CN107110537A - 利用移动设备的占体感应和建筑物控制 - Google Patents

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Abstract

本公开提供一种用于确定建筑物的被占情况的设备、系统和方法。所述建筑物被分为对应于建筑物的物理区域的、与可控组件相关的一个或多个控制区，所述可控组件比如HVAC单元、照明、浇灌或其他环境特征，比如喷泉、音乐、视频等。区域参数限定了区域设备应当如何对位于特定区域中的占体的数量作出响应。建筑物控制系统检测所述建筑物内及周围的单个移动设备并通过使用三边测量和/或定位服务确定每个设备的位置。所识别的移动设备作为建筑物占体的代理。这些设备的位置与建筑物中所述区域的位置相关，且所述建筑物控制系统随后基于所述区域中存在的设备的数量调节所述区域的工作参数。

Description

利用移动设备的占体感应和建筑物控制
技术领域
本公开概要地涉及环境控制系统，比如加热、通风、空调(HVAC)系统和照明控制系统，尤其涉及为环境控制目的的用于感应建筑物中的占体 (occupant)的改进系统和方法。
背景技术
加热、通风和空调(HVAC)系统通常包括用于控制一个或多个环境条件的设备，该环境条件例如为(但不限于)温度、湿度、空气质量等。HVAC系统通常配备有诸如变风量(VAV)箱、空气处理机、制冷机等的多个HVAC组件，这些HVAC组件相互作用以在设施内提供所要的环境条件。HVAC设备的运行和控制通常由HVAC自动化和能量管理系统进行调节，该系统可包括设备控制器、系统控制器等。建筑物的照明控制系统可包括定时器、光传感器、被动红外(PIR)传感器和超声传感器以探测环境条件和占用状态，并且相应地、在需要时开灯或关灯。
HVAC系统通常采用限定建筑物何时被占用且建筑物何时未被占用的静态调度方式来被控制。较小的建筑物，比如住宅，可具有包含建筑物结构的整个居住空间的单个受控制区域。较大的建筑，比如较大的住宅和商用建筑，可具有多个区域。特定的结构，比如库房和冷藏室，可具有多个具有特定环境要求的区域。
当前用于占用感应的已知技术通常可能具有实施较昂贵且易出错的弊端。例如，常见的访问控制技术依赖于指示人从建筑物内的某点通过的传感器或访问设备。这些技术无法及时提供在给定时间点对占体数量的准确计数。这样的不准确性造成累计误差不断增加。例如，在有门禁系统时，人们并不总是刷门禁进出房间。在另一示例中，多个人可以在其第一人使用门禁卡后通过门。在又一个示例中，运动探测器会把走在一起的多个人视为一个人，或者将一个来回踱步的人视为多个人。
用于HVAC控制的调度技术可能具有弊端，因为其并非依靠实际占用情况而是依靠预期的占用情况来控制HVAC运行。尽管有这些限制，控制建筑物的主要方法是安排每天的占用和非占用时段。
发明内容
在一方面，本公开提供一种用于建筑物的建筑物系统控制器，所述建筑物具有与控制区相关的一个或多个可控设备和用于从移动设备接收电磁信号的一个或多个通信接入点。每个移动设备包括包含于从该移动设备广播的电磁信号中的唯一标识。所述建筑物系统控制器包括界定一个或多个控制区的建筑图和指示每个接入点的位置的建筑图。所述建筑物系统控制器包括定位模块、占用模块和规则处理器。所述定位模块处理由所述一个或多个通信接入点所接收的电磁信号来确定所述移动设备的位置。所述占用模块确定位于每个所述控制区内的移动设备的数量。所述规则处理器具有至少部分响应于位于控制区内的移动设备的数量来进行控制输出，所述控制输出被配置为控制与该控制区相关的设备。
在所述建筑物系统控制器的一些实施例中，所述规则控制器包括将位于所述控制区内的移动设备的数量与预定规则进行比较以确定所述控制输出的比较器。在一些实施例中，所述比较器还将位于每个控制区内移动设备的数量与从由被占阈值、热速率、热载荷和气候条件所组成的组中选择的预定参数进行比较。
在一些实施例中，所述控制输出对从如下的组中选择的设备进行控制，所述组包括HVAC组件、照明组件、灌溉组件、状态显示器和音乐播放设备。在一些实施例中，所述定位模块包括：三边测量单元，其将从第一接入点接收到的移动设备的信号强度和从至少一个第二接入点接收到的所述移动设备的信号强度进行比较，以确定所述移动设备的位置。在一些实施例中，所述电磁信号还包括用于指示所述移动设备的位置的位置指示；占用模块至少部分基于包含于所述电磁信号中的所述位置指示来确定位于每个控制区内的移动设备的数量。在一些实施例中，所述建筑物系统控制器包括将区域状态展示给用户的状态显示器。所述状态显示器可相对于所述建筑物系统控制器本地或异地设置。所述状态显示器可显示与区域标识相关的状态、位于区域内的移动设备的数量、及区域的当前运行状态。在一些实施例中，所述规则处理器用于至少部分响应于位于所述控制区内的移动设备的数量向至少一个指定用户发布警报。在一些实施例中，所述接入点可为网络接入点或开启无线的HVAC设备 (radio-enabled HVAC device)。
