專利名稱：用于樓宇自動化系統(tǒng)的記錄采集數(shù)據(jù)獲取器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明通常涉及樓宇自動化系統(tǒng)(BAS)中來自多個源的數(shù)據(jù)的采集。更具體地， 本發(fā)明涉及當待獲取(harvest)的數(shù)據(jù)的總量乘以獲取該數(shù)據(jù)花費的時間將超過系統(tǒng)的容量時如若不然周期性的數(shù)據(jù)獲取會導致超限(over-rim)狀態(tài)下的數(shù)據(jù)自動采集。
背景技術：
樓宇自動化系統(tǒng)(BAS)用于協(xié)調、管理和自動控制各種環(huán)境的、物理的以及電氣的樓宇子系統(tǒng)，尤其用于HVAC和氣候控制，但也包括安全、照明、電力等。典型的現(xiàn)有BAS 系統(tǒng)是硬連線的或使用專有通信標準或協(xié)議以鏈接各種子系統(tǒng)并提供全系統(tǒng)用戶訪問、監(jiān)測和控制。BAS系統(tǒng)可以包括多個終端設備、通信網(wǎng)絡、服務器引擎、和圖形用戶界面(GUI) 或者其他的向用戶提供控制和報告數(shù)據(jù)的裝置。每個終端設備通常與用于樓宇或校園的至少一部分的房間、空間、系統(tǒng)或子系統(tǒng)相關聯(lián)。服務器引擎可以是基于各種各樣的計算機處理器的控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)可以包括處理器、計算機可讀存儲裝置和用戶接口。通信網(wǎng)絡可以支持多個通信協(xié)議并將終端設備通信地耦合到服務器引擎。BACnet , ASHRAE(美國采暖、制冷與空調工程師協(xié)會)和ANSI (美國國家標準學會)協(xié)議標準的引入使工業(yè)上已經實現(xiàn)了網(wǎng)絡通信的某種一致性。BACnet 意在使HVAC互操作性標準化且用作全行業(yè)問題的解決方案。然而，在使用時，BACnet 以多種版本存在且包括各種非標準特征功能?，F(xiàn)行的BACnet 標準包括ANSI/ASHRAE標準135-1995、ANSI/ ASHRAE 標準 135. 1-2003、ANSI/ASHRAE 標準 135_2004、ANSI/ASHRAE 標準 135. 1-2007 以及 BACnet-2008。因此，即使使用諸如BACnet 的標準網(wǎng)絡協(xié)議，各種終端設備的通信能力仍然可能不總是可確定的。這些系統(tǒng)所采集的與空間、樓宇或系統(tǒng)有關的數(shù)據(jù)的類型的示例可以包括壓力、 溫度、濕度水平、電力/能源讀數(shù)以及其他的運行時間統(tǒng)計數(shù)據(jù)等。通常期望周期性地收集這些測量數(shù)據(jù)以證實趨勢和適應變化的條件。收集該數(shù)據(jù)的時間周期可能還取決于多種因素，諸如數(shù)據(jù)的屬性、用戶的偏好、以及待采集的數(shù)據(jù)的數(shù)量或屬性等。在復雜系統(tǒng)中，在必須對這些值進行多次測量的情況下，收集的數(shù)據(jù)量可能迅速變得很大并超出系統(tǒng)在給定的時間幀內采集所有期望的數(shù)據(jù)的能力。連接系統(tǒng)的各種部件的網(wǎng)絡的通信速度也將是影響采集數(shù)據(jù)所需的時間量的因素。諸如裝備故障、電力斷供、或通信網(wǎng)絡中斷等的其他不可預測因素也可能影響B(tài)AS采集期望的數(shù)據(jù)的能力。例如，可能需要每分鐘收集一次向樓宇提供熱的蒸汽管中的壓力的量，該樓宇中的各種房間的溫度可能只需要每五分鐘收集一次，用于該樓宇的電力/能源讀數(shù)可能需要每十五分鐘獲取一次，而其他的數(shù)據(jù)運行時間累積可以每小時收集一次。如果在一個小時開始時要采集四種類型的數(shù)據(jù)，而數(shù)據(jù)的量要花費多于一分鐘來采集，則系統(tǒng)可能不能夠在接下來的一分鐘間隔開始時開始采集壓力讀數(shù)。有效地收集所有數(shù)據(jù)的一個可能的解決方案可能是增加BAS通信網(wǎng)絡的速度和帶寬能力。然而，由于不能以較高速率通信的傳統(tǒng)裝置的存在或者與安裝升級的網(wǎng)絡有關的費用可能不允許，這并不總是可行的選擇。
