CN111095134B - 用于综合楼宇自动化系统的容错服务 - Google Patents

Abstract

一种服务，其直接访问一个或多个楼宇自动化系统单元，以收集数据，并将数据提供给数据使用者。

Description

用于综合楼宇自动化系统的容错服务

技术领域

本发明主要涉及楼宇自动化系统，并且更具体地涉及从楼宇自动化系统收集数据。

背景技术

大多数现代楼宇都建造有安全系统、应急系统、供暖通风和空气调节(HVAC)系统，所有这些系统都具有许多传感器、风扇、值和执行器。这些系统通常一起称为楼宇自动化系统(BAS)。这些设备中的许多都由位于分布在整个楼宇甚至校园内的现场面板中的微控制器或微处理器控制。组成BAS的单元通常称为点、面板和设备。

如图1所示，楼宇自动化系统中的设备、面板和点可包括早期自动化尝试中的传统设备，并且其资源和能力有限；它们甚至可能来自不同的制造商。具有传统设备的BAS 13通常具有与传统设备15、面板16和点17直接通信的管理器14。诸如设备11和设备12的外部设备可直接从管理器14获取数据。

转向图2，示出了具有多个从BAS 13请求数据的数据使用者24和26的图20。具有传统的楼宇自动化设备、面板和点的BAS(诸如BAS 13)通常具有有限的通信能力，可能会在压力下失效。这些限制是由于有限的处理能力、带宽限制和存储器/缓冲区限制而产生的。此外，BAS 13中的传统设备可能缺少万维网甚至互联网访问。BAS存在的另一个问题是设备通常专用于安装并且不是共享的。

鉴于前述内容，持续需要用于从具有传统设备和/或限制硬件的一个或多个BAS采集数据，然后在不向BAS施加压力的容错系统中使数据可供数据使用者使用的系统、装置和方法。

发明内容

综合楼宇多服务(MSIB)服务器直接与BAS的设备、面板和点通信，而不会以容错的方式专用于BAS。MSIB启动虚拟节点管理器，该虚拟节点管理器管理多个具有与BAS的设备、面板和点通信的能力的容错虚拟节点。因此，数据使用者能够使用非专有或标准接口访问MSIB而不是直接访问BAS。此种通信减少BAS中集成的BAS网关或管理设备的负载。此外，可以经由现代方法、应用程序和协议获得在MSIB处收集的数据。

通过检查以下附图和具体实施方式，本发明的其它设备、装置、系统、方法、特征和优点对于本领域技术人员将变得显而易见。旨在将所有此类附加系统、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，在所有不同的视图中，相似的附图标记指定对应的部分。

图1是传统楼宇自动化系统(BAS)的图示。

图2是从图1的传统BAS采集数据的现有技术方法的图示。

图3是根据示例实现方式的MSIB的图。

图4是根据示例实现方式的与BAS和数据使用者通信的、图3的MSIB的图。

图5是根据本发明的示例实现方式的与多个BAS和数据使用者通信的、图3的MSIB的图。

图6是根据本发明的示例实现方式的托管虚拟节点的多个MSIB服务器的图。

图7是根据示例实现方式的、图6的虚拟节点托管环境中的虚拟节点的图。

图8是根据示例实现方式的与图4的BAS和数据使用者通信的、图3的MSIB的图。

图9是根据示例实现方式的图7的虚拟节点的图，示出了由服务管理器对服务重新启动。

图10是根据本发明的示例实现方式的用于创建虚拟节点的图形用户界面的图。

图11是根据示例实现方式的用于实现MSIB设备的方法的流程图。

具体实施方式

如本文中所使用，描述了用于与一个或多个BAS通信的MSIB的方法，其中MSIB直接与设备、面板和点通信。

转到图3，描绘了根据示例实现方式的MSIB 302的图300。MSIB 302中可存在一个或多个处理器或控制器304。在其它实现方式中，每个处理器或控制器304中也可存在多个处理核心。一个或多个电总线306(即数据和地址)可将处理器304与存储器308、通信接口310、电源模块312、人机界面314、刀片接口(blade interface)316和数据存储库318联接。

