（计算机应用技术专业论文）基于opc+xmlda的数据通信软件的研究.pdf

s y 舭c 。m i c ns b a s e do no p cx m l d a at h e s i ss u b m i t t e dt o s h a a n x iu n i v e r s i t yo fs c i e n c ea n dt e c h n o l o g y i np a r t i a lf u l f i l l m e n to ft h er e q u i r e m e n tf o rt h ed e g r e eo f m a s t e ro f e 塾g i 壁壁垒i 塾g 一 t h e s i ss u p e r v i s o r ：p r o f e s s o rl iqianll l e s l st r o t e s s o rl m a y , 2 0 1 0 基于o p cx m l d a 的数据通信软件的研究 摘要 随着经济的快速发展，企业对控制系统的要求也越来越高。但 是，自封闭式的传统控制系统难以实现设备、系统、外界之间的信 息交换，存在严重的“信息孤岛 现象，难以满足企业对企业信息 集成的更高要求。 o p c ( o l ef o rp r o c e s sc o n t r 0 1 ) 规范是o p c 基金会发布的旨在提 高工业领域信息的可交互性的c o m 接口标准。目前，o p c d a 协议 在不同厂家自动化控制设备、异构总线系统信息集成方面应用颇为 成功，可很好的解决控制网层次的信息交互问题。然而，由于基于 c o m 技术的o p c d a 规范自身的缺陷，使它的应用局限于工业控制 网中。随着企业信息化程度的进一步提高，这些缺点将影响工业控 制系统与企业信息管理平台的信息集成。o p cx m l d a 规范是o p c 基金会开发的新一代o p c 技术，基于b s 模式和w e b 服务体系架 构技术，可实现跨平台、广域网范畴的数据访问。o p cx m l 技术的 应用将彻底解决控制系统“信息孤岛 的问题。 本文针对工业控制系统“信息孤岛问题，就基于o p cx m l d a 技术的数据通信软件展开研究。主要工作如下： 首先，深入研究了o p c d a 、o p cx m l d a 规范，详细讨论了 这两个规范的关键技术一一w e bs e r v i c e s 体系架构技术、c o m 技术 及实现方法。 其次，在v c + + 6 0 开发环境下，利用a t l 模板库实现c o m 应 用开发，将o p c 规范的实现封装成一个d l l 。使用m f c 实现o p c d a 服务器的图形界面，调用a t l 编写的d l l 最终实现具有良好人机交 互界面的o p c d as e r v e r 。 再次，分析目前o p c 应用领域实际情况结合o p cx m l d a 规 范，提出快速、便捷的开发方案。在微软的n e t 平台下实现w e b s e r v i c e s 应用，最终实现了具有高开放度和低耦合度的o p cx m l d a 中间件网关。 经测试，本文实现的o p c d a 服务器为实现工业控制网内的信 息集成提供一种可行、便捷的方案。o p cx m l d as w a p p e r 则为实 现控制系统跨平台访问及控制系统数据信息在i n t r a n e t 或i n t e r n e t 上 的发布以及控制系统和企业管理软件的信息集成提供相应的支持， 促进了企业综合自动化系统的发展。 关键词：信息集成，c o m ，w e b 服务，o p cx m l d a ，o p c d a i i s t u d yo nd a t aco m m u n i c a t i o nso f t w a r e 鲁 b a s e do no p cx m l d a a b s t r a c t w i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to fe c o n o m y ，e n t e r p r i s eh a sh i g h e ra n d h e g h e rr e q u i r e m e n t s f o rc o n t r o l s y s t e m h o w e v e r ，i t i sd i f f i c u l tt o a c h i e v es a t i s f y i n gi n f o r m a t i o ne x c h a n g eb e t w e e ne q u i p m e n t s ，s y s t e m s a n dt h eo u t s i d ew o r l df o rat r a d i t i o n ，s e l f - c l o s e dc o n t r o ls y s t e mb e c a u s e t h e r ea r es e r i o u s ”i n f o r m a t i o ni s l a n d p h e n o m e n o n sa n di ti sd i f f i c u l tt o m e e th i g h e rd e m a n d st oi n f o r m a t i o ni n t e g r a t i o nt oe n t e r p r i s e 0 p