同樣，在某些情況下使用能夠具有更快通信速率而同樣的邏輯并不需要適用于諸如爐子、冷卻器、或房間清潔裝備的更大和更昂貴的項目的更先進的模型來升級諸如傳感器、溫控器、或煙霧檢測器等的低成本物品是具有成本效益的。當考慮對用于大的樓宇、綜合辦公樓、或校園的環(huán)境控制進行升級目標在于改善數(shù)據(jù)采集性能時，大量的低成本終端設備還可能給全系統(tǒng)的升級造成財務障礙。因此，存在對周期性地從多個設備、裝置、傳感器、或位置獲取數(shù)據(jù)的系統(tǒng)和方法的需求，其中，周期性的數(shù)據(jù)獲取具有以下特征當待獲取的數(shù)據(jù)的量乘以獲取該數(shù)據(jù)花費的時間超過系統(tǒng)的容量時會導致超限狀態(tài)。

發(fā)明內容
本發(fā)明基本上解決了以上提到的需要，并涉及用于樓宇自動化系統(tǒng)(BAS)架構和配置的數(shù)據(jù)獲取技術和系統(tǒng)。在一個實施例中，在一種包括服務器引擎的系統(tǒng)中實施了數(shù)據(jù)獲取技術，該服務器引擎被通信地耦合到通信網(wǎng)絡并適配用于與多個終端設備建立通信和適配用于自動地實施周期性的數(shù)據(jù)獲取能力，以有效地接收和存儲與這些設備有關的數(shù)據(jù)。BAS的終端設備可以是一系列設備，包括但不限于諸如具有產生連續(xù)的數(shù)據(jù)流的多個數(shù)據(jù)傳感器的冷卻器、空氣處理器、爐子、或鍋爐等的復雜HVAC裝備，或者監(jiān)測辦公室、教室、或外部天氣條件的單個的溫度或濕度傳感器。這樣的各種設備的數(shù)據(jù)獲取能力可以通過使用以下描述的記錄采集處理技術來實現(xiàn)，其中，在延長的時間內將通信網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)采集工作分配。一個實施例可以是在固定的時間段內分配工作負荷，以實現(xiàn)最高吞吐量并在可能的情況下防止超限狀態(tài)，以及在非期望的超限事件確實發(fā)生的情況下避免累積落后。數(shù)據(jù)獲取器(harvester)使用調度器(scheduler)來分配數(shù)據(jù)獲取器所利用的數(shù)據(jù)記錄器事件的工作負荷。該實施例的調度器通過例如使用一分鐘的數(shù)據(jù)采集間隔的示例的方式來描述。然而，可以根據(jù)數(shù)據(jù)獲取器對較快或較慢的采集率或時間幀的需要對該實施例進行調整。本發(fā)明的以上內容不是意在描述本發(fā)明的每個示出的實施例或每個實施方式。以下附圖和詳細描述更具體地舉例說明這些實施例。


考慮到以下結合附圖的本發(fā)明的各種實施例的具體描述，可以更完整地理解本發(fā)明的實施例，其中圖1是一組示例性的數(shù)據(jù)收集需求的諧波效應(harmonic effect)的圖示。圖2是用于數(shù)據(jù)獲取情形的各種時間線的描繪。圖3是調度器的一個可能實施例的流程圖。圖4是本發(fā)明的一個可能的實施例中的日程表(calender)或命令隊列陣列的描
fe ο圖5是數(shù)據(jù)獲取器的一個可能實施例的流程圖。圖6是記錄采集處理機的一個可能的實施例的流程圖。盡管本發(fā)明服從不同的修改和替代形式，但仍然通過附圖中的示例的方式示出了本發(fā)明的具體細節(jié)，下面將詳細描述該具體細節(jié)。然而，應該理解其意圖不在于將本發(fā)明限制到所描述的特定實施例。相反，其意圖在于涵蓋落入由所附的權利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的所有修改、等同和替換。
具體實施例方式參照圖1至圖6和以下描述，可以更容易理解本發(fā)明。盡管本發(fā)明沒有必要限制于具體描述的應用，但是利用在具體上下文中的示例性實施例的討論將能更好地理解本發(fā)明。本發(fā)明的一個實施例的系統(tǒng)和方法可以有效地對本地的或廣泛的分布式樓宇自動化系統(tǒng)(BAQ中的數(shù)據(jù)和信息區(qū)分優(yōu)先次序并進行管理，所述分布式樓宇自動化系統(tǒng)從空間或樓宇級到企業(yè)級，實際上包括任何結構、群集、校園和介于它們之間的區(qū)域分配。該系統(tǒng)和方法特別適用于可配置的BAS和架構，諸如由本申請的受讓者TRANE，INC.生產的 TRACER ES系統(tǒng)。在2005年12月12日提交的序列號為11/316，695的美國專利申請中描述了 TRACER ES系統(tǒng)的一個實施例的描述，其全部內容通過引用合并到本文中。