在另一方面，本公开提供一种建筑物控制系统。所述建筑物控制系统包括与控制区相关的至少一个可控设备工作通信的系统控制器、地理定位模块、界定所述建筑物的一个或多个控制区的建筑图、占用模块和规则处理器。所述地理定位模块能够在与所述系统控制器工作通信的移动设备上运行且向所述系统控制器提供所述移动设备的位置。所述占用模块，至少部分基于所述移动设备的位置，确定位于各所述至少一个控制区内的移动设备的总数。所述规则处理器至少部分响应于控制区内的移动设备的总数来进行控制输出，所述控制输出被配置为控制所述控制区内的可控设备。
在一些实施例中，所述规则处理器包括将位于所述控制区内的移动设备的数量与预定规则进行比较以确定所述控制输出的比较器。在一些实施例中，所述控制器还将位于每个控制区内的移动设备数量与预定参数进行比较，所述预定参数选自包括被占阈值、热速率、热载荷和气候条件的组。在一些实施例中，所述规则处理器的所述控制输出对从如下的组中选择的设备进行控制，所述组包括HVAC组件、照明组件、灌溉组件、状态显示器和音乐播放设备。在实施例中，所述建筑物控制系统包括向用户展示区域状态的状态显示器。所述区域状态包括，但不限定于，区域标识、位于区域内的移动设备的数量和区域的当前运行状态。
在又一方面，本公开提供一种建筑物控制系统的运行方法。所述方法包括识别一个或多个唯一标识的移动设备、确定所述一个或多个移动设备各自的物理位置、将所述一个或多个移动设备各自的物理位置和所存储的受控建筑物的模型进行比较以确定所述移动设备当前处于哪个控制区、记录每个控制区中移动设备的数量以确定每个控制区的被占情况、从规则数据库中检索与受控设备相关的规则、鉴于与受控设备相关的区域的区域被占情况来评估所述规则以确定是否需要对所述受控设备进行调节、并根据所述评估的结果调节所述受控设备。
在一些实施例中，确定物理位置包括对所述一个或多个唯一标识的移动设备中的被识别设备广播的射频通信信号的三边测量。在一些实施例中，确定物理位置包括接收编码于由所述一个或多个唯一标识的移动设备中被识别设备发出的射频通信信号中的GPS位置。在一些实施例中，确定物理位置包括接收编码于由所述一个或多个唯一标识的移动设备中被识别设备广播的射频通信信号中的高度计读数。在一些实施例中，所述评估的步骤还包括鉴于当前时间来评估所述规则。在一些实施例中，所述方法包括至少部分响应于控制区的被占情况向用户发布警报。
根据以下结合附图对优选实施例的描述，其他特征和优势将变得更加清楚。
附图说明
本文中结合附图介绍了本公开的系统和方法的多种实施例，其中：
图1为示出根据本公开的建筑物控制系统的实施例的功能图；
图2为根据本公开的建筑物控制器的实施例的框图；
图2A为根据本公开的单元控制器的实施例的框图；
图3为根据本公开的移动设备的实施例的框图；
图4为根据本公开的实施例的使用中的建筑物控制系统的功能图；
图5为示意根据本公开的建筑物控制系统运行的流程图。
将结合上述的附图和下面的具体实施方式对上文提及的本公开的多个方面做进一步介绍。
具体实施方式
将在下文中结合附图对本公开的特定示意性实施例进行描述，但是，所公开的实施例仅是本公开的示例，本公开可以多种形式实施。众所周知的功能和构造及重复的内容并未详细描述以避免不必要的或多余的细节使本公开的内容变得不清楚。因此，本文所公开的具体结构和功能细节不应被理解为是限制性的，而仅可被当作权利要求的基础及用于教导本领域普通技术人员在几乎任何合适的具体结构中多样地运用本公开的有代表性的基础。在本具体实施方式以及附图中，相似的附图标记表示起相同、相似或等同作用的元件。本文中的词语“示例性的”被用来表示“作为示例、实例或例证”。任何本文中描述为“示例性的”实施例并不一定被理解为优选的或比其他实施例有优势。词语“示例”可与用语“示例性的”互换使用。
在本文中以功能块组件和各种处理步骤的角度对本公开进行描述。应当理解，这样的功能块可通过用于执行特定功能的任意数量的硬件和/或软件组件来实现。例如，本公开可采用多种集成电路组件，例如，存储元件、处理元件、逻辑要素、查找表等，这些集成电路组件在一个或多个微处理器或其他控制设备的控制下可执行多种功能。
类似地，本公开的软件要素可用任意编程或脚本语言比如C、C++、C#、 Java、COBOL、assembler、PERL、Python、PHP等实现，通过数据结构、对象、过程、例程或其他编程要素的任意组合来实现各种算法。所生成的目标代码可由任何设备在包括但不限于AppleAppleGoogle HPLinux、Microsoft和/或Microsoft Windows的众多操作系统上执行。
应当理解，本文所述的特定实施方式仅例示了本公开及其最佳模式，并非意图以任意形式去限制本公开的范围。本文中所呈现的示例可包括样本数据项，其旨在作为示例而不可被理解为具有限制性。其实，为简洁起见，常规数据网络、应用开发和系统的其他功能方面(和系统的各运行组件的组件)将不在本文中详述。应当注意，在实际电子系统或设备中可存在附加的或备选的多种功能关系或物理或虚拟联系。在本文的讨论内容中，术语用户界面元素和/或按钮应被理解为非限制性的且包括比如，但不限于，超链接、可点击图像等的其他用户界面元素。