存储器308可在应用程序存储器320与操作系统322之间划分。操作系统管理服务器的操作并存储在操作系统存储器322中，并且用于MSIB 302的操作的指令被存储在应用程序存储器320中。在其它实现方式中，操作系统存储器322可被实现为只读存储器(ROM)或可擦除可编程存储器(EPROM)，而应用程序存储器320可被实现为可重写随机存取存储器。

通信接口310提供不同的物理连接和驱动器，以将硬件与需要的软件连接，从而与其它设备通信，诸如串行、互联网、令牌环、蓝牙和无线通信。电源模块312是通过将交流电转换成直流电或经由电池将直流电供应给MSIB 302的不同电气部件的电源。人机界面314使得诸如键盘、鼠标和显示器的设备能够连接到MSIB 302。刀片接口316使得冗余MSIB能够通过外部总线通信并处于容错环境中，该外部总线使得MSIB之一能够在另一个失效或不起作用的情况下接管处理。

数据存储库318可为内部数据存储装置、外部数据存储装置或内部和外部存储装置的组合。内部数据存储装置的示例包括硬盘、光盘(CD)、SDRAM DISK和软盘。外部数据存储装置的示例包括从外部附接到MSIB 302的所有先前示例。包括云存储装置和网络附接存储装置(NAS)的网络存储装置是外部存储装置，但可经由通信接口310连接到MSIB 302。

在图4中，描绘了根据示例实现方式的与BAS 402和包括数据使用者404和406的数据使用者通信的、图3的MSIB 302的图400。MSIB 302能够以不使BAS 402的设备过载的方式直接与构成BAS 402的设备、面板和点通信。MSIB 302还能够提供与BAS 402的设备通信所需的不同协议，因为旧设备的协议中的一些是使用专有或非标准协议的。MSIB 302还更稳健并且能够同时发生多个通信会话并同时响应多个数据使用者，诸如404和406，而不会不利地影响BAS的操作。因为数据使用者不直接与BAS 402通信，所以可以避免BAS 402被数据使用者的数据请求和经由网关访问BAS可能造成的瓶颈引起过载。

转到图5，根据本发明的示例实现方式的与多个BAS 402、502和504以及数据使用者404至406通信的、图3的MSIB 302的图500。MSIB 302可与多个BAS通信，更具体地与多个BAS(诸如BAS 402、502和504)的设备、面板和点通信。BAS可在地理上分散，诸如制造商在美国的所有工厂。因此，可由多个数据使用者404至406访问多个BAS的数据。

在图6中，根据本发明的示例实现方式描绘了托管虚拟节点606和614的多个MSIB服务器302和610的图600。MSIB服务器302被描绘为具有虚拟节点托管环境604和多个虚拟节点，包括具有服务608和610的虚拟节点606。虚拟节点托管环境604中的每个虚拟节点均需要服务器资源；这是对诸如服务器302的服务器上可以支持多少个虚拟节点的限制。但是，为了实现更大数量的虚拟节点，可采用额外的MSIB服务器，诸如MSIB服务器610。MSIB服务器610具有虚拟节点托管环境612，该虚拟节点托管环境具有多个虚拟节点，包括具有服务618和620的虚拟节点614。如果需要MSIB服务器的更多虚拟节点和/或冗余，则可采用额外的MSIB服务器。

转到图7，描绘了根据示例实现方式的在图6的虚拟节点托管环境604中的虚拟节点702的图700。每个虚拟节点702具有监测虚拟节点702的实例的操作的虚拟节点管理器704。每个虚拟节点702具有在虚拟节点702存在期间存在的并由其它服务(诸如710和712)使用的本地数据存储库706。虚拟节点管理器704使得能够与虚拟节点环境604和其它虚拟节点通信。其它服务由服务管理器708监督。如果服务停止正常操作或停止运行，则服务管理器708会生成替换服务或否则重新启动服务并清理资源。应注意的是，所需的服务(诸如虚拟节点管理器704和服务管理器708)可以具有用于访问BAS的单元的轮询时间和分离计时器周期。服务710和712的示例是用于实施特定协议以访问设备、面板和点，从设备、面板和点收集周期性数据，监测设备、面板和点的运行状况的服务，仅举几个示例。

