CN104243248A - 无线自动化系统的动态值报告 - Google Patents

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Abstract

一种无线自动化装置(207，507)监控状态并且响应于检测到状态中的变化而无线地通过自动化网络(100)报告一个事件。该状态在可变周期性间隔中被进行抽样，且当确定状态中有变化时在各个间隔期间报告事件。可以根据检测到该状态的一个值在可变范围之外来确定该变化。还可以根据检测到与先前间隔中检测到的值不同的值来确定该变化。根据对该状态的多个抽样的分析，范围和周期性间隔可以改变。

Description

无线自动化系统的动态值报告
背景技术
本发明涉及对状态的远程监控，且更具体涉及通过无线通信网络无线地报告一个感测到的状态。
自动化系统包括一个或多个分布式元件和/或元件组，它们一起形成用于使过程控制自动化的集成系统。元件包括控制器，传感器，开关，警报器，执行装置，冷却器，风扇，增湿器，和/或空气处理单元，配置为使过程控制自动化，从而用于加热、通风、空调(HVAC)、环境空气质量、保险和保安、火、危险防范、或其他用于大楼或设施的处理过程。该装置可以在各个元件之间通过有线网络和/或利用无线广播信息传递信息。
各个元件可检测事件，感测状态，对状态中所检测到的事件或变化作出响应，和/或控制其他装置的操作。一个事件可被传感器检测到，其将相关信息传递给控制器。该控制器产生控制信号，所述控制信号被传递给作出合适的响应动作的装置。例如，温度传感器将温度读数无线地广播给控制器。该控制器从传感器读取信息，并确定是否要作出响应控制动作。该控制器将一个适当的控制信号传递给执行装置，以控制房间里的气流。该控制器还可将反馈或状态信号传递给远端计算机。
无线网络受限于各装置可进行通信的可用带宽量。装置的数量和通过无线系统传递的信息量会受到可用带宽的限制。具有多个无线装置的系统会产生嘈杂的环境，在其中数据会被丢失、遗失或不能传递给目标接收方。对状态的持续监控以及对信息的广播耗费了大量的能源，这会缩短电源有限的寿命。装置间传来送往的连续的信息流使用了控制器的大量处理能量，并且会产生需要在处理前被滤除的冗余信息。
因此，需要一种系统，用于使用动态值报告减少通过无线自动化系统的通信量。
发明内容
所述实施例包括用于通过无线自动化系统报告信息的方法、过程、设备和系统，且特别涉及无线建筑自动化系统。一种使用动态值报告的自动化无线系统提供一种稳健的过程控制，使无线网络中的通信量最小化。通过减少或使传感器报告的信息量最小化，系统中的无线业务量可以得到减少，和/或在无线网络上进行通信的装置数量可以得到增加。
在可变周期性间隔期间，各种状态受监控或感测，从而确定该状态的某个测量值是否已改变、是否高于和/或低于一个限制值或在一个范围之内或之外。也可以将测量值与先前间隔中作出的测量值和/或基于先前读数所确定的数据进行比较。可以对测量值作数据性分析，并确定和执行合适的控制响应。可以根据第二周期性间隔获得测量值，对先前测量值的改变，和/或与限制值和/或范围的比较结果。第二周期性间隔可以与第一周期性间隔相同。
在一个实施例中，无线自动化装置包括一个无线收发机，例如RF收发机，RF发射机，和/或RF接收机或能够通过无线网络无线传递信息分组的其他装置。基于感测到状态是否在预定范围内，传感器产生一个信号。在该装置中，控制器在可变周期性间隔中查询传感器，以读取来自传感器的信号。可以使传感器连续地工作，或当控制器作查询时使传感器工作。控制器还控制收发器选择行地传递与来自传感器的信号相关的信息。在用于发送信息的可变周期性间隔期间，信息得以发送。可以响应于感测到的状态中的变化、或感测到的状态在预定范围或限制值之外、和/或外部接收控制信号而发送信息。一个间隔期间的信息传输可以响应于外部接收控制信号而被暂停。在除可变周期性间隔以外的时间里，控制器和/或传感器可进入备用或睡眠模式。
本发明由下面的权利要求定义。本文部分中的任何东西都不应被当作是关于那些权利要求的限制。下面将结合优选实施例讨论本发明的更多方面和优点，并且以后会单独或组合地作出声明。
附图说明
附图中的各个元件不必拘泥于测量尺寸或强调，而是用于举例说明本发明的原理。此外，在附图中，相同的参数指明不同视角的相应部件。
图1为用于建筑自动化的无线自动化系统的举例。
图2为传感器装置的图形表示。
图3举例说明了表示传感器的查询时间段的时间表图，该传感器配置为用于动态值报告。
图4举例说明了装置的信息传输的时间表图，该装置配置为用于动态值报告。
图5举例说明了与控制器进行通信的传感器装置。
具体实施方式
为用于或使用动态值报告配置的无线自动化系统在各个装置间传递数据，所述装置与测量参数和/或受监控状态的一个值中的变化相关(如用于监控环境温度的无线传感器)。使用动态值报告的无线自动化装置监控并通过由多个分布式装置形成的建筑自动化网络无线地报告建筑自动化信息。分布式装置在各个装置间将信息从源装置传递到目的地装置。
