物体100、100’、100”协作。

图1B提出了一种被配置为直升机的装有仪器的物体100。该装有仪器的物体100包括用于生成升降力的推进器110、方向控制推进器112、着陆支架114以及推进系统130。推进系统130连接到升降推进器110和导航推进器112。导航推进器112在装有仪器的物体100飞行时为其提供了方向控制。装有仪器的物体100还包括测量设备120。测量设备120具有大气传感器124和通信终端122。测量设备120能够有选择地包括位置传感器126。被配置为直升机的装有仪器的物体100是自行式物体，因为其包括推进系统130。装有仪器的物体100能够是通常作为玩具或业余爱好者产品而可商业购买的直升机。

在装有仪器的物体100的配置中，测量设备120能够被包括在壳体内，并且被附接到可商业购买的直升机的外部，或者装有仪器的物体100能够是特制的直升机并且测量设备120能够被整合到直升机的机体内。通信终端122能够是无线通信终端，其用于根据任何标准的无线通信协议发送指示所收集的大气数据和位置数据的信号，其中无线通信协议包括：zigbee、蓝牙和802.11。通信终端122还能够为通过数据线来发送在测量设备120中所收集的数据的终端。

在一个配置中，装有仪器的物体100能够自主地操作，而无需用户的实时干预。例如，装有仪器的物体100能够根据被传输到装有仪器的物体100的无线信号中所包含的导航命令来导航。导航命令能够由使用无线控制器操作装有仪器的物体的用户生成。例如，被配置为无线电控制的直升机的装有仪器的物体100的配置中，能够根据从远程控制装置传输而来的命令控制装有仪器的物体100移动通过飞行线路。所述命令和远程控制器能够根据在指挥和控制远程遥控飞行器的领域中技术人员所理解的技术来实现。另外，导航命令能够由中央计算机系统生成，所述中央计算机系统被配置成指挥和控制装有仪器的物体100的导航和测量动作。该中央计算机系统能够被配置成例如指导装有仪器的物体100行进通过封闭空间中的区域，以便获得在该区域中的大气测量结果。此外，中央计算机系统能够被配置成确保装有仪器的物体100避免与其他飞行的物体相撞。

图1C提出了一种被配置为蜂鸟的装有仪器的物体100’。该装有仪器的物体100’包括用于生成升降力的翅膀140，用于提供方向控制的尾羽142，用于着陆支撑的腿144，以及用于以鸟食给鸟补充能量的喙146。装有仪器的物体100’配有测量设备120。该测量设备120能够附接到腿144。如上所述，测量设备120包括用于收集大气数据和位置数据的传感器。测量设备120包括用于传送大气数据和位置数据的通信终端122。虽然装有仪器的物体100’被配置为蜂鸟，但是本公开可扩展至使用能够携带测量设备120并且能够在携带测量设备120的同时飞越封闭空间的鸟的系统。

被配置为蜂鸟的装有仪器的物体100’是自行式物体，因为蜂鸟被配置成吸入鸟食或花蜜，其被消化并且转换到在蜂鸟内的被存储的热量能量的能量存储装置中。被配置为蜂鸟的装有仪器的物体100’随后使用在能量存储装置中储存的能量(即通过使用肌肉来拍动翅膀140)移动通过封闭空间。在一个实现中，蜂鸟能够被认为在功能上等效于推进系统130。

图1D提出了一种被配置为固定翼飞行器的装有仪器的物体100”。装有仪器的物体100”包括用于提供向前的推力的推进器150，用于生成升降力的固定翼151，以及用于提供方向控制的后隔栅机尾152。装有仪器的物体100”还包括推进系统130，其接近推进器150被示意性地示出。装有仪器的物体100”还包括测量设备120，其用于收集和通信大气测量结果。装有仪器的物体100”能够是作为玩具或业余爱好者产品而可商业购买和销售的类型的飞行器。

