配置网络中装置的设备和方法

专利名称：配置网络中装置的设备和方法
技术领域：
本发明涉及网络中的装置配置，尤其是但非专门地涉及用于按照对 网络的预定功能要求来配置可在网络中操作的装置的方法和设备。具体 地说，本发明涉及自动投用装置网络的方法。
背景技术：
在商业和家庭设施中都会用到照明控制系统，以便快速产生期望的 灯光设置，贏得能源节约并且符合法律法规。不过，设计和投用
(commissioning)照明控制系统可能是费时且易错的。在高级系统中，常 常使用个人计算机上运行的专用软件来规定照明系统的功能要求和配置 装置。在灵活性成为其优点的设施中，传感器、灯具和开关之间的连接 可以使用射频信号而不是使用电线来实现。软件使得用户能够使用个人 计算机来定义装置之间的虚拟连接。可以随后就将用于实现连接的代码 从个人计算机上传到这些装置的存储器中。标准软件包，比如LonMakerTM， 为设计工程师提供了用于设计完整的高级系统的工具，其中各个实际装 置由存储在数据库中的虚拟装置代表。通过使用图形用户界面(GUI)， 工程师能够容易地对允许彼此对话的虚拟装置进行分组并且规定允许这 些虚拟装置共享的信息。GUI还可以使得用户能够相对于输入到程序当中 的建筑图来对这些虚拟装置进行定位。显示要将这些装置安装在哪里的 图的打印稿有助于可以由承包商进行的安装过程。软件还使得用户能够 打印出实现系统所需要的所有部件的清单。可以将该清单发送给承包商 并且可以使用该清单来做预算。
不过，在安装了装置之后，需要对这些装置进行配置，以按照由个 人计算机上的软件存储的功能要求来进行工作，即需要对系统进行投用 处理。投用步骤牵涉到将使用软件定义的各个装置与网络中的实际装置 关联起来。常规的方法涉及到读取房间内各个装置的条形码并且将这些 条形码粘贴在建筑平面图的打印件上。然后可以输入各个装置的条形码 作为计算机程序中各个虚拟装置的地址，并且然后可以将与使用软件规 定的功能要求一致的指令上传到这些装置中。投用网络的传统方法的一
个缺点在于耗时且易错。而且，设计者不得不在现场花费大量的时间来 使每一个实际装置与存储器中的虛拟装置匹配。而且，如果移动了这些 装置，则人们将不得不更新该装置在存储器中的位置并且依据这个新的 位置改变功能要求，以便系统按照为该系统规定的功能要求继续工作。
US2003/0130039介绍了用于跟踪和确定游戏机或其它机器在娱乐场 或旅馆内的位置的方法和设备。将游戏机的位置信息传送给主计算机并 且该机器的操作可以由主计算机在考虑该机器的位置的前提下来加以控 制。不过，该文献并没有公开将实际的游戏机与用于坐标与实际游戏机 的坐标相对应的虚拟游戏才几的指令组关联起来的方法。
本发明的目的是为了解决这些问题。

发明内容
按照本发明，给出了一种将可以在网络中操作的装置配置成按照存 储在数据处理设备中的、针对网络的预定功能要求进行操作的方法，该 方法包括在数据处理设备处接收针对装置的位置信息；使该位置信息 与所存储的功能要求相关联；和将针对装置的功能要求发送到网络。
文档化的功能要求可以包括针对与网络的装置对应的多个虚拟装置 的功能要求。而且，位置信息与所存储的功能要求的结合可以包括将各 个实际装置的坐标与虚拟装置的坐标进行匹配并且根据针对虚拟装置的 功能要求推断出针对实际装置的功能要求。
此外，该方法可以包括在数据处理设备处接收针对装置的唯一ID和 网络地址中的至少一项并且将该装置的唯一ID存储在数据处理设备的存 储器中，从而能够基于唯一ID和网络地址中的所述至少一项将装置的功 能要求发送到一个地址。
这样，自动将存储器中的各个装置与实际装置关联起来并且可以用 为虚拟装置存储的功能要求来容易地对实际装置进行配置。这样，本发 明给出了一种容易、快速且精确的投用网络的途径。
而且，按照本发明，给出了一种用于将可以在网络中操作的装置配 置成按照针对网络的预定功能要求进行操作的设备；该设备包括用于存 储功能要求的存储器；用于接收装置的位置信息的接收机；用于使位置 信息与功能要求相关联的处理器；和用于将装置的功能要求发送到网络 的发射机。
该设备此外还可以包括用于接收功能要求的构件。用于接收功能要 求的构件可以是用于使得用户能够定义功能要求的图形用户界面和/或 用于录入包括电气接线图的建筑图的构件。图形用户界面此外还可以用 于观看功能要求。可以使用电气图来推断出功能要求。
按照本发明，此外还给出了一种能够在网络中操作的装置，该装置
包括用于获得相对于网络中至少三个其它装置的位置信息的构件；用 于将位置信息经由网络发送到设备的发射机，所述设备被配置来存储针 对所述网络的功能要求；用于响应于位置信息向设备的发送而经由网络 接收指令的接收机。
发射才几和接收才几可以构成射频收发机的 一部分。


