分布式控制系统中基于OPC的实时数据分发技术研究

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在分布式系统中,由于不同的机器设备来自不同的厂家,不同的厂家有不同的数据标准,因此需要一种技术来统一数据读取标准,从而使获取机器数据变得更容易。OPC就是这样一个技术。它统一了工业领域数据读写的标准。但时至今日,OPC技术在某些方面已经不足以适应现代化工业的发展需求。实时数据分发技术是为现代化军事开发的,是数据发布和数据订阅的技术标准。实时数据分发技术以数据为中心,以发布/订阅模式为基础,以数据分发为目的,以实时高速为前提,已经成为数据分发的典范,也是目前数据分发的先进技术之一。基于OPC的实时数据分发技术是OPC技术和实时数据分发技术的结合,兼具这两种技术的优点,弥补彼此的不足。本文首先研究了实时数据分发技术:实时数据分发技术的实现原理章节通过介绍数据发布和订阅的通信协议,数据分发的各个参与者的分工与协作等几个方面来阐述实时数据分发技术的实现原理;发布者和订阅者章节讲述了发布者、订阅者和主题之间的关系;数据通信的可靠性计算章节研究了数据通信的衡量方法和可靠性计算公式;数据安全章节对数据分发技术的数据加密和解密过程进行了研究,提供了两种可供参考的加密算法;数据分发的实时性衡量方法章节通过计算数据分发的时延,来衡量数据分发的实时性高低。接下来本文研究了OPC技术:OPC数据访问技术章节介绍了OPC的技术组成,OPC的数据结构和OPC的数据交换原理;OPC基于兴趣的过滤机制效率计算章节通过计算数据发送次数的数学期望和效率和一个简单的例子,证明过滤后效率的提升;OPC报警和事件机制章节介绍了OPC的报警和事件实现的机制和原理,事件数据组成结构,事件传递关系;OPC网络通信及其测试章节介绍了TCP和UDP通信协议的优缺点,通过实验测试了OPC同步读和同步写的速度以及异步读和异步写的速度。再接着本文研究的基于OPC的实时数据分发技术实现与测试:主题结合过程章节分析了实时数据分发技术和OPC技术主题的结合过程;主题结合前后测试章节对主题结合前后的数据读取速度和数据写入数据进行了测试,进行数据对比,得出了主题结合后的优势;数据发布结合过程章节研究了数据发布的响应时间计算,分析了数据发布的结合过程;数据发布结合前后测试章节对数据发布结合前和数据发布结合后的DataWriter并发响应进行了测试,进行数据对比,得出数据发布结合后的优势;数据订阅结合过程章节分析了数据订阅的特点,以及数据订阅结合的过程;数据订阅结合前后测试章节对数据订阅结合前和数据订阅结合后接收数据的时间进行了测试,进行数据对比,得出数据订阅结合后的优势。最后是基于OPC的实时数据分发技术程序设计:开发系统及开发环境配置章节列出了程序开发的系统和开发环境的配置。OPC主题设置章节分析了OPC的主题参数设置。OPC功能设计章节对OPC的连接,订阅,读取,写入等各项功能进行了程序设计。OpenDDS的初始化设计章节对OpenDDS的初始化程序进行了设计。数据发布和数据订阅设计章节对发布者,订阅者,DataWriter,DataReader和主题的创建,以及数据发布,数据订阅的过程进行了程序设计。基于OPC的实时数据分发技术系统程序设计章节对OPC技术程序设计和实时数据分发技术程序设计进行了结合,完成基于OPC的实时数据分发技术的程序设计。
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