智慧校園樓宇服務體系設計

曾紅彪 陳錫文 劉靜文 左輝

摘 ? 要：隨著信息化技術在管理中的深入應用，智慧校園是否擁有一套智能樓宇自動化控制系統(tǒng)成為衡量校園管理優(yōu)劣的又一個標準。文章應用OPC技術實現(xiàn)智慧校園樓宇控制系統(tǒng)的信息集成，滿足智慧校園樓宇的本地監(jiān)控和Internet遠程監(jiān)控，構筑云控制智慧校園樓宇管理平臺，通過實際應用證明了文章所設計的OPC方法開發(fā)的智能樓宇服務器體系是可行的。

關鍵詞：智慧校園;智能樓宇;自動化控制系統(tǒng);遠程監(jiān)控;開放平臺通信

智慧校園樓宇控制系統(tǒng)是由計算機網絡將分布在被監(jiān)控區(qū)域的智能節(jié)點連接起來的智能系統(tǒng)，本文根據(jù)分布控制理論設計智能控制結構，通過Lon Works，CAN和RS485總線實現(xiàn)開放平臺通信（Open Platform Communications，OPC）智能樓宇服務。

使用OPC技術解決信息管理應用與現(xiàn)場過程設備之間的信息交換問題，通過相應的OPC控制網絡服務器實現(xiàn)對底層控制設備之間的數(shù)據(jù)采集，信息管理層軟件只需支持OPC技術即可以為客戶端提供服務，減少客戶端對軟件程序安裝與配置的需求，簡化交互過程。

1 ? ?基于OPC技術的智能樓宇控制系統(tǒng)設計

1.1 ?系統(tǒng)設計方法分析

OPC服務器直接開發(fā)方法屬于源代碼開發(fā)級，包括OPC服務器的全部代碼，使用的開發(fā)平臺效率高，比如可以采用Java++或者Visual C++6.0實現(xiàn)。

快速開發(fā)方式是軟件開發(fā)商把半成品以動態(tài)鏈接庫的形式交付給用戶，用戶按照動態(tài)鏈接庫的接口完成OPC服務器程序的開發(fā)。該方法相對簡單，設計者可以不用完全了解OPC軟件對象的實現(xiàn)細節(jié)，該方法被大多數(shù)用戶所采納。

1.2 ?設計思想

本文設計的校園樓宇控制系統(tǒng)采用OPC技術實現(xiàn)網絡控制服務，設計不同的OPC服務體系，并且不斷優(yōu)化已經完成的服務器程序，保證客戶端與服務器之間的最簡單互聯(lián)，最終實現(xiàn)整個系統(tǒng)的實時聯(lián)動。

2 ? ?OPC服務器系統(tǒng)設計

2.1 ?體系結構設計

基于OPC技術的服務器由接口程序、硬件設備和軟件系統(tǒng)組成，使用TLSrvRdk.dll配置OPC技術的服務器，實現(xiàn)延遲鎖相環(huán)（Delay-Locked Loop，DLL）封裝COM，OPC服務器，特定的硬件針對數(shù)據(jù)封裝和通信接口編寫通信協(xié)議，利于軟硬件協(xié)調程序?；贠PC技術服務器體系結構如圖1所示[1]。

2.2 ?基于OPC技術服務器的算法設計

OPC服務器的應用程序編程接口（Application Programming Interface，API）函數(shù)源于OPC動態(tài)庫索制定的數(shù)據(jù)，客戶端可以通過API函數(shù)實現(xiàn)添加（注冊）、刪除（注銷）用戶，實現(xiàn)硬件接口控制和讀寫操作，將客戶數(shù)據(jù)通過OPC接口傳送到服務器，流程如圖2所示。

3 ? ?基于OPC技術的智能樓宇服務器實現(xiàn)

本文通過TLSVRRDK動態(tài)快速設計，使用Visual 6.0++開發(fā)服務程序，TLSVRRDK動態(tài)鏈接庫和Visual C++6.0集成COM規(guī)范和OPC應用，實現(xiàn)OPC函數(shù)接口標準化。在VC和VB中調用動態(tài)連接庫（Dynamic Link Library，DLL）相對方便，程序模塊中使用API函數(shù)可以直接聲明并使用，其過程如圖3所示[2]。

3.1 ?服務器注冊與注銷

3.1.1 ?注冊

（1）啟動NETCOM-1025E或者NETCOM-100E調用在線注冊程序。（2）開啟新節(jié)點注冊，進入注冊頁面，判斷注冊信息是否合法。（3）如果合法，開始注冊。（4）輸入用戶的詳細信息，完成注冊，并反饋“注冊成功”，置判斷函數(shù)IDR-Boolean=1，否則反饋“注冊失敗”，置IDR-Boolean=0。（5）更新用戶（節(jié)點）信息，完成注冊[3]。

3.1.2 ?注銷

（1）調用在線注銷程序進入在線注銷頁面。（2）開啟節(jié)點狀態(tài)判斷，如果登錄用戶級別高于刪除用戶級別，并且登錄用戶具有注銷權利。（3）如果前面兩個條件滿足，開始注銷。（4）確認注銷用戶的詳細信息，完成注銷，并反饋“注銷成功”，置判斷函數(shù)IDD-Boolean=1，否則反饋“注銷失敗”，置IDD-Boolean=0。（5）更新用戶（節(jié)點）信息。

3.2 ?OPC服務器程序初始化

若DLL存在，調用TL Init OPC Server函數(shù)，DLL將完成OPC服務器的COM接口初始化，創(chuàng)建OPC樓宇服務器的接口對象，方便OPC客戶端與服務器建立連接，設置OPC服務器連接刷新率為500 ms。

（1）OPC服務器刷新，判斷是否有新節(jié)點，確定新的端口設置，在服務器進行OPC節(jié)點操作，刷新節(jié)點，通過動態(tài)連接庫（DLL Database）的刷新函數(shù)更新服務器內部節(jié)點。

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

4 ? ?基于OPC智能樓宇服務器程序驗證

前面已經對基于OPC技術的智能樓宇服務器接口程序設計與實現(xiàn)作了詳細的介紹，下面將對OPC服務器程序編寫進行必要的測試，由此驗證本文所設計的OPC服務器是否可靠。OPC服務器接口程序測試過程包括系統(tǒng)注冊（插入節(jié)點）、注銷（刪除節(jié)點）、數(shù)據(jù)讀取、組對象和數(shù)據(jù)的瀏覽，在服務器和節(jié)點之間建立遠程訪問。

4.1 ?串口配置

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