[發(fā)明專利]一種支持緩存管理的OPC UA多服務(wù)器聚合方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810045612.0
• 申請(qǐng)日: 2018-01-17
• 公開（公告）號(hào): CN108199897B
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王恒;馬越;王平;蒲宬亙
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶郵電大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L12/24
• 分類號(hào): H04L12/24;H04L29/06;H04L29/08
• 代理公司: 北京同恒源知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

本發(fā)明涉及一種支持緩存管理的OPC UA多服務(wù)器聚合方法，屬于工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域。針對(duì)采用OPC UA協(xié)議的工控網(wǎng)絡(luò)，在底層設(shè)備與上層系統(tǒng)之間的“中間層”設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)一種能整合現(xiàn)場層原始服務(wù)器節(jié)點(diǎn)信息的多服務(wù)器聚合方法。該方法由通信接口處理、聚合數(shù)據(jù)處理、管理配置、安全配置等多部分組成，能將底層設(shè)備所傳輸?shù)男畔⑦M(jìn)行集中管理，并通過接口形式向上為OPC UA客戶端提供數(shù)據(jù)信息的無縫轉(zhuǎn)發(fā)，從而在一定程度上減少客戶端與底層服務(wù)器的連接數(shù)量，便于網(wǎng)絡(luò)部署和維護(hù)。同時(shí)，本發(fā)明還提出了一種針對(duì)數(shù)據(jù)匯集的緩存管理方法，通過有效的服務(wù)器緩存機(jī)制和相應(yīng)算法，減少了上層客戶端與底層服務(wù)器的實(shí)際通信頻率，提高了通信效率，降低了通信開銷。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)領(lǐng)域，涉及 一種支持緩存管理的OPC UA多服務(wù)器聚合方法。

背景技術(shù)

隨著自動(dòng)化技術(shù)和信息技術(shù)的快速發(fā)展，工業(yè)自動(dòng)化控制系統(tǒng)也獲得了長足的發(fā)展。現(xiàn)在大多數(shù)分布式系統(tǒng)采用客戶端/服務(wù)器結(jié)構(gòu)，由于沒有設(shè)備接口的通用標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)備廠商按照自己的標(biāo)準(zhǔn)接口開發(fā)應(yīng)用程序，從系統(tǒng)的開放性角度看有很多局限性。另外，工業(yè)現(xiàn)場智能設(shè)備的應(yīng)用，如何將工廠底層設(shè)備信息采集到過程控制管理層到經(jīng)營決策層，完成各個(gè)層次間現(xiàn)場信息的交互是工業(yè)控制現(xiàn)場的自動(dòng)化的基礎(chǔ)。

OPC技術(shù)的出現(xiàn)解決了一部分問題，但是由于OPC技術(shù)存在技術(shù)上的局限性不能滿足逐漸發(fā)展的工業(yè)現(xiàn)場控制要求，OPC基金會(huì)后續(xù)提出OPC UA技術(shù)，作為新一代的信息交互規(guī)范。

但是在現(xiàn)在的工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)中，由于用于底層的現(xiàn)場設(shè)備服務(wù)器類型和數(shù)量較多，如果不能適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行聚合，則與上層的客戶端之間消息的讀寫的過程，在結(jié)構(gòu)上連接和交互的復(fù)雜性就比較高。而且底層工業(yè)設(shè)備與上層MES/ERP管理系統(tǒng)的通信頻率一般比較高，如果采用單客戶端和單服務(wù)器的形式，勢必會(huì)造成通信效率的降低和開銷的增大。

為了提高工業(yè)控制系統(tǒng)中通信的效率和滿足可能日益增長的工業(yè)需求，基于OPCUA協(xié)議，本發(fā)明提出一種支持緩存管理的OPC UA多服務(wù)器聚合方法，增加了緩存處理方法，一定程度上減少客戶端與底層服務(wù)器的連接數(shù)量，便于維護(hù)，提高通信效率，降低通信開銷。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種支持緩存管理的OPC UA多服務(wù)器聚合方法，實(shí)現(xiàn)將底層服務(wù)器數(shù)據(jù)的匯集，并實(shí)現(xiàn)對(duì)上層客戶端的無縫轉(zhuǎn)發(fā)，同時(shí)針對(duì)能提高傳輸效率的緩存機(jī)制做了部分優(yōu)化。該方法一定程度上能夠解決現(xiàn)場設(shè)備與上層客戶端連接數(shù)量過多和頻繁通信造成的通信效率的問題，有效降低連接復(fù)雜度，同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)有監(jiān)測和轉(zhuǎn)發(fā)的作用。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種支持緩存管理的OPC UA多服務(wù)器聚合方法，O PC UA多服務(wù)器聚合包括通信接口管理、聚合數(shù)據(jù)處理、管理配置和安全配置；

通信接口管理為對(duì)上負(fù)責(zé)與上層OPC UA客戶端連接的建立，對(duì)下負(fù)責(zé)與底層服務(wù)器連接的建立；

聚合數(shù)據(jù)處理為收集從底層服務(wù)器讀取的信息，并統(tǒng)一對(duì)上層客戶端提供接口服務(wù)；

管理配置為配置需要連接的底層服務(wù)器；

安全配置為負(fù)責(zé)OPC UA信息傳輸?shù)陌踩员Ｕ希?/p>

該方法包括以下步驟：

S1：上層客戶端與多服務(wù)器聚合平臺(tái)連接的建立；

S2：多服務(wù)器聚合平臺(tái)對(duì)請(qǐng)求信息的處理；

S3：多服務(wù)器聚合平臺(tái)返回客戶端請(qǐng)求響應(yīng)。

進(jìn)一步，在步驟S1中，客戶端與服務(wù)器通過接口提供服務(wù)，客戶端通過OPC UA定義的查找服務(wù)集查找可利用的OPC UA服務(wù)器，獲取服務(wù)器端點(diǎn)信息，并打開安全通道，創(chuàng)建并活躍會(huì)話，并瀏覽服務(wù)器地址空間后正常的進(jìn)行信息交互。

進(jìn)一步，所述管理配置具體為：