图2A提出了一种被配置成直升机停机坪的基地台200。该基地台200包括着陆面210、充电/燃料加装端口230和通信终端220。该基地台200被安装在封闭空间的内壁上并且由支撑臂215支撑。基地台200为装有仪器的物体100提供了用于在不飞跃封闭空间时使其着陆的位置。在工作时，在装有仪器的物体100移动通过飞行线路之后，该装有仪器的物体100在基地台200的着陆面210上着陆。通信终端220能够是用于与数据承载线路进行物理连接的数据端口，或者能够是用于发送和接收无线信号的天线。

在测量设备120包括用于发送指示所收集的大气数据和位置数据的无线信号的通信终端122的配置中，通信终端220是天线。可选择地，通信终端220能够被进一步启动以便将信号发送至装有仪器的物体100。被发送至装有仪器的物体100的信号能够是用于控制装有仪器的物体100的导航的信号。例如，在装有仪器的物体100是可商业购买的无线电控制的直升机的实现中，通信终端220能够被用于将无线信号发送至装有仪器的物体100，以便根据可用于执行使用了无线信号来指挥和控制无线电控制的直升机的操作的技术调整直升机的导航。可供选择地，基地台200能够被实现为不具有通信终端220。通信终端220能够被定位在远离基地台200的封闭空间，只要在通信终端220与装有仪器的物体100之间的范围不超过所选择的通信介质的有效范围。在使用无线通信的配置中，将通信终端220定位在基地台200上，能够有优势地允许使用仅以低范围广播的低功率信号。使用低功率信号能够有优势地维持电池寿命，降低能量损耗，并且提供与使用无线信号的其他电子设备之间的较少干扰。使用低功率信号还能够有优势地降低附接到装有仪器的物体100的测量设备120的重量要求。

当装有仪器的物体100是在基地台200时，装有仪器的物体100能够使用充电/燃料加装端口230来加装燃料或充电。在使用电动马达来旋转推进器110的装有仪器的物体的配置中，充电/燃料加装端口230能够是一对用于被定位在装有仪器的物体100中的蓄电池充电的电端子。该对电端子能够被定位在着陆面210上，以便当装有仪器的物体100在基地台200上着陆时接触着陆支架114。该着陆支架114能够并入充电/燃料加装端口132。充电/燃料加装端口132能够被实现为充电端子，其连接到用于充电能量存储装置134的着陆支架114的面朝下的部分。在使用内燃机来旋转推进器110的装有仪器的物体100的配置中，充电/燃料加装端口230能够是分发可燃燃料的喷嘴。可选地，充电/燃料加装端口230能够是自动连接到充电/燃料加装端口132的、用于分发燃料的喷嘴。

在图2A中所示的基地台200能够被修改以便为装有仪器的物体100”提供着陆区域。为了容纳被配置为固定翼飞行器的装有仪器的物体100”，基地台200包括适合于让固定翼飞行器着陆的、较大或较长的着陆面210。在图2A中所示的基地台200对为装有仪器的物体100提供着陆、充电的场所而言是有用的，并且可选择地发送和接收数据。然而，借助于适合让固定翼飞行器着陆的经过修改的着陆面210，基地台200为自行式物体100”提供了用于着陆、充电的场所，并且可选择地发送和接收数据。

图2B提出了被配置为喂鸟器的基地台200’。基地台200’包括通信终端220、喂食托盘246、以及着陆杆240。基地台200’在装有仪器的物体100’不移动通过封闭空间收集数据时为其提供用于着陆的位置。基地台200’被安装到封闭空间的内壁，并且由支撑臂245支撑。喂食托盘246能够填充鸟食、糖水或花蜜。被配置为蜂鸟的装有仪器的物体100’能够在飞跃封闭空间内的飞行线路之后在着陆杆240上着陆。在着陆杆240上休息的时候，装有仪器的物体100’能够使用喙146通过吃来自喂食托盘246的鸟食或花蜜来补充能量。同时，在装有仪器的物体100’上携带的测量设备120能够将数据传输至通信终端220。例如，测量设备120能够使用无线信号将大气数据和位置数据传输至通信终端220。可供选择地，基地台200’能够被实现为不具有通信终端220，并且通信终端220能够被定位在受到所选择的通信介质的限制的其他位置。

