基于BIM平台及VR技术的家庭立体种植生态循环管理系统的制作方法

本实用新型涉及生态种植的技术领域，特别是指一种基于BIM平台及VR技术的家庭立体种植生态循环管理系统。

背景技术：

“节能减排”，不仅是当今社会的流行语, 更是关系到人类未来的战略选择。“低碳生活”节能环保，有利于减缓全球气候变暖和环境恶化的速度。低碳是提倡借助低能量、低消耗和循环利用的生产、生活方式，把消耗的能量降到最低，从而减少二氧化碳的排放，保护地球环境。

当今种植业没有形成综合种养和资源的相互转化和利用，土地利用率低、保温性能差以及肥水用量大，造成资源和成本浪费。另外，种植农场农作物生产主要靠施用化肥、农药，养殖农场畜禽饲养主要依靠饲料和激素药物，不但对土地和水源造成了污染，而且农产品的品质、安全也无法得到有效的保障，与低碳生活的理念背道而驰。循环利用提供了一种既能减少垃圾填埋又能节约自然资源的方法，80 年代后期，随着环保意识的增强，公众开始认为循环利用是保护环境的关键。

BIM 即建筑信息模型，建筑信息模型不是简单的将数字信息进行集成，它还是一种数字信息的应用，并可以用于设计、建造、管理的数字化方法，这种方法支持建筑工程的集成管理环境，可以使建筑工程在其整个进程中显著提高效率、大量减少风险。而一个完整的BIM 模型应该具有可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图形等特点，在BIM 建筑信息模型中，由于整个过程都是可视化的，所以，可视化的结果不仅可以用来效果图的展示及报表的生成，更重要的是，项目设计、建造、运营过程中的沟通、讨论、决策都在可视化的状态下进行，并且后期运营阶段可以模拟日常紧急情况的处理方式的模拟。

VR技术即虚拟现实技术，是综合利用计算机图形系统和各种现实及控制等接口设备，在计算机上生成的、可交互的三维环境中提供沉浸感觉的技术。其中，计算机生成的、可交互的三维环境称为虚拟环境（即Virtual Environment，简称VE）。虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统的技术，它利用计算机生成一种模拟环境，利用多源信息融合的交互式三维动态视景和实体行为的系统仿真使用户沉浸到该环境中。

本实用新型是通过BIM平台建模，通过VR技术展示，根据展示结果应用于实际的建设和管理中的基于BIM平台及VR技术的家庭立体种植生态循环管理系统。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种可视化及可交互的基于BIM平台及VR技术的家庭立体种植生态循环管理系统，其可综合考虑植物灌溉与成长、自动管理控制、系统可拓展性、施工方便性等因素进行整体设计，形成可标准化，可产业化推广的设计与施工方案。

为了达成上述目的，本实用新型的解决方案是：

一种基于BIM平台及VR技术的家庭立体种植生态循环管理系统，其特征在于：包括实体生态系统、BIM数据库、及VR客户端；实体生态系统包含相互连接的房屋、种植物及沼气池，该实体生态系统还设有监测设备；所述BIM数据库包括可视化的基础数据及采集监测数据的扩展数据，该可视化的基础数据与实体生态系统一一对应，实体生态系统的监测设备产生的监测数据与该BIM数据库的扩展数据信息连接；所述VR客户端与BIM数据库连接。

所述实体生态系统的种植屋内设有种植有植物的花盆，该种植屋的屋顶设有太阳能集热板及雨水收集装置，雨水收集装置通过水管连接至种植屋内的花盆，水管上设有滴管，该种植屋设有氧气收集器并通过氧气输送管连接至房屋内，房屋内设有厕所及厨房，沼气池通过沼气输送管连接至厨房，厨房设置垃圾排放管连接至沼气池，厨房还设有二氧化碳收集器，二氧化碳收集器通过二氧化碳管连接至种植屋，厕所设置下水道连接至沼气池，沼气池通过肥料输送管连接至种植屋，种植屋通过废料输送管连接至沼气池，所述水管、氧气输送管、沼气输送管、垃圾排放管、二氧化碳管及下水道上分别设有管道控制阀。

