本发明是一种用于控制平台的用户接口(user interface)。
附图说明
图1是本系统的基本图；
图1a示出了包含壁模块功能块(wall module function block)的功能块图的 例子，该壁模块功能块置于显示屏区域中；
图2示出了输入块的对话框；
图3示出了输入块到达对话框的菜单；
图4示出了图1a中的设计的模拟图示；
图5示出了一个功能块的对话框；
图5a更详细地示出图5中的对话框，用于配置用户接口显示；
图6是通用用户接口面板(generic user interface)的图；
图7示出了默认显示表；
图8是分类编目表的扩展映射图；
图9示出了通用用户接口序列的流程图；
图10是功能块引擎系统、计算机和结果电路(resulting circuit)或系统的关 系图；
图11示出了用功能块设计电路或者系统而设立的显示屏；
图12示出了图11的屏幕的第二页；
图13从屏幕示出了可以用于设计电路或系统的功能块和其他项目的局部列 表；
图14示出了图12和图13的设计电路或系统的模拟模式(stimulate mode) 的屏幕；
图15示出了图14的屏幕的第二页；
图16示出了来自图14和图15的的设计电路或系统的模拟的数据的表；
图17是图16的表中的数据的曲线图；
图18示出了显示屏，多页之一表明：与图11和图12的示例电路或系统相 比，设计的系统要稍微复杂些；
图19示出了具有输入、参数以及输出的对话框；
图20是功能块系统的图示；
图21是概要变量空气体积块的流图；
图22是说明性的可编程HVAC控制器的块图；
图23是可编程控制器的说明性应用框架的示意图；
图24是说明性的应用配置模块的示意图；
图25是包括功能块引擎(functional block engine)的图23的一个或者多个 执行模块(execution module)的示意图；

通常，应用被硬编码以运行于特定的硬件平台上。这可能需要花费相当大量 的时间和精力去开发新的(以及客户(custom))应用。其他设备可以被现场编 程，这意味着为了生成新应用，任何嵌入式代码都没有被添加；也就是说，用 户在现场提供让装置在硬件中执行的程序。这对于就配置而言具有单独PC工具 的联网设备来说效果可能很不错；但是对于包括接口(interface)(UI)的独立 设备来说，就需要一种能够容易地提供匹配的UI以使用户能够与他们制作的客 户程序进行交互的方式。
图1的本系统9可以为在独立控制平台(stand-alone control platform)20上 进行快速应用开发提供可配置的、可改变的和/或可编程的通用用户接口10。接 口10可以有特定应用来适应于易变的平台或者不同的平台。如果编程方式是预 先定义的“功能块”的图形布置，这可以产生独立控制平台20，那么用户接口10 就可以被设计成使用通用菜单方法组(methodology)-由预先定义的表、字体和 模板组成，以使表条目和菜单选择是基于构造程序的功能块而生成的。可开发 应用以(在硬件和功能块引擎的约束内)在控制平台20上运行，并且相应的用 户接口可以利用通用用户接口10的方式，在功能块的安置过程中基于简单的用 户输入，通过填充(populating)UI方法组的通用表来自动产生。
独立平台20的说明性例子可以是功能块系统。本通用用户接口10可以用于 在功能块系统上的快速应用。但是，本用户接口10可以与其他类型的独立平台 20-例如不是、不具有或不利用功能块系统的平台结合使用。平台20可以针对建 筑物环境控制、供暖、通风以及空调(heating，ventilation and air conditioning HVAC)系统和/或各种工业操作-例如生产、精炼等等加以设计。
控制器系统9可以具有控制平台20和连接到控制平台的用户接口10，这里 用户接口具有能够被访问的显示框(display box)，并且该显示框具有显示关于 该系统的一个或多个参数和/或者变量的信息的第一级别(first level)的一个或 多个图标。所述一个或多个图标可以具有提供对一个或多个参数和/或变量的属 性进行选择和/或调整的第二级别的一个或多个图标。这些图标或符号可以具有 图形或显示性质。为了便于这样的选择和调整，这里作为例子(图6)描述的五按 钮的面板、对话框或另外面板51可以是接口10的一部分。
控制平台20可以具有相互连接的一个或多个功能块，并且用户接口10可以 显示特定于一个或多个功能块的信息。功能块可以是图形或显示性质的符号或 图标或者用图形或显示性质的符号或图标来表示。更进一步的，一个或多个功 能块可以有能够被访问或者可以通过鼠标点击相应的功能块图标而被拔起(pull up)的显示框。显示框可以具有显示关于一个或多个参数和/或变量的信息的第 一级别的一个或多个图标。所述一个或多个图标可以具有提供对一个或多个参 数和/或变量的属性进行选择和/或调整(adjust)的第二级别的一个或多个图标。 这种选择和/或调整可以被自动地编程。一个例子是设定点的容易设置，比如在 最终用户的显示器上，在改变的平台的字段中尤其如此。
图1a是一个示出功能块系统的平台例子的图，这个功能块系统的平台例子 可以包括安置在显示屏区域12中的壁模块功能块(wall module funcfion block) 11。其他的功能块可以替代或者和壁模块功能块一起被用于本平台例子中。带 有本功能块系统的其他类型的设计可以格外地多，覆盖范围宽广的应用。