c ( 0 l ef o r p r o c e s s c o n t r 0 1 ) i s as e r i e so fs t a n d a r dc o m i n t e r f a c e sp u b l i s h e db yt h e0 p cf o u n d a t i o nt oi m p r o v , ei n t e r a c t i v i t yo f i n d u s t r i a lc o n t r o ls y s t e m s c u r r e n t l y o p c d ap r o t o c o lu s e di nt h ef i l e d o fi n f o r m a t i o ni n t e g r a t i o nb e t w e e nc o n t r o le q u i p m e n t sf r o md i f f e r e n t m a n u f a c t u r e r s ，h e t e r o g e n e o u sb u ss y s t e m si sq u i t es u c c e s s f u la n dc a n b ea g o o d s o l u t i o nt oc o n t r o ln e t w o r k 1 e v e li n f o r m a t i o ne x c h a n g e p r o b l e m s h o w e v e r ，a p p l i c a t i o n o fo p c d a p r o t o c o l i sl i m i t e dt o i n d u s t r i a lc o n t r o ln e t w o r kf o rd e f i c i e n c i e so f0 p c 。d as e r v e rb a s e do n c o m a st h e d e g r e e o f e n t e r p r i s e i n f o r m a t i z a t i o nh a sb e e n i m p r o v e d ，t h e s es h o r t c o m i n g sw i l l a f f e c tt h ei n d u s t r i a lc o n t r o ls y s t e m s a n de n t e r p r i s ei n f o r m a t i o n m a n a g e m e n tp l a t f o r m f o ri n f o r m a t i o n i n t e g r a t i o n 0 p cx m l d as p e c i f i c a t i o ni s an e wg e n e r a t i o no fo p c t e c h n o l o g yd e v e l o p e db yt h e0 p cf o u n d a t i o n i ti sb a s e do nb sm o d e a n dw e bs e r v i c e sa r c h i t e c t u r et e c h n o l o g y ，c a na c h i e v ec r o s s p l a t f o r m ， w a nd a t aa c c e s s a p p l i c a t i o no fo p cx m l t e c h n o l o g yw i l lc o m p l e t e l y s o l v e ”i n f o r m a t i o ni s o l a t e di s l a n d p r o b l e mo fc o n t r o ls y s t e m s a i m i n g a t i n f o r m a t i o ni s o l a t e d i s l a n d p r o b l e m o fc o n t r o l s y s t e m s ，t h i sp a p e rr e s e a r c h e do nd a t ac o m m u n i c a t i o ns o f t w a r eb a s e do n o p cx m l d a m a i nt a s k sa r ea sf o l l o w s ： f i r s to fa l l ，i n d e p t hs t u d i e sa n di n t r o d u c t i o n so nt h e0 p c d a h i s p e c i f i c a t i o na n do p cx m l d as p e c i f i c a t i o nw e r eg i v e no u ti nt h i s p a p e r ，t h e n ，c o m a n dw e bs e r v i c e sa r c h i t e c t u r e t e c h n o l o g y w e r e d i s c u s s e da st h ek e yt e c h n o l o g y s e c o n d l y ，i n t h ev c + +6 0 d e v e l o p m e n te n v i r o n m e n t ，c o m a p p l i c a t i o nw a si m p l e m e n t e db ya t lt e m p l a t el i b r a r y ；t h ed e v e l o p m e n t o ft h eo p cs p e c i f i c a t i o n sw a se n c a p s u l a t e di n t oad l lp a c k a g e ；m f c w a su s e df o rt h e d e v e l o p m e n t o fo p c d as e r v e r 。