楼宇监控系统中的OPC客户端与服务器应用程序设计

摘要

楼宇自动化系统是现代智能建筑的一个重要组成部分，其系统的构成和运行的好坏都会直接影响到整个智能建筑运行系统的成败。随着目前智能建筑的功能需求不断增加，越来越多来自不同厂商不同类型的自动化设备被应用于楼宇自动化系统中，而不同厂商的设备在应用程序接口、通信协议等方面又存在着一定差异，这将在很大程度上影响到各个子系统之间的开放性和互操作性，同时也给楼宇自动化系统集成方案的制定和实施带来了一定的困难。 基于微软COM/DCOM(Component Object Model/Distributed Component objectModel，组建对象模型/分布式组建对象模型)技术的OPC(OLE for Process Control，过程控制中的对象链接与嵌入)技术是一种新的软件间数据交换接口标准，这种标准的出现使得现场设备不管以何种形式存在，只要遵循OPC数据访问规范，客户都能以统一的方式去访问，从而实时获取现场设备的数据，完成对数据的灵活配置。OPC技术应用于楼宇自动化系统集成当中，可为实现楼宇自动化系统从控制层到管理层之间的集成提供一种更为方便有效的方法。 本文首先阐述了楼宇自动化系统集成的目的和方式，分析了当前楼宇自动化系统集成中存在的一些问题；然后阐述了本课题中基于OPC技术的整个集成系统监控平台的结构设计以及上位机监控系统的软件体系结构设计；剖析了OPC数据访问规范以及OPC客户端与服务器的通信机制，在此基础上以VisualC++为开发工具，开发了某大楼集成系统监控平台中的通信程序模块，即OPC客户端应用程序，在开发过程中解决了多线程编程、OPC接口实现等技术问题，实现了客户端对多个OPC服务器进行数据采集和管理维护的功能。本文接着阐述了监控系统中OPC服务器开发的一些关键技术，包括标准接口类和硬件通信模块的实现；最后就本文所设计的OPC客户端应用程序的测试过程和测试结果进行了分析和论述。 测试实验结果表明，本文所设计的OPC客户端应用程序能够成功连接大楼内各子系统设备的OPC服务器，并且能够稳定、有效地对服务器进行数据读写操作。实现了OPC客户端在该大楼监控系统中对现场设备进行数据访问操作的功能，达到了对大楼内各子系统设备运行状态的实时监控和数据采集的目的。

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第一章绪论

1.1楼宇自动化系统集成概述

1.2 OPC技术研究现状

1.3课题背景及本文的主要工作

1.3.1课题背景

1.3.2本文的主要工作

第二章大楼集成管理系统监控平台总体设计

2.1本课题集成管理系统总体结构设计

2.1.1上位机监控平台软件体系结构

2.1.2开发环境

2.2集成管理系统用户需求分析

2.3本章小结

第三章大楼监控系统的OPC客户端程序设计

3.1监控系统客户端开发技术规范说明

3.1.1 OPC数据访问规范对象与接口定义

3.2客户端数据访问方式的确定

3.2.1同步数据访问

3.2.2异步数据访问

3.2.3订阅式数据访问

3.3系统客户端程序开发方法

3.4系统客户端的设计与开发

3.4.1开发前的准备

3.4.2程序的具体实现

3.4.3详细开发步骤

3.5系统客户端软件的功能应用测试

3.5.1客户应用程序测试环境

3.5.2客户应用程序测试过程及结果分析

3.6本章小结

第四章大楼监控系统的OPC服务器程序设计

4.1监控系统服务器的设计基础

4.2服务器的总体设计

4.2.1结构设计

4.2.2基本功能和实现接口

4.2.3服务器与客户端的数据传输机制

4.3主要程序实现

4.3.1服务器开发前的准备

4.3.2标准接口类的实现

4.3.3硬件通信模块的实现

4.4服务器的测试

4.5本章小结

第五章OPC客户端在大楼监控系统中的测试实验

5.1大楼集成系统监控平台构建

5.2 OPC客户端的测试过程与结果分析

5.2本章小结

第六章结束语

致谢

参考文献

在学期间的研究成果