OPC UA 统一架构 (一)

OPC UA 

一 、OPC UA简介

OPC UA（OPC Unified Architecture）是下一代OPC统一体系架构，是一种基于服务的、跨越平台的解决方案。

OPC UA具有如下特点：

1)    扩展了OPC的应用平台。兼容Windows、Linux和Unix平台，不受平台限制，不需要进行DCOM安全设置(DA需要)。这使得基于OPC UA的标准产品可以更好地实现工厂级的数据采集和管理；

2)    OPC UA定义了统一数据和服务模型，使数据组织更为灵活，可以实现报警与事件、数据存取、历史数据存取、控制命令、复杂数据的交互通信；

3)    OPC UA比OPC DA更安全。OPC UA传递的数据是可以加密的，并对通信连接和数据本身都可以实现安全控制。新的安全模型保证了数据从原始设备到系统,从本地到远程的各级自动化和信息化系统的可靠传递；

4)    OPC UA的Internet 通讯，可以不用设置防火墙。

想要了解更多，https://www.cnblogs.com/thammer/p/12882468.html

前期准备

 准备好开发的IDE，首选Visual Studio2019版本，新建项目，或是在你原有的项目上进行扩展。注意：项目的..Net Core 2.1和NET Framework版本最新为4.6.2

打开NuGet管理器，输入指令

Install-Package UA-.NETStandard

或者

二 、OPC UA配置管理器

 1.OPC UA 

 其他家OPC配置界面

下面已基金会发布的SDK为基础，开发适合自己的OPC UA。也有基于open62541开发的。

OPCFoundation/UA-.NETStandard

 此OPC UA参考实现以.NET Standard规范为目标。

.NET Standard允许开发可在当今可用的所有常见平台上运行的应用程序，包括Linux，iOS，Android（通过Xamarin）和Windows 7/8 / 8.1 / 10（包括嵌入式/ IoT版本），而无需特定于平台的修改。

此项目中的参考实施之一已通过OPC Foundation认证测试实验室的认证，以证明其高质量。自从使用合规性测试工具（CTT）V1.04对认证过程进行了测试并验证了合规性以来的修复和增强功能。

此外，还支持云应用程序和服务（例如ASP.NET，DNX，Azure网站，Azure Webjobs，Azure Nano Server和Azure Service Fabric）。

1)Authentication设置

下图是配置设置界面

1.  证书验证，OPC Foundation指定路径或者存储在“受信用的根证书颁发机构”

 

　　2.用户名验证

  

　　3.Server可支持匿名Anonymous

 三 、OPC UA  数据模型

 数据里最重要的能够存储信息，还要好查找易维护。看到唯一性，好多方法都是围绕唯一性展开，UA-.NETStandard里NodeId地址标识符，下面的注释，封装在***State类里面

    /// <summary>
    /// Stores an identifier for a node in a server's address space.
    /// </summary>
    /// <remarks>
    /// <para>
    /// <b>Please refer to OPC Specifications</b>:
    /// <list type="bullet">
    /// <item><b>Address Space Model</b> setion <b>7.2</b></item>
    /// <item><b>Address Space Model</b> setion <b>5.2.2</b></item>
    /// </list>
    /// </para>
    /// <para>
    /// Stores the id of a Node, which resides within the server's address space.
    /// <br/></para>
    /// <para>
    /// The NodeId can be either:
    /// <list type="bullet">
    /// <item><see cref="uint"/></item>
    /// <item><see cref="Guid"/></item>
    /// <item><see cref="string"/></item>
    /// <item><see cref="byte"/>[]</item>
    /// </list>
    /// <br/></para>
    /// <note>
    /// <b>Important:</b> Keep in mind that the actual ID's of nodes should be unique such that no two
    /// nodes within an address-space share the same ID's.
    /// </note>
    /// <para>
    /// The NodeId can be assigned to a particular namespace index. This index is merely just a number and does
    /// not represent some index within a collection that this node has any knowledge of. The assumption is
    /// that the host of this object will manage that directly.
    /// <br/></para>
    /// </remarks>
    [DataContract(Namespace = Namespaces.OpcUaXsd)]
    public class NodeId : IComparable, IFormattable

A.    初始化自己的节点

 OPC UA 里比较重要的是FolderState、NodeState和BaseDataVariableState，里面具体属性，可以自己去了解，这里不说了

    /// <summary> 
    /// A typed base class for all data variable nodes.
    /// </summary>
    public class BaseDataVariableState : BaseVariableState