在图8中，根据示例实现方式描绘了与图4的BAS 402和数据使用者404通信的、图3的MSIB 302的图800。MSIB 302执行实现虚拟节点托管环境604的多个指令。实现虚拟节点托管环境的指令优选地以支持开发分布式、容错、高可用性、不间断应用的语言来实现，诸如可以在www.erlang.org上获得的开源ERLANG编程语言或其它类似的面向对象编程语言。在虚拟节点托管环境604内，诸如虚拟节点606的虚拟节点被配置成与BAS 402的设备、面板和点通信并采集数据。在虚拟节点606内，操作该节点、与BAS 402通信、存储从BAS 402收集的数据所需的服务被创建和操作，诸如服务608和610。应注意，在其它实现方式中，MSIB302可存在于云中并可经由互联网访问，或在其它实现方式中经由VPN或其它专用网络连接(本地或远程)来实现和访问。

数据使用者404向BAS 402请求或否则要求数据。数据使用者404不是直接与BAS402通信，而是访问MSIB 302并请求存储在MSIB 302处的数据(或请求MSIB 302获取数据)，如图8所示。应注意，MSIB 302处的虚拟节点606不是在管理BAS 402，而是在访问BAS 402的设备、面板和点，并从BAS 402检索数据。趋势数据在虚拟节点606处设置并由虚拟节点606收集。因此，通过卸载来自BAS 402网关或管理器的数据收集和通信来实现优点。

在图9中，根据示例实现方式描绘了图7的虚拟节点606的图900，其示出了由服务管理器708对服务904重新启动。虚拟节点606具有虚拟节点管理器服务704，该虚拟节点管理器服务继而创建服务管理器708和本地数据存储库708。虚拟节点管理器与虚拟节点托管环境604通信，并独立于虚拟节点托管环境604内的其它虚拟节点的管理和操作来管理虚拟节点606的操作。在虚拟节点606遇到停止工作或否则响应虚拟节点托管环境604的操作情况时，虚拟节点托管环境604关闭虚拟节点606、释放分配的资源并重新启动虚拟节点。

如果服务管理器708或本地数据存储库706遇到操作问题，则虚拟节点管理器704可以终止受影响的服务并重新启动它。应注意，每个虚拟节点(诸如虚拟节点606)至少具有虚拟节点管理器704、服务管理器708和本地数据存储库706，它们当于虚拟节点托管环境604中创建时启动。

服务管理器708创建和维护服务，诸如服务710、712、902和904，这些服务是从BAS(诸如BAS 402)中的设备、面板和点通信并收集数据所需要的。如果诸如服务904的服务停止操作或否则产生由服务管理器708检测到的故障，则该服务被终止、资源被释放并重新启动。发生此类动作而不会影响被服务管理器708监测和创建的其它服务的操作。

转到图10，其为根据本发明的示例实现方式的用于创建虚拟节点的图形用户界面1002的图1000。可经由万维网浏览器访问图形用户界面1002，并将其显示在诸如计算机、平板电脑或智能手机的设备上。为了使用MSIB的图形用户界面1002创建虚拟节点，在文本框1004中输入节点名称“HILL_DORM”。这是虚拟节点将在MSIB 302中命名的名称。通过加载标识为“Mapper_Data”1006的配置数据文件，MSIB 302知晓BAS“HILL_DORM”的配置，该配置数据文件是为MSIB 302创建的、由MSIB 302创建的、或响应于MSIB 302创建的。

使用由MSIB 300加载或否则访问的“Mapper_data”(组成BAS的单元的至少一部分列表)，还为虚拟节点创建除了所需服务之外的服务。选择“添加服务”按钮1008，并且示出了具有待创建的可能服务的下拉窗口。一旦选择了服务，则可以打开窗口以获取任何所需的配置数据。一旦完成配置，则该服务就会在窗口1010中列出，诸如BACnet通信服务1012和APOGEE现场面板点1014。

