CN115695737A - 一种基于数字孪生的智能楼宇系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于数字孪生的智能楼宇系统，包括楼宇智能服务中心、视频监控设备、楼宇自控单元、消防信息采集设备和门禁管理设备；所述楼宇智能服务中心，用于以1比1的比例，构建楼宇不同分区对应的三维数字孪生模拟场景，并融合视频监控设备、楼宇自控单元、消防信息采集设备、门禁管理设备采集到的信息，进行智能楼宇系统的综合控制和综合显示。本发明通过建立楼宇整体和不同分区对应的三维数字孪生模拟场景，然后将楼宇中的各类设备投影到三维数字孪生模拟场景，并实现信息与场景的融合，然后基于融合下的场景实现整个智能楼宇系统中各类设备的整合，以便于智能楼宇系统的综合监控和管理。
Description
技术领域
本发明涉及智能楼宇，特别是涉及一种基于数字孪生的智能楼宇系统。
背景技术
随着建筑业的发展，各类楼宇在社会工作生活中非常常见，为了对楼宇进行监控管理，常需要利用楼宇系统进行管理，但是常规楼宇系统存在着如下缺陷：管理难度大：子系统众多，信息量庞大，这种情况下工作人员容易造成顾此失彼的现象。人员要求高：因每个子系统都有自己独立的一套管理系统，且风格不一，而一般情况下基层管理人员流动性大，要让基层管理人员在短时间内熟练对各种设备掌握难度较大。信息孤岛重：各子系统之间完全独立，各个专业的智能化子系统之间没有任何联系，子系统之间相对孤立。运营成本高：建筑各个系统花费了巨大的建设成本，但智能化管理仍处于的独立分散的状态，对各个系统的维护和管理不系统、不科学，需投入大量的人力和物力。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于数字孪生的智能楼宇系统，通过建立楼宇整体和不同分区对应的三维数字孪生模拟场景，然后将楼宇中的各类设备投影到三维数字孪生模拟场景，并实现信息与场景的融合，然后基于融合下的场景实现整个智能楼宇系统中各类设备的整合，以便于智能楼宇系统的综合监控和管理。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于数字孪生的智能楼宇系统，其包括楼宇智能服务中心、视频监控设备、楼宇自控单元、消防信息采集设备和门禁管理设备；
所述视频监控设备，用于采集楼宇不同分区的楼宇视频监控信息，并传输给楼宇智能服务中心；
所述楼宇自控单元，包括楼宇自控主机和楼宇自动化设备，所述楼宇自控主机用于汇集楼宇自动化设备的运行参数，上传给智能服务中心，并接收楼宇智能服务中心的控制指令，对楼宇自动化设备进行统一控制；
消防信息采集设备，用于采集楼宇不同分区的火灾感知信息，上传到楼宇智能服务中心；
门禁管理设备，用于实现楼宇不同门禁位置的门禁控制管理，并将楼宇不同门禁位置的门禁状态上传到楼宇智能服务中心；
所述楼宇智能服务中心，用于以1比1的比例，构建楼宇不同分区对应的三维数字孪生模拟场景，并融合视频监控设备、楼宇自控单元、消防信息采集设备、门禁管理设备采集到的信息，进行智能楼宇系统的综合控制和综合显示。
本发明的有益效果是：本发明通过建立楼宇整体和不同分区对应的三维数字孪生模拟场景，然后将楼宇中的各类设备投影到三维数字孪生模拟场景，并实现信息与场景的融合，然后基于融合下的场景实现整个智能楼宇系统中各类设备的整合，以便于智能楼宇系统的综合监控和管理。
附图说明
图1为本发明的原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1所示，一种基于数字孪生的智能楼宇系统，包括楼宇智能服务中心、视频监控设备、楼宇自控单元、消防信息采集设备和门禁管理设备；
所述视频监控设备，用于采集楼宇不同分区的楼宇视频监控信息，并传输给楼宇智能服务中心；