一种使用动态值报告的装置在抽样或查询时间段期间内感测、抽样和/或测量一个状态。可以通过读取该状态，来识别与当前状态有关的指示符。在当前抽样间隔期间可以读取当前状态的指示符。指示符的当前读数可以与指示符的先前读数一起储存在存储器中。当前读数和先前读数可以顺序地储存在存储器中，其中用例如堆栈的方式来读取读数。指示符的当前读数也可与指示符的先前读数比较，以确定其变化。指示符和/或变化可以与一个限制值或范围比较，例如用于一个或多个先前测量值中的变化的绝对限制值和/或范围。
该装置通过网络无线地接收和发送信息。该信息可包括状态的当前指示符，状态和/或传感器的值或状况，和/或指示符与限制值或范围的比较，产生指示符的时间或间隔序列号，认为一个指示符已经超过了限制值或在范围之外的时间或间隔序列，等类似信息。这些信息作为分组来发送，例如根据TCP/IP传输协议。该信息被传递给目的地装置，例如执行装置，和/或控制器，其执行过程控制，如执行响应行为和/或传递合适的控制信号。该装置可以在传输间隔时间段期间传递信息。该装置可以在传输、通信或间隔期间传递信息。信息的传递是响应于识别感测状态中的变化的比较，如带宽限制之外的变化，或超过限制值的指示符读数。类似的，在指示符中未识别出变化的传输间隔期间，暂停信息传输。在传输和/或查询时间段期间，该装置可进入睡眠模式，或进入备用模式。传输和查询时间段内，根据测量值和/或与限制值的比较，限制值和范围都是可以变化，改变，调节，调整，延长和/或压缩的。
图1举例说明了配置为和/或使用动态值报告的无线自动化系统100的举例的框图。所阐释的无线自动化系统100使过程控制自动化，用于一个或多个大楼和/或设施的加热、通风和空调(HVAC)。在一个实施例中，建筑自动化系统可以是伊利诺斯州布法罗格鲁夫的西门子建筑技术有限公司提供的一个APOGEETM系统。使用动态值报告的该无线自动化系统100可以是多种其他自动化系统中的任意一种，包括空气质量系统，工业控制系统，保安和损失防范系统，危害检测和/或防范系统，照明系统，其组合和集成，等等。
自动化系统100为一个或多个大楼提供过程控制功能，或者设施操作。自动化系统100包括一个或多个安放或分布在整个大楼里的装置。这些装置产生和/或接收与特定事件、状态、状况、应答、控制及其组合等相关的信息。这些装置还可响应于控制命令和/或执行所接收的信号中的指令。这些装置还可在系统的元件之间将信息从信号源传递或传送到目的地。
图1所示的自动化系统100为具有高速或高带宽通信水平的多层结构装置，包括传感器和/或执行装置数据的总集，视频或其他高带宽数据或长距离通信以及装置间的点对点通信的水平。这些装置可以是区域面板，控制器，传感器，执行装置和自动化系统的任何其他元件。为了适合于装置的特别操作或功能，控制过程被分配给区域面板，控制器，传感器和执行装置。
系统100的各个装置根据分配的绑定关系来传递信息、数据和命令。也就是说，这些装置可以作为与绑定关系相一致的操作对或组来委以使用。即使这些装置可以作为操作对或组来委用，但是装置间的通信可以经由网络的一个或多个其他装置来传送或跳转。也就是说，装置间的信息通信包括发送，传送和/或使用这些装置所限定的网络上的低功率无线RF通信的信息跳转。在网络中，存在从信号源到目的地的多条路径。
一感测装置监控事件的一种状态和/或状况。该感测装置可报告适当的传感器信息，例如状态的指示符的当前值，读取的时间，先前的测量值，该传感器的状况和/或测量值与期望限制值、范围或先前测量值的比较。执行装置可处理传感器信息以确定合适的执行装置的动作。控制器监控该传感器与执行装置的过程或动作，并凌驾于传感器和/或执行装置之上来变动基于区域性或更大范围控制过程的处理。
自动化系统100包括一个监管控制系统或工作站102，一个或多个区域面板106a、106b，以及一个或多个控制器108a-108e。举例来说，每个控制器108a-108e对应于一个相关的局部标准建筑控制子系统，如空间温度控制，空气质量控制，照明控制，危险检测，保安及其相关组合等。控制器108a-108e利用双向无线通信协议与一个或多个传感器109a进行通信。该控制器108a-108e还可利用双向无线通信协议与一个或多个执行装置109b进行通信。举例来说，传感器109a和执行装置109b被委用，从而与控制器108a进行数据和/或指令的通信。传感器109a还可利用双向无线通信直接与执行装置109b通信。
控制器108a提供传感器109a和执行装置109b中的每一个、某一个或两者的控制功能。控制器108a基于感测到的状态和期望的状态设定点控制一个子系统。控制器108a响应于传感器109a所报告的事件，控制一个或多个执行装置的操作。控制器108a可驱使一个或多个执行装置到达期望的设定点。
