CN111629332B - 楼宇信息模型与物联网设备的关联方法、装置及移动终端 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种楼宇信息模型与物联网设备的关联方法、装置及移动终端，方法包括：利用移动终端扫描楼宇空间中的设备上的信息标签，从中获取该设备在物联网中的第一标识；获取移动终端在楼宇空间中的第一位置，并将所述第一位置映射到模型空间中的第二位置；从模型空间中搜索与第二位置关联的设备，并获取所搜索到的设备在楼宇信息模型中的第二标识；将设备的第一标识和第二标识进行关联。

Description

楼宇信息模型与物联网设备的关联方法、装置及移动终端

技术领域

本发明涉及物联网领域，具体涉及一种楼宇信息模型与物联网设备的关联方法、装置及移动终端。

背景技术

楼宇信息模型(Building Information Modeling，BIM)是对建筑实体和功能特性进行三维数字化描述的数据模型。

建造完的BIM模型中的物联网(Internet of Things，IoT)设备需要设置唯一的标识。但在复杂的BIM大场景中，常常有数万台甚至更多设备，通过人工为每个设备设置标识需要耗费巨大的人力。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的楼宇信息模型与物联网设备的关联方法、装置及移动终端。

根据本发明的一个方面，提供了一种楼宇信息模型与物联网设备的关联方法，包括：

利用移动终端扫描楼宇空间中的设备上的信息标签，从中获取该设备在物联网中的第一标识；

获取移动终端在楼宇空间中的第一位置，并将所述第一位置映射到模型空间中的第二位置；

从模型空间中搜索与第二位置关联的设备，并获取所搜索到的设备在楼宇信息模型中的第二标识；

将设备的第一标识和第二标识进行关联。

可选地，在根据本发明的关联方法中，所述信息标签为二维码标签、条形码标签或者RFID标签。

可选地，在根据本发明的关联方法中，所述楼宇空间中布置有多个用于室内定位的蓝牙信标设备，所述获取移动终端在楼宇空间中的第一位置，包括：基于移动终端接收到的蓝牙信号强度，分别计算移动终端与三个蓝牙信标设备的距离值；基于计算得到的三个距离值，采用三点定位方式确定所述第一位置。

可选地，在根据本发明的关联方法中，所述从模型空间中搜索与第二位置关联的设备，包括：加载楼宇信息模型，并在模型空间中呈现位于第二位置周边的一个或多个设备；分别计算所述一个或多个设备各自到第二位置的距离值；选择距离值最小的设备作为搜索到的设备。

可选地，在根据本发明的关联方法中，还包括：将设备的第一标识和第二标识的关联关系存储到楼宇信息模型中，和/或，将所述关联关系发送到物联网服务器。

根据本发明另一方面，提供一种楼宇信息模型与物联网设备的关联装置，所述装置包括：

第一标识获取单元，适于利用移动终端扫描楼宇空间中的设备上的信息标签，从中获取该设备在物联网中的第一标识；

第一位置获取单元，适于获取移动终端在楼宇空间中的第一位置；

第二位置获取单元，适于将所述第一位置映射到模型空间中的第二位置；

第二标识获取单元，适于从模型空间中搜索与第二位置关联的设备，并获取所搜索到的设备在楼宇信息模型中的第二标识；

关联单元，适于将设备的第一标识和第二标识进行关联。

可选地，在根据本发明的关联装置中，所述信息标签为二维码标签、条形码标签或者RFID标签。

可选地，在根据本发明的关联装置中，所述楼宇空间中布置有多个用于室内定位的蓝牙信标设备，所述第一位置获取单元进一步适于：基于移动终端接收到的蓝牙信号强度，分别计算移动终端与三个蓝牙信标设备的距离值；基于计算得到的三个距离值，采用三点定位方式确定所述第一位置。

可选地，在根据本发明的关联装置中，所述第二标识获取单元进一步适于：加载楼宇信息模型，并在模型空间中呈现位于第二位置周边的一个或多个设备；分别计算所述一个或多个设备各自到第二位置的距离值；选择距离值最小的设备作为搜索到的设备。

