樓宇自控系統(tǒng)集成中的OPC 客戶(hù)端軟件開(kāi)發(fā)

杜曉克 魏運(yùn)均

0 引言

樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)(Building Automation System，BAS)是智能建筑的主要組成部分之一，智能建筑通過(guò)樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)建筑物內(nèi)設(shè)備與建筑環(huán)境的全面監(jiān)控與管理［1］。

樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)屬過(guò)程控制范疇，在樓宇自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展過(guò)程中，由于歷史的原因，各個(gè)設(shè)備制造廠(chǎng)商封閉地發(fā)展自己的系統(tǒng)，長(zhǎng)期以來(lái)沒(méi)有建立國(guó)際性的標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議，使得各個(gè)設(shè)備或子系統(tǒng)不能無(wú)縫地集成到一個(gè)操作平臺(tái)上來(lái)。這種局面嚴(yán)重阻礙了智能建筑技術(shù)的發(fā)展。在這種情況下，要把不同廠(chǎng)家的設(shè)備和控制系統(tǒng)連接到一起是非常困難的。OPC就是在這種情況下產(chǎn)生的，它提供了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)接口，使得樓宇自控各子系統(tǒng)通過(guò)OPC客戶(hù)接口與具有標(biāo)準(zhǔn)OPC服務(wù)器接口的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，這種軟件數(shù)據(jù)集成使得樓宇自控在真正意義上實(shí)現(xiàn)了開(kāi)放化、集成化、信息化。

1 OPC系統(tǒng)構(gòu)成

OPC以O(shè)LE/COM機(jī)制作為應(yīng)用程序級(jí)的通信標(biāo)準(zhǔn)，采用客戶(hù)/服務(wù)器模式，把開(kāi)發(fā)訪(fǎng)問(wèn)接口的任務(wù)放在硬件生產(chǎn)廠(chǎng)家或第三方廠(chǎng)家，以O(shè)PC服務(wù)器的形式提供給用戶(hù)，解決了軟、硬件廠(chǎng)商的矛盾，完成了系統(tǒng)的集成，提高了系統(tǒng)的開(kāi)放性和互操作性［2］。

OPC技術(shù)是以Microsoft的OLE/COM技術(shù)為基礎(chǔ)建立的一項(xiàng)技術(shù)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)，它以組件對(duì)象模型和分布式組件對(duì)象模型COM/DCOM技術(shù)為基礎(chǔ)，采用客戶(hù)/服務(wù)器模型，定義了一組COM對(duì)象及其雙接口。

OPC對(duì)象主要包括服務(wù)器(Server)、組(Group)和項(xiàng)(Item)。OPC服務(wù)器對(duì)象除了維護(hù)自身信息外，還作為組對(duì)象的容器，可動(dòng)態(tài)地創(chuàng)建或釋放組對(duì)象;而組對(duì)象相對(duì)于項(xiàng)而言也是一個(gè)包容器，它提供一套管理項(xiàng)的機(jī)制;OPC項(xiàng)則表示了與OPC服務(wù)器中數(shù)據(jù)的連接，包括:值(Value)、品質(zhì)(Quality)、時(shí)間戳(Timer Stamp)三個(gè)基本屬性。圖1為OPC服務(wù)器結(jié)構(gòu)圖。

OPC標(biāo)準(zhǔn)中的接口主要有兩種:客戶(hù)端和服務(wù)器程序員所使用的OPC自定義接口(OPC COM Custom Interfaces)和支持用高端商業(yè)應(yīng)用(如用Visual Basic，Delphi，Excel等)開(kāi)發(fā)的客戶(hù)程序的OPC自動(dòng)化接口(OPC OLE Automation Interfaces)。OPC自定義接口是OPC服務(wù)器必須提供的，而OPC自動(dòng)化接口則不一定提供。利用這兩種接口與OPC服務(wù)器通信的方式見(jiàn)圖2。

兩種接口的OPC服務(wù)器通信方式對(duì)于客戶(hù)端應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)，采用自定義接口的方式運(yùn)行效率高，但開(kāi)發(fā)難度大;采用自動(dòng)化接口的方式運(yùn)行效率低，但開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單。本文采用Visual C++高級(jí)編程語(yǔ)言通過(guò)定制接口的形式編寫(xiě)了OPC客戶(hù)端軟件。

