NSDT 场景编辑器实现真数字孪生

2023-12-01
湖北
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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。
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：

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：

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

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

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

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。

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

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>

复制代码

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 propertiesnamespace=com.ww.cnendpoint=wss://twin.nsdt.cloud:8081/ws/2### password credentialsclientId=TEDscopes=offline_accesstokenEndpoint=https://nsdt.cloud/auth/realms/nsdt/protocol/openid-connect/tokenpwUsername=test ### 换成您的NSDT账号和密码pwPassword=123  ### 换成您的NSDT账号和密码

复制代码

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);