相对于该说明性的实例，如图1a中所示，工具条的控制器按钮29可以用鼠 标和箭头13设定为“configure(配置)”。块11(壁模块(WallMod))可用鼠标 或其他带有箭头13的机构按虚线所示的那样从功能块源区域14拖拽出来并拖 拽到区域12中。运行时间累加器功能块22(RUNT_ACCM1)可以被从区域14 拖拽至区域12中。通过点击鼠标的箭头13，网络变量输入块15(nviln1)、网 络变量输出块17(nvoOut1)以及模拟输出块16(AnlgOut2)可以被从区域14 拖拽至区域12中。通过在块15的终端1上点击鼠标并保持箭头13然后拖拽一 条线或线路23到块22的终端1，然后释放点击，块15就可被连接至块22。类 似地，块15的端2可以被连接至块22的终端2。此外，块22的输出终端1，2， 3和4也可被分别连接到壁模块的块11的输入终端1，2，3和4。通过点击块 11的终端1保持箭头13在按下状态拖拽线或线路23到块17的终端1，块11 的输出终端1可被连接到网络变量块17的输入终端1。类似地，块11的终端2 可以被连接到块16的终端1。线23的连接可以沿着信号的方向做出。为了删除 线或线路18，可以点击该线所至的终端，然后按下键盘上的删除键。
图2示出了输入块15的对话框18。对话框可以为其他块11，22，16和17 而存在。可以通过以箭头13在块15上右键点击鼠标来得到菜单27，如图3中 所示。然后，可以点击该菜单中的“edit(编辑)”得到对话框18。块15的标题 在空格19中被示为“nviln1”，它可以通过以箭头13点击该空格然后通过键盘进行 想要的修改来编辑。
在对话框18中，可以用箭头13鼠标点击“Network Variable Class(网络变量 类)”区域21并选中“nvi(动态数据)”或“nci(静态数据)”。“nci(静态数据)” 可以连同在“Fail Detect(故障检测)”区域23中的“假(伪)”一同被选择。可以 选择区域24中的“数据字段在NV中的数量”。可以选择数量“2”，不过大于或者 小于2的数作为替代也可被选择。在区域26中示出了数据字段，它可列出字段 名、数据分类、网络数据类型和数值的分类。这些分类中的每一个都可以被编 辑，或者可以有供选择的项目列表。结构化的SNVT可在区域25中从定制的、 SNVT_switch，SNVT_temp_setpt，SNVT_time_stamp等等选项中选择。一旦在框 18中作出想要的选择，那么就可通过箭头13点击“Ok”按钮28以接受选择并返 回图1a中所示的屏幕。
如图4所示，可以用箭头13从控制器按钮中选择“simulate(模拟)”，以使 图1a中的电路进入模拟的动作中，信号值示出在各功能块的线23上的输出端 处。图4示出了运行着的模拟的实例，某些值相对于时间而变化。多种类型的 功能块的不同电路可以用本系统来构造。图1a仅仅是在图4中可被成功模拟的 电路和功能的适宜实例。
和在图2中一样，其中为功能块15拉出了对话框18，相对于块15选择或 改变某些项目，同样的方式也可以运用到功能块11，22，16和17。相对于功能 块引擎和字段、变量、参数、值、名称等等的显示还可以作出另一选择和配置。 可以用箭头13点击例如壁模块功能块11来得到一个类似菜单27的菜单，但是 对于功能块11，该菜单具有调出(call-up)，用以示出显示编辑或者类似选择， 它可引出对话框31和框41，如图5所示。框31和41可以被认为是一个或多个 级别的图标。在功能块系统屏幕上甚至可以引出图6的面板51，用于进行用户 接口10编程、选择、调整等等。对于为不同的应用或控制平台生成不同的或定 制的用户接口，用户不需要重写程序。例如，正如这里所述地，新的设定点可 以很容易地被实施。用户接口10的选择和调整可以针对当前应用被自动地编程 而不用手动插入。另一方面，通用用户接口10可以被重新配置成满足用户的个 人偏好，而不用是对平台或应用的变化的响应。
可以在图5a中的对话框31的区域32中选择壁模块11的模型。用户可以在 区域33中做出选择，例如中心设置点、风扇速度、系统开关、风扇开关、占用 (occupancy)(occ)热设置点、occ冷设置点、待机(stby)热设置点、待机(stby) 冷设置点、未占用(unocc)热设置点、未占用(unocc)冷设置点，并且还可以 有其它另外的用户选择。在区域33下方是在区域34中的选择“set schedule(设 置时间表)”、“set time(设置时间)”和“balance(平衡)”。
在图5a中的对话框31的区域35可以显示壁模块传感器的列表，例如空间 温度、空间湿度和空间CO2含量，其中的变量名称和单位空格可用于选择和编 辑。区域36示出：占用按钮允许选择时控的旁路、连续未占用(unocc)、连续 待机和连续占用(occ)。状态图标选择的区域37可包括有效模式、系统开关、 有效occ、阶段活动和风扇状态的选择。对话框的区域33-37可以针对更多或者 更少的选择来加以设计。
区域38显示了占有者可查看的、可用于选择以供显示的变量的列表。该列 表可以通过按钮39被编辑。变量“Outdoor Temp(户外温度)”可以被选择来查 看。该选择可引起对话框41，使用对话框41可以定制设计出一个或多个参数或 变量的显示。户外温度是一个例子。空格42可用于选择变量名称，例如“户外 温度”。也可以选择其他名称。空格或区域43是可以给标签分配户外或外部温 度的选定变量的地方。变量标签1的例子可以是“OD TEMP”。在本版本中，这 个标签是可编辑的并且可具有高达8个字符。空格43可被设计为适用更多或更 少的字符。区域或空格44可以为标签2的字段，用来显示占有者可查看的变量 的值，例如选定的室外温度，显示为88.8。区域44的字段大小可以高达7个数 值位数。数值字段数字和小数位可在空格或区域45被选择。一旦编辑和选择完 成，可以用对话框41中的保存按钮46保存它们。可关闭框41。需要注意的是， 可用框31中的模拟按钮来运行该系统。其他可查看的变量可被选择来显示。对 于特定的平台和应用，选择和调整可以被自动编程。壁模块方式是多种方式中 的一个说明性的示例。
图6是示例的通用用户接口的五按钮面板51的图，它可以用计算机或者其 他机构-例如功能块系统示出。该标签可以在区域52中读取。这些标签可以用箭 头53和54滚动通过一个方向或另一个方向。用确认按钮55可以选定标签。可 以通过取消按钮56取消选择，或者利用下一个按钮57用另一个标签来替换它。 示例标签可以包括为图5a中框41的室外温度所选择的标签43及标签(label) 44。用于其他变量或者参数的标签可以按照所示出的那样做出选择。