图11是根据示例实现方式的用于实现图3的MSIB 302的方法的流程图1100。在步骤1102中，在MSIB 302中启动虚拟节点托管环境604。在监督节点的初始化中，虚拟节点托管环境604访问或否则读取单元信息数据库的至少一部分，该信息也可包括轮询BAS的各个单元的时间。当前示例实现方式中的应用或设备在步骤1104中具有许可验证。许可可根据所支持的节点数量、所支持的BAS数量、要收集的数据量来验证。许可信息采用系统随附的代码形式，并由管理员在当前示例中输入。在其它实现方式中，可采用诸如fob的物理设备。在其它实现方式中，可以许可其它操作参数或单元数量(例如，BAS中要访问的设备或点)。一旦在步骤1104中已经验证了许可，则在步骤1106中生成和/或启动虚拟节点(例如，图6中的606，其与图7中的虚拟节点700的结构一致)，以访问BAS 402，并且(如果需要的话)加载BAS 402的配置数据库或文件。

在步骤1108中生成和/或启动虚拟节点的强制性过程(在当前示例中为虚拟节点管理器704、服务管理器708和本地数据存储库706)。在步骤1110中启动包括虚拟节点的由服务管理器708监测或监督的一个或多个服务710、712、902、904、1012和1014的其它过程。在步骤1112中，通过虚拟节点700中的服务(诸如710、712和902)中的一个或多个从BAS 402的设备、面板和点采集数据。可从BAS的设备、面板和点将数据推送到虚拟节点，从BAS的设备、面板和点拉出数据，或否则从BAS的设备、面板和点收集。当前示例中的数据是在轮询周期内的点请求之间以预定的“轮询间隔”和/或“分隔时间”收集的，以避免对BAS造成过多负担。在其它实现方式中，可采用用于采集数据的不同方法来避免使BAS的设备、面板和点过载。如果在步骤1114中数据使用者请求数据，则在步骤1116中将数据发送给数据使用者。发送给数据使用者1114的数据不会影响BAS，因为它已经在MSIB 302处被存储或否则被采集。在其它实现方式中，可实现为数据使用者的数据请求提供服务的方法，以避免MSIB 302的瓶颈或过载。在步骤118中，在步骤1120中重新启动需要重新启动的任何服务。

本领域技术人员将理解并意识到，结合图11描述的一个或多个过程、子过程或过程步骤可由硬件和/或软件(机器可读指令)实行。如果该方法由软件实行，则该软件可驻留在合适的电子处理部件或系统中的软件存储器中，该电子处理部件或系统诸如在附图中示意性地描绘的功能部件或模块中的一个或多个。

软件存储器中的软件可包括用于实现逻辑功能(即，可以数字形式(诸如，数字电路或源代码)或以模拟形式(诸如，模拟电路或模拟源，诸如模拟电、声音或视频信号)实现的“逻辑”的有序列表，并且可有选择地实施在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备使用或与其结合使用，该指令执行系统、装置或设备诸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、装置或设备中提取指令并执行指令的其它系统。在本公开的上下文中，“计算机可读介质”是可包含或存储供指令执行系统、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选择性地是例如但不限于电子、磁性、光学、电磁或半导体系统、装置或设备。有形计算机可读介质的更具体示例(但不是完整列表)包括以下内容：便携式计算机软盘(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)。应注意，有形计算机可读介质甚至可为纸(打孔卡或打孔带)或另一种合适的介质，可以根据需要在其上以电子方式捕获指令，然后进行编译、解释或否则进行合适的处理，并存储在计算机处理器中。

在此仅通过示例而非限制的方式呈现了用于综合楼宇服务器的中间件服务的方法的一个或多个实施例的前述具体实施方式，该综合楼宇服务器用于与设备、面板和点直接通信。应认识到，存在可在不并入本文描述的其它特征和功能的情况下获得的本文描述的某些单独的特征和功能的优点。而且，应认识到，上述公开的实施例的各种另选方案、修改、变化或改善以及其它特征和功能或另选方案可期望地组合到许多其它不同的实施例、系统或应用中。目前，本领域技术人员可以随后进行其中无法预料或无法预测的另选方案、修改、变化或改善，这些替代方案、修改、变化或改善也旨在由所附权利要求书涵盖。因此，任何所附权利要求书的精神和范围不应该限于本文包含的实施例的描述。

Claims (15)