所述楼宇自控单元，包括楼宇自控主机和楼宇自动化设备，所述楼宇自控主机用于汇集楼宇自动化设备的运行参数，上传给智能服务中心，并接收楼宇智能服务中心的控制指令，对楼宇自动化设备进行统一控制；
消防信息采集设备，用于采集楼宇不同分区的火灾感知信息，上传到楼宇智能服务中心；
门禁管理设备，用于实现楼宇不同门禁位置的门禁控制管理，并将楼宇不同门禁位置的门禁状态上传到楼宇智能服务中心；
所述楼宇智能服务中心，用于以1比1的比例，构建楼宇不同分区对应的三维数字孪生模拟场景，并融合视频监控设备、楼宇自控单元、消防信息采集设备、门禁管理设备采集到的信息，进行智能楼宇系统的综合控制和综合显示。
在本申请的实施例中，所述楼宇不同分区，是指楼层之间的通道和每一个楼层中的不同区域。所述每一个楼层中的不同区域，包括该楼层的房间、过道、配电区域、配水区域、配气区域中一种或多种的组合；所述楼层之间的通道包括楼梯通道和电梯通道。
在本申请的实施例中，所述视频监控设备包括多个视频监控单元，每一个所述视频监控单元对应于楼宇中的一个不同分区；
所述视频监控单元包括视频监控处理器和布设于该视频监控单元所在分区的摄像模块，所述摄像模块包括一个或多个摄像头，摄像模块与视频监控处理器连接，视频监控处理器的与所述楼宇智能服务中心连接。
在本申请的实施例中，所述楼宇自动化设备包括冷冻机、热交换机、新风机组、空调机组、泵中一种与多种的组合；
所述自动化设备的运行参数包括开关状态和运行状态，所述运行状态包括正常运行和非正常运行。
在本申请的实施例中，所述消防信息采集设备包括多个消防信息采集单元，每一个消防信息采集单元对应于楼宇中的一个分区；
所述消防信息采集单元包括消防采集处理器和位于消防信息采集单元内的多个火灾探测器，各个火灾探测器的输出端均与消防采集处理器连接，所述消防采集处理器的输出端与楼宇智能服务中心连接。
在本申请的实施例中，所述门禁位置包括个楼层的电梯门禁位置、楼宇的进出口门禁和楼宇各个房间的门禁位置；
所述门禁管理设备包括门禁管理主机和不同门禁位置处的门禁设备，所述门禁管理主机与各个门禁设备连接，用于对各个门禁设备的运行状态进行采集，并传输给楼宇智能服务中心；所述门禁设备的运行状态包括开启状态和关闭状态。
在本申请的实施例中，所述楼宇智能服务中心包括交换机、楼宇智能服务器模块、综合显示设备和控制输入设备；
所述楼宇智能服务器模块通过交换机分别与视频监控设备、楼宇自控单元、消防信息采集设备和门禁管理设备连接，所述楼宇智能服务器模块还分别与综合显示设备和控制输入设备连接；
所述楼宇智能服务器模块，用于以1比1的比例，构建楼宇不同分区对应的三维数字孪生模拟场景，实现楼宇信息的镜像孪生，并将视频监控设备、楼宇自控设备、消防信息采集设备、门禁管理设备采集到的信息；
所述综合显示设备，用于实现对三维数字孪生模拟场景的综合显示；
所述控制输入设备用于供工作人员输入控制指令，并基于三维数字孪生模拟场景，实现对楼宇智能系统的自主控制。
所述楼宇智能服务器模块包括：
数字孪生场景构建单元，用于构建根据楼宇的建模模型和楼层平面图，构建楼宇整体和不同分区对应的三维数字孪生模拟场景，并在三维数字孪生模拟场以1比1的比例还原楼宇信息，实现楼宇信息的镜像孪生；
设备信息融合单元，用于将楼宇中的视频监控设备、楼宇自控单元、消防信息采集设备和门禁管理设备投影在构建的三维数字孪生模拟场景中，实现设备与场景的融合；对楼宇自控单元的投影包括对楼宇自控主机的投影和楼宇自动化设备的投影；
视频监控信息融合单元，用于将不同分区的楼宇视频监控信息投影到三维数字孪生模拟场景相应的区域，实现楼宇中不同分区视频监控信息在三维数字孪生模拟场景的再现；