s g r a p h i c a l i n t e r f a c e ，w h e nt h ed l lw r i t t e nw i t ha t lw a sc a l l e dt or e a l i z eo p c s p e c i f i c a t i o n t h i r d l y ，o p cx m l d as p e c i f i c a t i o na n dt h eo p ca p p l i c a t i o nf i e l d n o ww e r es t u d i e dc a r e f u i l yt og i v eo u taf a s t e ra n de a s i e rd e v e l o p m e n t p r o g r a m o nt h e n e tp a t f o r mo fm i c r o s o f t ，w e bs e r v i c e sa p p l i c a t i o n s w e r ea c h i e v e d ；t h e n ，t h em i d d l e w a r eg a t e w a yw h i c hh a sh i g hd e g r e eo f o p e n n e s sa n dl o wd e g r e eo fc o u p l i n gw a si m p l e m e n t e d i th a sb e e nt e s t e dt h a tt h eo p c d as e r v e rd e v e l o p e di nt h i sp a p e r g i v e so u taf e a s i b l e ，c o n v e n i e n tp r o g r a mf o ri n f o r m a t i o ni n t e g r a t i o ni n t h ei n d u s t r i a lc o n t r o ln e t w o r k ；t h eo p cx m l - d as w a p p e rp r o v i d e s t e c h n i c a ls u p p o r tf o rc r o s s p l a t f o r ma c c e s s m e n tt oc o n t r o ls y s t e ma n d i n f o r m a t i o np u b l i s h m e n to fc o n t r o l s y s t e m o nt h ei n t r a n e to rt h e i n t e r n e t ，a sw e l la si n f o r m a t i o ni n t e g r a t i o nb e t w e e nc o n t r o ls y s t e m sa n d e n t e r p r i s em a n a g e m e n ts o f t w a r e ，f a c i l i t a t e sd e v e l o p m e n to fe n t e r p r i s e i n t e g r a t e da u t o m a t i o ns y s t e m k e yw o r d s ：i n f o r m a t i o n i n t e g r a t i o n ，c o m ，w e b s e r v i c e ，o p c x m l d a ，o p c d a i v 目录 摘要i a b s t r a c t i i i 1 弓i 言1 1 1 课题背景1 1 2o p c 技术概述2 1 3 国内外研究现状3 1 4 本课题主要工作及意义4 1 5 论文内容4 2o p c 规范基础6 2 1 关于o p c d a 规范6 2 1 1o p c d a 的配套技术规范6 2 1 2o p c d a 接口及对象7 2 2o p cx m l d a 规范1 7 2 2 1o p cx m l d a 规范的基本概念1 8 2 2 2o p cx m l d a 服务调用2 0 2 2 3o p cx m l d a 服务类型2 1 3c o m 技术和w e bs e r v i c e s 技术2 3 3 1c o m 技术概述2 3 3 1 1c o m 技术简史及特点2 3 3 1 2c o m 组件的实现与开发2 4 3 2w e bs e r v i c e s 技术2 9 3 2 1x m l 技术3 0 3 2 2s o a p ( 简单对象访问协议) 3 2 3 2 3w s d l ( w e b 服务描述言语) 3 3 3 2 4u d