摘要：本文介绍了一种新型的楼宇自动化系统，它是虚拟现实技术在自动化领域的一种应用。

目前楼宇自控系统的监控界面主要是二维界面。二维平面系统虽然取得了不错的效果，但在描述具有二维界面的三维现实世界方面有些欠缺。随着虚拟现实技术（vr）的发展，三维楼宇自控系统的制作成为可能。本文介绍了虚拟现实建模语言（vrml）在楼宇自动化组态软件中的应用。

1 vrml 概述

1.1 vrml语言

vrml()是一种虚拟现实建模语言，是一种场景建模语言，用于构建现实世界的场景模型或人们虚构的三维世界。它用于描述三维对象及其行为，并可以构建虚拟领域（）。~rml 的基本目标是在 上建立交互式 3D 多媒体。它的基本特征包括分布、3D、交互性、多媒体集成和现实主义。它是目前制作基于“www”的3D交互网站的主流语言。

1.2 vrml引擎

楼宇自控系统的一个显着特点是需要从底层的各个控制器节点采集数据，并与实时数据库进行数据交换。而vrml是网络传输的三维虚拟规范。为了保证客户端计算机的安全，不再考虑对计算机底层i/0的访问。虽然 vrml 可以使用 java 程序与 3D 虚拟场景进行交互，但出于计算机安全的考虑，java 在访问底层 I/O 方面远不如 vc 等开发工具简单，而且由于 java 采用平台无关的设计, java 计算机在解析java程序并运行时牺牲了效率，所以java不是理想的3D楼宇自动化软件开发语言。

综合各种编程语言的优缺点，笔者认为++是比较适合的开发语言，但是mfc并没有提供现成的支持vrml的类库，所以一定要选择符合vrml 规范，我们称之为 vrml 引擎。

2、新型楼宇自控系统软件部分的整体结构

目前国内比较流行的组态软件，如3D力控、组态王、昆仑界等，其结构体系都是基于2D组态和2D监控。楼宇自动化组态软件采用二维组态。配置和3D监控的模式分为场景配置和场景浏览两部分。主要结构如图1所示：

2.1 场景配置

目前虚拟现实与生产自动化结合相关的应用大多是使用一些3D场景制作软件，如3dmax、maya等，在工业现场制作3D场景，然后再使用3D开发工具包如如wtk，vtree等开发工具的文件导入功能会引导制作的3D场景。本系统采用的方法是制作一个二维场景配置软件，运行时利用二维场景中制作的配置信息生成三维场景。软件界面如图2所示。

图2是配置软件制作的建筑物单层的二维俯视图，其中包含墙、门、窗、楼层、传感器等dat文件格式的配置信息。

2.2 场景浏览

场景浏览软件由配置软件生成。dat文件新建一个工程文件，里面包含所有需要的3D配置信息，然后通过vbml引擎再现配置场景。如图。图3是根据图1的配置生成的三维场景图像。2、可三维浏览，实现虚拟现实的各种功能。

2.3 监控功能的实现

不同于其他虚拟现实应用，楼宇自控系统需要随时与现场设备进行数据交换，根据现场返回的数据实时改变当前的虚拟场景。图 3 中的绿点代表楼宇自动化系统的烟雾传感器。当传感器处于报警状态时，传感器状态变量通过现场总线传输到实时数据库中，场景浏览器根据实时数据库中的数据刷新当前场景。图 4 为传感器报警时虚拟场景的刷新界面。

可以看出，当三楼的传感器数据发生变化时楼宇自控系统软件界面，系统采取的动作是将整个三楼显示为透明，同时标记传感器的位置，为用户提供更直观的显示界面。

3 系统后续工作

由于vrml本身的特性和局限性，当系统需要动态改变场景时，比如传感器颜色变化、开关状态变化等，场景中的每一个组件都要重新更新楼宇自控系统软件界面，必然会浪费很多系统资源，有待进一步优化。

虽然使用顶视图完成配置配置更方便，但是顶视图有点无法表达复杂形状的物体，需要更多的参数，所以需要考虑其他方法来弥补的不足之处。

4。结论

该系统只是将虚拟现实技术应用于楼宇自控系统的一次小小的尝试。笔者坚信，随着虚拟现实技术的发展，它将在工业控制领域有更广泛的应用。