CN105556560A - 用于针对环境系统的恢复时间的确定性计算的系统和方法 - Google Patents

用于针对环境系统的恢复时间的确定性计算的系统和方法 Download PDF

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Abstract

基于使用基于位置的服务的移动通信设备（506）的移动来最优地调整预定位置（612）的环境（808）的方法和系统。

Description

用于针对环境系统的恢复时间的确定性计算的系统和方法
1.技术领域
本申请涉及建筑物系统的领域，并且更特别地涉及用于响应于移动通信设备的移动而修改建筑物自动化系统中所使用的参数的接口。
2.相关申请
本申请是2014年1月11日提交的、题为“USEOFAGEO-FENCINGPERIMETERFORENERGYEFFICIENTBUILDINGCONTROL”的美国专利申请序列号14/153,015的部分继续，所述美国专利申请是2013年9月27日提交的、题为“GAMINGAPPROACHFORENGERGYEFFICIENTBUILDINGCONTROL”的美国专利申请序列号14/040,214以及2014年1月3日提交的、题为“USEOFAGEO-FENCINGPERIMETERFORENERGYEFFICIENTBUILDINGCONTROL”的临时美国专利申请序列号61/923,511的部分继续，所有这些通过引用并入本文中。
3.背景技术
建筑物自动化系统包括有助于建筑物操作的各种方面的监视和控制的多种多样的系统。建筑物自动化系统（其在本文中还可以被称为“建筑物控制系统”）包括安全系统、消防安全系统、照明系统、以及供暖、通风和空气调节（“HVAC”）系统。照明系统和HVAC系统有时被称为“环境控制系统”，因为这些系统控制建筑物内的环境条件。单个设施可以包括多个建筑物自动化系统（例如安全系统、消防系统和环境控制系统）。多个建筑物自动化系统可以彼此分离地布置或者被布置为具有受公共的控制站或服务器所控制的多个子系统的单个系统。公共的控制站或服务器可以被包含在建筑物内或远离建筑物，这取决于实现方式。
建筑物自动化系统的元件可以遍及设施或校园而广泛地散布。例如，HVAC系统包括温度传感器以及通风风门控制装置，以及位于设施或校园的实际上每一个区域中的其它元件。类似地，安全系统可以具有遍及整个建筑物或校园而散布的侵入检测、运动传感器、以及警报致动器。同样，消防安全系统包括遍及设施或校园而散布的烟雾警报和拉式站（pullstation）。建筑物自动化系统的不同区域或房间可以具有不同的环境设置，这基于那些区域或房间中人们的使用和个人喜好，诸如办公室和会议室。
建筑物自动化系统典型地具有一个或多个集中式控制站，在所述集中式控制站中可以监视来自系统的数据，并且其中可以控制和/或监视系统操作的各种方面。控制站典型地包括具有处理设备、数据存储设备和用户接口的计算机或服务器。为了允许监视和控制散布的控制系统元件，建筑物自动化系统通常采用多层级的通信网络来在诸如传感器和致动器之类的操作元件与集中式控制站之间传送操作和/或警报信息。
建筑物自动化系统控制站的一个示例是Apogee?Insight?工作站，所述工作站从布法罗格罗夫IL的SiemensIndustry公司、建筑物技术分部（“西门子”）可得到，其可以与同样从西门子可得到的Apogee?建筑物自动化系统一起使用。在该系统中，经由以太网或另一类型的网络所连接的若干控制站可以遍及一个或多个建筑物位置而分布，每个都具有监视和控制系统操作的能力。
典型的建筑物自动化系统（包括利用Apogee?Insight?工作站的那些）具有与中央控制站通信的多个现场面板。虽然中央控制站通常用于对建筑物自动化系统的各种组件中的一个或多个做出修改和/或改变，但是现场面板也可以操作成允许对系统的一个或多个参数的某些修改和/或改变。这典型地包括对诸如温度和照明、和/或类似参数之类的参数的改变。
中央控制站和现场面板与各种现场设备（所述现场设备以其它方式作为“点”已知）通信。现场设备典型地与建筑物自动化系统的现场面板通信并且操作成测量、监视和/或控制各种建筑物自动化系统参数。示例性的现场设备包括灯、自动调温器（thermostat）、风门致动器、警报、HVAC设备、洒水系统、扬声器、门锁、以及如本领域技术人员将认识到的许多其它现场设备。这些现场设备从中央控制站和/或现场面板接收控制信号。因此，建筑物自动化系统能够通过控制现场设备来控制建筑物操作的各种方面。大型的商业和工业设施具有用于环境控制目的的许多现场设备。这些现场设备在本文中可以称为“环境控制设备”。
环境控制设备的环境设置传统地通过使用位于受控的环境内的自动调温器和开关来被设定。为了节约能量，环境控制设备的用户在离开房间或建筑物时可以降低温度（“调低热度”）或进行其它的节省来减少HVAC系统的运行周期。当用户返回到房间或建筑物时，他们于是将会“调高热度”或对环境控制装置做出其它改变，从而使房间或建筑物变得舒适。在这样的方法的情况下的问题是：当建筑物或房间调整至新的设置时，用户通常在场。
这样的方法也已经利用电子自动调温器而被自动化，所述电子自动调温器在白天期间用户离开的预定时间“调低热度”并且在预期用户在场时在预定时间“调高热度”。该方法是相对于先前的方法的改进，但是它不灵活，并且当用户的例程改变时，自动化的设置通常必须由用户手动地超驰控制（override）。
第三方法已经使得用户能够远程地经由因特网或其它网络连接来远程操作他们的环境控制设备。这允许用户使用智能设备、诸如平板或蜂窝式电话来改变环境控制设备的设置。这样的方法的情况下的缺点是用户不能确定什么是将会节省最多能量和钱并且同时使得房间或建筑物舒适的、对环境系统做出改变的最优时间。
虽然现存的建筑物自动化系统可以允许用户远程地修改他们的环境，但是这些方法并不确定最优的时间来对环境系统做出改变以达成增加的能量节约，而同时实现在进入房间或建筑物时的舒适。在本领域中所需的内容是将解决以上所标识的这些难题和问题的方法。
发明内容
