CN109522604A - 一种装饰装修软件中基于户型和水电末端的自动布线系统及方法 - Google Patents

一种装饰装修软件中基于户型和水电末端的自动布线系统及方法 Download PDF

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杜春浩
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Abstract

本发明公开了一种装饰装修软件中基于户型和水电末端的自动布线系统，包括模型管理模块、关联管理模块、布线管理模块、导出图管理模块和报价管理模块：所述布线管理模块包括C1插座回路、C2开关灯具回路、C3弱电回路和C4给水回路。本发明基于户型和水电末端的自动化布线，通过默认选项达到区分插座管线、开关灯具管线、弱电管线和给水管线，以及不同线路需求的不同布线方式。精准的关联关系，灵活的配电设置，以及健全的布线选项，都有利于实现自动布线，设计扩展性较好，同时导出CAD便于施工图纸以及二次修改。

Description

一种装饰装修软件中基于户型和水电末端的自动布线系统及 方法
技术领域
本发明涉及橱柜衣柜3D设计技术领域，具体为一种装饰装修软件中基于户型和水电末端的自动布线系统及方法。
背景技术
随着居民住房的增多以及人们对于居住环境要求的提高，家装行业日益兴起，尤其是定制化装修逐渐成为现代人的普遍选择。三维装饰装修软件即为此目的，直接展示装修后的效果，为人们的装修选择带来极大的便利。而其中的管线管理属于装修工程内的隐蔽工程，装修后不可见不可改，其管线布置具有一定的国家标准与行业惯例，一般是由经验丰富的水电工人现场施工而成。
因此，提供一种针对家装行业的三维家装管线设计方法及系统，以期能够实现家装管线的直观、便捷设计和布置，以便于家装管线系统的维护、管理和信息检索及输出，就成为本领域技术人员亟需解决的问题。自动布线是在此需求上进一步简化设计成本，降低专业知识的方法和系统。
装修线路中不同的线路类型有不同的要求，针对不同的户型又有不同的布置方法，甚至南北方地域的不同，也会导致布置线路时兼顾需求不同。因此国家标准中也并没有明确规定限制布线方式，目前各个装修公司均有自己的标准布线方式，共同形成一套行业的惯例。
通过大量的装修施工行业内走访，进行总结分析，本发明提取出这些行业惯例中符合国家标准的不同做法，变为布置时的可选项，并且设置不同线路类型的默认值，使之达到既符合国家标准，又能契合行业惯例的结果。譬如灯具开关线路沿天花线布置，强电弱电线路距离地脚线一定距离的横向布置等。
基于户型和可选项的布线，对比市场已经公开的，譬如典型的，居然设计家室内设计平台(以下简称居然设计家)的自动布线功能，具有显著的功能提升。主要表现在：明确了精准的关联关系、与户型墙体相关、总结归纳了不同布线方式的选项、可渲染导出CAD进行施工指导以及二次修改编辑。
在居然设计家内，灯具开关的自动布线首先是将配电箱与所有灯具选取最近的模型直线连接起来，然后每个灯具寻找最近的一个开关连接；而本发明的布线方式考虑户型的影响，会饶墙布线，并且可以自由决定开关控制的灯具，是实际施工的真实表现。在居然设计家内，插座的自动布线是距离墙面一定距离的最近连接方式，虽然考虑了墙面的影响，但是没有考虑墙面的连接关系；本发明首先是基于户型的墙面路径计算，将路径上的插座连接起来，贴近真实布线。另外，居然设计家里的布线方式仅有内设的一种方式；而本发明可以根据不同的布线选项，得到表现迥异的自动管线布置。
本发明是在拥有多年经验的领域专家指导下，通过自主调查、总结规律而首次公开提出的基于户型和水电末端的自动布线方法和系统。本发明可以针对不同的设置，得到既符合国家标准和行业惯例，又能基本满足需求，指导真实施工的自动布线结果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种装饰装修软件中基于户型和水电末端的自动布线系统，包括模型管理模块、关联管理模块、布线管理模块、导出图管理模块和报价管理模块：其特征在于，所述布线管理模块包括C1插座回路、C2开关灯具回路、C3弱电回路和C4给水回路。