d i ( 统一描述、发现和集成协议) 3 4 4o p c d as e r v e r 开发与测试3 5 4 1o p c d as e r v e r 开发方案：3 5 4 2 软件总体设计3 5 4 3o p c 服务器的实现3 7 4 3 1d l l 组件的实现3 7 4 4o p c d as e r v e r 测试5 3 5o p cx m l d as e r v e r 开发与测试5 6 5 1o p cx m l d as e r v e r 的设计与实现5 6 5 1 1 开发方案分析- 5 6 5 1 2 软件结构设计5 7 5 1 3 开发环境介绍5 9 5 1 4o p cx m ld as w a p p e r 的实现6 0 5 2o p cx m l d ag a t e w a y 的测试6 6 6 总结与展望：6 8 6 1 全文总结6 8 6 2 进一步工作展望6 8 参考文献7 0 致 射7 2 攻读学位期间参加的科研项目及发表的学术论文目录7 3 原创性声明及关于学位论文使用授权的声明7 4 h 基于o p cx m l d a 的数据通信软件的研究 1 引言 1 1 课题背景 我国经济发展迅速，工业企业获得更广阔的市场机遇，同时也面临更激烈的市场竞 争和更大挑战。为了在新时期适应新的发展环境，抓住机遇、规避风险，企业必须能够 快速响应市场变化，做出正确决策。随着计算机技术、通信技术和控制技术的不断发展， 企业已经不仅仅只是注重控制系统的稳定运行，更要利用过程数据为企业综合自动化服 务，全方位地提高企业的信息化水平【- 1 。而以集散控制系统为主流的现代过程控制系统， 存在“信息孤岛 的问题，难以实现设备、系统、外界系统之间得信息交换。这已成为 控制系统发展进一步发展的一大障碍。 传统工业控制系统由单机监督控制系统、集中控制系统( c e n t r a l i z e dc o m p u t e r c o n t r o l ，c c s ) 发展到集散控制系统( d i s t r i b u t e dc o n t r o ls y s t e m ，d c s ) 和现场总线控制系 统( f i e l d b u sc o n t r o l s y s t e m ，f c s ) 等，极大地推动了社会生产发展。但是，传统工业控制 系统中通信总线和通信协议以及控制系统配套应用程序之间的接口并没有统一的标准， 使得传统控制系统存在很多缺陷： ( 1 ) 通信总线、通信协议不统一 由于在现场总线过程中，没有及时制定统一的行业标准，各个国家及公司各自为政， 独立发展自己的通信总线及通信协议标准( 例如：德国西门子公司s i e m e n s 的p r o f i b u s 、 日本三菱电机的c c l i n k 、德国b o s c h 公司首先推出c a n 等) 。目前，各种总线技术 均比较成熟，大家均不愿意放弃自己的标准而去适应、支持别家的标准，制定统一的现 场总线标准不现实。 ( 2 ) 控制系统软件兼容性不高 软件开发商从自己的利益及需要出发，采用不同的技术及协议，软件系统各个部分 联系过于紧密，过于复杂，使得软件可兼容性大大降低。工控系统软件开发普遍存在重 复开发现象，资源浪费严重。极大的增加了系统的成本。 ( 3 ) 不具备开放性，难以上层系统集成 由于通信总线、通信协议不统一和软件可兼容性的缺陷，目前控制系统普遍存在“信 息孤岛现象，即设备、系统、外部系统间的信息交换瓶颈。这一现象与企业“更开放、 更能服务于企业信息管理 的需求相悖，严重影响了控制系统进一步的发展。 为了解决以上问题，o p c 技术应运而生。 陕西科技大学硕士学位论文 1 2o p c 技术概述 o p c ( o l ef o rp r o c e s sc o n t r o l ，用于工业过程控制的对象链接、嵌入技术) 是o p c 基 金会发布的一系列标准的o l e c o m 接口标准，旨在提高工业领域中自动化控制设备、 异构现场总线系统、以及企业商务办公环境间的信息可交互性 2 1 。现在，o p c 技术已广 泛应用在工业控制的各个领域，成为事实上的工业标准。该标准由o p c 基金会开发、维 护和管理。世界上控制系统、仪器仪表和过程控制系统的主要供应商几乎都是o p c 基金 会的会员单位。 o p c 规范基于m i c r o s o f t 公司的d i s t r i b u t e di n t e m e ta p p l i c a t i o n ( d n a ) 构架和 c o m p o n e n to b j e c tm o d e l ( c o m ) 技术，其设计着重于可扩展性。o p c 规范了接口函数， 不管现场设备以何种形式存在，客户都以相同的方式去访问，从而保证软件对客户的透 明性，使得用户完全从低层的开发中脱离出来。2 0 0 3 年1 2 月，o p c 基金会发布了新的 o p c 规范卅p cx m l d a 。基于x m l 技术的新规范，旨在提供一种新的结构数据访 问方式，这种方式能够访问到更大的空间范围以及包容更加广阔的平台，通过o p c x m l d a 规范，客户能够从i n e r t n e t 到达企业内部，获取工厂数据【3 】。