CN104123429A - 一种虚拟仿真场景与现实场景同步控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明尤其是一种虚拟仿真场景与现实场景同步控制系统。包括若干个传感器、控制器和触控显示装置，所述传感器用于感知开关信号，并与所述控制器通过互联网通讯；所述控制器与所述触控显示装置连接，该触控显示装置用于显示虚拟现实场景；本发明的积极效果是：利用物联网技术从硬件设备中，读取和写入相应的属性数据和实时数据，并将这些数据存储在数据库中，再结合虚拟仿真技术能从众多数据库中读写数据的原理，实现虚拟场景与现实场景高度同步，能够在虚拟场景中查看相应设备的属性数据、实时数据等。通过虚拟场景与实物之间的数据交互，实现在虚拟场景中控制某个设备的工作状态，现实中相应设备的工作状态也发生变化，反之亦然。

Description

一种虚拟仿真场景与现实场景同步控制系统

技术领域

本发明涉及控制技术领域，尤其是一种虚拟仿真场景与现实场景同步控制系统。

背景技术

在虚拟仿真技术越来越成熟的今天，虚拟仿真仅仅是模拟仿真一个场景或设备等，已经越来越不能满足人们的需要，人们不但注重场景画面的美观和真实性，也开始注重其实用性。如果只是注重画面的美观，那么虚拟仿真技术的应用领域是很狭窄的，只有发挥虚拟仿真技术能与很多硬件相结合的特点，才能让虚拟仿真技术越走越远。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种将虚拟仿真系统与其他业务系统整合成一个整体，通过与物联网之间的数据交互实现了虚拟场景(或设备)与实际现实中的场景(或设备)同步的虚拟仿真场景与现实场景同步控制系统，提高用户操作的体验感。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种虚拟仿真场景与现实场景同步控制系统，其特征在于，包括若干个传感器、控制器和触控显示装置，所述传感器用于感知开关信号，并与所述控制器通过互联网通讯；所述控制器与所述触控显示装置连接，该触控显示装置用于显示虚拟现实场景；

所述控制器设置有存储装器，在该存储器中设置有仿真场景；

所述控制器内部设置有：

用于读取传感器信号的装置；

用于控制接收到的传感器信号存储到数据库的装置；

用于将数据库与仿真场景进行匹配的装置；

用于输出仿真场景信息到所述触控显示装置的装置；

用于接收所述触控显示装置输入信号的装置；

用于向传感器写入控制信号的装置。

所述控制器内部还设置有用于控制刷新数据库数据信息的装置。

所述触控显示装置为电脑显示器、智能手机或平板电脑。

本发明的积极效果是：

利用物联网技术从硬件设备中，读取和写入相应的属性数据和实时数据，并将这些数据存储在数据库中，再结合虚拟仿真技术能从众多数据库中读写数据的原理，实现虚拟场景与现实场景高度同步，能够在虚拟场景中查看相应设备的属性数据、实时数据等。通过虚拟场景与实物之间的数据交互，实现在虚拟场景中控制某个设备的工作状态，现实中相应设备的工作状态也发生变化，反之亦然。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。

一种虚拟仿真场景与现实场景同步控制系统，包括用于检测开关状态的若干个传感器、控制器和触控显示装置，所述传感器用于感知开关信号，并与所述控制器通过互联网通讯；所述控制器与所述触控显示装置连接，该触控显示装置用于显示虚拟现实场景；

控制器设置有存储装器，在该存储器中存储有仿真场景；

控制器内部设置有：

用于读取传感器信号的装置；

用于控制接收到的传感器信号存储到数据库的装置；

用于将数据库与仿真场景进行匹配的装置；

用于输出仿真场景信息到所述触控显示装置的装置；

用于接收所述触控显示装置输入信号的装置；

用于向传感器写入控制信号的装置。

所述控制器内部还设置有用于控制刷新数据库数据信息的装置。

所述触控显示装置为电脑显示器、智能手机或平板电脑。

在需要控制和读取数据的设备端,安装传感器,每个传感器都指定一个固定的IP地址。用常用的程序语言（如：C++等）编写一段程序01，程序01通过TCP/IP协议在一定的时间间隔里从传感器中读取和写入数据。然后构建一个物联网数据库,用于存储从传感器中接收的数据和指令，以及从虚拟仿真场景中()发送的指令。