正如本领域普通技术人员所理解的，本公开可以实现为方法、HVAC控制系统、用于HVAC系统控制的设备和/或计算机程序产品。相应地，本公开可采取完全硬件实现、完全软件实现或硬件软件组合实现的形式。此外，本公开可具有计算机可读存储介质上的计算机程序产品的形式，该计算机可读存储介质中实现有计算机可读程序代码手段。包括硬盘、CD-ROM、DVD-ROM、光存储设备、磁存储设备、半导体存储设备(例如，闪存、USB拇指驱动器)等任何合适的计算机可读存储介质可被利用。
实现本公开的计算机程序指令亦可被储存于计算机可读存储器中，所述计算机程序指令可以指导计算机或其他可编程数据处理设备来以特定方式运行，使得存储于计算机可读存储器中的所述指令生成包括执行具体实施方式或流程图块中详细介绍的功能的指令单元的产品。所述计算机程序指令亦可被载入计算机或其他可编程数据处理设备中，以促使在所述计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤，从而产生计算机执行过程，使得在计算机或其他可编程设备上执行的指令可提供用于执行本公开中所详述的功能的步骤。
本领域普通技术人员也可理解，出于安全原因，本公开的任何数据库、系统或组件可包含单个位置或多个位置的数据库或组件的任意组合，其中，每个数据库或系统包括多种合适的安全特性中的任一特性，比如防火墙、访问码、加密、解密、压缩、解压等。本文所列举的步骤可以任何顺序但不限于所示顺序来执行。此外，本文所列举的两个或多个步骤或行为可同时执行。
所公开的系统和/或方法可被至少部分上实现为应用软件，该应用软件可从公共或私人网站或应用商店(“app store”)被部分或全部下载到移动设备中。在另一实施例中，所公开的系统和方法可被包括于移动设备固件、硬件和/或软件中。在另一个实施例中，所公开的系统和/或方法可被至少部分上实现为应用软件，该应用软件在网络服务器中执行，以提供针对上述功能的、基于网络的界面。
在其他实施例中，所公开的系统和/或方法的全部或部分可被提供为一个或多个可调用模块、应用编程接口(例如，API)、源库、对象库、插件或嵌入式管理程序、动态链接库(例如DLL)，或能够提供本文所公开的功能的任何软件结构。
本公开旨在提供一种建筑物控制系统，该建筑物控制系统检测建筑物中存在的无线移动设备的数量以确定或估计该建筑物的占体的数量。当今商业建筑中几乎每个人都携带有具有WiFi和/或蓝牙通信能力且具有GPS功能、能够通过GPS或其他技术提供定位服务的移动设备。一个或多个所述移动设备可能一直处于开机状态且不断搜寻可用网络(“ping”操作)。有多种方法来唯一识别建筑物中的移动设备。例如，每个开启WiFi的设备包含被称为媒体访问控制地址(“MAC地址”)的唯一标识，且这些MAC地址在“ping”操作期间被广播。这些pings信号被建筑物中分布的WiFi网络的接入点接收。根据本公开，这些ping信号被用于确定人是否在建筑物内，如果是，则确定这些人的数量和位置。本公开的建筑物控制系统利用从所述设备的WiFi、GPS、加速度计和/或高度计搜集的信息来计算室内坐标以确定建筑物占体的位置和数量。该建筑物控制系统被用于接收建筑物内移动设备的各位置、确定建筑物何时被占以及人在建筑物中何处、并响应于建筑物的被占情况来控制建筑物的照明、加热、通风和/或其他环境因素。建筑物控制系统通过根据实际被占情况而非预期被占情况进行控制，会给建筑物所有者和使用者带来若干直接利益，比如能源和维护费用减少、设备使用寿命增加、舒适、健康及安全程度增加。
在本公开的一方面，建筑物设备，比如HVAC系统、照明和其他环境系统通常被分入与离散的控制区或区域对应的控制模型中。这些区域对应于由建筑物控制系统所控制的建筑物的多个物理区域。创建商用建筑物的数字物理模型，该数字物理模型可忠实再现实际建筑物的维度和平面布置，包括所述建筑物中各楼层的海拔(高度)。所述控制模型的各区域被映射入所述建筑物的物理模型中。各区域被编程，正如下面详细讨论的，以根据位于所述区域中设备 (占体)的数量以及根据所述建筑物内部或外部的当前环境条件来运行与该区域相关的HVAC设备。建筑物控制系统检测所述建筑物中开启WiFi和定位服务 (开启GPS)的各个设备，具体检测方式通过识别这些设备的无线电信号(radio signatues)和/或使用可精确定位这些设备的位置的定位服务来进行。通过利用三边测量和/或定位服务，使得这些充当建筑物占体代理的信号被反映到所述建筑物的物理模型内的合适位置。这些设备的物理位置与所述控制模型的区域的物理位置相关，且被识别区域内存在的设备的数量由建筑物控制系统处理。所述建筑物控制系统，反过来，基于所述区域中存在的设备的数量调节所述区域的运行参数。例如，如果大量占体聚集在会议室，区域程序会增加对会议室的新鲜空气输送量。这相比依赖CO2传感器的传统系统的优势在于，一旦房间充满人群，则可立即增给新鲜空气，而不是等到室内的CO2水平升高到足以触发传感器的水平。本公开的系统能够对即兴事件或非常规事件--例如办公室生日派对、观光团等作出动态响应，而不是依赖于现有系统的固定安排。