图3是大气测量结果收集系统300的视图。大气测量结果收集系统300包括装有仪器的物体100，其测量在封闭空间内部的大气参数，并且将测量结果307发送至控制器电路310。封闭空间由内壁305和天花板来界定。基地台200安装在内壁305上。基地台200为装有仪器的物体100提供了用于着陆、充电的位置，并且可选地发送和接收数据。

控制器电路310包括通信终端312、处理器314和存储器316。在控制器电路310内，处理器314电耦合到存储器316和通信终端312。通信终端312连接到基地台200，用于发送和接收数据。通信终端312从基地台200接收一组被收集到的大气数据和位置数据307，所述基地台200从装有仪器的物体100接收数据。处理器314被编程以便将装有仪器的物体100的位置与所检测的大气参数相关联。所检测的大气参数和相关的位置是大气位置数据320，这是因为这些数据共同提供了关于在一个封闭空间内的位置处的大气参数。大气位置数据320通过数据链路325发送至建筑物管理系统(BMS)330。数据链路325能够是无线数据连接或者是被配置用于发送和接收数据的物理线路的连接。BMS 330使用大气位置数据320来调整在建筑物内的机械控制装置，以便在封闭空间内产生或维持所期望的大气条件。例如，BMS330能够是在为封闭空间提供通风的通风系统内的系统调节隔栅、吹风机、或风扇。建筑物管理系统能够调整隔栅、吹风机、或风扇以便调节在封闭空间内的温度。另外，基于大气位置数据320，BMS 330能够局部地调节在封闭空间内的大气条件。

根据本公开的配置，BMS 330能够在二氧化碳含量超过阈值时或者当二氧化碳含量改变的速率超过阈值时用于通过引入新鲜空气来调节二氧化碳浓度。BMS 330还能够被用于局部地控制在封闭空间内的温度。BMS330还能够被用于控制在封闭空间内的湿度。可选地，BMS 330能够调整在建筑物的一部分中的窗户上的窗帘或百叶窗，以便控制在封闭空间内的太阳能供暖。BMS 330能够调整抽入新鲜空气的速率，以便实现空气在建筑物内的周转，或者能够暂停或开始空气周转操作。在工作时，BMS 330能够产生或维持所描述的大气条件，同时还优化了在建筑物中的通风系统的能量消耗。在一个实现中，大气测量结果收集系统300为BMS 330提供反馈，供BMS 330确定何时开始和停止采取动作以管理建筑物的机械控制装置。

为了使用系统300收集数据，装有仪器的物体100沿着飞行线路飞越封闭空间。例如，装有仪器的物体100能够沿着飞行线路380飞行。飞行线路380能够是装有仪器的物体100被配置成要飞行的预订路径。可供选择地，飞行线路380能够是根据在被传输至装有仪器的物体100的无线信号中所包含的命令来确定的路径。在系统300工作时，装有仪器的物体100使用在装有仪器的物体100上所携带的测量设备120收集一组大气测量结果。在完成飞行线路380之后，装有仪器的物体100返回基地台200并且着陆。当装有仪器的物体100接驳基地台200时，测量设备120使用通信接口122将该组大气测量结果传输至在基地台200上的通信终端220。测量设备120还将发送在装有仪器的物体100沿着飞行线路380飞行期间使用位置传感器126收集的位置数据。基地台200随后将该组大气测量结果和位置数据通信至控制器电路310。控制器电路310使用通信终端312接收该组大气测量结果和位置数据307，并随后使用处理器314基于一组位置数据将该组被测量的大气参数与一组测量位置相关联。大气位置数据320随后被传输至BMS 330，该BMS 330被配置成基于大气位置数据320调整建筑物的机械控制装置。

在一个配置中，多个装有仪器的物体100和相关的基地台200能够在封闭空间内使用。在图3中显示的大气测量结果收集系统300并入了三个装有仪器的物体100和三个基地台200。这三个装有仪器的物体100每个都能够与三个基地台200中的一个相关联，并且每个都能够在每次飞行之后与相同的基地台200接驳。可供选择地，装有仪器的物体能够可选择地在基地台200中的每一个上着陆。

