一种基于物联网的项目仿真沙盘
技术领域
本实用新型属于教学用具领域，属于工程管理类院校特别是土木工程、工程造价等专业适用的教学用具领域，特别是属于一种基于物联网的项目仿真沙盘。
背景技术
传统的工程管理类院校，学生无论是在校课堂上学习理论知识还是实训阶段组织到工程现场观摩交流，都会受到工程的客观周期条件及工程环境因素限制，学生所学的理论知识往往和工程现场实践在较短的周期里无法结合，理论脱离实际的现象很普遍，技能应用十分有限，这造成学生就业后适应岗位要求的周期较长，对工程管理所面对的的实际情况应对不足，同时，用人单位的培养成本居高不下，大量存在学生就业预期与现实的差距较大等社会问题。
就以道路与桥梁工程管理专业这一我国交通类院校的核心专业举例，其在具体专业课程建设和路桥工程实际项目管理应用还是有很大差距的。
简单而言，就是纸上谈兵，走马观花式学习。
现在主要存在以下问题：
1.学生实训阶段到工程现场观摩，学校需要考虑到工程所在的周期和环境因素，减少学校的沟通时间成本，还有学生的安全性问题；
2.教学教案模拟的数据问题历史悠久，不适用于实际工程。
实用新型内容
本实用新型通过采用先进技术，通过摄像头组采集项目工地的建造速度以及建造实况，结合3D打印技术，可以以每10天/次或自行设定时间进行实时刷新实体沙盘，打印出实体的等缩沙盘模型，同时采用灯光系统，能够对实体沙盘进行标示，采用天气示意装置，实时显示项目工地的天气，通过工程数据中心的处理，进行更详实的报出，同时，为了让学生贴合实际进行实习作业，将施工工艺数据采集模块的数据进行展示，让学生针对于方案“有依可据”，结合课本知识以及教师的教导，达到“身临其境”的感觉，达到更好的教学效果，值得大力推广。
为实现上述目的，本方案是通过如下方式达到的：
一种基于物联网的项目仿真沙盘，包括沙盘系统、物联网系统、工程数据中心，实时显示系统；
沙盘系统包括模拟沙盘，所述模拟沙盘还包括辅助机械臂，所述模拟沙盘包括灯光系统、实物沙盘；
所述物联网系统包括摄像头组、施工工艺数据采集模块、环境数据采集模块，所述施工工艺数据采集模块包括但不限于车船管理模块、电量管理模块、油量管理模块、混凝土用量管理模块、沥青混合料管理模块、钢材管理模块、模具管理模块、检验管理模块、人员管理模块、安全管理模块、质量管理模块、合同变更模块、量价计算模块；
所述工程数据中心包括服务器模块、数据处理模块、云计算模块、网络传输模块；
所述实时显示系统包括显示系统数据处理器、显示屏组。
作为一种优选的技术方案，所述辅助机械臂包括围绕实物沙盘建造的轨道、支撑辅助机械臂的底座、承载底座沿轨道运动的行走系统，所述辅助机械臂还通过管道连接有打印材料箱，所述打印材料箱内盛放有可供3D打印机使用的打印材料，所述辅助机械臂的末端安装有3D打印机。
作为一种优选的技术方案，所述3D打印机的上端还安装有供检查是否与传输图片一致的对比模块，所述对比模块包括两个并列安装的摄像头，且两个摄像头之间有间隙。
作为一种优选的技术方案，所述摄像头组安装于项目工地的四周，且错落设置，以保证能够观察到项目工地的在建建筑的任意角度为准。
作为一种优选的技术方案，所述灯光系统包括LED射灯组，所述LED射灯组安装在实物沙盘的正上方，并接受工程数据中心的控制，在实物沙盘上进行标示作业，并且实物沙盘上方还安装有天气示意装置，所述天气示意装置为可升降结构，所述天气示意装置包括钢化玻璃，所述钢化玻璃上贴敷一层漫反射贴膜，且所述漫反射贴膜的透光率大于等于80%但小于等于90%，钢化玻璃的斜上方设置有投影装置，所述投影装置将灯光投放至钢化玻璃上，制造天气效果显示。
作为一种优选的技术方案，所述沙盘系统、物联网系统、实时显示系统的数据互通，且均与工程数据中心连接。
采用此方案，能够将路桥类工程项目实际环境中的山体、河流湖泊和平原等按照一定的缩放比例，还原到工程沙盘中；同时还将通过物联网技术，将工程管理及实施过程中的环境数据、施工工艺数据等通过工程数据中心适时推送至实体沙盘以及实时显示系统中的全息沙盘中，采用3D打印技术结合全息影像技术，结合交互式操控设施对学生进行实训教学互动，让学生多维度感受及操作学习交通工程项目的建设管理过程；同时，还可以做出一个操作平台，设置教师平台和学生平台，教师通过教师平台，结合实体工程项目的信息，利用其中的节选或全部的工程管理和实施数据（合同、变更、进度、质量、安全及协同等要素信息），完整对接业主、监理、承包商以及专业拌合站、预制梁厂、实验室等施工标段组成部分，与教学大纲知识点组合定义教学和实训作业，以待办任务的形式推送至学生实训平台；学生则通过学生平台，按照具体工程的项目管理方针及 FIDIC 实际条款的具体应用，接受并实例化待办任务的业务处理活动（包括但不限于量价计算、合同变更、实验检测、安全管理、质量管理等），进行多人多组团的项目管理操作，其中实体信息与沙盘设施设备反馈互动，让教师与学生在实训教学过程中最大程度的学习实际工程的项目管理，为以后毕业无缝对接实际工程建设项目管理的相关岗位打下坚实的基础。
