專利名稱：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議opc ua在客戶端服務(wù)器系統(tǒng)中通信的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議OPC UA在客戶端和服務(wù)器之間進(jìn)行通信的方法和 裝置。所述方法和裝置適于各種應(yīng)用，尤其用于在自動(dòng)化技術(shù)系統(tǒng)中進(jìn)行通信。
背景技術(shù)：
OPC UA是由0PC基金會(huì)規(guī)定的新標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，尤其是在過程自動(dòng)化中用于與制造 商無關(guān)地進(jìn)行通信。雖然0PC的原始名稱是用于過程控制的0LE(0PC:0LE for Process Control)，然而目前使用OPC時(shí)不再指明縮寫。UA為統(tǒng)一架構(gòu)。以下頻繁使用英語詞匯，這 是因?yàn)檫@些英語詞匯說明了確定的、在標(biāo)準(zhǔn)中定義的功能或者規(guī)范。圖1示出一個(gè)已知布置，其用于在應(yīng)用通信系統(tǒng)2(通常是網(wǎng)絡(luò))的情況下，根據(jù) 0PC-UA規(guī)范在0PC-UA客戶端1和0PC-UA服務(wù)器3之間進(jìn)行交互。在此為了進(jìn)行交互，0PC UA客戶端1使用來自一組OPC UA服務(wù)(其是在0PC-UA協(xié)議中規(guī)定的)的OPC UA服務(wù)調(diào) 用。存在各種經(jīng)由通信系統(tǒng)傳送OPC UA服務(wù)調(diào)用的映射(Mapping)技術(shù)。目前存在基于 TCP的映射和基于Web服務(wù)的映射。為了 OPC UA客戶端1和OPC UA服務(wù)器3的通信，OPC UA客戶端1必須建立0PC UA會(huì)話，并且在這種會(huì)話范圍內(nèi)調(diào)用OPC UA服務(wù)。這種在OPC UA會(huì)話之內(nèi)的OPC UA服務(wù) 調(diào)用促使用戶上下文在有關(guān)裝置之內(nèi)交換以及OPC UA會(huì)話在安全上下文中執(zhí)行。圖2示出OPC UA會(huì)話的這種典型的流程。在此示出，在第一步驟21，0PC UA客戶 端1促使建立OPC UA會(huì)話，并且在第二步驟22，調(diào)用OPC UA服務(wù)。用于驗(yàn)證OPC UA客戶 端1的請求的OPC UA服務(wù)器3的動(dòng)作被描述為第三步驟23。在第四步驟24，結(jié)束OPC UA 會(huì)話。圖2未示出OPC UA服務(wù)器3向OPC UA客戶端1的反饋。0PC-UA標(biāo)準(zhǔn)使得OPC UA客戶端可以應(yīng)用所謂的預(yù)訂(Subscription)，這些預(yù)訂 由OPC UA服務(wù)器管理并且也可以在超出OPC UA會(huì)話持續(xù)時(shí)間時(shí)也保持有效。以這種方式， OPC UA客戶端可以結(jié)束OPC UA會(huì)話，隨后重新發(fā)起OPC UA會(huì)話，將預(yù)訂傳送至新的OPC UA 會(huì)話中，并且接收來自先前OPC UA會(huì)話的所有結(jié)果。在0PC-UA標(biāo)準(zhǔn)中定義一組OPC UA服務(wù)，其用于過程自動(dòng)化和其他應(yīng)用中的各種 任務(wù)。然而缺點(diǎn)在于，針對有些應(yīng)用，需要復(fù)雜任務(wù)的附加服務(wù)，例如用于復(fù)雜的配置任務(wù) 或者工程任務(wù)，其借助于定義的OPC UA服務(wù)不能解決或者只能很麻煩地解決。此外可能已 經(jīng)定義所謂的傳統(tǒng)服務(wù)，其中，當(dāng)另外使用0PC-UA協(xié)議時(shí)，這種舊的機(jī)制在必要時(shí)(在所謂 的附加服務(wù)范圍中)也應(yīng)當(dāng)繼續(xù)使用。圖3示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)使用附加服務(wù)的可能性。示出了客戶端31，其不僅被設(shè)置 為OPC UA客戶端33也被設(shè)置為用于應(yīng)用附加服務(wù)的客戶端35。服務(wù)器32不僅具有0PC UA服務(wù)器34的功能，也具有用于提供附加服務(wù)的服務(wù)器36的功能。OPC UA客戶端31和 OPC UA服務(wù)器34根據(jù)0PC-UA協(xié)議進(jìn)行通信。用于應(yīng)用附加服務(wù)的客戶端35和用于提供 附加服務(wù)的服務(wù)器36之間的通信完全獨(dú)立地借助于傳統(tǒng)服務(wù)調(diào)用實(shí)現(xiàn)。
