JP5422029B2 - 自動化システム・コントローラの構築 - Google Patents

Description

（先願に対する引用）
本願は、２００６年４月４日に出願した米国仮特許出願第６０／７８８，８９６号の優先権を主張する。
（発明の分野）
本発明は、自動化システムの構築に関し、更に特定すれば、建造物内における多数の場所を監視し制御するためのコンピュータ・ソフトウェアに基づくコントローラを有する自動化システムの構築に関する。

（背景）
コンピュータ・ソフトウェアに基づくコントローラは、建造物自動化システムにおいて、構築物の設備を監視し制御するために用いられることが多い。しかしながら、建造物設備（照明、ＨＶＡＣ、防火、セキュリティ、公共料金の計量、進入管理等）に関する種々の機能の動作および制御は、統合化されていない場合が多い。一般に、建造物内においてこのような機能を遂行するためには、別個の異なるシステムを利用する。多くの場合、これらの専用システムは、異なる建造物機能を遂行するために用いられ、独立して動作し、互いに効果的に情報を調整しない場合が多い。既存のシステムにおける二進入力オブジェクト、二進出力オブジェクト、ファイル・オブジェクト、およびコマンド・オブジェクトを含むソフトウェア・オブジェクトの修正、作成、および伝達の履歴は、それらの使用後消滅する。オブジェクトの部分的な履歴を記憶するために「トレンド・ログ・オブジェクト」(trend log object)を確立してある場合であっても、この構造は、共通のトリガに対する様々なシステムの応答のシーケンスを追従する能力に欠けている。

建造物制御サブシステム間における共通動作を簡素化する建造物制御システムについて示し説明する。多数のサブシステム、デバイス、および場所におよぶ建造物全体において、種々の制御アクションを実行することができる。また、異なるプロトコルを用いる多数のサブシステムからの情報を引き出す建造物制御システムも提供する。建造物制御システムは、情報をデータベースに格納し、格納したデータを用いて、関連するイベントのシーケンスまたは集合に基づいて、カスタム化した報告を生成する。建造物制御システムは、多数の建造物制御サブシステムからの情報を整理統合し、データを分析し、設備における挙動のパターンを決定するという長年にわたり求められている要望に取り組む。

即ち、ここに開示するように、建造物制御システムにはゾーン・コントローラが設けられており、ゾーン・コントローラはローカル・エリア（部屋または入口エリアのような）コントローラとして動作する。ゾーン・コントローラは、（Modbus、OPC、BACnet、およびLONTalkというような）異なるプロトコルによって、第三者の建造物制御システム・デバイスから送られてくるソフトウェア・オブジェクトを読み込む。ゾーン・コントローラは、更に、センサ、アクチュエータ、およびゾーン・コントローラ用のモジュール・アセンブリの種々のモジュールと結合されているデータ・ポートからの電気信号を処理する。建造物制御システムは、ディジタル・ビデオ・レコーダまたはネットワーク・ビデオ・レコーダのようなビデオ・レコーダ上にＩＰ（インターネット・プロトコル）ビデオの記録を開始する能力(capability)を有する。ゾーン・コントローラは、中央演算装置と、拡張可能な入力／出力モジュールとを含み、カードへのアクセス、照明、ＨＶＡＣ制御、およびその他の建造物制御機能を考慮している。ゾーン・コントローラは、埋め込み型オペレーティング・システムを用いて、グラフィックス、コンフィギュレーション、およびプログラミング・ツールを収容する。加えて、ゾーン・コントローラは、ゾーン・コントローラが対象となる居住エリアに関連するポイント・オブジェクト(point object)や、プログラム、グラフィクス、映像、およびコンフィギュレーション・ファイルを格納するために用いられるデータベース・プログラムを走らせ、その電力をパワー・オーバー・イーサネット（ＰｏＥ）接続を通じて取得する。

建造物制御システムは、建造物または設備機器の挙動を自動化するデバイスの集合を備えることができる。これらのデバイスは、例えば、電気的に動作するデバイスとすることができる。建造物制御システムは、例えば、ＨＶＡＣ機器、防火機器、進入制御機器、侵入制御機器、ビデオ監視機器、オーディオ相互通信機器、照明機器、公共料金計量および配信機器、拡声機器、潅漑機器、あるいはその他のあらゆるデバイスまたは機器の組み合わせの総合的な集合を備えることができる。建造物制御サブシステムは、限定した影響の範囲に基づいた、全建造物制御システムの部分集合である。例えば、進入制御は、一種の建造物制御サブシステムを表すことができ、一方照明は、別の建造物制御サブシステムを表すことができる。

図１は、建造物の入口エリアに伴うアクションを監視し制御するゾーン・コントローラのシステム図である。 図２は、二進入力オブジェクトの一例を示す。 図３は、二進出力オブジェクトの一例を示す。 図４は、コマンド・オブジェクトの一例を示す。 図５は、ファイル・オブジェクトの一例を示す。 図６は、異なるオブジェクトのオブジェクト・シーケンスを有するデータ構造の一例を示す。 図７は、異なるオブジェクトのオブジェクト・シーケンスを有するデータ構造の別の例を示す。 図８は、リモート・ネットワーク・デバイスと通信するゾーン・コントローラを示すシステム図である。 図９は、建造物の部屋の例を示すシステム図である。 図１０Ａは、エリア・オブジェクト、サブシステム・オブジェクト、およびコントローラ・オブジェクトの一例を示す。 図１０Ｂは、エリア・オブジェクト、サブシステム・オブジェクト、およびコントローラ・オブジェクトの別の例を示す。 図１１は、エリア・オブジェクト、システム・オブジェクト、およびコントローラ・オブジェクトに伴うポイント・オブジェクトを有するデータベース構成の一例を示す。 図１２は、電力分類表の例を与える。 図１３は、ゾーン・コントローラ用のモジュール・アセンブリの一例のプロセッサ・モジュールの正面図である。 図１４は、ゾーン・コントローラ用のモジュール・アセンブリの一例の４ポート・スイッチ・モジュールの正面図である。 図１５は、ゾーン・コントローラ用のモジュール・アセンブリの一例のメモリ拡張モジュールの正面図である。 図１６は、ゾーン・コントローラ用のモジュール・アセンブリの一例の赤外線データ・ポート・モジュールの正面図である。 図１７は、ゾーン・コントローラ用のモジュール・アセンブリの一例のワイヤレス・トランシーバ・モジュールの正面図である。 図１８は、ゾーン・コントローラ用のモジュール・アセンブリの一例の進入制御ドア・モジュールの正面図である。 図１９は、ゾーン・コントローラ用のモジュール・アセンブリの一例の進入制御リーダ・モジュールの正面図である。 図２０は、ゾーン・コントローラ用のモジュール・アセンブリの一例の照明制御モジュールの正面図である。 図２１は、ゾーン・コントローラ用のモジュール・アセンブリの一例の公共料金メータ・モジュールの正面図である。 図２２は、ゾーン・コントローラ用のモジュール・アセンブリの一例のソリッド・ステート・リレー・モジュールの正面図である。 図２３は、ゾーン・コントローラのモジュール・アセンブリの一例のディジタル入力モジュールの正面図である。 図２４は、ゾーン・コントローラのモジュール・アセンブリの一例のアナログ入力モジュールの正面図である。 図２５は、ゾーン・コントローラのモジュール・アセンブリの一例のアナログ出力モジュールの正面図である。 図２６は、モジュール構造の一例を示す、ゾーン・コントローラ用のモジュール・アセンブリの一部分解組立図である。 図２７は、ＤＩＮレール上に実装したゾーン・モジュール用のモジュール・アセンブリの一例の接続されたモジュールの正面図である。 図２８は、側面実装板の使用を示す。 図２９は、ネットワーク管理システムのシステム図である。 図３０は、ゾーン・コントローラのプロセッサ・モジュールの一例を示すブロック図である。 図３１は、ゾーン・コントローラのプロセッサに対する動作階層の一例を示す。

図１を参照すると、ゾーン・コントローラ１００が示されており、建造物の入口エリアに関連付けられている。この例では、建造物の入口エリアは、DOOR_X1で表されている。ゾーン・コントローラ１００は、図１に示す例では、DOOR_X1と関連した種々のコンポーネントと通信する。ゾーン・コントローラ１００は、BACnetプロトコルのようなプロトコルによって、通信を行うことができる。ドア１２０を施錠および開錠するドア・ストライク・コンポーネント(door strike component)１１０は、例えば、電気ソレノイドまたは電動ロックを備えており、ゾーン・コントローラ１００に結合され、ドアの開口付近に位置付けられている。身分証リーダ１３０もゾーン・コントローラ１００に結合されている。近接カード・リーダ、磁気ストライプ・リーダ、バイオメトリック・リーダ等のような、適した身分証リーダであればいずれでも、選択的に採用することができる。閉塞されたドアまたは強制的に開かれたドアを検出するために用いられる１つ以上の磁気ドア接点１４０が、ゾーン・コントローラ１００に結合されている。占有者がこのエリアから出るとき、例えば、入口エリアの内側に実装されている退出スイッチ１５０に対する要求を用いて、ドア・アラームの活性化を防止する。ゾーン・コントローラ１００には、通信リンク１６０が設けられている。これは、建造物イーサネット・ネットワーク８０の一部であり、リモート・デバイス間との双方向のイーサネット（登録商標）通信を行うためにある。占有者センサ１７０およびランプ１８０も選択的に結合し、ゾーン・コントローラ１００と通信することができ、占有者がゾーン・コントローラに関連するエリアにいるか否か判定を行い、当該エリアの照明を制御するために用いられる。