到目前为止，o p c 规范已经发展为一个广泛的体系，其具体情况如表1 - 1 所示【4 】： 表1 - 1o p c 规范体系内容 t a b 3 1o p c s p e c i f i c a t i o ns y s t e mc o n t e n t s 标准内容 d a t a a c e e s s c d a a l a r m sa n dr a v e n t s ( e a ) h i s t o r i c a ld a ( h d a ) b a t c h c o m p l i a n c e 0 p c m l d a d a t ae x c h 蛆g e 数据访阎协设 报警和事件协议 历史数据访阎协议 批量过程协议 o p c 标准测试工具 v i l 数据访阿协议 数据交换协议 另外，最新的o p c 协议o p cu n i f i e da r c h i t e c t u r e 正在研发中。 传统工业控制系统中，由于通信协议等存在缺陷，设备驱动和设备一般是一对一的， 软件供应商需要为不同厂家的不同设备开发大量设备驱动( 如图1 1 所示) 。采用o p c 协 议( 一般多指o p c d a 规范) 作为控制系统数据访问方式，能够改变工控软件开发模式、 节约系统研发以及使用的成本，可以有效解决传统控制系统“信息孤岛 问题。o p c 数 据访问方式如图1 2 所示。 2 基于o p cx m l d a 的数据通信软件的研究 图1 - 1 传统控制系统数据访问方式 f i g l - 1t r a d i t i o n a lc o n t r o ls y s t e md a t aa c c e s s 图1 - 2 0 p c 数据访问方式 f i g l 一2o p c d a t aa c c e s s o p c 。d a 规范采用c s 模式，让客户端去请求和获得o p c 服务器的数据，而客户端 和服务器可以是任何符合o p c 规范的厂家的产品。o p c d a 规范为通过各种通信通道进 行数据交换打下基础。一般情况下，o p cs e r v e r 和o p cc l i e n t 均工作在p c 平台下，但 是嵌入式平台也能适合o p c 技术的应用，其实只要支持c o m d c o m 技术的平台都能支 持o p c 技术应用。 但是，基于c s 模式的o p c d a 规范两个特点：( 1 ) 缺乏跨平台通用性，由于 c o m d c o m 对m i c r o s o f t 平台的依赖性，使其很难应用到其它平台，如l i n u x 等；( 2 ) 很难与i n t e r a c t 集成，由于网络防火墙会过滤掉大多数基于c o m 的数据，因此不能与 i n t e r a c t 应用程序进行交互；使它的应用仅仅局限于工业控制网中。随着企业信息自动化 程度的提高，这些缺点将影响工业控制系统与企业信息管理平台的信息集成。o p c 基金 会开发的新一代o p cx m l d a 规范，实现b s 模式的数据通信软件，弥补o p c d a 规 范的不足，将在很大程度上提高企业的信息化程度。 1 3 国内外研究现状 在国外，o p c d as e r v e r 的开发与应用已经相当成熟。o p c 基金会从成立开始会员 逐年增加，到目前为止在全球范围内已有3 0 0 多家公司加入了这个国际标准组织。基本 上各个大公司都具有自己的o p c d a 软件，如西门子的w i n c eo p cs e r v e r 等、欧姆龙的 - 陕西科技大学硕士学位论文 s y s m a co p cs e r v e r 等。另外，国外专注于o p c 软件开发的公司( 如：k e p w a r e 等) 也 有成熟的o p c d as e r v e r 发布。 中国的o p c 产品开发目前几乎还是空白，只有少数自动化软件和大型硬件厂商实现 了o p c - - d a 客户端或服务器功能，基本还处于起步阶段。但是，由于o p c 技术的优势 明显、发展前景广阔，国内众多的自动化公司已开始进行o p c 技术的应用与研发。浙大 中控于2 0 0 1 年成为国内第一批o p c 基金会会员单位，现在已经开发出大量的符合o p c 标准的优秀产品；研华公司开发的m o d b u so p cs e r v e r 深受广大自动化工程师好评；中 国科学院沈阳分院则开发出国内第一个o p c 服务器快速开发工具s i a c o n s m a r t o p c 。 而o p cx m l d as e r v e r 的开发与应用，国内外均处于起步阶段，只有较少的大型厂 商实现了o p cx m l d a 规范。 1 4 本课题主要工作及意义 本课题主要工作： ( 1 ) 详细分析、研究o p c d a 、o p cx m l d a 规范，详细讨论了这两个规范的关键 技术叫o m 技术、w e bs e r v i c e s 体系架构技术，并给出了实现c o m 技术的常用方法 及其比较； ( 2 ) 在v c + + 6 0 开发环境下，针对a t l 模版库和m f c 类库的特点，将o p c 规范 的实现和人机界面的开发分离开，利用a t l 模板库将o p c 规范的实现封装成一个d l l ； 使用m f c 实现o p c d a 服务器的图形界面，调用a t l 编写的d l l 最终实现具有良好 人机交互界面的o p c d as e r v e r ； ( 3 ) 分析目前o p c 应用领域的实际情况，结合o p cx m l a 规范，提出快速、便捷 的开发方案；在微软的n e t 平台下，实现w e bs e r v i c e s 应用，最终实现了具有高开放度 和低耦合度的o p cx m l d a 中间件网关； 本课题意义： 本文实现基于o p c d a 的数据通信软件，解决控制网各个控制子系统间的数据通信 问题；在实现基于o p c d a 的数据通信软件的基础上，开发o p cx m l d a 中间件网关， 可很方便地将现有的o p c c o m 服务器包装成o p cx m l d a 服务器，为实现控制系统 数据的跨平台、跨网络发布及控制系统和企业管理平台间信息集成提供了可行、快捷的 方案。 