显示表(display table)可以以分层的方式在分类和项目方面为标签提供数值、 变化指示以及最大和最小值。对于各项目，也可以把其他值和指示包括进来。
面板显示51可显示图7中带有分类号1和项目号1的默认显示表58。图8 是分类编目表61和其扩展到N个分类表的扩展映射60的图。表61示出了分类 号和其相应的标签。分类号1可以有设定点标签，号2可以有增益，号3可以 有定时，依此类推，直到分类号N。
显示51，表58、61、62和63，某些表的项目，和/或这些项目，表以及显 示的构成，可以被视为是一级或多级的图标或者用一级或多级的图标代表。
“分类1项目表”62可列出项目1到N。前四个项目的例子是热设置点、冷设 置点、高度限制和湿度设置点。对于从项目1到N的每个项目，可以在每一个 分类表(即：“分类2项目表”到“分类N项目表”)中示出当前值、变化量以及 最大和最小值。其他变量和参数也可以在这些表中示出。“分类N项目表”63可 以与分类1项目表62具有相同的配置。在表62到63之间，可有N-2个分类表。 每个表的这些条目可以从1到N，并具有相应的标签、值和变化量。
图9描述了通用用户接口序列的流程图70，该通用用户接口序列可利用通 用用户接口面板51继续。当初始化和非使用超时，显示52可以基于默认显示 表58中的条目示出默认项目标签和值71。从默认显示表58，可以按下“下一步” 按钮或者键57来到达分类编目表61，然后循环通过表字段通过表61中的条目， 该表61可包括相应于标签“设置点”的分类号1、相应于标签“增益”的分类号2、 相应于标签“定时”的分类号3、相应于标签“控制器X”的分类号4等等，并通过 附加分类，直到相应于标签“分类N”的分类号N为止。
在表61的其中一个分类上时按下“Enter(确认)”按钮55，可调出带有处于那 个分类项目表中的第一项目的项目显示，显示该项目的标签和值。例如，在分 类号1(表62)中时按下“确认”按钮55，可调出具有第一项目75的项目显示， 其带有标签“热SetPt”和相应的当前值、变化量、最大值和最小值。按下“Next (下一步)”按钮57，可从当前分类1项目(表62)中调用第二项目76的显示， 其可具有与第一项目75相似的“冷SetPt”标签以及相应种类的值。可以继续通过 分类项目表1(表62)中的系列项目直到第N(77行)项目及其相应的值。再 次按下“下一步”按钮57，可返回显示分类1项目表62的项目1(行75)。
当在项目中时，不管是在75、76或77行还是某个其他行，按下增大按钮 53和减小按钮54可以分别增大或减小相应项目的当前值。按下“确认”按钮55 可保存新的当前值并给用户返回至分类显示。按下“取消”按钮56可将当前值从 新值恢复到进入此项目显示时已有的原始值，然后返回至分类显示。
返回至分类编目表61中72行的分类号1的“设定点”标签，可以按下“下一 步”按钮57得到73行的分类号2的“增益”标签，然后按下“确认”按钮55到达分 类2项目表78，并继续通过在此为表62所示的项目、标签和它们的值。可以返 回到显示51上的73行的分类号2的“增益”奈签，并继续经过其它分类直到表 61中的74行的分类N标签“分类N”。可按下或者点击“确认”按钮55，以 调出具有表63中79行的第一项目1且具有其标签和值的显示51。当前值可以 分别通过按钮53和54来增大或者减小。可按下“下一步”按钮57，以继续移动 通过后续项目，直到81行的项目N，具有其标签N和一个或者多个值。再次按 下“下一步”按钮57可返回表63中79行的项目1的显示。按下“确认”按钮55 或者“取消”按钮56可以返回显示51上的分类编目表61。如图5-9中例子所说 明的表以及步骤，可以被编程到满足需要的程度那样的自动化。例如，表可以 设定为自动填写表。
利用当前系统，可以设计和/或实现系统控制器或其它系统，包括可编程通 用用户接口10，除掉用于设计和将结果软件例如以微代码形式或其他方式放入 存储器中的计算机之外，实际上不具有任何硬件。普通的计算机可以对输入给 它、即给存储器的设计软件提供合成功能块引擎，该计算机可以有效地成为设 计的控制器，其带有功能块，相互连接，链路，输入，输出，选择，调整，接 口，显示，用于示出变量、参数，读数，处方，结果，在站和/或远程监测的视 觉和/或音频指示器以及控制(无论以键盘、鼠标、触摸屏、声音命令、眼球追 踪和眨眼控制还是其他交流方式)进行，并且其自身内容不具有诊断、仿真模 拟能力和要控制的系统，加上更多的，它们全部采用可传输的软件有效地进行。 举例说明，家用计算机可以装载并使用本系统级别功能块引擎来在软件环境中 设计事实上的任何类型的系统控制器。在按需要设计、模拟和测试之后，该计 算机可以变成为实际应用设计的系统控制器，或者该软件可被转移至其他计算 机或其他设备，以成为系统控制器。带有软件的计算机或者某种其他类似设计 的处理器、可编程个人数字助理(PDA)、蜂窝电话、设备等都可以成为设计的 系统控制器，诸如众多例子之一的建筑物HVAC的可编程温度调节器。计算 机上的控制器和受控系统之间的通信可以通过无线或非无线的介质。
除此之外，在商业的HVAC工业中，可能需要有在控制设备中被测试和实 施的复杂应用。这些设备应该是低成本的并能够满足应用需要。还表现为需要 有灵活的低成本控制器，它使得应用能够随着在低成本控制器平台和工具之内 需求的变化而被满足。本系统的功能块框架(framework)可以提供逻辑应用结 构，该逻辑应用结构允许系统控制应用设计器(例如HVAC)与预先设计块 相组合，这些块的特点在于强大的控制能力和与库以及块功能的完全连接，它 们可以并入到精良(sophisticated)的应用的开发中以满足新的和高级的用户需 要。
