曾紅彪 陳錫文 劉靜文 左輝

摘 ? 要：隨著信息化技術(shù)在管理中的深入應(yīng)用，智慧校園是否擁有一套智能樓宇自動(dòng)化控制系統(tǒng)成為衡量校園管理優(yōu)劣的又一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。文章應(yīng)用OPC技術(shù)實(shí)現(xiàn)智慧校園樓宇控制系統(tǒng)的信息集成，滿(mǎn)足智慧校園樓宇的本地監(jiān)控和Internet遠(yuǎn)程監(jiān)控，構(gòu)筑云控制智慧校園樓宇管理平臺(tái)，通過(guò)實(shí)際應(yīng)用證明了文章所設(shè)計(jì)的OPC方法開(kāi)發(fā)的智能樓宇服務(wù)器體系是可行的。

關(guān)鍵詞：智慧校園;智能樓宇;自動(dòng)化控制系統(tǒng);遠(yuǎn)程監(jiān)控;開(kāi)放平臺(tái)通信

智慧校園樓宇控制系統(tǒng)是由計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)將分布在被監(jiān)控區(qū)域的智能節(jié)點(diǎn)連接起來(lái)的智能系統(tǒng)，本文根據(jù)分布控制理論設(shè)計(jì)智能控制結(jié)構(gòu)，通過(guò)Lon Works，CAN和RS485總線(xiàn)實(shí)現(xiàn)開(kāi)放平臺(tái)通信（Open Platform Communications，OPC）智能樓宇服務(wù)。

使用OPC技術(shù)解決信息管理應(yīng)用與現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程設(shè)備之間的信息交換問(wèn)題，通過(guò)相應(yīng)的OPC控制網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器實(shí)現(xiàn)對(duì)底層控制設(shè)備之間的數(shù)據(jù)采集，信息管理層軟件只需支持OPC技術(shù)即可以為客戶(hù)端提供服務(wù)，減少客戶(hù)端對(duì)軟件程序安裝與配置的需求，簡(jiǎn)化交互過(guò)程。

1 ? ?基于OPC技術(shù)的智能樓宇控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 ?系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法分析

OPC服務(wù)器直接開(kāi)發(fā)方法屬于源代碼開(kāi)發(fā)級(jí)，包括OPC服務(wù)器的全部代碼，使用的開(kāi)發(fā)平臺(tái)效率高，比如可以采用Java++或者Visual C++6.0實(shí)現(xiàn)。

快速開(kāi)發(fā)方式是軟件開(kāi)發(fā)商把半成品以動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)的形式交付給用戶(hù)，用戶(hù)按照動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)的接口完成OPC服務(wù)器程序的開(kāi)發(fā)。該方法相對(duì)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)者可以不用完全了解OPC軟件對(duì)象的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，該方法被大多數(shù)用戶(hù)所采納。

1.2 ?設(shè)計(jì)思想

本文設(shè)計(jì)的校園樓宇控制系統(tǒng)采用OPC技術(shù)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)控制服務(wù)，設(shè)計(jì)不同的OPC服務(wù)體系，并且不斷優(yōu)化已經(jīng)完成的服務(wù)器程序，保證客戶(hù)端與服務(wù)器之間的最簡(jiǎn)單互聯(lián)，最終實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的實(shí)時(shí)聯(lián)動(dòng)。

2 ? ?OPC服務(wù)器系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 ?體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

基于OPC技術(shù)的服務(wù)器由接口程序、硬件設(shè)備和軟件系統(tǒng)組成，使用TLSrvRdk.dll配置OPC技術(shù)的服務(wù)器，實(shí)現(xiàn)延遲鎖相環(huán)（Delay-Locked Loop，DLL）封裝COM，OPC服務(wù)器，特定的硬件針對(duì)數(shù)據(jù)封裝和通信接口編寫(xiě)通信協(xié)議，利于軟硬件協(xié)調(diào)程序?；贠PC技術(shù)服務(wù)器體系結(jié)構(gòu)如圖1所示[1]。

2.2 ?基于OPC技術(shù)服務(wù)器的算法設(shè)計(jì)

OPC服務(wù)器的應(yīng)用程序編程接口（Application Programming Interface，API）函數(shù)源于OPC動(dòng)態(tài)庫(kù)索制定的數(shù)據(jù)，客戶(hù)端可以通過(guò)API函數(shù)實(shí)現(xiàn)添加（注冊(cè)）、刪除（注銷(xiāo)）用戶(hù)，實(shí)現(xiàn)硬件接口控制和讀寫(xiě)操作，將客戶(hù)數(shù)據(jù)通過(guò)OPC接口傳送到服務(wù)器，流程如圖2所示。