本发明还提供了一种装饰装修软件中基于户型和水电末端的自动布线系统的发明，包括以下步骤：
(1)场景布置，在三维空间中布置场景，包括绘制户型、布置软装家具、硬装铺贴等；
(2)模型识别：识别(1)中的水电末端相关模型，用于确定这些模型的位置及类型；
(3)配电设置：设置模拟多个配电箱及配电箱内的线路表示；
(4)模型关联及分析：指定回路内的联结关系，用于确定开关控制的灯具，和插座是否在同一条回路中；
(5)自动生成3D管线：识别配电箱位置以及房间类型和房间之间的连通关系，主要通过饶墙穿门路径或者最省路径，将回路中的模型连接起来；
优选的，所述步骤(2)中，水电可识别的模型类型可分为灯具、配电箱、开关、插座和给水口；其中，开关按联数可区分为单联单控开关、双联开关、三联开关、四联开关，按控住可分为单控开关和双控开关；插座可区分为普通插座、防水插座、大功率插座、弱电插座；配电箱可区分为强电配电箱、弱电配电箱；给水口可分为冷水口、热水口、冷热水口和进户口。
优选的，所述步骤(3)中，配电设置是模拟全屋配电箱的设置，包括多个配电箱以及配电箱内的回路。配电箱包括电源属性，配电箱回路包括空气开关、管线、电线、和用途说明，这四个属性。
优选的，所述步骤(4)中，关联包括灯具-开关之间的关联和插座之间的关联，即把开关和其控制的灯具放在同一个关联回路中，把使用同一条连接配电箱的插座线路放在同一个关联回路中。
优选的，所述步骤(5)中，生成的管道分为照明管线、强电插座管线、弱电插座管线和给水管线。
优选的，不同的管线类型在3D软件和渲染时使用不同的颜色，照明和强电插座管线均为红色调，精确地，是使用0xfe4d0、0xff6600、0xff7f00、0xff6464、0xff3232、0xff0000、0xff0066、0xff0198、0xff00cc、0xff70e2颜色；弱电管线均为蓝色调，精确地，是使用0x99ffff、0x4dffff、0x00e6fe,0x00ccff、0x0099ff、0x0166ff、0x0000fe、0x3f3ff1、0x7070ff、0xafafff颜色；给水管线包含冷水管线和热水管线，精确地，分别使用0x0000a1和0xc30000颜色。
优选的，在所述步骤(5)之后，还可以包括步骤：渲染，用于最终输出符合3D场景的图像，在所述步骤(5)之后，还可以包括步骤：导出CAD，用于进行管线的二次编辑和输出施工图，在所述步骤(5)之后，还可以包括步骤：报价，计算生成的管线在实际使用中需要花费的材料，并导出报价清单。
优选的，报价内容包括所用模型分类型统计数量和管线所用材料，模型类型分为强电配电箱、弱电配电箱、空气断路器、普通5孔插座、15孔插座、普通20孔插座、普通防水插座、大功率插座、电视插座、网线插座、球阀；管线材料分为红/蓝电线管、红/花/蓝电线、红/蓝上墙弯、红/蓝直接、PPR水管、等径直接、内丝弯头、等径三通、过桥、丝堵。
优选的，所述配电箱的电源属性默认选项为“C65H/2P/40A”、“C65H/2P/50A”、“C65H/2P/63A”、“C65H/2P/65A”，所述配电箱回路中空气开关属性的默认选项值为“C65H/1P/16A”、“C65H/1P/20A”、“C65H/1P/25A”、“C65H/1P/32A”、“C65H/1P/40A”、“C65H/1P/50A”、“C65H/1P/63A”、“C65H/1P/65A”、“C65H/2P/16A”、“C65H/2P/20A”、“C65H/2P/25A”、“C65H/2P/32A”、“C65H/2P/40A”、“C65H/2P/50A”、“C65H/2P/63A”、“C65H/2P/65A”，配电箱回路中管线属性的默认选项值为“PVC-DN16”、“PVC-DN20”、“PVC-DN25”、“PVC-DN32”、“PVC-DN40”，所述配电箱回路中电线属性的默认选项值为“2*1.5”、“2*2.5+1*1.5”、“2*4.0+1*1.5”、“2*2.5”、“3*2.5”、“2*4.0+1*2.5”、“3*4.0”。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、总结归纳了水电工程中多种自动布线方法，提出了复选项的布线设置，以户型中的墙体连接为基础，规范约束布线路径，基本确定布线轨迹，在不同户型或不同需求的情况下，都可以得到指导真实施工的布线设计结果。