根据现实场景（或设备）1：1比例，构建一个虚拟仿真场景（或设备），并对需要控制、查询的物体进行单独处理，并对这类物体的不同工作状态下的表现形式给于区分（如：灯的开关状态）。运用虚拟仿真软件平台的数据库模块，连接物联网数据库，并设置成一定的时间间隔内刷新一下物联网数据库，刷新时间间隔根据需要设定。对需要控制的物体与物联网数据库内相对应的数据一一对应起来。对需要控制的物体连接上一段程序02，程序02的作用主要为能从物联网数据库中读取相应数据，并显示出来。

以上从传感器中传送数据到物联网数据库，然后虚拟仿真场景（或设备）从物联网数据库中读取相应的数据的这个过程，我们称为数据查询。我们把这些数据与虚拟仿真场景中的物体的状态相连接，就实现虚拟仿真场景（或设备）随着现实设备的状态变化而变化。

我们再给虚拟仿真场景（或设备）中需要控制的物体，连接上一段程序03，程序03 的作用就是向物联网数据库中写入数据，我们这里就是把虚拟场景中该物体的控制命令写入到物联网数据库中。然后再通过程序01，把物联网数据库中这条发生变化的数据写入到相应的传感器中。以上这个从虚拟仿真场景（或设备）中传数据到传感器中的过程，我们称为写入数据，也可称为执行命令。由于传感器中的数据与设备是紧密联系在一起的，所以现实中设备的工作状态会随着虚拟仿真场景中设备的工作状态的变化而变化，从而实现控制虚拟场景中物体的工作状态来实现控制现实中物体的工作状态，让虚拟场景中物体与现实中的物体实现同步。虚拟现实场景(或设备）的终端载体我们可以为PC机、智能手机和平板电脑。

以路灯控制为例：

我们先在控制路灯的开关上安装一个传感器，用于记录开关的开关状态，即关为0，开为1。我们再准备一台PC机（个人电脑），将PC机和传感器组建在同一网络。在PC机上创建一个物联网数据库，该数据库可以为：Oracle、SQL Server、MySQL等。我们再编写一段数据库从传感器中读取数据和向传感器中写入数据的程序01。程序01 将传感器中的数据写入到数据库中，这是数据库中就有了0或1 一条数据01。接着我们把路灯1：1还原到虚拟仿真场景中，并对路灯的开关状态用不同的颜色和明暗度来区分（状态区分也用0和1来控制，0：暗；1：亮）。接下来我们用虚拟仿真平台（如：Unity3D\Quest3D等）的数据库模块，连接我们建立好的物联网数据库。在仿真平台中写一段程序02把物联网数据库中的数据01传递给场景中的路灯，这样就实现了场景中的路灯与现实中的路灯工作状态同步。

我们对虚拟仿真场景中的路灯再连接一个二次单击事件程序03，程序03主要实现第一次单击打开路灯，同时传一个1到数据库中覆盖原有数据；第二次单击关闭路灯，同时传一个0值到数据库中覆盖原有数据。同时这个值也控制着场景灯光的明暗度。当我们把值写入物联网数据库后，程序01也从物联网数据库中把这个值写入到传感器中，从而控制路灯的开关情况。至此我们就实现了通过控制虚拟仿真场景中的灯，来控制现实生活中与之对应的灯。

其他设备的做法与路灯控制的做法一致。虚拟仿真系统与业务管理系统的集成原理与虚拟仿真场景与现实场景同步的原理相同，在此不一一赘述。 

Claims (3)

1.一种虚拟仿真场景与现实场景同步控制系统，其特征在于，包括若干个传感器、控制器和触控显示装置，所述传感器用于感知开关信号，并与所述控制器通过互联网通讯；所述控制器与所述触控显示装置连接，该触控显示装置用于显示虚拟现实场景；

所述控制器设置有存储装器，在该存储器中设置有仿真场景；

所述控制器内部设置有：

用于读取传感器信号的装置；

用于控制接收到的传感器信号存储到数据库的装置；

用于将数据库与仿真场景进行匹配的装置；

用于输出仿真场景信息到所述触控显示装置的装置；

用于接收所述触控显示装置输入信号的装置；

用于向传感器写入控制信号的装置。

2.根据权利要求1所述的虚拟仿真场景与现实场景同步控制系统，其特征在于，所述控制器内部还设置有用于控制刷新数据库数据信息的装置。

3.根据权利要求1所述的虚拟仿真场景与现实场景同步控制系统，其特征在于，所述触控显示装置为电脑显示器、智能手机或平板电脑。