鉴于本功能块引擎系统的显著强大和革命性的能力，本功能块引擎系统可使 用相对较少的存储器。可编程控制器可被实施为引擎，它在运行时可以解释完 全或部分地驻留在随机存取存储器(RAM)中的元语言。这意味着为小程序 的最小的RAM需求可在15k字节(Kb)左右，并且可以与所述程序成比 例的增加。便宜的微处理器典型地可有相当小的RAM(例如2K字节或更小)， 这意味着在将操作系统(OS)和通信能力考虑进去之后会有少量的RAM(即 1Kb左右)可用。但是，如这里描述地，通过从在闪存中驻留的功能块引擎 提供编程能力并且让这些功能利用RAM的公共池以保留最小的静态值存储， 而让所述池的其余部分被所有块重复利用作为暂时的执行空间，相当复杂的程 序也能够用RAM的大约1K的固定的存储器分配来执行。该程序可以简单到 是“功能(function)”调用列表，如在此通过功能块定义所描述的一样，其可以 被下载至闪存中的小文件。
功能块引擎、块执行列表和参数和/或变量存储空间可驻留于支持引擎的存 储器。功能块引擎可以根据块执行列表中所标识的功能块的列表来执行程序， 以设计和构造电路或者系统。此外，该引擎也可以提供结果电路或系统的模拟。 所述电路或系统可转移到另一设备的存储器以供作为例如控制器实现和使用。 在某些实例中，该程序可从存储器中被执行。该引擎可允许功能块和结果电路 或系统的现场编程、配置和模拟。
图10是示出功能块引擎系统600、计算机651和结果电路或系统652之间 的关系的图。可将本功能块引擎系统600装到也许是存储介质(例如硬盘、存 储棒等等)上加以存储和/或将其加载到例如个人计算机的操作系统那样的操作 系统的存储器651中。可利用功能块引擎系统600设计电路或系统652，例如控 制器。这个电路或者系统652可例如以微代码或者其他代码的方式或者模式放 入存储器。带有系统652的存储器可与操作系统结合，以提供控制器的活动， 该控制器与要基于功能块设计系统652控制和监视的硬件或其他设备相联系。
图11-17示出了利用功能块引擎系统600设计简单样例系统652的操作。这 个操作可以在带有软件例如“Microsoft Windows XP ProfessionalTM”的个人计算机 651上的系统设计器和模拟器中实现。可以得到如图11中所示出的屏幕。可以 利用鼠标移动箭头611点击工具条612上“控制器”，然后点击工具条612上“配 置”。然后，例如可以用鼠标箭头611从功能块源区域602中点击并拖拽出名称 为“时间设定”的功能块601，并拖拽至显示屏幕的区域603中。即使功能块601 例如可以被从区域203拖拽至区域603，该功能块的源601也仍会保留在区域 602中。然后，可从区域602拖拽“限制”604至区域603。可以将鼠标箭头611 放置于块601的输出终端605上，并拉出连接606至限制604的输入终端607 上。加功能块608可从区域602拖拽至区域603。网络变量输入块609可用鼠标 箭头611拖拽至区域603。乘功能块610可从区域602拖拽至区域603。鼠标箭 头611可置于块609的终端613上并点击之，并且可将线614从终端613拉至 功能块610的终端615，以建立块610和输入609之间的连接。类似地，线616 可从块610的输出终端617拉至块608的输入终端618。另外，也可以用线619 建立从限制块604的输出终端621至加块608的输入终端622之间的连接。加 功能块608可将在终端618和622上输入的值相加，以在块608的输出终端623 上得到总和。终端623的输出可以通过线626提供给另一个限制功能块625的 输入终端624。限制功能块625的源可与来自于区域602的限制功能块604的源 相同。为了检查加功能块608的输入，可以点击鼠标右键并点击编辑以得到示 出输入的对话框，这些输入可被改变成在其中置有值的一个或多个参数，用以 代替加功能块608的输入。对于乘功能块610也可以进行相同的操作，其中， 一个输入可以被参数四代替，该参数四可以与615的输入的值相乘，以在终端 617得到结果。另外，其他的-例如功能块名称可以在这个右键点击的编辑对话 框中改变。
带有区域603中的功能块的电路和系统设计可以继续到工具条612中所示出 的另一页。这些页可被重新加标签，例如，页1在位置626被重新加标签为ad ADD1，页2在位置627被重新加标签为ADD2。该电路或者系统可被继续至具 有TAG(标记)连接块628的下一页面ADD2，标记连接块628可以用箭头611 从块源区域602拖拽至区域603。块625的输出终端629可被用箭头611从终端 629拉出的线631连接至标记块628的终端632。
图12示出了电路或者系统从页ADD1至页ADD2的延续。标记628可以是 经过输入终端632和图12中的标记628的输出终端633的线631的继续。平方 根功能块634可以从该显示的区域602拖拽到区域603。线631连接可用箭头 611从终端633拉至平方根功能块634的输入终端635。网络变量输出636可用 鼠标箭头611从该显示的区域602拉至区域603。连接线637可从块634的输出 终端638拉至输出块636的终端639。
ADD1 626和ADD 627页它们自身可以被放入具有各自的输入输出的单独 的功能块。页626和627的块可放入一个功能块中。如果有其他的功能块含有 由各种功能块构成的多个电路页，则它们也可组合成一个功能块。这些一个功 能的块可以互相连接并且还可以组合到另一个一功能的块中。被组合的功能块 的这种分层的进度可以继续下去，直到设计的整个系统都处在一个块中，例如 航空器使用器、工业设备、HVAC或者其他类型的控制器。在一些情况中，结 果功能块可以当作黑盒。
图13示出了显示的区域602中的功能块和终端的列表，它们可被选择来开 发多种类型的设计。这个列表并没有包括一切，因为其他的功能块和终端可被 加入。
