專利名稱：控制多個現實世界對象的控制系統、和處理來自連接到該控制系統的移動用戶的消息的方法
技術領域：
本發明涉及一種用于處理來自控制系統中的移動用戶的消息的方法，該控制系統正在控制多個物理對象。本發明也涉及一種能處理來自移動用戶的消息的控制系統。根據本發明的方法和控制系統特別適合于在諸如發電廠、化工廠、煉油廠、紙漿與造紙廠、煉鋼廠或配電網絡的工廠中使用。
現有技術在大多數工廠中，控制系統被用于監視和控制很多不同的對象。這些被控制的對象例如是容器、電機、閥門、傳感器或諸如一卷紙或車的產品。該工廠的控制系統通常具有集中式控制室，該控制室裝納大量控制器和操作員站。該工廠主要從該控制室來管理。該控制室裝備了示出將要被管理的對象的監視器并輸送關于該對象的諸如報警和事件的數據。這種方法在例如化學、制藥、食品、金屬、礦山、紙漿和造紙的工廠中是普遍的。其他使用同樣方法的工廠和應用是汽車、消費產品、發電、配電、廢水處理、煉油、煤氣管道和海上平臺。
往往發生的是，控制系統的操作員中的一個想留下關于所管理的對象之一的消息，例如作為對自己或對另一個工作在不同班次的操作員的提示。如今，可能在控制室中的其中一臺計算機上鍵入消息和存儲與該對象之一相關的消息。消息的存在被指示在屏幕上并可以被任何有權使用該控制系統的人讀取。
工廠的大部分監視和控制在集中式控制室中實現。然而，即使在這些自動化系統中，當操作員本來不得不親自訪問該站點時仍出現一些情況。例如，該操作員檢查機器，收集來自測量儀器的數據，改變設置點，或作出其他調節。在很多工廠中，操作員有規律地離開該控制室以檢查工廠。他在工廠查看的期間，操作員將很可能發現很多他想要注意或引起其他人注意的事物。因此，當操作員離開控制室時，需要可能留下關于現實世界對象的消息。現實世界對象的例子是閥門、管道、電機、開關設備、電纜、保護實體、混頻器、反應堆、原料、產品、產品或配料的裝配。如今，當操作員返回控制室時，操作員不得不在一張紙上寫下注意事項并然后反饋該注意事項給控制系統。這種方法耗時并不安全，因為存在便條丟失或從來沒有輸入該控制系統的風險。以下文獻描述背景技術，但是他們中沒有一個提出對上述問題的任何解決方案。
名為“Method of integrating an application in acomputerized system(在計算機化的系統中集成應用的方法)”的WO專利申請01/02953描述了一種方法，以便以系統化方式表示計算機化系統中的現實世界對象，其中關于現實世界對象的不同類型的信息可以被獲得、鏈接到該現實世界對象、被處理、被示出、和起作用。在WO01/02953中，現實世界對象被描述為稱作復合對象的某類軟件對象。每種集成在計算機化的系統中的應用定義獨立于該應用本身的實現的接口。這些接口可能被其他應用使用，實現復合對象的其他方面或方面組，以致這些應用可以協作以提供為所有方面的總和的現實世界實體的表示的功能性。針對這樣的復合對象的另一個術語是方面對象(Aspect Object)。該術語方面對象被用在這個應用中。
名為“Display system for industrial automation(工業自動化的顯示系統)”的EP1207450涉及工業自動化計算機顯示，該專利通過導航設備和利用音頻視頻反饋給該用戶呈現累積的或連續的消息。這些涉及故障引起的事件的消息被存儲并且最后一條消息以節約空間的方式顯示在導航設備中。
名為“Voice-activated control unit(語音激活的控制單元)”的EP0854417涉及用于控制主機系統的手持無線語音激活設備。該設備具有顯示屏、麥克風、無線發射機、和接收機。
