1.2 物聯網工程和數字孿生

數字孿生是指利用數字模型、模擬和分析技術，在虛擬世界中精確地模擬實體、系統或過程的行為和特征。這種模擬可以用于監測、優化、分析和預測實體世界中物體的運行、狀態和性能。數字孿生的目標是實現對實體的高度精準仿真和實時監測，以提高工作效率、降低成本、優化設計和決策。數字孿生借助虛幻引擎（UE）完成3D場景的繪制和還原，再通過對接IoT平臺，將IoT平臺采集的數據以及每個IoT設備的實時情況和綜合分析還原到3D模型中，實現物理空間到數字空間的轉變，將看不見的IoT世界變成全景可視的場景，如圖1-7所示。

圖1-7 數字孿生在物聯網項目中的應用場景

物聯網工程和數字孿生之間的關系在于，物聯網工程通過連接設備和系統，實現對實體世界的感知和數據采集；數字孿生則將這些數據應用于虛擬模型中，創造一個可以實時模擬和分析的數字化副本，進而為決策、優化和創新提供支持。因此，IoT設備的物理空間位置信息成為連接數字孿生的關鍵。數字孿生可以通過BIM或者CAD模型進行還原，同時IoT平臺也需要記錄每個IoT設備在CAD或者BIM模型中的空間坐標信息，然后通過數字孿生系統提供的API獲取IoT平臺采集到的傳感數據，并渲染顯示在對應坐標的位置，實現3D模型和真實世界的一一對應。

數字孿生應用到智慧樓宇中的常見場景如下。

? 環境管理：比如智能環境控制系統，以會議室為例，通過物聯網技術對會議室內的各設施進行連接，根據會議情況及環境參數智能控制會議室內的燈光、空調、顯示屏、投影儀，預先設定會前、會中、會后多種自動化場景，實現會前環境提前準備，會中溫度自動調節，會后自動關閉燈光、空調、投影等功能，營造高效舒適、環保節能的會議室環境。

? 通行管理：聚焦于員工、訪客的體驗提升，以及物業和運營人員的管理效率提升，將門禁、閘機、訪客、一卡通等系統打通，支持人員無感通行，實現人流統計、人員軌跡查詢等功能，實現車牌自動識別方便車輛快速進出，實時監控車位占用情況等，實現車輛流量統計分析、車輛告警分析。

? 能耗管理：展示項目內部能耗、碳排放相關數據。可以以進度條的形式展示年度總碳排放量和碳配額使用量，查看全域的碳資產情況，含碳資產、碳貢獻、碳排放量；可以按年度、月度、天等維度查詢碳相關數據。

? 設備管理：實時統計當前的設備啟用率，設備總數和已啟用、已停用、已廢棄的設備數量，展示近一個月設備處理事件、相關工單信息、設備資產維護信息，單擊查看設備當前狀態；支持通過API進行標簽打點，并關聯設備高亮效果。

? 綜合安防：聚焦于安防、消防、通行三部分，實時展示當前安防事件、歷史事件，以及事件處理狀態等信息；展示當前攝像頭總數、在線數、離線數，以及安保人員數、安防工單總數；展示當前消防事件（未處理及處理中），如煙感報警等，依托消防事件，在場景中展示報警點位置，并切換至周邊攝像頭查看具體畫面。