图1示出了根据本公开的建筑物控制系统10的实施例。建筑物控制系统的示例可在McCoy等共有的美国专利第8,055,386号和Richards等共有的美国专利第8,290,627号中找到，这两件专利所公开的全部内容以引用的形式并入本文中。建筑物控制系统10包括建筑物控制器20，该建筑物控制器20经由通信链路26可操作地耦联至至少一个接入点25(25a、25b、…、25n)。通信链路26 通常由一个或多个网络连接来提供，例如由基于以太网的局域网来提供，但是应当理解，本公开并不限定于任一特定类型的通信链路。比如光纤或无线网状网络链路等的其他合适的链路也可在各个实施例中被采用。接入点25包括无线802.11WiFi接入点，但是，在实施例中，接入点25附加地或备选地还可包括蓝牙接入点、Beacon功能(Beacon-enabled)接入点(例如，蓝牙低能a.k.a.BLE 接入点)、近场通信(NFC)接入点、手机接入点(CDMA、GSM等)和/或其组合。
接入点25从一个或多个移动设备15(15a、15b、…15n)接收无线通信信号11。每个移动设备15包括的唯一标识被编码于从移动设备15广播的无线通信信号11中，该唯一标识例如为、但不限定于媒体访问控制地址(MAC地址)、电子序列号(ESN)和/或国际移动设备标识(IMEI)。接入点25通过从移动设备15接收的所述信号11中包含的唯一标识来识别各个移动设备15。在一些实施例中，接入点25通过RF指纹来识别各个移动设备15，例如，通过对每个通信信号11进行谱分析以区分每个RF信号11的源。此外，一个或多个接入点25探测每个接收到的通信信号11的信号强度。这样，每个接入点25能够查证探测范围内每个移动设备15的身份和信号强度。信号强度以发送器和接收器间的距离为函数减弱，因此可提供从移动设备15到接入点25的距离的指示。在许多实例中，来自单个移动设备15a、15b……15n的通信信号被两个或多个接入点25a、25b……25n接收。在这些实例中，给定每个接入点25a、25b……25n的物理位置，本公开的系统使用三边测量(也被称为“三角测量(triangulation)”)试图确定或估计被识别的移动设备的物理位置，如下文将更详细地描述的。多个移动设备15可通过此种方法被一个或多个接入点25追踪，接入点25反过来将身份和信号强度数据传送给建筑物控制器20。移动设备 15的物理位置可随后被映射入其相应的控制区。
在一些实施例中，可采用单个接入点25。在这样的适合于小建筑物或住宅环境的实例中，连接于该单个接入点的移动设备15的数量代表包含整个建筑物的单个区域的被占情况。即，建筑物的被占情况是基于目前单个接入点范围内的移动设备的总数的。在采用单个接入点25但存在多个控制区的另一场景中，包括于移动设备15中的软件应用12从GPS单元14接收移动设备15的物理位置，并通过无线通信信号11向建筑物控制器20传送所接收到的移动设备15的 GPS位置。
建筑物控制器20包括与定位模块30、占用模块40和规则处理器60工作通信的建筑物数据库50。建筑物数据库50包括指示每个接入点25的位置及建筑物100内界定的每个控制区106、111、112的边界的图51(图4)。在实施例中，图51包括代表建筑物100的每个控制区的三维数字图。控制区可包括单个房间、几个房间、房间的子部分(例如，会堂前、会堂舞台和会堂眺台)且可包括室外区域(例如，就餐区、花园、停车场等)。
由示例图4可见，建筑物100包括具有一个区106的第一层105及具有两个区111和112的第二层110。每个区106、111、112包括分别与其相关的至少一个可控设备75a、75b和75c。每个区具有与其相关的一个或多个接入点25。在图4中所示的示例性实施例中，区106包括接入点25a、25b，区111包括接入点25c、25d、25e，且区112包括接入点25f。在使用中，定位模块30从一个或多个接入点25接收移动设备标识和信号强度数据。定位模块30利用存储于图51中的每个接入点25的位置、以及在对应于同一移动设备标识的各个接入点接收到的信号强度，来使用三维三边测量技术确定每个被唯一标识的移动设备的位置。例如，再次参考图4，为了确定被标识的移动设备15f的位置，使用在各接入点25d、25e和25a探测到的相对信号强度来建立相应的信号半径rd、 re和ra，从而界定分别以各接入点为中心的球sd、se和sa。信号越强表明半径越小，反之亦然。可应用加权因子来补偿由例如信号频率差异、移动设备种类、型号、制造商差异等造成的信号强度的变化。球sd、se和sa相交处界定的点表示移动设备15f的位置。通常来说，需要至少三个这样的球(例如，从移动设备 15接收通信信号11的三个接入点25)来使得不确定性最小化地对移动设备的位置进行三边测量。例如，如果仅有两个球，目标移动设备15可潜藏于沿所述两个球相交的圈上的任何位置。为了弥补这一潜在误差，定位模块30可恢复到二维三边测量模式。在该二维模式中，仅考虑同一楼层上的接入点，且信号半径范围被定义为与建筑物楼层平行的平面内的圆。因此，例如，在仅两个接入点从移动设备15接收通信信号11的情况下，移动设备15的潜在位置被缩小至仅为两个圆的两个相交点。所述两个相交点中的每个被基于其位置和信号强度来被评估。如果一个相交点位于低概率区域、比如不可进入区域或限制区域，或位于建筑物边界外，该点被抛弃且另外一个点被推定为移动设备15的位置。
