TWI430060B - 建築物自動監控系統 - Google Patents
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Description
本發明係關於一種監控系統，詳而言之，係涉及一種監控建築物中的各設備之建築物自動監控系統。
近年來，由於各國提倡節能環保、永續發展的觀念繼而發展出綠建築，亦即從規劃設計、施工、使用、維護到廢棄拆除的過程中，均符合省能源、省資源、低污染及低廢棄物之規定以具備生態、節能、減廢及健康等功效之建築物，此種建築物可降低建築業對環境造成的衝擊，更可提供人們健康舒適的居住環境。
另一方面，資通訊科技(information and communication technology；ICT)亦為我國目前致力發展的領域之一，例如4G無線通訊、物聯網、雲端運算等，若能將ICT產業和節能減碳的綠建築結合，即將現有的綠建築加上智慧型省能、省水，或消防、保全、系統等高科技設備，則可使高科技設備得以產業化，並提供民眾簡潔、人性化及舒適的生活空間。
目前的智慧綠建築即為綠建築和資通訊科技之結合，例如門禁管理系統、環境自動感測系統、照明自動調節系統、智慧電錶、智慧水表等。然而，前述建築物的管理或感測系統皆為獨立的系統，且無法透過網際網路進行良好溝通或進行資料庫的建立、資料傳輸等較佳化的管理，導致建築物長期運轉於耗能狀態、系統管理鬆散。
此外，前述建築物的管理或感測系統大多包括一平台，供管理者藉由網際網路登入以遠端進行監控管理，惟，一旦網際網路中斷使得平台和建築物端的系統失聯，則建築物端的系統完全無法執行任何工作。
鑒於上述先前技術的種種問題，本發明提出一種建築物自動監控系統，能統一監控建築物中的設備，並於網際網路中斷時能繼續進行有效管理。
本發明之建築物自動監控系統，用以監控建築物的複數個設備，係包括：複數個控制器，用以控制該複數個設備；控制平台，用以提供控制設定資訊；以及控制伺服器，係分別連結該複數個控制器及該控制平台，用以接收該控制平台所提供之該控制設定資訊並加以儲存，且取得該複數個控制器的即時資料或透過該複數個控制器取得該複數個設備的即時資料，該控制伺服器係根據該控制設定資訊，令該控制器對該複數個設備進行控制；其中，該控制伺服器於該控制平台發生異常或與該控制平台之間的連結發生異常時，根據所儲存之該複數個控制器或該複數個設備的即時資料及該控制設定資訊，持續進行監視並控制該建築物的複數個設備。
此外，該複數個控制器分別具有控制及記憶功能，該複數個控制器於該控制伺服器異常或與該控制伺服器之間的連結異常時，獨立控制該複數個設備的運作。
所述之控制伺服器包括：第一通訊介面，用以供該控制伺服器與該複數個控制器進行通訊，進而利用該第一通訊介面取得該複數個控制器的即時資料或透過該複數個控制器取得該複數個設備的即時資料；第二通訊介面，用以供該控制伺服器與該控制平台進行通訊，進而利用該第二通訊介面接收該控制設定資訊；即時資料儲存庫，用以儲存該複數個控制器或該複數個設備的即時資料；資訊儲存庫，用以儲存該控制設定資訊中的複數個設備的資訊、該控制器的資訊、或該控制伺服器的資訊；及設定檔儲存庫，用以儲存該控制伺服器將該條件控制設定資訊轉換所形成之條件控制設定檔。
藉此，所述之控制伺服器透過該第一通訊介面與各控制器通訊，進而統一控管各種設備，使得該些設備藉由該控制伺服器達到相互連通之效果。此外，所述之控制伺服器接收並儲存控制平台所提供之該控制伺服器、該控制器或該複數個設備的資訊、或邏輯設定資訊，因而即使該控制伺服器與該控制平台之間的連結異常時，仍可協調各設備的運作。
此外，所述之控制伺服器復包括控制模組，用以將該該複數個控制器或該複數個設備的即時資料與該條件控制設定檔進行比對，以於該複數個控制器或該複數個設備的即時資料與該條件控制設定檔中的設定條件符合時，觸發相對應的控制程序。
其次，所述之控制伺服器復包括告警事件儲存庫，該控制模組復將該複數個控制器或該複數個設備的即時資料與該條件控制設定檔進行比對，以於發生該複數個控制器或該複數個設備的即時資料與該條件控制設定檔中的異常條件符合之告警事件時，將該告警事件儲存於該告警事件儲存庫中。