根据本公开内容的一个实施例，提供了一种方法用于响应于预定区中发生的激励以及与建筑物自动化系统相关联的参数来修改建筑物自动化方面的设置。
建筑物自动化系统检测预定的地理区域中用户的存在并且通过使用与供暖、通风和空气调节（HVAC）系统相关联的参数、诸如将房间加热或冷却至期望的温度所需的时间，激活环境控制系统使得到用户进入房间的时候达到用户期望的温度设置。在检测到用户进入地理区域时，建筑物自动化系统基于在预定的地理区域中用户的行进中的点以及有时在预定的地理区域中用户的行进速度来确定何时激活环境控制系统。
通过参考随后的详细描述和附图，以上描述的特征和优点以及其它的对于本领域普通技术人员而言将变得更加容易地显而易见。虽然将会合期望的是提供一种用于建筑物网络的接口系统，其提供这些或其它有利特征中的一个或多个，但是本文中公开的教导扩展到落入随附权利要求的范围内的那些实施例，而不管它们是否实现以上提及的优点中的一个或多个。
附图说明
图1示出了用于具有环境控制访问面板的建筑物自动化系统方法的示例性拓扑图；
图2示出了图1的建筑物网络的建筑物自动化系统的示例性框图；
图3示出了用于图2的建筑物自动化系统的现场面板的示例性内部框图；
图4示出了用于图2的建筑物自动化系统的具有评分反馈模块的建筑物自动化系统服务器的示例性框图；
图5示出了用于连接许多远程设备与图2的建筑物自动化系统的基于云的方法的示例性拓扑图；
图6示出了由图2的建筑物自动化系统所控制的房间周围的预定地理围栏（geo-fencing）区域的示例性图解；
图7图示了用于响应于越过了图6的预定地理围栏区域而调整针对房间的建筑物自动化系统参数的方法的流程图；以及
图8图示了用于响应于越过了单个地理围栏区域而调整针对房间的建筑物自动化系统参数的方法的流程图。
具体实施方式
呈现了一种示例性方法，用于在检测到人员处于预定的地理区域中或进入/离开预定的地理区域时修改环境设置。在示例中，响应于从与建筑物内的空间的占据者相关联的移动设备所接收的通知而修改建筑物自动化系统（BAS）的环境设置。当占据者被授权占据特定空间时，例如学生占据大学宿舍或顾客登记住进旅馆中，占据者将基于位置的app（诸如图1中所示的地理围栏周界管理器模块或应用302）下载到他或她的移动设备中。一旦被激活，基于位置的app就可以通过使用各种基于位置的服务（LBS）（其包括基于全球定位系统（GPS）的LBS、全球移动通信系统（GSM）定位服务以及诸如蓝牙信标之类的短程位置服务）来周期性地确定占据者的无线通信设备的位置。在其它实现方式中，可以使用其它的位置确定方法，诸如由RFID读取器读取的RFID标签，其当人员在校园、综合性建筑、或建筑物中四处行进时确定人员的位置，或甚至小键盘，所述小键盘确定人员何时进入停车场或建筑物（假设建筑物足够大以使得系统能够确定用于HVAC系统的所期望的设定点的恢复时间）。
其后，占据者的移动通信设备的目前位置（如由其LBS所确定的）将与占据者的所指派空间的预定地理周界相比较，以确定在占据者的移动通信设备的目前位置与预定的地理周界之间的距离（如果有任何距离的话）。如果距离指示了占据者状态中的改变，即占据者要么已退出了空间要么相反地重新进入空间，则生成通知，所述通知唤醒移动通信设备，所述移动通信设备进而向应用服务器发送命令。
应用服务器可以是在基于云的基础设施中操作的任何类型的服务器，由此许多和各种的远程设备可以通过若干类型的应用程序接口（API）来访问云中的服务。在该示例性方法中，应用服务器经由移动通信网络和/或802.11类型的网络来从移动通信设备接收命令，并且然后可以向BAS发送通知，所述BAS对BAS的各种组件中的一个或多个进行修改和/或改变。
参考图1，示出了用于建筑物自动化系统方法的示例性拓扑图。建筑物广域网55包括以有线或无线通信的多个系统和组件。建筑物广域网55通常包括多个建筑物自动化系统并且可以经由“建筑物协同接口系统”或“BSIS”来被访问。BSIS200可以处于与一个或多个移动计算设备300（有时被称为智能设备或移动通信设备，诸如图5中所示的设备504、506、508和510）的信号通信中，所述移动计算设备300能够与可以是环境控制访问面板250的部分的BSIS200通信。智能设备或移动计算设备300的示例包括智能蜂窝式电话、笔记本和膝上型计算机、板式计算机、eBook（电子书）阅读器、以及数字音乐播放器，诸如iPod?。
BSIS200此外可以包括对数据存储设备（包括建筑物信息数据库210和用户数据库220）的访问。用于向BSIS200传送环境和其它数据的软件可以存储在移动计算设备300和/或建筑物自动化系统100二者上。如将在本文中所解释的那样，BSIS200使得能够在移动计算设备300和BSIS200之间没有网络连接的情况下基于人类行动而调整建筑物自动化系统中的一个或多个环境设置。另外，如在本文中进一步详细描述的那样，移动计算设备300可以包括地理围栏周界管理器模块或应用302，其使得移动计算设备300能够（i）导出和/或标识与建筑物自动化系统100或540所管理的建筑物空间或房间的预定位置相关联的地理围栏周界，并且（ii）向建筑物自动化系统100（或图5中的540）生成通知，以向系统100或540告知相应的移动计算设备300相对于同建筑物空间或房间相关联的地理围栏周界的位置状态中的改变。
在随后的数页中，首先解释被配置成供BSIS200使用的示例性建筑物自动化系统100的一般布置。其后，解释环境控制访问面板250的一般布置，继之以移动计算设备300的一般布置。在建筑物自动化系统（BAS）、环境访问控制面板250和移动计算设备300的描述之后讨论BSIS200的总体操作。
在图1的示例性实施例中，BAS100包括建筑物信息数据库210、用户数据库220、闭路电视系统130、安全系统140、火警警报系统150和环境控制系统160。在图2中，描绘了建筑物或校园内的示例性建筑物自动化系统（BAS）100的系统框图。BAS被描绘为分布式的建筑物系统，其为多个建筑物操作中的任一个、诸如环境控制、安全、生命或消防安全、工业控制和/或类似物提供控制功能。BAS的示例是从布法罗格罗夫IL的SiemensIndustry公司、建筑物技术分部可得到的Apogee?建筑物自动化系统。Apogee?建筑物自动化系统允许一般地如以下所提供的系统的各种控制装置的设置和/或改变。虽然在以下的段落中提供了示例性BAS的简要描述，但是应当领会到的是，本文中描述的BAS100仅仅是针对建筑物自动化系统的示例性形式或配置。