在可供选择的实现中，系统300被配置具有没有定位在基地台200上的通信终端220。能够被定位在封闭空间内的一位置处的通信终端220从装有仪器的物体100收集所测量的大气参数和位置数据，并且将该数据传递到在控制器电路310内的通信链路312。

图4是示出了一种方法的流程图400，该方法使用被安装在移动通过封闭空间的自行式物体上的大气传感器收集大气数据，并且使用被收集到的大气测量结果来调整建筑物管理系统的机械控制装置。根据在流程图400中示出的方法，一组大气测量结果从移动通过封闭空间的装有仪器的物体被接收(405)。还接收到一组指示了装有仪器的物体的位置的位置测量结果(410)。处理器被配置成基于该组位置测量结果将该组大气测量结果与一组测量结果位置相关联(415)。例如，能够通过使用与一组大气测量结果相关的时间戳和一组位置测量结果来确定装有仪器的物体在该组大气测量结果中的每个测量结果的时间上的位置，来确定对应于一组大气测量结果的一组测量位置。大气测量结果和相关的位置被随后储寸在存储器中(420)。大气测量结果和相关的位置被通信至建筑物管理系统。建筑物管理系统被配置成基于大气测量结果和相关的位置来调整机械控制装置(425)。大气位置数据给建筑物管理系统提供关于在封闭空间内的大气参数的局部信息，使得该建筑物管理系统能够局部地补偿或修正在封闭空间内的大气条件。

图5是示出了建筑物管理系统(BMS)330的框图，所述建筑物管理系统通过接收来自封闭空间500内的装有仪器的物体100所收集的大气位置数据320来操作。BMS 330被配置成通过将控制信号510发送至机械控制装置520来操作机械控制装置520。机械控制装置520是影响内封闭空间500内的大气参数的控制装置。例如，机械控制装置520能够是供暖、通风、和空调(HVAC)系统的风扇、吹风机、或者隔栅。可选地，机械控制装置520还能够是阻止让光通过进入到封闭空间500中的建筑物的机械特征物，比如窗户的百叶窗或窗帘。机械控制装置520还能够影响在为封闭空间500通风的HVAC系统的暖炉或空气调节机的温度设定。

在工作时，BMS 330通过数据链路325从控制器电路310接收大气位置数据320。基于大气位置数据320，BMS 330确定对机械控制装置520的调整。在确定对机械控制装置520的调整时，BMS 330能够将大气位置数据320与所期望的大气条件相比较。BMS 330能够基于在大气位置数据320与所期望的大气条件之间的比较结果来持续调整机械控制装置520，直到大气位置数据320指明在封闭空间500内存在所期望的大气条件为止。根据本公开的实现，通过数据链路325传输至建筑物管理系统330的大气位置数据320提供反馈给建筑物管理系统330，用于操作机械控制装置520。

例如，在BMS 330操作以通过将湿度维持在所期望的湿度水平上来调节在封闭空间500内的湿度的配置中，BMS 330能够将所测量的在大气位置数据320中的湿度水平与所期望的湿度水平相比较。如果所测量的湿度水平超出所期望的湿度水平，则影响湿度的机械控制装置能够被调整以减小在封闭空间内的湿度水平。类似地，如果所测量的湿度水平在所期望的湿度水平以下，则影响湿度的机械控制装置能够被调整以增大在封闭空间内的湿度水平。可供选择地，当大气位置数据320揭示出封闭空间内的大气参数已经超出阈值以上或落到阈值以下时，BMS 330能够通过调整机械控制装置520来操作。

此外，利用大气位置数据320的BMS 330能够基于在空间内的大气非一致性来调整机械控制装置520。例如，在机械控制装置520是一组用于为封闭空间500通风的HVAC系统的风扇、吹风机或隔栅的配置中，BMS330能够向机械控制装置520发布控制信号510，以便将气流朝着或远离封闭空间500的一区域的方向重新定向。BMS 330能够纠正在封闭空间中的二氧化碳的局部堆积，这能够是由例如在封闭空间500的一个区域中的集中的大的人员密度所导致。BMS 330能够纠正二氧化碳(或任何被检测到的气体)的局部堆积，这例如是通过HVAC系统的进气口以便影响在封闭空间500内的空气以新鲜空气的周转。BMS 330能够激活吹风机、风扇、隔栅、或者暖炉或空气冷却单元的温度控制，以便加热在封闭空间500内的局部冷点，或者冷却在封闭空间500内的局部热点。