利用设定点和一种代码来对控制器108a编程，所述代码阐明了控制器所执行的指令，用于控制执行装置，从而驱使感测到的状态与设定点一致。例如，执行装置109b可操作地连接到空调风门，传感器109a可以是一房间温度传感器，其报告该传感器正监控的与温度有关的信息。该传感器可报告当前温度或与先前测量值相比较的相对温度变化。如果该传感器109a所感测到的温度超出了阈值，则执行装置相应地作出反应，打开风门，允许空调向房间内吹风。该传感器109a可以将感测到的状态传递给执行装置109b和/或控制器108a，其随后给驱动装置109a提供合适的控制信号。
传感器，执行装置以及设定点信息可以是在控制器108a-108e、区域面板106a-106b、工作站102和影响建筑自动化系统100的控制的任何其他元件或单元之间共享或共有的。为了便于信息共享，诸如连接到控制器108a和108b的那些子系统组被编组进无线区域(或楼层)层网络(WFLN)，并且通常连接到至少一个区域面板106a。控制器108c、108b和108e连同区域面板106b也可以一起经由低层WFLN数据网络110b进行通信。
WFLN数据网络110a 110b是低层数据网络，其可使用任何合适的专有或开放协议。形成WFLN的各个装置经由双向无线链路进行通信。接口，路由器和桥被提供，用来实现WFLN110a和100b。尽管显示为普通的总线或互连结构，但WFLN可包括元件间多个或不同的通信链路，通信链路具有任意形式的冗余或没有冗余。
各种WFLN结构中的任意一种均可以被使用。例如，WFLN的各个装置可利用无线MESH技术来形成MESH网络。例如，配置为MESH网络的WFLN包括经由无线通信链路进行通信的多个节点。该MESH网络建立节点网格，这为节点间的信息流创造了冗余路径。在该MESH网络中，信息可以通过直接点对点通信或间接通信来到达目的地，其中信息一个节点到一个节点地在从信号源到目的地的不同路径之间传送或跳转。该WFLN可以是自形成和/或自愈合的。该WFLN还允许命令和控制信息的双向传送。另外，还能提供不同或较少的网络。例如，WFLN可以是有线的，而其他网络可以是无线的，无线网络中的一个或两者包括有线的元件，或者网络可分布在一个、三个或更多的层级之间。
WFLN的110a和110b遵照可区别的或相同的无线通信协议来操作。例如，WFLN110a依照802.15.4通信协议进行操作，但是也可以使用IEEE 802.11X(如802.11a，802.11b，802.11c......802.11g)，Wi-Fi，Wi-Max，蓝牙，ZigBee，以太网，专有的或标准的，现在已知的或将来发展的无线通信协议。WFLN110b可利用与WFLN110a所采用的协议相同或不同的协议来操作。也可以使用任何已知或将来发展的网络和传输算法。在适当的装置上提供通信，传输和传送算法。可使用任意分组大小或数据格式。
区域面板106a和106b协调数据、信息和信号在控制器108a-108e和工作站102以及网络104之间通信。此外，一个或多个区域面板106a和106b可控制诸如HVAC执行装置107a和107b这样的装置。区域面板106a和106b接收来自用户的有关建筑自动化系统100所规定的目标的修改，改变，变化等。这些目标是各种参数，控制和/或设定点，端口修改，终端定义，用户，数据/时间数据，警报和/或警报定义，模式，和/或区域面板自身的编程，另一个区域面板，和/或与区域面板通信的任意控制器。
区域面板106a和106b可经由无线建筑层网络(WBLN)112将上行数据流传递给工作站102。工作站102包括一个或多个监管计算机、中央控制面板或其组合。工作站102提供对建筑自动化系统100的整个控制以及监控，且包括一个用户界面。工作站102进一步作为建筑控制系统数据服务器来进行操作，其与一个或多个建筑自动化系统100的元件交换数据。工作站102也可允许其他应用程序进入建筑控制系统数据。这些应用程序在工作站102或其他监管计算机上执行，其经由管理层网络(MLN)113可通信地连接。
工作站提供用户接入到建筑自动化系统100的各元件中，例如区域面板106a和106b。工作站102接受对系统的修改，改变和变化。例如，用户可经由用户界面使用工作站102从而对子系统的设定点重新编程。用户界面可以是一种输入装置或输入装置的组合，如键盘，声控响应系统，鼠标或类似装置。工作站102可影响或改变区域面板106a和106b的操作，使用来自工作站102的数据和/或指令，和/或提供所连接的装置的控制，如装置107a和107b和/或控制器108a和108b。因此区域面板106a和106b接受来自用户的修改，改变，变化等类似指令。
工作站102可处理从区域面板106a和106b收集的数据，并包括保存事件和状态的日志。信息和/或数据连同轮询，查询或其他信息一起被收集。工作站102维护与每个区域面板106a和106b、控制器108a-108e、传感器109a、执行装置109b、控制器108d以及装置107a和107b相关的数据库。该数据库储存或记录可操作数据和配置数据。
