CN111723144A - 一种基于WebGL和GIS系统的智慧建筑综合管控平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于WebGL和GIS系统的智慧建筑综合管控平台，包括子系统层、数据采集平台、数据层和应用层，子系统层与数据采集平台连接，数据采集平台与数据层通过无线网络与数据层连接，数据层与应用层连接。本发明基于新技术和新理念，重新定义智慧建筑管控方式，基于智慧建筑云平台强大的计算能力、存储能力、分析能力和AI能力，对于建筑物的管控只需要少量实地接触真实物理设备的活动外，大多数管控能力完全可以在平台中实现，该平台多元化展示的建筑物各类信息和数据以及提供给用户适当的操作接口，对建筑物建立起来了一个数字化副本，用户可以通过操作该“数字副本”建筑物，达到管控真实建筑物的目的。

Description

一种基于WebGL和GIS系统的智慧建筑综合管控平台

技术领域

本发明涉及智慧建筑技术领域，特别涉及一种基于WebGL和GIS系统的智慧建筑综合管控平台。

背景技术

“地理信息系统(Geographic Information System，GIS)是一种空间信息系统，它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。

WebGL(Web Graphics Library)是一种3D绘图协议，这种绘图技术标准允许把JavaScript和OpenGL ES 2.0结合在一起，通过增加OpenGL ES 2.0的一个JavaScript绑定，WebGL可以为HTML5 Canvas提供硬件3D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3D场景和模型了，还能创建复杂的导航和数据视觉化。

随着信息技术的快速发展，智慧楼宇解决方案应运而生。智慧楼宇主要是通过物联网、人工智能、大数据等手段，将楼宇的结构、系统、服务和管理根据实际需求进行最优化组合，从而为楼宇中的人提供高效、舒适、便利的人性化环境，为楼宇的管理者提供访客管理、通道管理等方面的便利。

经过对现有智慧建筑系统和平台的了解与调研发现，现有智慧建筑平台相比先进水平还是存在一些不足之处，主要体现在以下几个方面：

(1)智能建筑的技术水平欠缺。智能建筑的建设在技术层面还存在很大的欠缺，在互联网信息技术方面受到了技术上的限制，对于大量传输数据没有足够的处理反应能力以及存储和分析能力，缺乏专业的技术人才和完整的合理的数据模型，这样就使得智能建筑的建筑系统的自动化设施和控制系统之间没有办法进行有效的数据转换和交换；

(2)智能建筑项目分散、单一。以往的智能建筑项目按照每个模块去监看各自业务系统，且展现方式比较单一，对于相关设备数据只是简单展示，没有深度分析和相关的数据挖掘，从而无法更好地辅助决策；

(3)缺乏相关的行业实践积累。现有的智慧建筑系统由于缺乏相关的行业实践和积累，大多都基于市场主流观念和自我主观理解而开发，所以在功能上和需求契合度方面跟客户的实际需求有较大差距。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于WebGL和GIS系统的智慧建筑综合管控平台，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于WEBGL和GIS系统的智慧建筑综合管控平台，包括子系统层、数据采集平台、数据层和应用层，所述子系统层与数据采集平台连接，所述数据采集平台与数据层通过无线网络与数据层连接，所述数据层与应用层连接。

优选的，所述子系统层包括门禁子系统、安防子系统、暖通子系统、给排子系统、电配子系统、停车子系统、消防子系统和能源子系统，门禁子系统控制门禁的开闭，安防子系统控制建筑空间的安全和防护，暖通子系统控制建筑空间暖气的供给，消防子系统控制建筑空间的消防安全，给排子系统控制建筑空间的给排水，电配子系统控制建筑空间的电子电器，停车子系统控制停车库的现象运行，能源子系统控制建筑空间的能源供给。

优选的，所述数据采集平台包括DB接口、API接头、OPC接口，GB28181组件和消息中间件，将子系统传送的信号转换为统数据，消息中间件实行异步处理数据采集和存储，将数据的采集和存储从功能上和逻辑上解耦。

优选的，所述数据层包括实时数据、历史数据、业务数据库、基础配置数据库、地理信息与建筑模型库，实时数据通过Flink开源流式计算框架，对实时数据按照约定的业务规则不停地进行实时计算并传输，历史数据采用基于M ycat数据库中间件的分布式数据库模型，将海量数据进行垂直和水平分片。

优选的，所述应用层包括系统管理、基础模块、多层管理和移动端。

优选的，所述系统管理包括门禁管理、安防系统、暖通空调、给水排水和公共照明，对门禁、安防、暖通给水排水和照明数据的查询、展示，对部分设备进行控制和基础数据设置操作。