特别地参考图2，BAS100包括至少一个监督控制系统或工作站102、客户端工作站103a-103c、报告服务器104、由现场面板106a和106b所表示的多个现场面板、以及由控制器108a-108e所表示的多个控制器。然而将领会到，可以采用多种多样的BAS架构。
控制器108a-108e中的每一个表示多个局部化的标准建筑物控制子系统中的一个，诸如空间温度控制子系统、照明控制子系统等等。用于建筑物控制子系统的合适控制器包括例如从布法罗格罗夫IL的SiemensIndustry公司、建筑物技术分部可得到的模型TEC（终端设备控制器）。为了实施其相关联的子系统的控制，每个控制器108a-108e连接到一个或多个现场设备，诸如传感器或致动器，其在图2中作为示例被示出为连接到控制器108a的传感器109a和连接到控制器108b的致动器109b。
典型地，诸如控制器108a之类的控制器基于所感测的条件和所期望的设定点条件来影响子系统的控制。控制器对一个或多个现场设备的操作进行控制，从而尝试将所感测的条件带至所期望的设定点条件。作为示例，考虑受控制器108a所控制的温度控制子系统，其中致动器109b连接到空气调节风门并且传感器109a是室温传感器。如果如由传感器109a所提供的感测温度不等于所期望的温度设定点，则控制器108a可以另外经由致动器109b来打开或闭合空气调节风门，从而尝试将温度带至更接近于所期望的设定点。注意到，在BAS100中，传感器、致动器、和设定点信息可以在控制器108a-108e、现场面板106a和106b、工作站102以及在BAS100上或连接到BAS100的任何其它元件之间共享。
为了促进这样的信息的共享，诸如连接到控制器108a和108b的那些之类的子系统的群组典型地被组织到楼层级网络或现场级网络（“FLN”）中并且一般与现场面板106a对接。FLN数据网络110a是低层级的数据网络，其可以适当采用任何合适的专有或开放协议。子系统108c、108d和108e连同现场面板106b一起类似地经由另一低层级FLN数据网络110b而被连接。再次，应当领会到，可以采用多种多样的FLN架构。
现场面板106a和106b还经由建筑物级网络（“BLN”）112而连接到工作站102和报告服务器104。现场面板106a和106b从而协调在子系统108a-108e与工作站102（其作为监督计算机而操作）与报告服务器104之间的数据和控制信号的通信。另外，现场面板106a、106b中的一个或多个它们自己可以处于与现场设备的直接通信中并且控制所述现场设备，诸如通风风门控制器等等。为此，如图2中所示，现场面板106a耦合到一个或多个现场设备，例如示出为传感器109c和致动器109d。
工作站（在其它实现方式中的服务器）102提供BAS100的总体控制和监视并且包括用户接口。工作站102可以此外作为BAS数据服务器而操作，所述BAS数据服务器与BAS100的各种元件交换数据。BAS数据服务器还可以与报告服务器104交换数据。BAS数据服务器102允许通过各种应用对BAS系统数据的访问。这样的应用可以执行在工作站102或其它监督计算机（未示出）上。
继续参考图2，工作站102操作成接受来自用户的修改、改变、变更和/或类似的。这典型地经由工作站102的用户接口来实现。用户接口可以包括键盘、触摸屏、鼠标或其它接口组件。工作站102可操作成除了别的之外尤其影响或改变现场面板106a、106b以及BAS100的其它组件的操作数据。现场面板106a和106b利用来自工作站102的数据和/或指令来提供它们的相应控制器的控制。
工作站102还操作成轮询或查询现场面板106a和106b以用于收集数据。工作站102处理从现场面板106a和106b接收的数据，包括趋势数据。因而从现场面板106a和106b，结合轮询、查询或以其它方式来收集信息和/或数据，工作站102存储、存记（log）和/或处理所述信息和/或数据以供各种使用。为此，现场面板106a和106b操作成接受来自用户的修改、改变、变更和/或类似的。
工作站102还优选地维护与每个现场面板106a和106b相关联的数据库。数据库维护针对相关联的现场面板的操作和配置数据。报告服务器104存储历史数据、趋势数据、误差数据、系统配置数据、图形数据和如适当的其它BAS系统信息。在至少一个实施例中，建筑物信息数据库210和用户数据库220可以由BSIS200经由BAS服务器102来访问。在其它实施例中，建筑物信息数据库210和用户数据库220可以存储在别处，诸如工作站102。
管理级网络（“MLN”）113可以连接到其它的监督计算机和/或服务器、因特网网关、或去往其它外部设备的其它网络网关，以及连接到附加的网络管理器（其进而经由附加的低层级数据网络而连接到更多的子系统）。工作站102可以作为监督计算机而操作，所述监督计算机使用MLN113来向和自MLN113上的其它元件传送BAS数据。MLN113可以适当地包括以太网或类似的有线网络并且可以采用TCP/IP、BACnet和/或支持高速数据通信的其它协议。
图2还示出了BAS100可以包括现场面板106b，其在图2中被示出为持有建筑物信息数据库210、用户数据库220和具有BSIS200的环境访问面板250的机架（housing）。移动计算设备300被配置用于经由在现场面板106b上所提供的环境访问面板250来与BAS100无线通信。虽然前述BSIS构件在图2中被示出为与现场面板之一106b相关联，但是将认识到，在其它实施例中，这些和其它BSIS构件可以不同地定位在BAS100中或连接到BAS100。例如，BSIS的建筑物信息数据库210和用户数据库220可以被提供在工作站102上。可替换地，建筑物信息数据库210和用户数据库220可以与图2中所示的那些组件分离地被收容，诸如在耦合到BLN112的分离计算机设备中或其它BAS位置中。这样的分离计算机设备还可以用于存储BSIS操作软件。类似地，具有BSIS200的环境访问面板250可以被收容在工作站102内或收容在耦合到BAS的BLN112的分离计算机设备内。
