本發(fā)明涉及裝配式建筑領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于bim和物聯(lián)網(wǎng)的裝配式建筑監(jiān)測方法。

背景技術(shù)：

1、裝配式建筑是由預(yù)構(gòu)件組裝而成，裝配式建筑的構(gòu)件之間的連接通常采用螺栓、焊接、粘合劑或其他適當?shù)倪B接方法，裝配式建筑構(gòu)件之間的連接沒有傳統(tǒng)的一體式澆筑緊密，不同連接方法在不同環(huán)境條件下可能具有不同的性能，例如某些粘合劑可能對濕度或溫度更敏感，在裝配式建筑使用過程中，需要對建筑的各個構(gòu)件，尤其是其主要作用的構(gòu)件進行監(jiān)測，這對于保障裝配式安全至關(guān)重要。

2、現(xiàn)有的裝配式建筑監(jiān)測多采用傳感器的方式采集裝配式建筑的信息，然后根據(jù)采集的信息確定裝配式建筑各個構(gòu)件的位移等情況，實現(xiàn)對裝配式建筑的監(jiān)測。使用最廣泛的技術(shù)是傳感器通過zigbee網(wǎng)絡(luò)將采集的信息發(fā)送給網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)關(guān)通過wifi或者4g等，將數(shù)據(jù)發(fā)生給服務(wù)器，然后將數(shù)據(jù)顯示在電腦屏幕上。但是存在以下問題：首先，在建筑物的bim模型中顯示監(jiān)測數(shù)據(jù)一般是和bim模型分離的，僅僅是在bim模型上添加了圖標，當旋轉(zhuǎn)bim模型時，傳感器圖標會顯著和bim模型分離，影響視覺效果；此外，zigbee作為近距離通信方式，容易受到周圍環(huán)境的影響，特別是鋼結(jié)構(gòu)的裝配式建筑。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種基于bim和物聯(lián)網(wǎng)的裝配式建筑監(jiān)測方法，所述方法包括以下步驟：

2、s1，獲取裝配式建筑的bim模型，創(chuàng)建zigbee終端圖元，在bim模型中顯示zigbee終端圖元；根據(jù)傳感器的種類和安裝位置為zigbee終端圖元設(shè)置標簽；

3、s2，協(xié)調(diào)器或網(wǎng)關(guān)基于所述標簽從沒有加入簇的多個zigbee終端中隨機選擇一個zigbee終端作為簇頭，獲取所述簇頭和剩余zigbee終端的通信的信噪比和rssi，根據(jù)所述信噪比和所述rssi確定加入到以所述簇頭為首的簇中的zigbee終端；重復(fù)以上過程直到所有zigbee加入簇中；

4、s3，重復(fù)執(zhí)行s2多次，根據(jù)每個簇中zigbee終端與簇頭通信的信噪比和rssi，以及簇頭與協(xié)調(diào)器或網(wǎng)關(guān)通信的信噪比和rssi，確定最優(yōu)簇劃分方式；在所述bim模型中顯示zigbee終端、簇頭，以及協(xié)調(diào)器和/或網(wǎng)關(guān)；

5、s4，根據(jù)所述標簽確定是否將有異常數(shù)據(jù)的zigbee終端確定為簇頭，如果是，則具有異常數(shù)據(jù)的zigbee終端向原簇頭發(fā)送數(shù)據(jù)的同時，自身作為簇頭再次向協(xié)調(diào)器或網(wǎng)關(guān)發(fā)送數(shù)據(jù)；在bim模型中的zigbee終端圖元中顯示zigbee終端采集的數(shù)據(jù)。

6、優(yōu)選地，所述創(chuàng)建zigbee終端圖元，具體為：

7、根據(jù)zigbee終端的類型創(chuàng)建zigbee終端圖元，其中zigbee終端圖元作為訂閱者訂閱mqtt服務(wù)器中與zigbee終端圖元對應(yīng)的zigbee終端的數(shù)據(jù)，將所述數(shù)據(jù)作為zigbee終端圖元的實例參數(shù)，當所述實例參數(shù)發(fā)生變化時，zigbee終端圖元發(fā)生視覺上變化；

8、其中，所述協(xié)調(diào)器或網(wǎng)關(guān)通過mqtt方式將zigbee終端的數(shù)據(jù)推送到mqtt服務(wù)器，zigbee終端圖元訂閱對應(yīng)zigbee終端的數(shù)據(jù)。

9、優(yōu)選地，所述根據(jù)所述信噪比和所述rssi確定加入到以所述簇頭為首的簇中的zigbee終端，具體為：

10、獲取能夠與所述簇頭建立連接的zigbee終端的所述標簽、信噪比和rssi，根據(jù)所述標簽中的關(guān)鍵字確定信噪比閾值和rssi閾值，若所述信噪比大于所述信噪比閾值且所述rssi大于所述rssi閾值，則將所述zigbee終端加入到以所述簇頭為首的簇中。