占用模块40从定位模块30接收每个被探测到的移动设备15的位置。占用模块40被用于确定位于每个控制区内的移动设备的数量。将每个被探测到的移动设备15的位置与图51对比以确定所述移动设备15位于哪个控制区。记录每个控制区中移动设备15的数量以确定每个区的被占情况。
建筑物控制器20包括与包含于建筑物数据库50中的规则表52工作通信的规则处理器60。规则表52储存在给定时间段将被实施的用于每个控制区的运行参数，比如为(但不限定于)限定定点温度、湿度、新鲜空气输送和/或其他环境和控制设备设置的调度表。在每个时间段内，可定义基于区域的被占情况修改基础设定参数的一个或多个被占阈值。附加地或备选地，可定义被占事件，所述被占事件在指定区域的被占情况或两个或多个区域的合并被占情况超过限制点和/或跌至限制点下时可被触发。可定义多个限制点和/或触发点。在一个非限制性示例中，可定义如下规则：如果会议室的占体超过15人，则将设定值降低两度并对会议室增给新鲜空气流。在另一个非限制性示例中，可定义如下规则：如果建筑物主楼层的总的占体超过当地消防规范规定的最大容量，则向安保人员发送SMS消息。规则可包括滞后参数，以减少随着区域占体在阈值左右的变动、控制设备设置快速切换的发生。在实施例中，可定义最小评估时段，使得在每个最小评估时段内设备控制设置可被改变不超过一次。
规则处理器60从占用模块40接收区域被占数据，例如，每个控制区内的占体计数。对于每个控制区，从规则表52中检索适合当前时段当前区域的规则，且考虑区域的当前被占情况来评估所述规则，以确定针对对应于所述区域的一个或多个设备75的、合适的设备控制设置。规则处理器60包括用于控制控制区的一个或多个可控设备75a、75b、75c的控制输出61。控制输出61包括利用任何合适的控制协议与所述一个或多个可控设备75通信的能力，所述控制协议包括硬连线控制电路(例如，交换控制电路、RS-485总线、CANBus网络、TCP/IP网络等)、电力线载波控制电路(UPB)、无线控制协议(Z-波(Z-Wave)、ZigBee、IEC 61334)等。
在实施例中，使用期间，一个或多个接入点25、定位模块30、占用模块40 和规则处理器60以基本连续或实时的方式执行其任务。在其他实施例中，这些组件可以周期性的方式工作，例如，每分钟一次、每五分钟一次等。
图2A示出了根据本公开的建筑物控制器20的实施例。建筑物控制器20包括与存储器81、存储设备82、网络接口84、用户界面85、无线控制接口83、有线控制接口86和单元控制器接口89工作通信的处理器80。存储设备82包括一套在处理器80上可执行的指令，当所述指令由处理器执行时，执行定位模块 30、占用模块40、建筑物数据库50、和/或规则处理器60的部分或所有功能。在一些实施例中，存储设备82和存储器81包括本领域普通技术人员可理解的执行定位模块30、占用模块40、建筑物数据库50和/或规则处理器60的所述特征所需要的代表功能参数、历史数据、规则等的一套数据。存储设备82为经受电力循环的非易失性存储器，因此存储设备82最适合于非暂时性数据(通常为固件)和持久性数据(通常为配置和历史数据)的存储。存储器81通常为，但并非必须为，适合于计算结果、临时工作储存、中间结果的储存、动态表等的易失性存储器的类型。网络接口84可支持任何合适的网络通信协议和物理网络介质。用户界面85可包括具有显示器和用户输入元件的物理控制面板，且可附加地或备选地包括网络(web)接口，该web接口可使用经由例如网络接口84 与控制器20通信的浏览器来被访问。
控制器20包括具有分别通过硬连线或无线通信介质与可控设备75通信的能力的有线控制接口86和无线控制接口83。在实施例中，无线控制接口83使用无线网状网络协议通信。控制器20包括在单元控制器90被要求与可控制设备75通信的情形中可使用的单元控制器界面89。
转向图2B，单元控制器90包括呈工作通信连接的处理器91、存储器92、存储设备93、有线接口94、无线接口95、一个或多个控制端口96和一个或多个传感器端口97。控制端口96用于使用一组控制协议中的任一个与可控设备 75通信。存储设备93包括在处理器91上可执行的一组指令，所述指令用于在有线接口94和/或无线接口95处接收来自控制器20的控制命令，并将这样的控制命令翻译或适应为适合于可控设备75使用的形式。单元控制器90可包括储存于存储设备93中的配置数据，所述配置数据配置控制端口96以与具有完全不同的控制协议要求的多个可控设备75配合，且配置传感器端口97以与多种环境传感器88配合，所述环境传感器88包括但不限于：温度传感器、湿度传感器、气压传感器、光传感器、近距离传感器等。