自控融合单元，用于将楼宇自控单元中各个楼宇自动化设备的运行参数，融合在三维数字孪生模拟场景中各个楼宇自动化设备的所在位置；
消防信息融合单元，用于将不同分区的火灾感知信息投影到三维数字孪生模拟场景相应的区域，实现消防信息与三维数字孪生模拟场景的融合；
门禁信息融合单元，用于将楼宇不同门禁位置的门禁状态投影到三维数字孪生模拟场景中相应的门禁位置，实现门禁信息与三维数字孪生模拟场景的融合；
显示控制单元，用于根据控制输入设备的指令，选择融合后三维数字孪生模拟场景整体或者分区，传输给综合显示设备进行显示，并基于控制输入设备的指令实现视频画面的切换、缩放、摄像头聚焦、转动、切换功能；基于控制设备的输入指令，对门禁管理设备和楼宇自控单元的自动化设备进行综合控制。
在本申请的实施例中，所述控制输入设备包括键盘和鼠标；
所述智能楼宇系统还包括客户端，所述客户端为与楼宇智能服务器连接的手机APP客户端，供用户登录楼宇智能服务器进行远程查看；
所述楼宇智能服务器还与消防中心连接，用于在任意一个分区探测到火灾信号时，向消防中心推送消防报警信息。
在本申请的实施例中，所述智能楼宇服务器还包括能耗计量模块：对整个楼宇的各种能耗进行采集，并融合在三维数字孪生模拟场景，可以方便监控和了解整个楼宇的状况；也可以对能耗各子系统能量的报表统计，以年、月、日、饼、柱图不同方式表示及对比。
上述说明示出并描述了本发明的一个优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种基于数字孪生的智能楼宇系统，其特征在于：包括楼宇智能服务中心、视频监控设备、楼宇自控单元、消防信息采集设备和门禁管理设备；
所述视频监控设备，用于采集楼宇不同分区的楼宇视频监控信息，并传输给楼宇智能服务中心；
所述楼宇自控单元，包括楼宇自控主机和楼宇自动化设备，所述楼宇自控主机用于汇集楼宇自动化设备的运行参数，上传给智能服务中心，并接收楼宇智能服务中心的控制指令，对楼宇自动化设备进行统一控制；
消防信息采集设备，用于采集楼宇不同分区的火灾感知信息，上传到楼宇智能服务中心；
门禁管理设备，用于实现楼宇不同门禁位置的门禁控制管理，并将楼宇不同门禁位置的门禁状态上传到楼宇智能服务中心；
所述楼宇智能服务中心，用于以1比1的比例，构建楼宇不同分区对应的三维数字孪生模拟场景，并融合视频监控设备、楼宇自控单元、消防信息采集设备、门禁管理设备采集到的信息，进行智能楼宇系统的综合控制和综合显示。
2.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的智能楼宇系统，其特征在于：所述楼宇不同分区，是指楼层之间的通道和每一个楼层中的不同区域。
3.根据权利要求2所述的一种基于数字孪生的智能楼宇系统，其特征在于：所述每一个楼层中的不同区域，包括该楼层的房间、过道、配电区域、配水区域、配气区域中一种或多种的组合；所述楼层之间的通道包括楼梯通道和电梯通道。
4.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的智能楼宇系统，其特征在于：所述视频监控设备包括多个视频监控单元，每一个所述视频监控单元对应于楼宇中的一个不同分区；
所述视频监控单元包括视频监控处理器和布设于该视频监控单元所在分区的摄像模块，所述摄像模块包括一个或多个摄像头，摄像模块与视频监控处理器连接，视频监控处理器的与所述楼宇智能服务中心连接。
5.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的智能楼宇系统，其特征在于：所述楼宇自动化设备包括冷冻机、热交换机、新风机组、空调机组、泵中一种与多种的组合；
所述自动化设备的运行参数包括开关状态和运行状态，所述运行状态包括正常运行和非正常运行。
