前言
模拟OPC Server服务器的方法除了使用KEPServerEX6软件以外，还可以使用java代码模拟启动一个opc server。
下文详细讲解，如何使用java代码，实现模拟一个或者多个opc server服务器。
OPC Server简介
OPC（OLE for Process Control）Server是一种用于实时数据通信的标准化软件接口，它允许不同厂商的设备和软件
系统之间进行数据交换和集成。以下是对OPC Server的详细解释：
概述：OPC Server是一个在工业自动化领域中广泛应用的软件组件，它作为一个中间层，连接了底层的硬件设备
（如传感器、控制器等）和上层的应用软件（如监控系统、数据采集系统等），实现实时数据的传输和共享。
标准化接口：OPC Server提供了一套标准化的接口和协议，使得不同的设备和软件系统可以通过统一的方式进行通
信。这样，厂商可以开发符合OPC标准的设备和软件，并确保它们之间的互操作性和兼容性。
数据交换：OPC Server负责从底层设备读取实时数据，并将其转换成标准的OPC格式，然后通过网络或本地接口
向上层应用软件提供数据。同时，OPC Server还可以接收来自应用软件的指令或配置信息，并将其传递给底层设
备进行相应的操作和控制。
设备支持：OPC Server可以与各种不同类型的设备进行通信，包括传感器、执行器、PLC（可编程逻辑控制器）
、DCS（分布式控制系统）等。通过OPC Server，这些设备可以实现与上层系统的无缝集成。
安全性和稳定性：OPC Server提供了安全机制，例如身份验证、权限管理等，以确保数据的安全性和系统的稳定
性。此外，它还支持断线重连、故障恢复等功能，以保证通信的可靠性和持久性。
扩展性和灵活性：OPC Server的设计具有良好的扩展性和灵活性，允许用户根据需要添加或定制特定的功能模块
。这使得用户能够根据应用场景的要求进行个性化的配置和扩展。
总结而言，OPC Server是一种用于工业自动化中实时数据通信的标准化软件接口。它通过提供统一的接口和协议
，连接了底层设备和上层应用软件，实现了设备之间的数据交换和集成。通过使用OPC Server，企业可以实现设
备和系统的互联互通，提高生产效率和管理水平。
引入依赖
首先在Maven项目的pom.xml文件中引入所需的依赖
<dependency> <groupId>org.eclipse.milo</groupId> <artifactId>sdk-server</artifactId> <version>0.6.9</version> </dependency> <dependency> <groupId>org.eclipse.milo</groupId> <artifactId>dictionary-manager</artifactId> <version>0.6.9</version> </dependency>
创建Server
创建opc server代码实现：
/**
* 方法描述: 创建opcUaServer
*
* @param port 端口
* @return {@link OpcUaServer}
* @throws
*/
private OpcUaServer startServer(int port){
Set<EndpointConfiguration> endpointConfigurations=new HashSet<>();
EndpointConfiguration endpointConfiguration=EndpointConfiguration.newBuilder().setBindPort(port).build();
endpointConfigurations.add(endpointConfiguration);
System.out.println(endpointConfiguration.getEndpointUrl());
OpcUaServerConfig serverConfig = OpcUaServerConfig.builder()
.setApplicationName(LocalizedText.english("Server Application"))
.setApplicationUri("urn:eclipse:milo:examples:server")
.setProductUri("urn:eclipse:milo:examples:server")
.setEndpoints(endpointConfigurations)
.build();
OpcUaServer server = new OpcUaServer(serverConfig);
server.startup();
return server;
}
在EndpointConfiguration的newBuilder方法中，我看可以知道，如果我们不设置端口，默认就是 12685.
创建自定义Namespace
创建TestNamespace类，继承org.eclipse.milo sdk-server 中的ManagedNamespaceWithLifecycle类，
并声明构造器，代码如下：
public static final String NAMESPACE_URI = "urn:eclipse:milo:opc";
private final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(getClass());
private volatile Thread eventThread;
private volatile boolean keepPostingEvents = true;
private final DataTypeDictionaryManager dictionaryManager;
private final SubscriptionModel subscriptionModel;
public TestNamespace(OpcUaServer server) {
super(server, NAMESPACE_URI);
subscriptionModel = new SubscriptionModel(server, this);
dictionaryManager = new DataTypeDictionaryManager(getNodeContext(), NAMESPACE_URI);
getLifecycleManager().addLifecycle(dictionaryManager);
getLifecycleManager().addLifecycle(subscriptionModel);
getLifecycleManager().addLifecycle(new Lifecycle() {
@Override
public void startup() {
startBogusEventNotifier();
}
@Override
public void shutdown() {
try {
keepPostingEvents = false;
eventThread.interrupt();
eventThread.join();
} catch (InterruptedException ignored) {
// ignored
}
}
});
}
重载Lifecycle的方法
重载org.eclipse.milo.opcua.sdk.server.Lifecycle 的 startup方法和shutdown方法，启动时，创建事件通知器。
代码如下：
private void startBogusEventNotifier() {
// Set the EventNotifier bit on Server Node for Events.
