基于OPC UA規(guī)范的城市照明系統(tǒng)服務(wù)器的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)信息技術(shù)、無(wú)線通訊技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)、電力線載波通信技術(shù)的發(fā)展以及客戶規(guī)模的快速增長(zhǎng)，市場(chǎng)對(duì)城市照明監(jiān)控系統(tǒng)的需求有了變化，系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化、開放性、安全性、可擴(kuò)展性、綠色節(jié)能、高性能、支撐大規(guī)模設(shè)備成為重要指標(biāo)。當(dāng)前的智能照明綜合管理平臺(tái)是幾年前開發(fā)的監(jiān)控系統(tǒng)，不滿足這些要求，已經(jīng)落伍，急需設(shè)計(jì)新一代的智能照明綜合管理平臺(tái)，改進(jìn)目前產(chǎn)品缺乏標(biāo)準(zhǔn)化、安全性不足等問題?；贠PC UA的城市照明系統(tǒng)服務(wù)器作為智能照明綜合管理平臺(tái)的

2、核心子系統(tǒng)，承擔(dān)著通訊服務(wù)器的職責(zé)，與下位機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)無(wú)線通訊，為其它上層系統(tǒng)提供準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)的現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)。城市照明系統(tǒng)服務(wù)器重點(diǎn)支持工控行業(yè)的主流標(biāo)準(zhǔn): Modbus通訊協(xié)議和OPC UA標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，這將提升產(chǎn)品在標(biāo)準(zhǔn)化、開放性、安全性等指標(biāo)的能力水平。系統(tǒng)通過GPRS無(wú)線通訊方式、基于Modbus通訊協(xié)議與下位機(jī)智能監(jiān)控終端(RTU)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，開關(guān)控制現(xiàn)場(chǎng)路燈控制配電柜或變壓器，支持遙控、遙信、遙測(cè)三遙功能，可采集電壓、電流、功率因

3、數(shù)電參數(shù)信息，下發(fā)全年開關(guān)燈時(shí)間表等。系統(tǒng)通過OPC UA標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范與其他監(jiān)控系統(tǒng)（如智能照明綜合管理平臺(tái)、第三方組態(tài)軟件、HMI、MES等）進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)接口調(diào)用，提升了產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、安全性、分布式等特性。論文對(duì)OPC UA標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行深入了研究，對(duì)安全模型、服務(wù)模型、地址空間模型進(jìn)行重點(diǎn)介紹，討論了基于OPCUA的系統(tǒng)如服務(wù)器程序、客戶端程序，以及如何實(shí)現(xiàn)OPC UA系統(tǒng)的技術(shù)。
　　本文采用Rational統(tǒng)一過程(Rational

4、 Unified Process，RUP)為軟件開發(fā)過程方法，以統(tǒng)一建模語(yǔ)言(Unified Modeling Language，UML)為軟件開發(fā)所有階段的分析設(shè)計(jì)建模語(yǔ)言，基于業(yè)界Philippe Kruchten的4+1視圖方法對(duì)軟件進(jìn)行需求分析、架構(gòu)設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)等迭代階段，從用例架構(gòu)、邏輯架構(gòu)、開發(fā)架構(gòu)、進(jìn)程架構(gòu)、物理架構(gòu)、功能架構(gòu)等方面進(jìn)行系統(tǒng)建模和描述。在需求分析階段，根據(jù)用例模型重點(diǎn)介紹系統(tǒng)的功能性需求和非功能性需求。在

5、系統(tǒng)概要設(shè)計(jì)階段，設(shè)計(jì)出系統(tǒng)整體體系架構(gòu)、邏輯架構(gòu)、功能架構(gòu)等，滿足了系統(tǒng)的各個(gè)需求點(diǎn)，包括功能需求、約束、開發(fā)期質(zhì)量屬性、運(yùn)行期質(zhì)量屬性。在詳細(xì)設(shè)計(jì)階段對(duì)系統(tǒng)的核心模塊----OPC UA通訊模塊進(jìn)行靜態(tài)建模和動(dòng)態(tài)建模，并進(jìn)行系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)詳細(xì)設(shè)計(jì)。使用第三方OPC UA客戶端對(duì)城市照明OPC UA服務(wù)器進(jìn)行功能測(cè)試，成功實(shí)現(xiàn)了對(duì)實(shí)驗(yàn)箱設(shè)備進(jìn)行開關(guān)回路控制以及獲取下位機(jī)的電參數(shù)數(shù)據(jù)，滿足了系統(tǒng)作為智能照明綜合管理平臺(tái)中通訊服務(wù)器的必備條