图14和15分别示出了在模拟模式中图11和12的电路，该模拟模式可用鼠 标箭头611点击工具条612的“控制器”进行选择。然后，可点击“模拟”以使所设 计的电路投入类似运行的情形中。可点击在功能栏612上的标签“观察”，以得 到观察对话框641。回路和输出连同它们相应的值可以一起列在框641中。此外， 每一次增加的时间值可以在功能块的各输出终端提供。例如，借“25”在限制功 能块604的输出终端621示出。单位可以是时间的、量值的或者其他类型的度 量单位。在工具条612上指示的页ADD1 626和ADD2 627上的系统或电路可 包括模拟功能块、数字功能块或者数字和模拟功能块的组合。可以为如图16中 所示的表642中记录的以及图17的曲线643中所标绘的各种输入，运行模拟操 作。曲线643示出了各输出大小与时间的关系曲线。
图18示出了功能块的有些复杂的电路644的模拟模式。工具条612表现为 示出：这个电路644是通过标记连接628互相连接的功能块的更大型组合的四 页645，646，647和648的其中之一。
图19示出了图12中电路的布局的一部分，但如同此处讨论地，对话框649 示出了加功能块608的输入和输出。
图20是功能块系统200的图，功能块系统200可以应用于平衡或其他的系 统。内建(built-in)功能执行201可以连接至操作系统调度203、回路RAM/闪 存(FLASH)205、内建功能配置206、输入转换器207和输出转换器211。 功能块引擎202可连接至操作系统调度203、块执行列表204和回路(loop)RAM/ 闪存205。操作系统调度203可连接至输入转换器207和输出转换器211。输入 转换器207连接至回路RAM/闪存205、输入配置208、物理输入/输出209和网 络输入/输出210。输出转换器211连接至输出配置212和输出转换器213。输出 转换器213连接至物理输入/输出209和网络输入/输出210。
图21是概要块流程图215。转换物理/输入网络216可以连接至功能块顺序 (order)列表217。功能块顺序列表217可以连接至转换物理/输出网络218以及 回路RAM/闪存219。
图22是说明性的可编程HVAC控制器的块图。说明性HVAC控制器可以是 可编程温度调节器，或者可与从温度调节器相独立开来。在任一情况中，HAVC 控制器可以提供一个或多个实现HVAC系统的操作的控制信号。
说明性HVAC控制器可以包括微控制器330，具有非易失性存储器334和随 机存取存储器(RAM)336。除此之外，说明性的微控制器330可以包括中央 处理单元(CPU)332、模数转换器(A/D)338、输入/输出(I/O)342以及时 钟340或者定时器。说明性的微控制器330包括的组件可以多于或者少于上述 组件，这取决于环境。如前所述，上述的组件可以提供在微控制器330的内部， 而不需要任何外部组件，但这不是必须的。
在一些情况中，处理器最便宜的形式就是微控制器。微控制器典型地包括所 有不需要外部组件便可集成于单一芯片或者设备(例如微控制器)上的存储器 334和336以及I/O 342接口。如之前所提到的，利用微控制器330的一个优势 就是：与典型的微处理器的成本相比较，它具有低的成本。除此之外，微控制 器330可以针对特定的任务-例如HVAC任务而加以设计，这可以帮助简化控制 器并且减少所需要的部件数，因而进一步降低了成本。尽管利用微控制器可能 具有一些优点，但是可以想到本系统也可以按照想要的方式与微处理器或其他 合适的控制器结合使用。
在说明性的微控制器330中，非易失性存储器334可以是闪存存储器。但是， 可以想到的是，按照需要，非易失性存储器334可以是只读存储器(ROM)、 可编程只读存储器(PROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、带有 后备电池的随机存取存储器(RAM)，或者任何其他合适的非易失性存储器334。 在说明示例中，闪存存储器的容量可以小于100Kb。在一种情况中，闪存存储 器的容量可以为60Kb左右；但是，可以想到的是，可根据每个应用的需求使用 任意容量的闪存。
在一些说明示例中，非易失性存储器334可以配置为具有至少两个部分，包 括等同于ROM的第一部分和等同于EEPROM的第二部分。非易失性存储器334 的第一部分通常称作固件部分，可用于部分地存储至少一个或多个执行模块， 诸如像功能块引擎。在某些情况中，非易失性存储器334的这一部分可以在工 厂中进行编程，并且以后不会被改变。除此之外，存储于固件部分中的一个或 多个执行模块(例如功能块引擎)在某些情况中可以执行也存储于非易失性存 储器334中的一个或多个功能块。
非易失性存储器334的第二部分可以包括应用配置模块或者数据，包括例如 块执行列表。在某些情况中，非易失性存储器334的第二部分可以进一步划分 为包含数据段。非易失性存储器334的这个部分能够在出厂后被重新配置，例 如在将控制器安装至建筑物或构造物中的HVAC系统中时进行重新配置。换言 之，在某些说明性例子中，非可变存储器的第二部分可以是可现场编程的。在 某些情况中，为第二部分所分配的非易失性存储器334的容量可以大约为5Kb。 但是可以想到的是，可根据需要提供任何容量的可现场编程存储器。
进一步可想到的是，非易失性存储器334也可以有一部分专用于存储常量 值。这部分存储器可以根据需要被提供在例如固件部分和/或可现场编程部分中。
在说明性的微控制器330中，RAM 336可以用于变量存储。在某些情况中， RAM 336可以是为了在存储在非易失性存储器334中的一个或多个程序或者子 例程的执行期间交换信息的相对小的储存库。RAM 336也可用于主控微控制器 330的操作系统和/或通信能力，例如外部接口等。在说明性的微控制器330中， 包括的RAM 336的容量可以是大约5Kb或更少，2Kb或者更少，或者任何其他 的合适的RAM容量。在一些情况中，操作系统和通信能力可能消费RAM 336 的大约1Kb容量，留下大约1Kb给其他功能，诸如为一个或多个程序存储变量 和/或其他数据。