1 5 论文内容 论文主要内容： 4 基于o p cx m l d a 的数据通信软件的研究 第一章引言：介绍课题背景以及课题意义、论文结构等； 第二章o p c 技术基础：分析、介绍o p c 技术，着重于和本课题相关的o p c d a 规 范和o p cx m l d a 规范； 第三章c o m 技术和w e bs e r v i c e s 技术：c o m 技术是o p c d a 规范的基石，w e b s e r v i c e s 技术是o p cx m l d a 规范的基石： 第四章o p c d as e r v e r 的开发与测试：详细介绍采用v c + + 开发o p c d as e r v e r 的 过程； 第五章o p cx m l 。d as e r v e r 的开发与测试：详细介绍采用x m l 开发o p cx m l d a s e r v e r 的过程； 第六章总结与展望：总结了本文的成果与不足，并展望下一步的研究。 陕西科技大学硕士学位论文 2o p c 规范基础 o p c 技术基本知识在前文已介绍。本章将详细介绍本文研究及应用的两种o p c 规 范o p c d a 3 0 、o p cx m l d a l 0 。 2 1 关于o p c d a 规范 o p c d a 规范( o p t d as p e c i f i c a t i o n ) 是o p c 基金会最初制定的一个工业标准，其重 点是对现场设备的在线数据进行存取。o p c d a 规范基于m c r o s o f t 的c o m d c o m 技术， 采用c s 模式，o p cs e r v e r 负责与物理设备进行连接通信，o p cc l i e n t 则通过读、写o p c s e r v e r 上的数据来和物理设备进行数据交换。各设备厂家只需要提供产品的o p c s e r v e r ( 或仅提供o p c 驱动) ，客户既可以使用o p cc l i e n t 访问想要访问的设备，o p cc l i e n t 可以同时访问不同厂家的多个s e r v e r 。o p c 客户端和服务器关系如下图2 - 1 所示【2 】： 一怔兰驾 l 囤_ i 图2 10 p c 客户端和服务器关系 f i 9 2 1o p cc l i e n t s e r v e rr e l a t i o n s h i p o p c 规范通常包括两类接口定制接口( c u s t o mi n t e r f a c e ) 和自动化接口( a u t o m a t i o n i n t e r f a c e ) t s j 。一般来说自动化接e l 能为v b 等高级语言客户程序提供便利，但由于 i d i s p a t c h 接口自身的缺点：如访问耗用的时间较长、对个别传递给对象方法的参数类型 需要进行转换等，使得数据传输效率较低；而定制接口则为用c c + + 语言编写的客户程 序带来灵活高效的调用手段【6 】。本文主要研究并实现基于自定义接口的o p cs e r v e r 。 2 1 1o p c 。d a 的配套技术规范 o p c 数据访问规范提供了通过标准的接口数据集从各种网络访问( 读、写) 设备基准 功能。o p c d a 规范的主要目的是实现系统中垂直结构上的数据交换( 从设备到服务器再 到客户端或更高层次的计算机) 。 o p c 技术配套技术规范包括： ( 1 ) o p c 规范通用定义及接口； 6 基于o p cx m l d a 的数据通信软件的研究 ( 2 ) o p c 复杂数据类型( 数据组织形式) ； ( 3 ) 专用于o p c d as e r v e r 间数据交换的o p c d x 规范。 在这里，仅介绍与论文紧密相关的o p c 复杂数据相关内容。 o p c 规范通过对v a r i a n t 类型的支持，定义、规范了通用数据类型，包括：1 1 ( 8 位整型) 、 u n ( 无符号8 位整型) 、1 2 ( 1 6 位整型) 、u i 2 ( 无符号1 6 位整型) 、1 4 ( 3 2 位整型) 、u 1 4 ( 无符号 3 2 位整型) 、r 4 ( 3 2 位浮点型) 、r 8 ( 6 4 位浮点型) 、c y ( 货币类型) 、d a t e ( 标准日期类型) 、 b s t r ( 标准字符串数据类型) 、b o o l ( 布尔型) 。为了增强客户端和服务器的可交互性， o p c 规范给出以下几点建议和规则： ( 1 ) v a r i a n t 型支持的数据类型应该是通用的默认数据类型( 部分原因：v b 支持这 些数据类型) ； ( 2 ) 建议在客户端和服务器工作时，尽量使用这些默认数据类型； ( 3 ) 建议仅在同一厂家开发的客户端和服务器间使用其他的扩展数据类型，并且为 了提高不同厂家间产品的兼容性，应尽量减少扩展数据类型的使用； ( 4 ) 除上面的默认数据类型外，允许服务器获得或者给出合法的常用数据类型； ( 5 ) 除上述默认数据类型外，允许客户端请求任何类型的合法v a r i a n t 型数据类型； ( 6 ) 如果服务器不支持客户端所请求的数据类型，客户端应该能够正确处理，不能 出现故障或者内存出现泄露； ( 7 ) 即使不能将数据转换成客户端请求的数据类型，服务器也应该准备以简洁的方 式处理该数据类型。 