工作站102可通信地连接到网络服务器。例如，工作站102可经由MLN113通过诸如以太网、LAN、WLAN或因特网这样的网络104与网络服务器相连以进行通信。工作站102使用MLN113来与MLN113上的其他单元间传递建筑控制系统数据。MLN113通过网络104连接到其他监管计算机、服务器或网关上。例如，MLN113可连接到网络服务器来与外部装置以及其他网络管理者通信。MLN113可配置为按照已知的通信协议如TCP/IP、BACnet和/或适于共享大量数据的其他通信协议来进行通信。
图2举例说明了使用动态值报告的无线自动化系统的自动化装置207的框图。该自动化装置207提供服务功能。该自动化装置207可以是一种特定功能的装置，或配置为提供一种或更多的多种功能。在一个实施例中，自动化装置207监控一个状态或参数，并无线地报告状态或参数中的动态变化。自动化装置207可以是一个传感器，其监控状态和/或事件，例如建筑环境。自动化装置207可以安装、安放和/或设置在大楼、设施、农场、工厂、装配车间、大厦、建筑物、煤矿，或其组合或部分，或具有要监控的状态的其他环境的内部、表面或周围。
自动化装置207通过一个网络来进行通信，该网络可包括配置为通过通信网络传递信息的其他自动化装置，数据处理器，桌上型电脑，移动电脑，笔记本电脑，平板电脑，控制器，个人电脑，工作站，主机电脑，服务器，个人数字助理(PDA)，诸如蜂窝电话的个人通信装置，以及类似装置。该网络可以是任何已知或专用的计算机网络，例如局域网(LAN)，无线LAN(WLAN)，个人区域网络(PAN)，无线PAN(WPAN)和虚拟个人网络(VPN)及其组合等。自动化装置207可以根据任何已知或专用的通信协议来通信，例如TCP/IP，BACnet，和/或其他适于共享大量数据的通信协议。举例来说，自动化装置207是一个温度传感器，其监控并报告与房间中或其中一部分的温度相关的信息。传感器207在建筑自动化系统的各装置之间报告与温度有关的信息。
装置207包括处理器214，收发机216以及传感器209。此外，还提供不同或更少的元件，如提供多个不同或相同类型的传感器。举例来说，该装置还可具有内存226，储存装置228，数据输入装置230和数据输出232。程序234驻存在内存226中，且包括一个或多个可执行代码或编码指令序列。程序234可以实现为计算机软件，具有目标和/或源代码的固件，硬件，或软件与硬件的组合。程序234可储存在计算机可读媒介上，(如储存装置228)安装、驻存在处理器214上，由处理器214配置、调用和/或使用。程序234由储存装置228装载到内存226中。此外或者可选地，代码可以由控制器处理器214从储存装置228中执行。程序234可利用任何已知或专有的软件平台或构架来实现，包括basic、visual basic、C、C+、C++、J2EETM、Oracle 9I、XML、基于设计的PAI，以及类似的软件系统。
处理器214执行装置207的控制过程。该控制过程可以基于从传感器209读取和/或由它提供的一个信号而得以执行，例如参数的测量值，事件的感测状态和/或状况的指示符。处理器214可以是一个或多个具有通用处理器、数字信号处理器(DSP)、控制处理器单元(CPU)、特定用途集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、模拟电路、数字电路及其组合的装置，或其他现在已知的或今后发展的用于执行控制过程的装置。处理器214具有处理能力或性能和相关的内存，对应于一个或多个多种不同类型的传感器209以及收发机216的需求。处理器214执行特定于传感器209的控制过程算法。其他控制过程可以被储存，但是由于特定的配置而不能被使用。
处理器214执行程序234的一个或多个指令序列以处理数据。数据和/或指令可以被预编程到装置207，或使用数据输入装置230提供给装置207。还可以经由收发机216接收数据和/或指令。处理器214连接数据输入装置230和/或收发机216，从而接收数据和指令。处理器214也可连接用于数据的储存和检索的储存装置228。处理器214处理的数据，可通过与收发机216进行通信储存在储存装置228中，或可从其中检索出，和/或通过数据输出装置232输出。数据输出装置232可以是显示器、监视器、打印机、通信端口、照明阵列及其组合等。例如，处理器可控制输出装置232的照明阵列来指示一种操作状态，或读取数据状态、发送状态等类似状态。照明阵列可以排布在装置外壳的内部，和/或看的见的外部。
收发机216是接收机、发射机、接收机/发射机的组合、无线通信端口、无线通信装置、无线调制器以及能够无线地接收、通信、发送和/或广播信息的类似装置。在一个实施例中，收发机216可接收和发送来自其他元件或装置的控制信息。该信息可以是控制信息，从而改变所执行的控制过程。