现在将参照附图以举例的方式介绍本发明的实施方式，其中 附图l是包括要按照本发明来加以投用的系统的房间的三维示意
附图2是中央控制器的示意附图3是局部控制模块的示意附图4是系统中节点的示意附图5示出了由用于实现本发明的软件给出的图形用户界面； 附图6表示对话框，该对话框构成附图5的图形用户界面的一部分； 附图7示出了用于设计、配置、安装和投用按照本发明的系统的方法 的步骤；
附图8表示按照本发明的用于将节点的位置信息与文档化功能要求 结合起来的算法；
附图9表示要按照本发明投用的另 一种系统。
附图IO概括出了用于更新按照本发明的系统的方法的步骤。
具体实施例方式
附图l表示包括要按照本发明来加以投用的装置的网络l的房间。附 图l的房间是办公室；不过，本发明也可以用在例如家庭、旅馆、饭店、 学校或户外的网络中。附图l中所示的网络的节点包括两个吊灯2a、 2b、 一个台灯3、多个传感器4a、 4b和4c、 一个吊扇5、 一个开关/调光器6，
一个射频遥控器7和一台个人计算机8。不过，应当意识到，任何类型的 灯具、传感器、开关、HVAC (加热、通风和空调)装置或遮光帘都可以 包含在该网络中。该网络还包括位于房间内适宜位置上的局部控制模块 9。局部控制模块9存储用于控制网络的节点的控制数据和指令。局部控 制模块使用射频信号与灯具、传感器、开关和风扇进行无线通信，并且 网络的各个节点都包括射频收发机(未示出)。按照另外一种可选方案， 一个或多个节点可以与局部控制模块9硬接线。装置网络l可以形成延伸 到房间之外的较大装置网络的一部分，并且可以使得局部控制模块以及 灯具、传感器和开关能够与房间之外的装置进行通信。局部控制模块9中 存储的指令和控制数据是从中央控制器10中下载的。在附图1的系统 中，中央控制器是在膝上型计算机中实现的；不过，中央控制器可以在 任何类型的数据处理设备中实现。可以使用电缆(未示出)将中央控制 器10和局部控制模块9临时连接起来，以交换数据。
参照附图2，中央控制器10包括内部存储器11，该内部存储器ll包括 中央处理器12、操作系统13和一个或多个应用程序14。中央控制器10此 外还包括用于与用户交互的用户接口15和显示器16。此外，中央控制器 IO包括网卡17，该网卡可以安装在ISA卡插槽中并且与用于将命令传送 到局部控制模块9的节段总线(spine bus)(未示出)连接；用于存储 网络1的各个部件的功能要求的数据库18;和用于从预先记录的源(比如 DVD、 CD-ROM或软盘)中取得数字数据的构件，所述预先记录的源示意性 地表示为可移动存储装置19。中央控制器的内部部件之间的通信是经由 总线20来实现的，总线20为中央控制器10的所有内部部件提供了电连接 的公共点。在一种实施方式中，中央控制器的数据库18位于远离安装地 点的位置上并且该地点的膝上型计算机可以连接到L AN上以便访问存储 在数据库中的信息。
参照附图3，局部控制模块9包括存储器21、处理器22、与网络中的 其它节点同步用的内部时钟23、与网络1中的节点通信用的近程收发机24 和用于接纳来自中央控制器的节段电缆(spine cable)的输入端25。存 储器21存储用于网络中的节点的指令。例如，可以存储用于响应于从系 统中的传感器接收到的信号而打开和关闭灯具和HVAC装置的选集的指 令。此外还可以存储网络中各个装置的坐标，下文中将对此进行详细介 绍。
虽然针对附图2和附图3介绍了使用节段电缆来进行中央控制器10与 局部控制模块9之间的通信，但是应当理解，中央控制器10与局部控制模 块9之间的通信也可以是无线的并且是使用射频信号进行的。这样，在另 一种可供选用的实施方式中，中央控制器的网卡插槽由近程收发机代替 并且不需要用于局部控制模块的电缆的输入端25。中央控制器的近程收 发机可以是内部部件，也可以具有使用公知的构件(比如USB端口 )连接 到中央控制器上的附属装置的形式。
参照附图4，示出了网络中节点26的示意图。该节点可以是灯具、传 感器、开关、调光器等等。该节点包括存储器27、处理器28和与其它节 点同步用的内部时钟29。它还包括应用单元30，在简单的灯的情况下， 该应用单元30会是灯泡，但是在传感器的情况下，该应用单元会是完成 传感要求所必需的器材。节点26还包括用于接收来自局部控制模块的指 令的近程收发机31。这些指令被送到处理器28来加以处理，并且该处理 器控制应用单元30。存储器还可以存储应该何时和如何操作应用单元的 指令以及节点的唯一ID号和地址。