2 OPC客戶(hù)端的編程實(shí)現(xiàn)

OPC客戶(hù)程序訪(fǎng)問(wèn)OPC服務(wù)器，實(shí)際上就是一個(gè)典型的客戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)進(jìn)程外組件的過(guò)程。編寫(xiě)OPC客戶(hù)程序的步驟可以概括為:指定服務(wù)器、建立OPC組、添加OPC項(xiàng)、接收數(shù)據(jù)、斷開(kāi)連接。

//創(chuàng)建OPC服務(wù)器對(duì)象，并查詢(xún)對(duì)象的IID_IOPCServer接口

r1=CoCreateInstance(clsid，NULL，

CLSCTX_LOCAL_SERVER，IID_IOPCServer，

(void＊＊)＆m_IOPCServer);

//添加一個(gè)group對(duì)象，并查詢(xún)IOPCItemMgt接口

r1=m_IOPCServer-＞AddGroup(L"grp1"，//［in］組名字

TRUE，//［in］是否活動(dòng)狀態(tài)

500，//［in］刷新率(毫秒)

1，//［in］客戶(hù)句柄

＆TimeBias，//［in］

＆PercentDeadband，//［in］死區(qū)參數(shù)

LOCALE_ID，//［in］語(yǔ)言

＆m_GrpSrvHandle，//［out］服務(wù)器句柄

＆RevisedUpdateRate，//［out］服務(wù)器返回的刷新率

IID_IOPCItemMgt，//［in］需要的接口指針

(LPUNKNOWN*)＆m_IOPCItemMgt);//［out］返回的需要的接口指針

//為AddItem定義item表的參數(shù)

m_Items［0］.szAccessPath=L"";// 不需要 Accesspath

m_Items［0］.szItemID=szItemID;//ItemID

m_Items［0］.bActive=TRUE;

m_Items［0］.hClient=1;

m_Items［0］.dwBlobSize=0;

m_Items［0］.pBlob=NULL;

m_Items［0］.vtRequestedDataType=0;// 數(shù)據(jù)類(lèi)型

r1=m_IOPCItemMgt-＞AddItems(1，//［in］添加1個(gè) item m_Items，//［in］前面定義

＆m_ItemResult，//［out］結(jié)果信息指針

＆m_pErrors);//［out］錯(cuò)誤碼

//接收數(shù)據(jù)

OPCHANDLE*phServer;

OPCITEMSTATE*pItemValue;

HRESULT*pErrors;

HRESULT r1;

UINT qnr;

if(m_pErrors［0］!=S_OK)//Item 不可用

{

AfxMessageBox("OPC Item不可用，不能用同步讀功能!");

return;

}

//內(nèi)存分配

phServer=new OPCHANDLE［1］;

//通過(guò)server句柄選擇item(由AddItem得到的)

phServer［0］ =m_ItemResult［0］.hServer;

r1=m_IOPCSyncIO-＞Read(OPC_DS_DEVICE，1，phServer，

＆pItemValue，＆pErrors);

//釋放內(nèi)存

delete［］phServer;

//釋放OPC服務(wù)器

m_IOPCServer-＞Release();

m_IOPCServer=NULL;

3 OPC客戶(hù)端軟件實(shí)現(xiàn)

應(yīng)用Visual C++編寫(xiě)的OPC客戶(hù)端程序，此程序即可與樓宇自控各子系統(tǒng)OPC服務(wù)器接口實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備數(shù)據(jù)交互以及數(shù)據(jù)信息化集成。

4 結(jié)語(yǔ)

OPC技術(shù)的出現(xiàn)使得樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)各子系統(tǒng)之間實(shí)現(xiàn)了開(kāi)放的無(wú)縫連接，在提高系統(tǒng)互操作性的同時(shí)，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)集成環(huán)境，從軟件層面解決了不同廠(chǎng)家的各種子系統(tǒng)和設(shè)備往往由于不具備標(biāo)準(zhǔn)的接口而存在可集成性的問(wèn)題［3］。隨著OPC規(guī)范的不斷推出和完善，其在智能樓宇系統(tǒng)集成中的應(yīng)用將會(huì)越來(lái)越廣泛。

［1］ 周 鳴，曲 凌.基于OPC技術(shù)的樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)集成［J］.現(xiàn)代電子技術(shù)，2006(9):99-101.

［2］ 蔡翔云，鄭小虎，姜 麟.OPC規(guī)范及開(kāi)發(fā)應(yīng)用［J］.昆明理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2002(6):73-74.

［3］ 陳 丹，徐利梅.OPC技術(shù)在樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)集成中的應(yīng)用［J］.樓宇自動(dòng)化，2007(2):62-63.