所述监测设备包括设于种植屋内的温度感应元件、湿度感应元件及光照感应元件；该温度感应元件、湿度感应元件及光照感应元件分别连接至BIM数据库的扩展数据中。

所述的基于BIM平台及VR技术的家庭立体种植生态循环管理系统，还包括一控制系统，该控制系统与该实体生态系统及该实体生态系统的监测设备连接；该控制系统上设有与各管道控制阀对应的控制按钮。

所述实体生态系统还包括设于种植屋内的植物生长灯及生态空调，所述控制系统设有控制该植物生长灯的照明开关及控制该生态空调的空调开关。

所述VR客户端为具有VR平台的PC、PAD或智能手机中的任意一种。

采用上述结构后，本实用新型基于BIM平台及VR技术的家庭立体种植生态循环管理系统是BIM数据库创建及整合实体生态系统中房屋、种植屋及沼气池的各种相关信息，对该种植生态系统的物理属性及功能特征进行数字化、可视化的转换，并可通过VR客户端显示，使工作人员根据该BIM数据库对该种植生态系统作出正确理解和高效应对，并为决策者提供更为准确的、有价值的信息，再通过控制系统进行控制。因此，本实用新型可综合考虑植物灌溉与成长、自动管理控制、系统可拓展性、施工方便性等因素而进行整体完善设计，并提供详细的施工细节，形成可标准化，可产业化推广的设计与施工方案，基于该BIM数据库可对实体生态系统建设过程和施工项目安全性进行实时动态分析和预警，为各方建筑主体及管理提供协同工作的基础，可提高生产效率、节约成本及缩短工期。

附图说明

图1为本实用新型的结构框架示意图。

图2为本实用新型的生态循环系统实施例示意图。

具体实施方式

为了进一步解释本实用新型的技术方案，下面通过具体实施例来对本实用新型进行详细阐述。

如图1所示，本实用新型揭示一种基于BIM平台及VR技术的家庭立体种植生态循环管理系统，包括实体生态系统10、BIM数据库20、控制系统30及VR客户端40；

实体生态系统10包含相互连接的房屋11、种植物12及沼气池13，该实体生态系统还设有监测设备50；

所述BIM数据库20包含可视化的基础数据21及采集监测数据的扩展数据22，该可视化的基础数据21与实体生态系统10一一对应，实体生态系统10的监测设备50产生的监测数据与该BIM数据库20的扩展数据22信息连接；

所述控制系统30与该实体生态系统10及该实体生态系统10的监测设备50连接；

所述VR客户端40与BIM数据库20连接。

以下结合具体实施例对本实用新型进行具体说明：

如图2所示，本实用新型的实体生态系统10包括房屋11、种植屋12及沼气池13，所述种植屋12内设有种植有植物的花盆14，该种植屋12的屋顶设有太阳能集热板15及雨水收集装置16，雨水收集装置16通过水管161连接至种植屋12内的花盆14，水管161上设有滴管162，种植屋12的屋内还设有植物生长灯17及生态空调18，该种植屋12设有氧气收集器19并通过氧气输送管191连接至房屋11内，房屋11内设有厕所111及厨房112，沼气池13通过沼气输送管131连接至厨房112，厨房112设置垃圾排放管113连接至沼气池13，厨房112还设有二氧化碳收集器114，二氧化碳收集器114通过二氧化碳管115连接至种植屋12，厕所111设置下水道116连接至沼气池13；沼气池13通过肥料输送管132连接至种植屋12，种植屋12通过废料输送管122连接至沼气池13，所述水管161、氧气输送管191、沼气输送管131、垃圾排放管113、二氧化碳管115及下水道116上分别设有相对应的管道控制阀；