以下で更に詳しく説明するが、ゾーン・コントローラ１００は、建造物設備においてアクションを実行する種々のオブジェクトを採用した、コンピュータ・ソフトウェアに基づくコントローラである。オブジェクトとは、コンピュータ科学の分野におけるあらゆる実体を表すために用いられるデータ構造である。例えば、物理的センサ、アクチュエータ、ディスプレイ、データ・ポート、および組み合わせデバイスのような建造物制御システムのポイントは、選択的にオブジェクトとして電子的に表すことができる。ゾーン・コントローラ１００は、インテリジェント電子コントローラである。ゾーン・コントローラ１００は、これらのポイントに関連する情報を備えているポイントの画像を作成し、画像をメモリ内部に、オブジェクトと呼ばれるデータ構造として格納するように構成されている。オブジェクトは、アイデンティティ（名称または他のオブジェクトからそれを区別する識別）、状態（オブジェクトに現在格納されているデータ）、および挙動（オブジェクトが行動するまたは用いることができる方法）を有する。また、オブジェクトは、オブジェクト・プロパティも有する。オブジェクト・プロパティとは、データを収容するオブジェクト内に収容されているいずれかのフィールドである。オブジェクト・プロパティの例には、オブジェクト識別子、オブジェクト名称、現在値、極性、現地の日付、現地時間等が含まれる。オブジェクトは、オブジェクト・タイプによって分類することができる。オブジェクト・タイプとは、オブジェクト・プロパティ集合によって規定される包括的オブジェクト分類である。その例には、二進入力オブジェクト、アナログ出力オブジェクト、エリア・オブジェクト等が含まれる。

これより図２から図５を参照し、ASHRAE standard 135-2004からのBACnetオブジェクトの例を提示する。即ち、図２の二進入力オブジェクト２００、図３の二進出力オブジェクト、図４のコマンド・オブジェクト４００、および図５のファイル・オブジェクト５００の例を示す。これらの例では、各オブジェクトは、プロパティ識別子２１０、プロパティ・データタイプ２２０、および一致コード２３０をリストにして示す列を有する。これらのオブジェクトは、進入制御、セキュリティ、照明、ＨＶＡＣ、防火、公共料金計量、およびその他のサブシステム全体に渡る種々の建造物自動化デバイスを使い易くする。BACnetオブジェクトは、異なる製造業者が製作したデバイスに跨る通信や情報の扱いを容易にする。これらのオブジェクトは、建造物自動化システム内において有用性を著しく高める。デバイス、場所、およびサブシステムを跨る多数のイベントのスレッドがトリガされた際、これらを記述またはグループ化することができるのも有益である。関係するオブジェクトおよびオカレンス(occurrence)のグループを特定し記述することが可能なために、（ｉ）種々の建造物制御サブシステムに跨って調整した制御アクションの開始、（ｉｉ）種々の建造物自動化システムに跨って調整した制御アクションの記録、（ｉｉｉ）システム挙動内部の調査、（ｉｖ）トラブルシューティング、（ｖ）性能最適化、（ｖｉ）監査照跡、（ｖｉｉ）保管、（ｖｉｉｉ）データ・ロギング、（ｉｘ）システム・モデリング、および（ｘ）経済的分析が容易となる。

ゾーン・コントローラ１００は、建造物エリアにおいて発生するアクションの監視および制御のために種々のオブジェクトを利用する。例えば、エリア・オブジェクト、サブシステム・オブジェクト、コントローラ・オブジェクト、およびポイント・オブジェクトを採用する。エリア・オブジェクトとは、部屋のような設備または建造物内の局部空間を表すオブジェクト・タイプである。エリア・オブジェクトは、エリアＩＤ、エリア名称、記述、経度(longitude)、および緯度(latitude)に対するプロパティを収容することができる。他のプロパティ集合も使用可能である。エリア・オブジェクトＩＤは、ポイント・オブジェクトのプロパティの１つとして、ポイント・オブジェクトに添付する。ポイント・オブジェクトは、以前に述べたように、ポイントを表すあらゆるオブジェクトである。建造物自動化制御では、例えば、ポイントとは、検知、起動、またはデータ伝達が可能な物理的建造物制御デバイスとすることができる。ポイントの例には、空間温度センサ、カード・リーダ、またはビデオ・カメラを含むことができる。物理的ポイントは、ゾーン・コントローラ・ソフトウェアないで用いるためのオブジェクトによって表現される。

サブシステム・オブジェクトは、ポイント・オブジェクトが関連を有する建造物制御サブシステムの情報を表す。例えば、空間温度ポイント・オブジェクトは、ROOM_X_HVACサブシステム・オブジェクトとの関連を有する。サブシステム・オブジェクトのプロパティには、システムＩＤ、システム名称、および記述を含むことができる。また、サブシステム・オブジェクトＩＤも、ポイント・オブジェクトのプロパティの１つとして、ポイント・オブジェクトに添付する。コントローラ・オブジェクトは、コントローラＩＤ、名称、記述、アドレス、およびプロトコルに対するプロパティを収容することができるオブジェクト・タイプである。コントローラ・オブジェクトＩＤも、ポイント・オブジェクトのプロパティの１つとしてポイント・オブジェクトに添付する。コントローラ・オブジェクトによって、センサ、アクチュエータ、ＨＭＩ（人間−機械インターフェース、例えば、ディスプレイおよびキーボードを有するデバイス）または組み合わせデバイスのオブジェクトが、介在するコントローラの下で階層的に有線接続されていることを示し、更にその介在するコントローラの通信プロトコルを示すことができる。

一例では、ゾーン・コントローラ１００は、従業員が就職先(place of employment)に入ることに関係するアクティビティのような、一連のアクションを監視し制御するために用いることができる。図１および図９を参照すると、例えば、従業員が就職先への建造物入口DOOR_X1に近づくと、占有者センサが、近づきつつある人物を検出し、そのリレー接点を転移させる。図１のゾーン・コントローラ１００は、その入力ポートにおいてスイッチの変化を測定し、占有者センサ１７０を表す、予めコンフィギュレーションが済んでいる二進入力オブジェクトを更新することによって応答する。ゾーン・コントローラ１００は、二進入力オブジェクトに時刻／日付スタンプを付けることにより、そのオカレンス・シーケンスにインデックスを付ける。ゾーン・コントローラ１００は、そのランプ付加に接続されている出力を表す、予め予めコンフィギュレーションが済んでいる二進出力オブジェクトを更新し、入口においてランプ１８０を付勢する。ゾーン・コントローラ１００は、二進出力オブジェクトに時刻／日付スタンプを付ける。ランプ１８０は、近づきつつある人物およびに近接するエリアおよび入口周囲を照明する。

このエリアに入る人物は、近接カードのような、進入制御身分証を身分証リーダ１３０に提示する。身分証リーダ１３０は、例えば、進入制御カード・リーダとすればよい。ゾーン・コントローラ１００は、カード・データをファイル・オブジェクト内にカプセル化する。ファイル・オブジェクトは、進入制御身分証、および建造物に入る要求を表す。これに応じて、ゾーン・コントローラ１００は、オブジェクト・ファイルに時刻／日付スタンプを押す。次いで、ゾーン・コントローラ１００は、内部カレンダ・オブジェクト（スケジュール）内にあるカード識別番号を調べ、入場を求めている人物（例えば、従業員）についての「進入許可」ステータスを検索し、現在の場所、日付、および時刻を求める。カレンダ・オブジェクトは、日付および時刻のリストを収容するオブジェクト・タイプである。カレンダ・オブジェクトは、特定の日付および時刻においてプロセスを起動または検知し、特定の日付および時刻にデータを記録し、特定の日付および時刻にデータ端末において情報を交換するために用いられる。例えば、カレンダ・オブジェクトは、一定の日を休日に指定し、建造物制御システムの挙動を、その通常予定している挙動から変更することができる。

