本實(shí)用新型涉及生態(tài)種植的技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種基于BIM平臺及VR技術(shù)的家庭立體種植生態(tài)循環(huán)管理系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

“節(jié)能減排”，不僅是當(dāng)今社會(huì)的流行語, 更是關(guān)系到人類未來的戰(zhàn)略選擇?！暗吞忌睢惫?jié)能環(huán)保，有利于減緩全球氣候變暖和環(huán)境惡化的速度。低碳是提倡借助低能量、低消耗和循環(huán)利用的生產(chǎn)、生活方式，把消耗的能量降到最低，從而減少二氧化碳的排放，保護(hù)地球環(huán)境。

當(dāng)今種植業(yè)沒有形成綜合種養(yǎng)和資源的相互轉(zhuǎn)化和利用，土地利用率低、保溫性能差以及肥水用量大，造成資源和成本浪費(fèi)。另外，種植農(nóng)場農(nóng)作物生產(chǎn)主要靠施用化肥、農(nóng)藥，養(yǎng)殖農(nóng)場畜禽飼養(yǎng)主要依靠飼料和激素藥物，不但對土地和水源造成了污染，而且農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)、安全也無法得到有效的保障，與低碳生活的理念背道而馳。循環(huán)利用提供了一種既能減少垃圾填埋又能節(jié)約自然資源的方法，80 年代后期，隨著環(huán)保意識的增強(qiáng)，公眾開始認(rèn)為循環(huán)利用是保護(hù)環(huán)境的關(guān)鍵。

BIM 即建筑信息模型，建筑信息模型不是簡單的將數(shù)字信息進(jìn)行集成，它還是一種數(shù)字信息的應(yīng)用，并可以用于設(shè)計(jì)、建造、管理的數(shù)字化方法，這種方法支持建筑工程的集成管理環(huán)境，可以使建筑工程在其整個(gè)進(jìn)程中顯著提高效率、大量減少風(fēng)險(xiǎn)。而一個(gè)完整的BIM 模型應(yīng)該具有可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性和可出圖形等特點(diǎn)，在BIM 建筑信息模型中，由于整個(gè)過程都是可視化的，所以，可視化的結(jié)果不僅可以用來效果圖的展示及報(bào)表的生成，更重要的是，項(xiàng)目設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)營過程中的溝通、討論、決策都在可視化的狀態(tài)下進(jìn)行，并且后期運(yùn)營階段可以模擬日常緊急情況的處理方式的模擬。

VR技術(shù)即虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，是綜合利用計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)和各種現(xiàn)實(shí)及控制等接口設(shè)備，在計(jì)算機(jī)上生成的、可交互的三維環(huán)境中提供沉浸感覺的技術(shù)。其中，計(jì)算機(jī)生成的、可交互的三維環(huán)境稱為虛擬環(huán)境（即Virtual Environment，簡稱VE）。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種可以創(chuàng)建和體驗(yàn)虛擬世界的計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)的技術(shù)，它利用計(jì)算機(jī)生成一種模擬環(huán)境，利用多源信息融合的交互式三維動(dòng)態(tài)視景和實(shí)體行為的系統(tǒng)仿真使用戶沉浸到該環(huán)境中。

本實(shí)用新型是通過BIM平臺建模，通過VR技術(shù)展示，根據(jù)展示結(jié)果應(yīng)用于實(shí)際的建設(shè)和管理中的基于BIM平臺及VR技術(shù)的家庭立體種植生態(tài)循環(huán)管理系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種可視化及可交互的基于BIM平臺及VR技術(shù)的家庭立體種植生態(tài)循環(huán)管理系統(tǒng)，其可綜合考慮植物灌溉與成長、自動(dòng)管理控制、系統(tǒng)可拓展性、施工方便性等因素進(jìn)行整體設(shè)計(jì)，形成可標(biāo)準(zhǔn)化，可產(chǎn)業(yè)化推廣的設(shè)計(jì)與施工方案。

為了達(dá)成上述目的，本實(shí)用新型的解決方案是：

一種基于BIM平臺及VR技術(shù)的家庭立體種植生態(tài)循環(huán)管理系統(tǒng)，其特征在于：包括實(shí)體生態(tài)系統(tǒng)、BIM數(shù)據(jù)庫、及VR客戶端；實(shí)體生態(tài)系統(tǒng)包含相互連接的房屋、種植物及沼氣池，該實(shí)體生態(tài)系統(tǒng)還設(shè)有監(jiān)測設(shè)備；所述BIM數(shù)據(jù)庫包括可視化的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及采集監(jiān)測數(shù)據(jù)的擴(kuò)展數(shù)據(jù)，該可視化的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與實(shí)體生態(tài)系統(tǒng)一一對應(yīng)，實(shí)體生態(tài)系統(tǒng)的監(jiān)測設(shè)備產(chǎn)生的監(jiān)測數(shù)據(jù)與該BIM數(shù)據(jù)庫的擴(kuò)展數(shù)據(jù)信息連接；所述VR客戶端與BIM數(shù)據(jù)庫連接。