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用于應(yīng)用附加服務(wù)的這種已知解決方案對于相應(yīng)系統(tǒng)的研發(fā)和應(yīng)用都是有一些 缺點(diǎn)和有限制的。整個(gè)系統(tǒng)將變得復(fù)雜和昂貴，這是因?yàn)楸仨殢?fù)制用于管理通信的多個(gè)組 件，例如這種用于實(shí)現(xiàn)安全機(jī)制，或者編碼或者加密數(shù)據(jù)的組件?？蛻舳吮仨毥PC UA 會(huì)話以便使用OPC UA服務(wù)，并且附加地建立一些類似的，以便可以使用附加服務(wù)，其中，附 加的安全措施是必需的。在兩個(gè)并行會(huì)話持續(xù)時(shí)間期間，不僅在客戶端側(cè)上而且也在服務(wù) 器側(cè)上附加地占據(jù)資源，這例如影響了所需的存儲(chǔ)容量、處理速度和網(wǎng)絡(luò)占用。

發(fā)明內(nèi)容
從此出發(fā)本發(fā)明的任務(wù)在于提供一種方法和裝置，以實(shí)現(xiàn)將附加服務(wù)并入OPC UA 服務(wù)的框架的可能性。該任務(wù)通過在應(yīng)用0PC-UA協(xié)議的情況下在客戶端和服務(wù)器之間進(jìn)行通信的方法 來解決，所述方法具有權(quán)利要求1中說明的特征。在其他權(quán)利要求中說明有利設(shè)計(jì)方案以 及相應(yīng)的裝置。因此本發(fā)明建議一種方法，其中，所述OPC UA客戶端在OPC UA會(huì)話之內(nèi)調(diào)用附 加服務(wù)，其中，借助于用于使用附加服務(wù)的、補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)客戶端的客戶端部分調(diào)用這些附加服 務(wù)，并且借助于用于提供附加服務(wù)的、補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器的服務(wù)器部分處理這些附加服務(wù)。


由以下結(jié)合附圖對實(shí)施例的說明來進(jìn)一步闡述本發(fā)明以及本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)。附圖中圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的具有OPC UA客戶端和OPC UA服務(wù)器的布置；圖2示出OPC UA會(huì)話的典型流程；圖3示出用于根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)使用附加服務(wù)的可能性；圖4示出用于將附加服務(wù)并入OPC UA服務(wù)框架的根據(jù)本發(fā)明解決方案；以及圖5是在使用已并入附加服務(wù)的情況下的示例性流程圖。
具體實(shí)施例方式圖4示出本發(fā)明系統(tǒng)，其具有客戶端41和服務(wù)器43，客戶端41和服務(wù)器43借助 于通信裝置42彼此連接?？蛻舳?1包含用于調(diào)用OPC UA服務(wù)的第一 0PC-UA客戶端部分 44以及用于使用附加服務(wù)的第二客戶端部分45。相應(yīng)地，服務(wù)器43包含用于提供OPC UA 服務(wù)的第一 0PC-UA服務(wù)器部分46以及用于提供附加服務(wù)的第二服務(wù)器部分47。將附加服 務(wù)或者傳統(tǒng)服務(wù)并入OPC UA服務(wù)框架。由此可以在所建立的OPC UA會(huì)話范圍內(nèi)調(diào)用附加 服務(wù)。也使用0PC-UA安全機(jī)制，在必要時(shí)還使用用于發(fā)送的數(shù)據(jù)的編碼。盡管如此，用于 客戶端調(diào)用和服務(wù)器應(yīng)答的參數(shù)仍然匹配于附加服務(wù)的參數(shù)。因此，客戶端41借助于其第 二客戶端部分45并在應(yīng)用對應(yīng)參數(shù)的情況下調(diào)用這些附加服務(wù)，并且獲得第二服務(wù)器部 分47的響應(yīng)。圖5示例性示出OPC UA會(huì)話的流程序列，在此未示出服務(wù)器的應(yīng)答。在第一過程 51，客戶端41與服務(wù)器43聯(lián)系以建立OPC UA會(huì)話。在第二步驟52，客戶端41借助于其第 一 0PC-UA客戶端部分44按照標(biāo)準(zhǔn)地調(diào)用OPC UA服務(wù)，在第三步驟53，服務(wù)器43的第一0PC-UA服務(wù)器部分46處理這些OPC UA服務(wù)。圖中還進(jìn)一步示出，例如在第四步驟54，客 戶端41也可以在現(xiàn)有的OPC UA會(huì)話范圍內(nèi)調(diào)用附加服務(wù)，在第五步驟55，將這些附加服務(wù) 轉(zhuǎn)發(fā)至第二服務(wù)器部分47，并在第六步驟56，由第二服務(wù)器部分47處理這些附加服務(wù)。在 第七步驟57，客戶端41再次調(diào)用OPC UA服務(wù)，在第八步驟58，由第一 0PC-UA服務(wù)器部分 46處理這些OPC UA服務(wù)。在第九步驟59，以通常方式結(jié)束OPC UA會(huì)話。