现在参考图3，示出了图2的现场面板106b的示例性实施例的框图。应当领会的是，现场面板106b的实施例仅仅是耦合到BSIS200的BAS100中的现场面板的示例性实施例。因而，图3的现场面板106b的示例性实施例是以本文中所阐述的方式操作的现场面板的所有方式或配置的一般表示。
图3的现场面板106b包括以典型方式被配置用于建筑物自动化系统现场面板的机柜或类似物114。现场面板106b包括处理电路/逻辑122、存储器124、功率模块126、用户接口128、I/O模块134、BAS网络通信模块136和Wi-Fi服务器130。
处理电路/逻辑122操作成、被配置和/或适配成操作包括如本文中描述的特征、功能性、特性和/或类似物的现场面板106b。为此，处理电路逻辑122可操作地连接到以下描述的现场面板106b的所有元件。处理电路/逻辑122典型地处于以下进一步详细解释的存储器124的指令142区域中所包含的程序指令或编程软件或固件的控制下。除了存储指令142之外，存储器还存储数据152以供BAS100和/或BSIS200使用。
现场面板106b还包括功率模块126，所述功率模块126操作成、被适配和/或配置成向现场面板106b（即，现场面板的各种组件）供应适当的电力。功率模块126可以在标准120伏特的AC电力上操作，但是可以可替换地在其它AC电压上操作或者包括由一个或多个电池所供应的DC功率。
在现场面板106b中还提供了输入/输出（I/O）模块134。I/O模块134包括直接与诸如致动器和传感器之类的终端控制系统设备相通信的一个或多个输入/输出电路。因而，例如，I/O模块134包括模拟输入电路以用于从传感器109a接收模拟传感器信号，并且包括模拟输出电路以用于向致动器109b提供模拟致动器信号。I/O模块134典型地包括若干这样的输入和输出电路。
现场面板106b此外包括BAS网络通信模块136。网络通信模块136允许与控制器108c和108e以及FLN110b上的其它组件的通信，并且此外允许与工作站102、其它现场面板（例如现场面板106a）以及BLN112上的其它组件的通信。为此，BAS网络通信模块136包括连接到FLN110b的第一端口（其可以适当地是RS-485标准端口电路），以及连接到BLN112的第二端口（其也可以是RS-485标准端口电路）。
可以本地访问现场面板106b。为了促进本地访问，现场面板106b包括交互式用户接口128。通过使用用户接口128，用户可以控制从诸如传感器109a和致动器109b之类的设备的数据收集。现场面板106b的用户接口128包括显示数据和接收输入数据的设备。输入数据的接收可以包括读码器设备，诸如快速响应（QR）读码器。这些设备可以是永久地附于现场面板106b或便携且可移动的设备。用户接口128还可以适当地包括LCD类型的屏幕等等以及小键盘。用户接口128操作成、被配置和/或适配成既变更又示出与现场面板106b相关的信息，诸如状态信息和/或关于操作、功能和/或对现场面板106b的修改或改变的其它数据。
如以上所提及的，存储器124包括可以由处理电路/逻辑122执行的各种程序。特别地，图3的存储器124包括BAS应用144和BSIS建筑物应用146。BAS应用144包括常规应用，所述常规应用被配置成控制BAS100的现场面板106b以便控制和监视BAS100的各种现场设备109a-n。因此，由处理电路/逻辑122对BAS应用144的执行导致控制信号经由现场面板106b的I/O模块134被发送到现场设备109a-n。BAS应用144的执行还导致处理器122从各种现场设备109a-n接收状态信号和其它数据信号，并且在存储器124中存储相关联的数据。在一个实施例中，BAS应用144可以由从SiemensIndustry公司商业上可得到的Apogee?Insight?BAS控制软件或另一BAS控制软件提供。
除了指令142之外，存储器124还可以包括数据152。数据152包括记录154、图形视图156、房间数据库158、用户数据库162和设备数据库164。记录154包括由现场面板106b所存储的、与现场设备109a-n的控制和操作相关联的当前和历史数据。例如，记录154可以包括如由房间内的热敏电阻或其它温度传感器所提供的、在建筑物99的特定房间中的当前和历史温度信息。存储器中的记录154还可以包括针对现场设备109的各种设定点和控制数据，其可以预安装在存储器124中或由用户通过用户接口128来提供。记录154还可以包括与100BAS和BSIS建筑物应用146的控制和操作有关的其它信息，包括统计、日志、许可和历史信息。
图形视图156提供将经由用户接口128显示给用户的各种屏幕布置。用户接口128可以显示在具有显示器的自动调温器处或具有显示器的其它用户访问点处，所述显示器诸如液晶显示器、发光二极管显示器或其它已知类型的可视显示设备。
房间数据库158可以包括与建筑物99的布局有关的数据。该房间数据库158包括针对建筑物内的每个房间或区域的唯一标识符（例如房间“12345”）。除了唯一的标识符数据之外，房间数据库158可以包括关于建筑物99内的特定房间或区域的其它信息。例如，房间数据库158可以包括与位于房间或区域内的现场设备、定位在房间或区域内的特定设备（例如，研究设备、制造设备或HVAC设备）相关的信息。房间数据库158还可以包括GPS坐标（例如纬度、N或S和维度、E或W，以度、分和秒为单位），根据所述GPS坐标可以为建筑物内的每个房间或区域导出或计算地理周界）。
用户数据库162可以包括与经常出入建筑物99的人类用户有关的数据。因此，用户数据库162可以包括针对每个人类用户的唯一标识符（例如用户“12345”）以及与该用户相关联的用户简档。在其它实现方式中，每个房间或区域可以具有这样的简档：所述简档具有与其相关联的一个或多个用户。所述用户简档可以包括由用户所提供的或由第三方所提供的关于用户的信息。例如，用户简档可以包括用于用户的优选温度或照明水平，其由用户提供给用户数据库162。同样，用户简档可以包括针对用户的安全许可级别、房间访问、或数据访问，全部由第三方提供给数据库162，所述第三方诸如拥有建筑物99的雇主的人力资源部门或安全部门。此外，用户简档可以包括与相关联的房间或区域的用户占据的期限和性质有关的数据，例如移入日期、移出日期等等。