所述實(shí)體生態(tài)系統(tǒng)的種植屋內(nèi)設(shè)有種植有植物的花盆，該種植屋的屋頂設(shè)有太陽能集熱板及雨水收集裝置，雨水收集裝置通過水管連接至種植屋內(nèi)的花盆，水管上設(shè)有滴管，該種植屋設(shè)有氧氣收集器并通過氧氣輸送管連接至房屋內(nèi)，房屋內(nèi)設(shè)有廁所及廚房，沼氣池通過沼氣輸送管連接至廚房，廚房設(shè)置垃圾排放管連接至沼氣池，廚房還設(shè)有二氧化碳收集器，二氧化碳收集器通過二氧化碳管連接至種植屋，廁所設(shè)置下水道連接至沼氣池，沼氣池通過肥料輸送管連接至種植屋，種植屋通過廢料輸送管連接至沼氣池，所述水管、氧氣輸送管、沼氣輸送管、垃圾排放管、二氧化碳管及下水道上分別設(shè)有管道控制閥。

所述監(jiān)測設(shè)備包括設(shè)于種植屋內(nèi)的溫度感應(yīng)元件、濕度感應(yīng)元件及光照感應(yīng)元件；該溫度感應(yīng)元件、濕度感應(yīng)元件及光照感應(yīng)元件分別連接至BIM數(shù)據(jù)庫的擴(kuò)展數(shù)據(jù)中。

所述的基于BIM平臺及VR技術(shù)的家庭立體種植生態(tài)循環(huán)管理系統(tǒng)，還包括一控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)與該實(shí)體生態(tài)系統(tǒng)及該實(shí)體生態(tài)系統(tǒng)的監(jiān)測設(shè)備連接；該控制系統(tǒng)上設(shè)有與各管道控制閥對應(yīng)的控制按鈕。

所述實(shí)體生態(tài)系統(tǒng)還包括設(shè)于種植屋內(nèi)的植物生長燈及生態(tài)空調(diào)，所述控制系統(tǒng)設(shè)有控制該植物生長燈的照明開關(guān)及控制該生態(tài)空調(diào)的空調(diào)開關(guān)。

所述VR客戶端為具有VR平臺的PC、PAD或智能手機(jī)中的任意一種。

采用上述結(jié)構(gòu)后，本實(shí)用新型基于BIM平臺及VR技術(shù)的家庭立體種植生態(tài)循環(huán)管理系統(tǒng)是BIM數(shù)據(jù)庫創(chuàng)建及整合實(shí)體生態(tài)系統(tǒng)中房屋、種植屋及沼氣池的各種相關(guān)信息，對該種植生態(tài)系統(tǒng)的物理屬性及功能特征進(jìn)行數(shù)字化、可視化的轉(zhuǎn)換，并可通過VR客戶端顯示，使工作人員根據(jù)該BIM數(shù)據(jù)庫對該種植生態(tài)系統(tǒng)作出正確理解和高效應(yīng)對，并為決策者提供更為準(zhǔn)確的、有價(jià)值的信息，再通過控制系統(tǒng)進(jìn)行控制。因此，本實(shí)用新型可綜合考慮植物灌溉與成長、自動(dòng)管理控制、系統(tǒng)可拓展性、施工方便性等因素而進(jìn)行整體完善設(shè)計(jì)，并提供詳細(xì)的施工細(xì)節(jié)，形成可標(biāo)準(zhǔn)化，可產(chǎn)業(yè)化推廣的設(shè)計(jì)與施工方案，基于該BIM數(shù)據(jù)庫可對實(shí)體生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)過程和施工項(xiàng)目安全性進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)分析和預(yù)警，為各方建筑主體及管理提供協(xié)同工作的基礎(chǔ)，可提高生產(chǎn)效率、節(jié)約成本及縮短工期。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框架示意圖。

圖2為本實(shí)用新型的生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)實(shí)施例示意圖。

具體實(shí)施方式

為了進(jìn)一步解釋本實(shí)用新型的技術(shù)方案，下面通過具體實(shí)施例來對本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)闡述。