可选地，在根据本发明的关联装置中，所述关联单元进一步适于：将设备的第一标识和第二标识的关联关系存储到楼宇信息模型中，和/或，将所述关联关系发送到物联网服务器。

根据本发明又一方面，提供一种移动终端，包括，上述的楼宇信息模型与物联网设备的关联装置。

根据本发明又一方面，提供一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行上述的方法中的任一方法。

根据本发明的BIM模型与物联网设备的关联方案，将设备在物联网中的标识信息用例如二维码等形式的信息标签进行存储，并将信息标签设置在设备上；利用移动终端可以从信息标签中获取设备的物联网标识，利用蓝牙信标设备可以对移动终端进行室内定位，移动终端的位置可以大致代表设备的位置；通过将移动终端的位置信息映射到BIM模型的模型空间，能够很方便地在模型空间匹配到设备，从而将设备在物联网中的标识和其在BIM模型中的标识进行关联，提高了BIM模型与物联网设备进行关联的效率，并能够减少建模成本。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了根据本发明一个实施例的移动终端的结构图；

图2示出了根据本发明一个实施例的楼宇信息模型与物联网设备的关联装置的结构图；

图3和图4示出了本发明实施例中利用蓝牙信标设备进行室内定位和设备绑定的原理图；

图5示出了根据本发明一个实施例的楼宇信息模型与物联网设备的关联方法的流程图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

图1为根据本发明的一个实施例的移动终端100的结构示意图。参照图1，移动终端100包括：存储器接口102，一个或多个数据处理器、图像处理器和/或中央处理单元104，以及外围接口106。存储器接口102，一个或多个处理器104和/或外围接口106既可以是分立元件，也可以集成在一个或多个集成电路中。在移动终端100中，各种元件可以通过一条或多条通信总线或信号线来耦合。传感器、设备和子系统可以耦合到外围接口106，以便帮助实现多种功能。例如，运动传感器110、光传感器112和距离传感器114可以耦合到外围接口106，以方便定向、照明和测距等功能。其他传感器116同样可以与外围接口106相连，例如定位系统(例如GPS接收机)、温度传感器、生物测定传感器或其他感测设备，由此可以帮助实施相关的功能。

相机子系统120和光学传感器122可以用于方便诸如记录照片和视频剪辑的相机功能的实现，其中所述相机子系统120和光学传感器122例如可以是电荷耦合器件(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)光学传感器。可以通过一个或多个无线通信子系统124来帮助实现通信功能，其中无线通信子系统可以包括射频接收机和发射机和/或光(例如红外)接收机和发射机。无线通信子系统124的特定设计和实施方式可以取决于移动终端100所支持的一个或多个通信网络。例如，移动终端100可以包括被设计成支持GSM网络、GPRS网络、EDGE网络、3G网路、4G网络、Wi-Fi或WiMax网络以及Bluetooth^TM网络的通信子系统124。音频子系统126可以与扬声器128以及麦克风130相耦合，以便帮助实施启用语音的功能，例如语音识别、语音复制、数字记录和电话功能。

I/O子系统140可以包括触摸屏控制器142和/或一个或多个其他输入控制器144。触摸屏控制器142可以耦合到触摸屏146。举例来说，该触摸屏146和触摸屏控制器142可以使用多种触摸感测技术中的任何一种来检测与之进行的接触和移动或是暂停，其中感测技术包括但不局限于电容性、电阻性、红外和表面声波技术。一个或多个其他输入控制器144可以耦合到其他输入/控制设备148，例如一个或多个按钮、摇杆开关、拇指旋轮、红外端口、USB端口、和/或指示笔之类的指点设备。所述一个或多个按钮(未显示)可以包括用于控制扬声器128和/或麦克风130音量的向上/向下按钮。

存储器接口102可以与存储器150相耦合。该存储器150可以包括高速随机存取存储器和/或非易失性存储器，例如一个或多个磁盘存储设备，一个或多个光学存储设备，和/或闪存存储器(例如NAND，NOR)。存储器150可以存储操作系统152，例如Android、IOS或是Windows Phone之类的操作系统。该操作系统152可以包括用于处理基本系统服务以及执行依赖于硬件的任务的指令。存储器150还可以存储一个或多个应用154。这些应用154在操作时，会从存储器150加载到处理器104上，并在已经由处理器104运行的操作系统152之上运行，并利用操作系统152以及底层硬件提供的接口实现各种用户期望的功能，如即时通信、网页浏览、图片管理等。应用154可以是独立于操作系统提供的，也可以是操作系统自带的。