设备数据库164可以包括与建筑物99内的各件设备有关的数据。设备可以包括与BAS100相关联的现场设备或定位在建筑物99内的其它设备。例如，设备数据库164可以包括与位于建筑物的特定房间中的制造或研究设备有关的信息。设备数据库164维护针对每件设备的唯一标识符（例如设备“12345”）以及与该设备相关联的数据。例如，数据库164可以在数据库164内关联特定的示意图、操作手册、照片或类似的数据与给定的设备件。
虽然现场面板106b在前述实施例中已经被解释为收容BSIS建筑物应用146和各种BSIS数据库，诸如房间数据库158、用户数据库162、和设备数据库164，但是将认识到，这些组件可以被保持在与BAS100相关联的其它位置中。例如，这些组件可以全部被保持在BAS100的中央工作站102内，或BAS100中的分别指定的BSIS计算设备内。
转到图4，图示了具有确定性模块402的图2的BAS服务器102的示例性框图400。确定性模块402获取在数据集中所存储的随时间的多个环境数据点。BAS服务器102具有控制器404，所述控制器404执行存储在存储器中的或经由网络访问的机器可读指令。控制器404的示例可以包括具有一个或多个核的微处理器、微控制器、专用集成电路（ASIC）、数字信号处理器、被配置成作为状态机执行的数字逻辑设备、被配置成作为状态机执行的模拟电路、或以上的组合。控制器404典型地经由一个或多个总线（表示为总线410）电子耦合到存储器406、网络接口408和服务器的其它部分。存储器406可以是随机存取存储器、SDRAM、DIMM、或能够进行读取/写入访问的其它类型的数字存储装置。网络接口408在当前实现方式中是以太网网络连接。在其它实现方式中，可以采用附加的或其它类型的数据网络接口。
在存储器406内，可以存在用于应用412、认证模块414、数据模块416和虚拟空间模块418的区域。可以被存储并且自应用存储器412执行的应用或模块中之一是确定性模块402。除了确定性模块402之外，其它BAS应用（图4中未示出）可以在应用存储器412中存储且执行。
认证模块414可以包含用户标识信息，诸如登录、许可、期满时间、电子邮件地址和位置信息。利用外部设备、诸如计算机、智能电话或其它个人计算设备来访问BAS100以改变环境参数的人员可能被要求登录到BAS100中。用于访问BAS100的认证和用户信息可以驻留在认证模块414中。在其它实现方式中，认证模块414可以分布在多个服务器和数据库之中、实现在独立的服务器上或与其它模块组合。
虚拟空间模块418可以包含数据库或数据结构，所述数据库或数据结构将BAS100中的点映射或群组成可以表示物理房间、诸如寝室、会议室或类似位置的群组。还可以限定虚拟位置，诸如办公室中的小间的分组和房间的分组。物理位置和虚拟位置二者都可以具有其相应的被包括在虚拟空间模块418中的GPS坐标，根据所述GPS坐标可以为建筑物内的每个物理位置和虚拟位置导出或计算地理周界。虚拟空间模块418可以通过认证模块414和在用户与点群组之间创建的关联（即虚拟空间）来访问。所述关联在当前示例中存储在认证模块414中。在其它实现方式中，关联可以存储在确定性模块402、数据模块416、虚拟空间模块418中或不同的服务器上。
数据模块416是用于存储由应用存储器中的应用所使用的数据和变量的存储器的区域。数据模块416还可以包含由BAS服务器102的硬件所使用的数据。
转到图5，示出了用于连接许多远程移动通信设备与图2的建筑物自动化系统的基于云的方法的示例性拓扑图。这些远程移动通信设备（MCD）可以包括平板计算机504（诸如iPad?）、蜂窝电话506、智能电话508（诸如iPhone?）和膝上型计算机510。当前示例中的所有这些远程移动通信设备可以与卫星502信号通信并且是GPS使能的，从而确定每个相应的远程移动通信设备的位置。可以与GPS使能的位置确定方法一起或代替于它而使用其它的位置确定方法，诸如使用WiFi或RFID标签来确定设备的位置。
远程移动通信设备504-510连接到网关服务器518，所述网关服务器518进而连接到基于因特网的基础设施（或“云”）520。网关服务器518使得能够实现从因特网到包括BAS540的企业网的远程移动通信设备连接，而不必设置虚拟专用网络（VPN）连接。在一些实现方式中，移动通信设备（MCD）可以经由云520向建筑物自动化系统发送消息，指示消息正在等待。建筑物自动化系统540然后在短时间后检索等待的消息。消息然后被处理并且命令被发布到现场面板106b中的点。通过基于因特网的基础设施520，远程移动通信设备能够利用某些应用和服务（诸如地理围栏周界管理器302），所述应用和服务允许这些远程移动通信设备向BAS540生成通知，所述通知向BAS540告知在每个移动通信设备相对于其用户的相关联的建筑物空间的位置状态中的改变。
BAS还可以通过云520、与在图5中示出为建筑物“A”522和建筑物“B”524的一个或多个建筑物通信。这些建筑物中的房间和空间可以被定义为按照GPS坐标的位置并且由BAS540（与如本文中所描述的BAS100一致）存储在与具有相应的房间或空间的建筑物“A”522或建筑物“B”524相关联的现场面板106a或106b的房间数据库158中。BAS540还可以与相同房间数据库158中的空间或房间的GPS位置或坐标相关联地存储预定的周界参数（诸如相应房间或空间的一个或多个尺寸）和/或对应的周界定义（诸如用于导出周界的算法）。所存储的周界参数以及空间或房间的GPS位置或坐标共同定义周界数据，根据所述周界数据可以由BAS540或由经由网络或基于因特网的基础设施或云520与BAS540通信的占据者的个人MCD、根据本文中进一步描述的操作方法来为建筑物内的每个房间或区域导出或计算地理周界（也称为“地理围栏周界”）。一旦被导出或计算出，这些地理围栏周界就可以由BAS540存储到图3的现场面板106b的房间数据库158中以及与图1中所示的BAS100一致的BAS540的建筑物信息数据库210中。
