基于OPC技術(shù)的系統集成設計與實(shí)現

摘 要：OPC是為了解決應用軟件和各種設備驅動(dòng)程序的通信問(wèn)題而產(chǎn)生的一項工業(yè)技術(shù)規范和標準，這里探討了基于OPC技術(shù)的環(huán)境監控與安全防范系統的集成解決方案；闡述了OPC技術(shù)的核心思想和知識體系；分析了OPC服務(wù)器的對象組成和結構；給出一種基于OPC數據訪(fǎng)問(wèn)規范的數據訪(fǎng)問(wèn)服務(wù)器設計與實(shí)現方法，并給出OPC客戶(hù)端編程示例，實(shí)現集成平臺和子系統的數據交換。
關(guān)鍵詞：OPC；環(huán)境監控；安全防范；系統集成；ATL

隨著(zhù)計算機技術(shù)和信息技術(shù)的不斷發(fā)展，環(huán)境監控與安全防范系統在智能建筑中的應用越來(lái)越廣泛。隨著(zhù)系統規模的不斷擴大，應用于工業(yè)控制領(lǐng)域的軟件與硬件設備的種類(lèi)也越來(lái)越豐富，不同設備的通信協(xié)議也不盡相同，系統集成難度越來(lái)越大。因此，如何有效處理系統的互聯(lián)和互操作問(wèn)題成為迫切需要解決的問(wèn)題。由于OPC技術(shù)采用即插即用的軟件方式，統一了數據訪(fǎng)問(wèn)接口，簡(jiǎn)化了系統集成環(huán)境，并且易于實(shí)現功能擴展，使控制系統進(jìn)一步開(kāi)放，從而使得每一個(gè)子系統都能夠自由的通信，實(shí)現了信息共享，所以OPC技術(shù)的應用越來(lái)越廣泛，已成為建筑智能化系統集成的一種新途徑。這里以智能建筑領(lǐng)域某環(huán)境監控與安全防范系統為例，探討OPc技術(shù)的應用。

l 系統構建
在某些智能樓宇中，對環(huán)境溫濕度、火災報警與人員出入管理有較高要求，因此一套設計合理、價(jià)格適宜的環(huán)境監控與安全防范系統就顯得尤為重要。這里所設計研究的系統主要包括溫濕度監控、火災報警和門(mén)禁控制3個(gè)子系統。由于現場(chǎng)設備種類(lèi)和數量繁多并且在樓宇建筑內分布廣泛，所以采用基于OPC技術(shù)的系統集成方案，從而成功的解決系統集成及各子系統之間的互聯(lián)性和互操作性問(wèn)題。系統集成原理如圖1所示。

各子系統OPC服務(wù)器封裝了子系統的訪(fǎng)問(wèn)細節，并向上提供標準的OPC接口，集成平臺各應用軟件作為客戶(hù)端通過(guò)OPC標準接口模塊與子系統進(jìn)行通信和控制，并對收集到的各個(gè)子系統信息進(jìn)行整理、統計和分析，實(shí)現信息共享，協(xié)調各個(gè)子系統之間的工作，從而達到控制與管理的目的，實(shí)現了系統集成。

2 OPC技術(shù)簡(jiǎn)介
OPC(OLE for Process Control)即是把OLE應用于工業(yè)過(guò)程控制領(lǐng)域。工業(yè)控制領(lǐng)域要用到大量的現場(chǎng)設備，在OPC：出現以前，軟件開(kāi)發(fā)商需要開(kāi)發(fā)大量的驅動(dòng)程序連接這些設備。由于不同設備或者同一設備不同單元的驅動(dòng)程序有可能不同，軟件開(kāi)發(fā)商很難同時(shí)對這些設備進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)以?xún)?yōu)化操作，且一旦硬件系統改動(dòng)或升級，應用程序就可能需要重寫(xiě)；同時(shí)不同客戶(hù)有著(zhù)不同的應用需求，不同硬件設備也存在不同的數據傳輸協(xié)議，傳統集成方法已越來(lái)越不適應發(fā)展需要。
OPC技術(shù)的出現有效地解決了這一問(wèn)題。OPC建立在OLE規范之上，它為工業(yè)控制領(lǐng)域提供了一種標準的數據訪(fǎng)問(wèn)機制。它將底層硬件驅動(dòng)程序和上層應用程序的開(kāi)發(fā)有效地分隔開(kāi)，使用統一的數據接口實(shí)現了不同設備協(xié)議間的數據互訪(fǎng)，不僅易于系統維護和升級，而且縮短了開(kāi)發(fā)時(shí)間。
OPC規范的內容涵蓋了數據存取、事件報警、安全性等諸多方面，主要包括：數據存取規范、報警事件規范、歷史數據存儲規范、批量過(guò)程規范和安全性規范等。OPC開(kāi)發(fā)包括OPC服務(wù)器和OPC客戶(hù)端兩個(gè)部分。
其實(shí)質(zhì)是在硬件供應商和軟件開(kāi)發(fā)商之間建立了一套完整的標準，只要遵循這套標準，數據交互對雙方來(lái)說(shuō)就是透明的，OPC客戶(hù)端就可以方便地讀取OPC服務(wù)器中的數據，無(wú)需重復開(kāi)發(fā)單獨的驅動(dòng)程序，應用程序之間可以很容易地實(shí)現信息的共享與交互，從而大大降低集成成本。典型的OPC體系如圖2所示。