(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 202210741681.1 (22)申请日 2022.06.28 (71)申请人 山东建筑大学 地址 250101 山东省济南市历城区临港开 发区凤鸣路 申请人 中建八局第二建 设有限公司 　 山东大学 (72)发明人 田晨璐　金东毅　李成栋　侯和涛　 殷利建　邓晓平　刘洪彬　 (74)专利代理 机构 济南克雷姆专利代理事务所 (普通合伙) 37279 专利代理师 张祥明 (51)Int.Cl. H04L 67/12(2022.01) H04Q 9/00(2006.01)G01D 21/02(2006.01) G16Y 10/30(2020.01) (54)发明名称 基于物联网与微服务的智慧工地组态管控 方法及系统 (57)摘要 本发明提出了基于物联网与微服务的智慧 工地组态管控 方法及系统， 包括具有工地现场信 息采集功能的工地智能模块， 用于部署通信管理 器的服务器， 通信管理器通过智能节 点实现与智 能模块的通信， 部署有多种微服务的微服务平 台， 微服务平台通过消息队列实现和通信管理器 的通信， 还包括组态平台， 组态平台通过微服务 平台实现与数据库的通信， 组态平台通过微服务 实现相关虚拟组态模块的输入输出转换功能。 本 发明将微服务、 物联网技术引入到工地的组态管 控方法中， 充分利用微服务的网络共享性、 物联 网的灵活部署性， 解决了当前智慧工地应用系统 面临的需求多样、 施工环境多变等问题。 权利要求书2页 说明书7页 附图4页 CN 115118750 A 2022.09.27 CN 115118750 A 1.基于物联网与微 服务的智慧工地组态管控方法， 其特 征在于， 包括： 智能模块： 所述智能模块包括虚拟智能模块和工地智能模块， 工地智能模块包括温度 检测模块、 湿度检测模块、 PM2.5检测模块、 噪声检测模块、 人员检测模块， 所述工地智能模 块具有工地现场信息采集功能； 智能节点： 所述智能节点和所述工地智能模块之间通过无线通信， 所述智能节点用于 接受通信管理器的控制命令， 并将该控制命令下发到所述工地智能模块上， 所述智能节点 将工地智能模块采集到的工地现场信息传输 到通信管理器上； 通信管理器： 所述通信管理器部署在多台服务器上， 所述通信管理器用于接收智能节 点传输的数据， 并对 数据进行解析， 通过发布订阅机制与消息队列通信， 所述通信管理器将 关键数据发布到消息队列中， 所述通信管理器订阅消息队列中的控制信息， 并通过智能节 点将控制信息发送到对应的智能模块上； 消息队列： 每个智能模块在消息队列中均有上传信息和下达命令的消息队列， 智能模 块的控制命令均发布到对应智能节点的消息队列中； 数据库： 数据库包括关系型数据库与非关系型数据库， 关系型数据库包括存储用户、 虚 拟应用系统、 工地智能模块、 微服务平台的关联关系， 非关系 型数据库包括存储历史数据、 控制命令和现场检测数据的历史记录， 所述数据库和微 服务平台进行通信； 微服务平台： 所述微服务平台包括用户管理微服务、 虚拟应用系统组态微服务、 环境监 测微服务、 人员安全管理微服务、 塔吊安全预警微服务、 能耗管理微服务， 微服务平台通过 发布订阅机制与消息队列通信； 组态平台： 所述组态平台包括用户注册登陆模块、 虚拟应用系统配置模块、 虚拟应用系 统运行模块， 组态平台通过发布订阅机制与消息队列通信， 所述组态平台和 微服务平台进 行通信。 2.根据权利要求1所述的基于物联网与微服务的智慧工地组态管控方法， 其特征在于， 一个智能节点包括若干个智能模块， 任意一个智能模块均有一个虚拟智能模块相对应， 一 个虚拟智能模具有若干个输入输出转换模块， 每个输入输出转换模块均有不少于一个的输 入输出转换微 服务实现。 