CN110753887B - 楼宇自动化系统中的设备和运行数据的发现和识别 - Google Patents

Abstract

用于在楼宇自动化系统(BAS)中发现和识别设备和运行数据的装置和方法，其中：将定义文件读入存储器中(502)；访问BAS的元素的数据库(504)；选择BAS的子系统(506)；搜索数据库并生成点和设备的映射(508)；标识映射中的不一致(510)，例如未发现设备(512)、发现设备处于错误状态(516)、发现重复的设备(520)、未正确映射的点(524)、未映射的点(528)；并且例如通过识别未发现的设备(514)、通过删除被发现处于错误状态的设备(518)、通过删除重复的设备(522)、通过重新映射未正确映射的点(526)、通过映射未映射的点(530)来解决不一致。

Description

楼宇自动化系统中的设备和运行数据的发现和识别

技术领域

本发明主要涉及楼宇自动化系统，并且更具体地涉及与楼宇自动化系统中的子系统相关联的设备和运行元数据的识别和收集。

背景技术

大多数现代楼宇均建有安全系统、应急系统、供暖通风和空调(HVAC)系统，所有这些系统均具有许多传感器、风扇、数值和执行器。这些系统通常一起称为楼宇自动化系统(BAS)。许多装置由位于现场面板中的微控制器或微处理器控制。每个面板的编程通常基于联接到面板的不同装置而是独一无二的。BAS的初始准备需要花费数小时来布局设计、开发面板和其他可编程装置的程序、对装置进行编程、调整装置以及测试装置和程序。BAS的配置通常存储在BAS可访问的数据库中。随着时间变化，BAS及其对应的数据库会进行其他更改和修改。这些更改和修改通常以不同的命名约定和描述发生，从而导致BAS中的类似装置对BAS中的设备和数据点使用不同的命名约定。因此，在某些BAS中，命名约定并未严格定义和执行，从而允许将字符串用作标签，即“弱命名”。

通常，不同类型的工具(诸如故障检测工具和性能分析工具)需要了解待识别BAS中的点的子集(BAS的物理和逻辑元素)以及硬件子系统。此外，通常需要关于点和关联元数据的功能和含义的信息来给出系统分析的含义，并且此类信息通常不被嵌入传统的BAS中。此类子集和元数据的识别是一个手动过程，由于在配置BAS时使用弱命名约定和键入操作，因此容易出错。

识别BAS子集的已知方法需要强命名约定，而不能与弱命名约定(用户定义的标签、字符串和识别符)一起使用。鉴于前述内容，存在对当采用弱命名约定时正确识别与子系统相关联的BAS数据库中的项目的系统、装置和方法的持续需求。

发明内容

一种用于识别楼宇自动化系统(BAS)的子系统的方法通过检查BAS数据库中的条目，并经由多次迭代识别和映射与该子系统相关联的条目的过程来实现和控制。每个迭代都包含其他后缀或条目，这些后缀或条目有助于进一步识别数据库实体。此外，还识别了未识别的条目和映射。在每个迭代之间，使用一组预定义的方法来识别和解决数据库中的未识别条目。然后将所得的识别的点、硬件、映射和其他数据库元素作为输入提供给其他工具，例如故障检测和诊断工具。

通过检查以下附图和详细描述，本发明的其他设备、装置、系统、方法、特征和优点对于本领域技术人员将是或将变得显而易见。旨在将所有这样的其它系统、方法、特征和优点包括在本说明书内、在本发明的范围内，并由所附权利要求书保护。

附图说明

通过参考以下附图可以更好地理解本发明。附图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在说明本发明的原理上。在附图中，相同的附图标记表示在所有不同视图中的相应部件。