    /// <summary> 
    /// The base class for all folder nodes.
    /// </summary>
    public class FolderState : BaseObjectState

    /// <summary>
    /// The base class for custom nodes.
    /// </summary>
    public abstract class NodeState : IDisposable, IFormattable

a)      比较重要的是CreateAddressSpace(IDictionary<NodeId, IList<IReference>> externalReferences)创建自己地址空间，下图也是提供了很样例，一个根目录字符串路径就可以了，其他数据源数据类型可以不提供。一般地，(Key, Value)值对。

类似二叉树数据结构

b)  二叉树结构体，左为支(Folder)(可再次向下遍历)，右为叶(Variable)，存储变量信息，如变量完整Full路径，“***.变量组0.变量”，下图是用第三方测试结果

c)      完整代码

        public override void CreateAddressSpace(IDictionary<NodeId, IList<IReference>> externalReferences)
        {
            lock (Lock)
            {
                IList<IReference> references = null;

                if (!externalReferences.TryGetValue(ObjectIds.ObjectsFolder, out references))
                {
                    externalReferences[ObjectIds.ObjectsFolder] = references = new List<IReference>();
                }
                // 第三方数据源，来自API
                if ((OpcuaDataPrivade == null || OpcuaDataPrivade.VariableNode == null) || String.IsNullOrEmpty(OpcuaDataPrivade.VariableNode.name))
                {
                    return;
                }

                FolderState root = CreateFolder(null, OpcuaDataPrivade.VariableNode.name, OpcuaDataPrivade.VariableNode.name);
                root.AddReference(ReferenceTypes.Organizes, true, ObjectIds.ObjectsFolder);
                references.Add(new NodeStateReference(ReferenceTypes.Organizes, false, root.NodeId));
                root.EventNotifier = EventNotifiers.SubscribeToEvents;
                AddRootNotifier(root);

                List<BaseDataVariableState> variables = new List<BaseDataVariableState>();

                try
                {
                    #region Device_Simulation

                    BrowseGroup(root, OpcuaDataPrivade.VariableNode);

                    m_dynamicNodes_temp = MemCopyList(m_dynamicNodes);
                    #endregion

                }
                catch (Exception e)
                {
                    Utils.Trace(e, "Error creating the address space.");
                }

                AddPredefinedNode(SystemContext, root);
                
                m_simulationTimer = new Timer(DoSimulation, cts, 1000, 1000);

                System.Threading.Tasks.Task.Factory.StartNew(() =>
                {
                    WriteProcHandle(cts);
                });
            }
        }

        private void BrowseGroup(FolderState folder, InterfaceSample.Model.NodeDef node, string folderFullPath = "")
        {
            if (node == null)
            {
                return;
            }

            foreach (InterfaceSample.Model.NodeDef childGroup in node.LeftFolder)
            {
                string str;
                if (!string.IsNullOrEmpty(folderFullPath))
                {
                    str = string.Format("{0}_{1}", folderFullPath, childGroup.name);
                }
                else
                {
                    str = string.Format("{0}_{1}", childGroup.ParentName, childGroup.name);
                }

                FolderState folderStae = CreateFolder(folder, str, childGroup.name);
                BrowseGroup(folderStae, childGroup, str);
            }

            foreach (InterfaceSample.Model.NodeVariable nv in node.RightVariable)
            {
                string Device_scalarSimulation = string.Format("{0}_{1}", folder.BrowseName.Name, nv.name);
                if(!XXXXToBaseDataVariableDic.ContainsKey(nv.nameFullPath))  XXXXToBaseDataVariableDic.Add(nv.nameFullPath, Device_scalarSimulation);
                if (!baseDataVariableToXXXXDic.ContainsKey(Device_scalarSimulation)) baseDataVariableToXXXXDic.Add(Device_scalarSimulation, nv.nameFullPath);
                CreateDynamicVariable(folder, Device_scalarSimulation, nv.name, BuiltInType.Variant, ValueRanks.Scalar);
            }
        }

    public class NodeDef
    {
        public string name = String.Empty;
        public string ParentName = String.Empty;
        public List<NodeDef> LeftFolder = new List<NodeDef>();//String.Empty;
        public List<NodeVariable> RightVariable = new List<NodeVariable>();//String.Empty;
        public string nameAbsolutePath = string.Empty;
    }

    public class NodeVariable
    {
        public string name = string.Empty;

        public string nameFullPath = string.Empty;
    }

OPC UA 统一架构 (二)，讲讲如何读取和修改值。码杰-博客园