收发机216利用单向和/或双向无线通信中的一种或组合来无线地传递信息。可以利用射频(RF)、红外(IR)、超声波通信、蜂窝无线电话通信、无线电话、个人通信系统(PCS)以及类似无线通信技术来传递信息。收发机216将信息作为按照一种或多种通信协议或标准的信息分组来通信，包括IEEE 802.11(x)、802.16、Wi-Fi、Wi-Max、ZigBee、蓝牙、网络电话(VoIP)。该收发机216同时或可选地按照已知和专有网络协议来传递信息和或信息分组，如TCP/IP、以太网以及个人区域网(PAN)、无线PAN(WPAN)、虚拟个人网络(VPN)、无线局域网(WLAN)等类似网络上的类似协议。该收发机还可包括一个询问器，其无线地发送信号，从而询问建筑自动化系统的各个元件。收发机还可接收从一个或多个其他元件无线地发送过来的询问信号。
传感器209可包括一个感测状态、参数和/或事件的装置或装置的集合，例如感测建筑中的环境状况。传感器209产生与所感测或监控的状态相关的信息或数据。可以将信息作为处理器214可读取的一个或多个信号来提供给输出。可以响应于一种物理激励如光、声音、压力、热度、磁、运动和/或加速度来产生信息。物理激励可以被检测，作为感测或监控状态或参数的结果。该结果可以作为感测状态、参数或事件的指示符来提供。在一个实施例中，传感器209被配置为温度传感器、湿度传感器、火焰传感器、压力传感器、烟雾传感器、占用传感器、空气质量传感器、瓦斯传感器、氧气、二氧化碳或一氧化碳传感器、加速计、速度传感器及其组合，或其他已知或将来发展的传感器。传感器209可以是用于感测任意状态或参数的微电机传感器(MEMS)或较大的传感器。
传感器209响应于处理器214和/或处理器214所执行的逻辑。传感器209所产生的一个信号可为感测状态的一个指示符。信号可以当作一个或多个电子、电磁、电化学和/或射频信号被提供给处理器或由处理器读取。信号的特征可以是脉冲信号、连续信号或离散时间信号。该信号可以是平行或串列提供的模拟或数字信号。该信号携带信息，或代表一个值，该值对应于当前状态、过去状态、状态中的当前变化、状态中的过去变化、当前状态与过去状态的比较、当前状态与某一标准、测量值或限制值的比较、当前状态中的变化与限制值的比较、当前状态与极限值的比较、传感器的状态其组合，以及通过感测一种状态或参数所提供的类似信息。
图3举例说明了传感器209所产生的信号V(t)的流程图300，所述信号代表感测状态相对于时间(t)的指示。虽然该信号显示为连续的曲线，但信号V(t)可以是离散的，或者是在时间离散间隔期间内被提供的。
在一个实施例中，处理器214在循环发生的查询时间段336期间查询传感器209。在查询时间段336期间，处理器214、传感器209和/或收发机216中的任何一个或每一个都是可操作的。每个时间段336以可变频率或在间隔338处循环发生。间隔338可以被认为是在时间段336的起点处开始并在下一个连续时间段336的起点处结束的时间。查询时间段336相对于间隔338或查询时间段的发生频率来说可以是很短的时间。例如，时间段336可以为用于几毫秒或更大范围内的间隔338延长数微秒，可以在每秒或每几秒的一毫秒或几毫秒时发生，每10秒或更多秒中的1秒或更多秒，或者甚至在每数分钟的几分钟范围内。时间段336还可将间隔338的大部分或实质部分延长。时间段336的长度与间隔338的循环之间的关系或与可变间隔338之间的关系取决于一个或多个因素，例如正在监控或感测的状态，过去和当前的测量值，系统或装置的控制算法，收发机的传输频率和强度，传感器的反应，带宽，与该装置207进行通信的元件的反应，所感测和/或通信的数据量，装置207的可用功率，以及可以对时间段336的时间量和循环发生造成影响的任何其他因素。
代表感测状态的信号V(t)可能会被产生。该信号V(t)可以是一个连续或离散的信号，代表当前时间段336期间的感测状态的当前值，或者状态的状况。在查询时间段336期间，处理器214从传感器209读取信号V(t)，并确定当前感测状态的值或最近指示符Vi。例如，处理器214可以查询或抽样来自传感器209的信号，以读取感测状态的最近指示符。指示符Vi可以是信号V(t)在时间段336期间的某些点上的值，如在时间段336的开始处，时间段336的中间，或时间段336的结束端。值Vi也可以是时间段336上的信号V(t)的平均值，中值，中间值或均方值(rms)。指示符可以被存储在内存226中。内存也可以储存先前的读数Vi-j.或先前时间段336期间读取的指示符。相关的时间数据或间隔序列可以与指示符Vi一起储存，以识别时间或间隔中读取该指示符的一个点。
在时间段336之间，处理器214可进入备用或睡眠模式，在其中处理器以较低功率或非常低的功率消耗运作。在周期性间隔之间，传感器209也可以进入备用或睡眠模式。如果在查询时间段336之前，处理器214处于睡眠模式，则处理器214会醒来，以读取或抽样信号V(t)，从而识别感测状态的最近指示符Vi。