说明性的微控制器330的CPU 332可解释并且执行指令，并可按需要控制 微控制器330的其他部分。在一些情况中，CPU 332可以在芯片上包括控制单 元和算术逻辑单元。时钟340可为微控制器330提供稳定的定时脉冲流，它例 如用作操作可依赖的微控制器330的内部定时设备。I/O 342能够与微控制器330 和外部组件之间来回传送数据。在一些情况中，对于每个输入都有一个相应的 输出过程，反之亦然。A/D 338转换器可提供模拟输入至数字输入格式的转换， 这有助于使微处理器能够去读和解释模拟输入信号。在一些情况中，如果需要， 也可以提供D/A转换器，用于允许数字信号被提供为模拟输出。
图23是可编程控制器350的说明性应用框架的示意图。这个说明性控制器 350包括一个或多个执行模块、一个或多个应用配置模块、以及参数和变量存储 空间。执行模块，如图23中的电路所示，可以包括功能块引擎352、内建功能 执行模块370、输入转换模块378、网络转换模块376和输出转换模块380。如 圆柱体所示的应用配置模块可以包括块执行列表354、内建功能配置360、输入 配置372、网络接口配置374以及输出配置384。参数和变量存储空间可包括回 路RAM空间356和回路闪存常量空间358。除此之外，说明性控制器350可以 包括一个或多个用于通信能力的外部接口，包括本地输入362、网络文件传输 366、网络对象输入输出364和本地输出382。在一些情况中，控制器350也可 包括操作系统(OS)任务调度器368。
一个或多个执行模块可驻留于微控制器350的非易失性存储器中，驻留于例 如闪存存储器中。更明确的是，在一些情况中，一个或多个执行模块可驻留于 等同的ROM中或者非易失性存储器的固件部分中。执行模块的至少一个可包 括一个或多个程序，一个或多个程序的某个程序与HVAC系统的操作有关。一 个或多个程序可包括一个或多个执行模块可顺序执行的一个子例程集合。一个 或多个执行模块可从非易失性存储器中执行一个或多个程序。
一个或多个应用配置模块也可驻留于微控制器350的非易失性存储器-例如 闪存存储器中。更明确的是，一个或多个应用配置模块可以驻留于等同的 EEPROM中或者非易失性存储器的可现场编程部分中。按照需要，这些模块可 被预先配置用于标准HVAC应用或者能够针对客户HVAC应用而加以配置。除 此之外，一个或多个应用配置模块可以是可现场编程的。例如在一些情况中， 一个或多个应用配置模块可以在安装控制器至HVAC系统中期间或者在这之后 被编程和配置。
在一些情况中，一个或多个应用配置模块可以包括块执行列表354。块执行 列表354的配置可以引导一个或多个执行模块(例如功能块)的执行。在一些 情况中，这个配置可以由用户或安装者确定。在一些情况中，可以使用编程工 具，该编程工具允许安装者选择适当的功能块来连同适当的配置一起创建客户 块执行列表354，用于执行特定的HVAC应用。这可帮助一个或多个应用配置 模块在一个任务接着一个任务的基础上进行配置，其可依次在一个任务接着一 个任务基础上引导执行模块的执行。在一些情况中，一个或多个应用配置模块 可以包括一些参数或者引用，这些参数或者引用指向存储器中数据的存储单元， 例如指向参数和变量的存储空间。
在控制器350中，可以为一个或多个执行模块和/或一个或多个应用配置模 块提供参数和变量存储空间，以使它们能够引用存储空间中的数据或值或者将 数据或数值引入存储空间。在说明示例中，变量参数存储空间或者回路RAM空 间356，可以驻留于RAM中。这个存储空间可用于临时存储变量或参数，例如 控制器350的功能块输出和/或来自输入-本地输入或网络输入的临时变量。
另外，在说明示例中，常量参数存储空间或者回路闪存常量358可以是存 储由程序员或用户确定的常量值用的存储空间。该存储空间可驻留于非易失性 存储器-例如闪存存储器。如果需要的话，确定的设定点和操作参数可以设计为 由应用设计者、安装者或者用户所选择的常量参数值，并且可被存储于回路闪 存常量358存储空间。
HVAC控制器350也可以包括外部接口-例如本地输入362和本地输出382。 本地输入362可以根据由输入转换模块378执行的输入配置372模块进行存储。 这些模块可以引导存储输入值，使得它可以被其他的执行模块-例如功能块引擎 352使用。本地输出382可以根据由输出转换模块380执行的输出配置384进行 配置。按照需要，这可以把值或数据输出到外部HVAC组件-例如节气阀、温度 调节器、HVAC控制器或任何其他HVAC组件。
OS任务调度器368可以在HVAC控制器350内确定执行模块的操作和执 行。例如，执行模块可以按以下次序执行：离散输入；包括输入转换378和网 络转换376；内建功能执行360；功能块执行352；物理输出处理380；以及最 终的网络输出处理376。但是，可以想到的是：可以按需使用任何适合的次序。
图24是图23中一些说明性应用配置模块的示意图，包括说明性功能块执 行列表354。如前所述，块执行列表354可以驻留于非易失性存储器-例如闪存 存储器，更明确的是，如果需要，可存储于闪存存储器的可现场编程部分。说 明性块执行列表354包括一个或多个功能块355和357的列表，并且说明性块 执行列表354被用于引导哪些功能块和功能块的执行顺序由功能块引擎352根 据其配置执行。
块执行列表354可以在工厂中被编程或者被用户或安装者编程，以便针对 特定应用配置要执行的功能块355和357的类型和次序。在一些情况中，用户 或安装者可以有编程工具，该编程工具允许用户或安装者选择适当的功能块355 和357和配置来执行特定应用的所需要的任务。因此，在一些例子中，块执行 列表354的配置可在一个任务接着一个任务基础上为控制器而提供。在一些情 况中，这可允许块执行列表354在现场被编程和配置，并且根据控制器需要的 应用和功能进行改变。
在说明性示例中，功能块355和357是通过读取输入、对其进行操作和输 出一个或多个值来执行特定任务的模块。功能块355和357可以根据块执行列 表354来定义，块执行列表354可以被工厂、用户、安装者或者应用设计者编 程。在说明性的示例中，功能块355和357可以被分为6类：模拟功能块、逻 辑功能块、数学功能块、控制功能块、域(zone)控制功能块以及数据功能块。
