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内容大纲
本书首先介绍数字孪生的基本知识,包括数字孪生的概念、发展历史、体系架构和应用场景。接着介绍实现数字孪生所必需的几大关键技术、目前国内外常见的实现工具和数字孪生集成开发平台。以实战项目作为案例,融会贯通基本知识,引导读者由浅入深地学习数字孪生。随后选取ThingJS数字孪生平台作为数字孪生的开发平台,从ThingJS的基本语法开始到场景模型的搭建、数据可视化、数据对接、场景数据的交互等进阶的应用,由浅入深地进行介绍,最后通过实际的数字孪生企业项目案例进行教学和实践,展示了从需求分析、方案设计到具体实现过程,让学生对实现数字孪生项目的全流程有更深入的理解。本书示例代码丰富,实践性和系统性较强,并配有视频讲解,助力读者透彻地理解书中的重点、难点。
本书适合初学者入门,精心设计的案例对于工作多年的开发者也有参考价值,还可作为高等院校和培训机构相关专业的教学参考书。 -
作者介绍
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目录
第1章 数字孪生概述
1.1 数字孪生的概念
1.2 数字孪生的前世今生
1.2.1 数字孪生的萌芽
1.2.2 数字孪生概念的提出
1.2.3 数字孪生的发展现状
1.3 数字孪生体系架构
1.3.1 数字孪生的特征
1.3.2 数字孪生的系统架构
1.3.3 数字孪生的关键技术
1.3.4 数字孪生平台
1.4 数字孪生的应用场景
1.4.1 智能制造行业
1.4.2 石化行业
1.4.3 医疗保健行业
1.4.4 智慧城市
1.4.5 自动驾驶行业
本章小结
本章习题
第2章 数字孪生的关键技术
2.1 物联网技术
2.1.1 物联网的体系架构
2.1.2 传感器及应用技术
2.1.3 自动识别技术
2.1.4 无线射频识别技术
2.1.5 计算机控制技术
2.2 大数据技术
2.2.1 大数据的概念
2.2.2 大数据的特征
2.2.3 大数据的结构类型
2.2.4 大数据的关键技术
2.3 虚拟现实
2.3.1 虚拟现实的概念
2.3.2 虚拟现实系统的组成
2.3.3 虚拟现实的分类
2.3.4 虚拟现实的发展
2.3.5 虚拟现实的应用
2.4 模拟仿真
2.4.1 仿真概念与仿真技术
2.4.2 经典仿真技术
2.4.3 微观仿真技术
2.4.4 离散事件系统仿真
2.4.5 排队系统仿真
2.5 数字孪生模型
2.5.1 几何建模
2.5.2 物理建模
2.5.3 行为建模
2.5.4 六自由度
2.5.5 模型验证
本章小结
本章习题
第3章 数字孪生的实现平台和工具
3.1 数字孪生常用实现工具
3.1.1 Unity 3D
3.1.2 Unreal Engine
3.1.3 WebGL
3.2 数字孪生常用开发平台
3.2.1 ThingJS
3.2.2 WDP
3.2.3 木棉树
3.2.4 EasyV
3.2.5 数字孪生专用平台
本章小结
本章习题
第4章 ThingJS基础
4.1 入门
4.1.1 准备工作
4.1.2 第1个例程
4.1.3 场景加载
4.1.4 程序调试
4.2 ThingJS对象
4.2.1 几何体对象
4.2.2 模型对象
4.2.3 对象变换
4.2.4 对象样式
4.2.5 对象标记
4.2.6 对象查询
4.2.7 对象销毁
4.3 ThingJS中的摄像机
4.3.1 摄像机介绍
4.3.2 摄像机飞行
4.4 环境设置
4.4.1 背景设置
4.4.2 灯光设置
4.4.3 后期效果
4.5 ThingS中的事件
4.5.1 全局事件
4.5.2 对象事件
4.5.3 键盘事件
4.5.4 事件管理
4.6 建筑监控场景案例
4.6.1 创建项目结构
4.6.2 三维场景
4.6.3 二三维交互
本章小结
本章习题
第5章 ThingIS进阶
5.1 组件
5.1.1 组件的定义
5.1.2 组件的作用和生命周期
5.1.3 组件开发
5.2 预制件
5.2.1 预制件介绍
5.2.2 预制件开发
5.3 插件
5.3.1 插件介绍
5.3.2 插件开发
5.4 场景和层级
5.4.1 场量的概念和加载的意义
5.4.2 层级和层级切换
5.5 数据对接
5.5.1 数据对接介绍
5.5.2 数据对接接口
5.5.3 数据对接案例
5.6 界面展示
5.6.1 Marker
5.6.2 WebView
5.6.3 ECharts
5.6.4 Widget
5.6.5 CSS组件
5.7 人员定位场景案例
5.7.1 创建项目结构
5.7.2 加载场景
5.7.3 创建人员对象
5.7.4 创建人员标记
5.7.5 定位事件
5.7.6 人员行走
5.7.7 视角跟随
5.7.8 二三维交互
本章小结
本章习题
第6章 物联网设备对接
6.1 物联网通信技术
6.1.1 标准串行通信接口
6.1.2 无线通信技术
6.1.3 无线传感器网络
6.1.4 定位技术与卫星定位系统
6.2 人机交互技术
6.2.1 嵌入式系统简介
6.2.2 键盘接口技术
6.2.3 显示器接口技术
6.2.4 触摸屏接口技术
6.2.5 物联网API
6.3 物联网设备对接
6.3.1 物联网在数字孪生中的重要意义
6.3.2 物联网设备对接流程
6.4 物联网设备对接场景案例
6.4.1 设备管理场景解决方案
6.4.2 设备管理场景的实现
本章小结
本章习题
第7章 综合案例:汽车换电
7.1 汽车换电案例需求
7.2 汽车换电解决方案设计
7.3 开发准备
7.4 功能实现
7.4.1 全局设置
7.4.2 模型动画
7.4.3 泊车检查
7.4.4 电池拆卸
7.4.5 电池调度
7.4.6 电池安装
7.4.7 车辆驶离
本章小结
本章习题
第8章 综合案例:智慧校园
8.1 需求分析
8.2 解决方案设计
8.3 功能实现
8.3.1 开发准备
8.3.2 场景可视化
8.3.3 智慧安防
8.3.4 智慧节能
8.3.5 智慧教室
8.3.6 数据对接
本章小结
本章习题
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