处理器214根据控制算法来处理值Vi，以识别感测状态是否已改变。例如，最近指示符Vi可以与先前时间段Vi-j期间读取的一个或多个指示符比较。因此，可以通过比较不同时间段336期间读取的指示符Vi和Vi-j来识别感测状态中的变化。该变化或差值可以与一个限制值相比较。例如，最近时间段的指示符Vi与先前时间段期间读取的指示符Vi-j之间的绝对差值Di被确定(如|Vi-Vi-j|)。当前差值Di与差值限制值D1进行比较。当前差值还可与多个差值限制值D1(如3x D1)相比，以识别是否出现了一种极端状态，例如剧烈升温导致火灾。在当前差值Di大于差值限制值D1(如Di＞D1)的地方，当前值Vi和先前间隔中的值Vi-j之间的差值可以被认为是在控制范围或带宽限制之外。
类似地，最近指示符Vi与先前时间段的指示符Vi-j之间的负差值(如Vi＜Vi-j)可以与下限LL进行比较，而最近指示符Vi与先前指示符Vi-j之间的正差值(如Vi＞Vi-j)可以与上限UL进行比较。下限LL的绝对值可以与上限UL的绝对值相同或不同。该差值可以与LL和UL进行比较，而绝对差值与绝对差值限制值D1进行比较，以识别感测状态中的变化。在确定有变化的地方，设置一个标记，和/或将标记储存在内存中，从而识别出在感测状态中已检测到的变化。最近指示符Vi同时或可选地可以与限制值Vmax和/或Vmin进行比较。可设立一个标识，当确认到最近指示符大于Vmax或小于Vmin时。与设置标识的时间相关的时间或间隔识别符也该被确认，且将其存储在内存中。
在一个实施例中，先前间隔是最初的间隔，其中当前指示符Vi与最初时间段中读取的指示符Vi-l进行比较，以确定绝对差值|Vi-Vi-j|，和/或差值Vi-Vi-l。在另一个实施例中，当前值Vi与先前值的连续平均值或中值Vavg进行比较，以确定当前值和连续平均值之间的绝对差值。
处理器214控制收发机216在传输间隔时间段期间选择性地传递信息。图4举例说明了为装置报告动态值配置的传输间隔。例如，处理器214可控制或触发收发机214在传输时间段436期间传递信息。收发机可以在传输间隔期间传递信息，例如检测是否有标记，来响应触发事件。该标记可以设置用来响应于检测或识别出感测状态中的变化超出了限制值、在某个范围之外、或指示符的读数大于上限或低于下限，或响应于外部激励，例如传感器所接收的控制信号。此外或可选地，触发事件可以是某个间隔的起点、确定当前差值Di超出差值限制值D1、当前差值Di超出多个差值限制值D1、当前值Vi超出例如Vmax和/或Vmin的限制值，以及其组合等。类似地，处理器214可控制收发机216暂停信息传输，尽管还未决定识别出传输的标记设置。收发机还可响应于成功发送信息的连续传输时间段的数目来发送信息。该事件还可以是对应于感测来自传感器209的状态的一个值的缺失。
收发机将信息作为在网络上传送的信息分组来传递。信息可包括传送或携带用于通信的信息，例如目的地地址，分组大小，源地址等类似信息。该信息还可包括一个或多个触发事件，最近指示符Vi，一个或多个先前指示符当前值Vi-l、Vi-j，当前差值Di，差值限制值D1，和/或限制值Vmax和/或Vmin，计时数据，和/或正在发送的指示符数量，和/或分组数。收发机216可以在每个传输时间段436期间传递信息。可选地，可以控制收发机216，以响应于例如设置标记这样的触发事件来传递信息。例如，仅在确定感测状态中有变化的传输时间段436期间传递信息。类似地，仅在已读取预定数量的指示符Vi之后，或在已读取与先前指示符VI上的变化有关的预定数量的指示符之后，才发送信息。例如，收发机216仅在当前差值Di超过差值限制值D1的传输时间段期间发送信息，而在当前差值Di不超过差值限制值D1的传输时间段期间不发送信息。该收发机216还可以在从另一个装置接收外部控制信号的间隔或后续间隔中发送信息。
该信息可包括多个指示符，例如最近指示符Vi和在一个或多个先前查询时间段336期间读取的一个或多个指示符Vi-j。计数器可以对连续成功查询时间段336的数目计数，在这些时间段中，未设置标记或触发事件，因而不能作出信息的传输。如果计数器超过了最大值，则收发机就传递信息，例如当前或连续传输时间段期间的当前时间。计数器同时或可选地可以对未检测到变化的查询时间段数目计数，例如何时设置标记。当计数器达到最大值或限制值时，可以控制收发机，以暂停传输时间段期间的信息传输，直到计数器达到发送限制值。例如，发送限制值可以设置为5。在确定感测状态中有变化的每个查询时间段336期间，储存指示符Vi并递增计数。在传输时间段436期间，暂停信息传输，直到计数器递增到发送限制值(如5)。当计数器达到发送限制值时，传输所储存的5个指示符Vi中的每一个信息。该信息可包括与指示符Vi有关的计时信息或数据，以及计数器信息。类似地，不管计数器的状态如何，都可以响应于其他激励或决定而发送信息。