本發明的目標和概要本發明的目標是使移動用戶能夠遠程產生和存儲消息，該消息與由控制系統管理和控制的工廠中的所選對象相關，該消息可能從控制室中被檢索出。
這個目標由包含接收關于所選對象的身份的信息、錄音語音消息、存儲與表示所選的現實世界對象的軟件對象相關的消息和存儲該消息以致該消息可從控制系統中訪問，指示與該對象相關的消息的存在，并且依據請求呈現該消息的內容。因而，如果當操作員正在檢查該工廠時，他希望做關于對象的筆記，則他簡單地錄音他的消息并且該消息與表示所選的現實世界對象的軟件對象相關地被存儲。該消息被存儲，以致可從連接到該控制系統的任何用戶接口容易地訪問。該所存儲的消息可用作針對所需的維護動作或對其他操作該過程的人員的指令的輸入。移動用戶是巡邏于該工廠中檢查機器和設備的人。移動用戶例如是控制系統的操作員、技術人員、或者工作于該工廠的工程師。
根據本發明的優選實施例，每個軟件對象是方面對象，該方面對象包含一組可選功能，該可選功能表示了現實世界對象的不同方面，該現實世界對象包含顯示關于該對象的信息和/或控制該對象，其中該方法包含以下步驟包括功能“錄音消息”和給所述功能組“呈現消息”，而且錄音消息的步驟包含激活該對象的“錄音消息”功能，而呈現該消息的步驟包含激活該對象的“呈現消息”功能。方面對象的觀念是定義表示控制系統中的現實世界對象的軟件對象的已知方式。錄音和呈現語音消息的功能容易地在使用方面對象的控制系統中實現。
在本發明的優選實施例中，消息借助具有用戶接口和無線連接到該控制系統的手持移動單元來錄音。使用這樣的無線、手持單元，該操作員可以容易地巡游在工廠中并錄音消息。在具有小鍵盤或者使用筆或小棒來書寫的觸摸屏的小手持設備上做記錄是很麻煩的。大部分手持計算機已經具有錄音語音的能力，該能力可連同本發明一起被使用。
根據本發明的實施例，可能要選擇的對象被顯示在移動單元的所述用戶接口上。因而，該操作員可以容易地選擇對象以與該消息相關。
根據本發明的優選實施例，所錄音的消息從該移動單元傳輸到該控制系統并存儲在控制系統中。傳輸所錄音的消息的一個優點是避免移動單元中存儲器的過載。
根據本發明的優選實施例，該消息被呈現在連接到控制系統的第二用戶接口上。該第二用戶接口優選地位于控制系統中。因而，該消息對于控制室中的任何人是可以訪問的。
根據本發明的優選實施例，該消息的錄音、存儲和呈現借助對于控制系統中的軟件對象所共有的一個或多個軟件模塊實現。由于所有軟件對象使用同樣的軟件模塊或針對錄音、存儲、和呈現該消息的模塊，那些功能在該控制系統中是容易實現的。
根據本發明的優選實施例，消息的存在連同該對象的直觀表示被指示。在控制室中，所管理的系統的視圖被示出給該操作員并且每個對象被示為圖形符號。關于某一對象的消息的存在通過照亮表示該對象的圖形符號上或其附近的指示器符號來示出。因而，如果存在關于某一對象的消息，則操作員容易注意到。
根據本發明的優選實施例，該語音消息被轉換成文本串，該文本串被存儲，并且根據請求顯示該文本串。通常，操作員更容易讀取消息而不是聽取消息。所錄音的消息也可以作為語音消息被存儲并根據請求來通過播放該語音消息呈現該消息的內容。因而，操作員可能在已將該消息呈現為文本串或呈現為語音消息之間選擇。可替換地，該消息僅僅作為語音消息被存儲并通過播放語音消息來呈現。
在本發明的優選實施例中，該方法包含分配類別優先級給該消息并可視化地指示該消息的類別和優先級。有利的是能夠給該消息簽署(sign)類別和優先級，因為它添加關于該消息的重要信息給操作員。消息的優先級越高，該消息就越重要。
根據本發明的優選實施例，該方法也包含存儲關于誰錄音該消息的信息，以及根據請求呈現關于誰錄音該消息的信息。往往有興趣了解錄音特定消息的操作員中的哪一個，和這個設備使得可能接收這樣的信息。
