一种基于BIM的建筑热环境监测系统的制作方法

一种基于bim的建筑热环境监测系统
技术领域
1.本发明属于建筑热环境监测技术领域，具体涉及一种基于bim的建筑热环境监测系统。


背景技术：

2.bim(building information modeling)技术是一种应用于工程设计、建造、管理的数据化工具，通过对建筑的数据化、信息化模型整合，在项目策划、运行和维护的全生命周期过程中进行共享和传递，使工程技术人员对各种建筑信息作出正确理解和高效应对，为设计团队以及包括建筑、运营单位在内的各方建设主体提供协同工作的基础，在提高生产效率、节约成本和缩短工期方面发挥重要作用。
3.建筑热环境可以分为室内热环境及室外热环境。室内热环境是指影响人体冷热感觉的环境因素。这些因素主要包括室内空气温度、空气湿度、气流速度以及人体与周围环境之间的辐射换热。适宜的室内热环境是指室内空气温度、湿度气流速度以及环境热辐射适当，使人体易于保持热平衡从而感到舒适的室内环境条件。
4.现有技术中，授权公告号为cn214308909u的中国实用新型专利文献，公开了一种建筑热环境监测系统，能够对多个采样点进行监测，一次性获得大量数据，提升监测效率，方便灵活，但是其不能对历时检测值进行存储并可视化的展示出来，无法直观的表示出建筑内各测量点热环境的变动情况。
5.因此，需要设计一种基于bim的建筑热环境监测系统来解决目前所面临的技术问题。


