一种bim模型中采用rfid电子标签采集数据的系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明公开了一种BM模型中采用RFID电子标签采集数据的系统，涉及射频信号处理技术领域。
【背景技术】
[0002]影响建设项目按时、按价、按质完成的因素，基本上可以分为两大类:第一类是由于设计和计划过程没有考虑到的施工现场问题(例如管线碰撞、可施工性差、工序冲突等)，导致现场窝工、待工。这类问题可以通过建立项目的进行设计协调和可施工性模拟，以及对施工方案进行4D模拟等手段，在电脑中把计划要发生的施工活动都虚拟地做一遍来解决。第二类是施工现场的实际进展和计划进展不一致，现场人员手工填写报告，管理人员不能实时得到现场信息，不到现场无法验证现场信息的准确度，导致发现问题和解决问题不及时，从而影响整体效率。BM和RFID的配合可以很好地解决这类问题，两个技术的集成应用能够让RFID发挥的作用大大超越传统的办公和财务自动化应用，直指施工管理中的核心冋题实时跟踪和风险控制。
[0003]建筑信息模型(Building Informat1n Modeling，简称BIM)是以建筑工程项目的各项相关信息数据作为模型的基础，进行建筑模型的建立，通过数字信息仿真模拟建筑物所具有的真实信息。它具有可视化，协调性，模拟性，优化性和可出图性五大特点。
[0004]将RFID与物联网应用到BM模型，有两个关键的问题需要解决:一是建筑部件的准确识别，二是建筑部件详细信息的获取与处理。而建筑部件的准确识别又包含两方面的含义，一是要保证电子标签读码器所读取到的电子标签(Electronic Product Code，简称EPC)即为所要识别建筑部件的EPC，因为当电子标签读码器工作时，只要EPC标签在电子标签读码器工作范围内，对其的阅读指令就会不断的通知给BIM模型，无论是BIM模型真正要识别的建筑部件还是其它干扰性的建筑部件(如偶尔经过电子标签读码器范围的某个建筑部件)的EPC信息都会被识读到并送给BM模型，所以必须过滤掉这些干扰性的建筑部件，保证电子标签读码器所读到的全部为待读建筑部件的信息。二是要过滤掉冗余的信息，这是因为对于每件要识别的建筑部件，我们只需要获得一次它的EPC信息即可，但是当其在电子标签读码器的工作范围时，会被电子标签读码器周期性的不断上报，这就导致对于同一信息，会产生几条甚至几十条上百条重复的数据，所以必须过滤掉这些冗余的数据，提高后续程序的处理效率。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是:针对现有技术的缺陷，提供一种BIM模型中采用RFID电子标签采集数据的系统，解决现有技术中的建筑部件准确识别和冗余信息过滤这两大问题。当建筑部件EPC被准确识别后，为了达到BIM模型自动处理的目的，必须自动获取该EPC对应的详细信息。本发明利用物联网的对象名称解析服务(Object Naming Service，简称ONS)服务，它能使每个带标签构件分配的唯一编码与一个或者多个拥有关于构件更多信息的目标信息服务器的网络定位地址(URL)相匹配，将EPC转换成相对应的ONS访问地址，即可获取到该EPC对应的详细信息。
[0006]本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案:
一种BIM模型中采用RFID电子标签采集数据的系统，包括设置于建筑物部件上的EPC标签、读写器、ONS服务器和数据库，还包括读写器接口、过滤器模块、信息处理模块、读写器管理器、过滤器组合管理器、字段匹配管理器和BM模型接口 ；
所述读写器、读写器接口、过滤器模块、信息处理模块依次相连接，读写器接口还与读写器管理器相连接，过滤器模块还与过滤器组合管理器相连接，信息处理模块还分别与字段匹配管理器、ONS服务器和数据库相连接，所述读写器管理器、过滤器组合管理器和字段匹配管理器分别和BM模型结构相连接；
读写器读取设置于建筑物部件上的EPC标签，将产生的数据经读写器接口传送至过滤器模块进行过滤处理，经过滤后的数据被传送至信息处理模块，由ONS服务器完成对所述EPC标签的ONS查询，返回包含所述EPC标签详细信息的PML数据，所述PML数据将同时被存储至数据库，信息处理模块处理后的数据接入BM模型结构，将经过上述处理的数据转换成现有BM模型结构的数据，实现数据的自动化插入与查询比对。
[0007]作为本发明的进一步优选方案，所述读写器接口包括协议处理器、命令处理器、事件发生器和状态管理器，其中，
所述协议处理器用以实现BIM模型与读写器的网络通信连接；
所述命令处理器用以实现BIM模型发出指令以及读写器对指令的响应；