在实施例中，一种或多种环境传感器88和/或受控制的设备75可包括接入点25，这增加了定位模块30完成三边测量可用的潜在信号的数量。例如，接入点可包括于通常建筑物遍布使用的恒温器、传感器、变风量箱、或其他HVAC 组件中。通过增加接入点的数量，所述系统的粒度提高且因此可获得更高的定位精度。此外，由于接入点25的数量增加，移动设备15可体验更好的全面通信性能，这是这些实施例的附加益处。
图3示出了根据本公开的示例性实施例的移动设备15的框图。移动设备15 包括处理器16以及与之工作通信的存储器17、通信接口18、用户界面(UI) 19和全球定位系统(GPS)接收器14。通信接口18具有例用一个或多个无线通信协议进行通信的能力，所述通信协议比如为、但不限于：蜂窝(例如， GSM、CDMA、LTE等)、WiFi(802.11)和/或协议。在实施例中，通信接口18可用于以WiFi ad-hoc模式、以及附加地或备选地以WiFi基础架构模式通信。
GPS接收器14可利用来自目前和将来可知的任何卫星导航系统的定位信号工作，该卫星导航系统包括GPS(美国)、GLONASS(俄罗斯)、Iridium(欧盟)、北斗(中国)等导航系统。用户界面19可包括用于接收来自移动设备15 的用户输入的触屏显示器、一个或多个按钮、麦克风、和/或扬声器，并将相应的用户输入信号传递至处理器16，以及响应于从处理器16接收到的信号向移动设备15的用户显示用户界面元件。移动设备15包括一个或多个传感器13，比如(但不限于)加速度计、磁司南、陀螺传感器、高度传感器(高度计或升降传感器)、温度传感器和/或气压传感器。
移动设备15包括具有可执行指令的位置感知应用12，当所述指令被处理器 16执行时，促使移动设备15向定位模块30传输由GPS接收器14收集的GPS 定位数据和/或由一个或多个传感器13收集的传感器数据。在实施例中，所述 GPS定位数据和/或所述传感器数据被编码于通信信号11中，反过来，所述通信信号11由一个或多个接入点25接收并传输至定位模块30。在这些实施例中，除了、或可选地利用信号强度数据以外，定位模块30还利用所述GPS定位数据和/或所述传感器数据来确定移动设备15的位置。例如，在移动设备15的传感器13包括高度计或气压传感器的实施例中，这些传感器值可被传送给定位模块30以提供高度的指示，这反过来有利于确定移动设备15当前处于的楼层。此外，这样的传感器值可被用于解决当可获得的接入点25的数量不足以精确三边测量移动设备15的位置时可能出现的定位模糊的问题。图51可以根据绝对GPS坐标(例如，纬度和经度)来界定区域边界和/或接入点25的位置，以便于确定移动设备15的位置。在定位模块30从移动设备15接收GPS定位的实施例中，需要在仅一个接入点25接收到的通信信号11来确定移动设备15的位置。这样的实施例运用于通常仅包括一个WiFi接入点(也称为WiFi路由器) 的小商业或住宅场景中更有优势。
现在参照图5，示出了示意根据本公开的建筑物控制系统的运行方法的流程图。所述方法起始于步骤210，在步骤210中，一个或多个唯一标识的移动设备被识别。在一个实施例中，使用编码于由移动设备广播、并被位于将被控制的建筑物中的一个或多个无线接入点接收到的射频通信信号中的唯一标识，来识别所述一个或多个移动设备。在步骤215中，确定所述一个或多个移动设备中的每个移动设备的物理位置。在实施例中，通过以下中的任意一者或者组合来确定所述一个或多个移动设备的物理位置，即：由一个或多个无线接入点接收到的移动设备的射频通信信号的三边测量、接收移动设备的被编码于射频通信信号中的GPS位置、和/或接收编码于射频通信信号中的位置传感器数据(例如，但不限于，由移动设备感应到的高度数据)。在步骤220中，所述一个或多个移动设备中的每一个的物理位置被映射入受控建筑物的相应控制区中。在实施例中，将所述一个或多个移动设备的物理位置与受控建筑物的储存的模型进行比较以确定所述移动设备当前处于哪个控制区。在步骤225中，每个控制区中移动设备的数量被记录以确定每个控制区的被占情况。在步骤230中，从规则数据库中检索与每个受控区内的一个或多个受控设备相关的规则。每个规则包括用于基于与受控设备相关的区域的被占情况来调节受控设备的运行的一个或多个指令。在实施例中，规则包括可根据被占情况基于时间段(每天的时间、每周的天数等)改变受控设备的运行的时间或调度指令。在步骤235中，根据相关区域的区域被占情况来评估设备规则，如果需要设备调节，在步骤 240中根据被占情况和该规则对所述设备进行调节。在步骤245中，如果针对所有的受控设备的规则均已被处理，所述方法在步骤250结束，否则，所述方法重复执行步骤230以处理余下的设备。
方案
应当注意，方案1-15中的任一可彼此任意组合。后面的方案16-20中的任一可彼此任意组合，或者与方案1-9中的任一或方案10-15中的任一组合。
方案1.一种用于建筑物的建筑物系统控制器，所述建筑物具有与控制区相关的至少一个可控设备和一个或多个通信接入点，所述通信接入点用于接收具有移动设备的唯一标识的电磁信号，所述建筑物系统控制器包含：建筑图，其界定一个或多个控制区并指示每个接入点的位置；定位模块，用于处理由所述一个或多个通信接入点接收到的电磁信号以确定所述移动设备的位置；占用模块，用于确定位于每个所述控制区内的移动设备的数量；及规则处理器，其至少部分响应于位于控制区内的移动设备的数量来进行控制输出，所述控制输出被配置为控制该控制区的可控设备。
