(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211004943.2 (22)申请日 2022.08.22 (71)申请人 江苏安防科技有限公司 地址 211899 江苏省南京市江北新区虎桥 路11号江苏安防科技园26号楼 (72)发明人 包雪强　 (74)专利代理 机构 北京一枝笔知识产权代理事 务所(普通 合伙) 11791 专利代理师 张庆瑞 (51)Int.Cl. G06F 8/30(2018.01) G06F 30/20(2020.01) G16Y 20/00(2020.01) (54)发明名称 一种数字 孪生的数据绑定方法及系统 (57)摘要 本发明公开了一种数字孪生的数据绑定方 法， 属于数字孪生技术领域， 该方法支持孪生体 物模型与仿真模 型之间的数据 绑定， 将数字孪生 仿真模型的属性与后端服务系统中的数据进行 绑定并实现动态更新， 可大幅度减少数字孪生应 用的代码开发工作量， 极大提高开发效率。 本发 明还提供了一种数字孪生的数据绑定系统， 通过 提供可重用的孪生体定义模块、 数据绑定模块、 数据传输模块、 孪生体渲染模块， 应用开发者只 需掌握少量的编程语言来定义物模型数据与仿 真模型数据的转换规则， 其余过程皆则可通过选 择、 配置的交互方式来实现， 可有效解决数字孪 生应用的开发效率低、 代码冗余且维护难度大、 技术门槛高的问题。 本发明作用效果显著， 适于 广泛推广。 权利要求书2页 说明书8页 附图4页 CN 115357229 A 2022.11.18 CN 115357229 A 1.一种数字 孪生的数据绑定方法， 其特 征在于， 包括： 步骤1、 定义物模型， 将物模型关联对应的仿真模型； 步骤2、 设置仿真模型与物模型属性的映射关系， 设置用于处理模型数据转换规则的自 定义函数； 步骤3、 建立后台与边缘设备的数据通道， 采集或接收边缘设备的数据， 更新物模型的 动态属性并发布至 孪生体主题； 步骤4、 调用仿真模型操作API实例化孪生体对象并渲染仿真模型； 步骤5、 订阅并监听孪生体主题消息， 根据监听信息更新物模型或/和仿真模型。 2.根据权利要求1所述的一种数字孪生的数据绑定方法， 其特征在于， 所述步骤1的具 体步骤包括： 步骤1.1、 定义物模型的静态属性和动态属性， 其中， 静态属性包括孪生体的固定参数， 动态属性包括从边 缘端收集的实时数据， 动态属性支持用户自定义； 步骤1.2、 建立若干个仿真模型， 根据需要将一个物模型与一个或多个仿真模型进行关 联， 并将每 个仿真模型设置一个 状态代码。 3.根据权利要求2所述的一种数字孪生的数据绑定方法， 其特征在于， 所述步骤2 的具 体步骤包括： 步骤2.1、 将仿真模型的某个属性与所述属性需要关联的一个或多个物模型参数进行 绑定， 得到所述属性对应的转换组合， 根据仿真模型的多个属性， 得到多组转换组合； 步骤2.2、 对每组转换组合设置用于处 理模型数据转换规则的自定义 函数。 4.根据权利要求3所述的一种数字孪生的数据绑定方法， 其特征在于， 所述步骤3的具 体步骤包括： 步骤3.1、 建立后台孪生体与边缘设备的数据传输通道， 后台通过主动采集和被动接收 两种方式来收集 边缘端的数据并更新相应的物模型动态属性； 步骤3.2、 基于MQTT协议发布孪生体消息主题， 在MQTT协议中， 当发布者向某一个主题 发送消息时， 后台会将消息分发给客户端。 5.根据权利要求4所述的一种数字孪生的数据绑定方法， 其特征在于， 所述步骤5的具 体步骤包括： 步骤5.1、 订阅孪生体主题消息； 步骤5.2、 监听消息并解析报文中的属性及属性 值， 更新物模型相应的属性 值； 步骤5.3、 根据监听到的仿真模型属性 值变化情况， 调用自定义 函数更新仿真模型。 6.根据权利要求5所述的一种数字孪生的数据绑定方法， 其特征在于， 所述步骤3.1的 具体步骤 包括： 步骤3.1.1、 在创建孪生体实例时， 根据需要选择填写孪生体的通讯协议及协议 参数； 步骤3.1.2、 后台自动根据选择的协议及参数创建数据通道并收集数据； 步骤3.1.3、 后台将收集到的数据解析并存 储为对应的孪生体动态属性 值。 7.根据权利要求4所述的一种数字孪生的数据绑定方法， 其特征在于， 所述步骤3.2 的 具体步骤包括： 在创建一个孪生体的同时， 后台会自动创建2个关联的MQTT主题， 其中一个 主题用于接收通过MQTT协 议发送的边缘设备数据， 另一个主题则是用来 发布变化的动态属 性供客户端订阅； 当后台监听到孪生体的属 性值发生变化时， 会将变化的属 性及属性值通权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115357229 A 2过MQTT协议发布至供客户端订阅的主题中， 客户端会收到消息通知。 8.根据权利要求5所述的一种数字孪生的数据绑定方法， 其特征在于， 所述步骤5.3的 具体步骤包括： 当监听到物模型属 性发生变更时， 客户端自动判断变更 的物模型属 性是否 存在关联的仿 真模型属性， 若存在则调用自定义函数计算转换出新的仿真模型属性值并赋 值， 当仿真模型的属性 值发生变化时， 客户端自动调用仿真模型操作API 来修改仿真模型。 9.一种数字孪生的数据绑定系统， 应用 如权利要求1 ‑8任一项所述的一种数字孪生的 数据绑定方法得到的， 其特 征在于， 包括： 孪生体定义模块， 包括物模型定义单元、 仿真模型关联单元， 所述物模型定义单元用于 定义物模型， 所述仿真模型关联 单元用于将物模型关联对应的仿真模型； 数据绑定模块， 用于建立物模型属性与仿真模型属性的映射关系和转换规则； 数据传输模块， 用于采集或接收边缘设备的数据， 更新物模型的动态属性并发布至孪 生体主题； 孪生体渲染模块， 用于实例化孪生体并渲染仿真模型， 订阅孪生体主题， 监 听消息并更 新物模型属性 值， 调用自定义 函数更新仿真模型。 10.根据权利要求9所述的一种数字孪生的数据绑定系统， 其特征在于， 所述孪生体渲 染模块包括： 消息订阅单 元， 用于实现订阅MQT T主题从而监听孪生体动态属性变化的功能； 对象更新单 元， 用于修改指定 孪生体object对象的属性 值； 函数调用单元， 用于在孪生体的属性值发生变更， 并且变更属性关联了某个仿真模型 属性时， 调用自定义 函数计算属性 值并给对应的仿真模型属性赋值； 仿真模型渲染单 元， 用于渲染仿真模型； 仿真模型操作API， 用于实现创建、 删除以及修改仿真模型的位置、 大小、 颜色、 材质、 透 明度、 切换模型状态的功能。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115357229 A 3