一种基于BIM技术的物联网设备信号强度分析及布点方法技术

本发明专利技术涉及一种基于BIM技术的物联网设备信号强度分析及布点方法，包括以下步骤：建立建筑模型，对建筑内的各个房间进行命名；对建筑模型内的空间距离以及材料按照实际情况进行设定，设置建筑模型内的障碍物，并记录为环境数据；本发明专利技术将物联网基站、网关等设备的信号覆盖范围清楚的在三维地图上展示，从而推算出使用建筑物内所实际用的基站数量及信号覆盖情况，并且根据建筑物内的空间和设施进行物联网基站的安装位置推荐，本发明专利技术引用BIM技术，相较于传统人工绘制二维地图，本发明专利技术的技术可以将建筑的材料、结构和空间带入BIM地图进行多种参数的环境搭建，使得最终基站信号覆盖情况可视化，且更为准确。且更为准确。且更为准确。

【技术实现步骤摘要】
一种基于BIM技术的物联网设备信号强度分析及布点方法


[0001]本专利技术涉及物联网领域，特别是涉及一种基于BIM技术的物联网设备信号强度分析及布点方法。

技术介绍

[0002]现有基站安装时，对于基站覆盖范围的确定，多为人工绘制二维地图进行预计测量，并且初期不具备测量条件，即在图纸阶段也是没有办法代入材料和其他结构和空间标准来做测算的，使得即使提前测算出基站覆盖范围，也会与最终实际效果有明显差距。
[0003]现有技术的物联网基站信号覆盖情况多采用2D平面展示，无法模拟实际场景运维，没有考虑设备功率、环境影响等多数据类型影响；设计和运维人员无法了解现场的实际情况，不能实现使用上的便利并会导致大量资金浪费。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提出一种基于BIM技术的物联网设备信号强度分析及布点方法，解决上述问题。
[0005]本专利技术通过以下技术方案来实现上述目的：一种基于BIM技术的物联网设备信号强度分析及布点方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0006]建立建筑模型，对建筑内的各个房间进行命名；
[0007]对建筑模型内的空间距离以及材料按照实际情况进行设定，设置建筑模型内的障碍物，并记录为环境数据；
[0008]在建筑模型内设定一个初始基站，对基站进行物体标识，记录该基站的定位数据，并设定该基站的电磁波谱属性，包括频段、协议类型、能量值、障碍物干扰、室内覆盖范围和功能用途；
[0009]将环境数据、物体标识数据和定位数据代入推导公式中，计算出基站的实际有效功率，实际功率计算公式为：
[0010]PT(dBm)
‑
PR(dBm)+GT(dBi)+GR(dBi)＝20log4pr(m)/l(m)+Lc(dB)+L0(dB)，即PT(dBm)＝物联网设备发射功率－线路损耗+天线增益－空间衰减－障碍物阻挡损耗；
[0011]计算得到的实际功率按照网关的天线极化方向及桥架结构和多个设备之间的距离，确定大致安装位置；
[0012]根据BIM组件功能中的空间查询功能确定图上的XY坐标点、通过空间管理确定桥架内线路走向和可能的干扰源；
[0013]根据格局信息，由BIM体系提供可能的信号重叠位置、做微调、利用算法获得指纹建模数据，并虚拟定位标签的实际可能效果，最终确定位置。
[0014]作为本专利技术的优选，根据现实情况，对建筑模型内填充障碍物，如水泥墙、木门、红砖水泥墙、金属门、空心砌块砖墙、木板墙、简易石膏板墙、玻璃和玻璃窗，对不同障碍物进行物体标识。
[0015]作为本专利技术的优选，不同障碍物对应不同的信号衰减值，将不用障碍对应的衰减值制成数据表单放置在环境数据库中，方便后续调取。
[0016]作为本专利技术的优选，定位数据和环境数据的结合可以提供更为BIM环境数据提供多角度空间信息及材料信息，通过BIM技术，并参考信号空间衰减及环境障碍物的角度影响得出覆盖距离的最佳位置并实现动态数值变化及推荐值。
[0017]作为本专利技术的优选，在确定物联网设备安装位置确定后，可在WEB端通过BIM图展示物联网基站及其信号覆盖范围，以及建筑内的建筑障碍物和内部设备部署位置，实现信号覆盖可视化。
[0018]作为本专利技术的优选，物联网基站可实时上传数据到服务器更新BIM图上的实际物联网基站覆盖信号情况。
[0019]与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：本专利技术将物联网基站、网关等设备的信号覆盖范围清楚的在三维地图上展示，从而推算出使用建筑物内所实际用的基站数量及信号覆盖情况，并且根据建筑物内的空间和设施进行物联网基站的安装位置推荐，本专利技术引用BIM技术，相较于传统人工绘制二维地图，本专利技术的技术可以将建筑的材料、结构和空间带入BIM地图进行多种参数的环境搭建，使得最终基站信号覆盖情况可视化，且更为准确。
