前言
数字孪生技术是物联网、大数据、人工智能、数据可视化、虚拟现实等一系列先进技术的融合。近年来，在物联网技术、人工智能、大数据等新技术不断发展和助推下，数字孪生技术被广泛地推广和应用，目前已经应用到制造业、交通、医疗、城市园区管理、农业等行业，几乎已经遍及各行各业。

本书与有丰富项目实战经验的北京优锘科技股份有限公司合作，优锘技术研发专家参与本书的编写，通过实际的数字孪生企业项目案例进行教学和实践，介绍从需求分析、方案设计到具体实现过程，让读者对实现数字孪生项目的全流程有更深入的理解。


本书选取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，最后通过两个综合项目案例的实现讲解数字孪生的实现过程。读者可以通过阅读本书，快速地掌握数字孪生的基本知识，进而更深层地了解数字孪生的技术和实现。本书结合了大量企业实际开发项目和经验，也查阅了大量的中外文献资料，使笔者也在多个维度上有了更深层的提升，收获良多。

本书主要内容

第1章主要介绍数字孪生的概念和前世今生，重点阐述数字孪生的特征、体系架构、关键技术和平台，并介绍数字孪生的应用场景。

第2章主要介绍数字孪生的相关理论基础，包括物联网技术、大数据、虚拟现实等，并对模拟仿真技术和数字孪生建模进行简单介绍。

第3章主要介绍目前行业实现数字孪生常用的平台、工具及产品常见的应用场景和典型案例。

第4章是ThingJS入门部分，主要介绍开发环境的准备工作、第1个例程、场景加载和程序调试。在本章主体部分，重点介绍ThingJS对象、摄像机、环境设置和事件等基础应用开发方法。最后，通过建筑监控的案例对本章知识点进行巩固。

第5章是ThingJS知识的进阶开发部分，首先介绍ThingJS中组件、插件、预制件的概念、开发方法和使用过程，然后对场景、场景层级控制及界面的开发方法进行讲解，最后通过人员定位的综合案例对本章知识点进行巩固。


第6章主要介绍物联网技术及其在数字孪生中的重要意义，包括串型通信接口、无线通信技术、无线传感器和定位技术等，并通过一个具体案例的实现介绍物联网设备数据对接的实现过程。

第7章主要通过一个无人值守的汽车换电案例的实现，介绍从需求分析、方案设计、开发环境准备到具体代码实现和效果展示的过程，很好地对模型加载、组件加载、摄影机操作、插值动画、模型动画操作、二维界面、三维界面、创建线、对象更新、UV动画及页面可视化等ThingJS相关知识点进行巩固和实际应用。

第8章主要以一个智慧校园的综合案例为基础，从需求分析、方案设计到具体实现对此案例的全流程进行介绍。案例实现中涉及的ThingJS相关知识包括园区加载、ThingJS事件注册、摄像机事件、模型动画操作、不同类型标记的创建等。另外，还介绍设备告警的业务流程、设备之间的联动控制、使用Node创建本地WebSocket服务以模拟数据推送的过程等内容。

本书第1章和第4章由姚明菊编写，第2章和第6章由罗小刚编写，第3章和第5章由王小丽编写，第7章和第8章由李志远编写，其中第4~8章的案例由彭波、谢帅和孔峰等企业专家编写，全书的统稿和校对由姚明菊完成。

本书特色

(1) 企业实际项目案例方式。编者基于企业提供的多年实际项目开发经验和积累，在对学生充分了解的前提下，精心设计了含有相关知识点的案例，帮助学生理解和掌握知识点，并能对知识点进行实际应用。

(2) 专业公司打造PPT和教学视频。本书大部分知识点和案例由专业公司制作了精美的教学PPT和教学视频，方便读者随时随地快速地进行直观学习。

读者对象

(1) 高等院校的教师和学生。

(2) 数字孪生培训机构的教师和学生。

(3) 零基础的数字孪生技术爱好者。

资源和下载提示

为了方便读者更好地进行教学和学习，本书配套提供了教学大纲、教学课件、程序源码、视频教程。

素材(源码)等资源： 扫描目录上方的二维码下载。

视频等资源： 扫描封底的文泉云盘防盗码，再扫描书中相应章节的二维码，可以在线观看视频。


致谢与反馈

本书的编写是在吉利学院、吉利学院智能科技学院和北京优锘科技股份有限公司领导和专家的支持下完成的，在此向他们表示真挚的感谢。

感谢清华大学出版社赵佳霓编辑在创作方面所给予的指导。

感谢每位选择本书的读者，希望您能从本书中有所收获，也期待您的批评和指正。

限于编者水平，书中难免存在疏漏，希望读者热心指正，在此表示感谢。


姚明菊
2025年2月