图1为根据本发明的示例实施方式的、能够访问与楼宇自动化系统(BAS)相关联的数据库的由处理器控制的装置的图示。

图2为根据本发明的示例实施方式的HVAC楼宇空气处理机子系统实施方式的图示。

图3为由图1的处理器控制的图形用户界面，其描绘了根据本发明的示例实施方式的、具有未识别项目的与BAS中的子系统相关联的可用面板的列表。

图4为根据本发明的示例实施方式的、用于识别图1的BAS的子系统中项目之间的关联(即，映射)的方法的列表。

图5为根据本发明的示例实施方式的、用于识别与图1的BAS的子系统相关联的未识别项目的方法的流程图。

图6为描绘根据示例实施方式的、选择与图3的所选空气处理机子系统相关联的元素的第一迭代的图形用户界面(GUI)。

图7为描绘了根据示例实施方式的、描绘未识别元素通过图6的未发现的“编辑映射”按钮被映射的方法的图形用户界面。

图8为根据示例实施方式的、基于驻留在图1的应用存储器中的发现和识别设备和点应用的输出来更新字符串和后缀的定义文件的图示。

具体实施方式

如本文中所使用的，描述了一种用于在楼宇自动化系统(BAS)中发现、识别和映射设备、点和运行数据的方法。

转向图1，根据本发明的示例实施方式的处理器控制的装置102的图示100，该装置能够访问与BAS 136相关联的数据库126。处理器控制的装置102可以具有控制器104(处理器)，其通过地址/数据总线114联接到存储器106、网络接口108、视频控制器110和输入/输出(I/O)接口112。网络接口108可以将处理器控制的装置102联接到网络(诸如一个或多个局域网(LAN)/互联网/云116)和服务器(诸如位于云中的服务器132)以及BAS 136。到LAN/互联网/云116的连接可以为有线的或无线的(诸如IEEE 802.11g或802.11n标准)。视频控制器110可以联接到一个或多个显示器，诸如显示器118。该显示器通常为数字视频显示器，诸如高清电视或VGA计算机显示器。I/O接口112可以联接到键盘122、光盘读取器120和鼠标124。

控制器104执行可存储在存储器106中的指令，这些指令有助于处理器控制的装置102的操作。存储器106可以在逻辑上或物理上划分为运行存储器128，该运行存储器为处理器控制的装置102和应用存储器130提供运行指令。存储器106可以具有一个或多个数据库，诸如存储在其中的数据库126，以便当由存储在应用存储器130中的控制器104执行时由该应用访问。在其他实施方式中，应用存储器130可以专用于一个应用。初始命名约定可以首先被加载到应用存储器130中，其中初始命名定义文件为命名数据库126中不同元素的典型方法，并且包含部分名称，诸如后缀和/或文本字符串。

数据库126从BAS 136中的数据库125复制，并且可以由控制器104下载或复制到存储器106中。在其他实施方式中，可以从BAS或位于云或外部网络中的服务于BAS的服务器实时读取数据库125。在其他实施方式中，来自BAS 136的数据库可能先前已存储在服务器132的存储器或磁盘存储装置中。数据库125和副本126包含BAS 136的元素和配置数据，包括硬件、点和相关数据。

BAS 136还可以具有代理过程140，该代理过程将来自BAS 136的收集的数据发送到在服务器132上实现的度量/分析服务(MAS)142。在其他实施方式中，MAS 142可以在BAS136内部。在其他实施方式中，MAS142可以被实现在诸如处理器控制的装置102的远程装置上。收集的数据可以为实时数据或存储在数据库125中的数据，并且可以经由代理过程140周期性地发送到度量/分析服务142。

应用存储器130中的应用由控制器104执行，并产生出现在显示器118上的、用于识别包括BAS 136的子系统的元素的图形用户界面138。这些元素可以包括与子系统(诸如图2的简化子系统)相关联的点、面板、硬件和数据。

在图2中，描绘了根据本发明的示例实施方式的、HVAC楼宇实施方式200的图示。具有房间204的楼宇202具有送气孔206和回气孔208。外部空气经由外部进气孔210进入楼宇中，并通过外部排气孔212排出。空气混合器214可具有排气风门216、室外风门218、回流风门220和送气风门222。送风风扇224可有助于移动供应空气并且具有供应变频驱动器226。加热供应控制阀228可以控制供应空气的加热，并且类似地，供应空气冷却阀230可以控制供应空气的冷却，以及恒温器232也可以存在于房间204中。回流空气经由回流空气孔208离开房间204，并且可以由回流风扇234辅助，该风扇可以由回流变频驱动器236控制。回流空气经由回流风门220进入空气混合器214。如图2所示，房间204还可以具有照明控制238和百叶控制240。所有装置可以由一个或多个现场面板控制，诸如控制BAS 136的不同元素的面板242。现场面板可以直接或间接联接到楼宇的电信网络239和/或互联网/云。现场面板可以具有被编程为操作BAS 136的不同部件的一个或多个微控制器。