另外，在具有大体积的无人的空气的封闭空间500，比如在具有在任何居住者头顶上的显著体积的空气的大型天井，BMS 330能够操作以最小化加热和冷却封闭空间500的无人区域的能量消耗的方式来引导空气流。BMS 330还能够基于被动态发送至BMS 330的大气位置数据320利用在封闭空间500内大气参数的实时三维模型。该三维模型能够被用来响应于对机械控制装置520的调整预测在封闭空间500内的大气条件的改变。三维模型能够并入由流体动力学领域中的技术人员所理解的迭代数值技术。基于能够由提供给BMS 330的动态反馈的装有仪器的物体100所收集的大气位置数据325，能够随着时间的推移修正和改进三维模型。

虽然已经示出和描述了本公开的特定实现和应用，然而要理解的是，本公开并不限于本文所公开的精确的结构和组成部分，并且很明显能够从前述说明书得到各种修改、改变和变形，而不偏离在所附权利要求中所限定的本发明的精神和范围。

Claims (19)

1.一种用于向建筑物管理系统提供封闭空间中的大气参数的测量结果的系统，所述建筑物管理系统控制所述封闭空间内的大气条件，所述系统包括：

多个装有仪器的物体，每一个装有仪器的物体包括测量设备、用于检测大气参数的所述测量结果的大气传感器、用于传输大气参数的所述测量结果的通信接口以及用于在一定体积的所述封闭空间的变化的高度上移动所述装有仪器的物体的推进系统，其中每一个所述装有仪器的物体自主地操作而无需来自用户的实时干预；

控制器电路，其包括：

通信终端，其用于从多个测量设备的每一个相应的通信接口接收大气参数的多个测量结果和一组位置测量结果，

处理器，其电连接到所述通信终端，所述处理器被编程以基于所接收的位置测量结果确定多个位置，并将所确定的位置中相应的位置与相应的所接收的大气参数的测量结果相关联，其中所述多个位置包括一定体积的所述封闭空间内的不同且变化的高度，以及

存储器，其用于存储所接收的大气参数的测量结果和相关联的位置，所述存储器电连接到所述处理器；

在所述控制器电路和所述建筑物管理系统之间的数据链路，其被配置成用于将所接收的大气参数的测量结果和相关联的位置发送至所述建筑物管理系统，所述建筑物管理系统被配置成根据包括了所接收的大气参数的测量结果和相关联的位置的函数来调整建筑物的控制装置；以及

位置传感器，其用于在一定体积的所述封闭空间内跟踪所述装有仪器的物体的位置，并且产生指示所跟踪的位置的所述一组位置测量结果。

2.如权利要求1所述的系统，其中每一个所述装有仪器的物体是通过具有能量存储装置的推进系统自行式的，并且被配置成使用在所述能量存储装置中所存储的能量来移动通过所述封闭空间。

3.如权利要求2所述的系统，还包括：

基地台，其具有用于为至少一个所述装有仪器的物体分发燃料或能量的再充电或燃料加装端口。

4.如权利要求2所述的系统，其中至少一个所述装有仪器的物体通过旋转推进器产生升降力来移动。

5.如权利要求2所述的系统，其中至少一个所述装有仪器的物体是固定翼飞行器。

6.如权利要求1所述的系统，其中所述大气参数是所述封闭空间中的气流速率、温度、氧气含量、二氧化碳含量、湿度或者烟雾中的一种或多种。

7.如权利要求1所述的系统，其中所述一组位置测量结果的至少一些位置测量结果是基于来自附接到至少一个所述装有仪器的物体的加速计的读数。

8.如权利要求1所述的系统，其中所述一组位置测量结果是基于由每一个所述装有仪器的物体所接收的信号的或者由每一个所述装有仪器的物体所发射或反射的信号的被测得的相对时间延迟。