2、在装饰装修软件中实现了该方法，达到拥有一定经验的工人所做的布线程度，帮助软件使用者快速、准确的完成水电布线的软件模拟工作，降低了布线工作的专业经验要求。
3、导出管道布线的示意图和报价表，包括平面渲染图、CAD图、三维平视图和详细报价单，直观展示所用材料、施工效果和验收标准，做到公开透明化，有效避免偷工减料或虚假施工的暗箱操作。
综上所述在布线方式上采取复选项的设置，满足多种符合国家标准又有各自需求的布线方式，然后在三维软件中自动生成三维管道线路。
附图说明
图1为本发明的主流程示意图；
图2为本发明核心布线算法的流程示意图；
图3为本发明核心布线算法中绕全屋路径的流程图；
图4为本发明系统模块结构图；
图5为本发明实施例在三维场景中的结果俯视图；
图6为本发明实施例在三维场景中的管线示意图；
图7为本发明实施例在三维场景中配电箱的管线示意图；
图8为本发明实施例的2D平面户型示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
选取真实户型中的一个案例作为一个完整的实施例，按户型在三维软件中的布局如图5所示，包括多个已识别的房间，中间的是客餐厅，右边为老人房、中间上方为公卫、厨房和阳台，左上方为儿童房2，左下方为主卧和主卧内的卫生间，中间下方为儿童房，上述房间类型如图8标示。
本发明的目的在于提供一种装饰装修设计软件中自动布置管线的方法，如图1所示，主要包括以下步骤：
(1-1)场景布置：在户型内布置软装家具以及定制模型等；
(1-2)模型识别：在场景布置后，仅识别水电模块需要的模型，对于其它非水电模块可以采取隐藏的方式，从三维空间中去除，只剩下水电相关模型和墙体和门窗，这就是图5中所示的，大部分模型都背隐藏了；
(1-3)配电设置：该实施例为百平方米左右的单层空间，配电设置为单个配电器，包含一条全屋的照明线路、独立的空调插座线路和每个空间的插座线路；
(1-4)模型关联分析：每个房间都有一个主灯，其中卫生间、厨房的主灯开关位于进房间门的外侧，客餐厅的主灯为双联开关，一个在进户门边，另一个在走廊拐角处，其余房间的主灯开关均在进门内侧；每个房间内也均有数量不等的强电插座，并列有四个弱电插座；
(1-5)户型墙体结构分析：首先找到进户门，位于客餐厅的左上方，一般进户门旁边为配电箱，配电箱是线路的起始。接着明确各个房间的连通关系，即全屋中门及门洞所在的墙两边的房间即为连通的。最后依据墙之间的链接关系，可以知道布线时沿墙的顺序，从而得到线路贴墙的顺序；
(1-6)布置线路：依据(1-5)，得到主要绕墙顺序后，还需要依据选项得到具体的走线道路。插座和弱电线路一般在地面上，而灯具-开关线路则沿墙的天花线布置。地面线路一般距离地脚线有一段距离，每条线横向排列，强电与弱电之间也有一段距离。在天上沿天花线布置的线路也有两种，当没有吊顶时，沿墙面竖向排列，当存在吊顶时，沿天花板同一水平横向排列，每两条线之间同样间隔一小段距离；
(1-7)生成3D管线：依据(1-6)得到的计算位置，以及一个多边形拟圆的截面，通过放样算法生成三维空间内的3D管道，如图6所示，得到的管道可以贴图和渲染，并且预置一些纯色贴图；
(1-8)导出CAD：根据(1-6)的计算结果，可以得到户型中的线路布置，为了用户进行施工图绘制和二次调整，导出到CAD中，不同的线路类型可以分开导出在不同的图上；
(1-9)报价：根据(1-7)的布置，可以得到实际管线的使用量，包括每段长度和连通器数量。
其中，布置路线计算线路转折点位置为核心算法，每条线路按顺序单独计算，最终得到全屋所有路径结果。单条回路的布线函数，如图2所示，主要包括六个步骤：
(2-1)根据1-3和1-4的数据，得到该线路上需要联结的所有模型，进而得到这些模型所在的墙面，这些墙面在布线时必须经过；