转向图3，其示出了根据本发明的示例性实施方式的由图1的处理器控制的图形用户界面(GUI)300，该图形用户界面描绘了具有未识别项目的与BAS 136中的子系统相关联的可用面板302的列表。从可用面板304的列表中选择面板304。在当前实施方式中，该面板通过“ADD(添加)”按钮308被添加到所选面板306的列表中。可以采用其他选择项目的方法，诸如复选框、拖放或其他已知的图形用户界面选择方法。诸如“ADD ALL(添加全部)”按钮310的按钮可用于在可用面板302的列表中添加所有面板。类似地，可以在所选面板306的列表中选择诸如面板的项目，并且按钮可以用于从所选面板306的列表中删除所选面板。这样的按钮的示例包括“REMOVE(删除)”按钮312和“REMOVE ALL(删除全部)”按钮314。在其他实施方式中，可以采用用于在图形用户界面中选择和删除项目的其他已知方法。一旦针对一个区域或一组设备(诸如图2的空气处理机)做出了所有期望的选择，则可以使用“OK(确定)”按钮316进行选择或接受选择。如果用户希望不继续，则可以选择“CANCEL(取消)”按钮。

一旦选择并接受了诸如图2所示的空气处理机面板的项目，就可以借助初始定义文件在数据库中发现相关的设备和点。与利用强命名类型的方法不同，弱命名允许名称成为数据库中用户定义的字符串，并且即使使用初始定义文件也无法发现关联。为了解决未发现的关联，实施了多种方法。在图4中，描绘了根据本发明的示例性实施方式的用于识别图1的BAS136的子系统中的项目之间的关联(即，映射)的方法400的列表。图3中的选择有五个可能的结果。首先，可能不会发现402设备，诸如图2中的任何装置208-240。例如，没有从所选项目或面板中发现存在于BAS 136子系统中的设备或项目。其次，发现设备或项目处于错误404中。例如，响应于使用GUI 300的选择列出了实际上不存在的设备或项目。第三，响应于使用GUI 300的选择，列出了重复的设备406。响应于使用GUI 300的选择，多次列出同一设备。第四，与所选面板408相关联的未正确映射的点。响应于使用GUI 300的选择，分配给点的点函数未正确映射。第五可能的结果是点未映射410到任何面板或项目。图3中选定的面板会产生多个点映射，但是某些点未被映射。

转向图5，其示出了根据本发明的示例实施方式的用于识别与图1的BAS 136的子系统相关联的未识别项目的方法的流程图500。控制器104从读取定义文件502的应用存储器130执行应用。在步骤504中，访问数据库的副本，并且在图3的GUI 300中提供面板列表。在步骤506中，选择与BAS 136的楼宇或子系统中的区域相关联的面板或元素。然后，在步骤508中，控制器使用定义文件搜索BAS 136数据库126的副本，并生成与所选项目或面板或元素相关联的点和设备的映射。然后在步骤510中生成具有结果的报告，该报告包括具有需要进一步处理的不一致的点或缺少的点。如果在步骤512中未发现与所选面板关联的设备并且已知存在该设备，则在步骤514中识别未发现但已知存在的设备。如果在步骤516中设备被识别为发现处于错误中，则在步骤518中从子系统设备和点的列表中删除错误的设备。如果在步骤520中识别出重复的设备，则在步骤522中将其从子系统设备和点的列表中删除。在一些实施方式中，步骤522包括合并重复的设备并组合其映射。如果在子系统设备和点的所得列表528中将设备识别为未映射，则在步骤530中映射未映射的点。然后可以在步骤532中保存被修改以解决映射列表中的至少一部分不一致的所得点列表，其产生期望房间或子系统的映射和未映射点的完整列表。在其他实施方式中，对列表的检查和/或校正的顺序可以以不同的顺序进行，或者对所得的点和设备的列表进行少于五次的检查。