根據本發明的優選實施例，該方法包含根據錄音該消息之后的預定時段自動刪除消息。為了避免在系統中有過時的、被宣布無效的消息和避免刪除該消息的麻煩，有利的是在某一時段之后自動刪除消息。
本發明的進一步方面是提供計算機程序，用于處理來自移動用戶的消息。這個方面通過計算機程序實現，當該計算機程序被載入計算機時，該計算機程序使得該計算機執行上述方法的過程。
本發明的另一個方面是提供一種具有錄音在其上的用于處理來自移動用戶的消息的程序的計算機可讀介質。該對象通過具有錄音在其上的程序的計算機可讀介質來實現，當所述程序運行在計算機上時，該程序使計算機執行權利要求1-13中任何一個的步驟。
本發明的另一個對象是提供一種適于控制多個現實世界對象的控制系統，該控制系統使移動用戶容易產生和處理關于被控對象的消息。這個對象通過控制系統來實現，該控制系統包含用于選擇所述對象之一的裝置、用于產生消息的裝置、用于存儲與軟件對象相關的消息的存儲單元、用于指示該消息的存在的裝置、用于根據請求呈現該消息的內容的裝置，其中該消息產生裝置包含用于錄音語音消息的裝置。
將通過本發明的不同實施例的說明和參考附圖來更詳細地解釋本發明。
圖1是示出在工廠中提供的根據本發明的實施例的控制系統的框圖。
圖2示出要用在根據本發明的控制系統中的無線移動單元的實施例。
圖3示出現實世界對象及其軟件描述。
圖4示意性地示出通過根據本發明的實施例的軟件對象處理消息。
本發明優選實施例的詳細描述圖1是示出工廠中的控制系統的框圖。工廠包括諸如泵、電機、閥門等等的多個現實世界對象。大的制造和加工工業通常被劃分為多個處理部分(process section)，每個處理部分包含一個或多個現實世界對象。處理部分可以是諸如生產線、漂白裝置、或造紙機的大的部分或者是諸如單個設備的小的處理部分。處理部分中的對象經常互相連接以執行特定的過程。圖1示出一個具有多個對象2的處理部分1。
該控制系統包含中央控制系統4，該中央控制系統協調和控制數據網絡上的處理部分。在該數據網絡上，中央控制系統4從該處理部分接收狀態信息并向該處理部分發送控制指令。該控制系統進一步包含控制系統接口6，該控制系統接口6提供發送和接收來自中央控制系統4的信息的能力。該控制系統接口6發送詢問和控制指令給中央控制系統4。該中央控制系統4相應地返回來自處理部分1的狀態信息。包含顯示終端和鍵盤的用戶接口8被連接到控制系統接口6。該控制系統接口6和用戶接口8位于中央控制室10中。
在工廠的正常生產期間以及如果存在報警或不正常的事物出現，操作員不得不親自訪問該處理部分以檢查或獲取關于此的信息。根據本發明的優選實施例，操作員12配備有移動無線單元14。該移動無線設備14通過通信鏈接16被連接到無線接入點18。該無線接入點18通過數據網絡20被連接到控制系統接口6。因而，移動單元14被連接到中央控制系統4。大的工廠配備有多個無線接入點18，該無線接入點18分布在整個工廠并被連接到數據網絡20。該移動無線單元14是手持式或者便攜的。諸如Palm PilotTM、HP JornadaTM、Compaq IpacTM或PsionTM的個人數字助理(PDA)產品可被用作移動無線單元14。計算機化的移動電話也可被用作移動無線設備14。
圖2示出用作移動單元14的PDA。該移動單元14包含用于輸出從中央控制系統中獲得的信息的輸出裝置。該輸出裝置也可以是頭戴式耳機。在這個實施例中，該輸出裝置是圖形顯示屏22。該屏幕22是觸摸屏并因而也用作第一輸入裝置。該第一輸入裝置22也可以是鍵盤或鼠標。移動單元14進一步包含第二輸入裝置24，該第二輸入裝置24是麥克風。移動單元14也包含無線通信裝置，該無線通信裝置包含基于任何一種現有技術中公知的無線技術的天線26。移動單元14也配備有錄音按鈕28，一旦激活該錄音按鈕28就開始消息的錄音而一旦釋放該錄音按鈕28就停止該錄音。
