一种对智能家电实现3D图形虚拟管控系统及其实现方法技术方案

本发明专利技术公开了一种对智能家电实现3D图形虚拟管控系统及其实现方法，属于智能家居领域。系统包括模型与指令转换模块、数据模型本地存储模块、操作监听模块、3D图形渲染引擎、家电通信接口、云服务通信接口。通过3D图形虚拟管控系统各模块的相互协作，解决了现有智能家居中只能使用二维平面视图进行对智能家电管控而带来的家电众多难以管理且操控不直观的问题，也解决了现有的3D系统成本较高、系统硬件结构复杂等问题。

【技术实现步骤摘要】
一种对智能家电实现3D图形虚拟管控系统及其实现方法
本专利技术涉及一种3D图形虚拟管控系统，特别涉及对智能家电实现3D图形虚拟管控的智能家居系统及其实现方法。本专利技术对智能家电的3D数据模型的获取方式、如何将家电信息和实时运行状态通过3D图像进行展现,以及最终通过3D图形如何操作智能家电的技术方案进行充分公开。
技术介绍
目前，市场上出现的一些对智能家电进行管控的方法一般是基于二维平面图形进行管理与控制，例如利用当前的二维平面图形对家里的智能插座进行管控时将会出现以下问题：卧室1插座1、卧室1插座2、卧室2插座1、卧室2插座2……这些插座皆以列表形式进行排列展现，一般一个家庭有少则几十个插座、多则上百个插座，这样的展示方式所展示的插座很难与家庭中的实物插座进行一一对应。尤其对于新来的客人使用这样的智能家居管控方法，更是不知所措，甚至很容易出现误操作。智能家居初衷是方便人们的生活，然而基于二维平面图形对智能家电进行管控的系统却给人们的生活带来额外的负担，致使智能家居无法得到推广。在现有技术不断发展的情形下，部分厂商已开始意识到使用3D图形对智能家居进行虚拟管控的发展前景，并重视对上述
的研发，例如：对于申请号为200910042078.9的中国专利申请公开了一种智能家居控制装置用户操作界面的组建方法，包括：用户从图库中搜索与住所格局一致的房屋三维结构图以及受控设备的二维图标；按照住所的装修结构，将对应受控设备的图标放置在房屋三维结构图中的相应位置；建立对应受控设备的图标与住所中实际的受控设备的控制链接。此方法仍存在如下几个不足：(1)所述方法仅描述对房屋如何实现三维图形的加载，而对智能家电仍使用二维图标进行操控，尤其对于家电的实时运行状态无法进行渲染，导致用户对智能家电的查看或操控仍不够直观，不能方便实现对智能家电的管控；(2)所述方法在搜索房屋的三维图形和智能家电的二维图标时需要人工参与搜索，这样不仅给用户带来高额的操作成本且搜索出来的三维图形或二维图标也经常不够精准，导致后续对家电的管控存在众多问题；(3)所述方法对家电信息或实时运行状态如何进行显示以及对智能家电如何通过二维图标进行操控的技术方案没有公开；(4)所述方法对下载后的三维房屋图形或二维家电图标没有进行本地缓存，以致系统对线上图库强依赖，无法做到脱机运行。对于申请号为201310307107.6的中国专利申请公开了一种智能家居监控方法、客户端及相应装置，所述方案包括：使用3D全景摄像机对房屋进行拍摄以对房屋及智能家电等进行三维建模，并通过摄像机的焦距与各智能家电位置计算出所控家电的相对坐标，以对所控家电进行定位；此方法需要用户使用3D全景摄像机进行拍摄，因此，此方法不仅需要用户支付额外的高额费用购买相应的3D设备，且用户需要具备3D全景摄像机的拍摄技术，这样的成本非常高，以致此方法无法得到很好的推广。
技术实现思路