在图6中，描绘了根据示例实施方式的图形用户界面(GUI)600，该图形用户界面描绘了与图3的所选空气处理机300子系统相关联的选择元素602的第一迭代。当在GUI 600中选择空气处理机604并且经由“RUNDISCOVERY(运行发现)”按钮610运行发现时，经由数据库中存在的点和函数的映射来提供点函数606的列表。还描绘了看起来映射到空气处理机604的未映射点或元素608。如果所有元素或点均正确且子系统映射已完成，则可以使用“EXPORT(导出)”按钮612导出所得元素列表。使用“EDIT MAPPING(编辑映射)”按钮614来映射空气处理机604的未映射点函数608，并输入关联或映射。

转向图7，其描绘了根据示例实施方式的图形用户界面700，该图形用户界面描绘了未发现的未识别元素经由图6的“EDIT MAPPING(编辑映射)”按钮被映射的方法。列出了针对设备类型704的已识别未知设备字符串702。识别设备字符串的过程可以采用分类器，诸如多项式朴素贝叶斯和随机森林。可以添加706或删除708设备字符串。设备字符串702可各自单独地与点函数710相关联或映射到该点函数。类似地，可以添加714或删除716点后缀712以进一步映射未映射的点或项目。一旦映射完成，就可以通过选择“OK(确定)”按钮718来实施或保存它们，或者通过“CANCEL(取消)”按钮720取消它们。因此，可以添加、删除设备字符串，映射的点函数，以及添加和删除的点后缀以解决未映射或误映射的元素。

在图8中，描绘了根据示例实施方式的基于驻留在图1的应用存储器130中的发现和识别设备和点应用802的输出来更新810字符串和后缀804的定义文件804的图示800。使用发现和识别设备和点应用802(其使用字符串和后缀定义文件804)来选择BAS 136中的子系统或位置，从而得到更新的字符串和后缀定义文件806，并且在某些情况下，得到不属于所选子系统或位置的一部分的未映射的项目808。控制器104使用更新后的字符串和后缀定义文件806以及在一些实施方式中使用来自未映射项目808的字符串和后缀的部分作为输入，执行字符串和后缀定义文件反馈过程810。为了识别字符串和后缀，可以使用诸如随机森林测试分类或多项式朴素贝叶斯文本分类的方法来添加新的字符串，以对映射中使用的点和元素进行分类。该文件被分为训练数据和测试数据。将训练数据与字符串和后缀定义文件804一起使用，并将不同类型的加权算法(诸如PYTHON编程语言中可用的加权算法)应用于训练数据以及字符串和后缀定义文件804，从而生成更新的字符串和后缀定义文件，该更新的定义文件与测试数据以及发现和识别设备和点应用802一起使用，以验证使用更新文件的性能上的改进。如果实现了性能上的改进，则更新的字符串和后缀定义文件将替换当前的字符串和后缀定义文件804。

在其他实施方式中，字符串和后缀定义文件804可以被存储在具有多种样式或版本的库中。每种样式或版本可以与工程师、工程组、BAS的安装程序、BAS的制造商、BAS的大小或类似属性相关联。这样的属性可以包含在BAS 136的数据库中。字符串和后缀定义文件804或字符串和后缀定义文件库可以存储在位于云中的一个或多个服务器(诸如服务器132)上。

本领域技术人员应理解并认识到，可以通过硬件和/或软件(机器可读指令)来执行结合图5描述的一个或多个过程、子过程或过程步骤。如果通过软件执行所述方法，则该软件可以驻留在合适的电子处理部件或系统(如附图中示意性描绘的一个或多个功能部件或模块)中的应用存储器中。

应用存储器中的软件可以包括用于实现逻辑函数(即，“逻辑”可以以数字形式(如数字电路或源代码)或以模拟形式(如模拟电路或模拟源(如模拟电、声音或者视频信号)))的可执行指令的有序列表，并且可以在供指令执行系统、装置或者设备(如基于计算机的系统、包含处理器的系统或可选择性地从指令执行系统、装置或设备获取指令并执行该指令的其它系统)使用或者与其结合使用的任何有形计算机可读介质中选择性地实施。在本公开的上下文中，“计算机可读介质”为可包含或存储由指令执行系统、装置或设备使用或与其结合使用的程序的任何有形装置。有形计算机可读介质可以选择性地但不限于例如电子、磁、光学、电磁、红外或半导体系统、装置或设备。有形计算机可读介质的更具体的例子但是非穷举的列表包括以下内容：便携式计算机磁盘(磁性)、RAM(电子)、只读存储器“ROM”(电子)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或闪存)(电子)和便携式光盘只读存储器“CDROM”(光学)。需注意，计算机可读介质甚至可以为纸张(穿孔卡片或穿孔带)或其它合适的介质，在该介质上可以以电子方式捕获指令，然后根据需要，该指令被以合适的方式编译、解释或处理并且存储在计算机存储器中。

