基于ＯＰＣ ＸＭＬ的建筑智能化系統(tǒng)集成及技術(shù)實現(xiàn)

摘要：在對提出了基于OPC XML的建筑智能化系統(tǒng)集成模型，對.NET實現(xiàn)OPC XML Web服務(wù)的技術(shù)框架進(jìn)行了研究。采用Advosol公司提供的OPCCOM服務(wù)器來模擬一個智能建筑中央系統(tǒng)監(jiān)控設(shè)備的OPC COM服務(wù)器，利用OPC XML Web服務(wù)來對上述OPC COM服務(wù)器進(jìn)行訪問，開發(fā)客戶端應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)了對 OPC XML Web服務(wù)的調(diào)用，驗證了基于OPCXML Web服務(wù)的建筑智能化系統(tǒng)集成模型的可行性。

關(guān)鍵詞：OPC XML;建筑智能化;集成;技術(shù);實現(xiàn)

一、OPC XML支持Internet的跨平臺集成

目前在過程控制領(lǐng)域，很多公司在各種商業(yè)利益和競爭壓力的驅(qū)使下紛紛將各種智能設(shè)備監(jiān)控、維護(hù)、管理應(yīng)用向Internet遷移，以增強(qiáng)企業(yè)產(chǎn)品在業(yè)務(wù)操作和高層管理決策方面的靈活性，最大程度地滿足各種用戶需求。

利用OPC XML技術(shù)來實現(xiàn)任何文件格式數(shù)據(jù)的Internet共享和交換，從而在控制系統(tǒng)和信息系統(tǒng)方面獲得較高的集成度，實現(xiàn)從底層的控制系統(tǒng)到高層的應(yīng)用程序的縱向信息系統(tǒng)集成，為實時數(shù)據(jù)嵌入基于Web服務(wù)的應(yīng)用程序中提供更好的方式，進(jìn)一步滿足對各種信息的共享和交換需要，因此，OPC XML使得從控制層到管理層系統(tǒng)集成變得非常容易。

另外，OPC XML提供了通過Internet發(fā)布OPC數(shù)據(jù)信息和自動化過程控制系統(tǒng)集成提供更為廣泛的連接能力，為非Microsoft操作系統(tǒng)平臺發(fā)布OPC數(shù)據(jù)信息提供一種數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換機(jī)制。

二、基于OPC XML的建筑智能化系統(tǒng)集成模型

目前，建筑智能化系統(tǒng)集成內(nèi)容相當(dāng)廣泛，涉及到樓宇自控系統(tǒng)、安防系統(tǒng)、消防報警系統(tǒng)等多個子系統(tǒng)，但是子系統(tǒng)與子系統(tǒng)之間、系統(tǒng)運(yùn)行與管理之間往往相互分割，難以協(xié)同，成為一個個“信息孤島”，無法滿足符合人性化的4A（Anywhere， Anytime， Anyhow， Value-Added）智能建筑管理或服務(wù)需求，更無法滿足基于Web的一體化智能建筑系統(tǒng)集成需求。如何實現(xiàn)智能建筑的高層信息集成以突破各子系統(tǒng)獨立運(yùn)行帶來信息交換上的瓶頸，使各應(yīng)用系統(tǒng)之間，實現(xiàn)高度融合和協(xié)調(diào)運(yùn)行，從而滿足與建筑內(nèi)的設(shè)備、辦公、信息溝通、管理、服務(wù)的全面、動態(tài)的4A需求，已成為行業(yè)關(guān)注的熱點，智能建筑已進(jìn)入基于Internet的一體化信息集成的時代。

基于COM/DCOM的OPC早期技術(shù)OPC DA和OPC DX雖然帶來了更大的開放性、互聯(lián)性、高效性，智能設(shè)備即插即用，實現(xiàn)靈活、高效、方便地獲取數(shù)據(jù)。但是，OPC DA和OPC DX并不適合于客戶端通過Internet訪問現(xiàn)場設(shè)備數(shù)據(jù)，不能有效解決前面提到的一體化、人性化的4A智能建筑管理或服務(wù)需求。利用OPC XML技術(shù)，將OPC XML Web服務(wù)的技術(shù)優(yōu)勢引入建筑智能化領(lǐng)域，提出了如圖2所示基于OPC XML的建筑智能化系統(tǒng)集成模型，能夠完整地解決基于Internet的一體化智能建筑系統(tǒng)集成需求。

該應(yīng)用模型的主要設(shè)計目標(biāo)是：集成智能建筑中已有的分散的子系統(tǒng)，讓其中的底層智能設(shè)備橫跨Internet工作，將管理、分析、控制等功能集成到統(tǒng)一的界面上，實現(xiàn)各個智能建筑子系統(tǒng)的集成管理及協(xié)同工作，實現(xiàn)與建筑內(nèi)的設(shè)備、辦公、信息溝通、管理、服務(wù)的全面、動態(tài)的4A需求。