按照與上述預(yù)訂(這些預(yù)訂在超出OPC UA會(huì)話持續(xù)時(shí)間時(shí)仍可以保持有效)類 似的方式，附加服務(wù)也可以管理相應(yīng)的狀態(tài)。在本發(fā)明系統(tǒng)中，客戶端41也可以建立新的 OPC UA會(huì)話，并且可以將預(yù)訂傳遞至新的OPC UA會(huì)話中。以這種方式，OPC UA作為中間層 或者居中層(Intermediate Layer)的使用幫助擴(kuò)展了傳統(tǒng)服務(wù)的功能。為了實(shí)現(xiàn)將附加服務(wù)如上所述地、根據(jù)本發(fā)明建議地并入0PCUA服務(wù)框架，按照 0PC-UA標(biāo)準(zhǔn)來管理通信的組件(也就是OPC UA堆棧)必須被擴(kuò)展至客戶端側(cè)和服務(wù)器側(cè)， 從而支持調(diào)用附加服務(wù)。盡管對OPC UA堆棧進(jìn)行了所述擴(kuò)展，但該客戶端和該服務(wù)器還可 以和系統(tǒng)中未經(jīng)擴(kuò)展的服務(wù)器或者客戶端協(xié)同工作。然而也可以理解，經(jīng)擴(kuò)展的客戶端僅 可以調(diào)用未經(jīng)擴(kuò)展的服務(wù)器的OPC UA服務(wù)，也就是不能從該未經(jīng)擴(kuò)展的服務(wù)器中調(diào)用附加 服務(wù)。相應(yīng)地，如果進(jìn)行調(diào)用的客戶端是未經(jīng)擴(kuò)展的，那么經(jīng)擴(kuò)展的服務(wù)器不會(huì)獲得對附加 服務(wù)的調(diào)用。通過下面的特征來描述經(jīng)擴(kuò)展的OPC UA客戶端和經(jīng)擴(kuò)展的0PCUA服務(wù)器以何種 方式和方法協(xié)同工作-客戶端發(fā)起OPCUA會(huì)話。這包括關(guān)于用戶、客戶端認(rèn)證、安全細(xì)節(jié) (Sicherheitsangaben)和編碼的信息，其中，在OPC UA的情況下，通過根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的安全信 道建立進(jìn)行一些這種設(shè)置(settings)。-與未經(jīng)擴(kuò)展的客戶端一樣，該客戶端同樣可以使用OPCUA服務(wù)。_可選的是，在OPC UA地址空間中可以列出這些附加服務(wù)。這樣，客戶端例如可以 借助于標(biāo)準(zhǔn)0PC-UA通信獲得關(guān)于可用的附加服務(wù)的信息。-該客戶端或者(如前述)可以從地址空間中的細(xì)節(jié)(Angaben)獲得關(guān)于附加服 務(wù)的信息(當(dāng)建立該選項(xiàng)時(shí))，或者從其他來源獲得所述信息。-該客戶端可以在OPCUA會(huì)話之內(nèi)調(diào)用附加服務(wù)。-可選的是，該客戶端還可以使用OPCUA取消服務(wù)來結(jié)束附加服務(wù)的調(diào)用。-可選的是，0PC-UA服務(wù)器可以使用OPCUA事件，從而向客戶端顯示附加服務(wù)調(diào) 用的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)例如可以包含關(guān)于服務(wù)已經(jīng)進(jìn)行到何種程度以及有什么中間結(jié)果的信 肩、o-該客戶端可以結(jié)束OPCUA會(huì)話。視附加服務(wù)而定，這種服務(wù)的有效期限 (Lebensdauer)可以與會(huì)話的持續(xù)時(shí)間無關(guān)，因而在會(huì)話結(jié)束之后所述服務(wù)還存在，或者可 以在會(huì)話結(jié)束之后取消。如前所述，為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明需要擴(kuò)展OPC UA堆棧。為了避免與此相關(guān)的研發(fā)成本， 備選的解決方案是在OPC UA方法(Methode)中打包附加服務(wù)，而無需擴(kuò)展協(xié)議。在這種 情況下，由服務(wù)器提供的附加服務(wù)被置入所謂的封裝器(Wrapper)組件中。這種服務(wù)例如 可以是用 WSDL(Web 服務(wù)描述語言Web Services Description Language)定義的 Web 服 務(wù)。針對服務(wù)的調(diào)用和應(yīng)答部分可以例如自動(dòng)地考慮映射0PCUA方法的輸入?yún)?shù)和輸出參數(shù)。通過中止或者說中斷OPC UA服務(wù)調(diào)用方法可以中止利用OPC UA方法調(diào)用的服務(wù)。在 該解決方案中，客戶端同樣需要封裝器或者封裝組件以便將服務(wù)調(diào)用打包入OPC UA方法， 并將調(diào)用的輸出參數(shù)轉(zhuǎn)換為服務(wù)應(yīng)答?；诙喾N原因(例如用于映射的額外開銷和服務(wù)在 0PC-UA地址空間中的不利表示)，將附加服務(wù)并入OPC UA服務(wù)框架的本發(fā)明解決方案被看 作是更有利的。
權(quán)利要求