移動單元14與控制系統接口6交互作用，該控制系統接口6為移動單元14提供圖形符號，該圖形符號表示最靠近移動單元14和因此也最靠近該用戶的處理部分中的對象。在這個實施例中，該顯示屏22是圖形顯示，但是在另一個實施例中，它可能具有簡單的基于文本的顯示。優選地，移動單元14是瘦身客戶端，也就是運行軟件的硬件設備，該軟件使用更少和更小數量的諸如處理能力和存儲器的資源。
當用戶在工廠中遠離該控制室以外的某個地方時，本發明使用戶能夠錄音消息。所錄音的消息被傳輸到該控制系統接口6并呈現在該控制室中。當該用戶在該工廠中移動時，該移動單元14接近無線接入點18之一。該無線接入點18可以分布在工廠中相對大的區域。移動單元14在其附近以現有技術中已知的方法建立與無線接入點18的通信鏈接16。該通信鏈接16允許該用戶與該控制系統接口6通信。最接近移動單元14的處理部分16使用關于工廠中無線接入點18的放置的信息來確定。因此，一旦該移動單元14建立與接入點18中的任何一個的通信鏈接16，該移動單元14的位置就通過該控制系統接口6來確定。
該控制系統接口6給該移動單元14提供處理部分的過程顯示，該處理部分的過程顯示包括表示處理部分中的現實世界對象的符號。該現實世界對象利用顯示屏22上的圖示30來表示。如果該用戶移動到該工廠中的另一個處理部分，則表示新的處理部分中的對象的新的過程顯示將自動地在顯示屏22上示出。該控制系統接口6維持一個或多個數據庫32，該數據庫32包含在每個無線接入點附近的處理部分的信息。在這個實施例中，該數據庫32也包含所錄音的消息。但是可替換地，所錄音的消息可以被存儲在移動單元14中。
當該用戶注意到他希望做關于與該現實世界對象之一相關的筆記的某事時，他在屏幕22上通過第一輸入裝置選擇對象。在這個實施例中，該屏幕22是觸摸屏并且該用戶通過點擊屏幕上該對象的圖形表示來選擇該對象。當該對象被選擇時，該用戶通過按下錄音按鈕28來開始錄音。用戶在麥克風24中留下他的消息并且該消息被錄音。當該用戶釋放該錄音按鈕28時，該錄音被停止。該語音消息以wav格式被傳送給該控制系統接口6并與所選對象相關地存儲在數據庫32中。因而，該消息從連接到該控制系統的任何用戶接口8是可訪問的。
該語音消息優選地在其被存儲前被轉換成文本串。在本發明的一個實施例中，該消息既作為語音消息又作為文本串被存儲。因而，用戶可能選擇該消息是否表示為語音消息或為文本串。可替換地，該消息可以僅僅作為語音消息被存儲并且該消息通過播放語音消息而被呈現。作為該錄音按鈕28的替換，每個圖形對象可被配備彈出菜單，該彈出菜單示出選項“錄音消息”。也可能觀看文本或聽取所存儲的來自移動單元14的消息。
在該控制系統中，現實對象、子系統、或處理部分使用軟件對象來表示。圖3示出現實世界對象40及其軟件描述42。諸如現實世界對象40的物理位置、在過程中的當前階段、控制功能、用戶接口、模擬模型、關于該對象的某個文檔和其他特征的現實世界對象40的不同小方面中的每個可以被描述為該軟件對象42的不同方面。因而，每個軟件對象42包含方面44a-e的列表。當該對象被選擇時，該方面的列表例如作為彈出菜單被呈現給操作員。表示現實世界對象的軟件對象42被指示為方面對象。方面對象42是持有涉及該現實世界對象的不同方面的容器。