优选的，所述基础模块包括设备管理、运维管理、报表管理、配置管理和日志管理，对建筑内部的设备和运行维护产生报表和日志，定期的对建筑设备进行维护。

优选的，所述多层管理包括建筑屏、视频屏、报警屏，各类大屏通过融合组态2D和3D技术、基于WebGL技术和GIS系统，构建出与真实物理建筑实时联动的大屏展示。

优选的，所述移动端通过wifi或无线网路技术与智慧建筑云平台进行信号连接，与移动设备进行实时数据共享。

本发明的技术效果和优点：

(1)该发明基于新技术和新理念，重新定义智慧建筑管控方式，传统的建筑物管控需要大量的运维管理人员实地检查、实地操作，且运维长期处于一种地毯式的方式，无法识别高紧急级别设备，也无法实时掌握各个设备的状态，基于智慧建筑云平台强大的计算能力、存储能力、分析能力和AI能力，对于建筑物的管控只需要少量实地接触真实物理设备的活动外，大多数管控能力完全可以在平台中实现，该平台多元化展示的建筑物各类信息和数据以及提供给用户适当的操作接口，对建筑物建立起来了一个数字化副本，用户可以通过操作该“数字副本”建筑物，达到管控真实建筑物的目的；

(2)智慧建筑云平台能够大大提高建筑物管控和运维效率，基于该平台强大的数据计算和处理能力，将各类管控和运维活动在平台中定义为单个模板，利用平台监控能力不断监控各个设备的状态，并将各个设备通过需运维程度分类，高级别的警告则通过短信、邮件等方式通知运维管理人员，运维人员针对性的再去处理各类异常和故障，基于此平台，基本上将大量的设备的异常分析和数据监控处理过程交给了计算机去处理，平台帮我们筛选出真正需要运维管理人员参与的设备问题，大大地降低了建筑物管控和运维成本，提高了管理效率；

(3)基于智慧建筑云平台，可以实现对设备的自主管控，从而达到减低能耗的目的，该平台将一些常规物理设备纳入到平台分析和自主处理的范围内，对物理设备的某些参数提前设定其阈值，一旦平台采集到的信号超过了设定的物理设备的阈值，系统则通过负反馈的方式，自动向设备下发管控命令，将设备参数值重新调整至正常范围内；

(4)智慧建筑云平台相对于传统的建筑物管控平台来说是一种“集大成者”、“抽象和实现完全分离的”管控平台。智慧建筑云平台子系统包含门禁、消防、视频监控、防盗报警、暖通空调、给排水和公共照明等，应用层包含设备管理、运维管理、报表管理、配置管理和日志管理等，基于WebGL和GI S技术，实现了轻量化、无插件化的空间2D/3D建模，而无需像传统的BIM建模那样依赖复杂、此外该平台同时支持移动端，增加了平台终端交互能力。

附图说明

图1为本发明系统框图；

图2为本发明平台搭建流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了如图1所示的一种基于WebGL和GIS系统的智慧建筑综合管控平台，包括子系统层、数据采集平台、数据层和应用层，其特征在于，子系统层与数据采集平台连接，数据采集平台与数据层通过无线网络与数据层连接，数据层与应用层连接；

子系统层包括门禁子系统、安防子系统、暖通子系统、给排子系统、电配子系统、停车子系统、消防子系统和能源子系统，门禁子系统控制门禁的开闭，安防子系统控制建筑空间的安全和防护，暖通子系统控制建筑空间暖气的供给，消防子系统控制建筑空间的消防安全，给排子系统控制建筑空间的给排水，电配子系统控制建筑空间的电子电器，停车子系统控制停车库的现象运行，能源子系统控制建筑空间的能源供给；

数据采集平台包括DB接口、API接头、OPC接口，GB28181组件和消息中间件，将子系统传送的信号转换为统数据，消息中间件实行异步处理数据采集和存储，将数据的采集和存储从功能上和逻辑上解耦；

数据层包括实时数据、历史数据、业务数据库、基础配置数据库、地理信息与建筑模型库，实时数据通过Flink开源流式计算框架，对实时数据按照约定的业务规则不停地进行实时计算并传输，历史数据采用基于Mycat数据库中间件的分布式数据库模型，将海量数据进行垂直和水平分片；

应用层包括系统管理、基础模块、多层管理和移动端；

系统管理包括门禁管理、安防系统、暖通空调、给水排水和公共照明，对门禁、安防、暖通给水排水和照明数据的查询、展示、培植和维修操作；

基础模块包括设备管理、运维管理、报表管理、配置管理和日志管理，对建筑内部的设备和运行维护产生报表和日志，定期的对建筑设备进行维护；

多层管理包括建筑屏、视频屏、报警屏，各类大屏通过融合组态2D和3D技术、基于WebGL技术和GIS系统，构建出与真实物理建筑实时联动的大屏展示；

移动端通过wifi或无线网路技术与智慧建筑云平台进行信号连接，与移动设备进行实时数据共享。

本发明工作原理：当需要搭建该综合管控平台时：

S1：确认子系统范围，子系统需要包含门禁、消防、视频监控、防盗报警、暖通空调、给排水、变配电、公共照明、电梯运行、停车管理和能源管理等，此外，还需要给指定设备采购并安装相应的控制器；