次に、ゾーン・コントローラ１００は、電気的に動作するドア・ストライク・コンポーネント１１０（電気ドア・ロックのような）を表す二進出力オブジェクトを更新し、ドア１２０を開錠する。ゾーン・コントローラ１００は、二進出力オブジェクトに時刻／日付スタンプを押す。入場者がドア１２０を開いて入場すると、磁気ドア接点１４０が転移して、ドア開放状態を通知する。ゾーン・コントローラ１００はドアの位置を表す、予め予めコンフィギュレーションが済んでいる二進入力オブジェクトを、解放位置にあると更新する。これに応じて、ゾーン・コントローラ１００は、二進入力オブジェクトに時刻／日付スタンプを押す。ゾーン・コントローラ１００は、入場者の作業エリア、および作業エリアまでの通路を照明する所定の照明用具を表す二進出力オブジェクトを更新する。次いで、ゾーン・コントローラ１１０は各二進出力オブジェクトに時刻／日付スタンプを押す。

図９のゾーン・コントローラ１００ａは、コマンドを作成し配布して、「占有」ステータスをＨＶＡＣコントローラ８７０に通知する。ゾーン・コントローラ１００ａは、コマンド・オブジェクトに時刻／日付スタンプを押す。図９は、ゾーン・コントローラ１００ａから物理的に離れて位置するＨＶＡＣコントローラ８７０を示すが、ＨＶＡＣコントローラは、選択的に、ゾーン・コントローラ１００ａに内蔵したり、ゾーン・コントローラから離れて位置付けることもでき、あるいは局部または遠方にある多数のエレメントから成ることも可能である。ＨＶＡＣシステムは、ＨＶＡＣコントローラ８７０の動作の下で活性化し、入場者の作業エリアに関連するゾーン内において「占有」温度設定点に到達させる。

制御アクション・シーケンスの記録を行う。即ち、以下を含む多数のステップを実行する。建造物制御システム内にあるオブジェクトの収集、建造物制御システムのオブジェクト集合からインデックス化した部分集合への、オブジェクトのグループ化、関連性、関係、または因果関係に基づくオブジェクトのグループ化、所定の判断基準または論理的に検査するオカレンスの集合によってトリガされるオブジェクトの集団形成、オブジェクトの部分集合に対する名称、ラベル、識別番号、アドレス、または均等物の割り当て、ならびにグループ化して得られたオブジェクト・シーケンスのアクセス可能なデータベース内への記憶。

制御アクション・シーケンスとは、ゾーン・コントローラによって生ずるまたは実施する、一連の関係するイベントのことを言う。制御アクション・シーケンスの一例には、占有スティミュラス(occupancy stimulus)に応答して、光を点灯しエリアに警告する（ＨＶＡＣオン）ことがあげられる。加えて、制御アクションの所定のシーケンスの実行も遂行する。これを実行する際、以下を含む種々のステップを実行する。自動化システム内にあるオブジェクトの事前決定（即ち、ゾーン・コントローラにプログラミングする）、収集および記憶、全オブジェクトの集合から、インデックス化した部分集合への、オブジェクトのグループ化、自動化した制御アクションの所望の、既定のシーケンスに基づくオブジェクトのグループ化、シーケンス（または部分集合）に対する名称、ラベル、識別番号、アドレス、または均等物の割り当て、論理トリガ判断基準に応答しての制御アクション・シーケンスの実行。論理トリガ判断基準は、論理的に検査した、オカレンスおよびオブジェクト・プロパティ値の集合として規定することができる。

ここで図６および図７を参照すると、記録または実行した制御アクションを表すデータ構造の図が示されている。各々には、オブジェクト・シーケンス６００（図６）、７００（図７）のような番号が付けられている。オブジェクト・シーケンスは、例えば、時刻またはその他のオブジェクト・プロパティによってインデックス化されたオブジェクトのグループとすることができる。オブジェクト・シーケンスは、図２〜図５に示したような、異なるエレメンタル・オブジェクト(elemental object)の収集を含む。エレメンタル・オブジェクトとは、オブジェクト・シーケンスまたはオブジェクトの収集とは対照的な、単独のオブジェクトのことである。図１を参照して先に説明した例では、２つの関係するオブジェクトが、それぞれ、占有センサ１７０および証明書リーダ１３０のスティミュラスによってトリガされ、その結果行われるシステム挙動に影響を及ぼす。時刻および日付スタンプは、メモリにおけるオブジェクトの収集を順番に並べるため、またはインデックス化するために用いることができるが、他のオブジェクト・プロパティも選択的にこの役割を実行することができる。単独オブジェクトがあるページの情報に非常に(analogously)類似する場合、オブジェクト・シーケンスは、図６および図７に示すような情報のブックレット(booklet)を表す。オブジェクト・シーケンスを発生するアルゴリズムは、単に以下のように表すことができる。

IF (CARD READ) THEN (CREATE OBJECT SEQUENCE = NEXT 10 EVENTS)
このアルゴリズムでは、「イベント」という用語は、ゾーン・コントローラに収容されているいずれかのオブジェクトへの変更を意味することができる。

オブジェクト・シーケンスは、各エレメンタル・オブジェクトのコピーを２つ含み、ゾーン・コントローラ１００による変更の前後における各オブジェクトの内容を示すことができる。これによって、オブジェクトに対する変更を特定し定量化することが一層容易になるので、有用な情報を保存する。図１のゾーン・コントローラ１００の各スティミュラスは、オブジェクト・シーケンストリガ判断基準を満たすので、所定の制御アクションのシーケンスの実行、または引き継ぐ各オブジェクトへの変更のシーケンスの記憶、あるいは双方を行わせる。

制御アクションは、プレトリガ・オブジェクト・バッファ(pre-trigger object buffer)を用いて記録することができる。ゾーン・コントローラは、所定数のプレトリガ・オブジェクトを用いて、その電子メモリ、または建造物制御システム・ネットワーク・データベース・サーバ内にあるバッファに制御アクションを記録する。例えば、図１を参照して説明したように、入口エリアと関連付けて数個のオブジェクトをバッファに組み込むことにより、身分証リーダ１３０においてカードを提示すると、オブジェクト・シーケンスのグループ化をトリガすることができ、ゾーン・コントローラ１００は、前の時間における占有センサ１７０および入場ランプ１７０の処理を含む、結果的に行われるまたは関係するシステム・アクションのシーケンス全体を記録することができる。

論理表現をトリガとして用いることもできる。オブジェクトの論理的な組み合わせを用いて、実際に発生したオブジェクト・シーケンスの記憶、または既定の制御アクション・オブジェクト・シーケンスの開始をトリガする。例えば、梃子の作用でドアを棒で「こじ開ける」ことによる、強制入場行為を考える。図１のゾーン・コントローラ１００は、入口における磁気ドア接点の「ドア閉鎖」から「ドア開放」状態への遷移を検出する。しかしながら、ゾーン・コントローラ１００は、ドアを「施錠」状態にすることを既定している。「ドア施錠」に対する現在の既定を表す二進出力オブジェクトと、ドアの現在の解放位置を表す二進入力オブジェクトとの組み合わせは、プログラム上、アラームを発生する所定のブール論理要求を満たす。オブジェクトをオブジェクト・シーケンス構造にグループ化し記録する動作もトリガされる。しかしながら、ドア開放自体は、必ずしも、オブジェクト・シーケンスのグループ化および記録をトリガするとは限らない。例えば、建造物監督者は、占有者が正常に建造物から退出した場合、または入場者がアクセス・カードのような受入可能な身分証を提示した場合には、意に介さない。これらの場合、図１のゾーン・コントローラ１００は、「ドア開錠」状態を既定している。ある目的に限った判断基準(ad hoc criteria)の論理的な組み合わせにより、種々のオブジェクト・シーケンスを任意に指定し、トリガすることができる。この能力により、建造物制御システムは、建造物について管轄権を有するしかるべき機関の要望または優先度に応じて機能することが可能となる。

いずれの数のエレメンタル・オブジェクトでも入力と論理または数学的判断基準に供給し、オブジェクト・シーケンスの発生をトリガすることができる。例えば、いずれの数または仕方の論理、数値、算術、または数学的演算子でも、システム・データに適用し、所定のトリガ判断基準を評価し満たすこともできる。言い換えると、周知でなじみのある、＜、＞、＝、ＡＮＤ、ＯＲ、ＩＦ、＋、−、×、÷、タイマ値等のような演算子を用いて、数個の入力、出力、および変数に選択的に数学的処理を行うことができる。非オブジェクト値も、オブジェクト・シーケンスの発生をトリガするために用いることができる。一例には、BACnetオブジェクトのような表現を有さないゾーン・コントローラへの入力を含むことができる。このように、例えば、オブジェクトによって表されなくても、機器のエンクロージャ上にある 固有の改変スイッチ(proprietary tamper switch)を活性化すれば、オブジェクト・シーケンスをトリガすることができる。ゾーン・コントローラ１００内における任意の内部計算の結果は、非オブジェクト・トリガの多数の他の可能な例の１つに過ぎない。