相較於先前技術，本發明之建築物自動監控系統可統一監控管理建築物中原本各自獨立的設備，如空調、電力、照明、門禁等，進而達到裝置相互連通的功效。且在控制伺服器的運作下，即使與控制平台的網際網路中斷，亦能協調各設備的運作。
以下藉由特定的實施形態說明本發明之技術手段與內容，所屬技術領域中具有通常知識者及熟習此技藝之人士，皆可由本說明書所揭示之內容輕易地了解本發明之其他優點與功效。
請參閱第1圖，本發明之建築物自動監控系統主要包括設置於建築物端的設備10a、10b、10c及10d、控制器11a或11b、控制伺服器12、以及藉由網際網路2與控制伺服器12有連接之控制平台13。
設備10a、10b、10c及10d可包括受控設備以及受控監測設備。受控設備可例如電力、緊急發電或太陽風力發電系統、照明系統、給排水系統、消防監視系統、空調及通風系統、門禁管理系統、保全監視系統等，且該些受控設備彼此各自獨立不能相互溝通運作。此外，該些受控設備通常具有用以讀取設備狀態之數位輸入(DI)或類比輸入(AI)、用以控制設備運轉之數位輸出(DO)或類比輸出(AO)。受控監測設備例如多功能電錶、數位水錶、流量計及各式如溫度、二氧化碳濃度、壓力、人員移動、受光等感測器。
控制器11a或11b用以分散控制設備10a、10b、10c及10d並取得設備10a、10b、10c及10d的即時資料。控制器11a或11b可例如可程式邏輯控制器(programmable logic controller；PLC)、可程式自動控制器(programmable automatic controller；PAC)、直接數位控制器(direct digital controller；DDC)。設備10a、10b、10c及10d的即時資料可例如受控監測設備所監視的環境狀態，如一氧化碳的濃度等。所謂分散控制意指降低各控制器的負擔，即時其中一控制器故障時，亦僅影響某些設備的運作，以分散風險。
控制伺服器12用以取得控制器11a或11b的即時資料或透過控制器11a或11b取得設備10a、10b、10c及10d的即時資料。具體言之，控制伺服器12主要為設置於客戶端(即建築物端)的嵌入式硬體主機，受控於控制平台13並透過控制器11a或11b分散存取或控制設備10a、10b、10c及10d。
控制平台13用以提供制設定資訊，包括設備10a、10b、10c及10d的資訊、控制器11a或11b的資訊或控制伺服器12的資訊、或條件控制設定資訊。設備10a、10b、10c及10d的資訊可例如設備10a、10b、10c及10d的實際位址、或所連接之控制器的編號。條件控制設定資訊可例如排程控制、程序(連動)控制、需量控制等條件控制設定資訊。
藉此，控制伺服器12對控制平台13所提供之設備10a、10b、10c及10d的資訊、控制器11a或11b的資訊或控制伺服器12的資訊、或條件控制設定資訊加以儲存，並根據控制器11a或11b或設備10a、10b、10c及10d的即時資料，令控制器11a或11b分散控制設備10a、10b、10c及10d，其中，控制伺服器12於控制平台13異常或與控制平台13之間的連結異常時，根據所儲存之控制器11a或11b或設備10a、10b、10c及10d的即時資料及該控制設定資訊，持續進行監控該建築物的設備10a、10b、10c及10d。
此外，控制器11a或11b分別具有控制及記憶功能，以於控制伺服器12異常或與控制伺服器12之間的連結異常時，可獨立控制設備10a、10b、10c及10d的運作。
需說明的是，本發明之建築物自動監控系統的控制器11a或11b和設備10a、10b、10c及10d的數量及連接方式，並不限於第1圖所示。
請參閱第2圖，其為本發明之建築物自動監控系統之具體實施形態的架構方塊圖。
控制器11a及11b分別包括輸入輸出模組110a及110b，用以分散連接設備10a、10b、10c及10d，以取得設備10a、10b、10c及10d的即時資料。此外，控制器11a或11b可同時具備數位及類比控制能力，以利用輸入輸出模組110a或110b分散連接設備10a、10b、10c及10d來進行控制。換言之，控制器11a或11b係提供獨立式(stand-alone)可程式化的數位控制功能，並具備程式記憶模組及電池儲存操作程式，以防止斷電時資料或資訊的遺失。