6.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的智能楼宇系统，其特征在于：所述消防信息采集设备包括多个消防信息采集单元，每一个消防信息采集单元对应于楼宇中的一个分区；
所述消防信息采集单元包括消防采集处理器和位于消防信息采集单元内的多个火灾探测器，各个火灾探测器的输出端均与消防采集处理器连接，所述消防采集处理器的输出端与楼宇智能服务中心连接。
7.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的智能楼宇系统，其特征在于：所述门禁位置包括个楼层的电梯门禁位置、楼宇的进出口门禁和楼宇各个房间的门禁位置；
所述门禁管理设备包括门禁管理主机和不同门禁位置处的门禁设备，所述门禁管理主机与各个门禁设备连接，用于对各个门禁设备的运行状态进行采集，并传输给楼宇智能服务中心；所述门禁设备的运行状态包括开启状态和关闭状态。
8.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的智能楼宇系统，其特征在于：所述楼宇智能服务中心包括交换机、楼宇智能服务器模块、综合显示设备和控制输入设备；
所述楼宇智能服务器模块通过交换机分别与视频监控设备、楼宇自控单元、消防信息采集设备和门禁管理设备连接，所述楼宇智能服务器模块还分别与综合显示设备和控制输入设备连接；
所述楼宇智能服务器模块，用于以1比1的比例，构建楼宇不同分区对应的三维数字孪生模拟场景，实现楼宇信息的镜像孪生，并将视频监控设备、楼宇自控设备、消防信息采集设备、门禁管理设备采集到的信息；
所述综合显示设备，用于实现对三维数字孪生模拟场景的综合显示；
所述控制输入设备用于供工作人员输入控制指令，并基于三维数字孪生模拟场景，实现对楼宇智能系统的自主控制。
9.根据权利要求8所述的一种基于数字孪生的智能楼宇系统，其特征在于：所述楼宇智能服务器模块包括：
数字孪生场景构建单元，用于构建根据楼宇的建模模型和楼层平面图，构建楼宇整体和不同分区对应的三维数字孪生模拟场景，并在三维数字孪生模拟场以1比1的比例还原楼宇信息，实现楼宇信息的镜像孪生；
设备信息融合单元，用于将楼宇中的视频监控设备、楼宇自控单元、消防信息采集设备和门禁管理设备投影在构建的三维数字孪生模拟场景中，实现设备与场景的融合；对楼宇自控单元的投影包括对楼宇自控主机的投影和楼宇自动化设备的投影；
视频监控信息融合单元，用于将不同分区的楼宇视频监控信息投影到三维数字孪生模拟场景相应的区域，实现楼宇中不同分区视频监控信息在三维数字孪生模拟场景的再现；
自控融合单元，用于将楼宇自控单元中各个楼宇自动化设备的运行参数，融合在三维数字孪生模拟场景中各个楼宇自动化设备的所在位置；
消防信息融合单元，用于将不同分区的火灾感知信息投影到三维数字孪生模拟场景相应的区域，实现消防信息与三维数字孪生模拟场景的融合；
门禁信息融合单元，用于将楼宇不同门禁位置的门禁状态投影到三维数字孪生模拟场景中相应的门禁位置，实现门禁信息与三维数字孪生模拟场景的融合；
显示控制单元，用于根据控制输入设备的指令，选择融合后三维数字孪生模拟场景整体或者分区，传输给综合显示设备进行显示，并基于控制输入设备的指令实现视频画面的切换、缩放、摄像头聚焦、转动、切换功能；基于控制设备的输入指令，对门禁管理设备和楼宇自控单元的自动化设备进行综合控制。
10.根据权利要求9所述的一种基于数字孪生的智能楼宇系统，其特征在于：所述控制输入设备包括键盘和鼠标；
所述智能楼宇系统还包括客户端，所述客户端为与楼宇智能服务器连接的手机APP客户端，供用户登录楼宇智能服务器进行远程查看；
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