図８のゾーン・コントローラ１００が、ネットワーク上で離れて位置する別の機器と相互作用する場合、所定の制御アクション・シーケンスを開始すると、既定のオブジェクト・シーケンスを分散システム・ハードウェアに伝達する。このようなネットワーク型通信には、イーサネット通信を用いるとよい。実施した制御アクションを実際にインデックス化したオブジェクト・シーケンスを記録する場合、制御オブジェクト・シーケンスを開始する場合よりも多い量の情報を含む可能性がある。その理由は、分散コントローラが、それら自体の中に、遠方で始動するデバイスからの単独通信によってトリガされる制御オブジェクト・シーケンスを収容している場合があるからであり、更に、制御アクションは、局所の温度、照明レベル、煙のレベル、ＣＯ２のレベル、風向き等のような、条件付き判断基準に依存する可能性があるからである。したがって、記録を予定されている実際の制御アクションのスレッド、特に、離れてネットワークに組み込まれた機器を伴う場合、単一のゾーン・コントローラ内部における単一の既定の実行シーケンスよりも多い情報を含むのが一般的である。

図８に見られるように、ゾーン・コントローラ１００は、離れて位置するデバイスと通信するように結合されている。ゾーン・コントローラ１００は、建造物のイーサネット・ネットワークを通じて通信する。例えば、ＩＰカード・リーダ８１０またはＩＰビデオ・カメラ８２０のような、インターネット・プロトコル系のデバイスは、イーサネット通信プラットフォームを用いて、ゾーン・コントローラ１００と通信する。ネットワーク・ユーザ・インターフェース８３０、ネットワーク・ビデオ記録サーバ８４０、またはイーサネットＨＶＡＣコントローラ８７０のような、離れて位置するネットワーク・デバイスは、建造物に関連するイーサネット・ネットワークを通じて、ゾーン・コントローラ１００と通信する。温度センサ・デバイス８５０または照明用リレー８６０のようなその他のリモート・デバイスは、ＨＶＡＣコントローラ８７０のような、イーサネット可能制御デバイスと直接、またはその下で通信する。ＨＶＡＣコントローラ８７０は、温度センサ・デバイス８５０および照明用リレー８６０をオブジェクトで表し、これらを、建造物のイーサネット・ネットワークを通じてゾーン・コントローラ１００にアクセス可能にする。加えて、図８の例に見られるように、その他のデバイスも、更に、建造物に関連するイーサネット・ネットワーク以外で、ゾーン・コントローラ１００と通信することができる。例えば、カード・リーダ１３０、電気的に差動する施錠ドア・ストライク(locking door strike)１１０、退出要求デバイス(request to exit device)１５０、およびドア接点１４０は、ゾーン・コントローラのモジュール・アセンブリ（図１３のプロセッサ・モジュール１３００を含む）の種々のモジュールを通じて、ゾーン・コントローラ１００と結合され、これと通信する。図８のインテリジェント・センサは、入力デバイスとして作用することができ、インテリジェント・アクチュエータを出力デバイスとして設けることができる。図８に見られるように、１つよりも多いゾーン・コントローラを設けることもでき、イーサネットは、ゾーン・コントローラの通信のための情報導管となる。建造物のイーサネット・ネットワーク８００は、ゾーン・コントローラ通信リンク１６０を通じてゾーン・コントローラ１００に結合されている、イーサネット・スイッチおよび電力供給機器を含むことができる。

建造物制御システムは、多様なエレメンタル・オブジェクトのグループ化に関する全ての情報を収集し、インデックス化または整列したオブジェクト・シーケンスとする能力を有するとよい。オブジェクト・シーケンス構造は、多数のネットワーク型建造物制御システム・デバイスから発出するエレメンタル・オブジェクトを含むことができる。図８の建造物制御システムは、通信ネットワーク上にデバイスが分散されており、分散して発生するオブジェクト・シーケンスの詳細を記録することができる。このように言えるのは、ゾーン・コントローラは、オブジェクト・シーケンスを整列し記憶することができるからである。分散したネットワーク型ゾーン・コントローラ内にある情報を用いて、以下のアクションにより制御シーケンスのスレッド全体の記録を完了する。（ｉ）記録したオブジェクト・シーケンスの検索、（ｉｉ）目標オブジェクト・シーケンスの単一オブジェクト・シーケンスへの連携または連結、（ｉｉｉ）単一データベース内での記憶。

これらのアクションは、開始元のコントローラ、第２のゾーン・コントローラ、または関係するシーケンスのこれらのスレッドを調べる(mine)するようにプログラムされているネットワーク型データベース・サーバによって完了することができる。このような情報の検索は、ネットワーク上にある建造物ネットワーク・ユーザ・インターフェース８３０への通常の周期的なハートビート通信(heartbeat communications)の間でも着手することができる。

実施形態の別の例では、エリア・オブジェクト、システム・オブジェクト、およびコントローラ・オブジェクトには、ポイント・オブジェクトを関連させるとよい。ゾーン・コントローラのこの態様は、ポイント・オブジェクトが位置する物理エリアによるポイント・オブジェクトのローカル・グループ化を伴う。この場合も、ポイント・オブジェクトは、センサ、アクチュエータ、またはデータ・ポートを表すオブジェクトである。種々のポイント・オブジェクトは、当該オブジェクトが関連を有するサブシステムおよびコントローラに基づいて、グループを形成することもできる。例えば、ポイント・オブジェクトに、１つよりも多いエリア・オブジェクト、サブシステム・オブジェクト、およびコントローラ・オブジェクトとの論理的関連を行い、動作を簡略化することができる。２つのエリアに位置するポイント・オブジェクトの一例は、オブジェクト・タイプ「進入制御付ドア」を含むことができ、図９におけるDOOR_XYのように、２つの部屋を分離する物理的ドア集合を表す。ＨＶＡＣ、照明、公共料金計量、防火、およびその他の共通する建造物制御サブシステム・エレメントは、これらの物理的システムが大きな十分な空間を担当する場合、多数のエリア・オブジェクトとも論理的に関連付けられたポイント・オブジェクトの別の例を規定することができる。

図９は、ある設備およびその制御機器の空間レイアウトの図式表現である。図９は、建造物の部屋の例（ROOM_X９１０、ROOM_Y９２０）を例示するシステム図を示す。ROOM_X９１０は、エリア・オブジェクトを表す。更に、ROOM_X９１０は、物理的に、多数のセンサ、アクチュエータ、およびデータ・ポートを収容し、部分的に、ゾーン・コントローラ１００内に有線接続されている(hardwired)カード・リーダ（データ・ポートとして）、BACnetIPを用いるＨＶＡＣコントローラ８７０（アクチュエータ）、およびＨＶＡＣコントローラ８７０内に有線接続されている温度センサ８５０を含む。

図１０Ａの実施形態では、エリア・オブジェクト１０１０、サブシステム・オブジェクト１０２０、およびコントローラ・オブジェクト１０３０が示されている。エリア・サブシステム、およびコントローラ・オブジェクト１０１０、１０２０、１０３０の集合体は、それぞれ、これらの各々と関連付けられている物理デバイスを表すポイント・オブジェクト１０４０の集合によって規定されている。空間温度１０５０、カード・リーダ１０６０、および包括的にデバイス（＃ｎ）１０７０に対するポイント・オブジェクトの例も示されている。温度オブジェクト１０５０、カード・リーダ・オブジェクト１０６０、およびデバイス＃ｎオブジェクト１０７０（全てポイント・オブジェクト）は、各々、これらが関連を有するエリア（例えば、エリア・オブジェクトｉｄ１０１５）、サブシステム（例えば、サブシステム・オブジェクトｉｄ１０２５）、およびコントローラ（例えば、コントローラ・オブジェクトｉｄ１０３５）を識別するプロパティを含む。ヘッダ・ページ１０４５は、レコード長または構成するポイント・オブジェクトの数、識別、名称、記述、ならびにエリアの緯度および経度情報のような簿記データ、即ち、プロパティを収容する。緯度および経度データは、機器のＧＰＳ（全地球測地システム）の位置検出を容易にする。ヘッダには、いずれの様式の追加情報があってもよい。この実施形態では、ポイント・オブジェクトは、これらが関連付けられている各エリア・オブジェクト１０１０、システム・オブジェクト１０２０、およびコントローラ・オブジェクト１０３０の内部に再度現れる。この実施形態は、かなりのゾーン・コントローラのメモリ空間を利用することができる。

