小编点评

OPC UA简介 Open Platform Unified Architecture（OPC UA）是一种工业自动化领域的通用数据交换协议，基于微软提出的标准，具有两套主要的通信机制：客户端-服务器通信和发布/订阅。 Qt支持OPC UA通信标准 Qt已经对OPC UA通信标准提供了支持，采用第三方库的形式，基于open62541开源库进行封装。这使得C++开发者能够更便捷、从容、深入地开发工业自动化软件（组态软件）。项目地址：https://github.com/qt/qtopcua 使用教程 1. 下载仓库并切换到6.7.1版本（如果使用的是其他版本，请相应修改仓库中的版本号）。 2. 在顶层CMakeLists.txt中设置Debug调试模式和构建Example的开关： set(CMAKE_BUILD_TYPE Debug) set(QT_BUILD_EXAMPLES ON) 3. 编译构建。 4. 运行`opcuaviewer`，这是一个用于查看节点运行时数据的程序。 5. 运行`solutionserver.exe`，这是一个后台程序，用于测试通信。 配置与验证 1. 修改端口号为43344（主要端口号）。 2. 配置相关信息，包括变量、对象、方法等。 3. 查看节点数据信息，例如QOpcUaViewe中的“Variable”、“Object”、“Method”等。 4. 配置QOpcUaPkiConfiguration，生成应用id，以加密通信过程。 5. 使用QOpcUaProvider通过open62541插件创建QOpcUaClient对象，并设置PKI和应用id。 6. QOpcUaClient对象负责整个通信流程，包括通信状态、绑定url和port、查找服务器、连接Endpoints等操作。 7. 关闭服务器，清理对象的nodeId。 总结 OPC UA通信并不复杂，与ROS、ROS2等数据交换协议类似。使用Qt和对OPC UA标准的支持，C++开发者可以更方便地开发工业自动化软件。

正文

介绍

OPC UA全称Open Platform Unified Architecture，开放平台统一架构，是工业自动化领域通用的数据交换协议，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，目前还是第三方库的形式（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、深入的开发工业自动化软件（组态软件），项目地址：https://github.com/qt/qtopcua

编译

拉取开源代码

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

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

git checkout 6.7.1

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

set(CMAKE_BUILD_TYPE Debug)
set(QT_BUILD_EXAMPLES ON)

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，这个程序用于查看节点运行时数据

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，使用的端口号是43344

通信验证

依次配置以下信息：①、②、③、④、⑤，主要端口号要改为43344

即可查看到节点的数据信息：Variable、Object、Method等

流程

客户端

1. QOpcUaPkiConfiguration配置PKI，生成应用id，这是是为了加密通信过程

2. QOpcUaProvider通过open62541插件创建QOpcUaClient对象，QOpcUaClient对象需要设置PKI、应用id

3. 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

4. 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

5. 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

1. 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
2. 先生成对象，每个对象有唯一的nodeId，生成对象核心的函数是：UA_Server_addObjectNode
3. 根据对象生成变量节点，核心的函数是：UA_Server_addVariableNode
4. 根据对象生成函数节点，核心的函数是：UA_Server_addMethodNode
5. 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，都属于数据交换协议