在本文中仅通过示例而非限制的方式给出了在楼宇自动化系统中发现和识别设备和运行数据的方法的一个或多个实施方式的前述详细描述。应该认识到，本文描述的某些个体特征和功能可以在没有结合本文描述的其它特征和功能的情况下获得。而且，应当理解，上述公开的实施例和其它特征和功能或其替代方案的各种替换、修改、变化或改进可以以期望的方式组合到许多其它不同的实施例、系统或应用中。目前未预见或未预料到的替代方案、修改、变化或改进可以由本领域技术人员随后做出，这些替代方案、修改、变化或改进也旨在被所附权利要求涵盖。因此，任何所附权利要求的精神和范围不应限于本文包含的实施方式的描述。

Claims (21)

1.一种用于在楼宇自动化系统中发现和识别设备和运行数据的方法，包括：

由处理器将定义文件读入存储器，其中，所述定义文件包括具有后缀和/或文本字符串的定义；

访问所述楼宇自动化系统的元素的数据库；

选择由所述元素的数据库的一部分元素定义的、所述楼宇自动化系统的子系统；

用所述处理器生成与来自所述元素的数据库的所述子系统相关联的映射列表，其中，所述元素的数据库中的元素具有弱命名，其中，所述弱命名允许名称成为用户定义的标签、字符串和识别符；

识别与所述子系统相关联的所述映射列表中的不一致；以及

修改所述定义文件中的至少一个定义，以解决所述映射列表中的至少一部分不一致，从而生成完整的映射列表和未映射点列表，其中，解决所述不一致包括添加和删除设备字符串、映射点函数以及添加和删除点后缀。

2.根据权利要求1所述的用于在楼宇自动化系统中发现和识别设备和运行数据的方法，其中，修改至少一个定义还包括：所述处理器将缺少的元素添加到所述完整的映射列表。

3.根据权利要求1所述的用于在楼宇自动化系统中发现和识别设备和运行数据的方法，其中，解决不一致还包括：所述处理器从所述完整的映射列表中删除在所述子系统中不存在的元素。

4.根据权利要求1所述的用于在楼宇自动化系统中发现和识别设备和运行数据的方法，其中，解决不一致还包括：所述处理器从所述完整的映射列表中删除重复的实体。

5.根据权利要求1所述的用于在楼宇自动化系统中发现和识别设备和运行数据的方法，其中，解决不一致还包括：所述处理器将函数重新分配给所述完整的映射列表中的点。

6.根据权利要求1所述的用于在楼宇自动化系统中发现和识别设备和运行数据的方法，其中，读取所述元素的数据库还包括：将所述楼宇自动化系统的数据库复制到所述元素的数据库。

7.根据权利要求1所述的用于在楼宇自动化系统中发现和识别设备和运行数据的方法，包括：响应于所述处理器，使用所述完整的映射列表中的至少一部分文本字符串来更新所述定义文件。

8.一种用于在楼宇自动化系统中发现和识别设备和运行数据的装置，包括：

处理器；

用于存储定义文件的、与所述处理器联接的存储器，其中，所述定义文件包括具有后缀和/或文本字符串的定义；

在与所述处理器联接的显示器中所示的图形用户界面，所述图形用户界面显示来自所述楼宇自动化系统的元素的数据库的元素，其中，经由所述图形用户界面来选择所述楼宇自动化系统的子系统；

由所述处理器生成的、与所述元素的数据库的所述子系统相关联的元素的映射列表，并且所述映射列表被显示在所述图形用户界面中，其中所述元素的数据库的元素具有弱命名，其中，所述弱命名允许名称成为用户定义的标签、字符串和识别符；以及

