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成為衡量校園管理優劣的又一個標準。文章應用OPC技術實現智慧校園樓宇控制系統的信息集成，滿足智慧校園樓宇的本地監控和Internet遠程監控，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;遠程監控;開放平臺通信

智慧校園樓宇控制系統是由計算機網絡將分布在被監控區域的智能節點連接起來的智能系統，本文根據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對底層控制設備之間的數據采集，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設計

1.1 ?系統設計方法分析

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

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

1.2 ?設計思想

本文設計的校園樓宇控制系統采用OPC技術實現網絡控制服務，設計不同的OPC服務體系，并且不斷優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，最終實現整個系統的實時聯動。

2 ? ?OPC服務器系統設計

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組成，使用TLSrvRdk.dll配置OPC技術的服務器，實現延遲鎖相環（Delay-Locked Loop，DLL）封裝COM，OPC服務器，特定的硬件針對數據封裝和通信接口編寫通信協議，利于軟硬件協調程序。基于OPC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）函數源于OPC動態庫索制定的數據，客戶端可以通過API函數實現添加（注冊）、刪除（注銷）用戶，實現硬件接口控制和讀寫操作，將客戶數據通過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

本文通過TLSVRRDK動態快速設計，使用Visual 6.0++開發服務程序，TLSVRRDK動態鏈接庫和Visual C++6.0集成COM規范和OPC應用，實現OPC函數接口標準化。在VC和VB中調用動態連接庫（Dynamic Link Library，DLL）相對方便，程序模塊中使用API函數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IDR-Boolean=1，否則反饋“注冊失敗”，置IDR-Boolean=0。（5）更新用戶（節點）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）開啟節點狀態判斷，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IDD-Boolean=1，否則反饋“注銷失敗”，置IDD-Boolean=0。（5）更新用戶（節點）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，DLL將完成OPC服務器的COM接口初始化，創建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，判斷是否有新節點，確定新的端口設置，在服務器進行OPC節點操作，刷新節點，通過動態連接庫（DLL Database）的刷新函數更新服務器內部節點。

（2）更新目標退出服務器程序，判斷是否還有節點和服務器相連，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注冊（插入節點）、注銷（刪除節點）、數據讀取、組對象和數據的瀏覽，在服務器和節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。