最好，节点26和局部控制模块9都遵从ZigBeeTM标准。不过，这些装 置也可以遵从其它标准，比如HomeRFTM、藍牙tm和IEEE 802. llx。 按照 ZigBeeTM标准，可以将数以万计的装置以无线方式连接起来，形成一个网 络。不过，可能希望将这些装置分成多个单独的网络，以易于操作。装 置可以在2.4GHz、 915MHz和/或868MHz射频频带内工作；分别支持250 千比特每秒(kbps) 、 40 kbps和20 kbps的原始数据传送率，并且具有 典型地介于10到75米之间的发射范围。不过，为了降低节点的价格，发 射范围可以介于2到5米之间。如果网络中的节点按照ZigBeeTM标准工作， 则局部控制模块9可以承担网络控制器的角色并且路由协议允许通过该 系统发送的消息的专门路由，从而使得来自局部控制模块9的指令能够到 达不在它的直接发射范围之内的节点26。
系统l的设计者定义了针对该系统的功能要求，其中这些功能要求适 合于安装了该系统的环境。针对办公室的功能要求可以包括，例如应当 在周一到周五的每天早晨7点30分打开办公室内的灯并且晚上关灯。这些
功能要求还可以包括应当仅仅在办公室有人的时候开灯。也可以取决于 天气和季节来控制灯的强度和房间内的温度。例如，为了节能，可以将
灯配置为在晴天时亮度较低。而且，可以预先编制多种系统设置，以便
由办公室用户选择。例如，办公室的用户可能更喜欢灯的强度在他/她用
PC工作的时候比他/她在阅读印刷文件的时候低。此外，用户可能更喜欢 房间在他用PC向同事/客户展示介绍的时候相当暗。因而，可以针对灯具 定义多种设置并且用户可以通过操作遥控器7或个人计算机8来选择这些 设置。
系统设计工程师可以使用套装软件来按照功能要求设计网络。在系 统设计、安装、配置和投用完成之后，将用来实现系统的功能要求的指 令下载到局部控制模块9中和相关节点26的存储器中。例如，可以将命令 日光检测传感器4c连续不断地向局部控制模块报告房间内亮度等级的指 令下载到日光检测传感器4c的存储器中。可以将局部控制模块配置成在 房间内的亮度达到局部控制模块的存储器21中存储的预定值的时候命令 灯降低其强度。按照另外一种可选方案，该预定值可以存储在传感器4c 的存储器27中，并且该传感器可以在检测值超出预定值的时候向局部控 制模块仅仅发送一条消息。类似地，温度传感器4a和存在检测传感器4b 可以存储用于向局部控制模块9报告的指令并且局部控制模块可以存储 用于对从传感器接收到的信息做出响应的指令。此外，可以将控制由设 计工程师定义的设置的代码下载到个人计算机、遥控器和局部控制模 块。这样，当用户按下遥控器上的按键时，可以将信号发送到局部控制 模块，促使局部控制模块查找存储器中的相关设置并且发出用于将该设 置应用于灯2a、 2b和3的指令。
参照附图5，设计系统用的软件可以包括GUI 32。该软件可以基于常 规软件，比如AutoCADTM或LonMakerT"。设计工程师可以将建筑物的建筑 图33录入到GUI 32中并且使用该图作为背景来创建网络的图形表示。该 建筑图可以从AutoCADTM或Microsoft Office Visic/M录入。GUI 32可以
使得设计工程师能够定义虚拟装置，其中各个虚拟装置对应于网络中的 实际装置26。各个虚拟装置在GUI中都具有图形表示34并且将虚拟装置相
对于建筑图的位置选择成与实际装置在网络中的实际位置相对应。例 如，附图5的GUI表示代表附图l的吊灯2a和2b、台灯3、吊扇5、开关/调 光器6、个人计算机8、遥控器7以及三个传感器4a、 4b和4c的虚拟装置。 虛线示意性地画出了存在检测传感器4b的范围。
更加详细地，附图5的GUI包括两个窗口35和36。在窗口35中示出了 用于商业上可得到的照明装置的模板的图形表示，并且窗口 36中示出了
虚拟装置放置在前景中的建筑图。设计者可以从窗口35中针对装置选择 具体的模板，并且将该图形表示"拖放"到窗口36中来创建新的虚拟装 置。然后可以将装置配置为按照期望的功能要求进行工作。图形用户界 面还包括多个菜单和按钮。例如，右上角的菜单37的标题为"投用，，， 用于开始按照本发明的投用处理。还可以想到，该软件可以具有用于定 义允许彼此对话的节点的工具。该软件或者可以通过使得用户能够在图 形用户界面中的虚拟装置之间绘制"电线"来实现连接关系的规定，或 者可以通过为用户提供对话框来实现连接关系的规定，该对话框供用户 输入允许特定节点与之对话的节点的列表。
将会提供额外的菜单和对话框，用于使得设计者能够定义各个节点 的功能和用于输入各个装置的确切坐标。按照另外一种可选方案，可以 由装置相对于建筑图的位置来计算出确切的坐标。