方案2.根据方案1所述的建筑物系统控制器，其中，所述规则处理器包括：比较器，其将位于所述控制区内的移动设备的数量和预定规则进行比较以确定所述控制输出。
方案3.根据方案1或2任一所述的建筑物系统控制器，其中，所述比较器还将位于每个所述控制区内的移动设备的数量与预定参数进行比较，所述预定参数选自包括被占阈值、热速率、热载荷、和气候条件的组。
方案4.根据方案1-3中任一所述的建筑物系统控制器，其中，所述控制输出被配置为对从如下的组中选择的设备进行控制，所述组包括HVAC组件、照明组件、灌溉组件、状态显示器和音乐播放设备。
方案5.根据方案1-4中任一所述的建筑物系统控制器，其中，所述定位模块包括：三边测量单元，其将从第一接入点接收的移动设备的信号强度和从至少一个第二接入点接收到的所述移动设备的信号强度进行比较，以确定所述移动设备的位置。
方案6.根据方案1-5中任一所述的建筑物系统控制器，其中，所述电磁信号还包括用于指示所述移动设备的位置的位置指示；及占用模块被配置为至少部分基于所述电磁信号中包括的所述位置指示，来确定位于每个所述控制区内的移动设备的数量。
方案7.根据方案1-6中任一所述的建筑物系统控制器，其中，所述电磁信号还包括用于指示所述移动设备的高度的高度指示；及所述占用模块被配置为至少部分基于所述电磁信号中包括的所述高度指示，来确定位于每个所述控制区内的移动设备的数量。
方案8.根据方案1-7中任一所述的建筑物系统控制器，其中，所述区域状态选自如下的组，所述组包括区域标识、区域内移动设备数量和区域当前运行状态。
方案9.根据方案1-8中任一所述的建筑物系统控制器，其中，所述规则处理器还被配置为至少部分响应于位于所述控制区内的移动设备的数量，向至少一个指定用户发布警报。
方案10.一种建筑物控制系统，包含：系统控制器，其适于与至少一个控制区相关的至少一个可控设备工作通信；地理定位模块，其能够在移动设备上运行且用于向所述系统控制器提供所述移动设备的位置；建筑图，其界定所述建筑物的一个或多个控制区；占用模块，用于至少部分基于所述移动设备的位置来确定位于各所述至少一个控制区内的移动设备的总数；及规则处理器，其至少部分响应于控制区内的移动设备的总数来进行控制输出，所述控制输出被配置为控制所述控制区的可控设备。
方案11.根据方案10所述的建筑物控制系统，其中，所述规则处理器包括：比较器，其将当前时间位于所述控制区内的移动设备的数量与预定的调度表进行比较，以确定所述控制输出。
方案12.根据方案10或11所述的建筑物控制系统，其中，所述比较器还将位于每个所述控制区内的移动设备的数量与预定参数进行比较，所述预定参数选自包括被占阈值、热速率、热载荷和气候条件的组。
方案13.根据方案10-12任一所述的建筑物控制系统，其中，所述控制输出被配置为对从如下的组中选择的设备进行控制，所述组包括HVAC组件、照明组件、灌溉组件、状态显示器和音乐播放设备。
方案14.根据方案10-13任一所述的建筑物控制系统，还包括向用户展示区域状态的状态显示器。
方案15.根据方案10-14任一所述的建筑物控制系统，其中，所述区域状态选自如下的组，所述组包括区域标识、区域内移动设备数量、和区域当前运行状态。
方案16.一种建筑物控制系统的运行方法，包含：识别一个或多个唯一标识的移动设备；确定所述一个或多个移动设备各自物理位置；将所述一个或多个移动设备各自的物理位置与所存储的受控建筑物的模型进行比较，以确定所述移动设备当前处于哪个控制区；记录每个控制区中移动设备的数量，以确定每个控制区的被占情况；从规则数据库检索与每个受控区内的受控设备相关的规则；鉴于相关区域的区域被占情况来评估所述规则，以确定是否需要对受控设备进行调节；及根据所述评估的结果调节所述受控制设备。
方案17.根据方案16所述的建筑物控制系统的运行方法，其中，确定物理位置包括：对由所述一个或多个唯一标识的移动设备中的被识别设备广播的射频通信信号进行三边测量。
方案18.根据方案16或17所述的建筑物控制系统的运行方法，其中，确定物理位置包括：接收编码于射频通信信号中的GPS位置，所述射频通信信号由所述一个或多个唯一标识的移动设备中被识别设备广播。
方案19.根据方案16-18任一所述的建筑物控制系统的运行方法，其中，所述评估的步骤还包括：鉴于当前时间来评估所述规则。
方案20.根据方案16-19任一所述的建筑物控制系统的运行方法，还包含：至少部分响应于控制区的被占情况来向用户发布警报。
本文描述了本公开的特定实施例，但是，应当理解，所公开的实施例仅是本公开的示例，本公开可以多种形式实施。已知的功能或构造并未详述以避免不必要的细节使本公开变得不清晰。因此，本文所公开的特定结构和功能细节不可被理解为是限制性的，而仅作为权利要求的基础及作为用于教导本领域普通技术人员在任何合适的详细结构中多样地运用本公开的代表性基础。

Claims (20)