図１０Ｂに示す代替実施形態では、エレメンタル・エリア・オブジェクト１０７５、サブシステム・オブジェクト１０８０、およびコントローラ・オブジェクト１０８５の集合体のみを並べている。オブジェクト１０７５、１０８０、１０８５は、特定のエリア、サブシステム、およびコントローラを表し、それらの中には構成するポイント・オブジェクトは収容されていない。この手法は、図１０Ａにおける例で説明したように、エリア、サブシステム、およびコントローラを表す大きなデータ構造内にポイント・オブジェクトの冗長な集合体を形成することを未然に防ぐ。各エリア・オブジェクト、サブシステム・オブジェクト、およびコントローラ・オブジェクトには、無限数のポイント・オブジェクトを関連付けることもできる。各ポイント・オブジェクトには、無限数のエリア、サブシステム、およびコントローラ・オブジェクトも関連付けることができる。

オブジェクトのコンフィギュレーションは、ユーザが行う。ユーザは、各エリア・オブジェクト、サブシステム・オブジェクト、およびコントローラ・オブジェクトを規定し、次いで各々を、ゾーン・コントローラ１００に関連するデータベース内にある特定のポイント・オブジェクトに添付する。ルーム・エリアに対する図９のゾーン・コントローラ１００ａは、これらのプロパティを各ポイント・オブジェクトにおいて認識する。空間温度センサ・オブジェクトは、温度センサ８５０ａを表し、例えば、ＨＶＡＣコントローラ８７０を表すＨＶＡＣコントローラ・オブジェクトとの関連を有することができる。また、温度センサ・オブジェクトは、ＨＶＡＣサブシステムとの関連も有することができる。ユーザは、ゾーン・コントローラ１００内に収容されているウェブ・ページ・ツールを用いることによって、エリア・オブジェクト、サブシステム・オブジェクト、コントローラ・オブジェクト、またはポイント・オブジェクトを作成することができる。図９においてROOM_X９１０で特定されるエリアは、例えば、物理的にROOM_X内に位置する機器を表す特定のポイント・オブジェクトと関連付けることができる。

図１１を参照すると、データベース・コンフィギュレーション・ツールが、各ポイント・オブジェクト１１００に、エリア・オブジェクト、サブシステム・オブジェクト、およびコントローラ・オブジェクトとの関連のための列を設ける。例えば、温度センサは、実際の温度センサが物理的に位置する場所を表すオブジェクト・プロパティとしてROOMXを収容する。そのオブジェクトは、論理的添付(logical attachment)を有する「ROOM_X_HVAC」を識別するサブシステム・プロパティも収容する。

ゾーン・コントローラの使用によって、建造物のエリア内におけるアクションを監視し制御することにより、種々の報告を作成することができる。例えば、図９のゾーン・コントローラ１００ａは、BACnet ＨＶＡＣボックス・コントローラ８７０を介して温度センサ８５０ａと通信し、ローカル・ゾーン・コントローラ用のデータベース内に、温度センサを表すオブジェクト（およびその他のオブジェクト）を複製することができる。ゾーン・コントローラ１００ａは、ローカル・データベースにおいてポイント・オブジェクトを作成し、ハードワイヤ・カード・リーダ、ドア・ストライク、またはその他のあらゆる物理デバイスを表すこともできる。各ポイント・オブジェクトは、一意の識別子を収容し、ゾーン・コントローラ用のデータベースに格納しており、デバイスの目録作成(inventory)、および意図した受信先に対するメッセージの目標設定(targeting)をし易くする。

図９のゾーン・コントローラ１００ａおよび１００ｂは、ポイント、エリア、サブシステム、およびコントローラに伴うオブジェクト・ステータスを、企業データベースとの周期的なハートビート通信(heartbeat communication)の間に同期させることができる。「企業データベース」は、ソフトウェア・プログラムとして具体化することができ、好ましくは、建造物制御システムをネットワークを通じて目視し、ヒューマン・インターフェースとして機能し、所望通りにデータを調べて保管し、要求に応じて報告を作成する、ユーザ・インターフェース８３０のようなパーソナル・コンピュータ（ＰＣ）に格納する。企業データベースのソフトウェアは、対象のポイントと関連付けられているゾーン・コントローラに問い合わせを行い、必要に応じて、値、アラーム、およびイベントを返し、オブジェクト・プロパティと関連付けられているデータを相関付けるまたは代わりに整列することにより、規定の報告構造で情報を提示する。企業データベースにより、ユーザは、例えば、特定の時間間隔で規定のシステムと関連付けられている全てのポイント・オブジェクト内に収容されている値を用いて、システム報告を作成することが可能になる。

また、報告をカスタム化することができ、指定した時間間隔におけるあるエリアでのオカレンスを蓄積し含ませることもできる。この例では、ユーザは、エリアＩＤ、開始時刻、および終了時刻を入力して、報告を作成する。また、報告は、前述のような他の論理的トリガ判断基準やインデックスのいずれでも用いて、オブジェクト・シーケンスを発生または回復させることもできる。シーケンス報告の別の例では、「監査証跡」を伴うこともでき、これは、特定の日付または日付の範囲における、特定の人物と関連付けられた特定のアクセス・カードの全てのトランザクションを行うことができる。シーケンス報告の更に別の例は、現在建造物の内部にある全てのアクセス・カードの検索を含むことができ、緊急排除の要請に対して有用であると考えられる。この例は、建造物の内部に居続け、火事から救出する必要がある人物を示す情報を提供することができる。

ゾーン・コントローラは、データ・ロギングをサポートし、トレンド・ログ・オブジェクトを設ける。ゾーン・コントローラ１００は、ユーザが定義した通りに、あらゆるポイント・オブジェクトのあらゆるプロパティ値でも記録することができる。各ログ・データ入力には時刻／日付スタンプが関連付けられており、ログが取られた期間を示す。ユーザは、ポイント・プロパティ値が所定範囲を外れる場合、ポイント・オブジェクト毎に選択的にアラームを構成することができる。アラームの発生時に、エリア・オブジェクトに関連付けられている各ポイント・オブジェクトからのエリア、サブシステム、ポイント識別子および値が、ゾーン・コントローラ・データベースのゾーン−コントローラ−イベント−表にローカルに書き込まれ、全てに同じアラーム識別子が割り当てられる。ログおよびアラームは既定の間隔にわたり格納される。既定の間隔が過ぎた後、ファイル・サーバ（ネットワーク・データベース・サーバ）上に位置する中央データベースにアラームを保管することができる。

ゾーン・コントローラ１００は、BACnet、Modbus、OPC、LONTalk、Johnson Controls N2等のような多数のプロトコルを用いて、ソフトウェア・オブジェクトを読み出す。ユーザは、各ポイント・オブジェクトを手作業でプログラム即ち構成する。あるいは、ネットワーク「発見」要求（オープン・プロトコルから利用可能である場合）が、全てのゾーン・コントローラに、利用可能なオブジェクトおよび属性の全てを報告させる。図８のゾーン・コントローラ１００内に位置する、局在化データベースが、全てのポイント・オブジェクトおよびコンフィギュレーションを格納する。

ゾーン・コントローラのローカル・コンフィギュレーションに加えて、ネットワーク・ユーザ・インターフェースＰＣ８３０内に位置する記号ソフトウェア・プログラム・スイート(software program suite)が、イーサネット通信経路またはバックボーンを通じて、多数のゾーン・コントローラのコンフィギュレーションを考慮する。企業ソフトウェアは、ユーザが、多数のゾーン・コントローラ内にあるポイント・オブジェクトを単一の共通建造物制御システムに関係付けることを可能にする。例えば、多数の異なるゾーン・コントローラが建造物の冷却水サブシステムを監視し制御することができる。企業ソフトウェアは、冷却水サブシステムに関する情報全てを調べる。企業ソフトウェアは、あるエリアまたはサブシステムがどのように特定のオカレンスに対して反応するかを示す個別の報告の作成に配慮している。報告は、前述のように記録したシステム・オブジェクト・シーケンスから収集した情報を収容する。

ユーザは、アラームが発生するときに実行するルールを定義することができる。例えば、図１において、有効なカードの読み取りがないときに被制御ドア１２０のドア接点１４０が「開放」を読み取った場合、ゾーン・コントローラは強制開放ドアを示すアラームを発生する。このアラーム処理は、部屋において、図９のＩＰカメラ８２０にリンクすることができ、ドアの場所に回転するように促される。次いで、ＩＰカメラ８２０はビデオ・ストリームをネットワークに接続されているビデオ記憶システム（図示せず）にビデオ・ストリームを送ることができ、対応するアラーム・メッセージによって探索を簡略化する。ゾーン・コントローラ１００は、例えば、ロック・ダウン信号を、そのエリアと関連付けられている全てのドアに送り、そのエリアと関連付けられている全てのカメラに、記録を開始することを通知することができる。これら既定の制御アクションは、オブジェクト・シーケンス内にあり、先に述べたように判断基準を検査することにより、トリガを受ける。