11、優(yōu)選地，所述根據(jù)每個簇中zigbee終端與簇頭通信的信噪比和rssi，以及簇頭與協(xié)調(diào)器或網(wǎng)關(guān)通信的信噪比和rssi，確定最優(yōu)簇劃分方式，具體為：

12、獲取每種簇劃分方式中的簇頭和每個簇頭對應(yīng)的zigbee終端，根據(jù)zigbee終端的所述標簽中的關(guān)鍵字確定信噪比閾值和rssi閾值，計算簇中zigbee終端的信噪比與信噪比閾值的比值的平均值，以及rssi與rssi閾值的比值的平均值，將兩個平均值中的最小值作為第一變量；獲取所有簇的第一變量的平均值；

13、獲取所有簇頭中與協(xié)調(diào)器或網(wǎng)關(guān)的通信的信噪比，根據(jù)簇頭對應(yīng)的信噪比與預(yù)設(shè)值的比值確定為第二變量；

14、根據(jù)所述第一變量的平均值、所述第二變量和所述簇頭的數(shù)量得到每種簇劃分方式的得分，將得分最高的簇劃分方式確定為最優(yōu)簇劃分方式。

15、優(yōu)選地，所述根據(jù)所述第一變量的平均值、所述第二變量和所述簇頭的數(shù)量得到每種簇劃分方式的得分，具體為：

16、預(yù)設(shè)設(shè)置三個權(quán)重k1、k2、k3，將k1*(第一變量的平均值)+k2*(第二變量)+k3*(簇頭的數(shù)量)的結(jié)果作為所述得分，其中k1>0，k2>0，k3<0；或者，

17、預(yù)先設(shè)置所述第一變量的平均值對應(yīng)的評分區(qū)間、所述第二變量對應(yīng)的評分區(qū)間、所述簇頭的數(shù)量對應(yīng)的評分區(qū)間，根據(jù)第一變量的平均值所處的評分區(qū)間、第二變量所處的評分區(qū)間、簇頭的數(shù)量所處的評分區(qū)間得到三個得分，三個得分之和作為每種簇劃分方式的得分。

18、優(yōu)選地，所述預(yù)設(shè)值與簇頭對應(yīng)的簇中zigbee終端的種類相關(guān)，具體地：

19、獲取簇頭對應(yīng)的簇中zigbee終端的標簽，根據(jù)標簽的關(guān)鍵詞確定zigbee終端的種類；計算預(yù)設(shè)種類與簇頭對應(yīng)的簇中zigbee終端的占比，所述預(yù)設(shè)值與所述占比成正比。

20、此外，本發(fā)明還提供了一種基于bim和物聯(lián)網(wǎng)的裝配式建筑監(jiān)測系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括以下模塊：

21、bim模型構(gòu)建模塊，用于獲取裝配式建筑的bim模型，創(chuàng)建zigbee終端圖元，在bim模型中顯示zigbee終端圖元；根據(jù)傳感器的種類和安裝位置為zigbee終端圖元設(shè)置標簽；

22、簇劃分模塊，用于協(xié)調(diào)器或網(wǎng)關(guān)基于所述標簽從沒有加入簇的多個zigbee終端中隨機選擇一個zigbee終端作為簇頭，獲取所述簇頭和剩余zigbee終端的通信的信噪比和rssi，根據(jù)所述信噪比和所述rssi確定加入到以所述簇頭為首的簇中的zigbee終端；重復(fù)以上過程直到所有zigbee加入簇中；

23、最優(yōu)簇確定模塊，用于重復(fù)執(zhí)行所述簇劃分模塊多次，根據(jù)每個簇中zigbee終端與簇頭通信的信噪比和rssi，以及簇頭與協(xié)調(diào)器或網(wǎng)關(guān)通信的信噪比和rssi，確定最優(yōu)簇劃分方式；在所述bim模型中顯示zigbee終端、簇頭，以及協(xié)調(diào)器和/或網(wǎng)關(guān)；

24、監(jiān)測模塊，用于根據(jù)所述標簽確定是否將有異常數(shù)據(jù)的zigbee終端確定為簇頭，如果是，則具有異常數(shù)據(jù)的zigbee終端向原簇頭發(fā)送數(shù)據(jù)的同時，自身作為簇頭再次向協(xié)調(diào)器或網(wǎng)關(guān)發(fā)送數(shù)據(jù)；在bim模型中的zigbee終端圖元中顯示zigbee終端采集的數(shù)據(jù)。