功能块355和357可执行较高级别功能，例如HVAC操作的较高级别功能。 除此之外，控制器可以包括用于执行一些基本应用的更多通用功能块，但是在 许多情况中，这些功能块可以与其他的功能块结合，以执行较高级别的HVAC 应用。
往回参考图24，功能块355和357可包括指向存储器中的特定存储单元的 多个函数调用或指针。在说明性示例中，每个功能块355和357可包括功能块 类型355a和357a和一些参数或引用355b-m和357b-m。引用和参数355b-m和 357b-m可指向存储在参数和变量存储空间-例如在功能块变量空间356或是功能 块常量空间358中的变量或常量。除此之外，在一些情况中，引用和参数355b-m 和357b-m按需要可涉及其他功能块的输出、输入(本地或是网络)或指向任何 其他数据的指针。
在一个说明性示例中，每个功能块可以有大约22字节长。每个功能块可包 括功能块类型355a和357a，它们可以是1字节。每个功能块也可包括9个引用 或变量355e-m以及357e-m，每个引用或变量被分配2字节的“字”的增量，总共 18个字节。另外，每个功能块355和357也可包括三个参数或配置355b-d以及 357b-d，每个是一字节，一共3个字节。但是，这些大小仅仅是为了说明的目的， 并不是做任何限制。
可以想到的，可以使用任何大小的功能块355和357，和/或任何数量或大 小的功能块类型355a和357a，引用或变量355e-m和357e-m，以及参数或配置 355b-d和357b-d。此外，可以想到的是，顺序可以是功能块类型355a和357a， 然后一个参数355b和357b，然后9个引用355e-m和357e-m，以及然后两个保 留参数355c-d和357c-d。更加常见的是，可以想到功能块355和357可以根据 需要以任何顺序被配置并有许多的引用和参数。
功能块类型355a和357a可用于规定功能块355和357执行什么功能。功 能块类型355a和357a可执行的功能的例子可以包括但并不限于列功能中的一 个或多个：确定最小值；确定最大值；确定平均值；执行比较功能；执行模拟 锁存器功能；执行优先选择功能；执行阶跃继电器(hysteretic relay)功能；执 行开关功能；执行选择功能；执行与(AND)/与非(NAND)功能；执行或(OR) /或非(NOR)功能；执行异或/或非功能；执行单触发(one shot)功能；执行 加功能；执行减功能；执行乘功能；执行除功能；执行平方根功能；执行指数 功能；执行数字滤波功能；执行焓(enthalpy)计算功能；执行比例功能；执行 限制功能；执行重置功能；执行流速计算功能；执行比例积分微分(PID)功能； 执行自适应积分动作(AIA)功能；执行阶段器(stager)/温度调节器循环器功 能；执行阶段驱动器功能；执行阶段驱动器加功能；执行速率限制功能；执行 可变空气体积(variable air volume VAV)阻尼流控功能；执行占用仲裁器功能； 执行通用设定点计算器功能；执行温度设定点计算器功能；执行设置温度模式 功能；执行时间表重载(override)功能；执行运行时间累计功能；执行计数器 功能；执行警报功能。更常见的是，根据需求，功能块类型355a和357a可以 执行任何适当的功能。
功能块引用355e-m和357e-m可以是指向变量的指针，这些变量可以规定 功能块355和357所使用的输入、输出和/或其他数据。这些变量可以包括在执 行期间功能块355和357所使用的数据输入。在说明性示例中，可以有一些变 量类型的引用，引用均可具有至存储器类的唯一映射。在图24中所示的说明性 示例中，有九种不同类型的变量：输入，参数，输入/参数，参数/输入，输出浮 点数，非易失性输出浮点数，输出数字，静态浮点数，和静态数字。输入变量 可包括存储于例如RAM存储器的功能块355和357的输入引用。参数变量可 以是功能块355和357要使用的值，在某些情况中，其可存储于RAM或闪存 存储器中。该输入/参数变量可以是对输入或参数的引用(默认是输入)，并且在 一些情况中可存储于闪存或RAM存储器中。该参数/输入变量可以为参数或输 入(默认为参数)，并且在一些情况中可以存储于闪存存储器中。输出浮点数变 量可以是功能块355和357的输出，它们可以被调出，作为以后要执行的另一 功能块的输入。在一些情况中，输出浮点数变量可以存储于易失性RAM存储 器中。非易失性输出浮点数变量可以是功能块355和357的输出，它们可以被 调出，作为另一功能块的输入。在一些情况中，非易失性输出浮点数变量可以 存储在非易失性RAM存储器中，以使在断电时它的值也能够保留。输出数字 变量可以是功能块355和357的输出，它们可以被调出，作为另一功能块的输 入。在一些情况中，输出数字变量可以存储于RAM存储器中。静态浮点数变 量可允许功能块355和357将浮点数作为静态RAM变量使用。静态数字变量 可允许功能块55和57将数字作为静态RAM变量使用。除此之外，可以有未 使用的引用，表明这些引用/变量未被使用。更常见地，可以想到，根据需要可 以有任何数量变量类型引用。
在一些情况中，可以将功能块355和357的输出存储到RAM中，以便于 以后由功能块引擎使用。如上所述，在一些情况中，功能块355和357的输出 可以用作对其他功能块355和357的输入引用。除此之外，在一些情况中，在 适当时，输出可以被引用于同一功能块355和357的输入。然而，如果输入被 引用于它的输出，那么由于在说明性示例中的功能块的顺序执行就引起在功能 块的输入端接收到输出信号前会存在延迟(例如延迟一个周期或者一次迭代)。 在一些情况中，执行功能块355和357可能要花费1秒的时间，但这并不应该 作为要求。