ゾーン・コントローラ１００は、システム・コントローラ・モジュール・アセンブリの多数のモジュール、および図１３〜図２７に見られるような、それらに関連するＩ／Ｏとの協同動作を考慮している。この柔軟性の結果、接続されているモジュールの数および本質に応じて可変の予測電力需要が得られる。要求動作電力が変化すると、追加モジュールの設置の際、または追加の負荷を既存の接続済みモジュールに接続した後に、配信する電力の供給源が過負荷となる可能性がある。

電力を管理するために、ゾーン・コントローラ１００は、接続されている種々のモジュールを認識し、各モジュールの要求電力抽出を把握し、個々の需要を合計し、総要求電力に到達する。モジュールが追加または削除される毎に、ゾーン・コントローラは、接続されたモジュールの真の需要に応じて、その電力消費等級を動作電力に合わせて適合化する。図１２の表は、ＩＥＥＥ８０２．３ａｆ−２００３から抜粋したものであるが、この例において負荷が接続されているゾーン・コントローラに適用される、受電デバイスに対する分類を示す。ゾーン・コントローラ１００は、その下流側のモジュールを認識し、それらの電力需要を計算し、需要を合計して、できるだけ小さい最大電力配信を要求する能力を有する。更に、ゾーン・コントローラは、モジュール毎に、個々のアクチュエータおよびセンサの負荷合計を判定する。言い換えると、８つのディジタル出力ポートを有するゾーン・コントローラでは、出力毎の負荷電流抽出は、コンフィギュレーション・データをコントローラ・メモリにタイプ入力することによって決定することができる。これに対処するために、各入力および出力は、ゾーン・コントローラの主プロセッサ・モジュールにおけるオブジェクトによって表される。そして、各オブジェクトは、電圧および電流のプロパティ・フィールドを収容し、これらにはコンフィギュレーションによる値が、ユーザの標準的ブラウザ・ソフトウェアによって割り当てることができる。マイクロプロセッサが、総要求電力を、その入力および出力オブジェクトからの全ての電圧−電流積の合計として計算する。あるいは、ゾーン・コントローラ１００は、システムの就役(commissioning)の間に、その負荷から引き出される電流を測定する。次いで、ゾーン・コントローラは、総電力需要を計算し、電力供給機器（ＰＳＥ）に伝達するために、正しい受電デバイス（ＰＤ）電力分類を供給する。前述の動的ＰＤ分類方式は、電力需要を高精度にＰＳＥに報告し、電力管理システムの信頼性を高め、実際に必要な電力量のみを要求する。このため、ＰＳＥ機器に現実的な電力需要を供給する。加えて、ＰＳＥデバイスは、供給源が確実に配信できる電力よりも多い電力を要求する負荷を自動的に遮断することもできる。更に、ゾーン・コントローラ１００は、その負荷を、要求動作カレントだけでなく、負荷の要求動作電圧に関しても特徴付けることができる。このため、ゾーン・コントローラ（ＰＤ）は、標準的な４８ＶＤＣをＰＳＥから受け入れ、いずれの任意の電圧でも下流側のモジュールに転送することができる。建造物制御システムが利用するコンポーネントは、５ＶＤＣ、９ＶＤＣ、１２ＶＤＣ、２４ＶＤＣ等を必要とすることが慣例なので、これは有益である。

これより図１３〜図２７を参照して、イーサネットに基づくゾーン・コントローラの一例の物理的形態を示す。この例におけるゾーン・コントローラの物理的フォーマットは、モジュール構造から成り、プロセッサ・モジュール１３００が種々の追加モジュールと結合されている。これらのモジュールは、ゾーン・コントローラのモジュール・アセンブリ２７００（例えば、図２７参照）の一部として収納されている。これら追加のＩ／Ｏモジュールは、用途に特定したコンフィギュレーション、命名、および機能を可能にする。

図１３において、プロセッサ・モジュール１３００を示す。プロセッサ・モジュール１３００には、リアル・タイム・クロックが設けられている。この例では、プロセッサ・モジュール１３００は、２つの１０／１００Ｍｂｐｓイーサネット・ポート接続部１３１０、１３２０、１つのＲＳ−４８５接続部１３３０、および２４ＶＡＣ／ＤＣ電力接続部１３４０を有する。プロセッサ・モジュール１３００は、パワー・オーバー・イーサネット（ＰｅＥ）も可能である。プロセッサ・モジュール１３００は、埋め込み型オペレーティング・システム、例えば、eLinuxまたはWindowsCEnetを用いることができる。プロセッサ・モジュール１３００は、埋め込み型マイクロエレクトロニクス内にある共通シリアル・バスであるＩ２Ｃのようなシリアル・インターフェースによって、追加の取付モジュール（例えば、図１４〜図２５に示すモジュール）と通信を行う。この例では、プロセッサ・モジュール１３００は次の機能性を提供する。ウェブ系スケーラブル・ベクトル・グラフィクス（ＳＶＧ）をホストする。ウェブ系プログラミングおよびコンフィギュレーションをホストする。ローカル・プログラミング・シーケンスを格納し実行する。進入制御レコードを格納する。ウェブ系報告能力を提供する。単純なネットワーク管理プロトコル（ＳＮＭＰ）メッセージをネットワーク管理ソフトウェアに送出する。BACnetIP、Modbus IP、およびLONTalkIPパケットを送出および受ける。

スイッチ・モジュール１４００を図１４に示す。この例では、スイッチ・モジュール１４００は４ポート・スイッチ・モジュールである。図８を参照すると、スイッチ・モジュール１４００は、ローカル１０／１００Ｍｂｐｓ、４ポート・スイッチであり、モニタ・ステーション、ＩＰカメラ、ＩＰ系建造物自動化システム機器、等をローカル・エリア・ネットワーク８００に接続することができる。図１４のスイッチ・モジュール１４００は、高帯域幅情報をイーサネットと共有するように設計することができるが、ゾーン・コントローラ１００のプロセッサ・モジュール１３００とは、低帯域幅情報を共有できるに過ぎない。メモリ拡張モジュール１５００を図１５に示す。メモリ拡張モジュール１５００は、図１３のプロセッサ・モジュール１３００のローカル・ストレージを拡張するために用いられる。メモリ拡張モジュール１５００における用途には、グラフィックス・ファイル、個人レコード、およびカスタム化したアプリケーションの格納を含むことができる。用途の必要性に基づいて、多数のメモリ拡張モジュールを接続することができる。

赤外線データ・ポート（ＩＲＤＡ）モジュール１６００を図１６に示す。ＩＲＤＡモジュール１６００は、迅速なコンフィギュレーションのための、ラップトップ・コンピュータまたはポケットｐｃデバイスの赤外線接続に配慮したものである。また、ＩＲＤＡモジュール１６００は、講堂や会議室内にオーディオ・ビジュアル制御のために組み込むこともできる。図１７は、無線トランシーバ・モジュールのような、トランシーバ・モジュール１７００を示す。この例では、無線トランシーバ・モジュール１７００は、Zigbee（登録商標）（ＩＥＥＥ８０２．１５．４）ワイヤレス・メッシュ・ネットワークをゾーン・コントローラ内に引き込み、ワイヤレス現場デバイスのデータをＩＰネットワークに使用可能とし、その逆も可能にする。

図１８は、４状態の監督が可能なＩ／Ｏである、進入制御ドア・モジュール１８００を示す。進入ドア・モジュール１８００は、図１の退出要求デバイス１５００を監視し、ドア接点１４０を監視し、ドア・ストライク１１０を施錠および開錠するために用いられる。自動開閉器および障害報知器のような、追加の制御機能を必要とするドアのために、補助接点を備えている。ゾーン・コントローラ１００に結び付けられているリーダは、図１８の進入ドア・モジュール１８００上でストライク（開錠）出力を作用させることができる。このモジュール上の全ての入力は、監督下にある入力である。加えて、ＩＰリーダを用いる状況では、ＩＰリーダは、ドア・ストライク（開錠）出力を作用させることができる。進入制御リーダ・モジュール１９００を図１９に示す。進入制御リーダ・モジュール１９００は、WiegandまたはABA磁気フォーマットを用いた非ＩＰカード・リーダの進入制御に配慮したものである。２台までのカード・リーダを１台の進入制御リーダ・モジュール１９００に接続することができる。図１８の進入制御ドア・モジュール１８００を追加すると、あるエリアの完全な進入制御が可能となる。図１９の進入制御リーダ・モジュール１９００は、ｉ２Ｃ制御パスを用いて、図１３のプロセッサ・モジュール１３００に接続する。プロセッサ・モジュール１３００は、多数の図１９の進入制御リーダ・モジュール１９００を単一の団結したシステムに接続することができる。コンフィギュレーション・ソフトウェアにより、単一のカードをスッと通して読ませると、１つまたは多数のドアを開錠させることができる。加えて、リーダは、ドアの開錠のためではなく、情報のみのために構成することができる。