在2005年 12月22日提交的序列號為11/36，697的美國專利申請中描述了 TRACER ES系統(tǒng)的實施例的另一描述，其全部內容通過引用合并到本文中。該示例被簡化和單線程化以示出通過本發(fā)明的實施例可以解決的問題。由于引入了 BAS容量等級(scales)和多線程實施方式以提高吞吐量，所以由簡單示例示出的概念仍然適用。考慮將以下情形的待采集數(shù)據(jù)作為示例 每分鐘待采集一次的5個壓力傳感器讀數(shù)。 每5分鐘待采集一次的5個溫度傳感器讀數(shù)。 每15分鐘待采集一次的5個電力消耗的讀數(shù)。 每60分鐘待采集一次的5個實時數(shù)據(jù)讀數(shù)。在具有一次處理十個數(shù)據(jù)記錄的容量的BAS中，且獲取每個讀數(shù)的數(shù)據(jù)需要十秒鐘，圖1示出了在一小時的時間段內采集該數(shù)據(jù)的時間表。如圖1中所示，在水平時間軸線上的分鐘標記12:15、12:30、12:45、和1:00處超出
了采集十組數(shù)據(jù)的系統(tǒng)容量。在這些時刻處，排定的數(shù)據(jù)讀數(shù)多于系統(tǒng)在分派的時間里可以處理的數(shù)據(jù)。這些被稱為幅值超限或“1類超限”。除了容量或幅值超負荷，還必須考慮獲取數(shù)據(jù)的時間量。如果獲取單個點的數(shù)據(jù)需要十秒鐘，則在一分鐘的窗口內可以獲取六個數(shù)據(jù)點。根據(jù)該示例，在每個5分鐘標記處的五個溫度數(shù)據(jù)采集將使系統(tǒng)獲取落后40秒(在僅60秒內完成的數(shù)據(jù)獲取需要10個數(shù)據(jù)點*10秒/數(shù)據(jù)點=100秒的處理時間)。這些稱為周期超限或“2類超限”。在該示例中幅值和周期超限都超出系統(tǒng)的容量。一個超出系統(tǒng)的根據(jù)技術規(guī)格可以處理的工作量，而一個超出在1分鐘的時間段內可以完成的工作量。由于運行期間的不可預測的、動態(tài)的變化，可能出現(xiàn)另外的更多兩種類型的超限。圖2示出延遲和等待時間對可能導致超限的隊列的的潛在影響。如圖2中所示，數(shù)據(jù)采集的最佳情形是每次排定的數(shù)據(jù)獲取以同一幅值周期性地出現(xiàn)。在這種情況下，每個處理所獲取的數(shù)據(jù)的命令每分鐘開始一次，且具有足夠的時間來完成收集的數(shù)據(jù)的采集和存儲。數(shù)據(jù)獲取之間沒有沖突且沒有以上所述的超限。
圖2中示出了非理想情況作為次最佳情形I與II，其中，為時間段0:02排定的數(shù)據(jù)獲取命令超出其排定的時間段并“混疊到”下一個時間段(0:03)。圖2中，該系統(tǒng)通過跳過時間段0:03處排定的命令而從該周期超限中恢復并在下一個規(guī)則間隔(0:04)之前重新開始處理數(shù)據(jù)。這種累積的工作負荷的情形類似于“3類超限”。在圖2的次最佳情形II中示出了另一問題情形，其中，系統(tǒng)在第一個非封鎖時刻啟動處理，而不是跳過在其排定的間隔處不能啟動處理的命令。在這種情況下，在源自時間 0:02的處理命令一完成就啟動為時間段0:03排定的數(shù)據(jù)獲取命令。然后將所有后續(xù)的數(shù)據(jù)采集命令進行重新調整或者推遲到后面的時間，同時保持排定的數(shù)據(jù)采集的頻率。圖2還示出非理想的情形，其中，如果被處理的項目越過其精度的給定的百分比， 則可以認為其太陳舊而不獲取，并可能將其從數(shù)據(jù)獲取進度表中刪去。這是一個由于在不是必然可預測的運行期間出現(xiàn)的動態(tài)條件導致的超限狀態(tài)的示例。圖3至圖6捕捉用于獲取和控制數(shù)據(jù)記錄獲取器抵制這些非理想狀況的一個可能實施例的處理流程和邏輯。本示例實施例的主題是處理在數(shù)據(jù)獲取工作期間可能出現(xiàn)的記錄采集超限。此處公開的實施例在一小時或其他合適的時間段內分配工作負荷，以達到期望的吞吐量并防止可能的超限狀態(tài)，并避免在可能確實出現(xiàn)超限的情況下數(shù)據(jù)收集中的累積“落后”。為了實現(xiàn)這些目標，作為實施例的系統(tǒng)利用調度器100在形成多個隊列的日程表上分配數(shù)據(jù)記錄獲取器的工作負荷。調度器100可以包括在按分鐘布置和分組的1分鐘的窗口內要完成的所有工作的二維陣列(或隊列)。圖3示出可能的排隊調度器100。