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1、什么是数字孪生?

数字孪生是资产或系统的实时虚拟模型,它使用来自连接的物联网传感器的数据来创建数字表示。数字孪生允许您从任何地方实时监控设备、资产或流程。数字孪生用于多种目的,例如分析性能、监控问题或在实施之前运行测试。从物联网数字孪生中获得的见解使用户能够快速做出反应,以提高运营效率、生产质量、客户满意度等。

2、NSDT场景编辑器的功能特性?

NSDT场景编辑器也成为数字孪生编辑器,它是基于WebGL技术,依托丰富的模型资产库,通过拖拽式的操作,方便用户高效便捷的搭建三维数字孪生场景,配合twin服务平台,实现孪生设备姿态控制的虚实同步,并且支持场景导出和场景的二次开发,它的基本功能如下:

  • 基于WebGL技术。
  • 配套丰富的3D场景模型及设计素材。
  • 灵活方便的拖拽式操作。
  • 引入图模引擎,高效管理和应用模型库。
  • 配合twin服务平台,实现真数字孪生。
  • VR实现真实场景虚拟再现。
  • 场景支持在线分享和二次开发。

3、如何用NSDT场景编辑器实现数字孪生?

1、孪生体管理操作指南

使用场景说明:适合无实际物联设备,但能通过其它方式获取到物联数据,比如,从第三方应用系统定时获取数据或者有途径转发物联设备的数据,那么,您可通过调用我们http相关api接口,向我们孪生管理中心推送数据。

1.1、新增孪生体

第一步:注册用户账号访问 NSDT.TWIN 孪生体管理平台,注册用户账号,操作如下图所示:
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第二步新建孪生体假如已注册账号:test,密码:test,登录 NSDT.TWIN 孪生体管理平台 ,新建孪生体 ,操作如下图所示:
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特别
说明项目名称: 指定一个有含义的命名空间字符串,比如某个公司的网址,com.ww.cn;或者任何您想给的有意义的字符串
设备名称: 物联设备的唯一标志字符串,很重要,后续可以基于此字段推送物联设备的数据
版本: 不用填写
属性(静态):描述物联设备的一些静态属性,key-value格式字符串,可以自定义,比如name:lmd001,place:三工区,等等
特征属性(动态)-特征key:描述物联设备上一些组件,比如龙门吊有天车、吊臂绳,分别命名 topcar、rope,等等特征属性(动态)-特征参数集合:描述物联设备上一个组件的一些物理量参数,比如龙门吊有天车的水平距离、吊臂绳升降高度,分别命名 horizontal_distance、rise_height,默认值类型为数字或小数,默认给0即可。

新建后查看列表【定义】列,就是孪生体的thingId,为com.ww.cn:lmd008
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1.2、场景中绑定孪生体

使用已注册用户账号登录 NSDT编辑器 ,切换到具体场景,选中要接入数据驱动的模型,切换到右下角【模型信息】tab,绑定新增孪生体的参数到模型属性上,如下图所示
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特别说明:选择刚刚创建的孪生体,比如“第008号龙门吊”,将其一个特征的一个参数绑定到选定模型的一个属性上,即完成绑定。需要说明的是,可将任意孪生体的任意特征参数,绑定到任意模型属性上。

1.3、接入物联设备数据方式

模拟仿真(测试使用)选择【模拟仿真】,进入仿真页面,如下图所示
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切换到【仿真配置】tab,配置仿真相关参数,如下图所示:

特别说明
频率:设置发送数据间隔,单位秒
仿真模式:

--全量仿真:模拟孪生体所有特征的所有参数
--单feature:模拟孪生体一个特征的所有参数
--单物理量:模拟孪生体一个特征的一个参数

配置:

--固定值:生成参数值为固定值。
--区间随机值:需设置最大和最小值,在此范围之间,随机生成参数值。
--循环递增:需设置最大和最小值以及递增最小单位量,在此范围之间,按递增步长,递增生成参数值,然后循环往复。