附图说明
图1为本实用新型的系统流程关系图。
具体实施方式
基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1所示，一种基于物联网的项目仿真沙盘，包括沙盘系统、物联网系统、工程数据中心，实时显示系统；
沙盘系统包括模拟沙盘，所述模拟沙盘还包括辅助机械臂，所述模拟沙盘包括灯光系统、实物沙盘；通过采用灯光系统，能够进行有效的标示，让关注着一目了然的了解到工程进度、重点工程、辅助工程的位置以及进度。
所述物联网系统包括摄像头组、施工工艺数据采集模块、环境数据采集模块，所述施工工艺数据采集模块包括但不限于车船管理模块、电量管理模块、油量管理模块、混凝土用量管理模块、沥青混合料管理模块、钢材管理模块、模具管理模块、检验管理模块、人员管理模块、安全管理模块、质量管理模块、合同变更模块、量价计算模块；摄像头组能够提供项目工地的状况，首先将周边环境数据比如山体、水体等，制造成数据，并将数据传输至实体沙盘，进行打印初步沙盘，然后再在初步沙盘上进行实时搭建沙盘，摄像头组特别是对于建造的速度等进行直观的监控，配合实体沙盘，给观察者直观的展示出来，能够达到更好的效果，比如，1月10日建造到6层，到1月20日建造到6层半，那么，摄像头组拍摄的1月20日的照片组图就是6层半，那么，经过工程数据中心的处理，将脚手架、人物等杂项信息处理掉，并只保留楼层的图片，并将数据传输到实体沙盘，实体沙盘的3D打印机就会将1月20日的建造当时的楼层打印出来，观察者能够比较直观的观察到工程进度；当楼层建造完毕，那么，摄像头组就需要按照5天/次进行更新，更新工地的外部安装工作，比如，窗户的安装、外层排水的安装等，需要在后期安装窗户、楼层排水等外部状态时，同样的将采集的数据发送到工程数据中心进行处理，然后实体沙盘的3D打印机继续将窗户、水管等打印在沙盘上；所述环境数据采集模块包括水文数据采集、地理数据采集、空气温度湿度数据采集、风力风向数据采集等模块，能够有效对环境数据进行整理，并通过工程数据中心进行记录和处理，并展示在学生面前。
所述工程数据中心包括服务器模块、数据处理模块、云计算模块、网络传输模块；工程数据中心作为信息处理中心，承载了数据处理、图像处理、天气监管、天气成像、灯光管理、3D打印机管理等一系列工作，同时还需要负责进行网络的连接，同时还有承载教师平台、学生平台的作用，作为信息服务的后台，还要作为对车船管理模块、电量管理模块、油量管理模块、混凝土用量管理模块、沥青混合料管理模块、钢材管理模块、模具管理模块、检验管理模块、人员管理模块、安全管理模块、质量管理模块、合同变更模块、量价计算模块的统计，包括历史数据、实时数据等。
所述实时显示系统包括显示系统数据处理器、显示屏组。其主要作用是将数据显示出来，同时还要将工程数据中心的处理的3D效果显示出来，方便查询查看，实现了“电子化”，更方便观察者的观察。
作为一种优选的技术方案，所述辅助机械臂包括围绕实物沙盘建造的轨道、支撑辅助机械臂的底座、承载底座沿轨道运动的行走系统，所述辅助机械臂还通过管道连接有打印材料箱，所述打印材料箱内盛放有可供3D打印机使用的打印材料，所述辅助机械臂的末端安装有3D打印机，能够使3D打印机完整的打印出实体沙盘，同时不妨碍观察者的观察，同时，采用可移动的设置，能够减少成本，方便各大机构、大学等引进此设备，能够使更多的学生等得到此装置的帮助，使学生们不会“脱离实际”，且采用了现有技术中的机械臂、3D打印机进行有机的组合，达到了更好的效果，不仅能够节约成本，还因为机械臂的操作运用，相较于现有技术中3D打印机的移动部件仅能够在有限的框架空间轨道内移动的方式，能够提升打印效率和打印范围。
作为一种优选的技术方案，所述3D打印机的上端还安装有供检查是否与传输图片一致的对比模块，所述对比模块包括两个并列安装的摄像头，且两个摄像头之间有间隙，采用此结构，能够配合3D打印机的工作，使实体沙盘的精确度得到极大的提升，同时，采用带有间隙的摄像头，能够达到“立体观察”的效果，采用图像对比的方法，能够有效的防止实体沙盘出现误差，实现精确表达的目的。
作为一种优选的技术方案，所述摄像头组安装于项目工地的四周，且错落设置，以保证能够观察到项目工地的在建建筑的任意角度为准。
作为一种优选的技术方案，所述灯光系统包括LED射灯组，所述LED射灯组安装在实物沙盘的正上方，并接受工程数据中心的控制，在实物沙盘上进行标示作业，并且实物沙盘上方还安装有天气示意装置，所述天气示意装置为可升降结构，所述天气示意装置包括钢化玻璃，所述钢化玻璃上贴敷一层漫反射贴膜，且所述漫反射贴膜的透光率大于等于80%但小于等于90%，钢化玻璃的斜上方设置有投影装置，所述投影装置将灯光投放至钢化玻璃上，制造天气效果显示。
作为一种优选的技术方案，所述沙盘系统、物联网系统、实时显示系统的数据互通，且均与工程数据中心连接。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
