CN103941716A - 建筑设备监控方法、装置和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种建筑设备监控方法、装置和系统，建筑设备连接到中央监控主机。从建筑设备所在现场的实时图像中搜索与建筑设备关联布置的标记的图像。识别标记，以从标记获取建筑设备的唯一标识信息。将唯一标识信息发送给中央监控主机。从中央监控主机接收建筑设备的相关信息。通过增强现实渲染，在实时图像上叠加显示相关信息。由此，可以方便地向现场操作人员提供与建筑设备相关的信息。

Description

建筑设备监控方法、装置和系统

技术领域

本发明涉及建筑设备监控方法、装置和系统。

背景技术

一个建筑物中涉及多种建筑设备，例如，空调设备、新风机组、通风设备、冷水机组、给排水系统、照明系统、变配电设备、电梯设备等等。

建筑设备监控系统是将建筑物或建筑群内的空调与通风、变配电、照明、给排水、热源与交换、冷冻和冷却、电梯和自动扶梯等系统，以集中监视、监控和管理为目的构成的综合系统。建筑设备监控系统通常是由中央站、现场控制器、仪表和通信网络四个主要部分组成。

采用建筑设备监控系统后能达到以下良好的效果：

确保建筑物内具有最佳的工作与生活环境；

有效节约电能；

大量节省管理人员；

延长设备的使用寿命；

提高建筑物自身及人员与设备的整体安全水平；

全面提高设备管理水平。

当对建筑物或建筑物群内的各种设备进行统一管理时，就有可能综合实际情况，对多个设备统一调配，从而实现更优的控制效果。

当维修或维护建筑设备时，需要了解与该建筑设备相关的众多信息，例如建筑设备的各项实时参数、建筑设备所服务的物理空间(例如会议室)的使用情况；与所述建筑设备相关的其它建筑设备(例如上下游设备、为相同物理空间服务的设备等)的工作状态。

而目前，在现场检查和检修建筑设备时，无法得知相关设备的状态，以及被检修建筑设备所服务的建筑物内空间的使用状态(比如，在检修某设备时，其服务的宴会厅可能在另一楼层，数十米外，宴会厅是否正在进行重要的宴会服务？在检修某设备时，其下游设备是否也在检修中，会产生安全隐患？)。在不了解这些相关信息的情况下进行检修，很可能造成安全和服务质量的风险。

另外，还需要综合建筑设备的运行参数、成本、年限、故障情况等信息进行优化决策，并要保障被服务空间的温度、湿度、新风量等指标，现场的操作人员通常由于技术水平和信息不足，不足以进行优化决策。

因此期望能够方便地向现场操作人员提供与建筑设备相关的信息。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种建筑设备监控方法、装置和系统，使得现场操作人员能够方便地获得与建筑设备相关的信息。

根据本发明的一个方面，提供了一种建筑设备监控方法，建筑设备连接到中央监控主机，该方法包括：从建筑设备所在现场的实时图像中搜索与建筑设备关联布置的标记的图像；识别标记，以从标记获取建筑设备的唯一标识信息；将唯一标识信息发送给中央监控主机；从中央监控主机接收建筑设备的相关信息；以及通过增强现实渲染，在实时图像上叠加显示相关信息。

优选地，该方法还可以包括：在实时图像上叠加显示针对建筑设备的控制选项；以及响应于用户对控制选项的选择，向中央监控主机发送与所选择的控制选项对应的控制命令。

优选地，可以将建筑设备的唯一标识信息与控制命令关联地发送给中央监控主机。

优选地，标记可以以几何图形的形式表示建筑设备的唯一标识信息，标记可以为条形码或二维码。

优选地，相关信息可以包括以下信息中的至少一项：建筑设备的实时参数；建筑设备所服务的物理空间的使用情况；与建筑设备相关的其它建筑设备的工作状态。

根据本发明的另一个方面，提供了一种建筑设备监控装置，包括：标记搜索装置，用于从建筑设备所在现场的实时图像中搜索与建筑设备关联布置的标记的图像；标记识别装置，用于识别标记，以从标记获取建筑设备的唯一标识信息；标识信息发送装置，用于将唯一标识信息发送给中央监控主机；相关信息接收装置，用于从中央监控主机接收建筑设备的相关信息；以及相关信息叠加显示装置，用于通过增强现实渲染，在实时图像上叠加显示建筑设备的相关信息。