3.根据权利要求1所述的基于物联网与微服务的智慧工地组态管控方法， 其特征在于， 一个用户管理若干个工程， 每个工程包括若干个虚拟施工片区， 每个虚拟施工片区包括若 干个虚拟物联网应用 系统， 每个虚拟物联网应用系统包含多若干个虚拟智能模块， 每个虚 拟智能模块由用户设定若干个功能， 每 个功能由一个输入输出转换微 服务实现。 4.根据权利要求3所述的基于物联网与微服务的智慧工地组态管控方法， 其特征在于， 组态平台提供的每种虚拟智能模块具有多种输入输出子功能， 每种输入输出子功能均有多 个输入输出转换微服务提供输入到输出转换计算， 每种功能对应的多个输入输出转换微服 务逻辑相同， 实现同一功能的输入输出转换微 服务部署在多台服 务器上。 5.根据权利要求3所述的基于物联网与微服务的智慧工地组态管控方法， 其特征在于， 所述虚拟物联网应用系统构建方法包括： S1： 创建并命名虚拟工程， 创建虚拟工程后， 组态平台调用数据库写入微服务， 将用户 与虚拟工程的关联关系写入到数据库中； S2： 在创建的虚拟工程下， 新建并命名虚拟片区， 创建虚拟片区后， 组态平台调用数据权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115118750 A 2库写入微 服务， 将虚拟片区与虚拟工程的关联关系写入数据库中； S3： 在创建的虚拟片区下， 新建并命名虚拟应用系统， 创建虚拟应用系 统后， 组态平台 调用数据库写入微 服务， 将虚拟片区与虚拟应用系统的关联关系写入数据库中； S4： 进入新建的虚拟应用系统， 配置虚拟应用系统背景并保存， 添加若干个虚拟智能模 块， 完成相关虚拟智能模块的配置 。 6.根据权利要求5所述的基于物联网与微服务的智慧工地组态管控方法， 其特征在于， 虚拟智能模块配置步骤 包括： S11： 命名虚拟智能模块， 选择输入参数、 输出参数； S12： 配置相应的输入输出转换微服务， 输入输出转换微服务配置通过自动 配置或手动 配置的方式实现； S13： 保存虚拟智能模块设置， 保存后， 组态平台调用数据库写入微服务， 将输入输出转 换微服务配置写入到数据库； S14： 完成虚拟智能模块输入、 输出、 输入输出转换微服务参数配置后， 虚拟应用系统的 界面将出现该虚拟智能模块的图标， 通过拖动图标， 选择虚拟智能模块在虚拟应用 系统界 面的位置， 点击保存后， 将虚拟智能模块的位置信息写入到数据库中。 7.根据权利要求1所述的基于物联网与微服务的智慧工地组态管控方法， 其特征在于， 微服务平台包括客户端、 服务端和注册中心， 客户端包括虚拟智能模块， 注册中心用于微服 务的注册与管理， 服务端用于微服务逻辑的编写， 并将编写好的微服务注册到注册中心， 客 户端负责微服务的内部逻辑， 实现输入和输出的转换； 微服务包括基础微服务、 公共微服务 和特色微 服务。 8.一种基于物联网与微 服务的智慧工地组态管控系统， 其特 征在于， 包括： 智能模块： 所述智能模块包括虚拟智能模块和工地智能模块； 服务器： 所述服务器设置有若干个， 所述服务器用于部署通信管理器， 所述通信管理器 通过智能节点实现与智能模块的通信； 数据库： 所述数据库储 存有关系型 数据库与非关系型 数据； 微服务平台： 所述微服务平台部署有多种微服务， 所述微服务平台通过消息队列实现 和通信管理器的通信； 组态平台： 所述组态平台包括用户注册登陆模块、 虚拟应用系统配置模块、 虚拟应用系 统运行模块， 所述组态平台通过微服务平台实现与数据库的通信， 所述组态平台通过微服 务实现其对应的功能。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115118750 A 3