控制伺服器12可包括控制模組120、第一通訊介面121、第二通訊介面122、即時資料儲存庫123、資訊儲存庫124、設定檔儲存庫125及告警事件儲存庫126。
第一通訊介面121用以供控制伺服器12與控制器11a或11b通訊，進而利用第一通訊介面121取得控制器11a或11b的即時資料或透過控制器11a或11b取得設備10a、10b、10c及10d的即時資料。具體而言，第一通訊介面121可為Modbus或BACNet通訊協定。此外，控制伺服器12將所取得之控制器11a或11b或設備10a、10b、10c及10d的即時資料儲存於即時資料儲存庫123。
第二通訊介面122用以供控制伺服器12與控制平台13通訊，進而利用第二通訊介面122接收設備10a、10b、10c及10d的資訊、控制器11a或11b的資訊或控制伺服器12的資訊、或條件控制設定資訊。具體而言，第二通訊介面122可為HTTP/HTTPS及XML介面。此外，控制伺服器12將設備10a、10b、10c及10d的資訊、控制器11a或11b的資訊、或控制伺服器12的資訊儲存至資訊儲存庫124。此外，控制伺服器12將該條件控制設定資訊儲存成條件控制設定檔，並存至設定檔儲存庫125中。
控制模組120用以將控制器11a或11b或設備10a、10b、10c及10d的即時資料與該條件控制設定檔進行比對，以於控制器11a或11b或設備10a、10b、10c及10d的即時資料與該條件控制設定檔中的設定條件符合時，觸發相對應的控制程序。另一方面，於發生控制器11a或11b或設備10a、10b、10c及10d的即時資料與該條件控制設定檔中的異常條件符合之告警事件時，將該告警事件儲存於告警事件儲存庫126中，再透過第二通訊介面122將該告警事件傳輸至控制平台13。
由第2圖所示之實施形態可知，控制伺服器12透過第一通訊介面121而具有與控制器11a或11b進行通訊及控制設備10a、10b、10c及10d之能力。因此，控制伺服器12可統一管理設備10a、10b、10c及10d，使得原本相互獨立的設備10a、10b、10c及10d亦可藉由控制伺服器12相互連通。
例如，一控制器納管停車場一氧化碳感測器，另一控制器納管停車廠排風扇，當控制伺服器透過該控制器取得該一氧化碳感測器所感測到的一氧化碳濃度超過標準條件時，令該另一控制器啟動排風扇；反之，當一氧化碳濃度降低到正常值時，令該另一控制器停止排風扇，其中，該一氧化碳濃度的標準條件或正常值乃由控制平台提供予控制伺服器，而控制平台係匯入或由使用者輸入該一氧化碳濃度的標準條件或正常值。
再例如，第一控制器納管數位電錶、第二控制器納管照明系統、第三控制器納管空調系統，當控制伺服器透過該第一控制器所納管的數位電錶，偵測到於某一用電尖峰期間用電量過大，則可令第二控制器將一些區域的照明系統或令第三控制器將一些區域的空調系統暫時關閉，以減低用電負載。
此外，控制伺服器12儲存由控制平台13所提供的資訊，因而即使連接控制平台13的網際網路2中斷，控制伺服器12仍可對設備10a、10b、10c及10d進行有效管理。
另外，如第2圖所示，控制平台13可包括使用者介面130，用以供匯入或供使用者藉由網際網路2輸入設備10a、10b、10c及10d的資訊、控制器11a或11b的資訊或控制伺服器12的資訊、或條件控制設定資訊。此外，控制伺服器12將設備10a、10b、10c及10d的即時資料或告警事件回傳至控制平台13後，使用者可依此進行條件控制設定資訊的操作，例如擬定改善對策等。
綜上所述，本發明之建築物自動監控系統的控制伺服器係透過各控制器分散監控各設備，即各控制器會將各設備的即時資料提供予控制伺服器，因而各設備可藉由控制伺服器而彼此相連通。此外，控制伺服器係儲存控制平台所提供的各項資訊，以據此對各設備加以控制或協調，且一旦連接控制平台的網際網路中斷時，控制伺服器仍可依據所儲存之資訊持續監控各個設備。再者，控制伺服其還可將各設備的即時資料回報予控制平台，以供使用者根據該些即時資料於控制平台上設定一些排程或能源控管。
上述各該實施形態僅例示性說明本發明之原理、特點及功效，並非用以限制本發明之可實施範疇，任何熟習此項技藝之人士均可在不違背本發明之精神及範疇下，對上述實施形態進行修飾與改變。任何運用本發明所揭示之內容而完成之等效改變及修飾，均仍應為下述之申請專利範圍所涵蓋。因此，本發明之權利保護範圍，應如後述之申請專利範圍所列。