最近指示符Vi，先前指示符Vi-j，差值Di，过去差值，差值限制值D1，和/或限制值Vmax和/或Vmin可以储存在储存器228、内存226和/或处理器的缓存中。指示符Vi和限制值可以与识别某一间隔中的相应时间或时间段的相关计时数据或信息一起储存，在该时间或时间段期间，来确定值或差值。处理器214可以处理连续差值Di和指示符Vi，以确定控制限制和分配。例如，可以分析有关多个查询时间段336的指示符Vi。通过数据性地分析一系列或连续的指示符Vi和差值Di，可以作出感测状态的控制质量的估计。例如，一个零差值或小差值序列将与在时间上几乎没有或完全没有变化的感测状态相关联。相应地，一系列大差值将与在时间上具有较大变化的感测状态相关联。
差值限制值D1可以根据确定差值间的变化而变化。例如，当差值Di到Di-j之间的变化最小或低于预定门限时，差值限制值D1可以减小。通过减小差值限制值D1，值可变化的范围就被缩小了。利用减小的差值限制值D1，装置207可以检测更小的变化，以提供对感测状态的更稳健的控制。当差值Di到Di-j之间的变化大于或高于预定门限时，差值限制值就被增加。
此外或可选地，可变间隔338可以响应于确定差值间的变化而变化。例如，当差值Di到Di-j之间的变化最小或低于预定门限时，差值限制间隔就被延长。也就是说，连续差值之间的微小变化指示了可以通过延长间隔338来减小监控感测状态的频率。利用延长的间隔338，装置207可以具有减小的通信量，并因而装置207消耗的功率和使用的带宽都会减小。当差值Di到Di-j之间的变化大于或高于预定门限时，间隔338就被缩短。在缩短的间隔期间，传感器会对感测状态中更大的变化作出响应。
差值限制值D1和间隔338也可按照系统控制算法的状态来调整。例如，在加热、通风和空调系统中，可以控制温度传感器忽略斜向上状态期间较大的温度起伏。也就是说，有不少时候系统将一个房间从低温加热到较高或较温暖的温度。类似地，该房间可以被冷却。在这些时候，在间隔336之间会有较大的温度变化。该装置可被控制将一个值与较大的差值限制值Di进行比较，从而只在预定间隔的数目之后报告温度，或在检测到低于门限的差值Di之后报告，或者在适合该装置报告某个状态的其他情况之后报告。
差值限制值D1和间隔338也可根据数据性过程控制算法来调整控制。例如，可以根据数据性过程控制来控制差值限制值D1和间隔338。指示符Vi和差值Di将在时间和形式上发生变化。可以将指示符Vi和差值Di绘制为分布图。该分布图可提供差量或分布的测量值。例如，可以分别确定值Vi和差值Di的范围(最高到最低)，中值或平均值，模式，以及标准偏差(sigma)。标准偏差可用于设置上限UL和下限LL。可以确定多个指示符Vi的Z线(Z-score)变量并用于识别间隔公差。数据性分析可以与用于报告状态(如时间，占有率，警报，失败状态，启动)的其他数据或信息进行比较。差值限制值Di和间隔可以根据值Vi的差量分析以及差值Di而变化。例如，可以将差值限制值DL设置为与来自平均值各个方向上的差值Di的平均值的三个标准偏差相关的值，以提供该状态控制的经济测量值，同时最小化对错误信号作出反应的风险。同样，其他可变数据或属性数据也可被使用。这些值可以被绘制到图表上，并列在表格中，以提供状态控制的虚拟表现。利用数据性过程控制，可以确定Cpk值，并与控制自动化过程的要求进行比较。一种反应计划得以发展从而对发生失去控制或规定以外的状态时的行为或反应进行引导。过滤器，例如有限脉冲响应(FIR)和无限脉冲响应(HR)过滤器可被用来过滤信息。过程的响应频率可被确定，例如利用其快速傅立叶变化来感测到的值或读取的指示符。过滤后的数据可用于与最近指示符Vi的比较，以识别变化以及是否设置用于发送信息的标记。
图5举例说明了与装置507通信的建筑自动化系统的典型控制器508。装置507配置为用于动态值报告，如上文参照图1-4所述。控制器508包括一个或多个处理器520以及至少一个收发机518。控制器也可包括一个第二收发机522，其中收发机518通过WFLN通信，而第二收发机522与一个或多个装置407通信。收发机518和522在WFLN上向装置507发送信息并从装置507接收信息。收发机518和522还可向区域面板发送信息并从区域面板接收信息。控制器507还可根据绑定关系向特定地址装置507发送数据和信息。信息可包括控制指令，通信设置或从另一个装置507或控制器发送的其他信息。此外，可以提供控制器508的不同或较少的元件，例如提供一个单独的收发机，可用来依照一个或两个不同的通信协议进行发送和接收。
处理器520可以是特定用途集成电路，通用处理器，数字信号处理器，控制处理器，现场可编程门阵列，模拟电路，数字电路及其组合，或其他现在已知或将来发展的用于监控、控制和/或传送的装置。处理器520可以是16、32或64位处理器，能够传送或执行关于来自多个数据源的多个分组或一个分组的总处理。控制器508可以配置为与装置507相连。控制器508接收装置507所传递的信息。控制器508根据系统和装置507的控制算法处理信息。控制器508可配置为将指令传递给装置507。例如，当一个差值序列未改变或相对地变化很小时，控制器508可指示装置507或将装置507重新编程到较小的差值限制值D1。类似地，控制器508可指示该装置增大差值限制值D以忽略差值限制值D1，从而增大和/或减小查询时间段338和/或传输问隔336。
