用于基于位置来控制设备和设施资源的系统和方法与流程

文档序号:12747402阅读:248来源:国知局
用于基于位置来控制设备和设施资源的系统和方法与流程

本发明涉及用于基于位置来控制设备和设施资源的系统和方法。



背景技术:

现场工作者和其它移动用户在室内或室外工作期间,依赖于基于自动化的包括数据采集与监视控制(SCADA)系统、楼宇管理系统(BMS)、楼宇自动化系统(BAS)、人机接口(HMI)或制造执行系统(MES)的工业控制系统(ICS)来执行他们的任务,并且无法在移动装置上容易地访问基于他们的位置和工作职能的信息。传统的方案依赖于远程桌面服务和web浏览器来提供用于模拟主机ICS的远程视图。使用传统的方案,考虑到主机系统上广泛可用的数据、命令、动作和消息的集合,针对用户的移动装置上所期望的动作来操纵并过滤主机系统的远程视图对于用户而言可能是困难并且耗时的。



技术实现要素:

根据本发明的一个方面,提供一种用于基于位置经由用户的移动装置来控制设备和设施资源的方法,该方法包括以下步骤:使用位置传感器来检测设施内或设施附近的用户的位置信息;将所述位置信息从所述用户的移动装置无线地传送至服务器;基于所述位置信息来确定所述用户能够使用的一个或多个动作,该一个或多个动作表示工业控制系统应用程序即ICS应用程序中能够使用的动作;以及将用以使得所述移动装置将针对所述用户所确定的一个或多个动作显示在用户界面中的指令无线地传送至所述移动装置,所述用户界面使得所述用户能够接收消息并且能够通过与所述用户界面中所显示的一个或多个动作进行交互来与位于所述用户附近的设备或设施资源进行交互。

根据本发明的另一方面,提供一种用于基于位置经由用户的移动装置来控制设备和设施资源的系统,该系统包括:服务器;移动装置,其与所述服务器进行无线通信,其中,所述移动装置被配置为使用位置传感器来检测设施内或设施附近的用户的位置信息,并且将所述位置信息传送至所述服务器,以及所述服务器被配置为基于所述位置信息来确定所述用户能够使用的一个或多个消息或者一个或多个动作,并且将用以使得所述移动装置将针对所述用户所确定的一个或多个动作显示在用户界面中的指令无线地传送至所述移动装置,该一个或多个动作表示工业控制系统应用程序即ICS应用程序中能够使用的动作,所述用户界面使得所述用户能够接收消息并且能够通过与所述用户界面中所显示的一个或多个动作进行交互来与位于所述用户附近的设备或设施资源进行交互。

根据本发明的另一方面,提供一种非暂时性计算机可读介质,用于存储能够由处理装置执行的指令,所述指令用于实现用于基于位置经由用户的移动装置来控制设备和设施资源的方法,该方法包括以下步骤:使用位置传感器来检测设施内或设施附近的用户的位置信息;将所述位置信息从所述用户的移动装置无线地传送至服务器;基于所述位置信息来确定所述用户能够使用的一个或多个动作,该一个或多个动作表示工业控制系统应用程序即ICS应用程序中能够使用的动作;以及将用以使得所述移动装置将针对所述用户所确定的一个或多个动作显示在用户界面中的指令无线地传送至所述移动装置,所述用户界面使得所述用户能够接收消息并且能够通过与所述用户界面中所显示的一个或多个动作进行交互来与位于所述用户附近的设备或设施资源进行交互。

附图说明

在附图中以示例的方式示出一些实施方式,并且这些实施方式不应当被解释成对本发明的限制:

图1是示出根据示例实施方式的模块中所实现的基于位置的控制和自动化系统的框图;

图2是示出根据示例实施方式的用于基于用户的位置经由用户的移动装置来提供对设备和设施资源的控制的示例方法的流程图;

图3是根据示例实施方式经由移动装置来向用户提供对设备或设施资源的控制的示例系统的示意图;

图4是示出根据示例实施方式的基于位置的控制和自动化系统中的数据流的图。

图5A是用于描述根据示例实施方式的用于基于位置的自动化和控制系统的示例系统架构的示意图;

图5B是示出根据示例实施方式的图5A的示例系统架构中的数据流的图;

图6A是示出根据示例实施方式的用于实现基于位置的自动化和控制系统的楼宇中的楼层布局的图;

图6B是示出根据示例实施方式的图6A中所描述的楼层上的用户的移动装置的画面的图;

图7A是示出根据示例实施方式的用于实现基于位置的自动化和控制系统的楼宇中的楼层布局的图;

图7B是示出根据示例实施方式的图7A中所描述的楼层上的用户的移动装置的画面的图;

图8是示出根据示例实施方式的用于实现基于位置的自动化和控制系统的楼宇中的楼层布局以及在楼层上两个用户的移动装置的画面的图;

图9示出用于描述根据示例实施方式的用以实现基于位置的自动化和控制系统的系统的网络图。

图10是可以用来实现这里所述的基于位置的自动化和控制系统的典型实施方式的典型计算装置的框图;以及

图11是可以用来实现这里所述的基于位置的自动化和控制系统的典型实施方式的典型移动装置的框图。

具体实施方式

这里将详细说明用于基于位置经由用户的移动装置来提供对设备和楼宇资源的控制的系统、方法和计算机可读介质。典型实施方式包括以下步骤:使用安装于楼宇内的位置传感器来检测该楼宇内的用户的位置信息,基于该位置信息来确定用户可用的一个或多个动作,其中这些动作表示SCADA应用程序、BMS或BAS中的可用动作,以及向移动装置无线地传送(communicate)使得移动装置显示具有所确定出的动作的用户界面的指令,其中该用户界面能够使得用户与位于该用户附近的设备或楼宇资源进行交互。