在上述各种应用154中，其中的一种应用为根据本发明实施例的楼宇信息模型与物联网设备的关联装置200。

图2示出了根据本发明一个实施例的楼宇信息模型与物联网设备的关联装置200的结构图。该关联装置200驻留在移动终端中，移动终端例如可以是手机(如智能手机)或平板电脑等移动通信设备。

参照图2，关联装置200可以包括第一标识获取单元210、第一位置获取单元220、第二位置获取单元230、第二标识获取单元240和关联单元250。利用关联装置200，可以快速进行BIM模型和物联网设备的关联。

通常，在BIM模型对应的楼宇工程建造完成进行交付时，需要对分布在楼宇中的设备进行巡检，以确保设备能够正常运行。在本发明实施例中，在对设备进行巡检时，可以在需要接入到物联网的设备上设置信息标签，例如，给设备贴上二维码标签，二维码标签中承载有设备信息。另外，信息标签除了使用二维码标签之外，还可以使用条形码标签、RFID标签，或者是其他类型的能够承载设备信息的标签，本发明实施例对信息标签的具体实现方式不做限制。

信息标签中的设备信息包括设备在物联网中的唯一身份标识iotId(下文称之为第一标识)，物联网平台利用该第一标识可以对设备进行远程控制。信息标签中还可以包括设备的产品标识(productKey)和设备名称(deviceName)。其中，产品标识用于表征设备的类别，即该设备属于什么类别的产品，相同类别的设备具有相同的产品标识。例如，所有空气净化器具有相同的产品标识，所有的烟雾传感器也具有相同的产品标识，以此类推。每台设备还具有对应的设备名称，例如，对于多个灯具，对应的设备名称可以分别为：lingt1、light2、…、linghtN等。

信息标签由物联网平台分配。在一种实现方式中，物联网平台根据设备的productKey和deviceName来生成第一标识，并将第一标识以及productKey和deviceName等设备信息写入到信息标签，写入方式可以是加密写入。这样，在设备上贴设信息标签时，仅需确定设备的类别，从具有该类别的多个信息标签中任意选择一个进行贴设即可。某个设备贴上某个信息标签后，它就具有该信息标签中的第一标识，以及，它在物联网平台中的名称即为信息标签中的设备名称。

然后，用户通过移动终端中的第一标识获取单元210扫描楼宇空间中的设备上的信息标签，从该信息标签中能够获取到该设备在物联网中的第一标识。并且，从该信息标签中还可以获取到设备的productKey和deviceName。

这里，楼宇空间是指楼宇所在的物理世界的空间，设备在楼宇空间中的位置即为其在物理世界中的位置，该位置通常以物理坐标(世界坐标)来表示。后文中，还将BIM模型中的空间定义为模型空间，设备在模型空间中的位置通常以模型坐标来表示。物理坐标和模型坐标具有映射关系，根据设备在楼宇空间中的物理坐标，可以确定其在模型空间中的模型坐标；相应地，根据设备在模型空间中的模型坐标，可以确定其在楼宇空间中的物理坐标。

用户利用移动终端扫描设备上的信息标签时，离设备的距离较近(通常在1米以内)。这样，移动终端的位置可以大致代表设备的位置。在本发明实施例中，通过第一位置获取单元220来获取移动终端在楼宇空间中的位置，即第一位置，通过第二位置获取单元230将第一位置映射到模型空间中的位置，即第二位置。