在一种可供选用的实施方式中，所录入的建筑图可以包括已经存在 的电气接线或者所要安装的电气接线。于是该软件可以包括用于从接线 图中读取和推断各个装置的功能的应用程序。例如，该应用程序可以通过分析接线图来推断出哪些灯具由哪些开关和哪些传感器控制。因而， 从接线图自动获得了各个节点的坐标以及允许各个节点与之通信的其它 节点的列表。该应用程序此外还可以在处理完接线图之后在图形用户界 面中自动创建和定位虚拟装置。然后设计者可以检查图形用户界面中的 接线，并且如果需要的话，可以定义不能从接线图中推断出来的额外功 能和通信链路。这种可供选用的方法可以或者用于重新投用现有的节点 网络，或者用于设计和安装新的系统。即使已经在现场外设计了系统， 在将设计文档装载到现场的中央控制器中时，也要将各个虚拟装置的坐 标和功能要求保存在中央控制器的数据库18中。在或者由设计者使用图形用户界面或者通过接线图的分析自动地创建了虚拟装置并且相对于建 筑图定位了虚拟装置之后，用于配置虚拟装置的菜单38可以响应于该软 件的用户在光标位于虚拟装置的图形表示之上时操作鼠标右键而出现。 该菜单的选项可以包括，但不局限于，复制虚拟装置的选项、仅仅投用 该特定装置的选项和编辑装置的功能要求的选项。通过选择选项"编辑 装置"，可以显现用于规定装置的功能要求的菜单。
附图6示出了对话框的实例。附图6的对话框使得用户能够定义与附 图l的吊灯2b相应的虚拟装置的功能。该对话框包括六个文本栏39-44，
分别用于输入名称、唯一ID、类型以及装置的x、 y和z坐标。该对话框此 外还包括复选框45，用于表明是否应当按照本发明投用该装置。如果选 中了该复选框45，则在使用附图5的菜单"投用，，37来开始系统1的投用 时对吊灯2b进行投用。该对话框此外还包括四个按钮，分别标有配置46、 编辑模板47、 0K48和取消49。可以想到，用户可以通过在模板文本栏41 中输入对应模板的代码来定义或改变装置的类型。按照另外一种可选方 案，用户可以按下编辑模板按钮并且从多个不同模板中选取或定义新的 模板。而且，通过点击配置按钮，会打开用于规定装置的功能要求的新 对话框。点击0K将会把在该对话框中做出的任何改变保存到数据库18中 并且关闭该对话框，并且点击取消将会不保存任何改变地关闭该对话 框。
x、 y和z坐标可以或者由设计工程师手工输入，或者由软件从所录入 的建筑图中的接线图中或者从虚拟装置在窗口36中的位置计算出这些坐 标。按照本发明，将会输入装置的唯一ID，下文中将对此进行详细介绍。 在一种可供选用的实施方式中，唯一ID由节点的网络地址代替。用户还 可以为虚拟装置赋予名称，名称比唯一ID要好记一些。
在定义了网络的功能要求之后，按照使用图形用户界面产生的打印 图定购和安装网络所需要的装置。最后一步包括将各个虚拟装置与实际 装置关联起来并且确保将为所述各个虚拟装置规定的功能装载到相应实 际装置的存储器中。这个步骤称为投用步骤。
可以想到，对于附图l中所示的网络来说，投用是在现场进行的。由 此，投用工程师将存储器中存储着设计文档的膝上型计算机带到现场。 投用是通过在中央控制器l 0处接收来自网络中的各个节点的位置信息来 进行的。位置信息可以或者是网络中各个节点的坐标，或者按照另外一 种可选方案，可以是位置未知的第一节点与系统中位置已知的至少三个 其它节点之间的距离。如果第一节点和所述三个其它节点位于相同的高 度，例如顶棚高度，则到所述三个其它节点的距离测量结果将会使得中 央控制器能够通过使用三角测量法计算出笫一节点的位置。而且，如果 在中央控制器中存储了网格的细节，则可以计算出网格中确切位置的坐 标。不过，如果第一节点和所述三个其它节点位于不同高度，则需要第 一节点与位置已知的四个其它节点之间的距离测量结果才能获得笫一节 点的坐标。在依照ZigBeeTM标准操作的网络中，可以使用飞行时间信号来
确定到其它装置的距离。可以想到，起初局部控制模块提供具有已知位 置的节点。不过，在计算出第一节点的坐标之后，可以使用这个节点的 位置来计算位置未知的第二个节点的坐标。
由距离测量结果获得坐标的计算并非必须在中央控制器进行。它们
也可以在局部控制模块9中进行或者由节点26自己的处理器28进行。然后 可以将计算出来的坐标发送到中央控制器。在下文的介绍中，将会假设
所有节点的坐标都是在局部控制模块9中计算并且发送到中央控制器10的。
在接收到系统中节点的坐标之后，中央控制器将实际装置的坐标与 各个虚拟装置的坐标进行比较，直到找到匹配对象。对节点中所有的实 际装置重复进行该处理。按照本发明，送到中央控制器的包括坐标的消 息还包括装置的唯一ID。该消息此外还可以包括装置的类型。因而，如 果有安装得与传感器非常近的局部控制模块，则软件将能够将实际传感 器与虚拟传感器匹配起来，而不会将实际传感器与虚拟局部控制模块匹 配。然后为相应的虚拟装置保存传送到中央控制器10的实际装置的唯一 ID。然后可以将与各个装置相关的指令下载到正确的实际装置中或者下 载到控制该实际装置的局部控制模块中。可以想到，如果安装者精确按 照建筑图安装了装置，则可以使用中央控制器的数据库中保存的各个装 置的坐标来修正由局部控制模块存储的各个实际装置的坐标。将参照附 图8更加详细地介绍用于将虚拟装置与实际装置相匹配的方法。如果系统 日后需要升级，则工程师可以改变虚拟装置的功能要求并且返回到现 场，在那里将新的指令下载到网络节点的存储器中。
