Qt OPC UA初体验

介绍

OPC UA全称Open Platform Unified Architecture，开放平台统一架构，是工业主动化领域通用的数据互换协议，它有两套主要的通信机制：1.客户端-服务器通信；2.发布订阅。Qt对OPC UA通信标准也提供了支持，目前照旧第三方库的情势（不过Qt官方貌似有文档了），基于open62541开源库进行了封装，使得C++开发者也能很快捷、从容、深入的开发工业主动化软件（组态软件），项目地点：https://github.com/qt/qtopcua
编译

拉取开源代码

1. git clone https://github.com/qt/qtopcua --recursive

复制代码

我使用的Qt版本是6.7.1 MSVC2019 64bit，因此要切换一下qtopcua堆栈的版本也为6.7.1，否则编译不过

1. git checkout 6.7.1

复制代码

在顶层CMakeLists.txt设置Debug调试模式、使能构建Example的开关

1. set(CMAKE_BUILD_TYPE Debug)
2. set(QT_BUILD_EXAMPLES ON)

复制代码

接着编译构建就可以了
运行

opcuaviewer

在构建目录进行以下操作：拷贝plugins\opcua文件夹到examples\opcua\opcuaviewer目录下，然后运行opcuaviewer.exe，这个程序用于检察节点运行时数据

simulationserver

把examples\opcua\waterpump\simulationserver目录下的simulationserver.exe也跑一下，这是一个后台程序，没有界面，使用的端标语是43344

通信验证

依次配置以下信息：①、②、③、④、⑤，主要端标语要改为43344

即可检察到节点的数据信息：Variable、Object、Method等

流程

客户端

• QOpcUaPkiConfiguration配置PKI，天生应用id，这是是为了加密通信过程
  
• QOpcUaProvider通过open62541插件创建QOpcUaClient对象，QOpcUaClient对象需要设置PKI、应用id
  
• QOpcUaClient对象对整个通信流程负责：
  
  
  
  • 通信状态（connected、disconnected、errorChanged、stateChanged、endpointsRequestFinished、findServersFinished）
    
  • 绑定url和port查找服务器
    
  • 获取Endpoints
    
  • 连接Endpoints
    
  
  
• QOpcUaClient根据nodeId获取指定节点QOpcUaNode，QOpcUaNode可以访问以下attribute信息：
  
  
  
  • Value
    
  • NodeClass
    
  • Description
    
  • DataType
    
  • BrowseName
    
  • DisplayName
    
  • Historizing
    
  
  
• QOpcUaNode可以通过信号来更新相应的节点信息
  
  
  
  • attributeRead
    
  • attributeUpdated
    
  • browseFinished
    
  
  

服务端

服务器利用open62541接口配置

• 初始化服务器：调用UA_Server_new初始化一个服务器实例、调用UA_ServerConfig_setMinimal绑定端口
  
• 先天生对象，每个对象有唯一的nodeId，天生对象核心的函数是：UA_Server_addObjectNode
  
• 根据对象天生变量节点，核心的函数是：UA_Server_addVariableNode
  
• 根据对象天生函数节点，核心的函数是：UA_Server_addMethodNode
  
• 关闭服务器，要调用UA_Server_run_shutdown、UA_Server_delete接口，对象的nodeId也要清理一下
  

总结

总体来说OPC UA通信并不难，跟ROS、ROS2（xml、protobuf）那一套有类似的地方，都属于数据互换协议

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