(2-2)通过绕全屋路径函数得到一条从配电箱开始到配电箱结束的路线；
(2-3)在2-2的路线中，会经过全屋所有的墙面，而通过2-1的分析知道，其实只需要经过特定墙面即可，那么按照顺序，删除末尾不需要经过的墙面路径，即最后路径经过的墙面一定是有模型需要联结的墙面；
(2-4)在2-2的路线中，除了需要删除2-3末尾无用的路径，还需要删除绕一个房间而此房间无2-1内必须的墙面路径，即其实不需要进入此房间；
(2-5)那么经过2-3和2-4的消除，剩下的路径即为串联模型的饶墙路径，在对应墙面的路径上，分叉处连接模型物体的线，用于连接模型；
(2-6)最后在初始线路，即第一条绕墙路径，同时也是配电箱所在的墙面路径，计算配电箱的出线口，连接起来。
如图7所示为实施例的配电布线示意图。其中E1为强配电箱，E2为弱配电箱，C1为贴地布置的插座管线，C2为贴天花线布置的开关灯具管线，C3为弱电管线。
在单条回路的布线函数中，最关键的是2-2步骤，获取绕全屋墙面的路径。每条路径都是沿墙面偏离一定距离生成的，那么获取绕全屋墙面的路径可以转化为获取墙面的顺序路径。
如图3所示，为获取绕全屋墙面顺序路径的函数。
首先获取配电箱所在的墙面，然后依据这个墙面，找到满足条件的下一个墙面，依次类推，当再次回到初始配电箱所在的墙面时，即为已经绕全屋墙面了。这个条件分为两部分，当该墙面含有门或门洞时，如果上一次不是从对面墙面穿过来的，那么就穿过门或门洞到达对面墙面，否则忽略墙面上的门或门洞；另一种情况，是遍历与当前墙节点相连的所有墙面，找到与当前墙面在同一个房间内的墙面，即是满足条件的下一个墙面。
为了实现本发明的基于户型和水电末端的自动布线方法，图4显示了三维软件中实施该方法所需的自动布线系统。主要包括：
S1模型管理模块：对应于1-2的步骤，用于模型识别与记录；
S2关联管理模块：对应于1-4的步骤，用于管理关联关系，包含回路的增加、删除、修改和查看；
S3配电管理模块：对应于1-3的步骤，用于配电设置的管理，包含当前配电设置与系统配电设置的切换，当前配电设置的中配电器和配电器中回路的增加、删除、修改和查看；
S4布线管理模块：对应于1-4至1-7的步骤，用于布线前的分析准备和布线管理，包括关联分析、墙体结构分析以此得到的线路计算和3D管道生成；
S5导出管理模块：对于于1-8的步骤，用于做管线数据的导出，包含软件中的平面导出图和CAD导出图；
S6报价管理模块：对应于1-9的步骤，用于计算布置的管线数据的真实用料情况。
其中最重要的布线管理模块中，又因为每种线路的默认选项不同，可以分为C1插座回路、C2开关灯具回路、C3弱电回路和C4给水回路。
本发明基于户型和水电末端的自动化布线，通过默认选项达到区分插座管线、开关灯具管线、弱电管线和给水管线，以及不同线路需求的不同布线方式。精准的关联关系，灵活的配电设置，以及健全的布线选项，都有利于实现自动布线，设计扩展性较好，同时导出CAD便于施工图纸以及二次修改。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种装饰装修软件中基于户型和水电末端的自动布线系统，包括模型管理模块、关联管理模块、布线管理模块、导出图管理模块和报价管理模块：其特征在于，所述布线管理模块包括C1插座回路、C2开关灯具回路、C3弱电回路和C4给水回路。
2.一种权利要求1所述的装饰装修软件中基于户型和水电末端的自动布线系统的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)场景布置，在三维空间中布置场景，包括绘制户型、布置软装家具、硬装铺贴等；
(2)模型识别：识别(1)中的水电末端相关模型，用于确定这些模型的位置及类型；
(3)配电设置：设置模拟多个配电箱及配电箱内的线路表示；
(4)模型关联及分析：指定回路内的联结关系，用于确定开关控制的灯具，和插座是否在同一条回路中；
(5)自动生成3D管线：识别配电箱位置以及房间类型和房间之间的连通关系，主要通过饶墙穿门路径或者最省路径，将回路中的模型连接起来。