现在将参照附图7更加详细地介绍设计、安装和投用按照本发明的系 统的处理过程。在步骤S7.1中，按照本发明将系统要安装于其中的建筑 物的建筑图录入到套装软件中。如果该软件此外还定义了网格的原点， 则可以相对于建筑图定义网格中的坐标。可以想到，图形用户界面使得 建筑物能够以2D或3D来加以显现。
在步骤S7. 2，创建虚拟装置并且相对于建筑图对虚拟装置进行定 位。用户可以通过手工输入对应各个装皇的坐标来定位虚拟装置。按照 另外一种可选方案，在将虚拟装置的图形表示拖放到建筑图上时，为各 个装置自动计算出坐标。还有另 一种可供选用的方案牵涉到软件分析可 以构成建筑图 一部分的接线图并且按照接线图自动创建虚拟装置。
在S7. 3，定义虚拟装置的功能要求。步骤S7. 1到S7. 3可以不在现场 进行。在步骤S7.4，将装置安装在现场。通过使用有虚拟装置位于前景 中的建筑图的打印稿，使安装变得更为方便。随后，需要使所安装的实 际装置与虚拟装置相关联。
在步骤S7. 5中，使用可移动存储装置19或者通过经由网络访问数据 库来将设计文档装载到现场计算机的存储器中。按照另外一种可选方 案，在将膝上型计算机带到现场时，设计文档可能已经存储在膝上型计 算机的存储器中。然后通过操作图形用户界面，可以按照本发明开始投 用。投用处理是使用GUI 32的菜单选项37开始的。投用处理的第一个阶 段牵涉到网络的节点进行飞行时间测量，以测量各个节点与至少三个位 置已知节点之间的距离。飞行时间测量可以是响应于中央控制器向局部 控制模块发射包括用于启动飞行时间测量的指令的信号而开始的。然后 由距离测量结果计算出各个节点的坐标。在步骤S7.6，将各个装置的坐 标连同表示装置的类型和唯一ID的数据一起从局部控制模块9发送到中 央控制器IO。然后在步骤S7. 7中将各个装置的坐标与存储器中虚拟装置 的坐标进行匹配，并且将实际装置的唯一ID与虚拟装置的功能要求一起 存储在存储器中。这个处理将参照附图8来更加详细地介绍。
在步骤7. 8，将各个装置的功能要求转换为局部控制模块和网络中的 节点可以理解的指令。通过电缆或通过射频信号将这些指令和数据发送 到局部控制模块。可以想到，要将这些指令分割成对应各个节点的消息， 并且局部控制模块检查各个消息的目的地且将这些消息转发到目的地。 还可以是，局部控制模块处理从中央控制器接收到的所有指令并且创建 消息，将具有与各节点相关的指令的消息发送到各个节点。
本领域技术人员应当理解，可以对参照附图7介绍的处理过程加以修 改，使得在设计系统之前安装部件，即在任何一个或全部步骤S7. 1 - S7. 3 之前进行步骤S7.4。例如，如果使用该处理过程来使现有的系统重新投 用，那么情况就会是这样。
现在将参照附图8更加详细地介绍将从网络接收到的位置信息与虚 拟装置进行匹配的处理。该处理是作为用于计算机程序的算法来实现 的，并且附图8概括出了该算法中的步骤。从网络接收到的位置信息列出 了N个实际装置的坐标、类型和唯一ID号。为各个实际装置分配一个从l 到N的号码n。软件计算出为该系统定义的虚拟装置的数量M。为各个虚拟
装置分配一个从l到M的号码m。在步骤S8. 1，该系统准备开始匹配处理并 且将变量m和n设置为零。在步骤S8.2中，n递增l。类似地，在步骤S8. 3 中，m递增l。
在步骤S8.4，将虚拟装置m的坐标与实际装置n的坐标进行比较。在 处理开始时，m和n都等于l。因而，存储器中第一个虚拟装置的坐标是与 所接收到的列表中的笫 一个实际装置的坐标进行比较的。可以分开地或 一起比较实际装置和虚拟装置的x坐标、y坐标和z坐标。考虑到安装者可 能还没有将装置安装到由建筑图规定的确切位置上，并且飞行时间测量 可能有误，因此即使两个装置的位置并不精确匹配，系统也可以确定虚 拟装置和实际装置之间存在匹配。如果x、 y和z坐标是分开比较的，那么 可以为各对坐标限定一个可接受的误差范围。如果x、 y和z坐标是一起考 虑的，例如通过计算虚拟装置的位置到实际装置的位置的向量，那么如 果该向量的幅值小于所存储的阈值，这两个位置就相互匹配。
如果在实际装置的坐标与虚拟装置的坐标之间存在匹配，则算法移 动到步骤S8. 5。不过，如果实际装置位于代表匹配的可接受坐标范围之 外，则算法移动到S8.6。在步骤S8. 6，将m与M (即存储器中虚拟装置的 总数)进行比较。如果虚拟装置是存储器中的最后一个装置，则考虑下 一个实际装置n (S8. 8, S8.2)。不过，如果在存储器中存在还没有与装 置n进行过比较的额外虛拟装置，则算法移动到步骤S8. 3并且m递增l，即