优选地，该建筑设备监控装置还可以包括：控制选项叠加显示装置，用于在实时图像上叠加显示针对建筑设备的控制选项；以及控制命令发送装置，用于响应于用户对控制选项的选择，向中央监控主机发送与所选择的控制选项对应的控制命令。

根据本发明的另一个方面，还提供了一种建筑设备监控系统，用于监控现场布置的一个或多个建筑设备，该建筑设备监控系统包括：中央监控主机，用于收集并与每个建筑设备的唯一标识信息关联地存储各建筑设备的相关信息，并且向各建筑设备分别发送控制指令以实现对建筑设备的控制；移动信息终端，用于拍摄建筑设备所在现场的实时图像，从实时图像中搜索与建筑设备关联布置的标记的图像，识别标记，以从标记获取建筑设备的唯一标识信息，并将唯一标识信息发送给中央监控主机，中央监控主机可以将与唯一标识信息对应的建筑设备的相关信息发送给移动信息终端，移动信息终端通过增强现实渲染，在其显示屏上叠加显示实时图像以及相关信息。

优选地，相关信息可以包括以下信息中的至少一项：建筑设备的实时参数；建筑设备所服务的物理空间的使用情况；与建筑设备相关的其它建筑设备的工作状态。

优选地，移动终端还可以在其显示屏上叠加显示针对建筑设备的控制选项，并且响应于用户对控制选项的选择，向中央监控主机发送与所选择的控制选项对应的控制命令，

优选地，中央监控主机基于来自移动终端的控制命令，向建筑设备发送控制指令，以实现对建筑设备的控制。

附图说明

图1是在其上设置了二维码的建筑设备示例。

图2是本发明涉及的设备的示意性框图。

图3是根据本发明的建筑设备监控方法的流程图。

图4是根据本发明的建筑设备监控装置的示意性框图。

图5是实施本发明的方法和系统的示意图。

具体实施方式

下面参考附图描述根据本发明的建筑设备监控方法、建筑设备监控装置和建筑设备监控系统。

本发明创新地对建筑设备工况的实时监测和管理提出了一种比较简便，且易于操作的方法。

本发明结合了现今最先进的二维码和增强现实技术。管理人员可以简便地借助移动信息终端(例如智能手机)的摄像头对现实环境的建筑设备图像进行捕捉，并扫描贴在建筑设备上(或以其它方式与建筑设备关联设置)的二维码。通过与中央监控主机通信对建筑设备进行识别，获取建筑设备的实时运行参数。通过增强现实技术，使所获取的数据与智能手机摄像头产生的建筑设备真实图像进行叠加，数据显示十分直观。管理人员不仅能用感官感知到设备的真实运行情况，并且能获取建筑设备的实时运行参数。便于对设备的真实运行状况进行准确判断。且增强现实软件提供了交互式功能，管理人员可通过增强现实软件对建筑设备进行实时控制，控制结果直接反馈到增强现实软件上。

增强现实又名扩境实增(AR，Augmented Reality)。增强现实指的是在现实的基础上，通过计算机处理能力，将虚拟的数据叠加在现实环境当中，利用同一个画面进行显示而带来的一种全新交互模式，而这些虚拟数据信息就是用来增强用户对现实环境存在元素的直观理解。根据实际功能的差异，增强现实产品在设计和研发的过程中会使用到三维立体显示、交互技术、传感技术以及多媒体技术，而目前的增强现实产品多以穿戴式计算设备或手持设备的形态存在。增强现实系统完整的运行需要借助软硬件的连接和协调，首先需要借助摄像头对现实环境图像和信息进行捕捉，然后输入处理系统，再借助应用处理器对捕捉到的数据信息进行加工处理，叠加进虚拟辅助数据，然后再通过显示输出设备进行输出。

AR系统应有以下三种特点：

1)真实和虚拟融合；

2)将虚拟的物体或数据准确注册到真实世界中；

3)允许实时的交互。

AR系统要求实现虚拟物体和现实场景的无缝融合，即，需要将虚拟物体与真实世界在三维空间位置中进行“配准”，使人们感觉到虚拟物体仿佛是真实存在于真实场景中的。这个“配准”的过程称为注册(registration)。要实现虚拟物体在真实场景中的精确注册则需要从当前场景中获取空间数据。虚拟物体所处位置和观察者位置是相对的，这意味着AR系统必须实时地检测观察者(移动设备)在真实场景中的位置和方向，以帮助AR系统获得观察者(移动设备)的视角，这个过程称为跟踪(Tracking)。在AR系统中，跟踪直接影响到虚拟物体的注册，因此，跟踪技术是AR技术的关键技术。

