[1]OPCUA基础知识简介
OPC UA简介
在了解OPC UA 的之前，我们⾸先了解⼀些它的前⾝OPC 协议。这样更有利于了解OPC UA 的本质和由来。
OPC
什么是OPC?
OPC全称是OLE（Object Linking and Embedding） for Process Control。
为了便于⾃动化⾏业不同⼚家的设备和应⽤程序能相互交换数据，定义了⼀个统⼀的接⼝函数，就是OPC协议规范。有了OPC就可以使⽤统⼀的⽅式去访问不同设备⼚商的产品数据。 合闸脱扣器简单来说：OPC就是为了⽤于设备和软件之间交换数据。 OPC基⾦会前前后后规定了不同的接⼝定义，如下：
· OPC DA (Data Access, exchange of real-time values)
· OPC A&E (Alarms & Events, exchange of alarms and events)
· OPC HDA (Historical Data Access, exchange of historical values)
· OPC XML DA (XML-based exchange of real-time values)
以上所有的接⼝定义，我们现在都统称为OPC。OPC是基于WINDOWS COM/DOM接⼝技术来规定的。
为什么需要OPC？
1.⼯业领域有⼤量的硬件，硬件与应⽤软件耦合较⼤，底层变动对应⽤影响较⼤。
2.硬件设备⼚商较多，不同设备之间的通讯及互操作困难。
⼯业控制领域⽤到⼤量的现场设备，在OPC出现以前，软件开发商需要开发⼤量的驱动程序来连接这些设备。即使硬件供应商在硬件上做了⼀些⼩⼩改动，应⽤程序也可能需要重写。同时，由于不同设备甚⾄同⼀设备不同单元的驱动程序也有可能不同，软件开发商很难同时对这些设备进⾏访问以优化操作。
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为了消除硬件平台和⾃动化软件之间互操作性的障碍，建⽴了OPC软件互操作性标准，开发OPC的最终⽬标是在⼯业控制领域建⽴⼀套数据传输规范。
OPCUA简介
什么是OPC UA?
UA全称是unified architecture（统⼀架构）。
为了应对标准化和跨平台的趋势，为了更好的推⼴OPC，OPC基⾦会近些年在之前OPC成功应⽤的基础上推出了⼀个新的OPC标准-OPC UA。OPC UA接⼝协议包含了之前的 A&E, DA,OPC XML DA or HDA，只使⽤⼀个地址空间就能访问之前所有的对象，⽽且不受WINDOWS平台限制，因为它是从传输层以上来定义的，导致了灵活性和安全性⽐之前的OPC都提升了。
OPC UA的优势：
⼀、功能⽅⾯，OPC UA不仅⽀持传统OPC的所有功能，更⽀持更多新的功能：1. ⽹络发现：⾃动查询本PC机中与当前⽹络中可⽤的OPC Server。2. 地址空间优化：所有的数据都可以分级结构定义，使得OPC Client不仅能够读取并利⽤简单数据，也能访问复杂的结构体。3.互访认证：所有的读写数据/消息⾏为，都必须有访问许可。4. 数据订阅：针对OPCClient不同的配置与标准，提供数据/消息的
监控，以及数值变化时的变化报告。5. ⽅案(Methods)功能：OPC UA中定义了通过在OPCServer中定义⽅案（Methods），来让OPC client执⾏特定的程序。
⼆、平台⽀持⽅⾯，由于不再基于COM/DCOM技术，OPC UA标准提供的更多的可⽀持的硬件或软件平台。硬件平台诸如传统的PC机、基于云的服务器、PLC、ARM等其他微处理器；⽽软件平台可⽀持微软的Windows、苹果公司的OSX、安卓，以及其他的基于Linux的分布式操作系统。
三、安全性⽅⾯，最⼤的变化是OPC UA可以通过任何单⼀端⼝（经管理员开放后）进⾏通信，这使得OPC通信不再会由于防⽕墙受到⼤量的限制。
核⼼的区别是因为OPC和OPC UA协议使⽤的TCP层不⼀样，如下：
OPC是基于DOM/COM上，应⽤层最顶层；OPC UA是基于TCP IP scoket 传输层
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OPC UA规范标准
为了使 OPC UA 规范具有普遍的适应性，OPC 基⾦会使⽤了抽象的概念和术语形成 UA 规范，其中核⼼规范有 6 部分，访问类型规范由6 部分组成。UA 服务器和客户端开发除了依赖于 UA ⼗三个规范的需求性指导以外，还需要合适的技术作为开发 UA服务器和客户端功能模块的基础。因此，具体的开发过程，需要分析相关规范，并结合具体的实践环境，确定合适的技术⼿段。
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OPC UA基础
OPC UA 规范实质上是个抽象的分层架构，层与层之间是紧密联系,OPC UA 由下图的不同层次构成，它的基础组件是传输机制和信息建模，从图中能清楚得到，规范中第6
、7、8、9、11 部分是描述了数据机制，⽽规范中第 3、4、5 部分是说明信息建模。
OPC UA 在传输机制⽅⾯超越了传统的 OPC规范，它为企业内部⽹通信定义了⼆进制TCP，同时为防⽕墙友好的互联⽹通信定义了映射，接受如Web服务，XML、HTTP
图像采集系统等的互联⽹标准的通信。OPC UA 对传统 OPC 规范的最⼤创新是信息建模。
OPC UA 规范划分为不同层次，⽬的是为了把核⼼设计从底层运算处理和传输⽹络中分离开来，这能使在不改变底层设计的情况下，运⽤最新技术，这些底层设计主要定
义了传输的通信协议，对数据的解编码，和各种数据类型定义等信息。在这些核⼼服务与数据类型框架下，未来⼈们能根据实践需要添加更多功能。这样，能使 OPC UA 更具有⽣命⼒。
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OPC UA使⽤类似经典OPC的客户端/服务器概念。⼀个希望对其他应⽤暴露⾃⼰的信息的应⽤程序被称为UA服务器。⽽⼀个想要使⽤其他应⽤程序的信息的应⽤程序被称为UA客户端。但是，期望与经典OPC相⽐，更多的应⽤是在⼀个应⽤程序中包含UA服务器和UA客户端。其中⼀个原因是，越来越多的UA服务器将被直接集成在设备中，同时实现⼀个UA客户端使设备到设备的通信变得可⾏。另⼀个原因是, OPC UA ⽤作配置接⼝, UA客户端同时也是⼀个可以通过OPC UA进⾏配置的UA服务器。
⼀个典型的OPC UA的应⽤是由上图所⽰的三个软件层次组成的。整个完整的软件栈可以使⽤C/C ++、.NET或Java实现。OPC UA不限定只使⽤这些编程语⾔和开发平台，但⽬前只有这些环境下的OPC基⾦会的UA栈的实现可以交付使⽤。⼀个OPC UA应⽤程序是⼀个要公开或使⽤OPC UA数据的系统。它包含该应⽤程指定的功能，以及通过使⽤OPC UA栈和OPC UA 的软件来发⼯具包(SDK), 从该功能到OPC UA 的映射。
在⽹络环境中基于 SDK 构建 UA 应⽤程序之间的交互。下图中能看出，SDK 总是在协议栈之上，UA 服务器和 UA 客户端都在 SDK 之上开发的。
各种开源OPC UA实现⼯具代码,SDK，开源代码等：
OPC UA 学习内容
如果想要了解学习OPC UA，可以根据⾃⾝需求，参照下表，学习对应的内容。
参考：《OPC 统⼀架构》、OPC UA信息模型及其应⽤—江城、
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