为了对移动终端进行室内定位，可以在楼宇空间中布置多个蓝牙信标(beacon)设备。如图3和图4所示，蓝牙信标定位的原理如下：

分布在楼宇中的多个蓝牙Beacon设备的位置是固定的，用户通过移动终端中的应用(app)可以获取所有蓝牙Beacon设备的位置信息。这些蓝牙beacon设备不断发送beacon广播报文(报文内含发射功率)，移动终端接收beacon广播报文(即蓝牙信息)后，测量出蓝牙信号的接收功率，带入到功率衰减与距离关系的函数中，可以测算出其与该蓝牙beacon设备的距离值，利用距离三个beacon设备的距离值，通过三点定位方式能够确定移动终端在楼宇空间的第一位置。

在第二位置获取单元230获取到设备在模型空间中的第二位置之后，第二标识获取单元240首先从模型空间中搜索与第二位置关联的设备，然后，从BIM模型中获取所搜索到的设备在模型中的第二标识。需要说明的是，在建立BIM模型时，模型中的每个对象具有一个唯一标识，相应地，BIM模型中的各设备也具有一个唯一标识，即第二标识。

在一种实现方式中，第二标识获取单元240先在移动终端中加载BIM模型，并在模型空间中呈现位于第二位置周边的一个或多个设备；然后，分别计算所述一个或多个设备各自到第二位置的距离值；最后，选择距离值最小的设备作为搜索到的设备。

至此，已经获取到了设备在楼宇空间的第一标识，以及该设备在模型空间中的第二标识，然后，由关联单元250将设备的第一标识和第二标识进行关联，从而实现了BIM模型与物联网设备的关联。

其中，关联单元250一方面可以将设备的第一标识和第二标识的关联关系存储到BIM模型中，另一方面，还可以将所述关联关系发送到物联网服务器。

图5示出了根据本发明一个实施例的楼宇信息模型与物联网设备的关联方法500的流程图。参照图5，在步骤S510中，利用移动终端扫描楼宇空间中的设备上的信息标签，从中获取该设备在物联网中的第一标识。

在本发明实施例中，在对设备进行巡检时，可以在需要接入到物联网的设备上设置信息标签，信息标签可以为二维码标签、条形码标签、RFID标签，或者是其他类型的能够承载设备信息的标签，本发明实施例对信息标签的具体实现方式不做限制。信息标签由物联网平台分配，信息标签中的设备信息包括设备在物联网中的唯一身份标识iotId(即第一标识)，物联网平台利用该第一标识可以对设备进行远程控制。信息标签中还可以包括设备的产品标识(productKey)和设备名称(deviceName)。

在步骤S520中，获取移动终端在楼宇空间中的第一位置，并将所述第一位置映射到模型空间中的第二位置。用户利用移动终端扫描设备上的信息标签时，离设备的距离较近(通常在1米以内)。这样，移动终端的位置可以大致代表设备的位置。

为了对移动终端进行室内定位，可以在楼宇空间中布置多个蓝牙信标(beacon)设备。这样，基于移动终端接收到的蓝牙信号强度，可以分别计算移动终端与三个蓝牙信标设备的距离值；基于计算得到的三个距离值，采用三点定位方式能够确定所述第一位置。由于物理坐标和模型坐标具有映射关系，根据该映射关系可以将第一位置映射到模型空间中的第二位置。

在步骤S530中，从模型空间中搜索与第二位置关联的设备，并获取所搜索到的设备在楼宇信息模型中的第二标识。

在一种实现方式中，可以在移动终端中加载楼宇信息模型，并在模型空间中呈现位于第二位置周边的一个或多个设备；然后，分别计算所述一个或多个设备各自到第二位置的距离值；最后，选择距离值最小的设备作为搜索到的设备。

在步骤S540中，将设备的第一标识和第二标识进行关联，从而实现BIM模型与物联网设备的关联。在本步骤中，一方面可以将设备的第一标识和第二标识的关联关系存储到BIM模型中，另一方面，还可以将所述关联关系发送到物联网服务器。

需要说明的是，图5所示的方法并不限定按所示的各步骤的顺序进行，可以根据需要调整各步骤的先后顺序，另外，所述步骤也不限定于上述步骤划分，上述步骤可以进一步拆分成更多步骤也可以合并成更少步骤。

在此提供的算法和显示不与任何特定计算机、虚拟系统或者其它设备固有相关。各种通用系统也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述，构造这类系统所要求的结构是显而易见的。此外，本发明也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本发明的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本发明的最佳实施方式。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本发明实施例的楼宇信息模型与物联网设备的关联装置中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