该种植屋12内设有监测设备50，该监测设备50包括温度感应元件141、湿度感应元件142、光照感应元件121，温度感应元件141及湿度感应元件142设置于花盆14的种植土壤中，光照感应元件121设置于种植屋12中，且该温度感应元件141、湿度感应元件142、光照感应元件121具有发射单元。

通过BIM平台创建与实体生态系统10结构一一对应的三维模型，该三维模型生成可视化的基础数据21而存储于BIM数据库20中，该BIM平台具有接收单元，该接收单元可接收监测设备50的各感应元件的发射单元发出的监测数据，并生成扩展数据22而存储于BIM数据库20中。

所述控制系统30为一电子设备，该控制系统30设有与实体生态系统的各管道控制阀对应的控制按钮、控制植物生长灯17的照明开关及控制生态空调18的空调开关，通过该控制系统30的控制按钮可控制各管道控制阀动作。

所述VR客户端30通过网络与BIM数据库的可视化基础数据相连接，该VR客户端可为具有VR平台的PC、PAD或智能手机中的任意一种，通过VR客户端可将BIM数据库中的三维模型进行VR显示。

本实用新型实体生态系统10是利用有机垃圾处理及化粪池生物有机肥处理液回用浇灌系统，有机固废处理液循环利用（通过立体粉碎机设备捣碎成为液体再用于施肥），智能化系统控制值入到土壤中，通过检测土壤干湿度，设定固定值，低于固定值系统就会自动浇灌。具体的生态循环过程如下：

太阳能集热板15转化太阳能，进行发电，用以植物生长灯17及生态空调18用电，该太阳能集热板15还可以房屋11的储水设备或者电热水器连接，为房屋11提供热水，热水可用于房屋11冬天取暖；

雨水收集装置16，收集雨水浇灌植物；

房屋11厕所111内的排泄物进入沼气池13发酵；

房屋11厨房112的固废进入沼气池13发酵；

种植屋12内的枯死植物放入沼气池13发酵；

经沼气池13发酵后的废渣作为植物的有机肥料，通过肥料输送管132输送有机肥料供植物营养需要；

沼气池13发酵生成沼气供厨房112使用；

厨房112沼气燃烧生成二氧化碳和水，二氧化碳被收集至二氧化碳收集器，通过输送管输送二氧化碳供植物光合作用；

植物光合作用产生氧气改善房屋11的室内含氧量；

温度感应元件141植入土壤中，设定植物正常生长的温度范围，如温度高了，启动生态空调降低温度；如温度低了，启动生态空调调高温度，温度升高，达到适合植物生长的恒温效果。

湿度感应元件142植入土壤中，设定植物正常生长的湿度范围，如湿度高了，调慢水管161的流速，减小滴管162的流量；如湿度低了，调快滴管162的流速，达到适合植物生长的恒湿效果。

本实用新型基于BIM平台及VR技术的家庭立体种植生态循环管理系统是通过BIM平台创建及整合该实体生态系统中，房屋11、种植屋12及沼气池13的各种相关信息存储于BIM数据库20中，并通过与VR客户端的连接，使这些信息形成实时动态的三维立体逼真图像显示于VR客户端，使工作人员通过该VR客户端40对该实体生态系统10作出正确理解和高效应对，该实体生态系统10及监测设备50与控制系统30连接，使该控制系统30根据VR客户端40的显示效果而控制该实体生态系统10。因此，本实用新型可综合考虑植物灌溉与成长、自动管理控制、系统可拓展性、施工方便性等因素而进行整体完善设计，并提供详细的施工细节，形成可标准化，可产业化推广的设计与施工方案，基于该BIM数据库20可对该种实体生态系统10建设过程和施工项目安全性进行实时动态分析和预警，为各方建筑主体及管理提供协同工作的基础，可提高生产效率、节约成本及缩短工期。

上述实施例和图式并非限定本实用新型的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本实用新型的专利范畴。