附图说明
[0020]图1是本专利技术实施例的基站信号覆盖和安装定位的方法流程图；
[0021]图2是本专利技术实施例的基于BIM地图物联网基站位置设定示意图；
[0022]图3是本专利技术实施例的基于BIM地图物联网基站信号强度及覆盖情况示意图。
具体实施方式
[0023]下面结合附图对本专利技术作进一步说明：
[0024]一种基于BIM技术的物联网设备信号强度分析及布点方法，如图1
‑
3所示，通过人工对实际场地进行测量、记录，再通过BIM技术搭建建筑模型，对建筑模型内的空间距离以及材料按照实际情况进行设定，设置建筑模型内的障碍物，根据现实情况，对建筑模型内填充障碍物，如水泥墙、木门、红砖水泥墙、金属门、空心砌块砖墙、木板墙、简易石膏板墙、玻璃和玻璃窗，对不同障碍物进行物体标识，并记录为环境数据，常见医疗建筑障碍物衰减属性如下表所示。
[0025][0026][0027]通过推导公式软件计算出实际的基站有效功率，包含对基站的基本信息采用哪种物联网基站使用的物联网协议类型，使用的协议的频段对常见的医疗建筑障碍物如：石膏板、玻璃、金属门、木门等，其穿透性及绕射性的影响情况再加上外部因素：物联网基站内置或者内置+外置天线的类型增幅情况在空气中或者在多大范围内的电磁波传输中的衰减。从而推导出实际有效功率数据。此软件运用于场景内信号覆盖计算情况，通过强度的计算，在BIM软件中进行基站模拟放置时，即可显示基站的位置、信号的强度和覆盖过程中受到的干扰及衰减。其中不同基站的基本信息(电磁波谱属性)见下表所示。
[0028][0029][0030]通过BIM引擎搭配数据引擎功能软件自动生成对应的物联网基站信号覆盖区域。
[0031]如图2所示，设定基站A的位置，并且设定基站A的原始发射功率为20DBM，病房4中心与基站A之间的直线距离为30米，基站自身线路损耗为1DBM，基站A上附加的天线使得其增益为3DBM，空间衰减为3DBM，病房4区域的搭建材料为金属扣板，其损耗为15DBM，因此可以计算出基站A在房间4处的实际功率：
[0032]20DBM(物联网设备发射功率)－1DBM(线路损耗)+3DBM(天线增益)－3DBM(空间衰减)－15DBM(阻挡损耗)＝4DBM，实际功率小于5，5DBM以下就无法正常信号送达及识别了，我们认为是边际点，该处属于需要布设的点位位置。
[0033]然后根据上述基站A为基础点先排除阻挡损耗给出有效半径，然后在有效半径的方位内，根据BIM的墙体材料属性表中获得有效半径中所有的墙体属性，并根据属性带来的阻挡损耗值后，减去空间衰减，给出多个合理安装的位置，如图2中的圆圈B代表的基站位置，并根据弱电井到该基站的距离，过滤掉网线长度超过100米的多余基站选位后，保留两个圆圈B位置为确定的安装位置，确认后，继续按照规则，BIM自动生成多个基站C的位置，通过逐个楼层的类似操作，实现全楼的覆盖和位置的确认。
[0034]以上显示和描述了本专利技术的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本专利技术不受上述实施例的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于BIM技术的物联网设备信号强度分析及布点方法，其特征在于，包括以下步骤：建立建筑模型，对建筑内的各个房间进行命名；对建筑模型内的空间距离以及材料按照实际情况进行设定，设置建筑模型内的障碍物，并记录为环境数据；在建筑模型内设定一个初始基站，对基站进行物体标识，记录该基站的定位数据，并设定该基站的电磁波谱属性；将环境数据、物体标识数据和定位数据代入推导公式中，计算出基站的实际有效功率，实际功率计算公式为：PT(dBm)
‑
PR(dBm)+GT(dBi)+GR(dBi)＝20log4pr(m)/l(m)+Lc(dB)+L0(dB)，即PT(dBm)＝物联网设备发射功率－线路损耗+天线增益－空间衰减－障碍物阻挡损耗；计算得到的实际功率按照网关的天线极化方向及桥架结构和多个设备之间的距离，确定大致安装位置；根据BIM组件功能中的空间查询功能确定图上的XY坐标点、通过空间管理确定桥架内线路走向和可能的干扰源；根据格局信息，由BIM体系提供可能的信号重叠位置、做微调、利用算法获得指纹建模数据，并虚拟定位标签的实际可能效果，最终确定位置。2.根据权利要求1所述的一种基于BIM技术的物联网设备信号强度分析及布点方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ七四专利代理机构，
申请(专利权)人：广州盛美医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：