视频检测是AR系统中常用到的跟踪注册方法，又称为基于计算机视觉的跟踪注册方法。其执行流程为：1)通过摄像机获取真实场景信息；2)对真实场景信息进行分析，计算摄像机在真实场景中的姿态；3)生成虚拟物体；4)将虚拟物体注册到真实场景中，输出显示增强视频。在视频检测方法中，为了确定摄像机相对于真实场景的位置，通常需要设置参考点，因此该技术分为：基于标记的视频检测技术和基于自然特征点的视频检测技术。基于标记的视频检测技术要求在场景中预先设置人造标记。

本发明所用增强现实技术实现虚拟与现实的接合方法(即确定针对当前的现实场景应当叠加显示哪个虚拟画面)为基于标记的跟踪注册技术。基于标记的视频跟踪注册技术需要预先在真实场景中设置人造标记，其执行流程为：1)AR系统对捕获到的现场信息进行标记检测、识别，以此确定标记的ID；2)计算摄像机相对于该标记的姿态；3)生成标记ID对应的虚拟物体(相关信息和/或控制选项)；4)根据摄像机的姿态，注册虚拟物体，最后输出合成的画面。

图1是在其上设置了二维码的建筑设备示例。

如图1所示，在建筑设备110(图1中以空调机组为例)的侧壁上设置了二维码120。

在附图和这里的描述中，以二维码为例，进行说明。然而本领域技术人员应该明白，其它以几何图形的形式表示信息的标记也可以用于本发明，例如，还可以是条形码等。

二维码120(或标记)以几何图形的形式表示与其所关联的建筑设备的唯一标识信息。通过该唯一标识信息，可以在中央监控主机(图2)中查询得到该建筑设备的各种相关信息。

本发明提出的二维码和增强现实技术应用于建筑设备工况实时监测与管理技术。工作过程为首先通过二维码对建筑设备进行识别。然后通过与监控主机建立通讯获得设备实时运行参数。然后通过增强现实引擎对摄像机拍到的现实实境和虚拟画面进行重叠。最后输出到显示设备上。增强现实软件具备交互功能。增强现实定位方法很多，研究较成熟，在此不再赘述。本发明不限于使用二维码进行定位，在本发明中，二维码主要用于建筑设备识别，建立与监控主机的通讯。

在图1中，二维码120设置在建筑设备110的壁上。本领域技术人员应该明白，二维码120可以以各种形式与建筑设备110关联的设置。例如，还可以设置在建筑设备110的旁边或地板上等。

二维码(QR(Quick Response)code)，又称二维条码，它是用特定的几何图形按一定规律在平面(二维方向)上分布的黑白相间的图形，是所有信息数据的一把钥匙。具有信息量大，纠错能力强，识读速度快，全方位识读等特点。二维码应用的使用方法为：用户通过手机摄像头扫描二维码或输入二维码下面的号码、关键字即可实现快速手机上网，快速便捷地浏览网页、下载图文、音乐、视频、获取优惠券、参与抽奖、了解企业产品信息，而省去了在手机上输入URL的繁琐过程，实现一键上网。同时，还可以方便地用手机识别和存储名片、自动输入短信，获取公共服务(如天气预报)，实现电子地图查询定位、手机阅读等多种功能。二维码的应用范围十分广泛。本发明利用二维码对建筑设备类型和编号进行识别，并与建筑设备监控主机实现无线通信，读取建筑设备实时参数。

图2是本发明涉及的设备的示意性框图。

中央监控主机210监控多个建筑设备220。中央监控主机210收集各建筑设备220的相关信息，并与每个建筑设备220的唯一标识信息关联地存储各建筑设备220的相关信息。

相关信息可以包括例如以下信息中的至少一项：建筑设备的实时参数；建筑设备所服务的物理空间的使用情况；与建筑设备相关的其它建筑设备的工作状态等。

中央监控主机210还向各建筑设备220分别发送控制指令以实现对建筑设备220的控制。

维护建筑设备220的工作人员携带移动信息终端230(例如智能手机)到现场，拍摄现场实时图像，并从中搜寻与建筑设备220关联设置的二维码120(图1)，并识别二维码120，将所获得的唯一标识信息发送给中央监控主机210。

