[发明专利]基于ARM架构的OPC嵌入式远程数据采集系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及数据采集技术领域，尤其涉及一种基于ARM架构的OPC嵌入式远程数据采集系统。

背景技术

在工业控制领域中，系统往往由分散的各个子系统构成，并且各个子系统采用的是不同厂家的设备，由于硬件的驱动器和与其连接的应用程序之间的接口并没有统一的标准，需要开发不同的驱动程序。由于系统中共存各种各样的驱动器，也使维护运转环境的稳定性和信赖性更加困难，OPC使不同供应厂商的设备和应用程序之间的软件接口标准化。

OPC即OLE(ObjectLinking and Embedding)用于工业控制领域一个通讯接口标准，它为过程控制提供了一套标准的接口、属性和方法。OPC的出现使得不同厂商的设备和驱动程序可以灵活地进行连接和信息交互，从而大大提高了过程控制装置和数据采集系统的开放性和互操作性。但OPC技术以Microsoft公司的OLE/COM技术为基础，应用基本上仍然局限在Windows操作系统平台。

当前，工业控制系统向工业以太网结构发展，开放性越来越强。基于TCP/IP以太网通讯的OPC技术在该领域得到广泛应用。现有基于Linux操作系统下的OPC客户端技术都是以X86硬件架构为平台，与管理网络具有相同的硬件架构，因而病毒可以利用此漏洞轻易攻击工业控制网络，使工业控制网的安全受到很大威胁。

发明内容

本发明提供了一种基于ARM架构的OPC嵌入式远程数据采集系统，可实现从工控网络远程数据采集，并将采集数据上传至管理网的实时数据库。本发明从硬件架构和操作系统上安全隔离工控网与管理网，可以防御管理网上的病毒对工控网络的攻击，保证工控网的安全。本发明是一个集数据采集和安全隔离于一体的多功能系统。

为达到上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：一种基于ARM架构的OPC嵌入式远程数据采集系统，其特征在于它包括：OPC客户端、OPC服务器、通讯服务器、实时数据库和数据处理模块，所述数据处理模块通过OPC客户端的数据采集模块采集OPC服务器上的数据，并通过通讯服务器发送给实时数据库，所述的数据处理模块包括ARM微处理器、电源/复位电路、UI电路、DDR2RAM、NANDFLASH、第一TCP接口、第二TCP接口、RS232/485接口、RS232调试接口、运维工具和配置工具；所述的ARM微处理器负责整个通信转换器的监督与控制，电源/复位电路的信号输出端与ARM微处理器的信号输入端相连，ARM微处理器的信号输出端与UI电路的信号输入端相连，ARM微处理器还与DDR2RAM、NANDFLASH、第一TCP接口、第二TCP接口、RS232/485接口和RS232调试接口相连接；数据处理模块通过第一TCP接口与通讯服务器相连接，数据处理模块还通过第二TCP接口与OPC服务器相连接。

一种基于ARM架构的OPC嵌入式远程数据采集系统，其特征在于，该系统的数据采集方法是通过以下步骤实现的：

(1)运行系统，电源/复位电路提供系统各个模块工作所需电源，并复位整个系统，运行NAND FLASH中所固化软件代码；

(2)系统正常运行后，通过配置工具进行参数配置，主要包括：

服务器的IP地址（OPC SERVER IP）、设备的名称（PRGID）、设备的ID编号（CLASS ID）、分布式组建对象模型（DCOM）的用户名和密码等信息；

所要采集的标签点名、数据类型、源标签信息；

设备最大允许配置采集点，设备允许采集数据类型，通讯报文格式以及采集周期；

(3)配置工具通过第一TCP接口把配置文件下发到OPC客户端数据采集模块，并运行OPC客户端数据采集模块；

(4)通过基于ARM架构的OPC嵌入式远程数据采集模块采集OPC服务器上的数据发送给通讯服务器；

(5)通讯服务器将所获得的数据发送给实时数据库。

所述的基于ARM架构的OPC嵌入式远程数据采集数据模块采集OPC服务器上的数据的方法包括以下步骤：

(1)OPC客户端数据采集模块检测OPC服务器端状态：OPC客户端根据所配置OPC服务器信息，创建与OPC服务器的连接，并依据该连接成功与否来判断OPC服务器的状态；如果正常，则根据所配置的组信息与标签点信息向OPC服务器开始添加组与标签点，此后依照配置的采集周期，采集OPC服务器端内实时数据及状态，并将其组装成协议报文准备发送；如果该连接失败，则定期重新创建该连接，直至成功为止；