所述事件生成器用以实现生成标签事件；
所述状态管理器用以返回读写器工作时各项的参数，实现读写器管理器的管理与监视。
[0008]作为本发明的进一步优选方案，所述过滤器模块包括平滑过滤器、读写器过滤器和PEC过滤器，其中，
所述平滑过滤器用以过滤冗余的和无效的数据；
所述读写器过滤器用以分离从不同读写器中读取到的数据；
所述EPC过滤器用以分离出BM模型需要的EPC信息。
[0009]作为本发明的进一步优选方案，所述信息处理模块包括ONS接口、PML解析器、PML存储器和字段匹配器，其中，
所述ONS接口部分提供与ONS服务器的接口，向ONS服务器发送查询请求并接收返回的数据，供PML解析器和PML存储器处理；
所述PML解析器用以解析ONS接口部分传送回的PML数据，提取其中所需的属性字段和值；
所述PML存储器用以将ONS接口部分传回的PML数据存储到本地数据库；
所述字段匹配器:将PML数据中描述的具备同一属性、但有不同属性名称的构件解析成同一属性。
[0010]作为本发明的进一步优选方案，所述事件生成器生成标签事件的具体过程包括:
501、当EPC标签被第一次发现时，产生标签扫描(TagSeen)事件；
502、当EPC标签在一段时间内对准读写器，产生稳定读取(FirmRead)事件； 503、当一个EPC标签已经产生了稳定读取(FirmRead)事件，且在时间上没有度过所设定的时间间隔，则此EPC标签将再产生一个标签离开(TagExpired)事件；
504、当EPC标签保持在系统读取(SoftRead)状态并且不再被阅读时，产生标签读完(TagVanished)事件。
[0011]本发明与现有技术相比，具有以下技术效果:
本发明应用于建设项目管理中，管理人员即使不在现场，也能实时得到准确的施工现场信息。同时，本发明可以有针对性的读取所需建筑部件的电子标签，并针对每件要识别的建筑部件，过滤掉冗余的信息，提高后续程序的处理效率。
【附图说明】
[0012]图1是本发明的系统结构模块示意图。
[0013]图2是本发明中事件发生器模块的状态转化图。
【具体实施方式】
[0014]下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
[0015]下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明:
本发明的系统结构模块示意图如图1所示，由图可知，BM模型中采用RFID电子标签采集数据的工作流程如下:将读写器接入RFID电子标签系统，对读写器管理器进行相应的配置，读写器接口部分处理好硬件的适配操作，该操作对BM模型是透明的；读写器接入配置完成后，便可进行相关操作。在识别电子标签时，读写器阅读待安装的建筑部件的EPC标签，并将产生的数据经读写器接口部分传送至过滤器模块进行过滤处理，BM模型可以通过过滤器组合管理器来配置过滤器的组合顺序以更好的完成过滤工作；经过滤后的数据将由过滤器模块传送至信息处理模块，传送的数据为建筑部件的EPC，对象名称解析服务ONS接口部分完成对该EPC的ONS查询，并返回包含该EPC详细信息的实体标记语言(PhysicalMark - Up Language,简称PML)数据，PML解析器按照BM模型的要求解析出需要的数据，如构件名称、型号等，BM模型通过字段匹配管理器来设置PML解析器，将PML信息中的哪一个字段解析为自己定义的字段以更好的适应现有的数据库；0NS接口部分返回的PML数据通过PML存储器存储至本地的数据库，以便于以后对建筑部件详细信息的查询与监管。信息处理模块处理后的数据通过接口接入现有的BM模型，其主要工作是将处理后的数据转换成现有BM模型的数据结构，以便进行数据的自动化插入与查询比对。
[0016]下面按照功能模块，具体介绍本发明的结构:
一、读写器接口
读写器接口部分为各种读写器提供集成功能，屏蔽不同硬件间的复杂性，使得不同的读写器通过简单的配置就可以方便快速的接入BM模型。由协议处理器、命令处理器、EPC生成器和状态管理器四个部分组成。
[0017]1.协议处理器:它的功能是保证BM模型能够通过各种网络通信方案连接到RFID读写器，不同的读写器建立在不同的通信接口上，并且使用不同的数据交换协议与BIM模型通信，协议处理器使得来自不同厂商不同类型的读写器能够以无缝方式与中间件BIM模型相连接。
2.命令处理器:用来处理BM模型发出的指令以及读写器对指令的响应。
[0018]3.事件发生器:生成标签事件。本发明提出了根据减少引入的标签数据的规模的需要确定事件(Event)产生的办法，如图2所示，两个不同的状态之间发生转化，状态转换图中标签阅读信息仅在与它相关的信息发生时才会传递，所述事件生成器生成标签事件的具体过程