UaNode serverNode = getServer()
.getAddressSpaceManager()
.getManagedNode(Identifiers.Server)
.orElse(null);
if (serverNode instanceof ServerTypeNode) {
((ServerTypeNode) serverNode).setEventNotifier(ubyte(1));
// Post a bogus Event every couple seconds
eventThread = new Thread(() -> {
while (keepPostingEvents) {
try {
BaseEventTypeNode eventNode = getServer().getEventFactory().createEvent(
newNodeId(UUID.randomUUID()),
Identifiers.BaseEventType
);
eventNode.setBrowseName(new QualifiedName(1, "foo"));
eventNode.setDisplayName(LocalizedText.english("foo"));
eventNode.setEventId(ByteString.of(new byte[]{0, 1, 2, 3}));
eventNode.setEventType(Identifiers.BaseEventType);
eventNode.setSourceNode(serverNode.getNodeId());
eventNode.setSourceName(serverNode.getDisplayName().getText());
eventNode.setTime(DateTime.now());
eventNode.setReceiveTime(DateTime.NULL_VALUE);
eventNode.setMessage(LocalizedText.english("event message!"));
eventNode.setSeverity(ushort(2));
//noinspection UnstableApiUsage
getServer().getEventBus().post(eventNode);
eventNode.delete();
} catch (Throwable e) {
logger.error("Error creating EventNode: {}", e.getMessage(), e);
}
try {
//noinspection BusyWait
Thread.sleep(2_000);
} catch (InterruptedException ignored) {
// ignored
}
}
}, "bogus-event-poster");
eventThread.start();
}
}
创建opc ua 节点方法
/**
* 方法描述: 创建节点方法
*
* @param keys 节点名称集合
* @return
* @throws
*/
public void addNodes(Set<String> keys) {
// Create a "opc" folder and add it to the node manager
NodeId folderNodeId = newNodeId("opc");
UaFolderNode folderNode = new UaFolderNode(
getNodeContext(),
folderNodeId,
newQualifiedName("opc"),
LocalizedText.english("opc")
);
getNodeManager().addNode(folderNode);
// Make sure our new folder shows up under the server's Objects folder.
folderNode.addReference(new Reference(
folderNode.getNodeId(),
Identifiers.Organizes,
Identifiers.ObjectsFolder.expanded(),
false
));
for (String key : keys) {
NodeId typeId = Identifiers.Double;
Variant variant = new Variant(0d);
UaVariableNode node = new UaVariableNode.UaVariableNodeBuilder(getNodeContext())
.setNodeId(newNodeId(key))
.setAccessLevel(AccessLevel.READ_WRITE)
.setUserAccessLevel(AccessLevel.READ_WRITE)
.setBrowseName(newQualifiedName(key))
.setDisplayName(LocalizedText.english(key))
.setDataType(typeId)
.setTypeDefinition(Identifiers.BaseDataVariableType)
.build();
node.setValue(new DataValue(variant));
getNodeManager().addNode(node);
folderNode.addOrganizes(node);
}
}
先创建一个“opc”文件夹并将其添加到节点管理器中，然后根据传入的节点名称，循环遍历，创建到“opc”文件夹下，生成变量类型的节点。
重载ManagedNamespaceWithLifecycle虚拟方法
重载继承类ManagedNamespaceWithLifecycle的虚拟方法
代码如下：
@Override
public void onDataItemsCreated(List<DataItem> dataItems) {
subscriptionModel.onDataItemsCreated(dataItems);
}
@Override
public void onDataItemsModified(List<DataItem> dataItems) {
subscriptionModel.onDataItemsModified(dataItems);
}
@Override
public void onDataItemsDeleted(List<DataItem> dataItems) {
subscriptionModel.onDataItemsDeleted(dataItems);
}
@Override
public void onMonitoringModeChanged(List<MonitoredItem> monitoredItems) {
subscriptionModel.onMonitoringModeChanged(monitoredItems);
}
完整代码实现：
import org.eclipse.milo.opcua.sdk.core.AccessLevel;
import org.eclipse.milo.opcua.sdk.core.Reference;
import org.eclipse.milo.opcua.sdk.server.Lifecycle;
import org.eclipse.milo.opcua.sdk.server.OpcUaServer;