在操作方法中，一旦占据者被指派到这些房间或空间中的任一个，即具有权限来占据或进入这些房间和/或空间，与这些占据者有关的信息就可以被录入到图3的现场面板106b的用户数据库162中以及图1的用户数据库220中。该信息可以包括将每个用户与他/她的房间或空间相关联以及还有与占据者的个人移动通信设备（其示例包括图5的设备504、506、508和510）有关的信息。一旦向BAS540认证了占据者，个人移动通信设备（MCD）相对于所占据的房间或空间的位置中的改变就使得或提示MCD的地理围栏周界管理器模块或应用302向BAS540生成对应的通知，其进而导致BAS540自动修改和调整BAS540的环境设置，如图6中更详细示出的。
本领域技术人员所领会的是，图5中所示的基于云的方法仅仅是云计算方法的示例性拓扑图，并且出于连接许多远程设备与建筑物自动化系统的目的，基于云的实现方式可以采取其它形式并且包括其它组件，诸如内部和外部防火墙、Web服务器、代理服务器等等。
在图6中，示出了在受图2的BAS控制的房间612周围的预定地理围栏区域602的示例性图解600。地理围栏区域602可以被细分成由地理围栏周界所限定的附加的围栏区域，诸如具有第一半径606的第一地理围栏区域（外部围栏区域）604以及具有第二半径610的第二地理围栏区域（内部围栏区域）608。在当前示例中，第一半径可以是0.1英里并且第二半径可以是0.2英里。在其它实现方式中，可以采用附加的细分地理围栏区域。在还其它的实现方式中，由地理围栏周界所限定的地理围栏区域可以采用除了圆之外的其它布局。
当检测到最后的占据者离开房间612（或取决于实现方式的建筑物）时，BAS100可以调整HVAC系统的设置以便节约能量（即，在冬天减少热度并且在夏天减少空气冷却）并且房间可以被视为处于功率节省模式中。当检测到MCD（例如蜂窝电话506）越过地理围栏周界614、诸如处于功率节省模式中的房间612的外部地理围栏区域604的外部地理围栏周界并且朝向房间612前进时，通知BAS100（即，通过MCD）并且记录对何时越过外部地理围栏区域604的周界进行指示的参数。如果用户行进的方向是朝向房间612，则BAS(100)于是计算用户到达房间612的估计时间。该时间于是与对于环境控制系统操作以使得房间612的室温到用户到达的时候达到用户所期望的设置所需的恢复时间相比较。
使用图4的确定性模块402的BAS100可以使用确定性方法用于计算与环境控制系统为占据者准备环境相关联的恢复时间。在环境控制系统的操作期间，可以由确定性模块402取随时间的多个环境性的和HVAC系统控制的变量数据点并且将其存储在数据集中。例如，CFM中的气流、室温、供给气温、以及外部气温可以被存储并且与设定点（诸如期望的温度）相关联。多个数据集可以存在于确定性模块402中。例如，当外部温度在80-90度之间时针对72度的设定点的数据集可以是第一数据集并且第二数据集可以是针对当外部气温在80-90度之间时75度的设定点。因而，多个数据集可以存在于确定性模块402内。
然后在确定性模块402中使用数据集来导出或以其它方式计算用于环境控制系统的恢复时间。数据集可以包括来自在各种操作条件下的房间（预定区域）的多个实时操作数据。一旦被获取，来自环境控制系统的传感器的数据就可以被转换成增量（delta）时间以及平均操作热学条件。所述增量时间以及平均操作热学条件数据然后可以被用于生成环境控制系统的操作的数学模型。根据所述数学模型，可以导出恢复时间。根据获取自房间的实际操作数据集而生成数学模型方法的益处是在数学模型中计及内部负荷的效应以及气流中的改变。数据集的示例可以包括针对以72度的“室内”设定点与80-90华氏度之间的气温的数据的分组。数据可以包括日期、时间、气流、室温供给气温以及外部气温。附加的数据集可以针对其它“设定点”和外部温度范围。
如果数据集中的数据包括恢复所花费的时间（Δ时间）、室温（T房间）、设定点处的温度（T设定点）、供给空气的温度（T供给空气）和外部空气的温度（T外部空气），那么针对所收集的数据集的恢复时间（RT）可以表述为：
RT=K*[T房间－T设定点]，
其中K是表示用于实现一度的增量温度差（T房间－T设定点）的Δ时间的常量。恢复时间可以以一系列向量表述为：
。
这可以重写为确定[K]的等式：
。
针对[K]的结果得到的模型于是可以用于确定用于当前条件（T房间、T供给空气、T外部空气、T设定点）的恢复时间。可以根据向量[T]的在先样本和对应的在不同时间处所计算的[RT]向量来计算向量[K]。一旦[K]已知，它就可以用于预测[RT]。此处还应当注意到，[K]可以不时地更新，从而反映在房间或器械系统的情况下可能发生的任何物理改变。恢复时间的确定还可以表述为非线性的数学公式：
恢复时间=（所需的增量室温，供给气温，外部气温）的非线性函数
因而，针对恢复时间的等式可以以下面的形式来规定：
恢复时间=K1+K2*增量室温+K3*供给气温+K4*外部气温
其中：增量室温=“室内”温度设定点－室温。“K”项是与环境控制系统处置房间的内部热负荷的操作相关联的常量。室温中的改变是针对当前室温到所期望的室温的改变。
除了恢复时间之外，BAS100还计算用户靠近房间612的速度。可以根据MCD（即蜂窝电话506）的GPS位置方面的改变速率来计算用户靠近房间的速度。在一些实现方式中，可以采用第二边界。速度和距房间的距离然后可以用于确定用户到达房间中的时间。利用用户到达时间的估计、当前时间和所标识的恢复时间，BAS100可以计算用来激活环境控制系统从而到用户到达房间中的时候实现用户期望的温度设置的时间。激活HVAC系统的动作可以包括但不限于以最大速度开启风扇并且将控制器（即图2中的控制器108a）的温度设定点改变至用户期望的温度设置。这样的方法的优点是并不通过在预期用户处于房间处之前使房间完全恢复到所期望的温度而浪费能量。