以上就是o p c 复杂数据类型规范的主要内容。 2 1 2o p c d a 接口及对象 o p c d a 服务器由3 类c o m 对象组成( 见图2 2 ) ：服务器对象( s e r v e ro b j e c t ) ，组对 象( g r o u po b j e c t ) ，数据项对象( d a t ai e t mo b j e c t ) 。服务器对象负责维护有关服务器的信 息并作为o p c 组对象的容器，可动态的创建或释放组对象；而o p c 组对象除了维护有 关其自身的信息，还提供了包容o p c 项的机制，逻辑上管理o p c 项；o p c 项则表示了 与o p c 服务器中数据的连接。下面将详细介绍服务器对象和组对象： ( 1 ) o p cs e r v e r 对象 服务器对象提供对数据源进行访问、交互的途径，能与何种数据源进行信息交换取 决于o p cs e r v e r 功能的实现。客户端通过服务器对象暴露出的接口来和o p cs e r v e r 进 行连接和交互。前文提到：o p c d a 规范基于c o m 技术。所有的c o m 对象都通过自 身暴露的接口与客户端进行交互。因此，研究服务器对象的c o m 模型结构是很必要的。 服务器对象结构如图2 3 所示： 7 陕西科技大学硕士学位论文 图2 - 2o p c 服务器、组、项对象间关系 f i 醇- 2r e l a t i o n s h i pb e t w e e n o p cs e r v e r , g r o u p ，i t e mo b j e c t i o p c c o m m o n i o p c s e r v e r i o p c b r o w s e i o p c i t e m l o i c o n n e c t i o n p o i n t c o n t a i n e r 图2 - 3 标准o p c 服务器对象模型 f i 醇- 3s t a n d a r do p cs e r v e ro b j e c tm o d e l 正如上文提到的，基于c o m 技术的o p c d a 规范定义一组接口，通过接口实现客 户端与服务器的交互功能，因此有必要对规范制定的接口进行分析与研究。 服务器对象实现接口如下： 1 ) i u n k n o w n c o m 定义的每一个接口都必须从i u n k n o w n 继承过来，其原因在于i u n k n o w n 接e l 提供了了两个非常重要的特性：生存期控制和接1 3 查询川。i u n k n o w n 接口有三个成员函 数： ah r e s u l tq u e r y i n t e r f a e e ( i n r e f i i d ，【o u t v o i d 料p p v ) 用于查询c o m 对象的其他接口指针。 bu l o n g a d d r e f 0 用于引用计数，增加引用计数。 cu l o n gr e l e a s e o 8 基于o p cx m l d a 的数据通信软件的研究 用于引用计数，减少引用计数。 2 ) i o p c c o m m o n 其他o p c 规范( 例如：o p c a l a r m sa n d e v e n t s ) 也定义了该接1 2 1 。该接口提供了设置、 查询特定c s 会话l o c a l e l d 的能力，以保证当某客户端对组对象进行操作时，不会影响 到其他的客户端。其成员函数如下： ah r e s u l t s e t l o c a l e i d ( 【i n l c i dd w l c i d ) 设置当前c s 会话的默认l o c a l e i d 。该函数会被接口中的g e t e r r o r s t r i n g 使用。其他 与l o c a l e l d 有关的函数应该将该函数中的l o c a l e l d 当作默认的l o c a l e i d 。 bh r e s u l t g e t l o c a l e l d ( o u t l c i d 幸p d w l c i d ) 返回当前c s 会话的默认l o c a l e l d 。 ch r e s u l tq u e r y a v a i l a b l e l o c a l e i d s ( o u t d w o r d 毒p d w c o u n t ， o u t ，s i z e i s ( d w c o u n t ) 】l c i d 料p d w l c i d ) 为当前c s 会话返回可用的l o c a l e l d ； dh r e s u l tg e t e r r o r s t r i n g ( i n h r e s u l td w e r r o r , o u t ，s t r i n g 】l p w s t r 乖p p s t r i n g ) 返回服务器特定错误代码的错误字符串； eh r e s u l t s e t c l