CN105095323A - 一种基于BIM和WebGL的物联网三维建筑物网页展示和控制系统 - Google Patents

Abstract

在本发明中，确立了一种基于BIM和WebGL的物联网三维建筑物网页展示和控制技术。本发明无需浏览器安装任何插件，即利用浏览器本身支持的WebGL引擎对BIM模型进行渲染，并在网页上显示和控制物联网设备。网页上的BIM模型可根据用户的需求做整体平移，旋转并且模型的组件可以隐藏与滑动，网页上的设备用户可以点击，发送命令和修改属性。

Description

一种基于BIM和WebGL的物联网三维建筑物网页展示和控制系统

技术领域

本发明主要是一种物联网三维建筑物的网页展示和控制技术。

背景技术

现在此领域有以下专利：

专利-1：中国专利CN-201110445647，《三维立体网上商城系统》

专利-1是一种模拟真实逛街购物的三维立体网上商城系统，提供了一种在模拟真实的商城场景中逛街购物的软件系统。用户可以在三维的场景中自由的走动，并能相互之间看到对方在商城内的虚拟人并与之聊天沟通，观看商品并能下单购买等；店家对商店的管理和相关的商城与商店的设计功能；以及相关的后台服务器端和管理端的功能。

与公知例的不同：

(1)公知例只是一个具体的三维网上商城的系统设计，并没有阐述使用的技术，而是侧重在三维网上商城的应用设计。本专利强调用BIM和WebGL技术实现网页上的3D展示；

(2)公知例为了解决用户的购物需求而模拟出三维的购物场景，而本专利解决了所有建筑场景的动态三维展示；

(3)公知例并没有设备端与网页场景的联动，而只是展现。本专利包含设备控制技术。

由此可见本发明和公知例在三维展示和设备控制领域解决了不同的问题，同时使用的技术也不同。

注：本专利指的是本人发明的专利。

发明内容

建筑信息模型(BuildingInformationModeling，简称BIM),被定义成由完全和充足信息构成以支持生命周期管理，并可由计算机应用程序直接解释的建筑或建筑工程信息模型。简言之，即数字技术支撑的对建筑环境的生命周期管理。它是建筑过程的数字展示方式来协助数字信息交流及合作。如果用简单的语言来解释，可以将建筑信息模型视为参数化的建筑三维几何模型，此外这个模型中，所有建筑构件所包含的信息，除了几何外，同时具有建筑或工程的数据。这些数据提供程序系统充分的计算依据，使这些程序能根据构件的数据，自动计算出查询者所需要的准确信息。此处所指的信息可能具有很多种表达型式，诸如建筑的平面图、立面、剖面、详图、三维立体视图、透视图、材料表或是计算每个房间自然采光的照明效果、所需要的空调通风量、冬、夏季需要的空调电力消耗等等。

BIM中使用最多的文件格式是工业基础类(IndustryFoundationClasses，简称IFC)格式。它是一种中立的、开放的文件格式标准，并不被任何一个厂商所独有。

WebGL是一种三维绘图标准，这种绘图技术标准允许把JavaScript和OpenGLES2.0结合在一起，通过增加OpenGLES2.0的一个JavaScript绑定，WebGL可以为HTML5Canvas提供硬件三维加速渲染，这样Web开发人员就可以借助系统显卡来在浏览器里更流畅地展示三维场景和模型了，还能创建复杂的导航和数据视觉化。显然，WebGL技术标准免去了开发网页专用渲染插件的麻烦，可被用于创建具有复杂三维结构的网站页面，甚至可以用来设计三维网页游戏等等。

由于BIM和WebGL属于新兴的技术，目前市场上并没有基于BIM和WebGL的网页物联网三维展示和控制产品。本发明的目的：可以从网页上导入并打开IFC格式文件，在网页上通过WebGL进行三维展示，并通过物联网技术进行设备的实时控制。