図２０は、照明制御モジュール２０００の一例を示す。即ち、ディジタル・アドレッサブル照明インターフェース（ＤＡＬＩ：digital addressable lighting interface）制御モジュールが、分散ＤＡＬＩ装備照明デバイスのアドレス可能な制御のために設けられている。パルス入力２１１０および電流変換入力２１２０を備えた公共料金計量モジュール２１００を図２１に示す。ディジタル出力モジュール２２０を図２２に示す。ディジタル出力モジュール２２００は、湿(wet)または乾(dry)接点ソリッド・ステート・リレー出力として構成可能であり、常時開放または常時閉鎖とすることができる。ディジタル出力モジュール２２００は、ドア・ロック、ＨＶＡＣ機械的システム、照明、洗浄システム、あるいは切換信号または切換電力を受け入れるあらゆるデバイスの制御のための、ソリッド・ステート・リレー・モジュールとして設けることができる。ディジタル出力モジュール２２００の各出力は、図１３のプロセッサ・モジュール１３００から完全にプログラム可能となっている。２つのスイッチ選択肢、形式Ａおよび形式Ｃを、用途の要件に応じて、モジュール２２００において設けることができる。図２３に見られるように、ディジタル入力モジュール２３００は、セキュリティ・ポイントのＨＶＡＣディジタル入力監視、および監督付監視(supervised monitoring)を行う。各入力は、図１３のプロセッサ・モジュール１３００からプログラム可能である。加えて、各入力は、主プロセッサ・モジュールにＳＮＭＰアラームをネットワーク管理ソフトウェアに送らせることができる。ディジタル入力・モジュール２３００は、５〜２４ＤＶＣまたは１２０〜２４０ＶＡＣに合わせた定格とすることが望ましい。ディジタル入力モジュールは、構成変更可能な内部プルアップ電流源を内蔵しており、追加の電源を必要とすることなく、切換入力を受け入れ、現場スイッチを４状態で監督することが可能となっている。

図２４のアナログ入力モジュール２４００は、アナログ入力の監視を行う。アナログ入力モジュール２４００用のプリント回路ボードは、リモート・センサからの電圧およびアンペア数(amperage)を読み取る能力を有する。加えて、アナログ入力モジュール２４００に関連するソフトウェアが、アナログ値のロギング、およびアラーム限度に基づくＳＮＭＰアラームの発生に配慮する。各入力は、図１３のプロセッサ・モジュール１３００から完全に構成可能である。図２５のアナログ出力モジュール２５００は、可変周波数ドライブ、アクチュエータ、ＨＶＡＣ制御用弁、およびアナログ減光可能照明バラストの０〜１０Ｖまたは４〜２０ｍａのアナログ制御に配慮している。各出力は、図１３のプロセッサ・モジュール１３００から完全に制御可能である。

図２６を参照すると、一例のモジュール・ケース２６００の一部分解組立図が示されている。モジュール・ケース２６００は、右側にインターロック・タブ２６１０、左側にインターロック・スロット２６２０を内蔵する。モジュール・ケース２６００は、取り付けたワイヤのねじを抜いて外すことなく、モジュールから取り外すことができる、ねじ込み端子ブロック２６３０を有する。これは、モジュールの交換を容易にする。ＤＩＮ（ドイツ工業規格）のレール実装手法により、隣接するモジュールが両側に設置されていても、モジュールの取り外しが可能となる。レール実装ノッチ２６４０は、シャーシ接地を種々のモジュール・プリント回路ボード（ＰＣＢ）に接続するためのばね荷重接点を内蔵する。シャーシ接地は、敏感な電子コンポーネントを、サービス要員からの静電気放電から保護するために用いることができる。

このモジュールの設計は、図２７に示すようなシステム・コントローラ・モジュール・アセンブリ２７００の一部として、種々のモジュールを一緒に滑動させることにより、電気的および機械的に接続できるようになっている。このモジュールの構造および設計には、種々の特徴が備えられている。例えば、モジュールは、ＡＢＳのような、誘電体材料のケーシングで形成することができる。モジュール間の電気的接続のために、ケーシング内の孔、スロット、またはその他の開口により到達することができる。図２６に見られるように、モジュールのケースは、右側にインターロック・タブ２６１０、左側にインターロック・スロット２６２０を内蔵し、モジュール同士を保持し、電気接点同士を十分な力で係合するようになっている。左モジュール側の電気接点２６５０は、露出したはんだまたは金めっきしたＰＣＢトレースの形態をなすことができる。これにより、モジュールの各側に別個の電気接点部品を設ける場合と比較して、コストを低減することができる。図１３のプロセッサ・モジュール１３００は、他のモジュールに対して一番左側の位置を占めることが好ましい。何故なら、プロセッサ・モジュールは、制御動作のために必要とされ、この例では、その左縁付近に係合スロットがないからである。いずれの数のモジュールでも、物理的に一緒に係合することができる。図２６の例に示すモジュールの構造は、高さ４インチ、奥行き４インチ、幅０．８インチである。モジュールは、幅、高さ、および奥行きの要件が異なる場合があるが、インターロックの造作および電気接点の場所が一致することが好ましい。

図２７は、ゾーン・コントローラ１００のモジュール・アセンブリ２７００の一部としてＤＩＮレール２７２０上に接続および実装した４つのモジュールを示す。ケース保持用タブ２６１０が保持用スロット２６２０内に挿入し、モジュールを互いに位置合わせして取り付ける。図２７のＤＩＮレール２７２０は、モジュールの背後に位置するように見え、実装用スロット２７３０が端部に見える。ここに示しかつ説明したように、ゾーン・コントローラは、適応型モジュール・アセンブリの一部として、主プロセッサ・モジュールに収納することができる。ゾーン・コントローラには、建造物自動化制御を増強するための多くの特徴が備えられている。ゾーン・コントローラは、被管理デバイスであり、イーサネットを通じて電力を受電し転送することができる。ゾーン・コントローラは、ピア・ツー・ピアでイーサネット通信するように係合することができる。ゾーン・コントローラは、システム終点において用いるためのローカル・インテリジェンスを内蔵しており、これには、カレンダ、記憶してあるイベント・スケジュール、および定期制御アルゴリズム(timed control algorithm)が含まれる。ゾーン・コントローラにおける多数のイーサネット・ポートが、ひとまとめにしたイーサネット可能機器の切換および接続を可能にする。これの一例には、進入制御モジュール１８００および１９００にイーサネット・ポートを設けて上流側と通信することに加えて、少なくとも１つの追加のイーサネット・ポートを設けて、例えば、入口エリアのドアに近接して位置するＩＰカメラと通信することが含まれる。電力転送能力には、プログラム可能な電圧出力が設けられている。プロセッサ・モジュールにおいて、通信プロトコルの変換能力が設けられている。コントローラ・アセンブリは個別のＩ／Ｏを備えている。ゾーン・コントローラの機能性は、更に、ネットワークのどこからでもシステム・モニタまたはワークステーションによって構成および就役することができる。

側面実装板２８００を図２８に示す。側面実装板２８００は、高さを抑えて、電気外枠(electrical enclosure)、壁、天井のような平らな平面にアセンブリを取り付けることを可能にする。簡略化のために、図２８には１つの終端モジュール２８１０だけがあるが、少なくとも１つの図１３のプロセッサ・モジュール１３００も実際の使用には設けられることが多い。

図２９は、ネットワーク管理システム２９００のシステム図である。ネットワーク管理システム２９００は、アクティブな企業所有のネットワーク機器および販売業者の機器を組み込み管理する。例えば、ネットワーク管理システム２９００は、イーサネットに接続したコンピュータ（またはサーバ）とすることができ、ネットワークの保守および運用管理を行う。ネットワーク管理とは、ネットワークのリソースを制御し、計画し、割り当て、展開し、調整し、監視するために必要な機能の集合の実行である。ネットワーク管理は、人間が建造物制御システムの中に立ち入ることができ、その中が見えるようにする。ネットワーク管理システム２９００は、サード・パーティのアプリケーション・ソフトウェア２９１０をマネージャに統合することができ、ネットワーク管理システムをサード・パーティのネットワーク管理システム・ソフトウェア２９２０に統合することができるという点でオープンである。具体的に、建造物制御システムについては、ネットワーク管理システムはゾーン・コントローラを管理する。