参数355b-d和357b-d可以包括功能块355和357执行所需要的设计时间配 置信息。例如，参数355b-d和357b-d可指示相应的功能块355和357如何初始 化其本身。为了这个目的，在说明性示例中，每个功能块355和357可以有三 个参数355b-d和357b-d，每个包括一字节的配置信息。然而，根据需要，可以 想到的是：任何适当大小的任何适当数量的参数都是可以使用的。在一些情况 中，根据需要，参数信息可由应用设计者、现场安装者或用户输入。根据应用， 参数355b-d和357b-d可以配置成只适用于一个特定的功能块类型、一个特定的 功能块实例、或乘功能块。在一些情况下，参数355b-d和357b-d可存储于功能 块常量存储空间358中，但是这不应做要求。
控制器中可以提供功能块变量空间356和功能块常量空间358。例如，可能 变化的功能块变量空间356可驻留于控制器的RAM存储器中。在一些情况下， RAM存储器可以有易失性的部分和非易失性的部分。在易失性RAM中，当断 电时，数据会丢失或重置，而在非易失性RAM中，断电时，数据仍会保留。 因此，需要在断电时仍要保持的数据可存储于非易失性RAM，而其他数据可存 储于易失性RAM。
功能块常量空间358可以是由应用设计者、安装者或用户确定的数据-例如 参数的常量值存储空间。该常量值存储空间可以驻留于非易失性存储器-例如闪 存存储器中。这可以包括某些设置点和操作参数，它们被指定为由应用设计者 在设计时、由安装者、或由用户选择的常量参数值。为改变常量参数，并且在 某些情况中，可能必须把新的功能块配置下载到控制器。除此之外，在某些情 况下，用户、编程人员和/或安装者可能可用的功能块描述，可提供关于哪些参 数是变量而哪些是固定的详细信息。提供功能块常量空间358则通过保持可被 功能块355和357使用的参数和/或变量就可以帮助提高控制器的效率。
外部接口-例如网络输入/输出和本地输入/输出也可以使用功能块355和 357变量空间以将数据映射到控制器中和把数据从控制器映射出。为了将数据输 入控制器，输入配置372可被提供用于适当地配置输入，以使块执行列表354 中所标识的功能块能够适当地引用所述数据。在一些情况中，输入配置372可 以包括输入数373a、名称373b、转换373c、单位373d、校准373e、线性化373f 和引用373g。输入引用可将输入映射到驻留于RAM存储器中的功能块变量空 间356。输出配置384也可被提供来配置可从控制器被映射出去的输出。输出配 置384可以包括输出数385a、名称385b、转换385c、单位385d、校准385e、 驱动器类型385f和引用385g。输出引用可对来自驻留于RAM中的功能块变量 空间56的数据进行映射。
图25是包括功能块引擎352的图23的说明性的一个或多个执行模块的示 意图。如前所述，功能块引擎352可驻留于微控制器的非易失性存储器，更加 明确的是，驻留于非易失性存储器的固件部分中。功能块引擎352可包含一个 或多个程序，例如一个或多个HVAC应用程序。功能块引擎352可以是一系列 子例程，这些子例程可以顺序执行由块执行列表所标识的功能块。在某些情况 下，功能块引擎352可以按照块执行列表所提供的次序每隔一个地执行功能块。
在执行期间，该功能块引擎352可遵循功能块的块执行列表。这可包括， 根据功能块和/或块执行列表的指示，读取存储于功能块变量池356和/或回路闪 存常量358中的变量和/或参数。功能块引擎352可以使用从参数和/或变量读取 的数据从非易失性存储器-例如闪存存储器执行功能块。在一些情况下，功能块 引擎352也可以将值或数据写入功能块变量池356。在一些情况下，这些写入的 值仅仅是临时存储在功能块变量池356中，以供在其他功能块的执行中使用或 用作控制器的输出。
功能块引擎352可以允许应用设计者对控制器进行编程以执行多种功能， 例如HVAC功能。功能块引擎352可顺序执行应用设计者在块执行列表中配置 的每个功能块。在一些情况下，功能块的输入可以从可以驻留于RAM中的功 能块变量池356中引用。在一些情况下，在功能块变量池356中只可以有小的 堆栈空间，它可被功能块为本地的、临时的变量的存储而重复使用。而且，在 一些情况下，本地物理和网络输入可被提供有对变量空间的访问权。
内建功能配置和执行块360可以提供翻译(translate)输入(本地以及网络 这二者)并把能够使用的值作为变量提供给任何或选定的功能块作为输入的装 置。换句话说，在一些情况下，功能块可不用知道功能块的输入是来自于物理 输入、网络输入、参数、或者作为另一个功能块的输出。可将来自内建功能执 行块360的输入存储于功能块变量池356，在一些情况下只是临时地供功能块引 擎352使用。
在本说明书中，一些内容尽管以另一种方式或时态进行了陈述，但有些性 质仍是假设或预想的。
尽管本发明使用相应的至少一个说明性示例进行描述，但是许多的变化和 更改对于本领域的技术人员在研读了当前的说明书之后都是明显的。因此，目 的在于，基于现有技术，从属权利要求被解释得尽可能宽泛，以包括所有变化 和修改。
本申请是2007年2月2日提交的美国专利申请No.11/670,911的部分继续申 请。
本申请是2007年1月5日提交的美国专利申请No.11/620,431的部分继续申 请。
本申请是2006年11月29日提交的美国专利申请No.11/564,797的部分继续 申请。
本申请是2006年6月29日提交的美国专利申请No.11/427,750的部分继续 申请。
通过引用由此将2007年2月2日提交的美国专利申请No.11/670,911并入。 通过引用由此将2007年1月5日提交的美国专利申请No.11/620,431并入。通 过引用由此将2006年11月29日提交的美国专利申请No.11/564,797并入。通 过引用由此将2006年11月14日提交的美国专利申请No.11/559,706并入。通 过引用由此将2006年6月29日提交的美国专利申请No.11/427,750并入。