实体或组织可以使用由计算机实现的基于自动化的控制系统,以便于对各种设备、机器或设施资源进行控制。在工业中这样的控制系统已知有工业控制系统(ICS)。在通常的范畴内,这样的基于自动化的控制系统还已知有数据采集与监视控制系统(SCADA)、楼宇管理系统(BMS)、楼宇自动化系统(BAS)、人机接口(HMI)或制造执行系统(MES)。ICS根据通信通道上的编码后的信号进行工作,以提供对设备的远程控制,并且获取与可以显示在用户装置上的设备状态有关的信息。ICS可以包括人机接口(HMI),以便于经由用户界面来自动监视并控制设备。BMS和BAS是安装于楼宇内的用于辅助对楼宇的机械和电子资源进行控制和监视的基于计算机的自动化和控制系统,其中该机械和电子资源诸如为通风、照明、电力系统、火警系统和安全系统等。MES是安装于制造工厂内的用于辅助工厂设备和材料管理以确保根据计划来生产产品并且提供处理的制造历史和系统数据(genealogy)的基于计算机的自动化和控制系统。这里可以将包括SCADA、BMS、BAS、HMI和MES的ICS称为主机系统。

使用传统的方案,考虑到主机系统上较小的可用画面尺寸以及广泛可用的数据、命令、动作和消息的集合,针对用户的移动装置上所期望的动作来操纵并过滤主机系统的远程视图对于用户而言可能是困难并且耗时的。另外,期望利用用于传递数据、命令、动作和消息的诸如可穿戴装置和增强现实显示器等的新兴渠道。基于位置的自动化和控制系统显著地提高了用户的效率,其中,该系统具有用于提供相关信息并且基于用户的权限和用户的物理位置来对用户移动装置进行控制的自动滤波器。

在越来越紧密连接的物联网(IoT)世界中、或者在应用于工业自动化领域、工业物联网(IIoT)的情况下,智能装置评估发生。作为室内定位系统(IPS)所用的IoT技术的地理标记(Geo-tag)是ICS所用的新移动性架构的关键元素。地理标记技术包括蓝牙低能耗(BLE)指向标(Beacon)、近场通信(NFC)、QR码(条形码格式)以及诸如WiFi定位系统等的其它技术。

这些技术加上用于室外定位的全球定位系统(GPS)是现代移动装置上的标准。使用IPS或GPS,移动装置能够知道其当前位置。如果装置上的app验证并维持用户的身份,则装置能够立刻实时告知用户是谁以及用户的位置。在很多ICS的分布式环境中,存在提供针对各控制区域的信息和控制的不同服务器。控制区域可以指诸如现代高层建筑中的楼层等的物理区域中的全部设备,或者可以指诸如电梯或HVAC等的自动化系统。

在当今世界,移动工作者需要知道各区域中包括何种资产(asset)以及如何连接至该区域的特定服务器,以访问相关信息和控制。考虑到服务器软件存在很多不同的发行者,因此区域服务器具有以一致的方式组织的信息或者具有一致的用户界面是不太可能的。这使得在楼宇或工业设施的使用、操作或维护中,移动工作者访问执行他们的任务所需的信息和控制的处理变得很复杂。

这里所述的基于位置的自动化和控制系统包括运行在移动装置上的应用程序(还称为“app”)、一组集中的应用程序服务器、以及一个或多个位置传感器或用于确定室内位置的地理标记或用于确定室外位置的GPS。基于位置的自动化和控制系统依赖于存在的用于连接系统的各组件的标准网络。系统模块生成链接至以下动作的事件,其中该动作诸如为基于工作者的工作职能以及工作者附近的设备来将更新后的信息消息和控制发送至移动工作者等。逻辑模块的输入是工作者身份和/或当前定位/位置信息。这里所述的基于位置的自动化和控制系统还解决了实时提供不容易被ICS应用程序知道的移动工作者的位置的问题。使用访问控制系统或RFID进行追踪提供了接近的位置,然而,这里所述的系统使用在室内的情况下的楼宇的各部分所安装的位置传感器或者在室外的情况下的GPS信号来提供移动工作者的室内追踪。以应用程序的形式来提供基于位置的自动化和控制系统,并且该系统可以安装在现有的并且商业上可用的移动装置上,其中该移动装置包括手机、平板电脑、可穿戴装置和增强现实设备。

在实施方式中,与移动装置是在室内还是室外无关地,移动装置通常由移动工作者持有并且用来向主机系统(SCADA、BMS或BAS)通知装置的位置。连同工作者证书和用户配置文件一起的信息向主机系统提供基于位置和任务的背景,其中该背景随后用来作为输入,以过滤对移动工作者可用的数据、命令以及动作。这些动作包括在工作者的移动装置上向该工作者自动展现相关信息和控制。由于对位置传感器进行持续评估,因此移动装置与主机系统一起自动维持与移动装置的当前位置有关的信息。这使得当工作者移动进入设施、园区或工业综合设施内时,主机系统能够执行预定的动作并且向移动应用程序提供工作者的当前位置的背景中的信息和控制。

使用GPS或室内定位系统(IPS)地理标记(例如,图9的位置传感器940)使得能够实现基于位置的自动化和控制系统。这些地理标记可以包括但不限于:GPS、蓝牙低能耗(BLE)指向标、近场通信(NFC)装置、QR编码、条形码、任意其它商业上可用的位置传感器、或者它们的任意组合。这里,地理标记可以被称为位置传感器,该位置传感器在与设施内的物理地点相关联的情况下使得主机(ICS)能够确定位置。除了特定位置以外,区域概念并入到系统中,这使得基于规则的层级来分发动作和信息。系统持续评估来自位置传感器的信息,以在使用移动装置的工作者的工作职能的背景的范围内确定可用的措施、命令、动作和消息的适当过滤。结果,系统将相关信息和控制自动推送至工作者的装置并且由主机(ICS)来记录工作者的当前物理位置。

