1.一种工业边缘计算应用与OPC UA地址空间的数据交互方法,其特征在于:包括以下步骤:S1:用户创建一个用户应用对象UAO;
S2:用户对工业边缘计算应用的应用支持子层APS进行配置,配置结果写入应用支持子层的管理信息数据库;
S3:根据步骤S2配置结果,初始化应用支持子层;
S4:用户根据实际需求,为UAO创建不同种类的应用数据项;
S5:用户调用应用支持子层的应用数据项映射关系绑定服务,将应用数据项绑定到OPC UA地址空间中的实际节点;
S6:应用支持子层为UAO提供应用数据项与OPC UA地址空间节点数据间的传输服务;
所述用户应用对象UAO是对用户创建的工业边缘计算应用在应用层的指代,UAO由UAOID唯一标识,每个UAO执行一个或一组特定的用户应用功能,每个UAO包含一个或多个应用数据项,应用数据项是OPC UA地址空间节点在应用层的映射,具体映射关系由应用支持子层进行维护;
所述OPC UA地址空间是OPC UA服务器对客户端的可见信息集合,归属于一个OPC UA服务器;
所述应用支持子层APS是位于OPC UA地址空间和边缘计算应用之间的接口,为UAO提供对OPC UA地址空间节点数据的访问服务,应用支持子层包含通信接口、应用支持子层数据实体APSDE、应用支持子层管理实体APSME三个功能模块;
其中通信接口为一个或多个OPC UA客户端,负责与OPC UA服务器建立链接,获取服务器地址空间;应用支持子层数据实体通过应用数据项映射表来对应用数据项与OPC UA地址空间节点之间的映射关系进行维护,并向UAO提供OPC UA地址空间节点数据传输服务和应用数据项映射关系绑定服务;应用支持子层管理实体通过管理信息数据库来对应用支持子层的管理信息进行维护,并向应用层提供APS管理服务。
2.根据权利要求1所述的工业边缘计算应用与OPC UA地址空间的数据交互方法,其特征在于:步骤S2中所述管理信息数据库,属性参数包括:OPC UA服务器地址、数据项映射表长度、是否支持OPC UA Method调用、是否支持OPC UA数据访问控制。
3.根据权利要求2所述工业边缘计算应用与OPC UA地址空间的数据交互方法,其特征在于:步骤S3中所述初始化APS的步骤包括:S31:读取管理信息数据库的OPC UA服务器地址属性,提供给APS中的OPC UA客户端,与OPC UA服务器建立连接,获取其地址空间;
S32:读取管理信息数据库中的数据项映射表长度属性,初始化数据项映射表。
4.根据权利要求3所述工业边缘计算应用与OPC UA地址空间的数据交互方法,其特征在于:在步骤S4中所述应用数据项,是UAO直接进行数据操作的对象,根据所能支持数据操作的不同,应用数据项分为一般数据项和方法数据项,数据项格式如下所示:一般数据项:数据项ID、VALUE;
方法数据项:数据项ID、输入参数列表、输出参数列表;
一般数据项中VALUE属性用以存放读取、写入或订阅的节点数据值;方法数据项中,输入参数列表存放调用OPC UA方法节点时的输入参数,输出参数列表存放调用OPC UA方法节点后的输出结果。
5.根据权利要求4所述工业边缘计算应用与OPC UA地址空间的数据交互方法,其特征在于:在步骤S5中,所述应用数据项映射关系是指应用数据项与OPC UA地址空间数据节点之间的映射关系,映射关系记录在应用支持子层数据实体所维护的应用数据项映射表中,应用数据项映射表中的一条映射关系记录包含以下属性:映射关系ID、映射关系类型、数据项ID、OPC UA NodeID,其中映射关系ID唯一标识本条映射关系记录;
映射关系类型包括数据映射关系和方法映射关系,数据映射关系中,数据项ID所指向的应用数据项为一般数据项,OPC UA NodeID所指向的数据节点为OPC UA Variable类型;
方法映射关系中,数据项ID所指向的应用数据项为方法数据项,OPC UA NodeID所指向的数据节点为OPC UA Method类型。
6.根据权利要求5所述工业边缘计算应用与OPC UA地址空间的数据交互方法,其特征在于:在所述步骤S5中,用数据项映射关系绑定服务由用户应用支持子层数据实体提供,包括绑定请求和绑定确认两种服务原语;
绑定请求原语语义如下:
APSDE‑BIND.request(数据项ID,映射关系类型,OPC UA NodeID);
绑定请求响应原语语义如下:
APSDE‑BIND.response(Status);
APSDE在接收到来自UAO的绑定请求消息报文后,对消息报文进行解析,向应用数据项映射表中增加一条映射关系记录,随后向UAO发送一条绑定请求响应报文,若绑定成功,则绑定响应报文中Status字段为SUCCESS,若绑定失败,则Status字段为FAILURE。
7.根据权利要求6所述工业边缘计算应用与OPC UA地址空间的数据交互方法,其特征在于:在所述步骤S6中,所述应用支持子层为UAO提供应用数据项与OPC UA地址空间节点间的数据传输服务,涉及一种基于应用支持子层数据实体的OPC UA地址空间数据传输方法,包含以下步骤:S61:APSDE接收到UAO发送的数据传输请求消息;
S62:APSDE对消息进行解析,首先根据数据传输请求消息中的映射关系ID在数据项映射表中查找对应映射关系,若找到对应映射关系,则跳转S63;若无法找到对应映射关系,则跳转S67;
S63:根据操作权限字段判断UAO是否具有OPC UA节点的数据操作权限,若具有权限,则跳转S64,否则跳转S68;
S64:执行OPC UA节点数据操作,若操作成功,则跳转S65,否则跳转S69;
S65:向UAO发送数据传输请求对应的数据传输响应消息报文;
S66:UAO解析收到的数据传输响应消息报文,将响应数据分发到对应的应用数据项;
S67:向UAO发送“映射关系不存在”数据传输响应报文;
S68:向UAO发送“权限不足”数据传输响应报文;
S69:向UAO发送“OPC UA操作失败”数据传输响应报文。