在另一实现方式中，可以基于内部围栏区域608外部的用户行进速度来动态地建立动态边界618。在该方法中，仅仅需要一个边界618并且该边界618外部的区域可以被视为外部围栏区域。因而，可以在预定的时间处或在触发事件时（即，每几分钟、检测到用户的移动）周期性地更新动态边界。
在又一实现方式中，用户一越过外部边界620就可以发生恢复时间的确定，因为可以经由GPS而确定用户的行进的速度和方向。HVAC系统然后使用恢复时间确定来标识在什么时间HVAC系统需要激活以便为用户的到达实现所期望的设定点（即，温度、湿度和照明）。
在当前实现方式中，还可以动态调整针对每个特定房间的围栏区域。用于动态调整围栏区域的方法可以基于服务房间的特定系统的特性以及作为该房间的占据者的用户的典型行进速度。第一步骤是要确定服务房间的特定HVAC设备实现定为目标的受控变量（即设定点）的恢复时间。实现定为目标的受控变量的系统能力是若干因素（包括系统效率、年龄、容量和负载）的函数。初始地，可以针对HVAC系统的类型而任意设置最小恢复时间。随着HVAC系统老化以及过滤器变脏，恢复时间将改变并且将变成对于服务该特定房间的该件设备或系统而言唯一并且特定。对最小恢复时间进行表征可以利用所监视的受控变量的反馈和分析来实现，如之前在段落[0069]中所描述的。
第二步骤可以是要确定作为房间的占据者的用户的典型行进速度。这可以通过对用户行进穿过围栏区域通常花费的时间进行记录来实现。然后可以通过对时间和随时间所记录的距离求平均值来计算用户的典型行进速度。由于通过所监视和分析的变量的反馈和分析而表征了实现定为目标的受控变量的最小恢复时间，可以动态地调整围栏区域，从而更好地适应系统的实际性能和实际的用户行进速度。
这样的方法动态地适应：
（1）拙劣执行的系统可能需要较多的时间来实现其定为目标的设定点，从而需要扩展边界从而允许附加的恢复时间。
（2）良好执行的系统可能需要较少的时间来实现其定为目标的设定点，从而需要缩减边界来允许系统有足够的所需恢复时间但是增强系统的能量节约能力。
（3）将较快到达空间的快速移动的用户导致基于用户的速度来扩展边界，从而允许足够的恢复时间。
（4）将较晚到达空间的缓慢移动的用户需要缩减边界来允许系统有所需的恢复时间但是增强系统的能量节约能力。实现方式的这样的变型使得有可能针对每个特定的房间、针对房间的特定占据者来动态调整围栏区域，因而，满足他们的舒适要求、改进系统操作并且同时节约能量。
在图7中，图示了用于响应于越过了图6的预定地理围栏区域608和604而调整针对房间612的BAS100参数的方法的流程图700。在步骤702中，在BAS100中限定房间/空间周围的外部地理围栏区域604和内部地理围栏区域608。在步骤704中，之前已经加载到用户MCD（即蜂窝电话506）上的应用从BAS100接收外部和内部围栏区域数据。在步骤706中，使用MCD上的位置服务的应用确定何时已经进入了围栏区域之一或越过了边界。MCD的位置服务可以包括GPS、小区塔三角测量或与智能设备相关联的其它位置确定方法。在步骤708中，MCD向BAS100通知：进入或越过了地理围栏区域604或608的边界并且计算用于恢复的开始时间。在步骤710中，MCD上使用位置服务器的应用确定已经进入了另一地理围栏区域或越过了边界。在步骤712中，MCD向BAS100通知：进入了所述另一区域或越过了边界并且重新计算恢复时间。在其它实现方式中，用于恢复的开始时间可以周期性地更新。
响应于进入了两个地理围栏区域或越过了边界，在步骤714中BAS100能够标识MCD是远离房间还是朝向房间移动并且适当地改变房间的模式。MCD的速度也是可确定的。如果MCD正远离房间612而移动并且BAS100没有在房间中检测到任何人，则房间（即支持房间的设备）可以被置于能量节约模式中并且房间的温度被改变。如果MCD正朝向房间612而移动，则在步骤716中BAS100确定到达房间的估计时间并且确定最优时间来开始用于房间的环境恢复（即，将房间置于恢复模式中）。
图8图示了用于响应于越过了单个地理围栏区域而调整针对房间的BAS参数的方法的流程图。在步骤802中，BAS100和/或环境控制系统确定用于预定区域（即房间）的恢复时间。在步骤804中，用户行进的速度可以经由GPS使能的移动通信设备来确定。用户的速度可以连同恢复时间一起被使用来确定地理围栏周界。使用每单位时间行进的距离的公式可以用于确定到达预定区域所需的时间。一旦已知了对于恢复所需的时间以及对于用户到达预定区域所需的时间，然后在步骤806中就可以在预定区域周围、以相关联于恢复时间的距离来建立周界。在步骤808中，当突破或以其它方式越过地理围栏区域的周界时，所期望的环境的恢复开始。
将理解并领会的是，结合图7和图8所描述的一个或多个过程、子过程和过程步骤可以在一个或多个电子或数字控制的设备上由硬件、软件或硬件和软件的组合来执行。软件可以驻留在诸如例如图4的BAS服务器102中示意性描绘的功能系统、设备、组件、模块或子模块中一个或多个之类的合适电子处理组件或系统中的应用存储器中。应用存储器可以包括用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表（也就是说，“逻辑”，其可以以数字形式（诸如数字电路或源代码）或以模拟形式（诸如模拟源，诸如模拟的电学、声音或视频信号）实现）。指令可以在处理模块内执行，所述处理模块包括例如一个或多个微处理器、通用处理器、处理器的组合、数字信号处理器（DSP）、现场可编程门阵列（FPGA）或专用集成电路（ASIC）。此外，示意图描述了具有物理（硬件和/或软件）实现方式的功能的逻辑划分，所述实现方式不受功能的物理布局或架构所限制。在本申请中所述的示例性系统可以以各种配置来实现并且操作为单个硬件/软件单元中或分离的硬件/软件单元中的硬件/软件组件。