9.如权利要求1所述的系统，至少一个所述装有仪器的物体具有以随机的、预先确定的、或者受控制的方式移动通过所述封闭空间的能力。

10.一种获得在封闭空间中的大气参数的测量结果的方法，所述方法包括：

从多个装有仪器的物体的每一个装有仪器的物体接收一组大气参数的测量结果，每一个装有仪器的物体具有使用推进系统在不同且变化的高度上移动通过一定体积的所述封闭空间的能力，每一个所述装有仪器的物体包括配置成测量所述大气参数的大气传感器，其中每一个所述装有仪器的物体自主地操作而无需来自用户的实时干预；

从位置传感器接收指示在所述封闭空间内的所述装有仪器的物体的多个位置的一组位置测量结果，其中所述多个位置包括所述体积内不同且变化的高度；

使用控制电路的处理器基于所述一组位置测量结果将所述一组大气参数的测量结果与一组测量位置相关联；以及

将所述一组大气参数的测量结果和所述一组测量位置存储在所述控制电路的存储器中；以及

将所述一组大气参数的测量结果和所关联的一组测量位置发送至建筑物管理系统，以促使所述建筑物管理系统基于所述一组大气参数的测量结果和所关联的一组测量位置来调整连接到所述封闭空间的通风系统。

11.如权利要求10所述的方法，其中至少一个所述装有仪器的物体是包括能量存储装置的自行式物体，并且其中至少一个所述装有仪器的物体被配置成使用在所述能量存储装置中所储存的能量移动通过所述封闭空间。

12.如权利要求10所述的方法，其中所述大气参数是所述封闭空间中的气流速率、温度、氧气含量、二氧化碳含量、湿度或者烟雾中的一种或多种。

13.如权利要求10所述的方法，其中所述建筑物管理系统被配置成调整连接到所述封闭空间的通风系统的吹风机、风扇、隔栅或新鲜空气进口。

14.一种用于操作建筑物管理系统的方法，所述建筑物管理系统被配置成调整建筑物的机械控制装置，所述方法包括：

从多个自行式物体接收一组大气数据，所述一组大气数据指示一定体积封闭空间内不同且变化的高度上的一个或多个大气参数，所述一个或多个大气参数使用在所述封闭空间的不同且变化的高度上移动的每一个自行式物体中的测量设备来检测，所述封闭空间具有由所述建筑物管理系统维持的大气条件，每一个自行式物体中的所述测量设备包括：

大气传感器，其用于检测所述一个或多个大气参数；以及

通信接口，其用于将所检测到的一个或多个大气参数作为大气数据传送；

其中每一个所述自行式物体自主地操作而无需来自用户的实时干预；

接收指示在所述封闭空间内的每一个所述自行式物体的位置的一组位置测量结果，所述位置包括所述体积内的不同且变化的高度；

分析所接收的一组大气数据和所接收的一组位置测量结果以便确定所述封闭空间的大气特征；以及

根据包括所确定的大气特征的函数来调整所述建筑物的机械控制装置。

15.如权利要求14所述的方法，其中所述机械控制装置是影响对所述封闭空间进行通风的空气的方向或速度的阀门、风扇或隔栅。

16.如权利要求14所述的方法，其中所述分析是通过基于所接收的一组大气数据和所接收的一组位置测量结果对所述封闭空间的三维温度分布或气体含量建模来执行的，并且其中所述调整是基于根据三维模型所预测的响应于对所述机械控制装置进行的调整而导致的在所述封闭空间内的大气条件中的改变来确定对所述机械控制装置进行的调整来执行的。

17.如权利要求14所述的方法，其中所述建筑物的机械控制装置被调整来以最小化加热或冷却所述封闭空间的无人区域的能量消耗的方式来重新定向空气流。

18.如权利要求14所述的方法，其中所述建筑物的机械控制装置包括HVAC系统的可调整的方面，并且其中，所述调整是通过调整所述HVAC系统的方面来纠正在所述封闭空间内的局部大气非一致性来实现的。

19.如权利要求18所述的方法，其中所述局部大气非一致性是在所述封闭空间内的二氧化碳的局部堆积、局部热点或局部冷点。