作为持续地从移动装置接收到更新后的位置信息的结果,主机系统能够追踪移动工作者和移动资产。该信息使得主机系统能够有意识地维持移动工作者的实时位置。该系统记录然后识别工作者的移动的模式。可以在主机系统的用户界面上使工作者的位置和移动视觉化。在一些实施方式中,将基于工作者的位置的自动通知发送至工作者的移动装置或者发送至安全和紧急人员。

该系统通过生成事件来对移动作出反应。该事件包括如下:移动配置文件的生成和存留、自动化的环境适应、适当的与安保或安全相关的动作、消息、或者基于问题区域或感兴趣区域的合格工作者附近的其它工作处理。

展现以下说明以使得任意本领域技术人员能够构建并使用用以基于用户的位置经由用户的移动装置来提供对设备和设施资源的控制的计算机系统结构及相关的制造方法和条款。示例实施方式的各种变形例对本领域技术人员而言将是明显的,并且在没有偏离本发明的精神和范围的情况下,这里所规定的通用原理可以适用于其它实施方式和应用程序。此外,在以下说明中,为了解释的目的而提出了很多细节。然而,本领域的普通技术人员将意识到本发明可以在不使用这些特定细节的情况下进行实践。在其它实例中,以框图的形式示出众所周知的结构和处理,以不妨碍无需细节的本发明的说明。因而,不意图将本发明限制成所示的实施方式,而本发明符合与这里所公开的原理和特征一致的最宽范围。

在实施方式中,位置传感器部署在楼宇或设施内感兴趣的区域中。另外,或者作为可选,诸如区域的进入地点、门、窗、房间、移动资产等的感兴趣的特定地点配备有NFC装置和QR码型位置传感器。系统配置软件包括用于针对QR码打印唯一标识符的功能和用于针对NFC装置存储唯一标识符的功能。在数据库中存储位置传感器以及并且使位置传感器与其对应位置和区域相关联。此外,将位置和区域与动作、事件和消息相关联。通过主机系统和针对基于位置的自动化和控制系统的移动应用程序这两者来实现该关联。

图1是根据示例实施方式的以模块的方式示出基于位置的自动化和控制系统的框图100。可以在图9所示的装置920和930中实现这些模块。这些模块可以包括位置模块110、动作模块120和控制模块130。这些模块可以包括各种电路、线路图以及一个或多个软件组件、程序、应用程序、app或代码库的其它单位,或者被配置为由装置920和930中所包括的一个或多个处理器所执行的指令。在其它实施方式中,模块110、120和130中的一个或多个模块可以包括在服务器950中,而模块110、120和130中的其它模块可以设置在装置920和930中。尽管在图1中将这些模块110、120和130示出为不同的模块,但应当理解可以将这些模块110、120和130实现成与图示相比更少或更多的模块。应当理解,这些模块110、120和130中的任意模块可以与诸如数据库(例如数据库960)、服务器(例如服务器950)、设备(例如设备910、915)、位置传感器(例如位置传感器940)或者装置(例如装置920、930、970)等的系统900(图9)中所包括的一个或多个组件相通信。

位置模块110可以被配置为检测用户的位置信息。动作模块120可以被配置为基于用户的位置来确定用户可用的一个或多个动作。控制模块130可以被配置为使得能够对设备和楼宇资源进行控制。

图2示出根据示例实施方式的示例方法200的流程图,其中,示例方法200用于基于用户的位置经由用户的移动装置来提供对设备和设施资源的控制。可以使用图1所示的基于位置的自动化和控制系统100中的模块来执行该方法200。

在操作202中,位置模块110被配置为使用安装在楼宇内的位置传感器或者在室外的情况下来自用户的移动装置的GPS信号,来检测该楼宇内的用户的位置信息。在示例实施方式中,位置模块110被配置为持续扫描用户附近的位置传感器。在一些实施方式中,由移动装置来执行操作202。

在操作204中,位置模块110被配置为将位置信息从用户的移动装置无线地传送至服务器。在示例实施方式中,服务器安装有ICS。ICS可以是商业上可用的应用程序或系统。

在操作206中,动作模块120被配置为基于位置信息来确定用户可用的一个或多个动作。该一个或多个动作表示ICS中用户可用的动作。在另一实施方式中,位置模块110被配置为将用户配置文件传送至服务器,并且动作模块120被配置为基于该用户配置文件来确定一个或多个动作。该用户配置文件可以包括与用户身份有关的信息。动作模块120被配置为通过查询数据库来确定一个或多个动作,以确定用户可用的一个或多个动作,其中数据库存储与位置传感器的位置有关的信息。动作模块120可以进一步被配置为将位置信息以与用户相关联的方式存储在数据库中。在一些实施方式中,动作模块120被配置为基于用户的位置信息来生成一个或多个事件。

在操作208中,动作模块120被配置为向移动装置无线地传送用以使得移动装置将通过操作206所确定的针对用户的动作显示在用户界面内。用户界面使得用户与位于用户附近的设备或楼宇资源进行交互。用户可以通过与用户界面内所显示的动作进行交互来实现与设备或楼宇资源进行交互。该动作可以显示成可选择的控制按钮。

在示例实施方式中,位置模块110被配置为检测用户的位置信息的变化,并且动作模块120被配置为基于检测到的位置信息的变化来更新移动装置上所显示的动作。在一些实施方式中,动作模块110被配置为基于用户的位置来确定相关信息,并且使移动装置显示该相关信息。例如,该相关信息可以是与位于用户附近的设备有关的信息。

可以在用户的移动装置上所显示的用户界面内将相关动作设置成控制按钮。在一些实施方式中,可以通过用户点击、触发或选择控制按钮,来控制设备或楼宇资源。在其它实施方式中,控制按钮可以是滑动控制。在其它实施方式中,控制按钮可以是能够由用户选择的单选按钮或复选框。可以以文本、图表或任意其它适用输出形式的形式来在用户的移动装置上所显示的用户界面内设置相关信息。