考虑下一个虚拟装置。
另一方面，如果在实际装置n和虚拟装置m的坐标之间存在匹配，则 计算机程序前进到步骤S8.5。在步骤S8. 5，将实际装置n的类型与虚拟装 置m的类型进行比较。如果类型不相配，则计算机程序移动到步骤S8. 6。 不过，如果装置n的类型与装置m的类型匹配，则程序前进到步骤S8. 7。 在步骤S8. 7，将存储器中虚拟装置的唯一ID设置为实际装置的唯一ID。 因而，用户下一次打开附图6中所示的对话框时，文本栏41中所示的数字 是对应于与该对话框相关的虚拟装置的实际装置的唯一ID。
在实际装置n已经与存储器中的虚拟装置匹配后，系统在步骤S8. 8中 检查装置n是否是从网络接收到的列表上的最后一个装置。如果装置n是 网络中的最后一个装置，则所有实际装置已经与虚拟装置匹配并且算法 结束，S8. 9。不过，如果n不是列表上的最后一个装置，即n小于N，则算 法前进到步骤S8.2， n递增1并且系统继续为实际装置n+l的坐标寻找匹配
对象。
在对所有的实际装置重复进行了该算法之后，该算法在步骤S8. 9结 束。然后该程序可以继续检查匹配处理中的错误。例如，可能会有两个 实际装置与同 一虚拟装置匹配，或者实际装置之一没有找到匹配对象。 软件将得到不断开发来克服所有这些不测事件。
如果要经常改变系统的布局，例如如果经常要将照明装置从一个区 域移动到另一个区域，则值得将中央控制器10总是留在现场并且将其与 系统连接，从而使得系统很容易得到更新。附图9示出了本发明的另一个 例子。参照附图9，照明控制系统位于包括多间办公室的楼层。该楼层分 成区域A-E。区域A是办公室，包括参照附图l介绍的小网络。不过，在这 种实施方式中，该网络此外还与房间外面的灯具、传感器、开关和局部 控制模块连接。区域B是另一个办公室，区域C是开放空间就座区域，区 域D是厨房或者会议室，区域E是存放中央控制器10的房间。与参照附图l 介绍的在膝上型计算机中实现的中央控制器不同，本发明的这种实施方 式中的中央控制器总是处于现场并且控制着大得多的系统。中央控制器 IO是在专用工作站中实现的。中央控制器与区域控制器50连接，该区域 控制器50又控制区域A-E中的所有局部控制模块9。可以想到，接近每个 房间有一个局部控制模块，并且各个局部控制模块负责该房间内的节 点。如果网络延绵多个楼层，则每个楼层可以有一个区域控制器50。可 以想到，该系统是非现场设计的。不过，已经或者经由网络或者通过使 用可移动存储装置19将设计文档装载到了现场的中央控制器中。中央控 制器使用节段总线电缆与 一个或多个区域控制器5 O连接。区域控制器可 以使用节段电缆或者使用射频信号与局部控制模块连接。网络中的节点 包括多个存在检测和日光检测传感器4b和4c。存在检测传感器4b的范围 由虚线示意性地画出。这些节点还包括大量的吊灯2c。
当开始进行按照本发明的投用时，例如通过用户操作图形用户界面 的菜单37来开始投用时，中央控制器向区域控制器50发送命令，区域控 制器50接着向局部控制模块9发送命令。可以想到， 一次投用网络的一个 楼层。不过，也可以一次仅仅投用一个房间或者区域的一部分。将会把 来自中央控制器10的命令发送到正确的局部控制模块9。局部控制模块随
后将会向节点发送请求，指示它们检查它们的位置。在从各个节点接收 到距离测量结果之后，局部控制模块将会计算各个节点的坐标并且将节
点的列表、它们的坐标和各个节点的唯一ID和类型转送到区域控制器 50，区域控制器50接着将这些信息转发到中央控制器10。中央控制器将 所有的实际装置与存储器中存储的虚拟装置进行匹配并且进行错误检查 过程，以确保顾及到了所有的实际装置。中央控制器随后将针对各个节 点的功能要求转换成指令并且经由区域控制器将这些指令上传到正确的 节点。随后可以开始进行用于检查投用系统的测试过程。
如果以后更改了系统中节点的位置，则系统可以自动重新配置自 己。例如，如果将部件之一 (例如遥控器)从区域A移动到区域D中，遥 控器的功能可以改变成与为区域D而不是区域A规定的功能相应。为了实 现本发明，可以将系统配置成周期性地检查系统中所有节点的位置。按 照另外一种可选方案，在移动了装置之一时，可以引发定位处理。在用 于检查节点位置的处理结束时，可以将所有装置的坐标发送给中央控制 器。按照另外一种可选方案，仅仅将移动过的装置的坐标发送给中央控 制器。中央控制器更新与移动过的实际装置相应的虚拟装置的坐标。随 后，将会检查该装置的功能要求是否取决于该装置的位置。例如，功能 要求可以规定，如果装置移出由一个局部控制模块控制的特定区域并且 移动到由新的局部控制模块控制的区域内，则应当开始与新的局部控制 模块进行通信，而不是与旧的局部控制模块进行通信。例如，遥控器现 在应当与区域D的局部控制模块进行通信。而且，如果针对区域A定义了 多项设置，并且针对区域D定义了多项不同的设置，则将遥控器从区域A 移动到区域D应当会导致在操作遥控器时，应当实现的是区域D的设置， 而不是区域A的设置。而且，在天热的时候可以将移动风扇从位于区域B 中的办公室移动到区域C的开敞布置区域。在这种情况下，风扇可以依照 为区域C规定的功能要求开始操作，而不是依照为区域B规定的功能要求 来操作。