最初，用戶或系統(tǒng)可以自動地輸入添加數(shù)據(jù)記錄命令101。然后系統(tǒng)基于數(shù)據(jù)記錄命令101的起點(origin)或內容來確定適當?shù)倪M度表102。然后系統(tǒng)將數(shù)據(jù)記錄命令101添加到適當?shù)拿铌犃?07。在對于給定的時間間隙的命令隊列107已經超出其容量104的情況下，系統(tǒng)記錄狀態(tài)106。在此處沒有描述的另一實施例中，調度器可以通過將數(shù)據(jù)記錄命令101放置在相鄰的時間間隙中來修改數(shù)據(jù)獲取進度表，由此轉變(shift)該進度表。在命令隊列107具有足夠的容量105的情況下，將數(shù)據(jù)記錄命令101放置在命令隊列107中，且排隊調度器100可以在輸入下一個命令之前保持空閑。隊列的容量104是根據(jù)實施的系統(tǒng)的資源而可變的參數(shù)。包括諸如網(wǎng)絡的速度、 各種終端設備的響應性、以及給系統(tǒng)供電的服務器引擎的處理能力的因素。也可以允許系統(tǒng)的用戶基于該用戶可能期望的性能特性來調整隊列容量。圖4示出了包括用于數(shù)據(jù)獲取的多個時間入口的日程表或命令隊列陣列201的可能的實施例，其中，每個時間入口具有單獨的命令隊列107。在本示例實施例中，每個時間入口代表一分鐘的間隙，其中命令隊列107包含所有的數(shù)據(jù)記錄命令101，其指示待獲取的由排隊調度器100排隊的期望的數(shù)據(jù)點。與時間間隙0:00到0:59對應的命令隊列107對應于那些可以在一小時的過程內以規(guī)則間隔被服務的數(shù)據(jù)記錄命令107。例如，如果在每個小時的開始時每15分鐘采集一次數(shù)據(jù)，則會把四個數(shù)據(jù)記錄命令101放入與標簽0:00、 0:15,0:30和0:45對應的命令隊列107時間間隙中?？梢詫⒉慌c周期性的速率對應的、可以在命令隊列陣列201上分配的數(shù)據(jù)采集進度表放入不規(guī)則或獨特的命令隊列108中。例如，如果要每47分鐘周期性地收集一次具體的一組數(shù)據(jù)，則可以利用不規(guī)則的命令隊列108的用途。因此，會在每個時間間隙期間檢查這個獨特的命令隊列108，這里是每分鐘一次，以確定在那個時間間隙期間是否需要任何不規(guī)則地排定的數(shù)據(jù)采集。圖5示出了數(shù)據(jù)獲取器300的可能的實施例。在每個排定的數(shù)據(jù)獲取周期，在本示例中是每分鐘一次，數(shù)據(jù)獲取器300計算當前時間與排定的數(shù)據(jù)獲取時間之間的差或者 Δ 301。如果用于采集的執(zhí)行窗口已經越過302，如當系統(tǒng)已經經歷3類超限時，則對處理超限304進行處理。最后，當數(shù)據(jù)獲取器300確定其排定的任務已完成或執(zhí)行窗口已關閉時， 數(shù)據(jù)獲取器300發(fā)出退出命令314。在數(shù)據(jù)獲取器300還在執(zhí)行窗口 303內運行的情況下，則執(zhí)行系統(tǒng)讀取策略305。 如圖5中所示出的，多個各種類型的設備在任何給定的時間間隔內可以經受數(shù)據(jù)獲取。在本示例中，描述了三種不同的設備類型以示出系統(tǒng)的靈活性?？梢岳锚毩⒌倪^程或線程來從專有系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)點，諸如TRANE趨勢數(shù)據(jù)306、通用的BACnet數(shù)據(jù)310或用于各種其他系統(tǒng)的企業(yè)數(shù)據(jù)311。采集所有的單個數(shù)據(jù)點312，然后將其寫入數(shù)據(jù)存儲314。在向數(shù)據(jù)存儲314的寫策略313完成時，數(shù)據(jù)采集器300已經完成了該時間段的排定的操作，并可以等待直到下一個適當?shù)嘏哦ǖ臄?shù)據(jù)采集時間。盡管此處示出的示例實施例是單線程的示例，那些開發(fā)與多個物理設備通信的系統(tǒng)領域中的技術人員將認識到也可以采用多線程方法。這種用于數(shù)據(jù)獲取的多線程系統(tǒng)的一個可能實施例也可以使用線程監(jiān)測器或調度器，該線程監(jiān)測器或調度器可以實時測量數(shù)據(jù)獲取進展并增加或減少系統(tǒng)所使用的線程的數(shù)量，以實現(xiàn)網(wǎng)絡通信和處理器能力的最有效利用。