3.根据权利要求2所述的一种基于户型和水电末端的自动布线系统的方法，其特征在于，所述步骤(2)中，水电可识别的模型类型可分为灯具、配电箱、开关、插座和给水口；其中，开关按联数可区分为单联单控开关、双联开关、三联开关、四联开关，按控住可分为单控开关和双控开关；插座可区分为普通插座、防水插座、大功率插座、弱电插座；配电箱可区分为强电配电箱、弱电配电箱；给水口可分为冷水口、热水口、冷热水口和进户口。
4.根据权利要求2所述的一种基于户型和水电末端的自动布线系统的方法，其特征在于，所述步骤(3)中，配电设置是模拟全屋配电箱的设置，包括多个配电箱以及配电箱内的回路，配电箱包括电源属性，配电箱回路包括空气开关、管线、电线、和用途说明，这四个属性。
5.根据权利要求2所述的一种基于户型和水电末端的自动布线系统的方法，其特征在于，所述步骤(4)中，关联包括灯具-开关之间的关联和插座之间的关联，即把开关和其控制的灯具放在同一个关联回路中，把使用同一条连接配电箱的插座线路放在同一个关联回路中。
6.根据权利要求2所述的一种基于户型和水电末端的自动布线系统的方法，其特征在于，所述步骤(5)中，生成的管道分为照明管线、强电插座管线、弱电插座管线和给水管线。
7.根据权利要求6所述的一种基于户型和水电末端的自动布线系统的方法，其特征在于，不同的管线类型在3D软件和渲染时使用不同的颜色，照明和强电插座管线均为红色调，精确地，是使用0xfe4d0、0xff6600、0xff7f00、0xff6464、0xff3232、0xff0000、0xff0066、0xff0198、0xff00cc、0xff70e2颜色；弱电管线均为蓝色调，精确地，是使用0x99ffff、0x4dffff、0x00e6fe,0x00ccff、0x0099ff、0x0166ff、0x0000fe、0x3f3ff1、0x7070ff、0xafafff颜色；给水管线包含冷水管线和热水管线，精确地，分别使用0x0000a1和0xc30000颜色。
8.根据权利要求2所述的一种基于户型和水电末端的自动布线方法及系统，其特征在于，在所述步骤(5)之后，还可以包括步骤：渲染，用于最终输出符合3D场景的图像，在所述步骤(5)之后，还可以包括步骤：导出CAD，用于进行管线的二次编辑和输出施工图，在所述步骤(5)之后，还可以包括步骤：报价，计算生成的管线在实际使用中需要花费的材料，并导出报价清单。
9.根据权利要求8所述的一种基于户型和水电末端的自动布线系统的方法，其特征在于，报价内容包括所用模型分类型统计数量和管线所用材料，模型类型分为强电配电箱、弱电配电箱、空气断路器、普通5孔插座、15孔插座、普通20孔插座、普通防水插座、大功率插座、电视插座、网线插座、球阀；管线材料分为红/蓝电线管、红/花/蓝电线、红/蓝上墙弯、红/蓝直接、PPR水管、等径直接、内丝弯头、等径三通、过桥、丝堵。
10.根据权利要求2所述的一种基于户型和水电末端的自动布线系统的方法，其特征在于，所述配电箱的电源属性默认选项为“C65H/2P/40A”、“C65H/2P/50A”、“C65H/2P/63A”、“C65H/2P/65A”，所述配电箱回路中空气开关属性的默认选项值为“C65H/1P/16A”、“C65H/1P/20A”、“C65H/1P/25A”、“C65H/1P/32A”、“C65H/1P/40A”、“C65H/1P/50A”、“C65H/1P/63A”、“C65H/1P/65A”、“C65H/2P/16A”、“C65H/2P/20A”、“C65H/2P/25A”、“C65H/2P/32A”、“C65H/2P/40A”、“C65H/2P/50A”、“C65H/2P/63A”、“C65H/2P/65A”，配电箱回路中管线属性的默认选项值为“PVC-DN16”、“PVC-DN20”、“PVC-DN25”、“PVC-DN32”、“PVC-DN40”，所述配电箱回路中电线属性的默认选项值为“2*1.5”、“2*2.5+1*1.5”、“2*4.0+1*1.5”、“2*2.5”、“3*2.5”、“2*4.0+1*2.5”、“3*4.0”。
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