可执行指令可以实现为具有存储在那里的指令的计算机程序产品，其中所述指令当由电子系统的处理模块执行时指引电子系统实施指令。计算机程序产品可以选择性地体现在任何非暂时性的计算机可读存储介质中，以供指令执行系统、装置或设备（诸如基于电子计算机的系统、包含处理器的系统或可以选择性地从指令执行系统、装置或设备取出指令并且执行指令的其它系统）使用或与其结合地使用。在本文档的上下文中，计算机可读存储介质是可以存储程序以供指令执行系统、装置或设备使用或与其结合地使用的任何非暂时性装置。非暂时性计算机可读存储介质可以选择性地是例如电子、磁性、光学、电磁、红外或半导体系统、装置或设备。非暂时性计算机可读介质的更具体的示例的非穷举的列表包括：具有一根或多根导线的电气连接（电子）；便携式计算机磁盘（磁性）；随机存取、即易失性的存储器（电子）；只读存储器（电子）；可擦除可编程只读存储器，诸如例如闪速存储器（电子）；光盘存储器，诸如例如CD-ROM、CD-R、CD-RW（光学）；以及数字通用盘存储器，即DVD（光学）。注意到，非暂时性的计算机可读存储介质可以甚至是在其上打印程序的纸张或另一合适的介质，因为程序可以经由例如纸张或其它介质的光学扫描而被电子地捕获，然后被编译、解译、或另行以合适的方式处理（如果必要的话），然后存储在计算机存储器或机器存储器中。

Claims (21)

1.一种调整建筑物自动化系统（BAS）（540）的控制设备的方法，所述方法包括以下步骤：
为针对预定位置处于第一能量模式中的环境控制系统确定恢复时间（802）；
生成第一地理围栏周界（618），其中第一地理围栏周界（618）与用户的移动（710）和恢复时间相关联；以及
基于移动通信设备（506）与第一地理围栏周界的接近而将环境控制系统从第一能量模式改变到第二能量模式（716）。
2.根据权利要求1所述的方法，其中第一地理围栏周界的接近通过越过第一地理围栏周界（618）来确定。
3.根据权利要求1或2所述的方法，此外包括以下步骤：
生成第二地理围栏周界（620）；并且
根据移动通信设备（506）在第二地理围栏周界和第一地理围栏周界之间行进的行进时间和距离连同距预定位置的距离来计算返回时间（712）。
4.根据权利要求1所述的方法，包括利用来自由用户（704）所携带的、被配置成与BAS（540）通信的移动通信设备（506）的位置信息来确定与第一地理围栏周界（618）的接近。
5.根据权利要求4所述的方法，其中确定第一地理围栏周界（618）的接近此外包括在移动通信设备处标识第一地理围栏周界的接近（704）。
6.根据权利要求4所述的方法，其中确定第一地理围栏周界（618）的接近此外包括通过使用来自移动通信设备（506）的位置信息来在BAS(540)处标识第一地理围栏周界的接近。
7.根据权利要求1所述的方法，其中确定环境系统的恢复时间使用与环境系统的操作和预定的位置（612）相关联的历史操作数据。
8.根据权利要求1所述的方法，包括当用户离开预定位置时将预定位置（612）置于第一能量模式中（714）。
9.根据权利要求1所述的方法，包括检测到没有任何人在预定位置（612）中；并且
将预定位置（612）置于第一能量模式中。
10.一种用于调整建筑物自动化系统（BAS）（540）中的控制设备的系统，包括：
环境控制系统中的处理器（404），其为处于第一能量模式中的预定位置（612）当改变到第二能量模式（716）时确定恢复时间；
由处理器（404）生成的第一地理围栏周界（618），其中第一地理围栏周界（618）与移动通信设备（506）的移动以及恢复时间相关联，其中环境控制系统基于用户与第一地理围栏周界（618）的接近而从第一能量模式改变到第二能量模式。
11.根据权利要求10所述的系统，其中第一地理围栏周界（618）的接近通过BAS(540)检测到移动通信设备（506）越过了第一地理围栏周界（614）来确定。
12.根据权利要求10或11所述的系统，此外包括：
由处理器（404）所生成的第二地理围栏周界（620）；以及
根据与移动通信设备（506）相关联的被报告给BAS的行进时间、用户在第二地理围栏周界和第一地理围栏周界之间行进的距离连同距预定位置的距离所计算的返回时间。
13.根据权利要求10所述的系统，其中利用来自被配置成与BAS通信的移动通信设备（506）的位置信息而确定与第一地理围栏周界（618）的接近。
14.根据权利要求13所述的系统，其中第一地理围栏周界（618）的接近的确定此外包括在移动通信设备（506）处标识第一地理围栏周界（618）的接近。
15.根据权利要求13所述的系统，其中第一地理围栏周界（618）的接近的确定此外包括利用BAS（540）中的处理器（404）、通过使用来自移动通信设备（506）的位置信息而标识第一地理围栏周界（618）的接近。
16.根据权利要求10所述的系统，其中环境系统的恢复时间使用与环境系统的操作和预定的位置（612）相关联的历史操作数据。
17.根据权利要求10所述的系统，包括当用户离开预定位置（612）时将所述预定位置置于第一能量模式中。
18.根据权利要求10所述的系统，包括至少一个传感器，所述传感器检测到没有任何人在预定位置（612）中；并且
响应于检测到没有任何人在预定位置中而将所述预定位置（612）置于第一能量模式中。
19.一种具有用于调整建筑物自动化系统（BAS）（540）的控制设备的方法的多个指令的非短暂性计算机可读介质，所述指令包括以下步骤：
为针对预定位置处于第一能量模式中的环境控制系统确定恢复时间（802）；
生成第一地理围栏周界（618），其中第一地理围栏周界（618）与移动通信设备（506）的移动和恢复时间相关联；以及
基于移动通信设备（506）与第一地理围栏周界（618）的接近而将环境控制系统从第一能量模式改变到第二能量模式。
20.根据权利要求19所述的具有用于调整建筑物自动化系统（BAS）（540）的控制设备的方法的多个指令的非短暂性计算机可读介质，其中第一地理围栏周界（618）的接近是越过第一地理围栏周界（618）。
21.根据权利要求19或20所述的具有用于调整建筑物自动化系统（BAS）（540）的控制设备的方法的多个指令的非短暂性计算机可读介质，此外包括以下步骤：
生成第二地理围栏周界（620）；以及
根据移动通信设备在第二地理围栏周界和第一地理围栏周界之间的行进时间和距离连同距预定位置的距离来计算返回时间（806）。
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