OPCUA Server

背景

OPC UA(Unified Architecture) 标准是 OPC 基金会 2006 年推出的一个新的工业软件应用接口规范，是企业软件架构的一个全新方向。 OPC UA 的主要目标是建立更丰富的数据模型与平台的独立性，以及提高工厂底层和企业系统之间的集成支持。
l 现有 OPC 规范的不足：
1) 缺少跨平台通用性。由于 COM ／DCOM 对Microsoft 平台的依赖性，使得 OPC-COM 接口很难被应用到其它平台上。
2) 较难与 Intemet应用程序集成。由于网络防火墙会过滤掉大多数基于 COM 传输的数据，因此 OPC-COM 不能与 Intemet应用程序进行交互。 DCOM 不适用于 Internet 环境，它不支持通过 Internet访问对象；
3) COM 产生的传输报文复杂，并且由于防火墙的存在，在 Internet 上发送 COM 报文非常困难。
4) 较难与企业应用程序连接。企业应用程序需要实时的工业现场数据，这些数据通常
来自具有 OPC-COM 接口的服务器。但是这些上层应用程序大多没有与 OPC-C0M 服务器交互的 OPC-COM 接口，因而不能进行连接。

促使 OPC UA 出现的主要因素：
1)工业应用软件正转向 Microsoft.NET ；
2)客户端软件需要一个集成的 API 集成现有 OPC规范及各自独立的 API ；
3)客户端软件需要对数据语义进行识别；
4)客户对服务器安全性、可靠性等性能方面更高的要求。

针对上述因素和现有
OPC 的不足，新规范 OPC UA 主要通过以下方法来解决：
1) OPC UA 的消息采用 WSDL 定义，实现了规范的平台无关性；
2) OPC UA 定义了一套集成的服务，解决了现有 OPC 规范在应用时服务重叠的问题；
3) OPC UA 采用了集成的地址空间，增加对象语义识别功能，并实现了对信息模型的
支持；
4) 另外， OPC UA 采用冗余技术、安全模型等一系列机制，提高了安全性、可靠性等
方面的性能。
虽然我们可以用 OPC XML-Data Access 规范，并结合 SOAP、WSDL 等 Web Services 技
术，能弥补上述缺陷，但是由于规范本身的问题，其在可互操作性、安全性、可靠性等方面
仍不能满足用户的需求。为此， OPC 基金会推出新一代 OPC 规范—— OPC UA 。

功能描述

支持和算盘Link连接，并且实时更新数据。
支持被OPCUA客户端连接，并且数据被OPCUA客户端读取。

开发目标

目标是开发出一个稳定，支持多客户端连接的一个OPC UA服务端端，并且在平台上面能够稳定运行，OPC UA的协议数据传输。

开发过程

OPCUA服务端采用开源、稳定的opcua协议栈open62541来实现

协议栈特性：

| open62541 implements the OPC UA binary protocol stack as well as a client and server SDK. The final server binaries can be well under 100kb, depending on the selected features and the size of the information model.
- Communication Stack
- - OPC UA binary protocol

OPC UA JSON encoding
Secure communication with encrypted messages
Exchangeable network layer (plugin) for using custom networking APIs (e.g. on embedded targets)
Support for generating data types from standard XML definitions
- Server
- - Support for all OPC UA node types
Access control for individual nodes
Support for generating server-side information models from standard XML definitions (nodesets)
Support for adding and removing nodes and references also at runtime.
Support for inheritance and instantiation of object- and variable-types (custom constructor/destructor, instantiation of child nodes)
Support for subscriptions/monitoreditems (data change notifications and events)
- Client
- - All OPC UA services supported
Asynchronous service requests
Background handling of subscriptions
- Publish/Subscribe
- - UADP Binary protocol with UDP-multicast or Ethernet communication
PubSub JSON encoding
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协议栈体积小，用户多，是一个比较理想的选择。基于opcua库实现了一套opcua的服务端协议组件。协议组件的架构如图所示：这里的suanpan-link包括数据采集模块，比如opcda，opchda，三菱PLC等。
在开发过程中，编写了后端代码，并且最后生成一个二进制文件。将这个二进制文件使用docker的方式打包，最后上传到平台进行测试使用。