如圖1所示，本實(shí)用新型揭示一種基于BIM平臺及VR技術(shù)的家庭立體種植生態(tài)循環(huán)管理系統(tǒng)，包括實(shí)體生態(tài)系統(tǒng)10、BIM數(shù)據(jù)庫20、控制系統(tǒng)30及VR客戶端40；

實(shí)體生態(tài)系統(tǒng)10包含相互連接的房屋11、種植物12及沼氣池13，該實(shí)體生態(tài)系統(tǒng)還設(shè)有監(jiān)測設(shè)備50；

所述BIM數(shù)據(jù)庫20包含可視化的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)21及采集監(jiān)測數(shù)據(jù)的擴(kuò)展數(shù)據(jù)22，該可視化的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)21與實(shí)體生態(tài)系統(tǒng)10一一對應(yīng)，實(shí)體生態(tài)系統(tǒng)10的監(jiān)測設(shè)備50產(chǎn)生的監(jiān)測數(shù)據(jù)與該BIM數(shù)據(jù)庫20的擴(kuò)展數(shù)據(jù)22信息連接；

所述控制系統(tǒng)30與該實(shí)體生態(tài)系統(tǒng)10及該實(shí)體生態(tài)系統(tǒng)10的監(jiān)測設(shè)備50連接；

所述VR客戶端40與BIM數(shù)據(jù)庫20連接。

以下結(jié)合具體實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行具體說明：

如圖2所示，本實(shí)用新型的實(shí)體生態(tài)系統(tǒng)10包括房屋11、種植屋12及沼氣池13，所述種植屋12內(nèi)設(shè)有種植有植物的花盆14，該種植屋12的屋頂設(shè)有太陽能集熱板15及雨水收集裝置16，雨水收集裝置16通過水管161連接至種植屋12內(nèi)的花盆14，水管161上設(shè)有滴管162，種植屋12的屋內(nèi)還設(shè)有植物生長燈17及生態(tài)空調(diào)18，該種植屋12設(shè)有氧氣收集器19并通過氧氣輸送管191連接至房屋11內(nèi)，房屋11內(nèi)設(shè)有廁所111及廚房112，沼氣池13通過沼氣輸送管131連接至廚房112，廚房112設(shè)置垃圾排放管113連接至沼氣池13，廚房112還設(shè)有二氧化碳收集器114，二氧化碳收集器114通過二氧化碳管115連接至種植屋12，廁所111設(shè)置下水道116連接至沼氣池13；沼氣池13通過肥料輸送管132連接至種植屋12，種植屋12通過廢料輸送管122連接至沼氣池13，所述水管161、氧氣輸送管191、沼氣輸送管131、垃圾排放管113、二氧化碳管115及下水道116上分別設(shè)有相對應(yīng)的管道控制閥；

該種植屋12內(nèi)設(shè)有監(jiān)測設(shè)備50，該監(jiān)測設(shè)備50包括溫度感應(yīng)元件141、濕度感應(yīng)元件142、光照感應(yīng)元件121，溫度感應(yīng)元件141及濕度感應(yīng)元件142設(shè)置于花盆14的種植土壤中，光照感應(yīng)元件121設(shè)置于種植屋12中，且該溫度感應(yīng)元件141、濕度感應(yīng)元件142、光照感應(yīng)元件121具有發(fā)射單元。

通過BIM平臺創(chuàng)建與實(shí)體生態(tài)系統(tǒng)10結(jié)構(gòu)一一對應(yīng)的三維模型，該三維模型生成可視化的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)21而存儲于BIM數(shù)據(jù)庫20中，該BIM平臺具有接收單元，該接收單元可接收監(jiān)測設(shè)備50的各感應(yīng)元件的發(fā)射單元發(fā)出的監(jiān)測數(shù)據(jù)，并生成擴(kuò)展數(shù)據(jù)22而存儲于BIM數(shù)據(jù)庫20中。

所述控制系統(tǒng)30為一電子設(shè)備，該控制系統(tǒng)30設(shè)有與實(shí)體生態(tài)系統(tǒng)的各管道控制閥對應(yīng)的控制按鈕、控制植物生長燈17的照明開關(guān)及控制生態(tài)空調(diào)18的空調(diào)開關(guān)，通過該控制系統(tǒng)30的控制按鈕可控制各管道控制閥動(dòng)作。