1.专利技术要解决的技术问题针对现有技术中所提及的基于二维平面图形对智能家电进行管理与控制带来管理困难、操作复杂的问题，以及现有3D图形虚拟管控系统，其成本较高，使用起来极不方便等问题，本专利技术提供了一种对智能家电实现3D图形虚拟管控的智能家居系统及其实现方法，即通过3D图形虚拟管控系统中的模型与指令转换模块根据智能家电的信息或实时运行状态设置其3D数据模型所对应的属性值，供3D图形渲染引擎对其进行3D图像渲染，被渲染后的3D图像可以被安装在已有的3D房屋模型中，用户便可以实时地看到与真实世界相同或相似的3D虚拟模型；另一方面，用户通过对渲染后3D虚拟模型进行管控，由模型与指令转换模块将用户操作转换为智能家电的操作指令，并下发给对应的智能家电。基于3D图形虚拟管控系统，用户可以通过管控3D虚拟模型实现对真实世界的智能家电进行管理与控制。2.技术方案本专利技术对智能家电实现3D图形虚拟管控系统的技术实现方案进行了充分地公开，系统包括模块如下：模型与指令转换模块，一方面，模型与指令转换模块将从家电通信接口获取的智能家电的信息或实时运行状态实时设置为3D数据模型的属性值，供3D图形渲染引擎进行3D图像渲染，用户就可以实时地看到与真实世界相同或相似的智能家电的3D虚拟模型；另一方面，模型与指令转换模块实现将用户对智能家电的3D图形的操作转换为智能家电的控制指令，并通过家电通信接口下发给对应的智能家电。数据模型本地存储模块，所述数据模型本地存储模块负责从3D模型云服务系统中下载3D初始数据模型并将其存储在本地，以实现“一次下载、脱机运行”；此模块属于整体方案中的可选模块，如果没有此模块，不影响整体技术方案的可行性，但3D初始数据模型每次都需要从3D模型云服务系统中获取，这样便无法做到“一次下载、脱机运行”；操作监听模块，所述操作监听模块负责向用户提供3D图形可操作项数据，以提示用户可以对此3D图形进行哪些操作，并从操作界面上捕获用户对3D图形的具体操作；3D图形渲染引擎，所述的3D图形渲染引擎负责将模型与指令转换模块输出的3D数据模型进行3D图像渲染，以形成与真实世界相同或相似的3D图像模型。家电通信接口，所述的家电通信接口负责与智能家电建立通信通道，通过此通信通道，3D图形虚拟管控系统可以与智能家电进行消息互通；云服务通信接口，所述的云服务通信接口负责与3D模型云服务系统建立通信通道，通过此通信通道，3D图形虚拟管控系统可以与3D模型云服务系统进行消息互通；3D图形虚拟管控系统所涉及的外部系统有：智能家电，能够接收外部下发的指令或参数并根据这些指令或参数进行动作的家电；3D模型云服务系统，能够提供3D初始数据模型的远程下载的服务系统。智能家电实现3D图形虚拟管控系统的实现方法，其步骤包括：第一步：智能家电上报家电信息或实时运行状态智能家电通过3D图形虚拟管控系统的家电通信接口向模型与指令转换模块上报家电控制标识、家电3D模型标识、家电信息或实时运行状态报文。所述的家电控制标识是在家庭局域网内为管控每个智能家电而分配的唯一标识，通过此标识可以从家庭局域网内定位某一智能家电；3D模型标识一般是智能家电在出厂时写入的，如，XXX厂家XXX产品类型XXX型号等，通过此标识可以从3D模型云服务系统搜索到对应的3D初始数据模型；家电信息或实时运行状态，标识智能家电的基本信息或当前的运行状态，如：出厂日期、开关状态、空调温度等。模型与指令转换模块从家电通信接口收到家电控制标识、家电3D模型标识、家电信息或实时运行状态报文后，则从一级映射表中根据家电控制标识查找对应的3D实时数据模型及3D图形可操作项信息；即一级映射表中存储了家电控制标识与对应的3D实时数据模型及3D图形可操作项信息的映射关系(所谓3D数据模型就是可以被3D图形渲染引擎解析并渲染的数据信息；所谓3D图形可操作项信息就是标识用户对此3D图形所对应的智能家电可以进行哪些操作，如智能空调3D图形可操作项有：电源开或关、温度设置、风力设置等)。