三、模型核心技術(shù)OPC XML Web服務(wù)的實現(xiàn)

OPC XML Web服務(wù)是基于OPC XML的建筑智能化系統(tǒng)集成應(yīng)用模型的核心。OPC XML Web服務(wù)最常見的實現(xiàn)形式就是XML-DA服務(wù)器端網(wǎng)關(guān)，即將OPC DA服務(wù)器作為一個.NET Web服務(wù)來實現(xiàn)。網(wǎng)關(guān)安裝在OPC-DA服務(wù)器端。通過網(wǎng)關(guān)，XML-DA客戶端能夠從遠(yuǎn)程訪問OPC DA服務(wù)器，帶有OPC服務(wù)器的設(shè)備不必升級。接下來以XML-DA服務(wù)器端網(wǎng)關(guān)的實現(xiàn)方式為例來進(jìn)行模型核心技術(shù)實現(xiàn)。

XML-DA服務(wù)器端網(wǎng)關(guān)是將OPC DA服務(wù)器作為一個.NET Web服務(wù)來實現(xiàn)。因為OPC COM DA設(shè)備的實質(zhì)就是將設(shè)備數(shù)據(jù)用COM曝露出來，數(shù)據(jù)是存儲在設(shè)備數(shù)據(jù)庫里的，實現(xiàn)XML-DA服務(wù)器端網(wǎng)關(guān)時無須關(guān)心底層現(xiàn)場設(shè)備的細(xì)節(jié)。OPC XML Web服務(wù)服務(wù)器下面連接的子系統(tǒng)采用Advosol公司提供的OPCCOM服務(wù)器來模擬。安裝XDANetSrv開發(fā)軟件包后就自動安裝了一個名為“TS.DA3CBCS DA Server”的。PC DA服務(wù)器，它是一個DOOM組件。在接下來的實驗中，用它來模擬智能建筑中央系統(tǒng)監(jiān)控設(shè)備的OPC COM服務(wù)器。這樣，就可以將注意力主要放在高層的信息集成，即實現(xiàn)OPC XML Web服務(wù)和應(yīng)用。

Visual Studio.NET是一套完整的開發(fā)工具，用于生成ASP Web應(yīng)用程序、XML Web服務(wù)、桌面應(yīng)用程序和移動應(yīng)用程序。.NET Framework框架封裝了實現(xiàn)Web服務(wù)的協(xié)議，簡化了XML Web服務(wù)和ASP Web應(yīng)用程序的開發(fā)。模型的技術(shù)實現(xiàn)采用.NET的Web服務(wù)開發(fā)工具，包括：Microsoft .NET Framework SDK， Microsoft XML 4.0 Parser and SDK， MicrosoftSOAP Toolkit 2.0，Microsoft UDDI SDK v1.5.2。

Web服務(wù)描述語言工具（Wsdl.exe）：從Web服務(wù)描述語言（WSDL）文件、XML架構(gòu)定義（XSD）架構(gòu)文件和.discomap發(fā)現(xiàn)文檔生成XML Web服務(wù)和XML Web服務(wù)客戶端的代碼。

Web服務(wù)發(fā)現(xiàn)工具（Disco.exe）：發(fā)現(xiàn)位于Web服務(wù)器上的XML Web服務(wù)的URL，并在本地磁盤上保存與每個XML Web服務(wù)相關(guān)的文檔。

XML架構(gòu)定義工具（Xsd.exe）：生成遵從www聯(lián)合會（W3C）提出的XML架構(gòu)定義（XSD）語言的XML架構(gòu)。此工具從XSD架構(gòu)文件生成公共語言運(yùn)行庫類和數(shù)據(jù)集類。

OPC XML-DA Web客戶端：開發(fā)OPC XML-DA客戶端應(yīng)用不需要XML和SOAP方面的知識，開發(fā)者通常不使用Web服務(wù)的SOAP方法接口描述。使用Web服務(wù)說明的WSDL文檔，用Wsdl.exe工具創(chuàng)建一個代理類，客戶端可以調(diào)用該代理類的方法來執(zhí)行Web服務(wù)。Web引用是一個已經(jīng)生成的代理類，它在本地表示XML Web服務(wù)公開的功能。該代理類定義的方法表示XML Web服務(wù)所公開的實際方法。當(dāng)客戶端應(yīng)用程序創(chuàng)建了代理類的一個實例時，它就能夠調(diào)用XML Web服務(wù)方法，就好像XML Web服務(wù)是一個可在本地使用的組件一樣。Web引用簡化了XML Web服務(wù)客戶端應(yīng)用程序的開發(fā)。

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作者簡介：

孫楠，遼寧躍邁建設(shè)工程有限公司。