方面表示現實世界對象的一個小方面并負責在該對象的那個小方面上的所有操作而且是其數據。例如泵一個方面表示該泵的物理位置，一個方面表示該泵的設計圖，一個方面表示該泵的安全說明，一個方面表示該泵的操作控制，以及一個方面表示關于該泵的文檔。表示該小方面的方面與執行該方面的功能的軟件模塊有關聯。參考上述例子，該方面被關聯到執行顯示設計圖或控制該泵的操作的功能的軟件模塊。該方面對象例如被實現為COM對象。
根據本發明，方面44d之一表示功能“錄音消息”而另一個方面44e表示“呈現所錄音的消息”。當消息被錄音時，該方面44d“錄音消息”被激活。在這個實施例中，按下該錄音按鈕28激活該方面44d。當該消息將要被呈現時，用戶激活該方面44e而“呈現消息”功能被激活。用戶通過一點擊用戶接口8的屏幕上的表示該對象的圖形符號就從接收到的彈出菜單中選擇該方面來激活方面44e。
圖4示意性地示出根據本發明的實施例由控制系統中的軟件處理消息。如上所述，軟件對象42、46表示該現實世界對象。該軟件也包含適于執行特定功能的第二類軟件對象。這個第二類軟件對象被稱為方面模塊并且其任務是實現該對象的方面。該方面模塊對于控制系統中的所有對象是共有的。方面模塊48執行功能錄音消息，存儲該消息，和呈現該消息。每個方面對象42、46可以調用該方面模塊48的功能。
在這個實施例中，該方面模塊48被實施為COM對象。該方面對象和模塊利用根據COM對象的公知標準的接口來實施。除了在COM標準中定義的該接口，軟件模塊48包含用于錄音、存儲、和呈現消息的接口50、51、52。該方面模塊48存儲該消息在控制系統的數據庫32中。該移動設備14擔當網絡客戶機而控制系統接口6擔當網絡服務器。該方面對象42、46用作相對方面模塊48的客戶機，該方面模塊48用作服務器。以上描述的機制使通過添加方面到方面對象來使得擴展該控制系統的功能性成為可能，其中每個方面產生一個功能。
該控制系統也包含以下特征移動消息，每個對象存儲多個消息，在用戶接口上使用關于該消息類別以及該消息的優先級的可視指示，記錄誰播放消息，在預定時間(例如一小時或一天)之后自動刪除所錄音的消息，因而該消息在特定時期后被自動清除。
當消息已經被錄音和與對象相關地被存儲時，該消息的存在被指示在控制室中的用戶接口8上。該指示連同該對象的圖形表示被示出。該指示例如是在圖形對象附近中的閃光點。當操作員注意到存在連接到該對象的消息時，他可以通過選擇該對象來觀看該消息和在根據該對象的選擇的屏幕上顯示的彈出菜單上選擇該顯示消息方面。當方面“顯示消息”被激活時，該軟件對象42調用該軟件模塊48，該軟件模塊48從數據庫32中檢索出該消息并在屏幕8上呈現該消息。
根據本發明的方法被優選地實施為一個或多個協作計算機程序，該計算機程序包含多個執行該方法中的步驟的程序指令。一個計算機程序運行在移動單元中的處理器上而其他一個或多個計算機程序運行在控制系統中的一個或多個處理器上。該計算機程序可以通過諸如CD或磁盤的計算機可讀介質或通過諸如因特網的網絡來提供。
本發明不限于所公開的實施例，而是可在隨后的權利要求的范圍內變化和修改。例如，可能由設置在工廠中和經由電纜連接到該控制系統的諸如個人計算機或工作站的其他設備來錄音消息。可替換地，使用膝上型計算機是可能的。
權利要求
1.用于處理來自連接到控制多個現實世界(2，40)對象的控制系統(4，6)的移動用戶(12)的消息的方法，其中每個現實世界對象由軟件對象(42，46)來表示并且該移動用戶為該消息選擇對象之一，該方法包含-接收關于哪個所述對象已經被選擇的信息，-錄音語音消息，-存儲與表示所選對象的軟件對象相關的消息，以致該消息可從控制系統訪問，-指示與該對象相關的消息的存在，以及-根據請求呈現該消息的內容。