3 ? ?基于OPC技術(shù)的智能樓宇服務(wù)器實(shí)現(xiàn)

本文通過(guò)TLSVRRDK動(dòng)態(tài)快速設(shè)計(jì)，使用Visual 6.0++開(kāi)發(fā)服務(wù)程序，TLSVRRDK動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)和Visual C++6.0集成COM規(guī)范和OPC應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)OPC函數(shù)接口標(biāo)準(zhǔn)化。在VC和VB中調(diào)用動(dòng)態(tài)連接庫(kù)（Dynamic Link Library，DLL）相對(duì)方便，程序模塊中使用API函數(shù)可以直接聲明并使用，其過(guò)程如圖3所示[2]。

3.1 ?服務(wù)器注冊(cè)與注銷(xiāo)

3.1.1 ?注冊(cè)

（1）啟動(dòng)NETCOM-1025E或者NETCOM-100E調(diào)用在線(xiàn)注冊(cè)程序。（2）開(kāi)啟新節(jié)點(diǎn)注冊(cè)，進(jìn)入注冊(cè)頁(yè)面，判斷注冊(cè)信息是否合法。（3）如果合法，開(kāi)始注冊(cè)。（4）輸入用戶(hù)的詳細(xì)信息，完成注冊(cè)，并反饋“注冊(cè)成功”，置判斷函數(shù)IDR-Boolean=1，否則反饋“注冊(cè)失敗”，置IDR-Boolean=0。（5）更新用戶(hù)（節(jié)點(diǎn)）信息，完成注冊(cè)[3]。

3.1.2 ?注銷(xiāo)

（1）調(diào)用在線(xiàn)注銷(xiāo)程序進(jìn)入在線(xiàn)注銷(xiāo)頁(yè)面。（2）開(kāi)啟節(jié)點(diǎn)狀態(tài)判斷，如果登錄用戶(hù)級(jí)別高于刪除用戶(hù)級(jí)別，并且登錄用戶(hù)具有注銷(xiāo)權(quán)利。（3）如果前面兩個(gè)條件滿(mǎn)足，開(kāi)始注銷(xiāo)。（4）確認(rèn)注銷(xiāo)用戶(hù)的詳細(xì)信息，完成注銷(xiāo)，并反饋“注銷(xiāo)成功”，置判斷函數(shù)IDD-Boolean=1，否則反饋“注銷(xiāo)失敗”，置IDD-Boolean=0。（5）更新用戶(hù)（節(jié)點(diǎn)）信息。

3.2 ?OPC服務(wù)器程序初始化

若DLL存在，調(diào)用TL Init OPC Server函數(shù)，DLL將完成OPC服務(wù)器的COM接口初始化，創(chuàng)建OPC樓宇服務(wù)器的接口對(duì)象，方便OPC客戶(hù)端與服務(wù)器建立連接，設(shè)置OPC服務(wù)器連接刷新率為500 ms。

（1）OPC服務(wù)器刷新，判斷是否有新節(jié)點(diǎn)，確定新的端口設(shè)置，在服務(wù)器進(jìn)行OPC節(jié)點(diǎn)操作，刷新節(jié)點(diǎn)，通過(guò)動(dòng)態(tài)連接庫(kù)（DLL Database）的刷新函數(shù)更新服務(wù)器內(nèi)部節(jié)點(diǎn)。

（2）更新目標(biāo)退出服務(wù)器程序，判斷是否還有節(jié)點(diǎn)和服務(wù)器相連，如果有則釋放連接端口，退出服務(wù)器程序[4]。

4 ? ?基于OPC智能樓宇服務(wù)器程序驗(yàn)證

前面已經(jīng)對(duì)基于OPC技術(shù)的智能樓宇服務(wù)器接口程序設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)作了詳細(xì)的介紹，下面將對(duì)OPC服務(wù)器程序編寫(xiě)進(jìn)行必要的測(cè)試，由此驗(yàn)證本文所設(shè)計(jì)的OPC服務(wù)器是否可靠。OPC服務(wù)器接口程序測(cè)試過(guò)程包括系統(tǒng)注冊(cè)（插入節(jié)點(diǎn)）、注銷(xiāo)（刪除節(jié)點(diǎn)）、數(shù)據(jù)讀取、組對(duì)象和數(shù)據(jù)的瀏覽，在服務(wù)器和節(jié)點(diǎn)之間建立遠(yuǎn)程訪(fǎng)問(wèn)。

4.1 ?串口配置

（1）啟用點(diǎn)NETCOM 1025E服務(wù)器接口程序進(jìn)入串口OPC Server主程序界面。