在一些实施方式中,可以通过主机应用程序来将一组访问权限与用户和移动装置相关联。用户配置文件包括诸如用户名和密码等的用户证书。用户配置文件还可以包括与针对该用户的访问权限有关的信息。例如,用户可以使用用户名和密码来登录用户的移动装置上的应用程序,并且可以基于登录信息使一组访问权限与用户和移动装置相关联。在示例实施方式中,为了便于用户权限的配置和维护,可以使用户与用户配置文件相关联。用户配置文件帮助识别具有或者需要具有同样的用户权限的一组用户。

图3是用于根据示例实施方式经由移动装置来向针对用户提供设备或楼宇资源的控制的示例系统300的示意图。系统300包括移动装置305、多个位置传感器310、快速应答(QR)码315、近场通信(NFC)装置320、主机系统325(例如ICS)、关系数据库330、历史数据库335以及控制室装置340。

作为楼宇内的用户(工作者)的工作职能的一部分,用户可以使用移动装置305来控制或监视设备或楼宇资源。可以使用楼宇内的各种装置来检测用户的位置。例如,位置传感器310可以具有预定的感测区域,并且可以被登记以识别设施内的特定空间或区域内的用户。位置传感器310可以检测移动装置305的存在。作为另一示例,用户可以使用其移动装置305来扫描QR码315,其中QR码315可以配置在用户附近或用户附近的设备上。作为另一示例,可以经由移动装置305通过NFC装置320来检测用户的位置。将位置传感器310、QR码315和NFC装置320登记在数据库中,以识别位置、特定空间、区域或设备。

如上所述,移动装置305包括用于监视该移动装置附近的活动位置传感器、并且采集被动的地理标记数据的应用程序。该应用程序中所包括的背景服务持续扫描位置传感器的环境。该应用程序还包括用于使用户扫描诸如NFC装置和QR码等的位置传感器的用户界面。如果发现一个或多个传感器,则将用户的环境背景发送至主机系统。如果针对给定的背景配置一个或多个事件,则这些事件在主机系统内被触发。如果针对由给定的背景所触发的事件来配置动作,则将通知与适当的信息和控制一起发送至移动装置。如果使一个或多个消息与给定的背景相关联,则将这些消息展现给用户。消息可以包括文本、图表或这两者,并且可以经由用户界面显示在用户的移动装置上。在一些实施方式中,消息可以是在用户的移动装置上所提供的email消息或通知。消息可以针对用户提供与背景(用户的位置、用户的工作职能和用户的配置文件等)有关的信息。

经由无线、WiFi或移动网络连接将用户/移动装置305的位置信息或用户配置文件信息从移动装置305发送至主机系统325。主机系统325可以是针对特定的设施以及该设施的设备和资源所配置的ICS。可以联系图9所述的服务器950实现主机系统325。主机系统325查询关系数据库330,以基于从移动装置305所接收到的位置或用户配置文件信息来确定对用户/移动装置305可用的信息和动作。主机系统325包括用以处理用户的位置信息并向用户提供相关动作和信息的逻辑模块。主机系统还利用动作、位置和事件来维持关系数据库330。

在确定用户可用的信息和动作之后,主机系统325将与可用的信息和动作相关的数据发送至移动装置305,以使得用户可以控制并监视其附近的设备或楼宇资源。移动装置305可以包括用于实现这里所述的基于位置的自动化和控制系统的应用程序,其中该应用程序基于主机系统325所确定的可用信息和可用动作来生成用于显示信息和控制按钮的用户界面。

将位置信息和用户配置文件信息存储或存档在历史数据库335中,以维持楼宇内的用户移动的记录。主机系统325还将用户的位置和用户配置文件信息发送至控制室装置340。控制室装置340还可以显示主机系统325的用户界面,以便于根据控制室来控制并监视任意设备或楼宇资源。

图4是示出根据示例实施方式的基于位置的自动化和控制系统的数据流的图400。该系统将动作和事件与位置传感器、或者由位置传感器所指示的位置、或者由多个位置传感器所规定的区域相关联。仅使用简单灵活的语法表达和词汇来配置这些关联。由此,该系统提供了高水平的可扩展性。在实现高程度的可扩展性的同时,使系统调试的复杂性和所费功夫最小化。

在如联系图3所述的用户的移动装置305和主机系统325之间发送数据。移动装置305将环境背景数据410发送至主机系统325。环境背景数据410可以表示楼宇内的用户的位置和用户配置文件。在一些实施方式中,位置传感器可以提供诸如来自增强现实照相机等的图像或视频,以确定环境背景数据410。主机系统325与关系数据库330进行通信,以基于用户的位置和用户配置文件来确定用户可用的信息和动作。主机系统325将动作数据425发送至移动装置305。动作数据425可以包括基于用户的位置和用户配置文件的用户可用的信息和动作。在一些实施方式中,可以将动作数据425转发至增强现实显示器或其它设备。主机系统325发送事件数据430至控制室装置。事件数据430可以包括消息、通知、用户界面输出、警报、设备的用以调节温度的设置点的控制命令、以及安全级别等。

图5A是用于描述根据示例实施方式的基于位置的自动化和控制系统所用的示例系统架构500的示意图。图5B是示出根据示例实施方式的图5A的示例系统构架中的数据流的图。如上所述,通过移动装置上的应用程序来设置基于位置的自动化和控制系统的功能。应用程序505将环境背景数据510发送至主机系统515。主机系统515包括具有谓语解算器模块525和动作选择器535的决策者模块520。谓语解算器模块525将用户位置数据530发送至动作选择器535。动作选择器535查询数据库540,以基于用户的位置和身份来确定用户可用的动作。动作选择器535将动作数据545发送至应用程序505。