所述VR客戶端30通過網(wǎng)絡(luò)與BIM數(shù)據(jù)庫的可視化基礎(chǔ)數(shù)據(jù)相連接，該VR客戶端可為具有VR平臺的PC、PAD或智能手機(jī)中的任意一種，通過VR客戶端可將BIM數(shù)據(jù)庫中的三維模型進(jìn)行VR顯示。

本實(shí)用新型實(shí)體生態(tài)系統(tǒng)10是利用有機(jī)垃圾處理及化糞池生物有機(jī)肥處理液回用澆灌系統(tǒng)，有機(jī)固廢處理液循環(huán)利用（通過立體粉碎機(jī)設(shè)備搗碎成為液體再用于施肥），智能化系統(tǒng)控制值入到土壤中，通過檢測土壤干濕度，設(shè)定固定值，低于固定值系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)澆灌。具體的生態(tài)循環(huán)過程如下：

太陽能集熱板15轉(zhuǎn)化太陽能，進(jìn)行發(fā)電，用以植物生長燈17及生態(tài)空調(diào)18用電，該太陽能集熱板15還可以房屋11的儲水設(shè)備或者電熱水器連接，為房屋11提供熱水，熱水可用于房屋11冬天取暖；

雨水收集裝置16，收集雨水澆灌植物；

房屋11廁所111內(nèi)的排泄物進(jìn)入沼氣池13發(fā)酵；

房屋11廚房112的固廢進(jìn)入沼氣池13發(fā)酵；

種植屋12內(nèi)的枯死植物放入沼氣池13發(fā)酵；

經(jīng)沼氣池13發(fā)酵后的廢渣作為植物的有機(jī)肥料，通過肥料輸送管132輸送有機(jī)肥料供植物營養(yǎng)需要；

沼氣池13發(fā)酵生成沼氣供廚房112使用；

廚房112沼氣燃燒生成二氧化碳和水，二氧化碳被收集至二氧化碳收集器，通過輸送管輸送二氧化碳供植物光合作用；

植物光合作用產(chǎn)生氧氣改善房屋11的室內(nèi)含氧量；

溫度感應(yīng)元件141植入土壤中，設(shè)定植物正常生長的溫度范圍，如溫度高了，啟動(dòng)生態(tài)空調(diào)降低溫度；如溫度低了，啟動(dòng)生態(tài)空調(diào)調(diào)高溫度，溫度升高，達(dá)到適合植物生長的恒溫效果。

濕度感應(yīng)元件142植入土壤中，設(shè)定植物正常生長的濕度范圍，如濕度高了，調(diào)慢水管161的流速，減小滴管162的流量；如濕度低了，調(diào)快滴管162的流速，達(dá)到適合植物生長的恒濕效果。

本實(shí)用新型基于BIM平臺及VR技術(shù)的家庭立體種植生態(tài)循環(huán)管理系統(tǒng)是通過BIM平臺創(chuàng)建及整合該實(shí)體生態(tài)系統(tǒng)中，房屋11、種植屋12及沼氣池13的各種相關(guān)信息存儲于BIM數(shù)據(jù)庫20中，并通過與VR客戶端的連接，使這些信息形成實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的三維立體逼真圖像顯示于VR客戶端，使工作人員通過該VR客戶端40對該實(shí)體生態(tài)系統(tǒng)10作出正確理解和高效應(yīng)對，該實(shí)體生態(tài)系統(tǒng)10及監(jiān)測設(shè)備50與控制系統(tǒng)30連接，使該控制系統(tǒng)30根據(jù)VR客戶端40的顯示效果而控制該實(shí)體生態(tài)系統(tǒng)10。因此，本實(shí)用新型可綜合考慮植物灌溉與成長、自動(dòng)管理控制、系統(tǒng)可拓展性、施工方便性等因素而進(jìn)行整體完善設(shè)計(jì)，并提供詳細(xì)的施工細(xì)節(jié)，形成可標(biāo)準(zhǔn)化，可產(chǎn)業(yè)化推廣的設(shè)計(jì)與施工方案，基于該BIM數(shù)據(jù)庫20可對該種實(shí)體生態(tài)系統(tǒng)10建設(shè)過程和施工項(xiàng)目安全性進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)分析和預(yù)警，為各方建筑主體及管理提供協(xié)同工作的基礎(chǔ)，可提高生產(chǎn)效率、節(jié)約成本及縮短工期。

上述實(shí)施例和圖式并非限定本實(shí)用新型的產(chǎn)品形態(tài)和式樣，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員對其所做的適當(dāng)變化或修飾，皆應(yīng)視為不脫離本實(shí)用新型的專利范疇。