25、優(yōu)選地，所述創(chuàng)建zigbee終端圖元，具體為：

26、根據(jù)zigbee終端的類型創(chuàng)建zigbee終端圖元，其中zigbee終端圖元作為訂閱者訂閱mqtt服務(wù)器中與zigbee終端圖元對應(yīng)的zigbee終端的數(shù)據(jù)，將所述數(shù)據(jù)作為zigbee終端圖元的實例參數(shù)，當所述實例參數(shù)發(fā)生變化時，zigbee終端圖元發(fā)生視覺上變化；

27、其中，所述協(xié)調(diào)器或網(wǎng)關(guān)通過mqtt方式將zigbee終端的數(shù)據(jù)推送到mqtt服務(wù)器，zigbee終端圖元訂閱對應(yīng)zigbee終端的數(shù)據(jù)。

28、優(yōu)選地，所述根據(jù)所述信噪比和所述rssi確定加入到以所述簇頭為首的簇中的zigbee終端，具體為：

29、獲取能夠與所述簇頭建立連接的zigbee終端的所述標簽、信噪比和rssi，根據(jù)所述標簽中的關(guān)鍵字確定信噪比閾值和rssi閾值，若所述信噪比大于所述信噪比閾值且所述rssi大于所述rssi閾值，則將所述zigbee終端加入到以所述簇頭為首的簇中。

30、優(yōu)選地，所述根據(jù)每個簇中zigbee終端與簇頭通信的信噪比和rssi，以及簇頭與協(xié)調(diào)器或網(wǎng)關(guān)通信的信噪比和rssi，確定最優(yōu)簇劃分方式，具體為：

31、獲取每種簇劃分方式中的簇頭和每個簇頭對應(yīng)的zigbee終端，根據(jù)zigbee終端的所述標簽中的關(guān)鍵字確定信噪比閾值和rssi閾值，計算簇中zigbee終端的信噪比與信噪比閾值的比值的平均值，以及rssi與rssi閾值的比值的平均值，將兩個平均值中的最小值作為第一變量；獲取所有簇的第一變量的平均值；

32、獲取所有簇頭中與協(xié)調(diào)器或網(wǎng)關(guān)的通信的信噪比，根據(jù)簇頭對應(yīng)的信噪比與預(yù)設(shè)值的比值確定為第二變量；

33、根據(jù)所述第一變量的平均值、所述第二變量和所述簇頭的數(shù)量得到每種簇劃分方式的得分，將得分最高的簇劃分方式確定為最優(yōu)簇劃分方式。

34、優(yōu)選地，所述根據(jù)所述第一變量的平均值、所述第二變量和所述簇頭的數(shù)量得到每種簇劃分方式的得分，具體為：

35、預(yù)設(shè)設(shè)置三個權(quán)重k1、k2、k3，將k1*(第一變量的平均值)+k2*(第二變量)+k3*(簇頭的數(shù)量)的結(jié)果作為所述得分，其中k1>0，k2>0，k3<0；或者，

36、預(yù)先設(shè)置所述第一變量的平均值對應(yīng)的評分區(qū)間、所述第二變量對應(yīng)的評分區(qū)間、所述簇頭的數(shù)量對應(yīng)的評分區(qū)間，根據(jù)第一變量的平均值所處的評分區(qū)間、第二變量所處的評分區(qū)間、簇頭的數(shù)量所處的評分區(qū)間得到三個得分，三個得分之和作為每種簇劃分方式的得分。

37、優(yōu)選地，所述預(yù)設(shè)值與簇頭對應(yīng)的簇中zigbee終端的種類相關(guān)，具體地：

38、獲取簇頭對應(yīng)的簇中zigbee終端的標簽，根據(jù)標簽的關(guān)鍵詞確定zigbee終端的種類；計算預(yù)設(shè)種類與簇頭對應(yīng)的簇中zigbee終端的占比，所述預(yù)設(shè)值與所述占比成正比。

39、最后，本發(fā)明還提供了一種計算機可讀存儲介質(zhì)，所述可讀存儲介質(zhì)上存儲有計算機程序，所述計算機程序在被計算機執(zhí)行時，實現(xiàn)如上所述的方法。

40、針對現(xiàn)有技術(shù)中，裝配式建筑bim模型和基于物聯(lián)網(wǎng)的建筑監(jiān)測系統(tǒng)融合度不高的問題，本發(fā)明將在bim模型中加入zigbee終端圖元，zigbee終端圖元作為圖元的一種，可以很好的和適用于bim模型，而且zigbee終端圖元的實例參數(shù)獲取自裝配式建筑的zigbee終端，使得監(jiān)測系統(tǒng)和bim模型作為一個整體。此外，裝配式建筑尤其是鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑中鋼結(jié)構(gòu)材料較多，zigbee網(wǎng)絡(luò)容易受到干擾，本發(fā)明提出了一種自動進行簇劃分的方法，能夠有效提高了zigbee網(wǎng)絡(luò)的抗干擾能力。