该系统的框架图如图1所示。

整个系统由BIM模型设计和制作端，服务器端，浏览器端以及设备端组成

本系统框架介绍如下：

100BIM模型设计和制作端：设计师根据实际情况和需求进行BIM建模。该过程是设计师根据建筑平面图将二维图信息转化为三维图信息的过程，另外，设计师还会根据需求增加家具，灯具等建筑内的组件。设计结果将以IFC文件格式保存在服务器端；

101服务器端：服务器端用于管理IFC文件的上传和下载。设计师或用户将IFC格式的文件上传到服务器端，由服务器统一保存和管理。另外，服务器也会根据浏览器端的请求将IFC文件的信息传送到浏览器端，以供浏览器端显示模型使用；

102浏览器端：浏览器端负责提供用户界面。IFC模型的载入可以通过用户手动选择，也可以自动载入。浏览器端向服务器端获取IFC模型信息，并根据这些信息转换为WebGL的代码，在浏览器上进行显示。

103设备端：物联网设备端不断发送心跳到服务器端，服务器端将设备信息更新到数据库，浏览器端通过Ajax请求从数据库中获取设备状态信息。用户可以通过浏览器端点击三维模型上的设备模型，查看物理设备状态或发送控制指令，物联网设备端进行响应。

附图说明

图1示出本系统框架图

声明

1.系统是由三维模型制作端，服务器端，网页浏览器端以及物联网设备端组成。

2.BIM模型设计和制作端

BIM模型设计和制作端提供给设计师一个平台，他可以利用该平台对BIM模型进行设计与制作，最后保存为IFC文件。

服务器端

服务器端用于上传IFC文件，服务器端部署在远程服务器上，可由用户或设计师将制作完成的IFC文件通过网页或者客户端来进行上传，删除，下载。

浏览器端

网页浏览器默认登陆特定的服务器，也可由开发人员进行默认服务器的修改。登陆服务器后可自由选择IFC文件。用户可根据WebGL上的三维信息来对实际的组件进行实时操作，如灯具的开关以及调整亮度。

物联网设备端

是指系统实际管控的物理设备。物联网设备不断发送心跳到服务器，同时用户在浏览器端发出的指令会传送到物联网设备端，物联网设备端进行响应。

具体实施方式

实施例一

在本实施例中，主要从声明中的四个端进行论述。

三维模型制作端：

制作端由支持IFC文件格式转换的AutodeskRevit来制作，设计师需要严格遵守建筑信息模型的设计规格，完成后需转换成IFC文件格式并由提供的网页或客户端进行上传。

服务器端：

服务器端可由java编写，用户编译好程序后，将程序在后台运行，侦听某一个端口。如遇用户上传，服务器端将会接受由网页或客户端上传json数据格式的数据包并且保存在本地。如用户进行下载，服务器端将会接受网页浏览器端发送来的请求并且通过ajax进行数据的反馈。

网页浏览器端：

使用网页浏览器端时，初始默认登陆特定服务器后，服务器会反馈存有的IFC文件并让用户进行选择，加载好IFC模型之后，用户可在网页上拖动页面三维的展示建筑模型信息，并且通过点击组件来进行实时的控制修改物理组件，如调整灯具的开关亮度。

设备端：

设备端可以是带Zigbee通信功能的灯泡。每个Zigbee节点都有一个mac地址，而每个BIM灯泡模型在网页上都有一个唯一标识。初始化系统时，由系统工程师在网页上手动关联灯泡的MAC地址和BIM组件的标识，并保存在数据库中。当用户在网页端操作灯泡的开关、亮暗和颜色时，就可以映射到物理上的Zigbee灯泡，实现对灯泡的控制。

Claims (2)

1.一种三维建筑物网页展示和控制系统：

物联网设备端

浏览器端

物联网设备端

其特征在于可以在网页上展示BIM三维模型，并可以通过该模型查看物理设备状态，控制物理设备参数。

2.如权利要求1所描述的设备，其特征在于可以在网页上展示BIM三维模型，并可以通过该模型查看物理设备状态，控制物理设备参数。