可以將讀取策略305實施為考慮在收集來自不同終端設備的所請求的數(shù)據(jù)過程中的各種延遲。這樣的延遲的示例可以是由于設備離線、通信網(wǎng)絡中的路由錯誤、中斷數(shù)據(jù)采集的服務器引擎上的其它處理負擔、或通常與基于網(wǎng)絡的通信相關聯(lián)的任何其他延遲。圖6示出了記錄采集處理機400的可能的實施例。記錄采集處理機400被配置為調整數(shù)據(jù)獲取器300的工作以及監(jiān)測數(shù)據(jù)采集活動的性能。為了使對陳舊的或不相關的統(tǒng)計數(shù)據(jù)的采集最小化，記錄采集處理機400也可以區(qū)分優(yōu)先次序規(guī)定命令隊列107中的哪個數(shù)據(jù)記錄命令101應該被分派以更高的優(yōu)先級，以確保以最大概率對最重要的數(shù)據(jù)進行收集。例如，可以認為一分鐘斷開了二十秒鐘的趨勢是比一小時斷開了五分鐘的趨勢更糟糕的情況。為了允許這個偏差(tolerance)，數(shù)據(jù)記錄命令101的優(yōu)先級應該是可由用戶修改的，以允許更精確的調節(jié)或適應系統(tǒng)的特定需要。本示例給予更高頻率的趨勢以優(yōu)先， 而不完全犧牲具有更多樣本的數(shù)據(jù)點的采樣。然而，可以通過調整精度百分比、或通過使用固定的時間限制、獨立的隊列、或將對最重要的數(shù)據(jù)采樣頻率區(qū)分優(yōu)先次序的更多隊列標簽來實現(xiàn)其他的優(yōu)先級機制。還可以由系統(tǒng)的用戶來調節(jié)這些時間限制或由制造商將其設置為固定的優(yōu)先級方案，以用已知裝備實現(xiàn)具體的性能指標。在一分鐘開始(當秒針處于12:00)時，排隊處理器將試圖把在該分鐘陣列中的所有項目都移動到待處理的運行隊列中。運行隊列指的是數(shù)據(jù)獲取器300當前正在服務的時間間隙。再次參照圖6，記錄采集處理機400首先計算當前時間戳401和當前時間段內的剩余時間量402。如果由于剩余時間量402少于允許的精度百分比(本示例中是25%)而導致3類超限，則不進行數(shù)據(jù)獲取，并且系統(tǒng)進入睡眠狀態(tài)407 —段時間406，直到開始下一個獲取時間段開始為止。這個情形的出現(xiàn)是由于如下假設假設如果沒有足夠時間來完成數(shù)據(jù)收集任務則跳過當前時間段數(shù)據(jù)樣本是更好的。這個精度邊界將允許更慢頻率的數(shù)據(jù)樣本的更大的時間偏差。25%的值是通過設置外部參數(shù)可調的，以實現(xiàn)期望的性能特性。因為在下一個時間段開始數(shù)據(jù)收集之前，通過等待在當前時間段中僅剩余有小的時間窗口， 所以減小了進一步超限的風險。如果當前時間戳401中剩余時間量402在允許的精度百分比內，則系統(tǒng)沿分支405 繼續(xù)進行并從適當?shù)拿铌犃?07提取當前時間戳401的數(shù)據(jù)記錄命令101。如果運行隊列非空，則已經出現(xiàn)超限(根據(jù)數(shù)據(jù)點的情況和環(huán)境或者是2類超限或者是3類超限)。對在隊列中被移動的并在隊列中具有現(xiàn)有的數(shù)據(jù)點請求的項目進行復制并且不對其進行排隊。系統(tǒng)簡單地跳過并標記這些數(shù)據(jù)點請求為超限413。假設運行隊列是空的，撤銷排隊機制從命令隊列107中按優(yōu)先級順序取出第一數(shù)據(jù)記錄命令101(其指明待采樣的數(shù)據(jù)項目)，該示例中首先是最快頻率。然后后臺處理器 414使用待處理的數(shù)據(jù)記錄命令101調用圖5的數(shù)據(jù)獲取器300。在完成數(shù)據(jù)記錄命令101 的數(shù)據(jù)采集過程時，記錄采集處理機400檢查時間參數(shù)417。如果當前時間戳401中仍有可用的時間，則記錄采集處理機400迭代直到下一個命令421。如果數(shù)據(jù)采集器300不能在分派的時間間隙期間完成所有入口的數(shù)據(jù)采集，則出現(xiàn)超限狀態(tài)419并記錄該超限狀態(tài)419。在超限狀態(tài)的情況下，任何已經在隊列中的新命令被放棄420。這是由于在實時運行期間出現(xiàn)的不可預測的動態(tài)狀態(tài)而導致可能出現(xiàn)的4類超限狀態(tài)的另一示例。