技术实现要素：

6.针对现有技术中所存在的不足，本发明提供了一种能够周期性的多点采集建筑热环境数据，并将历时数据可视化的表示出，便于相关人员进行分析的基于bim的建筑热环境监测系统。
7.本发明的技术方案为：基于bim的建筑热环境监测系统，包括：
8.采样单元模块，所述采样单元模块用于采集监测点的热环境监测值；
9.bim服务器，所述bim服务器通过通信网关与所述采集单元模块数据交互；
10.系统数据中心，所述系统数据中心周期性的通过所述bim服务器获取采样单元模块实时的热环境监测值；
11.监控终端，所述监控终端通过本地访问所述系统数据中心获取热环境监测值并生成可视图表；
12.移动终端，所述移动终端通过远程访问所述系统数据中心获取热环境监测值并生成可视图表。
13.所述采样单元模块包括：
14.通信电路，所述通信电路与所述通信网关无线通信连接；
15.控制器，所述控制器与所述通信电路连接；
16.ad采样电路，所述ad采样电路与所述控制器连接用于模数转换；
17.传感器组，用于采集监测点的湿度值、风速值、二氧化碳浓度值、辐射温度值、空气温度值、水蒸气饱和时的空气温度值。
18.所述传感器组包括：
19.湿度传感器，用于采集监测点的湿度值；
20.风速传感器，用于采集监测点的风速值；
21.二氧化碳浓度传感器，用于采集监测点的二氧化碳浓度值；
22.黑球温度传感器，用于采集监测点的辐射温度值；
23.干球温度传感器，用于采集监测点的空气温度值；
24.湿球温度传感器，用于采集监测点的水蒸气饱和时的空气温度值。
25.所述通信网关下行通过lora与所述通信电路通信，所述通信网关上行通过4g、wifi或以太网与所述bim服务通信。
26.所述通信网关为ug87-lora网关。
27.所述bim服务器为计算机。
28.所述系统数据中心以时间序列存储获取到的热环境监测值。
29.所述移动终端为智能手机、智能平板、pda。
30.所述热环境监测值包括湿度值、风速值、二氧化碳浓度值、辐射温度值、空气温度值、水蒸气饱和时的空气温度值。
31.所述可视图标为折线图、柱形图或条形图。
32.本发明的有益效果：
33.(1)本发明中，在bim服务器中利用bim建立建筑模型，根据需要在建筑内部设置至少一个采样单元模块，并在建筑模型中标记对应位置信息，bim服务器周期性的通过通信网关向采样单元模块采集监测点的热环境监测值，并将采集到的热环境监测值发送至系统数据中心进行存储，现场人员能够通过监控终端获取建筑中个监测点的热环境监测值，远程人员能够通过移动终端获取建筑中个监测点的热环境监测值，便于本地及远程的相关研究人员直观获取建筑热环境实时信息及变动趋势，便于对建筑的热环境进行分析；
34.(2)通过采样单元模块能够采集不同监测点的二氧化碳浓度及浓度变化趋势，能够根据浓度变化的趋势调整施工方式，实现低碳施工；通过采集单元模块采集到的风速值，了解监测点的通风情况，根据实际施工需要进行调整；通过采集单元模块采集到的湿度值、辐射温度值、空气温度值、水蒸气饱和时的空气温度值等环境温湿度值，分析监测点的温湿度情况，跟预期情况进行比对，及时调节差异以避免温湿度变化对施工带来的不利影响。
附图说明
35.图1为本发明中基于bim的建筑热环境监测系统的远离框图。
36.图2为本发明中采样单元模块的原理框图。
具体实施方式
37.现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。对示例性实施例的描述
仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。本发明可以以许多不同的形式实现，不限于这里所述的实施例。提供这些实施例是为了使本发明透彻且完整，并且向本领域技术人员充分表达本发明的范围。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、材料的组分、数字表达式和数值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。
38.本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指在该词前的要素涵盖在该词后列举的要素，并不排除也涵盖其他要素的可能。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
39.如图1和2所示，基于bim的建筑热环境监测系统，包括：采样单元模块，采样单元模块用于采集监测点的热环境监测值；bim服务器，bim服务器通过通信网关与采集单元模块数据交互；系统数据中心，系统数据中心周期性的通过bim服务器获取采样单元模块实时的热环境监测值；监控终端，监控终端通过本地访问系统数据中心获取热环境监测值并生成可视图表；移动终端，移动终端通过远程访问系统数据中心获取热环境监测值并生成可视图表；在本实施例中，在bim服务器中利用bim建立建筑模型，根据需要在建筑内部设置至少一个采样单元模块，并在建筑模型中标记对应位置信息，bim服务器周期性的通过通信网关向采样单元模块采集监测点的热环境监测值，并将采集到的热环境监测值发送至系统数据中心进行存储，现场人员能够通过监控终端获取建筑中个监测点的热环境监测值，远程人员能够通过移动终端获取建筑中个监测点的热环境监测值，便于本地及远程的相关研究人员直观获取建筑热环境实时信息及变动趋势，便于对建筑的热环境进行分析；通过采样单元模块能够采集不同监测点的二氧化碳浓度及浓度变化趋势，能够根据浓度变化的趋势调整施工方式，实现低碳施工；通过采集单元模块采集到的风速值，了解监测点的通风情况，根据实际施工需要进行调整；通过采集单元模块采集到的湿度值、辐射温度值、空气温度值、水蒸气饱和时的空气温度值等环境温湿度值，分析监测点的温湿度情况，跟预期情况进行比对，及时调节差异以避免温湿度变化对施工带来的不利影响。
40.作为上述实施例中更为具体的一种实施方式，bim服务器可以以一个小时为间隔，通过通信网关向采样单元模块采集监测点的热环境监测值，并将热环境监测值以小时为单位的时间序列进行存储；对于多个采集监测点具有对个采样单元模块，为了区分不同采集监测点的数据，在存储时根据热环境监测值数据来源于不同的采样单元模块，在数据中标记出不同的位置代码，用于在调取时分别不同采集监测点。
41.作为采样单元模块具体的一种实施方式，采样单元模块包括：通信电路，通信电路与通信网关无线通信连接，通过通信电路与通信网关之间建立连接关系，用于数据传输；控制器，控制器与通信电路连接，控制器作为采样单元模块的控制中心；ad采样电路，ad采样电路与控制器连接用于模数转换，将从传感器组中采集到的模拟量转换成数字量，并将转换后的数字量发送至控制器，控制器将数据打包后通过通信电路、通信网关发送至bim服务器处；传感器组，用于采集监测点的湿度值、风速值、二氧化碳浓度值、辐射温度值、空气温度值、水蒸气饱和时的空气温度值；其中控制器为单片机最小系统。
42.作为传感器组具体的一种实施方式，传感器组包括：湿度传感器，湿度传感器能够
感受湿度并转换成模拟信号，用于采集监测点的湿度值；风速传感器，风速传感器能够将风速转换成拟量信号(4-20ma、0-10v、0-5v)进行数据输出，用于采集监测点的风速值；二氧化碳浓度传感器，二氧化碳浓度传感器利用非色散红外(ndir)原理对空气中存在的co2进行探测，具有很好的选择性，无氧气依赖性，广泛应用于存在可燃性、爆炸性气体的各种场合，其在本实施例中用于采集监测点的二氧化碳浓度值；黑球温度传感器，用于采集监测点的辐射温度值；干球温度传感器，用于采集监测点的空气温度值；湿球温度传感器，用于采集监测点的水蒸气饱和时的空气温度值。
43.作为通信网关具体的一种实施方式，通信网关下行通过lora与通信电路通信，每个通信网关下行可与多个采样单元模块的通信电路进行通信，通信网关上行通过4g、wifi或以太网与bim服务通信；更为具体的，通信网关为ug87-lora网关。
44.进一步的，作为bim服务器具体的一种实施方式，bim服务器为计算机。
45.进一步的，系统数据中心以时间序列存储获取到的热环境监测值，通过移动终端或远程终端访问系统数据中心时，能够通过可视化图标进行显示，便于相关人员直观获取建筑热环境实时信息及变动趋势，便于对建筑的热环境进行分析。
46.作为移动终端具体的一种实施方式，移动终端为智能手机、智能平板、pda。
47.在上述实施例中，热环境监测值包括湿度值、风速值、二氧化碳浓度值、辐射温度值、空气温度值、水蒸气饱和时的空气温度值。
48.更为具体的是，可视图标为折线图、柱形图或条形图，优选的为折线图，不仅能够显示每个采样周期的热环境监测值，同时能够对热环境监测值的变动趋势进行展示。
49.至此，已经详细描述了本发明的各实施例。为了避免遮蔽本发明的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。
50.以上所述实施例仅表达了本发明的部分实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。