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配置完仿真策略后,点击启动仿真,切换到【消息日志】可查看孪生体接收到的数据
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1.3.2、直接调用http相关api接口发送物联设备数据

此种方式需要做一定的编码开发。
第一步:调用【用户访问token令牌】接口获取token令牌,有access_token和refresh_token两个令牌,access_token用于调用发送设备数据相关API,需要说明的是,access_token令牌会过期,有效期一年,refresh_token是离线刷新token,不会过期。所以,建议在access_token令牌到期前,或者调用发送物联设备数据API且请求返回401状态码时,可使用【用户访问token令牌】接口传入refresh_token,重新换取新access_token令牌。

第二步:调用【发送设备数据】相关api,我们提供三种发送设备数据的接口,请根据您获取到物联设备的数据格式,选择一种合适的接口,传入access_token到请求头,调用接口发送数据。

以上详见参考文档【孪生体管理API接口说明】。

1.3.3、调用SDK发送物联设备数据

此种方式需要做一定的编码开发。第一步:配置maven依赖

<dependency>
     <groupId>org.eclipse.ditto</groupId>
     <artifactId>ditto-client</artifactId>
     <version>3.1.1</version>
 </dependency>

第二步:实例化和配置一个新的孪生体client目录下增加配置文件src/main/resources/config.properties,内容如下:

### Required configuration properties
namespace=com.ww.cn
endpoint=wss://twin.nsdt.cloud:8081/ws/2
### password credentials
clientId=TED
scopes=offline_access
tokenEndpoint=https://nsdt.cloud/auth/realms/nsdt/protocol/openid-connect/token
pwUsername=test ### 换成您的NSDT账号和密码
pwPassword=123  ### 换成您的NSDT账号和密码

要配置孪生体client实例:

  • 需要创建AuthenticationProvider和MessagingProvider的实例
  • 创建DisconnectedDittoClient实例
  • 通过调用client.connect()异步获取DittoClient实例
// 创建AuthenticationProvider实例
 final AuthenticationProvider<WebSocket> authenticationProvider =  AuthenticationProviders.accessToken(
      AccessTokenAuthenticationConfiguration.newBuilder()
          // getJsonWebToken()为获取jwt令牌的方法,详见demo代码
         .accessTokenSupplier(() -> getJsonWebToken())
         .identifier("ditto")
         .expiryGracePeriod(DEFAULT_EXPIRY_GRACE_PERIOD);
 );
 
 // 创建MessagingProvider的实例
 final MessagingConfiguration.Builder messagingConfigurationBuilder =
     WebSocketMessagingConfiguration.newBuilder()
         .jsonSchemaVersion(JsonSchemaVersion.V_2)
         .reconnectEnabled(false)
         // config.properties中的tokenEndpoint
         .endpoint(CONFIG_PROPERTIES.getEndpointOrThrow())
 ;
 final MessagingProvider messagingProvider =
     MessagingProviders.webSocket(messagingConfigurationBuilder.build(), authenticationProvider);
 
 // 创建DisconnectedDittoClient实例
 DisconnectedDittoClient disconnectedDittoClient = DittoClients.newInstance(messagingProvider);
 
 //创建孪生体client
 DittoClient client = disconnectedDittoClient.connect().toCompletableFuture().get(10, TimeUnit.SECONDS);

第三步:使用client向孪生体平台发送物联设备数据,参考示例SendTwinDataDemo.java文件中main函数,有三种发送数据方式:

// 演示给指定孪生体发送所有特征数据updateFeatures();

// 演示给指定孪生体发送一个特征的所有参数的数据updateFeature();

// 演示给指定孪生体发送一个特征中的一个参数的数据updateFeatureProperty();

以上详见参考文档【孪生体管理API接口说明】,java-sdk使用demo下载链接 java-sdk-demo

1.4、浏览模型驱动效果

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可以看见龙门吊模型和吊钩的位置都在不停移动,并且模型属性【位置-X】数据有明显变化

转载:https://www.mvrlink.com/implementing-true-digital-twin-with-n...


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