(1-1)如果一级映射表中存在对应的3D实时数据模型及3D图形可操作项信息，则直接根据所接收到的家电控制标识、家电3D模型标识、家电信息或实时运行状态报文更新此3D实时数据模型的属性值并将其存储到一级映射表中；最后将一级映射表中更新后的3D实时数据模型本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对智能家电实现3D图形虚拟管控系统，包括模块如下：模型与指令转换模块，所述模型与指令转换模块从家电通信接口获取的智能家电的信息或实时运行状态实时设置为3D数据模型的属性值，供3D图形渲染引擎进行3D图像渲染；另一方面，模型与指令转换模块实现将用户对智能家电的3D图形的操作转换为智能家电的控制指令，并通过家电通信接口下发给对应的智能家电；操作监听模块，所述操作监听模块负责向用户提供3D图形可操作项数据，以提示用户对此3D图形进行操作，并从操作界面上捕获用户对3D图形的具体操作；3D图形渲染引擎，所述的3D图形渲染引擎负责将模型与指令转换模块输出的3D数据模型进行3D图像渲染，以形成与真实世界相同或相似的3D图像模型；家电通信接口，所述的家电通信接口负责与智能家电建立通信通道，通过此通信通道，3D图形虚拟管控系统与智能家电进行消息互通；云服务通信接口，所述的云服务通信接口负责与3D模型云服务系统建立通信通道，通过此通信通道，3D图形虚拟管控系统与3D模型云服务系统进行消息互通。

【技术特征摘要】
1.智能家电实现3D图形虚拟管控系统的实现方法，其步骤包括：第一步：智能家电上报家电信息或实时运行状态智能家电通过3D图形虚拟管控系统的家电通信接口向模型与指令转换模块上报家电控制标识、家电3D模型标识、家电信息或实时运行状态报文；模型与指令转换模块从家电通信接口收到家电控制标识、家电3D模型标识、家电信息或实时运行状态报文后，则从一级映射表中根据家电控制标识查找对应的3D实时数据模型及3D图形可操作项信息；即一级映射表中存储了家电控制标识与对应的3D实时数据模型及3D图形可操作项信息的映射关系：（1-1）如果一级映射表中存在对应的3D实时数据模型及3D图形可操作项信息，则直接根据所接收到的家电控制标识、家电3D模型标识、家电信息或实时运行状态报文更新此3D实时数据模型的属性值并将其存储到一级映射表中；最后将一级映射表中更新后的3D实时数据模型经由模型与指令转换模块输出发送给3D图形渲染引擎进行3D图形渲染；此时，被渲染后的3D图形实时显示其对应的智能家电的3D模型标识和家电信息以及实时运行状态；（1-2）如果一级映射表中不存在对应的3D实时数据模型及3D图形可操作项信息，则首先需要获取对应的3D初始数据模型及3D图形可操作项信息，并将家电控制标识与获取到的3D初始数据模型及3D图形可操作项信息存储至一级映射表中，并根据家电信息或实时运行状态更新一级映射表中家电控制标识对应的3D初始数据模型的属性值，此时，一级映射表中更新后的3D初始数据模型即为3D实时数据模型；最后将一级映射表中更新后的3D实时数据模型经由模型与指令转换模块输出发送给3D图形渲染引擎进行3D图形渲染；此时，被渲染后的3D图形实时显示其对应的智能家电的3D模型标识和家电信息以及实时运行状态；第二步：用户通过3D图形对智能家电进行操控用户打开3D图形界面时，会触发3D图形渲染引擎向模型与指令转换模块发送查询所有被管控的智能家电的请求报文，模块与指令转换模块接收到查询所有被管控的智能家电的请求报文后，将其存储的一级映射表中所有3D实时数据模型记录返回给3D图形渲染引擎，由3D图形渲染引擎对所有接收到的3D实时数据模型进行逐一渲染；用户对某一3D图形进行操作时，会触发操作监听模块向模型与指令转换模块发送查询此3D图形所对应的可操作项信息的请求报文，由模型与指令转换模块从一级映射表中根据请求报文中家电控制标识查询3D图形可操作项信息，并将所查到的3D图形可操作项信息返回给操作监听模块；用户的操作将被操作监听模...

【专利技术属性】
技术研发人员：王征，
申请(专利权)人：王征，
类型：发明
国别省市：江苏;32