一種用于在應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議OPC UA的情況下在客戶端/服務(wù)器系統(tǒng)中的客戶端和服務(wù)器之間進(jìn)行通信的方法，并且其中，為了OPCUA客戶端(41)和OPC UA服務(wù)器(43)的交互而應(yīng)用OPC UA服務(wù)調(diào)用，其特征在于，由所述OPC UA客戶端(41)在OPC UA會(huì)話之內(nèi)調(diào)用附加服務(wù)，其中，借助于用于使用附加服務(wù)的客戶端部分(45)調(diào)用這些附加服務(wù)，并且借助于用于提供附加服務(wù)的服務(wù)器部分(47)處理這些附加服務(wù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述OPCUA客戶端(41)從根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的 OPC UA地址空間獲得關(guān)于附加服務(wù)的信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述OPCUA客戶端(41)使用根據(jù)標(biāo) 準(zhǔn)的OPC UA取消服務(wù)來結(jié)束附加服務(wù)的調(diào)用。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的方法，其特征在于，為了在應(yīng)用附加服務(wù)的情況下執(zhí) 行OPC UA客戶端(41)和OPC UA服務(wù)器(43)之間的通信，-在第一步驟(51)，建立OPC UA會(huì)話，_在其中一個(gè)后續(xù)步驟(54)，由所述OPC UA客戶端(41)調(diào)用附加服務(wù)，-在另一步驟(55)，所述OPC UA客戶端(41)的這種調(diào)用由所述OPC UA服務(wù)器(43) 轉(zhuǎn)發(fā)至用于提供附加服務(wù)的所述OPC UA服務(wù)器的服務(wù)器部分(47)，-在另一步驟(56)，由所述服務(wù)器部分(47)處理附加服務(wù)的所述調(diào)用，以及_由所述OPC UA客戶端(41)通過根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的、用于結(jié)束所述0PCUA會(huì)話的方法的調(diào)用 (59)來結(jié)束所有的事務(wù)，包括使用附加服務(wù)的情況下的事務(wù)。
5.一種用于在應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議OPC UA的情況下在客戶端/服務(wù)器系統(tǒng)中的客戶端和服 務(wù)器之間進(jìn)行通信的裝置，并且其中，為了 0PCUA客戶端(41)和OPC UA服務(wù)器(43)的交 互能夠應(yīng)用OPC UA服務(wù)調(diào)用，其特征在于，所述OPC UA客戶端(41)能夠在OPC UA會(huì)話之 內(nèi)調(diào)用附加服務(wù)，其中，為了調(diào)用附加服務(wù)，在所述OPC UA客戶端(41)中存在用于使用附 加服務(wù)的客戶端部分(45)，并且在所述OPC UA服務(wù)器(43)中實(shí)現(xiàn)用于提供附加服務(wù)的服 務(wù)器部分(47)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，為了將附加服務(wù)并入所述OPCUA服務(wù)框 架，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的OPC UA堆棧不僅在客戶端側(cè)上也在服務(wù)器側(cè)上擴(kuò)展。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種方法和相應(yīng)的裝置，所述方法和裝置用于在應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議OPC UA的情況下在客戶端/服務(wù)器系統(tǒng)中的客戶端和服務(wù)器之間進(jìn)行通信，并且其中，為了OPC UA客戶端(41)和OPC UA服務(wù)器(43)的交互而應(yīng)用OPC UA服務(wù)調(diào)用，并且其中，由所述OPC UA客戶端(41)在OPC UA會(huì)話之內(nèi)調(diào)用附加服務(wù)。借助于用于使用附加服務(wù)的客戶端部分(45)調(diào)用這些附加服務(wù)，并且借助于用于提供附加服務(wù)的服務(wù)器部分(47)處理這些附加服務(wù)。
文檔編號H04L29/08GK101981897SQ200880123105
公開日2011年2月23日 申請日期2008年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月21日
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