S2：数采平台的搭建，当子系统与物联网层数据采集均就绪后，搭建数据采集与控制平台，在该平台中，针对不同类型的设备采用各类协议转换工具，将物理层的信号转换成统一的转换为OPC协议的数据以便上层处理，同时平台需要处理视频数据协议转换和其他类型数据协议转换，平台能够支持的接口类型包括OPC、DB、API，此外，对于频繁和大批量采集的数据通过异步处理数据采集和存储过程，将数据的采集和存储从功能上和逻辑上解耦开来，而且，采用消息中间件方式处理数据，降低存储请求的等待，提高系统并发运行的能力，为系统限流减压；

S3：数据层的部署和建立,数据平台处理的数据类型有实时监控数据、历史数据、业务数据、基础配置数据、地理信息与建筑模型数据，对于业务类和配置类的数据是数据的持久性和一致性,对于实时类数据，采用Flink开源流式计算框架，对实时数据按照约定的业务规则不停地进行实时计算，并在上层展示相应的结果,对于历史数据采用基于mycat数据库中间件的分布式数据库模型，将海量数据进行垂直和水平分片，从而缓解数据库存取压力，提供海量数据的存取能力；

S4：建立面向用户的应用层，主要包括基础数据的查询、展示、配置、维护和其他操作，主要业务有门禁、消防、视频监控、防盗报警、暖通空调、给排水、公共照明,应用层还提供面向用户的一些业务能力，主要包括设备管理、运维管理、报表管理、配置管理和日志管理，这些模块提供了一般的业务能力处理入口,此外，智慧建筑云平台还提供了丰富的多屏显示的多元化显示风格，多屏包含建筑屏、视频屏、报警屏，各类大屏通过融合组态2D和3D技术、基于WebGL技术和GIS系统，构建出与真实物理建筑实时联动的大屏展示，多元化展示风格不仅能够用作大屏实时动态展示，也可以联动操作相关业务功能，跟其他业务模块进行互动。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于WebGL和GIS系统的智慧建筑综合管控平台，包括子系统层、数据采集平台、数据层和应用层，其特征在于，所述子系统层与数据采集平台连接，所述数据采集平台与数据层通过无线网络与数据层连接，所述数据层与应用层连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于WebGL和GIS系统的智慧建筑综合管控平台，其特征在于，所述子系统层包括门禁子系统、安防子系统、暖通子系统、给排子系统、电配子系统、停车子系统、消防子系统和能源子系统，门禁子系统控制门禁的开闭，安防子系统控制建筑空间的安全和防护，暖通子系统控制建筑空间暖气的供给，消防子系统控制建筑空间的消防安全，给排子系统控制建筑空间的给排水，电配子系统控制建筑空间的电子电器，停车子系统控制停车库的现象运行，能源子系统控制建筑空间的能源供给。

3.根据权利要求1所述的一种基于WebGL和GIS系统的智慧建筑综合管控平台，其特征在于，所述数据采集平台包括DB接口、API接头、OPC接口，GB28181组件和消息中间件，将子系统传送的信号转换为统数据，消息中间件实行异步处理数据采集和存储，将数据的采集和存储从功能上和逻辑上解耦。

4.根据权利要求1所述的一种基于WebGL和GIS系统的智慧建筑综合管控平台，其特征在于，所述数据层包括实时数据、历史数据、业务数据库、基础配置数据库、地理信息与建筑模型库，实时数据通过Flink开源流式计算框架，对实时数据按照约定的业务规则不停地进行实时计算并传输，历史数据采用基于Mycat数据库中间件的分布式数据库模型，将海量数据进行垂直和水平分片。

5.根据权利要求1所述的一种基于WebGL和GIS系统的智慧建筑综合管控平台，其特征在于，所述应用层包括系统管理、基础模块、多层管理和移动端。

6.根据权利要求5所述的一种基于WebGL和GIS系统的智慧建筑综合管控平台，其特征在于，所述系统管理包括门禁管理、安防系统、暖通空调、给水排水和公共照明，对门禁、安防、暖通给水排水和照明数据的查询、展示，对部分可控设备进行控制和基础数据设置操作。

7.根据权利要求5所述的一种基于WebGL和GIS系统的智慧建筑综合管控平台，其特征在于，所述基础模块包括设备管理、运维管理、报表管理、配置管理和日志管理，对建筑内部的设备和运行维护产生报表和日志，定期的对建筑设备进行维护。

8.根据权利要求5所述的一种基于WebGL和GIS系统的智慧建筑综合管控平台，其特征在于，所述多层管理包括建筑屏、视频屏、报警屏，各类大屏通过融合组态2D和3D技术、基于WebGL技术和GIS系统，构建出与真实物理建筑实时联动的大屏展示。

9.根据权利要求5所述的一种基于WebGL和GIS系统的智慧建筑综合管控平台，其特征在于，所述移动端通过wifi或无线网路技术与智慧建筑云平台进行信号连接，与移动设备进行实时数据共享。

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