用户的环境背景510可以包括位置数据和用户数据这两种类型的数据。用户数据是使得进行验证并进行授权的访问令牌,并且通常表示用于报告数据的用户的标识。位置数据是使得知道用户的位置的数据。通过对基于位置的控制app 505(如果有的话)正运行的移动装置所给出的GPS坐标(室外)以及附近的地理标记310、315和320的列表进行发送和评估,而使得能够得到位置数据。另外,位置数据还包含展现地理标记类型的指向标310的距离,以使得确定用户的准确坐标,或者如果各标记到工作者的距离在有意义的范围之外,则将各标记从背景中移除。

将位置数据与地理位置566相关联是图5B所示的谓语解算564的一部分。分层次地构造地理位置566,并且地理位置566可以在各水平上包含任意数量的地理标记310、315和320。还可以通过GPS坐标或任意其它自定义的坐标系所规定的几何区域来规定地理位置。由于给定位置数据,因此可以将当前的用户背景562与一个或多个地理位置564相关联。通用动作570是在任意数量的位置内可以被规定成用户可用的动作的模板。代替针对楼宇的每个室中的“控制照明”来规定动作,可以为了实现该目的来规定单个的通用动作570。通过匹配标准来进行地理位置566和通用动作570之间的关联。这些标准包括对位置和动作的特性进行匹配和过滤。使用这些标准来生成针对关系数据库330的查询568,由此得到通用动作570的列表。使用数据库查询568的结果,通过利用给定的地理位置566所获得的参数572来对所得到的通用动作570的特性进行替代。该算法的结果是发送回基于位置的控制app 505并且呈现给用户的一组自定义的动作574。

在检测到移动装置的位置或环境背景的更新的情况下,在用户的移动装置上使得一个或多个新动作对用户可用。这些动作可以包括但不限于:示出包括诸如数据的质量等的细节的测量值的列表;示出一个或多个值的趋势;示出日志和历史数据;显示与位置相关联的消息;初始化针对主机系统的一个或多个命令;定义或改变一个或多个监视控制设置地点;示出警报列表;定义或改变一个或多个警报阈值;告知收到或掩藏警报;显示包含环境背景的资产(asset)的视觉再现的符号(该符号可以显示作为实时值或实时数据而维持的测量值或状态信息);加载方案;显示事件的时间表;导航至web页面或其它系统资源;以及显示文件。如这里所使用的,可以在满足特定标准或者需要人的注意而触发事件的情况下,生成警报。

在一些情况下,在移动装置的位置或环境背景中的更新生成新的事件。在示例实施方式中,在主机系统中自动执行事件。事件可以包括但不限于:更新并留存用户的位置;发起警报;发送电子邮件或SMS;更新特定区域的用户的数量;以及特定区域中的环境参数的适应。在一些实施方式中,可能有不只一个谓语解算器564,并且在示例实施方式中,各谓语解算器一起工作来交换信息,以使得全部系统在向工作者通知危险的同时从诸如将警报发送至安全装置等中受益。特定区域中的环境参数的适应可以包括诸如以下动作:(i)在办公室空闲时关闭办公室的灯,(ii)基于室内的人数来调整HVAC设置,(iii)基于区域内的个体的身份来调整安全级别,或者(iv)如果区域内的人数超过阈值,则发起安全警报。通常,使得本发明基于用户的位置根据商业规则来自动生成事件。

图6A是示出用于实现根据示例实施方式的基于位置的自动化和控制系统的楼宇内的楼层布局的图600。图6B是示出根据示例实施方式的图6A中所述的楼层上的用户的移动装置的显示画面620的图。如这里所说明的,基于位置的自动化和控制系统基于楼宇内的用户位置来提供对设备和楼宇资源的控制。如图6A所示,用户615位于楼层605上的楼梯间附近。地理标记指向标610安装于楼层605上。用户615不在用于检测地理标记指向标610的范围内,并且没有针对访问设备或楼宇资源的任意信息或控制而登记用户当前的位置。因此,如用户615的移动装置的显示画面620所示,不存在用户经由应用程序的用户界面可用的动作。

图7A是示出用于实现根据示例实施方式的基于位置的自动化和控制系统的楼宇内的楼层布局的图700。图7B是示出根据示例实施方式的图7A中所述的楼层上的用户的移动装置的显示画面720的图。如图7A所示,用户715当前位于地理标记指向标710的检测范围内(与图6A中的用户615相比)。基于位置信息(而在一些实施方式中为用户配置文件信息),如用户715的移动装置的显示画面720上所示,基于位置的自动化和控制系统向用户715提供相关动作和信息。联系图1~5,如上所述确定用户715可用的动作。如图7B所示,基于用户在楼宇A楼层1内的位置,用户715具有其可用的以下动作:开关灯。基于用户在楼宇A楼层1的室105的附近,用户715具有以下动作的权限:开关灯和控制A/C。

图8是示出用于实现根据示例实施方式的基于位置的自动化和控制系统以及楼层上两个用户的移动装置的显示画面的楼宇内的楼层布局的图800。如图8所示,用户810和820分别位于楼层805上不同的位置。将携带有移动装置的用户810的显示画面示出为显示画面815。将携带有移动装置的用户820的显示画面示出为显示画面825。用户810不在地理标记指向标的检测范围内,而用户820在地理标记指向标830的检测范围内。如这里所说明的,基于位置的自动化和控制系统基于用户的位置(而在一些实施方式中为基于用户配置文件)来确定用户可以访问的信息和动作。因此,如显示画面815上所示,用户810没有可访问的动作而如显示画面825所示,用户820可以访问与位于地理标记指向标830附近的设备有关的信息和动作。