将参照附图10更加详细地介绍更新节点的坐标和功能要求的处理过 程。在系统中有N个节点并且处理过程考虑到各个节点n， n处于l到N之 间。在步骤SIO. 1，将n设置为O，并且在步骤S10.2， n递增l。在步骤 S10. 3，检查装置n的位置。该装置可以通过执行到至少三个位置已知的 其它装置(例如区域中的三个不同的局部控制模块)的飞行时间测量来 确定它的位置。如果该装置没有位于顶棚高度上，可能会需要执行到四 个装置的飞行时间测量才能得出它的坐标。在完成了飞行时间测量之
后，装置可以或者计算它的坐标，或者可以将测量结果转送到局部控制 模块，局部控制模块将会进行这一计算。将这些坐标与旧的局部控制模 块、装置或二者中的存储器中保存的旧坐标进行比较。按照另外一种可 选方案，如果存储空间出现问题，则可以从中央控制器中获得旧的坐标。
在步骤SIO. 4，将新的坐标与旧的坐标进行比较。取决于系统的具体情 况，这个步骤可以或者在装置、局部控制模块的处理器中进行，或者在 中央控制器中进行。如果坐标没有改变，则处理继续进行到步骤SIO. 5， 并且将n与系统中装置的总数N进行比较。如果n等于N，即已经检查了系 统中最后一个装置的位置，则处理过程在步骤SIO. l处重新开始。另一方 面，如果n小于N，则在步骤SIO. 2中n递增l，并且检查系统中下一个装置 的位置。
如果坐标已经改变了，则处理过程继续进行到步骤SIO. 6。在步骤 S10. 6，将新的坐标发送给中央控制器。该消息还可以包括装置的唯一 ID。在步骤SIO. 7，中央控制器找出具有同一唯一ID的虚拟装置并且将所 保存的虚拟装置的坐标替换为新的坐标。在步骤SIO. 8，软件随后检查位 置变化是否对装置造成了任何新的功能要求。如果需要将遵从新的功能 要求的指令上传到网络中，则处理过程继续进行到步骤SIO. 9。如果不需 要，则处理过程继续进行到步骤SIO. 5。
在步骤SIO. 9，更新针对虚拟装置的功能要求。因而，用户下一次打 开图形用户界面时，将装置连接到网络中允许该装置与之对话的其它节 点的线路可能发生了改变。在步骤SIO. 10，经由区域控制器将新的指令 上传到网络中。可以将这些指令存储在局部控制模块或者装置自身中。 在步骤SIO. IO之后，针对装置n的处理结束，随后n递增l， S10. 2，并且 检查下一个装置，或者重新开始处理过程，S10. 1。
针对参照附图10介绍的方法处理过程进行的修改牵涉到每次达到装 置n = N的时候不重新开始处理，而是仅仅响应于在中央控制器处接收到 的表示网络中的装置发生了移动的消息才开始处理过程。这样，在考虑 了装置i^N之后，处理结束。
在前面介绍的本发明的实施方式中，将局部控制模块描述为独立的 节点。不过，所介绍的实施方式的改变可以涉及将局部控制模块合并到 节点26中，即结合到灯具、传感器、开关等等之一中。可以增大节点的 存储器27，以存储用于实现网络的控制器功能的软件。于是中央控制器
可以向担当网络控制器的节点26发送指令并且该节点可以将指令转送到 其它节点。在一种实施方式中，不止一个节点具有起到网络控制器作用 的能力。因而，如果作为局部控制器的节点发生故障或者被摘除，则另 一个节点自动承担这一角色。可以使用存储在网络中的软件来控制用于 确保总是有一个节点担当控制器的处理。
虽然在本申请中将权利要求撰写为特征的特定组合，但是应当理 解，本发明的公开范围还包括本文明确或隐含公开的任何新颖的特征或 者特征的任何新颖组合或者它们的任何推广，不管其是否涉及与目前在 任何权利要求中要求保护的同 一发明，并且不管是否解决了本发明所解 决的任何一个或所有的相同技术问题。申请人由此声明，在本申请审查 期间或者在由本文得出的任何其它申请的审查期间，可以将新的权利要 求撰写成这些特征和/或这些特征的组合。
权利要求
1.一种将可以在网络(1)中操作的装置(26)配置成按照存储在数据处理设备(10)中的、针对网络的预定功能要求进行操作的方法，包括在数据处理设备处接收针对装置(26)的位置信息(S 7.5)；使该位置信息与所存储的功能要求相关联(S7.6)；和将针对装置(26)的功能要求发送到网络(S7.7)。