當在當前時間戳401內成功地處理了所有的數(shù)據(jù)記錄命令101時， 在下一個時間間隙開始記錄之前記錄采集處理機停止424。另一替選實施例可以包括抑制和調節(jié)(shaping)要在給定的時間間隙內從特定的BAS終端設備提取的數(shù)據(jù)的量。盡管這個方法可能取決于給定裝備的能力，但是在智能終端設備能夠理解或服從對其可獲得的所有傳感器數(shù)據(jù)的有限子集的請求的那些情況下， 可以采用附加的數(shù)據(jù)采集管理。例如，如果BAS網(wǎng)絡正經歷非常大量的業(yè)務，則系統(tǒng)控制裝置可以指示某些數(shù)據(jù)采集任務僅收集高優(yōu)先級的數(shù)據(jù)或者來自系統(tǒng)中的特定類型或特定位置的設備的精簡的數(shù)據(jù)凈荷。該實施例也可以具有指示獨特的單個設備僅提供特定類型或量的數(shù)據(jù)的能力。再者，這些能力靈活到足以適應各種各樣的傳感器、控制器和裝備，而不用考慮他們的通信速度或可編程性。前述說明給出了大量的用于提供對本發(fā)明的各種實施例的完全理解的具體細節(jié)。 對本領域的技術人員將明顯的是已經在此處公開的各種實施例可以在沒有這些具體細節(jié)中的一些或全部的情況下實踐。在另一些情況下，沒有對已知的部件詳細描述以避免對本發(fā)明的不必要的混淆。應理解的是盡管在前述說明中闡明了各種實施例的大量的特性和優(yōu)勢，以及各種實施例的結構和功能的細節(jié)，但是本公開文本只是示例性的而不是限制性的。還可以構造采用本發(fā)明的原理和精神的其他實施例。已經參照附圖詳細描述了本發(fā)明的代表性示例。該詳細描述僅僅意在教導本領域的技術人員用于實踐本發(fā)明的優(yōu)選方面的進一步細節(jié)，而不是意在限制本發(fā)明的范圍。僅由權利要求書來限定要求保護的發(fā)明的范圍。因此，以上詳細描述中公開的特征和步驟的組合對于在更廣泛的意義上實踐本發(fā)明可以不是必須的，而是僅僅被教導以特定地描述本發(fā)明的具體的代表性示例。而且，為了得到本發(fā)明的另外的有用實施例，可以以未具體地列舉的方式來組合在本說明書中所教導的各種特征。為了解釋本發(fā)明的權利要求，清楚的意圖是關于給定的權利要求來不調用U. S. C. 35的第112條第6款的規(guī)定，除非在該權利要求中引用了特定的術語“用于......的裝置”或“用于......的步驟”。參考以上文獻的任何合并被限制為使得未并入與此處清晰的公開相反的主題。參考以上文獻的任何合并被進一步限制為使得未通過引用并入這些文獻中所包括的權利要求。參考以上文獻的任何合并被再進一步限制為使得此處未通過引用并入這些文獻中所提供的任何限定，除非是在此處清楚地包括的。
權利要求
1.一種樓宇自動化系統(tǒng)(BAS)，包括服務器引擎，所述服務器引擎被適配用于接收、存儲、處理和提取基于計算機處理器的控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)；多個BAS設備，所述多個BAS設備被配置為提供與所述BAS中的可測量狀態(tài)有關的至少一個數(shù)據(jù)值，每個所述BAS設備與用于樓宇或校園的至少一部分的空間、系統(tǒng)或子系統(tǒng)中的至少一個相關聯(lián)；網(wǎng)絡，所述網(wǎng)絡使所述服務器引擎與所述多個BAS設備通信地耦合并支持多個通信協(xié)議；調度器，所述調度器由所述服務器引擎來實現(xiàn)，所述調度器被配置為當要從選自通過所述網(wǎng)絡耦合的所述多個BAS設備中的特定BAS設備提取所述至少一個數(shù)據(jù)值時，保持與一段時間相關聯(lián)的多個命令隊列；數(shù)據(jù)獲取器，所述數(shù)據(jù)獲取器被配置為確定與用于從所述多個設備中的至少一個設備采集所述數(shù)據(jù)值的所述命令隊列相關聯(lián)的所述一段時間是否期滿；記錄采集處理機，所述記錄采集處理機被配置為監(jiān)測所述數(shù)據(jù)獲取器并向所述數(shù)據(jù)獲取器提供所述數(shù)據(jù)獲取器應該處理所述所述多個命令隊列中的哪個的指示；其中，至少一些所述BAS設備具有比所述網(wǎng)絡的最大容量小的預定的網(wǎng)絡報告能力；以及其中，所述記錄采集處理機被進一步配置為當與采集所述數(shù)據(jù)值的所述命令隊列相關聯(lián)的所述一段時間的預定百分比的時間已經過去時，跳過陳舊的數(shù)據(jù)值。
