更新时间:2022-04-13 GMT+08:00
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OPC-UA协议接入

概述

OPC-UA(OPC Unified Architecture,OPC统一架构)协议由于其跨平台(不受限于架构平台)、面向服务的架构、信息通信安全等强大能力,被广泛应用于工业设备间的通信。

使用OPC-UA协议的设备接入IoT边缘节点的方式为非直连,组网方案如图1所示。
图1 OPC-UA组网方案

IoT边缘节点接入OPC-UA协议设备,需要用户侧有支持OPC-UA协议的服务器端。用户的子设备可通过OPC协议、OPC-UA协议等其他协议接入服务器端,IoT边缘节点通过部署EdgeAccess模块具备OPC-UA协议接入的能力,并以OPC-UA客户端的身份与OPC-UA服务端进行通信。利用注册子设备时配置的信息,浏览OPC-UA服务端相应节点并进行订阅、写入数据等交互动作。

通过IoT边缘节点接入OPC-UA设备,需要在边缘节点下注册OPC-UA网关设备,建立边缘节点与OPC-UA服务器端的连接;然后在OPC-UA网关设备下注册OPC-UA子设备,配置相应的节点路径和订阅周期;则OPC-UA服务器端会按照订阅周期,在子设备数据有变化的情况下推送数据到边缘节点,边缘节点将数据按照物模型格式通过MQTT协议上报到设备接入服务。

在数据采集时,边缘节点可根据指定的数据采集间隔时间,通过网关向OPC-UA设备进行数据的采集,数据格式为二进制格式。数据采集完成后,IoT边缘服务将采集的数据规整(Json格式)后,通过MQTT的方式将数据上报到设备接入服务。

接入流程

业务场景

操作步骤

说明

设备准备

准备OPC-UA服务器端

搭建支持OPC-UA协议的服务端。

准备OPC-UA设备

购买支持OPC-UA协议的传感器设备。

物联网平台侧操作

开发OPC-UA设备产品模型

在设备接入服务创建OPC-UA设备的产品模型。

添加OPC-UA边缘设备(即网关)

在边缘节点下,添加OPC-UA边缘设备(即网关)。

注册OPC-UA子设备

在OPC-UA边缘设备下注册OPC-UA子设备,将OPC-UA子设备绑定到指定的OPC-UA网关。

开发OPC-UA设备产品模型

开发OPC-UA设备能力的产品模型,首先创建产品,然后通过定义产品模型,在平台构建一款设备的抽象模型,使平台理解该款OPC-UA设备支持的服务、属性、命令等信息,如温度、电量等,具体操作请参考在线开发产品模型

创建协议类型为OPC-UA的产品,如图2所示。

  • 协议类型(必填):OPC-UA
  • 创建产品后需为产品添加服务、为服务能力添加属性,不能使用空产品来创建设备。具体操作请参考在线开发产品模型
图2 创建OPC-UA产品

添加OPC-UA边缘设备

在边缘节点下,添加OPC-UA边缘设备(即网关)。

  1. 访问IoT边缘,单击“立即使用”进入IoT边缘控制台。
  2. 选择左侧导航栏的“IoT边缘 > 边缘节点”,选择您的边缘节点名称,进入节点详情页。
  3. 选择“模块管理”页签,部署边缘应用。

    为了保证设备能够正常在线,请您先部署edge_access应用,具体操作请参考部署应用

  4. 选择“边缘设备”页签,单击“添加边缘设备”按钮,按照表1填写参数后,单击“确认”。

    图3 添加OPC-UA边缘设备
    表1 添加边缘设备

    参数名称

    说明

    所属产品

    选择要添加的产品名称“opcua_server”

    说明:
    • “opcua_server”网关设备产品模型已预置,请勿删除。
    • 若边缘节点所在的资源空间为非默认的资源空间,则OPC-UA网关的产品名称为“资源空间ID+opcua_server”。

    设备标识码

    设备唯一物理标识,如IMEI、MAC地址等,用于设备在接入物联网平台时携带该标识信息完成接入鉴权。

    无真实设备时可随意填写英文字母和数字的组合字符串。

    设备名称

    自定义。

    url

    通道地址。OPC-UA服务端提供的OPC-UA协议接入地址,格式如:“opc.tcp://192.168.1.1:4840”。

    user_name

    用户名(选填)。IoT边缘节点连接OPC-UA服务端时使用的用户名。

    user_password

    密码(选填)。IoT边缘节点连接OPC-UA服务端时使用的密码。

  5. 完成添加设备后,可以查看设备状态,并管理边缘设备。单击“设备ID”跳转至“设备接入”服务控制台查看和管理。

    若IoT边缘节点与OPC-UA服务端成功建立连接,则设备状态为“在线”。
    图4 查看管理OPC-UA边缘设备
    表2 操作说明

    参数名称

    说明

    配置

    查看边缘设备的原有配置,或者修改边缘设备的配置。

    删除

    删除边缘设备。

    说明:

    若您已在“设备接入服务控制台”删除边缘设备,请前往“IoT边缘控制台>边缘节点详情页>子设备管理”继续删除该设备,否则“IoT边缘服务”将继续对此设备计费。

    管理子设备

    查看边缘设备详情,以及注册子设备,具体操作可参考注册OPC-UA子设备

注册OPC-UA子设备

在OPC-UA边缘设备下注册OPC-UA子设备,将OPC-UA子设备绑定到指定的OPC-UA网关。

  1. 选择左侧导航栏的IoT边缘 > 边缘节点,选择您的边缘节点名称,进入节点详情页。
  2. 选择左侧导航栏的“边缘设备”,根据对应“设备名称”单击操作列的“管理子设备”进入页面。
  3. 单击“注册子设备”。

    图5 注册OPC-UA子设备

  4. 注册OPC-UA子设备。按照如下步骤操作:

    1. 选择产品。所属产品选择开发OPC-UA设备产品模型中创建的产品。
      图6 选择OPC-UA产品
    2. 数据采集配置。若首次使用新产品注册OPC-UA子设备,需要为设备的每个属性配置相对路径,配置完成后不能更改。相对路径,是设备属性在OPC-UA服务端地址空间中节点路径的相对位置,为数组格式,数组的每一项为节点路径到设备属性节点之间每一层的BrowseName。
      图7 OPC-UA数据采集配置
    3. 添加子设备。按照表3填写参数后,单击“确认”。
      图8 添加OPC-UA子设备
      表3 添加子设备

      参数名称

      说明

      设备标识码

      设备唯一物理标识,如IMEI、MAC地址等,用于设备在接入物联网平台时携带该标识信息完成接入鉴权。

      无真实设备时可随意填写英文字母和数字的组合字符串。

      设备名称

      自定义。

      node_path

      设备节点路径。在OPC-UA服务端地址空间中Objects节点到设备节点的绝对路径,所谓设备节点是指各属性节点在地址空间中绝对路径相交的节点。设备节点路径与属性的相对路径组合起来即是一个设备属性节点在OPC-UA服务端地址空间的绝对路径。

      period

      订阅发布周期。在设备数据发生变化时OPC-UA服务端向IoT边缘节点推送数据的时间间隔,单位为毫秒(ms)。

  5. 执行完以上操作后,IoT边缘节点会向OPC-UA服务端订阅OPC-UA设备的属性节点,若OPC-UA设备已接入服务端,则可成功订阅并读取到各属性数据进行上报;后续将在数据有变化的前提下按订阅周期进行数据上报。
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