通过这种方式,这里所述的系统和方法用于提供基于位置经由用户的移动装置来控制设备和楼宇资源。使用安装于楼宇内的位置传感器来检测楼宇内的用户的位置信息。将该位置信息从用户的移动装置无线地传送至服务器。基于该位置信息来确定作为对用户可用而确定的一个或多个动作,其中,这些动作表示ICS应用程序中可用的动作。传送以使得移动装置在用户界面内显示所确定的动作的指令,其中用户界面使得用户能够通过与用户界面中所显示的一个或多个动作进行交互来与位于用户附近的设备或楼宇资源进行交互。基于位置的自动化和控制系统优选提供可扩展、容易使用、可维护以及一体化的智能装置。

可以针对多个情景来使用基于位置的自动化和控制系统。例如,可以在维护设置时使用该系统。维修工程师可以监视疑似或者已经存在故障的资产(设备或楼宇资源)。通过安装至资产或者用于识别资产所处在的位置的位置传感器可以唯一地识别出该资产。在本示例中,在移动装置用户靠近资产的情况下,移动装置应用程序可以将以下相关动作展现给用户:监视实时数据;监视历史数据;显示趋势数据;访问资产的用户指南;将组件置于维护模式的能力;访问组件的警报列表;以及告知收到警报。

作为另一示例,可以在诊断设置中使用基于位置的自动化和控制系统。在漫步于一个或多个设施的情况下,向移动装置用户通知关于该用户的负责区域中的故障事件。该负责区域在物理区域(附近、区域、整个设施等)和用户的职能这两者的背景中,这可以在主机系统中进行配置。

作为另一示例,可以在调试设置中使用基于位置的自动化和控制系统。对主机系统所用的设备进行调试可能是较长的处理。典型地,处于中央主机系统的一个工作者使用无线电设备来与可以直接确认设备的状态的移动工作者进行通信。使用这里所述的基于位置的自动化和控制系统,仅需要一个工作者来对主机系统所用的设备进行调试。移动工作者随着其靠近设备而被提供针对设备的控制和信息。

此外,作为另一示例,可以针对访问控制来使用基于位置的自动化和控制系统。系统的工作者的身份的知识和当前位置使得能够构建访问控制系统。公司成员或楼宇访问者需要访问区域。基于工作者附近的预先与访问地点相关联的位置传感器,对主机系统提供请求。在个人进入或离开(与虚拟围栏交叉的)区域的情况下,警报配置使得警报发起。该系统支持基于区域的用户权限的概念。根据当前空间或区域及系统状态或其它环境因素,移动工作者的证书允许改变。系统能够验证证书并且如果针对工作者授予适当的访问权限,改变工作者证书,从而改变移动装置上所设置的信息和控制,并且对于楼宇管理系统,发出安全或安保的警告通知,同时调用施加联锁措施的动作。

作为另一示例,可以在安全设置中使用基于位置的自动化和控制系统。该系统设置用于构建寿命安全系统的组件的平台。对位置信息进行评估,并且生成动作以向移动工作者通知紧急状况,并且根据工作者当前位置来分发用于提供最佳疏散路线的定制信息。主机系统能够监控现场剩余的任意工作者或者提醒在错误方向上移动的工作者。

作为另一示例,可以使用基于位置的自动化和控制系统来追踪工作者的位置。通过监控工作者的位置,可以实时地将交通分析可视化地显示在2D或3D地图上。作为追踪工作者位置的结果的系统的动作可以是以下动作:发起安全警报;调节诸如温度、湿度、通风或A/C等的本地环境控制,或者基于累计负荷的评估来提供能量平衡。

在另一示例中,可以使用基于位置的自动化和控制系统来追踪诸如楼宇设备等的资产。将与资产相关联的位置传感器登记成基于位置的自动化和控制系统的一部分。与和固定区域和空间相关联的其它位置传感器相比,与资产位置传感器的位置之间的关系使得系统能够追踪移动资产、甚至楼宇或设施内部的资产。作为之前描述的示例,主机系统可以通过警报、视觉化或记录信息来对移动资产的重新定位作出反应。

在另一示例中,在同一区域中两个工作团队同时存在可能引起相互干扰。该干扰可能破坏工作处理或者对工作者的安全具有负面影响。基于位置的自动化和控制系统通过提醒工作者干扰情形并且使各团队相互通信来利用交替地工作处理解决上述干扰,以帮助不知道地点的工作者来避免干扰。

由于系统构建了传统主机系统(ICS)和IPS技术之间的链接以向移动装置用户提供基于距离的服务,因此使得各种使用示例成为可能。使用室内定位、室内导航和微观地理位置产品的现有的IPS应用程序集中于市场、零售数据和公共关系应用程序。对工业自动化(即ICS)可用的有限数量的IPS应用程序不向移动工作者提供自动地动态控制以及环境背景内容。

这里所描述的系统与现有技术相比优点在于该系统通过利用通用方法来便于室内定位系统的调试。该系统还采取针对室内背景的地理围栏的创新使用。该系统还明确利用了多样化的设置中的位置传感器的不同特性。蓝牙LE指向标不需要由移动装置用户进行的前摄性动作。NFC装置和QR码需要用户交互并且针对全部基本使用情况中的资产标识符使用NFC装置和QR码。在组合上述两种不同方法的情况下,产生如下的额外好处:NFC装置和QR码可以用作用于完整性/合理性检查的验证器并且用作对移动资产进行追踪的识别器,而在为了授权标记目的而携带证书的情况下,可以将蓝牙LE指向标赋予移动工作者作为自动化工作者的证书。

系统还包含不存在于传统解决方案中的其它功能点。使用移动指向标作为身份验证器是创新的,并且系统还包括用以使用探索方式来诊断缺失、移除、故障或无效的位置传感器的方法。另外,系统还提供包括可穿戴移动装置和增强现实设备的使用的免提操作的能力。

图9示出用于描述系统900的网络图,其中该系统900用于实现根据示例实施方式的基于位置的自动化和控制系统。系统900可以包括网络905、多个设备(例如设备910、915)、多个装置(例如装置920、装置930、装置970)、位置传感器940、服务器950和数据库960。设备910和915、装置920、930和970、位置传感器940、服务器950和数据库960各自与网络905相通信。