Claims (12)

1.一种楼宇信息模型与物联网设备的关联方法，所述方法包括：

利用移动终端扫描楼宇空间中的设备上的信息标签，从中获取该设备在物联网中的第一标识；

获取移动终端在楼宇空间中的第一位置，并根据楼宇空间中的物理坐标与对应的楼宇信息模型空间中的模型坐标之间的映射关系，将所述第一位置映射到模型空间中的第二位置；

从模型空间中搜索与第二位置关联的设备，并获取所搜索到的设备在楼宇信息模型中的第二标识，所搜索到的设备是在模型空间中第二位置周边的一个或多个设备中到第二位置的距离值最小的设备；

将设备在物联网中的第一标识和在楼宇信息模型中的第二标识进行关联，从而建立楼宇空间对应的楼宇信息模型。

2.如权利要求1所述的方法，其中，所述信息标签为二维码标签、条形码标签或者RFID标签。

3.如权利要求1所述的方法，其中，所述楼宇空间中布置有多个用于室内定位的蓝牙信标设备，所述获取移动终端在楼宇空间中的第一位置，包括：

基于移动终端接收到的蓝牙信号强度，分别计算移动终端与三个蓝牙信标设备的距离值；

基于计算得到的三个距离值，采用三点定位方式确定所述第一位置。

4.如权利要求1所述的方法，所述从模型空间中搜索与第二位置关联的设备，包括：

加载楼宇信息模型，并在模型空间中呈现位于第二位置周边的一个或多个设备；

分别计算所述一个或多个设备各自到第二位置的距离值；

选择距离值最小的设备作为搜索到的设备。

5.如权利要求1所述的方法，还包括：

将设备的第一标识和第二标识的关联关系存储到楼宇信息模型中，和/或，将所述关联关系发送到物联网服务器。

6.一种楼宇信息模型与物联网设备的关联装置，所述装置包括：

第一标识获取单元，适于利用移动终端扫描楼宇空间中的设备上的信息标签，从中获取该设备在物联网中的第一标识；

第一位置获取单元，适于获取移动终端在楼宇空间中的第一位置；

第二位置获取单元，适于根据楼宇空间中的物理坐标与对应的楼宇信息模型空间中的模型坐标之间的映射关系，将所述第一位置映射到模型空间中的第二位置；

第二标识获取单元，适于从模型空间中搜索与第二位置关联的设备，并获取所搜索到的设备在楼宇信息模型中的第二标识，所搜索到的设备是在模型空间中第二位置周边的一个或多个设备中到第二位置的距离值最小的设备；

关联单元，适于将设备在物联网中的第一标识和在楼宇信息模型中的第二标识进行关联，从而建立楼宇空间对应的楼宇信息模型。

7.如权利要求6所述的装置，其中，所述信息标签为二维码标签、条形码标签或者RFID标签。

8.如权利要求6所述的装置，其中，所述楼宇空间中布置有多个用于室内定位的蓝牙信标设备，所述第一位置获取单元进一步适于：

基于移动终端接收到的蓝牙信号强度，分别计算移动终端与三个蓝牙信标设备的距离值；

基于计算得到的三个距离值，采用三点定位方式确定所述第一位置。

9.如权利要求6所述的装置，所述第二标识获取单元进一步适于：

加载楼宇信息模型，并在模型空间中呈现位于第二位置周边的一个或多个设备；

分别计算所述一个或多个设备各自到第二位置的距离值；

选择距离值最小的设备作为搜索到的设备。

10.如权利要求6所述的装置，所述关联单元进一步适于：

将设备的第一标识和第二标识的关联关系存储到楼宇信息模型中，和/或，将所述关联关系发送到物联网服务器。

11.一种移动终端，包括，如权利要求6-10中任一项所述的楼宇信息模型与物联网设备的关联装置。

12.一种存储一个或多个程序的计算机可读存储介质，所述一个或多个程序包括指令，所述指令当由计算设备执行时，使得所述计算设备执行根据权利要求1-5所述的方法中的任一方法。

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