中央监控主机210基于该唯一标识信息，将该建筑设备220的相关信息发送给移动信息终端230。

移动信息终端230上通过增强现实渲染，在其显示屏上叠加显示实时图像以及相关信息。

中央监控主机210与各建筑设备220之间可以有线或无线方式通信连接。中间监控主机210与移动信息终端230之间可以以各种无线通信方式通信连接。

移动信息终端230还在其显示屏上叠加显示针对建筑设备220的控制选项，并且响应于用户对控制选项的选择，向中央监控主机210发送与所选择的控制选项对应的控制命令。

控制选项可以从中央监控主机210，例如随相关信息一起，发送到移动信息终端230。控制选项也可以分别与唯一标识信息关联地预存在移动信息端230的存储器中。

中央监控主机210基于来自移动信息终端230的控制命令，向建筑设备220发送控制指令，以实现对建筑设备230的控制。

下面参考图3详细描述根据本发明的建筑设备监控方法。

图3是根据本发明的建筑设备监控方法的流程图。这里主要描述移动信息终端230在拍摄现场实时图像之后所执行的方法步骤。

在步骤S310，从建筑设备220所在现场的实时图像中搜索与建筑设备关联布置的标记的图像。如上所述，标记以几何图形的形式表示建筑设备的唯一标识信息。标记为条形码或二维码。

在步骤S320，识别标记以从标记获取建筑设备220的唯一标识信息。

在步骤S330，将所识别的唯一标识信息发送给中央监控主机210。

在步骤S340，从中央监控主机210接收与该唯一识别信息对应的建筑设备220的相关信息。

在步骤S350，通过增强现实渲染，在实时图像上叠加显示相关信息。

由此，现场执行维护的操作人员可以简便地了解与建筑设备220相关的各种信息。例如，建筑设备220的实时参数；建筑设备220所服务的物理空间的使用情况；与建筑设备220相关的其它建筑设备220的工作状态。

另外，在步骤S360，还可以在实时图像上叠加显示针对建筑设备220的控制选项。如上所述，控制选项可以从中央监控主机210，

例如随相关信息一起，发送到移动信息终端230。控制选项也可以分别与唯一标识信息关联地预存在移动信息端230的存储器中。

步骤S360与步骤S350的先后顺序与本发明的实现是没有关系的。可以是步骤S350在先，也可以是步骤S360在先，或者也可以是两个步骤同时执行。

在步骤S360之后，在步骤S370，响应于用户对控制选项的选择，向中央监控主机210发送与所选择的控制选项对应的控制命令。

可以将建筑设备220的唯一标识信息与控制命令关联地发送给中央监控主机210。由此，中央监控主机210可以确定控制命令是针对哪个建筑设备220的。或者，当中央监控主机210接收到在步骤S330中发送的唯一识别标识时，可以存储该唯一识别标识。当中央监控主机210在步骤S360中接收到控制选项时，便可知该控制选项是针对所存储的唯一识别标识所对应的建筑设备220。

如上面参考图2的描述，中央监控主机210在接收到控制命令后，向相应的建筑设备220发送控制命令。建筑设备220的实时参数则有可能发生变化。中央监控主机210接收到来自建筑设备220的新实时参数之后，再次发送给移动信息终端230。然后再返回步骤S340，接收新的相关信息，并在步骤S350重新叠加显示新的相关信息。

