基于虚拟现实技术的楼宇自控组态软件研究

　　目前楼宇自控系统监控界面主要是二维界面，虽然二维平面系统已经达到较好的效果，但用二维界面描述三维现实世界毕竟有些欠缺，随着虚拟现实技术(VR)的发展，制作三维楼宇自控系统成为可能，本文介绍虚拟现实建模语言(VRML)在楼宇自控组态软件中的应用。

　　l VRML概述

　　1.1 VRML语言

　　VRML(virtual Reality Modeling Language)即虚拟现实建模语言，是一种用于建立真实世界的场景模型或人们虚构三维世界的场景建模语言。它是用来描述三维物体及其行为的，可以构建虚拟境界(Virtual World)。VRML的基本目标是建立因特网上的交互式三维多媒体，基本特征包括分布式、三维、交互性、多媒体集成、境界逼真性等，是目前Intemet上基于“WWW“的三维互动网站制作的主流语言。

　　1.2 VRML引擎

　　楼字自控系统的一个显著特点是需要采集底层各种控制器节点的数据以及与实时数据库进行数据交换。而VRML是一种在web上进行传输的三维虚拟规范，为了保证客户端计算机的安全，在访问计算机底层I/0方面没有做更多的考虑。尽管VRML可以使用JAVA程序和三维虚拟场景进行交互，但出于对计算机安全方面的考虑，JAVA在访问底层I/O方面远远不及VC等开发工具简单，且由于JAVA采用平台无关设计，JAVA虚拟机在解析JAVA程序并运行时牺牲了效率，所以JAVA不是理想的三维楼字自控软件开发语言。

　　综合各种编程语言的优缺点，笔者认为Visual C++比较合适的开发语言，但是MFC并没有提供现成的恃VRML的类库，所以必须选择一种符合VRML规的C++类库，我们称之为VRML引擎。

　　2新型楼宇自控系统软件部分总体结构

　　目前，国内较流行的组态软件如三维力控、组态王、昆仑通态等，其结构体系都是建立在二维组态和二维监控的基础上，楼宇自控组态软件采用二维组态、三维监控的模式，分为场景配置与场景浏览两个部分。主体结构如图l所示：　　

　　2.1场景配置

　　目前有关虚拟现实与生产自动化相结合的应用大多数采用的办法是先使用一些三维场景制作软件，如3DMax、AutoCAD、Maya等将工业现场的三维场景制作出来，然后再利用三维开发工具包如WTK、VTree等开发工具的文件导人功能将制作的三维场景导入。本系统采用的方法是制作一个二维的场景配置软件，运行时利用二维场景下所作的组态信息生成三维的场景，该软件界面如图2所示。　　

　　图2为利用配置软件制作的楼宇单层二维俯视图，里面包含了对墙、门、窗、地板、传感器等的配置信息，文件配置完成后以.dat文件形式保存。