[发明专利]一种基于数字孪生的三维可视化设计方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于数字孪生的三维可视化设计方法及系统，该系统包括数据层、代理层，虚拟层、渲染层和桌面真三维显示层，数据层包括收发模块和数据平台，代理层包括数据注册池和数据响应池，虚拟层包括数字模块和交互模块，渲染层包括三维场景，桌面真三维显示层包括图像解码模块和DMD核心控制模块。该系统可以有效地帮助用户十分简便地设计出一套可视化数字孪生系统，还可以让用户更加清晰立体地了解物联网系统的全貌并实时查看，编辑和控制整个物联网系统。

技术领域

本发明涉及数字孪生和真三维显示技术领域，特别涉及一种基于数字孪生的三维可视化设计方法及系统。

背景技术

随着近年来物联网领域的发展，数字孪生技术越来越受到人们的重视。数字孪生是物联网设备的数字化，数字孪生通过使用传感器收集物联网中物理设备的实时数据，充当物理世界和数字世界的桥梁，这些数据被用于创建物联网的数字副本，从而允许人们对物联网进行理解、分析、操作和优化。

数字孪生技术需要进行数据感知、运行监测等，并且整合历史积累数据进行运算，同时还需要对数据和运算结果进行可视化呈现，这样才能方便人们直观地体验到数字与现实相互结合，而如何方便的将数字孪生以三维立体的方式可视化给人们，就是急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种基于数字孪生的三维可视化设计方法及系统。该系统可以有效地帮助用户十分简便地设计出一套可视化数字孪生系统，还可以让用户更加清晰立体地了解物联网系统的全貌并实时查看，编辑和控制整个物联网系统。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于数字孪生的三维可视化设计系统，包括数据层、代理层，虚拟层、渲染层和桌面真三维显示层，数据层包括收发模块和数据平台，代理层包括数据注册池和数据响应池，虚拟层包括数字模块和交互模块，渲染层包括三维场景，桌面真三维显示层包括图像解码模块和DMD核心控制模块。

本发明还提供一种基于数字孪生的三维可视化设计方法，包括以下步骤：

a、收发单元通过无线传感器网络来收集所有传感器传递的数据信息，包括传感器的工作状态和物联网设备工作信息，并将数据信息存储在数据平台中，用户可以对这些上传数据的传感器设置权限等级生成权限列表List存储在数据平台中；

b、数据平台根据权限列表List分门别类按照功能或区域来统计传感器的数据，计算总和环比同比等用户需要的数据结果，并对用户需要的数据进行分析预测，在对所有物联网设备里的传感器进行跟踪的同时模拟当前物联网设备的虚拟工作状态和工作进度，以便实时在线维护物联网设备；

c、数据平台将统计整理的数据和分析预测结果传递给代理层中的数据注册池，数据注册池根据解析出来的数据属性在虚拟层数字模块中给数据匹配对应的功能模块生成注册后的数字模块Prefab，用户再根据自己的需求给注册后的数字模块Prefab添加交互模块生成新的注册数字模块Prefab；

d、数据响应池给注册数字模块Prefab分配序列号和优先级，这样注册数字模块Prefab就可以通过自身的交互模块先在数据响应池订阅自己需要的传感器数据或平台分析预测数据等，再根据优先级顺序在响应池中依次接收到自己请求的相关数据；用户还可以通过交互模块中给数据响应池发出控制命令，数据响应池再传递给数据平台，数据平台读取权限列表List后在收发单元给权限内的传感器发送控制命令，已达到控制传感器的目的；

e、将所有注册数字模块Prefab在三维场景中渲染出来并生成虚拟物联网数字孪生系统，在三维场景中用户就可以查询所有物联网设备的工作状态和传感器数据等，还可以对现实中的物联网设备进行控制。