智慧校园楼宇服务体系设计

曾红彪 陈锡文 刘静文 左辉

摘   要：随着信息化技术在管理中的深入应用，智慧校园是否拥有一套智能楼宇自动化控制系统成为衡量校园管理优劣的又一个标准。文章应用OPC技术实现智慧校园楼宇控制系统的信息集成，满足智慧校园楼宇的本地监控和Internet远程监控，构筑云控制智慧校园楼宇管理平台，通过实际应用证明了文章所设计的OPC方法开发的智能楼宇服务器体系是可行的。

关键词：智慧校园;智能楼宇;自动化控制系统;远程监控;开放平台通信

智慧校园楼宇控制系统是由计算机网络将分布在被监控区域的智能节点连接起来的智能系统，本文根据分布控制理论设计智能控制结构，通过Lon Works，CAN和RS485总线实现开放平台通信（Open Platform Communications，OPC）智能楼宇服务。

使用OPC技术解决信息管理应用与现场过程设备之间的信息交换问题，通过相应的OPC控制网络服务器实现对底层控制设备之间的数据采集，信息管理层软件只需支持OPC技术即可以为客户端提供服务，减少客户端对软件程序安装与配置的需求，简化交互过程。

1    基于OPC技术的智能楼宇控制系统设计

1.1  系统设计方法分析

OPC服务器直接开发方法属于源代码开发级，包括OPC服务器的全部代码，使用的开发平台效率高，比如可以采用Java++或者Visual C++6.0实现。

快速开发方式是软件开发商把半成品以动态链接库的形式交付给用户，用户按照动态链接库的接口完成OPC服务器程序的开发。该方法相对简单，设计者可以不用完全了解OPC软件对象的实现细节，该方法被大多数用户所采纳。

1.2  设计思想

本文设计的校园楼宇控制系统采用OPC技术实现网络控制服务，设计不同的OPC服务体系，并且不断优化已经完成的服务器程序，保证客户端与服务器之间的最简单互联，最终实现整个系统的实时联动。

2    OPC服务器系统设计

2.1  体系结构设计

基于OPC技术的服务器由接口程序、硬件设备和软件系统组成，使用TLSrvRdk.dll配置OPC技术的服务器，实现延迟锁相环（Delay-Locked Loop，DLL）封装COM，OPC服务器，特定的硬件针对数据封装和通信接口编写通信协议，利于软硬件协调程序。基于OPC技术服务器体系结构如图1所示[1]。

2.2  基于OPC技术服务器的算法设计

OPC服务器的应用程序编程接口（Application Programming Interface，API）函数源于OPC动态库索制定的数据，客户端可以通过API函数实现添加（注册）、删除（注销）用户，实现硬件接口控制和读写操作，将客户数据通过OPC接口传送到服务器，流程如图2所示。

3    基于OPC技术的智能楼宇服务器实现

本文通过TLSVRRDK动态快速设计，使用Visual 6.0++开发服务程序，TLSVRRDK动态链接库和Visual C++6.0集成COM规范和OPC应用，实现OPC函数接口标准化。在VC和VB中调用动态连接库（Dynamic Link Library，DLL）相对方便，程序模块中使用API函数可以直接声明并使用，其过程如图3所示[2]。

3.1  服务器注册与注销

3.1.1  注册

（1）启动NETCOM-1025E或者NETCOM-100E调用在线注册程序。（2）开启新节点注册，进入注册页面，判断注册信息是否合法。（3）如果合法，开始注册。（4）输入用户的详细信息，完成注册，并反馈“注册成功”，置判断函数IDR-Boolean=1，否则反馈“注册失败”，置IDR-Boolean=0。（5）更新用户（节点）信息，完成注册[3]。

3.1.2  注销

（1）调用在线注销程序进入在线注销页面。（2）开启节点状态判断，如果登录用户级别高于删除用户级别，并且登录用户具有注销权利。（3）如果前面两个条件满足，开始注销。（4）确认注销用户的详细信息，完成注销，并反馈“注销成功”，置判断函数IDD-Boolean=1，否则反馈“注销失败”，置IDD-Boolean=0。（5）更新用户（节点）信息。

3.2  OPC服务器程序初始化

若DLL存在，调用TL Init OPC Server函数，DLL将完成OPC服务器的COM接口初始化，创建OPC楼宇服务器的接口对象，方便OPC客户端与服务器建立连接，设置OPC服务器连接刷新率为500 ms。

（1）OPC服务器刷新，判断是否有新节点，确定新的端口设置，在服务器进行OPC节点操作，刷新节点，通过动态连接库（DLL Database）的刷新函数更新服务器内部节点。

（2）更新目标退出服务器程序，判断是否还有节点和服务器相连，如果有则释放连接端口，退出服务器程序[4]。

4    基于OPC智能樓宇服务器程序验证

前面已经对基于OPC技术的智能楼宇服务器接口程序设计与实现作了详细的介绍，下面将对OPC服务器程序编写进行必要的测试，由此验证本文所设计的OPC服务器是否可靠。OPC服务器接口程序测试过程包括系统注册（插入节点）、注销（删除节点）、数据读取、组对象和数据的浏览，在服务器和节点之间建立远程访问。

4.1  串口配置

（1）启用点NETCOM 1025E服务器接口程序进入串口OPC Server主程序界面。