2. 按照权利要求l所述的方法，此外还包括基于所述位置信息获得 装置(26)在网络(1)中的坐标。
3. 按照权利要求2所述的方法，其中所述相关联包括从所存储的针 对网络的功能要求推断出具有所获得的坐标的装置的功能要求。
4. 按照权利要求2所述的方法，其中预定功能要求包括针对与网络 (1)的实际装置(26)相对应的多个虚拟装置(34)的功能要求。
5. 按照权利要求4所述的方法，其中使位置信息与所存储的功能要 求相关联包括将实际装置(26)的坐标与虚拟装置(34)的坐标进行匹配并且根据针对虚拟装置的功能要求推断出针对实际装置的功能要求。
6. 按照前述任何一项权利要求所述的方法，此外还包括在数据处理 设备(10)处接收装置(26)的唯一ID和网络地址中的至少一项并且将 该装置的唯一ID和网络地址中的所述至少一项存储在数据处理设备(10)的存储器中。
7. 按照权利要求6所述的方法，其中将功能要求发送到网络包括基 于唯一ID和网络地址中的所述至少一项将功能要求发送到网络中的地 址。
8. 按照前述任何一项权利要求所述的方法，此外还包括接收装置特 征的指示并且使用该装置特征的指示来将装置的位置信息与功能要求结 合起来。
9. 按照前述任何一项权利要求所述的方法，其中接收位置信息和发 送功能要求包括从与装置连接的网关(9， 50)接收位置信息和向该网关 发送功能要求。
10. 按照权利要求7所述的方法，其中装置(26)和网关(9， 50) 使用射频信号进行通信。
11. 按照前述任何一项权利要求所述的方法，此外还包括将功能要求预先存储在数据处理设备的存储器(11, 18, 19)中。
12. 按照权利要求ll所述的方法，此外还包括在存储功能要求之前， 从建筑图中的电气接线图中推断出功能要求。
13. —种计算机程序产品，包括指令，当这些指令在处理器上执行 时，能够进行实现权利要求1到12中任何一项所述的方法的操作。
14. 一种用于将可以在网络(1)中操作的装置(26)配置成按照针 对网络的预定功能要求进行操作的设备(10)，包括用于存储功能要求的存储器(11,18,19); 用于接收装置的位置信息的接收机(17); 用于使位置信息与功能要求相关联的处理器(12);和 用于将装置的功能要求发送到网络的发射机U7)。
15. 按照权利要求14所述的设备，其中存储器(ll， 18， 19)被配 置成用来将功能要求存储为与系统的实际装置(26)相应的多个虚拟装 置，各个虚拟装置具有用来实现针对网络(1)的预定功能要求的单独功 能。
16. 按照权利要求15所述的设备，其中处理器(12)能够进行将装 置(26)的位置信息与虚拟装置(34)之一的坐标进行匹配的操作。
17. 按照权利要求14到16中任何一项所述的设备，此外还包括用于接收功能要求的构件。
18. 按照权利要求17所述的设备，其中用于接收功能要求的构件包 括用于使得用户能够定义功能要求的图形用户界面(32)，该图形用户 界面此外还使得用户能够观看这些功能要求。
19. 按照权利要求17或18所述的设备，其中用于接收功能要求的构件包括用于录入包括电气接线图的建筑图的构件和用于从所述包括电气 接线图的建筑图推断出针对网络的功能要求的构件。
20. —种能够在网络(1)中操作的装置(26)，包括用于获得相对于网络中至少三个其它装置的位置信息的构件(31， 28， 29 ) s用于将位置信息经由网络发送到被配置成用来存储针对所述网络的 功能要求的设备(10)的发射机(31 );用于响应于位置信息向设备(10)的发送而经由网络接收指令的接收机(31)。
21.按照权利要求20所述的装置(26)，其中发射机和接收机构成 射频收发机(31)的一部分。
全文摘要
本发明提供一种用于确保能够在网络(1)中操作的装置(26)得以配置成用来按照针对网络的文档化功能要求进行操作的方法、设备和计算机程序产品。在存储着文档化功能要求的数据处理设备(10)处经由网关(9，50)接收包括网络(1)中各个装置(26，9，50)的坐标的位置信息。使用网络(1)中各个装置(26，9)的坐标基于所存储的功能要求推断出所要求的装置功能，产生用于实现该功能的指令并且将这些指令经由网关(9，50)发送到网络。本发明在照明控制网络的投用阶段尤其实用。
文档编号H04L29/08GK101208933SQ200680022831
公开日2008年6月25日 申请日期2006年6月15日 优先权日2005年6月23日
发明者E·J·尼比, T·H·斯托门 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司