import org.eclipse.milo.opcua.sdk.server.api.DataItem;
import org.eclipse.milo.opcua.sdk.server.api.ManagedNamespaceWithLifecycle;
import org.eclipse.milo.opcua.sdk.server.api.MonitoredItem;
import org.eclipse.milo.opcua.sdk.server.dtd.DataTypeDictionaryManager;
import org.eclipse.milo.opcua.sdk.server.model.nodes.objects.BaseEventTypeNode;
import org.eclipse.milo.opcua.sdk.server.model.nodes.objects.ServerTypeNode;
import org.eclipse.milo.opcua.sdk.server.nodes.UaFolderNode;
import org.eclipse.milo.opcua.sdk.server.nodes.UaNode;
import org.eclipse.milo.opcua.sdk.server.nodes.UaVariableNode;
import org.eclipse.milo.opcua.sdk.server.util.SubscriptionModel;
import org.eclipse.milo.opcua.stack.core.Identifiers;
import org.eclipse.milo.opcua.stack.core.types.builtin.*;
import org.slf4j.Logger;
import org.slf4j.LoggerFactory;
import java.util.*;
import static org.eclipse.milo.opcua.stack.core.types.builtin.unsigned.Unsigned.ubyte;
import static org.eclipse.milo.opcua.stack.core.types.builtin.unsigned.Unsigned.ushort;
/**
* @author Lenovo
*/
public class TestNamespace extends ManagedNamespaceWithLifecycle {
public static final String NAMESPACE_URI = "urn:eclipse:milo:opc";
private final Logger logger = LoggerFactory.getLogger(getClass());
private volatile Thread eventThread;
private volatile boolean keepPostingEvents = true;
private final DataTypeDictionaryManager dictionaryManager;
private final SubscriptionModel subscriptionModel;
public TestNamespace(OpcUaServer server) {
super(server, NAMESPACE_URI);
subscriptionModel = new SubscriptionModel(server, this);
dictionaryManager = new DataTypeDictionaryManager(getNodeContext(), NAMESPACE_URI);
getLifecycleManager().addLifecycle(dictionaryManager);
getLifecycleManager().addLifecycle(subscriptionModel);
getLifecycleManager().addLifecycle(new Lifecycle() {
@Override
public void startup() {
startBogusEventNotifier();
}
@Override
public void shutdown() {
try {
keepPostingEvents = false;
eventThread.interrupt();
eventThread.join();
} catch (InterruptedException ignored) {
// ignored
}
}
});
}
/**
* 方法描述: 创建节点方法
*
* @param keys
* @return
* @throws
*/
public void addNodes(Set<String> keys) {
// Create a "HelloWorld" folder and add it to the node manager
NodeId folderNodeId = newNodeId("opc");
UaFolderNode folderNode = new UaFolderNode(
getNodeContext(),
folderNodeId,
newQualifiedName("opc"),
LocalizedText.english("opc")
);
getNodeManager().addNode(folderNode);
// Make sure our new folder shows up under the server's Objects folder.
folderNode.addReference(new Reference(
folderNode.getNodeId(),
Identifiers.Organizes,
Identifiers.ObjectsFolder.expanded(),
false
));
for (String key : keys) {
NodeId typeId = Identifiers.Double;
Variant variant = new Variant(0d);
UaVariableNode node = new UaVariableNode.UaVariableNodeBuilder(getNodeContext())
.setNodeId(newNodeId(key))
.setAccessLevel(AccessLevel.READ_WRITE)
.setUserAccessLevel(AccessLevel.READ_WRITE)
.setBrowseName(newQualifiedName(key))
.setDisplayName(LocalizedText.english(key))
.setDataType(typeId)
.setTypeDefinition(Identifiers.BaseDataVariableType)
.build();
node.setValue(new DataValue(variant));
getNodeManager().addNode(node);
folderNode.addOrganizes(node);
}
}
private void startBogusEventNotifier() {
// Set the EventNotifier bit on Server Node for Events.