図３０は、ゾーン・コントローラ１００の図１３のプロセッサ・モジュール１３００のブロック図を示す。図３０に見られるように、プロセッサ・モジュール１３００は、種々のエレメントに接続されているマイクロプロセッサ３０１０を有する。種々のエレメントには、電力調整回路３０２０、１つ以上のイーサネット・ポート３０２５、その他のシリアル・ポート３０３０、ＵＳＢポート３０３５、汎用入力および出力（ＧＰＩＯ）３０４０、追加のゾーン・コントローラ・モジュールと通信するためのゾーン・コントローラ・サブネット３０４５、およびサービス・コネクタ３０６０が含まれる。電力調整回路３０２０は、イーサネット接続部から、プロセッサ・モジュール１３００、したがってゾーン・コントローラ１００のために動作電力を引き出す。ネットワークに組まれているデバイスのこの給電手法は、ＩＥＥＥ８０２．３ａｆにおいて確認することができる。メモリ３０５０は、２つの主要な類別、揮発性メモリ（ＲＡＭ）３０７０、および不揮発性メモリ（ＦＬＡＳＨ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ）３０７５を有する。不揮発性メモリ３０７５は、マクロプロセッサ３０１０が走らせる実行可能コード、アプリケーション・プログラムおよびオペレーティング・システムのような情報を収容する。これらの双方は、起動中にマイクロプロセッサ２０１０によって読み出すことができる。次いで、コード情報は不揮発性メモリ３０７５から、これよりも速い揮発性メモリ（ＲＡＭ）３０７０に伝達される。揮発性メモリ（ＲＡＭ）３０７０は、マイクロプロセッサの高速クロックで走らせるには、一層適している。また、不揮発性メモリ３０７５はデータベースも収容し、データベースは、ポイント・オブジェクト・コンフィギュレーション、人事記録、グラフィクス・ファイル、記憶オブジェクトのシーケンス、および永続的に維持すべきその他のあらゆるデータを収容する。即ち、情報は、プロセッサ・モジュール１３００への電力が失われた場合であっても維持される。揮発性メモリ３０７０は、命令の迅速な実行を促進するレジスタを収容し、数学的計算の評価、変数更新、およびコンピュータ科学の当業者には周知の多くのその他のレジスタ操作のための「スクラッチパッド」空間(scratchpad space)を設ける。

サービス・コネクタ３０６０は、情報をマイクロプロセッサ３０１０に入力する手段を備えており、マイクロプロセッサ３０１０も限られた量の揮発性および不揮発性メモリ双方を内蔵することができる。また、サービス・コネクタ３０６０は、電力調整回路３０２０への経路によって表されるように、動作電力を注入することもできる。マイクロプロセッサ３０１０に流入する情報は、不揮発性メモリ３０７５にも格納することができる。サービス・コネクタ３０６０の使用例には、データベース、オペレーティング・システムのコード、またはアプリケーションのコードに対するソフトウェア更新が含まれる。情報経路３０８０は、マイクロプロセッサ３０１０を通過し、次いでメモリ３０５０に至るように示されているが、代わりに、マイクロプロセッサを迂回しメモリに直接達する経路を設けてもよい。

マイクロプロセッサ３０１０は、イーサネット・ポート３０２５、シリアル・ポート３０３０、ＵＳＢポート３０３５、ＧＰＩＯポート３０４０、およびサブネット・ポート３０４５を通過して流れる種々の双方向情報にどのようにサービスするかを定義する命令を収容するアプリケーション・プログラムを実行する。これらのポートは、外部イーサネット・ネットワークとインターフェースするために、プロセッサ・モジュール１３００の正常動作を容易にする。これは、追加のコントローラ、アクチュエータ、センサ、ディスプレイ、およびこれらのエレメントの組み合わせを有するデバイスというような機器が接続されたイーサネット・ネットワークを含む。前述のように、ポートは、シリアル３０３０、ＵＳＢ３０３５、およびゾーン・コントローラ・サブネットワーク３０４５というような他のネットワークにも接続する。一方、種々のゾーン・コントローラのアドオン・モジュール(add-on module)は、センサ、アクチュエータ、ディスプレイ、または組み合わせデバイスに有線接続することができる。これらのポートは、種々のプロトコルまたは信号によって、情報の伝達を可能とし、温度、湿度、照明レベル、空気の質、エネルギ使用率、煙レベル、または物理的進入のような、建造物環境パラメータの測定および制御に作用する。

図３１は、プロセッサ・モジュール１３００の動作の動作上の階層の一例を示す。下から上に向かって、マイクロプロセッサ３０１０、メモリおよびデータベース３０５０、通信およびデータ・ポート３０２５、３０３０、３０３５、ならびにハードウェア・プラットフォーム３１１０を構成するＧＰＩＯ３０４０のような種々のハードウェア・エレメントが示されている。そして、WindowsCE.netのようなオペレーティング・システム３１２０が、簡略化したＰＣ（パーソナル・コンピュータ）アーキテクチャと全く同様に、ハードウェア・プラットフォーム３１１０上で走る。データベース管理、Visual Basic、テキスト・エディタ、ウェブ・サーバ、およびその他のプログラムというような、特定のアプリケーション・プログラム３１３０が、プログラマにゾーン・コントローラ１００に介入させ、いずれの任意の論理建造物制御アルゴリズムでも、所望通りに、提供する。また、ゾーン・コントローラ１００の種々のアドオン・モジュールの各々によって、更に深い度合いおよび更に別の本質の制御も設けることができる。

Claims (7)

1. 複数のデバイスを各々含む複数の建造物制御サブシステムを有する建造物制御システムであって、前記建造物制御システムはゾーン・コントローラを備えており、前記ゾーン・コントローラは、
   前記サブシステムからデータを収集することと、
   前記収集したデータを格納することと、
   関係するイベントのシーケンスに基づいて、建造物における挙動のパターンを判定するために、前記格納したデータを分析することと
   によって、カスタム化した報告を生成し、
   前記建造物制御システムからのソフトウェア・オブジェクトを部分集合にグループ化することであって、該クループ化は、所定の判断基準または論理的に検査したオカレンスの集合によってトリガされる、ことと、
   インデックス化した部分集合を形成するために、関連性、関係、または因果関係のうち少なくとも１つに基づいて前記部分集合をインデックス化することと、
   グループ化オブジェクト・シーケンスを形成するために、前記インデックス化した部分集合に名称、ラベル、識別番号、アドレス、またはその均等物を割り当てることと、
   前記グループ化オブジェクト・シーケンスを格納することと
   によって、制御アクション・シーケンスを記録するように構成された、建造物制御システム。
2. 請求項１に記載の建造物制御システムであって、パワー・オーバー・イーサネット（ＰＯＥ）接続部を介して、前記ゾーン・コントローラに電力が供給される、建造物制御システム。
3. 請求項１に記載の建造物制御システムにおいて、前記ゾーン・コントローラは、前記サブシステム内にあるデバイスから異なるプロトコルによって送られるソフトウェア・オブジェクトを読み込むように更に構成された、建造物制御システム。
4. 請求項１記載の建造物制御システムであって、前記ゾーン・コントローラは、前記所定の判断基準または前記論理的に検査したオカレンスの集合に応答して制御アクション・シーケンスを実行するように更に構成され、前記制御アクション・シーケンスが、制御アクションの所定のシーケンスを含み、該制御アクションの各々が、前記デバイスの１つのものの状態に作用する、建造物制御システム。
5. 請求項１記載の建造物制御システムにおいて、前記ゾーン・コントローラは、ポイント・オブジェクトをエリア・オブジェクト、システム・オブジェクト、コントローラ・オブジェクト、およびサブシステム・オブジェクトと関連付けることによって、ソフトウェア・オブジェクトをグループ化するように更に構成され、前記ポイント・オブジェクトは、１つよりも多いエリア・オブジェクト、１つよりも多いシステム・オブジェクト、１つよりも多いコントローラ・オブジェクト、および１つよりも多いサブシステム・オブジェクトとの論理的関連付けを受けることができる、建造物制御システム。
6. 請求項１に記載の建造物制御システムにおいて、前記建造物制御システムは、建造物における異なるドアと関連した進入制御デバイスを更に備え、また、非進入制御デバイスを更に備えており、前記ゾーン・コントローラは、
   第１ドアと関連した進入制御デバイスの状態に、第２ドアと関連した進入制御デバイスの状態が変化したときに、作用するか、
   前記第２ドアと関連した前記進入制御デバイスの状態が変化したときに、前記第１または第２のドアの少なくとも一方に隣接する少なくとも１つの物理的エリアと関連付けられた非進入制御デバイスの状態に作用するか、または、
   前記第１または第２のドアの少なくとも１つと関連した前記進入制御デバイスの状態が変化したときに、複数の物理的エリアと関連付けられた非進入制御デバイスの状態に作用する
   ように構成された、建造物制御システム。
7. 請求項１に記載の建造物制御システムにおいて、前記ゾーン・コントローラのＩ／Ｏモジュールと結合されたセンサおよびアクチュエータを更に備え、前記ゾーン・コントローラは、更に、前記センサおよびアクチュエータから受けた信号に応答して建造物環境パラメータを制御するように構成され、前記建造物環境パラメータは、温度、湿度、光レベル、空気の質、エネルギ使用率、煙レベル、または物理的進入のうち少なくとも１つを含む、建造物制御システム。