2.根據權利要求1所述的方法，其中每個軟件對象是方面對象(42，46)，該方面對象(42，46)包含一組可選功能(44a-e)，該功能表示現實世界對象的不同方面，其中該方法包含以下步驟包含功能“錄音消息”(44d)和“呈現消息”(44e)給所述功能組，以及錄音消息的步驟包含激活該對象的“錄音消息”功能，而呈現該消息的步驟包含激活該對象的“呈現消息”功能。
3.根據權利要求1或2所述方法，其中該消息借助具有用戶接口(22)和無線連接到該控制系統的手持移動單元(14)來錄音。
4.根據權利要求3所述的方法，其中，可能選擇的對象被顯示在移動單元的所述用戶接口(22)上。
5.根據權利要求3-4中任何一個所述的方法，其中所錄音的消息從移動單元(14)傳輸到控制系統(4，6)并被存儲在該控制系統中。
6.根據權利要求3-5中任何一個所述的方法，其中所述消息被呈現在連接到控制系統的第二用戶接口(8)上。
7.根據上述權利要求中的任何一個所述的方法，其中所述消息的錄音、存儲和呈現借助對于控制系統中的軟件對象(42，46)所共有的一個或多個軟件模塊(48)來實現。
8.根據上述權利要求中的任何一個所述的方法，其中其進一步包含將語音消息轉換到文本串，存儲該本文串并根據請求來通過顯示該文本串呈現該消息的內容。
9.根據上述權利要求中的任何一個所述的方法，其中所錄音的消息作為語音消息被存儲并根據請求來通過播放該語音消息呈現該消息的內容。
10.根據上述權利要求中的任何一個所述的方法，其中該消息的存在連同該對象的直觀表示一起被指示。
11.根據上述權利要求中的任何一個所述的方法，包含分配給消息類別和優先級并可視化指示消息的類別和優先級。
12.根據上述權利要求中的任何一個所述的方法，包含存儲關于誰錄音消息的信息并根據請求來呈現關于誰錄音該消息的信息。
13.根據上述權利要求中的任何一個所述的方法，包含根據錄音消息之后的預定時段來自動刪除該消息。
14.一種計算機程序，其包含程序指令，當該程序指令被下載到計算機時，該程序指令使得計算機執行權利要求1-13中的任何一個所述的過程。
15.一種具有錄音在其上的程序的計算機可讀介質，其中當所述程序運行在計算機上時，該程序使得計算機執行權利要求1-13中的任何一個所述的步驟。
16.一種適于控制多個被表示為軟件對象(42，46)的現實世界對象(2，40)的控制系統，其包含-用于選擇所述對象之一的裝置(22)，-用于產生消息的裝置，-用于存儲與軟件對象相關的消息的存儲單元(32)，-用于指示該消息的存在的裝置，以及-用于根據請求呈現該消息的內容的裝置。
17.根據權利要求16所述的控制系統，其特征在于，該控制系統包含具有用戶接口(22)的手持移動單元(14)，該移動單元被無線連接到控制系統并且該移動單元配備所述選擇裝置(22)和錄音裝置(28，24)。
18.根據權利要求16或17所述的控制系統，其特征在于，該控制系統包含第二用戶接口(8)并且所述指示裝置適于指示第二用戶接口上的消息的存出以及所述呈現裝置適于在第二用戶接口上呈現該消息。
全文摘要
一種用于處理來自控制多個現實世界(2)對象的控制系統(4，6)中的移動用戶(12)的消息的方法，其中，現實世界對象由軟件對象表示并且該用戶針對該消息選擇該對象之一。該方法包含接收關于哪個所述對象已經被選擇的信息，錄音語音消息，存儲與表示所選現實世界對象的軟件對象相關的消息，以致該消息可從控制系統中訪問，指示與該對象相關的消息的存在，并根據請求呈現該消息的內容。
文檔編號G06F9/46GK1708736SQ02830030
公開日2005年12月14日 申請日期2002年12月12日 優先權日2002年12月12日
發明者P·厄貝里, R·馬基克 申請人:Abb研究有限公司