下面参考图4描述根据本发明的建筑设备监控装置。图4是根据本发明的建筑设备监控装置的示意性框图。

根据本发明的建筑设备监控装置400包括：标记搜索装置410、标记识别装置420、标识信息发送装置430、相关信息接收装置440、相关信息叠加显示装置450。

标记搜索装置410从建筑设备220所在现场的实时图像中搜索与建筑设备220关联布置的标记的图像。

标记识别装置420识别标记，以从标记获取建筑设备220的唯一标识信息。

标识信息发送装置430将唯一标识信息发送给中央监控主机。

相关信息接收装置440从中央监控主机210接收建筑设备220的相关信息。

相关信息叠加显示装置450通过增强现实渲染，在实时图像上叠加显示建筑设备220的相关信息。

如图4所示，建筑设备监控装置400还可以包括：控制选项叠加显示装置460、控制命令发送装置470。

控制选项叠加显示装置460在实时图像上叠加显示针对建筑设备220的控制选项。

控制命令发送装置470响应于用户对控制选项的选择，向中央监控主机210发送与所选择的控制选项对应的控制命令。

下面，参考图5描述实施本发明的例子。图5是实施本发明的方法和系统的示意图。

首先，在步骤S510，移动通信终端(例如智能手机)230拍摄建筑设备220的实际图像。

然后，在步骤S520，移动通信终端230扫描建筑设备220上的二维码120。移动通信终端230可以直接在步骤S510中拍摄的实际图像中搜索并识别二维码120。

在步骤S530，移动通信终端230将二维码所代表的唯一标识信息发送至中央监控主机210。

在步骤S540，从中央监控主机210获取建筑设备220的相关信息，并发送至移动信息终端230。

在步骤S550，移动通信终端230通过增强现实渲染，在实时图像510上叠加显示建筑设备220的相关信息520以及控制选项530。

至此，已参考附图描述了根据本发明的建筑设备监控方法、装置和系统。然而，本领域技术人员应该明白，还可以对这些实施例做出各种修改和变更，这些修改和变更同样在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围不受说明书中描述的具体细节的限制，而是由所附权利要求书限定。

Claims (10)

1.一种建筑设备监控方法，所述建筑设备连接到中央监控主机，该方法包括：

从建筑设备所在现场的实时图像中搜索与所述建筑设备关联布置的标记的图像；

识别所述标记，以从所述标记获取所述建筑设备的唯一标识信息；

将所述唯一标识信息发送给中央监控主机；

从所述中央监控主机接收所述建筑设备的相关信息；以及

通过增强现实渲染，在所述实时图像上叠加显示所述相关信息。

2.根据权利要求1的建筑设备监控方法，还包括：

在所述实时图像上叠加显示针对所述建筑设备的控制选项；以及

响应于用户对所述控制选项的选择，向所述中央监控主机发送与所选择的控制选项对应的控制命令。

3.根据权利要求2的建筑设备监控方法，其中，将所述建筑设备的唯一标识信息与所述控制命令关联地发送给所述中央监控主机。

4.根据权利要求1的建筑设备监控方法，其中，所述标记以几何图形的形式表示所述建筑设备的唯一标识信息，所述标记为条形码或二维码。

5.根据权利要求1的建筑设备监控方法，其中，所述相关信息包括以下信息中的至少一项：

所述建筑设备的实时参数；

所述建筑设备所服务的物理空间的使用情况；

与所述建筑设备相关的其它建筑设备的工作状态。

6.一种建筑设备监控装置，包括：

标记搜索装置，用于从建筑设备所在现场的实时图像中搜索与所述建筑设备关联布置的标记的图像；

标记识别装置，用于识别所述标记，以从所述标记获取所述建筑设备的唯一标识信息；

标识信息发送装置，用于将所述唯一标识信息发送给中央监控主机；

相关信息接收装置，用于从所述中央监控主机接收所述建筑设备的相关信息；以及

相关信息叠加显示装置，用于通过增强现实渲染，在所述实时图像上叠加显示所述建筑设备的相关信息。

7.根据权利要求6的建筑设备监控装置，还包括：

控制选项叠加显示装置，用于在所述实时图像上叠加显示针对所述建筑设备的控制选项；以及

控制命令发送装置，用于响应于用户对所述控制选项的选择，向所述中央监控主机发送与所选择的控制选项对应的控制命令。

8.一种建筑设备监控系统，用于监控现场布置的一个或多个建筑设备，该建筑设备监控系统包括：

中央监控主机，用于收集并与每个建筑设备的唯一标识信息关联地存储各建筑设备的相关信息，并且向各建筑设备分别发送控制指令以实现对建筑设备的控制；

移动信息终端，用于拍摄建筑设备所在现场的实时图像，从所述实时图像中搜索与所述建筑设备关联布置的标记的图像，识别所述标记，以从所述标记获取所述建筑设备的唯一标识信息，并将所述唯一标识信息发送给中央监控主机，

所述中央监控主机将与所述唯一标识信息对应的建筑设备的相关信息发送给所述移动信息终端，

所述移动信息终端通过增强现实渲染，在其显示屏上叠加显示所述实时图像以及所述相关信息。

9.根据权利要求8的建筑设备监控系统，所述相关信息包括以下信息中的至少一项：

所述建筑设备的实时参数；

所述建筑设备所服务的物理空间的使用情况；

与所述建筑设备相关的其它建筑设备的工作状态。

10.根据权利要求8或9的建筑设备监控系统，其中，

所述移动信息终端还在其显示屏上叠加显示针对所述建筑设备的控制选项，并且响应于用户对所述控制选项的选择，向所述中央监控主机发送与所选择的控制选项对应的控制命令，

所述中央监控主机基于来自所述移动信息终端的控制命令，向所述建筑设备发送控制指令，以实现对建筑设备的控制。