1.一种用于综合楼宇多服务系统来访问楼宇自动化系统的单元中的数据的方法，包括：

由控制器执行虚拟节点托管环境；

在所述虚拟节点托管环境中，生成至少一个虚拟节点，用于与所述楼宇自动化系统的单元进行通信，其中所述虚拟节点托管环境将存储器和处理器资源分配给所述至少一个虚拟节点；

配置多个服务，用于与所述楼宇自动化系统的单元通信，其中所述多个服务包括启动多个强制性服务，所述多个强制性服务至少具有虚拟节点管理器和服务管理器，具有在所述强制性服务中的至少一项中设定的轮询时间和分离定时器周期；

经由配置的服务从所述楼宇自动化系统的所述单元来收集数据；以及

向一个或多个数据使用者提供收集的数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其中将所述收集的数据提供给一个或多个数据使用者包括以预定的更新间隔提供所述收集的数据。

3.根据权利要求1所述的方法，由所述服务管理器重新启动失效的服务。

4.根据权利要求1所述的方法，其中创建至少一个虚拟节点包括验证所述虚拟节点的用于访问预定数量的单元的许可。

5.根据权利要求1所述的方法，其中从所述楼宇自动化系统的单元收集数据包括从楼宇自动化系统的面板、设备和点的组合收集数据。

6.根据权利要求1所述的方法，其中向数据使用者提供数据包括经由互联网向所述数据使用者发送数据。

7.根据权利要求1所述的方法，其中从所述楼宇自动化系统的单元收集数据包括从不同楼宇自动化系统的其它单元收集数据。

8.一种用于访问至少一个楼宇自动化系统的综合楼宇多服务服务器，包括：

具有用于虚拟节点托管环境的多个指令的存储器；

联接到所述存储器的控制器，所述控制器执行针对所述虚拟节点托管环境的所述指令；

联接到所述控制器的通信接口，所述通信接口响应于虚拟节点中的至少一项服务而被访问，以与所述楼宇自动化系统的多个单元和多个强制性服务通信，其中所述多个强制性服务包括由所述控制器启动的虚拟节点管理器和服务管理器，以及在所述多个强制性服务中的至少一个中设定的轮询时间和分离定时器周期；以及

联接到所述控制器的数据存储库，所述数据存储库存储响应于与所述多个单元的通信而接收到的数据，其中所述数据能够由一个或多个数据使用者访问。

9.根据权利要求8所述的综合楼宇多服务服务器，其中所述数据能够由所述一个或多个数据使用者以预定的更新间隔访问。

10.根据权利要求8所述的综合楼宇多服务服务器，其中所述服务管理器重新启动失效的服务。

11.根据权利要求8所述的综合楼宇多服务服务器，其中创建至少一个虚拟节点包括由所述控制器验证的许可，所述许可限制能够访问的单元的数量。

12.根据权利要求8所述的综合楼宇多服务服务器，其中所述楼宇自动化系统的所述单元包括由所述通信接口访问的面板、设备和点。

13.一种非暂时性机器可读介质，具有用于综合楼宇多服务系统的多个指令，所述指令在执行时实行以下方法步骤：

由控制器执行虚拟节点托管环境；

在所述虚拟节点托管环境中创建至少一个虚拟节点，用于与楼宇自动化系统的单元通信，其中所述虚拟节点托管环境将存储器和处理器资源分配给所述至少一个虚拟节点；

配置多个服务，用于与所述楼宇自动化系统的单元通信，所述多个服务包括启动多个强制性服务，所述多个强制性服务包括虚拟节点管理器和服务管理器，其中所述服务管理器重新启动至少一个失效的服务；

经由配置的服务从所述楼宇自动化系统的所述单元来收集数据；以及

向一个或多个数据使用者提供收集的数据。

14.根据权利要求13所述的非暂时性机器可读介质，其中用于创建至少一个虚拟节点的所述多个指令包括用于验证所述虚拟节点的许可并限制所访问的单元的数量的指令。

15.根据权利要求13所述的非暂时性机器可读介质，其中用于从所述楼宇自动化系统的单元收集数据的所述多个指令包括访问不同楼宇自动化系统的其它面板、设备和点。

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