控制器508也可将报告指令传递给装置507。响应于报告指令，装置507可以从睡眠模式醒来，并感测和报告当前指示符差值限制值Vi或其他所请求的信息。控制器508还可以同步查询时间段336和/或传输时间段436。例如，控制器可以将同步或计时信息传递给装置507。通过传递同步或计时信息，装置507和控制器就具有同步的间隔用于报告和接收信息。该控制器508还可配置或编程为响应从装置507接收到的信息而与其他装置通信信息。
该描述和举例说明仅仅是以举例的方式。虽然上文通过参考多个实施例已经描述了本发明，但应当理解的是，可以作出多种变化和修改，而并不脱离本发明的范围。在本发明的范围内，可能有更多的实施例和实现方式，并且对本领域普通技术人员来说是显而易见的。例如，各种实施例具有多种应用，包括集成建筑控制系统，环境控制，安全检测，通信，工业控制，功率分配，以及灾害报告。无线装置可以与其他装置同步。该无线装置可结合集成系统一起使用，例如，环境控制系统可与火灾检测和防范系统集成。
附加的权利要求意图覆盖这些落入本发明的精神、范围和等效物中的变化和修改。本发明并非要去限制，除非考虑附加的权利要求或其等效物所要求的内容。因此，本发明不受限于本说明书中的特定细节、代表性实施例和所说明的例子。

Claims (21)

1.一种无线自动化装置，包括：
收发机，可用于在无线网络上无线地传递信息分组；
传感器，可用于产生被感测状态的指示符；
控制器，配置为在查询间隔查询传感器，从而在查询间隔的当前时间段期间读取指示符，并选择性地操作收发机以传递与指示符的读数有关的信息; 和
内存，控制器在内存中储存当前时间段期间的指示符读数;
其中内存储存至少一个先前的指示符读数，在查询间隔的先前时间段期间得出该先前的指示符读数，其中收发机配置为响应于检测到被感测状态的变化在预定范围之外而发送在传输间隔的周期期间储存在内存中的最近指示符读数，且
其中响应于检测到被感测状态的变化在预定范围以内，在传输间隔的周期期间储存在内存中的最近指示符读数的发送被暂停。
2.如权利要求1的无线自动化装置，其中收发机在预定最大数量的连续时间段之后发送仍然活动的当前数据，在所述连续时间段中，暂停传输间隔时间段期间储存在内存中的最近指示符读数。
3.如权利要求1的无线自动化装置，其中预定范围的上限和下限是可变的。
4.如权利要求3的无线自动化装置，其中所述上限和下限可根据对最近指示符读数以及至少一个先前的指示符读数的分析而变化。
5.如权利要求1的无线自动化装置，其中收发机配置为响应于检测到被感测状态超出频带限制而发送传输间隔时间段期间储存在内存中的最近指示符读数。
6.如权利要求5的无线自动化装置，其中频带上限和频带下限是可变的。
7.如权利要求5的无线自动化装置，其中频带上限和频带下限可根据对最近指示符读数以及至少一个先前的指示符读数的分析而变化。
8.如权利要求1的无线自动化装置，其中收发机配置为响应于通过无线网络接收的外部接收的传输控制信号而发送储存在内存中的最近指示符读数。
9.如权利要求1的无线自动化装置，其中收发机配置为发送在传输间隔上储存在内存中的至少一个先前指示符读数。
10.如权利要求9的无线自动化装置，其中收发机配置为响应于检测到被感测状态的变化而发送储存在内存中的至少一个先前指示符读数。
11.如权利要求1的无线自动化装置，其中传输间隔是可变的。
12.如权利要求11的无线自动化装置，其中查询间隔是可变的。
13.如权利要求12的无线自动化装置，其中传输间隔和查询间隔可根据对最近指示符读数以及至少一个先前的指示符读数的统计分析而变化。
14.如权利要求1的无线自动化装置，其中内存储存与最近指示符读数以及至少一个先前的指示符读数相关的计时数据。
15.如权利要求1的无线自动化装置，其中收发机配置为发送计时数据。
16.如权利要求1的无线自动化装置，包括与储存在内存中和仍未发送的先前读数数目相关的计数器。
17.如权利要求16的无线自动化装置，其中响应于计数器达到最大计数值而发送最近指示符读数以及至少一个先前的指示符读数。
18.如权利要求1的无线自动化装置，其中传感器配置为感测环境状态。
19.如权利要求18的无线自动化装置，其中所述无线网络包括配置为分布式建筑自动化系统的自动化装置。
20.如权利要求1的无线自动化装置，其中控制器配置为在传输间隔时间段期间查询传感器，从而在传输间隔的当前时间段期间读取指示符。
21.如权利要求20的无线自动化装置，其中控制器配置为操作收发机传递与传输间隔的当前时间段期间的指示符读数有关的信息。
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