在示例实施方式中,网络905的一个或多个部分可以是点对点(ad hoc)网络、内联网、外联网、虚拟专用网(VPN)、局域网(LAN)、无线LAN(WLAN)、广域网(WAN)、无线广域网(WWAN)、城域网(MAN)、因特网的一部分、公共交换电话网(PSTN)的一部分、蜂窝电话网、无线网、WiFi网络、WiMax网络和其它类型的网络,或者两个以上这样的网络的组合。在这样的实施方式中,可以通过TLS加密或类似的安全措施来确保通信。

设备910和915还可以包括楼宇资源。设备910和915可以包括但不限于:加热、通风和空调系统、电子系统、管道系统、百叶窗控制系统、照明系统、电梯和自动扶梯、火警检测和警报系统、访问控制系统、安全控制系统和公共广播(PA)系统等。

在一些实施方式中,装置920和930可以包括但不限于:蜂窝或移动电话、智能电话、平板电脑、超级笔记本、上网本、笔记本电脑、手持式装置、无线装置、便携式设备、可穿戴计算机、智能手表、智能视觉系统、便携式数字助理(PDA)、多处理器系统、基于微处理器的或可编程的消费性电子产品和迷你计算机等。现场或楼宇内的用户使用装置920和930,基于用户的位置或设备和楼宇资源的附近来控制或监测设备或楼宇资源。

在一些实施方式中,装置970可以包括但不限于:工作台、个人计算机(PC)、通用计算机、互联网应用设备、手持式装置、无线装置、便携式装置、可穿戴计算机、蜂窝或移动电话、便携式数字助理(PDA)、智能电话、平板电脑、超级笔记本、上网本、笔记本电脑、台式机、多处理器系统、基于微处理器的或可编程的消费性电子产品、游戏机、数字视频变换盒、网络PC、迷你计算机和增强现实耳机等。装置970可以位于设施内的控制室内或者可以位于远程、例如作为云服务,并且可以提供针对ICS应用程序的访问。

装置920、930和970可以包括联系图10所述的一个或多个组件。装置920、930和970各自可以经由有线或无线网连接至网络905。装置920和930各自可以包括但不限于诸如以下的一个或多个应用程序:web浏览器应用程序、GPS应用程序、网络连接应用程序、以及基于位置的自动化和控制应用程序(基于这里所述的基于位置的自动化和控制系统)等。装置970可以包括但不限于诸如以下的一个或多个应用程序:web浏览器、SCADA系统、BMS应用程序和BAS应用程序等。在一些实施方式中,装置970不包括基于位置的自动化和控制应用程序(基于这里所述的基于位置的自动化和控制系统)。

在示例实施方式中,装置920和930可以执行这里所述的全部功能。在其它实施方式中,在装置920和930上可以包括基于位置的自动化和控制系统,并且服务器950执行这里所述的功能。此外,在另一实施方式中,装置920和930可以执行这些功能中的一些功能,并且服务器950执行这里所述的其它功能。

数据库960和服务器950各自经由有线网络连接至网络905。可选地,数据库960和服务器950中的一个或多个可以经由无线网络连接至网络905。尽管没有示出,但服务器950可以(直接)连接至数据库960。服务器950包括被配置为经由网络905与装置920、930和970相通信的一个或多个计算机或处理器。服务器950安装有一个或多个应用程序或者被装置920、930和970访问的网站,和/或便于访问数据库960的内容。数据库960包括用于存储服务器950和/或装置920、930和970使用的数据和/或指令(或代码)的一个或多个存储装置。数据库960和/或服务器950可以位于地理上分散的一个或多个不同位置,或与装置920、930和970不同的位置。可选地,数据库960可以包括在服务器950内。服务器950可以安装有ICS的一个或多个组件,其中,如上所述,该系统便于对各种设备和设施资源的控制。

图10是可以用来实现这里所述的基于位置的自动化和控制系统的典型实施方式的典型计算装置1000的框图。计算装置1000包括一个或多个非暂时性计算机可读介质,其中该一个或多个非暂时性计算机可读介质用于存储用于实现典型实施方式的一个或多个计算机可执行指令或软件。该非暂时性计算机可读介质可以包括但不限于:一种或多种类型的硬件存储器以及非暂时性有形介质(例如,一个或多个磁存储盘、一个或多个光学盘和一个或多个闪速驱动)等。例如,计算装置1000中所包括的存储器106可以存储用于实现基于位置的自动化和控制系统100的典型实施方式的计算机可读的并且计算可执行的指令或软件。计算装置1000还包括可配置的和/或可编程的处理器1002以及关联核1004,并且可选地,包括用于执行存储器1006中所存储的计算机可读的并且计算可执行的指令或软件、以及用于控制系统硬件的其它程序的一个或多个额外的可配置的和/或可编程的处理器1002’以及关联核1004’(例如在计算机系统具有多个处理器/核的情况下)。处理器1002和处理器1002’各处可以是单核处理器或多核(1004和1004’)处理器。

在计算装置1000中可以采用虚拟化,以使得可以动态地共享计算装置中的基础设施和资源。可以设置虚拟机1014来应对运行于多个处理器上的处理,以使得该处理似乎仅使用一个计算资源而不是多个计算资源。还可以利用一个处理器来使用多个虚拟机。

存储器1006可以包括计算机系统存储器或诸如DRAM、SRAM和EDO RAM等的随机存取存储器,存储器1006也可以包括其它类型的存储器及其组合。

用户可以通过诸如计算机监视器等的视觉显示装置1018来与计算装置1000进行交互,其中,该视觉显示装置1018可以显示可以与典型实施方式相对应地设置的一个或多个图形用户界面1022。计算装置1000可以包括用于接收来自用户的输入的其它I/O装置,其中该其它I/O装置例如为键盘或任意适合的多点触摸界面1008、指示装置1010(例如鼠标)、麦克风1028和/或摄像装置1032(例如照相机或扫描仪)。多点触摸界面1008(例如键盘、键板、扫描仪和触摸屏幕等)和指示装置1010(例如鼠标和触笔等)可以与视觉显示装置1018耦合。计算装置1000可以包括其它适用的传统I/O外围设备。

