基于OPC技术的建筑智能化系统集成

摘要：本论文主要论述了系统集成中常用的一种技术—OPC技术，主要介绍了OPC技术在系统集成中的应用及OPC技术的概念、特点、接口等。采用OPC技术的系统集成方法提高了建筑智能化系统的互操作性，同时简化了系统集成环境，更易于功能的扩展，使得系统更加开放。

关键词：集成系统OPC技术建筑智能化

引言：楼宇自动化系统集成可简单定义为：将建筑内不同功能的子系统在物理上、逻辑上和功能上连接在一起，以实现信息综合、资源共享，使系统的运行机制与结构、系统服务与管理等产生质的提高与飞跃。采用OPC技术，可以完全解决楼宇集成系统之间的互联性和互操作性问题，改造真正开放、通用的楼宇自控系统。用户不必再关心集成不同子系统的接口问题，可以自由的选择合适的软件和设备。可见，OPC技术为楼宇自控系统集成提供了技术上的可靠性和实施上的现实性。

1.系统集成的概述

1.1 系统集成的概念

所谓系统集成，主要就是通过楼宇中结构化的综合布线系统和计算机网络技术，使构成智能建筑的各个主要子系统具有开放式结构，协议和接口都标准化和规范化，具体而言就是软硬件的连接方式、交换信息的内容和格式、子系统之间的互控和联动功能、各子系统的扩展方法等方面，都必须标准化和规范化，从而能将各自分离的设备、功能和信息等集成到相互关联的、统一和协调的系统之中，实现各子系统的信息融合，达到资源的充分共享和方便管理，并进而实现整个系统的协调运行。

1.2 系统集成的发展趋势

近年来，系统集成技术的发展呈现出两方面的趋势。一方面，知名品牌自身的集成能力不断提升；另一方面，各种开放标准、协议的推广应用也为不同品牌的设备与系统的集成提供了强有力的技术支持。

(1)建筑智能化系统自身集成能力的提升

为了满足业主对建筑智能化系统集成不断提高的需求，主要的建筑智能化系统供应商积极开发新的软件系统、集成平台和适用于多种第三方设备的通信网关，使建筑智能化系统的集成能力得到大幅度提升。

(2)开发标准与现场总线技术的应用

由于建筑设备生产商普遍采用BACnet协议，为不同厂家设备控制系统之间的数据交换和集成提供便利。LonWorks现场总线技术在建筑智能化系统的应用，使各个品牌的传感器、控制器、执行器和其他监控设备共用同一个通信协议，系统网络中的任意节点之间的数据可以共享。

1.3 系统集成的主要技术

在实现建筑智能化系统集成时，为了解决互联和互操作的问题，所采用的技术手段大致分为以下几种：⑴采用统一的通信协议实现集成的方式；(2) 采用协议转换实现系统集成的方式； (3) 采用OPC技术实现系统集成的方式；(4) 采用ODBC(Open Database Connectivity，开放数据库互连)技术实现系统集成的方式。

2.OPC技术可作为实现系统集成的工具

OPC(OLE forProcessControl)技术出现以前,为实现系统集成,集成商往往需要开发大量的通信接口驱动程序连接来自不同厂商的各子系统和设备。这些开发工作针对特定的应用和子系统,不具备通用性,同时也增加了集成的难度和开发的周期。OPC规范是OPC基金会组织倡导,并得到众多业界知名厂商支持的自动化和控制领域中使用的一种开放的接口标准。OPC规范最初设计的初衷是为了简化传统的设备驱动开发方式。

3.OPC技术的本质－COM/DCOM

组件对象模型 COM 随着 Windows 系统的发展而日益成熟起来。在 OLE 技术的发展过程中，产生了COM。而由于 COM 所定义的组件标准其广泛性远远超过了 OLE 所具有的能力，以至于在 OLE 发展过程中又采用了COM 作为其底层结构。与此同时，微软又推出了一系列以 COM 为基础的技术。COM 服务器通过接口对客户提供服务，它包含一个或者多个 COM 对象，这些对象有各自的方法和属性。

4.OPC技术的特点

1)开放性。因为 OPC 标准接纳所有类型的客户及服务器，并且 OPC 标准支持所有的编程语言(如 C、C++、Delphi、Java等)，所以利用 OPC 用户可以轻松获取实时现场数据。另外，OPC 基于 COM/DCOM，支持 Internet，能从远程机器访问 OPC 服务器，这无疑也大大增加 OPC 的开放性。

2)互联性。最终用户可以非常容易地与不同供应商的自动化设备进行连接，而且可以在诸多的自动化设备系统中自由使用 OPC 客户应用程序。

3)高效性。OPC 的高效性不仅体现在 OPC 的即插即用功能使得系统的集成变得简单，更主要的是 OPC 能够快速地传输数据。

4)产业性。OPC 是一个开放的工业标准，建立在已普遍使用的 COM/DCOM 标准基础上，最终用户及供应商无需在集成方面花费过多时间。

5)OPC 的适用场合广泛。OPC一方面可以用在监视程序和特定输入/输出驱动之间；另一方面也可以用在数据监视子系统和管理控制台之间。

5.OPC技术规范

按照功能的不同，OPC 基金会的 OPC 规范分为以下几类：

①OPC 数据访问规范；② OPC 报警和事件规范；③ OPC 历史数据访问规范；④ OPC 批处理规范；⑤ OPC 安全规范。

OPC数据访问规范：

OPC 数据存取规范是 OPC 基金会最初制定的一个规范，其重点是对现场设备的在线数据进行存取。该规范也分为定制接口规范和自动化接口规范两部分，两种接口提供的功能类似。

OPCDA 的数据存取方法如下六种：DA 的同步读取；DA 的异步读取；DA 的同步写入；DA 的异步写入；DA 的数据更新； DA 的数据订阅。

6.结束语

OPC 技术提高建筑智能化系统互操作性，简化了系统集成环境，采用 OPC 技术的系统集成方法，实现控制系统和信息系统的无缝连接，更易于功能的扩展，使得系统更加开放，是建筑智能化系统集成的一种新途径。

参考文献:

[1]陈龙.智能建筑楼宇控制与系统集成技术[M].北京:中国建筑工业出版社，2004

[2]王波,卿晓霞.智能建筑基础教程[M].重庆大学出版社.2002