1.一种用于建筑物的建筑物系统控制器，所述建筑物具有与控制区相关的至少一个可控设备和一个或多个通信接入点，所述通信接入点用于接收具有移动设备的唯一标识的电磁信号，所述建筑物系统控制器包含：
建筑图，其界定一个或多个控制区并指示每个接入点的位置；
定位模块，用于处理由所述一个或多个通信接入点接收到的电磁信号，以确定所述移动设备的位置；
占用模块，用于确定位于每个所述控制区内的移动设备的数量；及
规则处理器，其至少部分响应于位于控制区内的移动设备的数量来进行控制输出，所述控制输出被配置为控制该控制区的可控设备。
2.根据权利要求1所述的建筑物系统控制器，其中，所述规则处理器包括：
比较器，其将位于所述控制区内的移动设备的数量和预定规则进行比较，以确定所述控制输出。
3.根据权利要求2所述的建筑物系统控制器，其中，所述比较器还将位于每个所述控制区内的移动设备的数量与预定参数进行比较，所述预定参数选自包括被占阈值、热速率、热载荷和气候条件的组。
4.根据权利要求1所述的建筑物系统控制器，其中，所述控制输出被配置为对从如下的组中选择的设备进行控制，所述组包括HVAC组件、照明组件、灌溉组件、状态显示器和音乐播放设备。
5.根据权利要求1所述的建筑物系统控制器，其中，所述定位模块包括：
三边测量单元，其将从第一接入点接收的移动设备的信号强度和从至少一个第二接入点接收到的所述移动设备的信号强度进行比较，以确定所述移动设备的位置。
6.根据权利要求1所述的建筑物系统控制器，其中，
所述电磁信号还包括用于指示所述移动设备的位置的位置指示；及
所述占用模块被配置为至少部分基于所述电磁信号中包括的所述位置指示，来确定位于每个所述控制区内的移动设备的数量。
7.根据权利要求1所述的建筑物系统控制器，其中，
所述电磁信号还包括用于指示所述移动设备的高度的高度指示；及
所述占用模块被配置为至少部分基于所述电磁信号中包括的所述高度指示，来确定位于每个所述控制区内的移动设备的数量。
8.根据权利要求7所述的建筑物系统控制器，其中，所述区域状态选自如下的组，所述组包括区域标识、区域内移动设备数量和区域当前运行状态。
9.根据权利要求1所述的建筑物系统控制器，其中，所述规则处理器还被配置为至少部分响应于位于所述控制区内的移动设备的数量，向至少一个指定用户发布警报。
10.一种建筑物控制系统，包含：
系统控制器，其适于与至少一个控制区相关的至少一个可控设备工作通信；
地理定位模块，其能够在移动设备上运行，并且用于向所述系统控制器提供所述移动设备的位置；
建筑图，其界定所述建筑物的一个或多个控制区；
占用模块，其用于至少部分基于所述移动设备的位置，来确定位于各所述至少一个控制区内的移动设备的总数；及
规则处理器，其至少部分响应于控制区内的移动设备的总数来进行控制输出，所述控制输出被配置为控制所述控制区的可控设备。
11.根据权利要求10所述的建筑物控制系统，其中，所述规则处理器包括：
比较器，其将当前时间位于所述控制区内的移动设备的数量与预定的调度表进行比较，以确定所述控制输出。
12.根据权利要求11所述的建筑物控制系统，其中，所述比较器还将位于每个所述控制区内的移动设备的数量与预定参数进行比较，所述预定参数选自包括被占阈值、热速率、热载荷和气候条件的组。
13.根据权利要求10所述的建筑物控制系统，其中，所述控制输出被配置为对从如下的组中选择的设备进行控制，所述组包括HVAC组件、照明组件、灌溉组件、状态显示器和音乐播放设备。
14.根据权利要求10所述的建筑物控制系统，还包括：
向用户展示区域状态的状态显示器。
15.根据权利要求14所述的建筑物控制系统，其中，所述区域状态选自如下的组，所述组包括区域标识、区域内移动设备数量、和区域当前运行状态。
16.一种建筑物控制系统的运行方法，包含：
识别一个或多个唯一标识的移动设备；
确定所述一个或多个移动设备各自的物理位置；
将所述一个或多个移动设备各自的物理位置与所存储的受控建筑物模型进行比较，以确定所述移动设备当前处于哪个控制区；
记录每个控制区中移动设备的数量，以确定每个控制区的被占情况；
从规则数据库检索与每个控制区内的受控设备相关的规则；
鉴于相关区域的区域被占情况来评估所述规则，以确定是否需要对所述受控设备进行调节；及
根据所述评估的结果调节所述受控设备。
17.根据权利要求16所述的建筑物控制系统的运行方法，其中，确定物理位置包括：
对由所述一个或多个唯一标识的移动设备中的被识别设备广播的射频通信信号进行三边测量。
18.根据权利要求16所述的建筑物控制系统的运行方法，其中，确定物理位置包括：
接收编码于射频通信信号中的GPS位置，所述射频通信信号由所述一个或多个唯一标识的移动设备中的被识别设备广播。
19.根据权利要求16所述的建筑物控制系统的运行方法，其中，所述评估的步骤还包括：
鉴于当前时间来评估所述规则。
20.根据权利要求16所述的建筑物控制系统的运行方法，还包含：
至少部分响应于控制区的被占情况来向用户发布警报。
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