UaNode serverNode = getServer()
.getAddressSpaceManager()
.getManagedNode(Identifiers.Server)
.orElse(null);
if (serverNode instanceof ServerTypeNode) {
((ServerTypeNode) serverNode).setEventNotifier(ubyte(1));
// Post a bogus Event every couple seconds
eventThread = new Thread(() -> {
while (keepPostingEvents) {
try {
BaseEventTypeNode eventNode = getServer().getEventFactory().createEvent(
newNodeId(UUID.randomUUID()),
Identifiers.BaseEventType
);
eventNode.setBrowseName(new QualifiedName(1, "foo"));
eventNode.setDisplayName(LocalizedText.english("foo"));
eventNode.setEventId(ByteString.of(new byte[]{0, 1, 2, 3}));
eventNode.setEventType(Identifiers.BaseEventType);
eventNode.setSourceNode(serverNode.getNodeId());
eventNode.setSourceName(serverNode.getDisplayName().getText());
eventNode.setTime(DateTime.now());
eventNode.setReceiveTime(DateTime.NULL_VALUE);
eventNode.setMessage(LocalizedText.english("event message!"));
eventNode.setSeverity(ushort(2));
//noinspection UnstableApiUsage
getServer().getEventBus().post(eventNode);
eventNode.delete();
} catch (Throwable e) {
logger.error("Error creating EventNode: {}", e.getMessage(), e);
}
try {
//noinspection BusyWait
Thread.sleep(2_000);
} catch (InterruptedException ignored) {
// ignored
}
}
}, "bogus-event-poster");
eventThread.start();
}
}
@Override
public void onDataItemsCreated(List<DataItem> dataItems) {
subscriptionModel.onDataItemsCreated(dataItems);
}
@Override
public void onDataItemsModified(List<DataItem> dataItems) {
subscriptionModel.onDataItemsModified(dataItems);
}
@Override
public void onDataItemsDeleted(List<DataItem> dataItems) {
subscriptionModel.onDataItemsDeleted(dataItems);
}
@Override
public void onMonitoringModeChanged(List<MonitoredItem> monitoredItems) {
subscriptionModel.onMonitoringModeChanged(monitoredItems);
}
}
创建OpcServerTest类，进行使用测试：
import org.eclipse.milo.opcua.sdk.server.OpcUaServer;
import org.eclipse.milo.opcua.sdk.server.api.config.OpcUaServerConfig;
import org.eclipse.milo.opcua.stack.core.types.builtin.LocalizedText;
import org.eclipse.milo.opcua.stack.server.EndpointConfiguration;
import java.io.*;
import java.nio.charset.StandardCharsets;
import java.util.HashSet;
import java.util.Set;
/**
* @author tarzaqn
*/
public class OpcServerTest {
public static void main(String[] args) {
OpcUaServer server=startServer(12688);
TestNamespace namespace=new TestNamespace(server);
Set<String> keys=getAllKeys("ehc.txt");
namespace.addNodes(keys);
namespace.startup();
}
/**
* 方法描述: 创建opcUaServer
*
* @param port 端口
* @return {@link OpcUaServer}
* @throws
*/
private static OpcUaServer startServer(int port){
Set<EndpointConfiguration> endpointConfigurations=new HashSet<>();
EndpointConfiguration endpointConfiguration=EndpointConfiguration.newBuilder().setBindPort(port).build();
endpointConfigurations.add(endpointConfiguration);
System.out.println(endpointConfiguration.getEndpointUrl());
OpcUaServerConfig serverConfig = OpcUaServerConfig.builder()
.setApplicationName(LocalizedText.english("Server Application"))
.setApplicationUri("urn:eclipse:milo:examples:server")
.setProductUri("urn:eclipse:milo:examples:server")
.setEndpoints(endpointConfigurations)
.build();
OpcUaServer server = new OpcUaServer(serverConfig);
server.startup();
return server;
}
private static Set<String> getAllKeys(String fileName){
Set<String> keys=new HashSet<>(50);
try {
InputStream is= OpcServerTest.class.getResourceAsStream("/points/"+fileName);
InputStreamReader reader = new InputStreamReader(is, StandardCharsets.UTF_8);
BufferedReader in = new BufferedReader(reader);
String line;
while ((line = in.readLine()) != null) {
keys.add(line);
}
} catch (FileNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
} catch (IOException e) {
e.printStackTrace();
}
return keys;
}
}
我把需要创建的点位都放在java maven项目的resources文件下的ehc.txt文件中，通过getAllKeys方法拿到所有的
需要创建的点位集合。
启动main方法，控制台输出如下：
我们可以看到控制台输出的 opc.tcp://localhost:12688 就是我们使用java启动opc ua server的连接地址，
上面的启动server的代码中，没有设置用户，密码登录，我们在使用opc ua 客户端的时候，可以使用匿名登录访问。
OPC UA 客户端连接测试
使用java 代码连接我们刚才创建的 Opc Ua server,尝试读取我们创建的节点名称，代码如下：
import org.eclipse.milo.opcua.sdk.client.OpcUaClient;
/**
* @author tarzan
*/
public class OpcUaClientTest {
public static void main(String[] args) throws Exception {
String endPointUrl="opc.tcp://localhost:12688";
OpcUaClient client=OpcUaUtil.createClient(endPointUrl,null,null);
OpcUaUtil.browse(null,client);
Thread.sleep(Integer.MAX_VALUE);
}
}
经测试，连接读取节点名称成功，控制台输出如下：
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