计算装置1000还可以包括用于存储数据和这里所述的用于实现基于位置的自动化和控制系统100的典型实施方式的计算机可读的指令和/或软件的一个或多个存储装置1024,其中该存储装置1024诸如为硬盘驱动器、CD-ROM、或者其它计算机可读介质。典型存储装置1024还可以存储用于存储实现典型实施方式所需的任意适用信息的一个或多个数据库。例如,典型存储装置1024可以存储用于存储信息的一个或多个数据库1026,其中这样的信息例如位置传感器的位置信息、用户配置文件、用户访问权限、用户证书、用户可用的一个或多个动作、和/或由系统100的实施方式所使用的任意其它信息。可以在任意适合时间手动或自动更新数据库,以添加、删除、和/或更新数据库中的一项或多项。

计算装置1000可以包括被配置为经由一个或多个网络装置1020与一个或多个网络连接的网络接口1012,其中该网络例如为通过包括但不限于以下各种连接的局域网(LAN)、广域网(WAN)或者因特网:标准电话线路、LAN或WAN链接(例如,802.11、T1、T3、56kb和X.25)、宽带连接(例如,ISDN、帧中继和ATM)、无线连接、控制器局域网(CAN)、或者上述任意或全部的特定组合。在典型实施方式中,计算装置1000可以包括用以促使计算装置1000与网络进行无线连接(例如,经由网络接口)的一个或多个天线1030。网络接口1012可以包括内置的网络适配器、网络接口卡、PCMCIA网卡、插件总线网络适配器、无线网络适配器、USB网络适配器、调制解调器或适用于将计算装置1000连接至能够进行通信的任意类型的网络并且进行这里所述的操作的任意其它装置。此外,计算装置1000可以是任意的计算机系统,诸如工作台、台式计算机、服务器、笔记本电脑、手持计算机、平板电脑(例如iPadTM平板电脑)、移动计算或通信装置(例如iPhoneTM通信装置)、销售点终端、公司内部装置或能够进行通信并且具有充分的处理能力和存储能力以进行这里所述的操作的其它形式的计算和远程通信装置。

计算装置1000可以运行任意的操作系统1016,诸如任意版本的的操作系统、Unix和Linux操作系统的不同发布、针对Macintosh计算机的任意版本的任意的嵌入式操作系统、任意实时操作系统、任意开源操作系统、任意专用操作系统、或者能够运行于计算装置并且进行这里所述的操作的任意其它操作系统。在典型实施方式中,可以在本地模式或仿真模式中运行操作系统1016。在典型实施方式中,可以在一个或多个云机器实例上运行操作系统1016。

图11是可以用来实现这里所述的基于位置的自动化和控制系统的典型移动装置1100的框图。移动装置1100可以包括处理器1110。处理器1110可以是适用于移动装置的商业上可用的多种不同类型中任意类型的处理器(例如,与图形处理单元(GPU)装置一起的NVIDIA系统级芯片(SoC)多核处理器,诸如Tegra K-1、Xscale架构微处理器、CoreTM处理器、AtomTM处理器、处理器、处理器、Snapdragon处理器、架构处理器、无内部互锁流水级的微处理器(MIPS)架构微处理器、A系列系统级芯片(SoCs)处理器、或者其它类型的处理器)。诸如随机存取存储器(RAM)、闪速存储器或者其它类型的存储器等的存储器1120对于处理器1110而言是可访问的。存储器1120适用于存储操作系统(OS)1130以及诸如这里所述的基于位置的自动化和控制系统的一个或多个组件、Web浏览器应用程序和其它应用程序等的应用程序1140。处理器1110可以直接或经由适当的中间硬件与显示器1150以及诸如键盘、触摸面板传感器、麦克风和扬声器等的一个或多个输入/输出(I/O)装置1160耦合。处理器1110还可以和与天线1190连接的收发器1170耦合。收发器1170可以被配置为根据移动装置1100的性质经由天线1190来发送并接收蜂窝网络信号、无线数据信号或其它类型的信号。通过这种方式,可以建立与通信网络1005的连接。此外,移动装置1100还可以包括还可以利用天线1190来接收和发送GPS信号的GPS 1180。GPS 1180可以在用户在室外的情况下用来确定用户的位置信息。

在说明典型实施方式时,为了清楚而使用了特定术语。为了说明的目的,期望各特定项至少包括全部技术的和功能的等价形式,其中该等价形式以与实现同样的目的同样的方式进行操作。另外,在一些实例中,特定的典型实施方式包括多个系统要素、装置组件或方法步骤,可以利用单个要素、组件或步骤来替代这些要素、组件或步骤。同样,单个要素、组件或步骤可以替代服务于相同目的的多个要素、组件或步骤。此外,在参考特定实施方式示出和说明了典型实施方式的情况下,本领域普通技术人员将理解:在不偏离本发明的范围的情况下,在其中可以进行形式上和细节上的各种替换和改变。此外,其它实施方式、功能和优点也在本发明的范围内。

这里所提供的典型流程图是示意性目的,并且不是方法的限制示例。本领域普通技术人员将知道:与典型流程图所示出的步骤相比,典型方法可以包括更多或更少的步骤,并且典型流程图中的步骤可以以与示意性流程图中所示的顺序不同的顺序来执行。

相关引用

本申请要求2015年7月17日提交的美国专利申请62/193910号的优先权,这里通过引用将其全部内容包含于此。本申请还涉及2015年9月8日提交的美国专利申请62/215576,这里通过引用将其全部内容包含于此。

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