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

1、隨著計算機信息技術(shù)、無線通訊技術(shù)、自動化控制技術(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，市場對城市照明監(jiān)控系統(tǒng)的需求有了變化，系統(tǒng)的標準化、開放性、安全性、可擴展性、綠色節(jié)能、高性能、支撐大規(guī)模設(shè)備成為重要指標。當前的智能照明綜合管理平臺是幾年前開發(fā)的監(jiān)控系統(tǒng)，不滿足這些要求，已經(jīng)落伍，急需設(shè)計新一代的智能照明綜合管理平臺，改進目前產(chǎn)品缺乏標準化、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的

2、核心子系統(tǒng)，承擔著通訊服務(wù)器的職責，與下位機進行實時無線通訊，為其它上層系統(tǒng)提供準確、實時的現(xiàn)場運行數(shù)據(jù)。城市照明系統(tǒng)服務(wù)器重點支持工控行業(yè)的主流標準: Modbus通訊協(xié)議和OPC UA標準規(guī)范，這將提升產(chǎn)品在標準化、開放性、安全性等指標的能力水平。系統(tǒng)通過GPRS無線通訊方式、基于Modbus通訊協(xié)議與下位機智能監(jiān)控終端(RTU)進行數(shù)據(jù)交換，開關(guān)控制現(xiàn)場路燈控制配電柜或變壓器，支持遙控、遙信、遙測三遙功能，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)燈時間表等。系統(tǒng)通過OPC UA標準規(guī)范與其他監(jiān)控系統(tǒng)（如智能照明綜合管理平臺、第三方組態(tài)軟件、HMI、MES等）進行標準接口調(diào)用，提升了產(chǎn)品的標準化、安全性、分布式等特性。論文對OPC UA標準規(guī)范進行深入了研究，對安全模型、服務(wù)模型、地址空間模型進行重點介紹，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)一建模語言(Unified Modeling Language，UML)為軟件開發(fā)所有階段的分析設(shè)計建模語言，基于業(yè)界Philippe Kruchten的4+1視圖方法對軟件進行需求分析、架構(gòu)設(shè)計、詳細設(shè)計等迭代階段，從用例架構(gòu)、邏輯架構(gòu)、開發(fā)架構(gòu)、進程架構(gòu)、物理架構(gòu)、功能架構(gòu)等方面進行系統(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)計階段，設(shè)計出系統(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)的各個需求點，包括功能需求、約束、開發(fā)期質(zhì)量屬性、運行期質(zhì)量屬性。在詳細設(shè)計階段對系統(tǒng)的核心模塊----OPC UA通訊模塊進行靜態(tài)建模和動態(tài)建模，并進行系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫詳細設(shè)計。使用第三方OPC UA客戶端對城市照明OPC UA服務(wù)器進行功能測試，成功實現(xiàn)了對實驗箱設(shè)備進行開關(guān)回路控制以及獲取下位機的電參數(shù)數(shù)據(jù)，滿足了系統(tǒng)作為智能照明綜合管理平臺中通訊服務(wù)器的必備條