10a、10b、10c、10d．．．設備
11a、11b．．．控制器
110a、110b．．．輸入輸出模組
12．．．控制伺服器
120．．．控制模組
121．．．第一通訊介面
122．．．第二通訊介面
123．．．即時資料儲存庫
124．．．資訊儲存庫
125．．．設定檔儲存庫
126．．．告警事件儲存庫
13．．．控制平台
130．．．使用者介面
2．．．網際網路
第1圖係為本發明之建築物自動監控系統之基本架構方塊圖；以及
第2圖係為本發明之建築物自動監控管理之具體實施形態之架構方塊圖。
10a、10b、10c、10d．．．設備
11a、11b．．．控制器
12．．．控制伺服器
13．．．控制平台
2．．．網際網路
Claims (11)
- 一種建築物自動監控系統，用以監控建築物的複數個設備，係包括：複數個控制器，用以控制該複數個設備；控制平台，用以提供控制設定資訊；以及控制伺服器，係分別連結該複數個控制器及該控制平台，用以接收該控制平台所提供之該控制設定資訊並加以儲存，且取得該複數個控制器的即時資料或透過該複數個控制器取得該複數個設備的即時資料，該控制伺服器係根據該控制設定資訊及該複數個控制器或該複數個設備的即時資料，令該複數個控制器對該複數個設備進行控制；其中，該控制伺服器於該控制平台發生異常或與該控制平台之間的連結異常時，仍根據所儲存之該複數個控制器或該複數個設備的即時資料及該控制設定資訊，持續進行監視並控制該建築物的複數個設備。
- 如申請專利範圍第1項所述之建築物自動監控系統，其中，該控制伺服器包括：第一通訊介面，用以供該控制伺服器與該複數個控制器進行通訊，進而利用該第一通訊介面取得該複數個控制器的即時資料或透過該複數個控制器取得該控制器的即時資料；以及第二通訊介面，用以供該控制伺服器與該控制平台進行通訊，進而利用該第二通訊介面接收該控制設定資訊。
- 如申請專利範圍第2項所述之建築物自動監控系統，其中，該第一通訊介面為Modbus或BACNet通訊協定，該第二通訊介面為HTTP/HTTPS及XML介面。
- 如申請專利範圍第1項所述之建築物自動監控系統，其中，該控制設定資訊包括該複數個設備的資訊、該控制器的資訊、該控制伺服器的資訊、或條件控制設定資訊。
- 如申請專利範圍第4項所述之建築物自動監控系統，其中，該條件控制設定資訊包括排程控制、程序控制、或需量控制設定，該複數個設備的資訊包括該複數個設備所連接之控制器、或該複數個設備的實際位址。
- 如申請專利範圍第4項所述之建築物自動監控系統，其中，該控制伺服器包括：即時資料儲存庫，用以儲存該複數個控制器或該複數個設備的即時資料；資訊儲存庫，用以儲存該複數個設備的資訊、該控制器的資訊、或該控制伺服器的資訊；及設定檔儲存庫，用以儲存該控制伺服器將該條件控制設定資訊轉換所形成之條件控制設定檔。
- 如申請專利範圍第6項所述之建築物自動監控系統，其中，該控制伺服器復包括控制模組，用以將該複數個控制器或該複數個設備的即時資料與該條件控制設定檔進行比對，以於該複數個控制器或該複數個設備的即時資料與該條件控制設定檔中的設定條件符合時，觸發相對應的控制程序。
- 如申請專利範圍第6項所述之建築物自動監控系統，其中，該控制伺服器復包括控制模組及告警事件儲存庫，該控制模組復將該複數個控制器或該複數個設備的即時資料與該條件控制設定檔進行比對，以於發生該複數個控制器或該複數個設備的即時資料與該條件控制設定檔中的異常條件符合之告警事件時，將該告警事件儲存於該告警事件儲存庫中。
- 如申請專利範圍第1項所述之建築物自動監控系統，其中，該控制平台包括使用者介面，用以供匯入或供使用者藉由網際網路輸入該控制設定資訊。
- 如申請專利範圍第1項所述之建築物自動監控系統，其中，該控制器包括輸入輸出模組，係連接該複數個設備以取得該複數個設備的即時資料。
- 如申請專利範圍第1項所述之建築物自動監控系統，其中，該複數個控制器分別具有控制及記憶功能，該複數個控制器於該控制伺服器異常或與該控制伺服器之間的連結異常時，獨立控制該複數個設備的運作。
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