2.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述記錄采集處理機被進一步配置為在由所述數(shù)據(jù)獲取器操作的命令隊列已經超出與由所述數(shù)據(jù)獲取器操作的命令隊列相關聯(lián)的所述一段時間的預定精度百分比的情況下，跳過未決命令隊列。
3.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，耦合到所述網(wǎng)絡的所有BAS設備具有比所述網(wǎng)絡的最大容量小的預定的網(wǎng)絡報告能力。
4.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述多個BAS設備中的每個BAS設備選自包括以下項的組面板、傳感器、控制器、微處理器控制的設備、轉換器、溫控器、爐子、加熱系統(tǒng)、冷卻器、 冷卻系統(tǒng)、空調、空氣過濾器、空氣凈化器、消防及生命安全系統(tǒng)、安全系統(tǒng)、報警系統(tǒng)、占用傳感器、電氣系統(tǒng)監(jiān)測器和控制器、照明系統(tǒng)監(jiān)測器和控制器、通風系統(tǒng)監(jiān)測器和控制器、 煙霧傳感器、光傳感器、運動傳感器、濕度傳感器、泵、空氣處理器、流體和空氣移動及處理裝備、終端設備、生命科學和藥理控制裝備及監(jiān)測系統(tǒng)、正壓清潔室、負壓清潔室、工業(yè)自動化及控制裝備和系統(tǒng)、以及可編程邏輯控制器。
5.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述網(wǎng)絡的至少一部分與至少一個BACnet標準兼容。
6.根據(jù)權利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述多個BAS設備中的至少一部分與選自包括以下項的組的至少一個網(wǎng)絡標準兼容ANSI/ASHRAE 標準 Π5-1995、ANSI/ASHRAE 標準 135. 1-2003、ANSI/ASHRAE 標準 135-2004、ANSI/ASHRAE 標準 135-2007 以及 BACnet-2008。
7.一種計算機程序產品，包括計算機可用介質，所述計算機可用介質具有其中所嵌入的計算機可讀程序代碼，所述計算機可讀程序代碼被適配用于由計算機來執(zhí)行，以實現(xiàn)一種用于由服務器引擎來收集樓宇自動化系統(tǒng)(BAS)中的運行時間數(shù)據(jù)的方法，所述服務器引擎被適配用于接收、存儲和提取基于處理器的控制系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，其中，所述服務器引擎包括不同的軟件模塊，且其中所述不同的軟件模塊包括被適配用于與多個BAS終端設備進行通信的網(wǎng)絡通信模塊；被適配用于對與所述多個BAS終端設備相關聯(lián)的多個數(shù)據(jù)采集命令進行排隊的調度模塊；被適配用于提取由所述數(shù)據(jù)采集命令限定的一組數(shù)據(jù)值的數(shù)據(jù)獲取模塊；以及被適配用于監(jiān)測所述數(shù)據(jù)獲取模塊的運行的記錄采集處理模塊；所述方法包括向所述BAS提供多個數(shù)據(jù)記錄命令，其中，所述調度模塊將所述多個數(shù)據(jù)記錄命令分派到多個命令隊列中，其中，調度可用的命令隊列的數(shù)量取決于分配給所述數(shù)據(jù)記錄命令的預定的一段時間；所述記錄采集處理模塊在與用于執(zhí)行單個數(shù)據(jù)記錄命令的命令隊列相關聯(lián)的一段時間內從所述命令隊列中提取所述單個數(shù)據(jù)記錄命令；所述數(shù)據(jù)獲取模塊執(zhí)行所述數(shù)據(jù)記錄命令，其中，所述數(shù)據(jù)獲取模塊被配置為通過所述網(wǎng)絡通信模塊從多個終端設備提取由所述數(shù)據(jù)記錄命令限定的一組數(shù)據(jù)值；監(jiān)測所述數(shù)據(jù)獲取模塊的性能，以得到在所述數(shù)據(jù)記錄命令執(zhí)行期間的所述一段時間的超限情況；對于從所述命令隊列中提取所述單個數(shù)據(jù)記錄命令區(qū)分優(yōu)先次序，使得具有最短時間段的運行時間頻率的單個數(shù)據(jù)記錄命令是從所述命令隊列中提取的第一個單個數(shù)據(jù)記錄命令；其中，所述記錄采集處理模塊僅在與采集所述數(shù)據(jù)值的所述命令隊列相關聯(lián)的所述一段時間的預定百分比還沒有過去時指示所述數(shù)據(jù)獲取模塊處理所述單個數(shù)據(jù)記錄命令。