由所述处理器生成的完整的映射列表和未映射点列表，其中所述完整的映射列表包括通过所述图形用户界面映射的所述未映射点列表中的至少一个未映射点，其中，由所述处理器识别所述映射列表中的不一致，并且修改所述定义文件中的至少一个定义，以解决所述映射列表中的至少一部分不一致，从而生成完整的映射列表和未映射点列表，其中，解决所述不一致包括添加和删除设备字符串、映射点函数以及添加和删除点后缀。

9.根据权利要求8所述的装置，其中，对不一致的至少一部分的解决还包括：由所述处理器将缺少的元素添加到所述完整的映射列表中。

10.根据权利要求8所述的装置，其中，对不一致的至少一部分的解决还包括：由所述处理器从所述完整的映射列表中删除在所述子系统中不存在的元素。

11.根据权利要求8所述的装置，其中，对不一致的至少一部分的解决还包括：由所述处理器从所述完整的映射列表中删除重复的实体。

12.根据权利要求8所述的装置，其中，对不一致的至少一部分的解决还包括：由所述处理器将函数重新分配给所述完整的映射列表中的点。

13.根据权利要求8所述的装置，其中，对不一致的至少一部分的解决还包括：由所述处理器复制楼宇自动化系统数据库以创建所述元素的数据库。

14.根据权利要求8所述的装置，包括：由所述处理器使用所述完整的映射列表中的文本字符串的至少一部分，借助生成所述完整的映射列表，更新所述定义文件。

15.一种具有多个指令的非暂时性计算机可读介质，当执行所述多个指令时，所述多个指令执行一种用于在楼宇自动化系统中发现和识别设备和运行数据的方法，包括：

由处理器将定义文件读入存储器中，其中，所述定义文件包括具有后缀和/或文本字符串的定义；

访问所述楼宇自动化系统的元素的数据库；

选择所述楼宇自动化系统的子系统；

用所述处理器生成与来自所述元素的数据库的所述子系统相关联的映射列表，其中，所述元素的数据库中的元素具有弱命名，其中，所述弱命名允许名称成为用户定义的标签、字符串和识别符；

识别与所述子系统相关联的、所述映射列表中的不一致；以及

修改所述定义文件中的至少一个定义，以解决所述映射列表中的至少一部分不一致，从而生成完整的映射列表和未映射点列表，其中，解决所述不一致包括添加和删除设备字符串、映射点函数以及添加和删除点后缀。

16.根据权利要求15所述的具有多个指令的非暂时性计算机可读介质，当执行所述多个指令时，所述多个指令执行用于在所述楼宇自动化系统中发现和识别设备和运行数据的方法，其中，解决不一致还包括：所述处理器将缺少的元素添加到所述完整的映射列表中。

17.根据权利要求15所述的具有多个指令的非暂时性计算机可读介质，当执行所述多个指令时，所述多个指令执行用于在所述楼宇自动化系统中发现和识别设备和运行数据的方法，其中，解决不一致还包括：所述处理器从所述完整的映射列表中删除在所述子系统中不存在的元素。

18.根据权利要求15所述的具有多个指令的非暂时性计算机可读介质，当执行所述多个指令时，所述多个指令执行用于在所述楼宇自动化系统中发现和识别设备和运行数据的方法，其中，解决不一致还包括：所述处理器从所述完整的映射列表中删除重复的实体。

19.根据权利要求15所述的具有多个指令的非暂时性计算机可读介质，当执行所述多个指令时，所述多个指令执行用于在所述楼宇自动化系统中发现和识别设备和运行数据的方法，其中，解决不一致还包括：所述处理器将函数重新分配给所述完整的映射列表中的点。

20.根据权利要求15所述的具有多个指令的非暂时性计算机可读介质，当执行所述多个指令时，所述多个指令执行用于在所述楼宇自动化系统中发现和识别设备和运行数据的方法，其中，读取所述元素的数据库还包括：将所述楼宇自动化系统的数据库复制到所述元素的数据库。

21.根据权利要求15所述的具有多个指令的非暂时性计算机可读介质，当执行所述多个指令时，所述多个指令执行用于在所述楼宇自动化系统中发现和识别设备和运行数据的方法，包括：响应于所述处理器，用所述完整的映射列表中的文本字符串的至少一部分更新所述定义文件。