8.根據(jù)權利要求7所述的計算機程序產品，其中，所述記錄采集處理模塊被進一步配置為當與采集所述數(shù)據(jù)值的所述命令隊列相關聯(lián)的所述一段時間的預定百分比已經過去時，跳過陳舊的數(shù)據(jù)。
9.根據(jù)權利要求7所述的計算機程序產品，其中，所述數(shù)據(jù)獲取模塊被進一步配置為 如果所述命令隊列中已經存在相同的單個數(shù)據(jù)記錄命令的情況已經不存在，則從命令隊列中僅提取所述單個數(shù)據(jù)記錄命令。
10.一種從多個終端設備收集數(shù)據(jù)的方法，所述多個終端設備通過網(wǎng)絡裝置連接到服務器引擎，所述服務器引擎被適配用于通過樓宇自動化系統(tǒng)(BAQ中的基于處理器的控制系統(tǒng)來接收、存儲和提取數(shù)據(jù)，所述方法包括把多個數(shù)據(jù)記錄命令輸入到命令隊列陣列，其中，所述命令隊列陣列包括與一段時間相關聯(lián)的多個命令隊列，且每個命令隊列被配置為具有與能在所述一段時間內處理的數(shù)據(jù)記錄命令的數(shù)量對應的容量；通過所述命令隊列陣列中的所述多個命令隊列進行迭代；在與每個命令隊列相關聯(lián)的一段時間內處理所述數(shù)據(jù)記錄命令；從所述數(shù)據(jù)記錄命令指示的所述終端設備中的至少一個獲取至少一個值；監(jiān)測所述命令隊列的處理，使得如果給定的命令隊列的處理延伸到與后續(xù)的命令隊列相關聯(lián)的所述一段時間的預定的百分比，則不執(zhí)行所述后續(xù)的命令隊列的數(shù)據(jù)記錄命令。
11.根據(jù)權利要求10所述的方法，進一步包括通過對所述值的獲取區(qū)分優(yōu)先次序，使得對來自具有所述數(shù)據(jù)記錄命令的較高頻率的終端設備的值的獲取的優(yōu)先級高于與所述數(shù)據(jù)記錄命令的較低頻率相關聯(lián)的終端設備，來適應具有比所述網(wǎng)絡的最大容量小的預定的網(wǎng)絡報告能力的終端設備。
12.根據(jù)權利要求10所述的方法，進一步包括所述數(shù)據(jù)獲取模塊驗證在將所述數(shù)據(jù)記錄命令放入命令隊列之前在所述命令隊列中已經不存在要從所述命令隊列提取的單個數(shù)據(jù)記錄命令。
13.根據(jù)權利要求10所述的方法，進一步包括所述數(shù)據(jù)獲取模塊驗證在迭代進行到給定的命令隊列中的下一個數(shù)據(jù)記錄命令之前與所述命令隊列相關聯(lián)的時間的預定百分比的時間還沒有過去。
14.根據(jù)權利要求10所述的方法，其中所述多個終端設備中的至少一部分與選自包括以下項的組中的至少一個網(wǎng)絡標準兼容ANSI/ASHRAE 標準 Π5-1995、ANSI/ASHRAE 標準 135. 1-2003、ANSI/ASHRAE 標準 135-2004、ANSI/ASHRAE 標準 135-2007、以及 BACnet-2008。
15.根據(jù)權利要求10所述的BAS，其中所述網(wǎng)絡裝置中的至少一部分與至少一個 BACnet標準兼容。
全文摘要
一種樓宇自動化系統(tǒng)(BAS)，其包括多個終端設備、至少一個通信網(wǎng)絡、以及包括有數(shù)據(jù)獲取器的服務器引擎。每個終端設備均與用于樓宇或校園的至少一部分的空間、系統(tǒng)、或子系統(tǒng)中的至少一個相關聯(lián)。通信網(wǎng)絡使多個終端設備的至少一部分通信地耦合到服務器引擎。在一個實施例中，服務器引擎被適配用于動態(tài)地實施數(shù)據(jù)采集能力，以便周期性地建立與終端設備的通信以接收和存儲與終端設備有關的數(shù)據(jù)，以及以便選擇性地控制通信網(wǎng)絡的使用以防止超限或數(shù)據(jù)損失。還公開了基于由用戶提供的分布式進度表或優(yōu)先級方案來處理來自樓宇自動化系統(tǒng)(BAS)中的終端設備的記錄采集的方法。
文檔編號F24F11/00GK102362481SQ201080013724
公開日2012年2月22日 申請日期2010年2月10日 優(yōu)先權日2009年2月23日
發(fā)明者克里斯·馬庫斯, 沙恩·吉德森, 肖恩·麥科伊 申請人:特拉內國際有限公司