Part 1

前言

这个规范是为开发OPC UA应用的开发者们准备的。要促进这种能多个设备之间能无缝进行内部操作的应用的开发，就需要先开发一套标准接口，这个规范就是在设计分析这些标准接口的过程中产生出来的。
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修订1.02版集锦

这个修订版包括各种小的澄清和增加。下面的表格包括了被这个版本解决了的Mantis问题。

1 概括

第一部分呈现了OPC UA的思想和概念。阅读这部分对你理解其余部分的文档设置是很有帮助的。其它部分在这里都有简单介绍并给予建议性的阅读指导，所以这部分还是很有必要的。

2 参考文件

OPC UA规范是由多个部分的文档组合而成。当描述它的思想时会涉及到规范的其它部分。
第二部分：OPC UA规范第二部分－安全模型
第三部分：OPC UA规范第三部分－地址空间模型
第四部分：OPC UA规范第四部分－服务
第五部分：OPC UA规范第五部分－信息模型
第六部分：OPC UA规范第六部分－映射
第七部分：OPC UA规范第七部分－配置文件
第八部分：OPC UA规范第八部分－数据访问
第九部分：OPC UA规范第九部分－数据访问报警和条件
第十部分：OPC UA规范第十部分－程序
第十一部分：OPC UA规范第十一部分－历史访问，1.01版本或者更新的版本
第十二部分：OPC UA规范第十二部分－发现
第十三部分：OPC UA规范第十三部分－聚合

3 术语，定义，缩小

3.1 OPC UA术语

下面这些定义都是为这个规范而定义的。

3.1.1 地址空间(AddressSapce)

OPC UA服务端对客户端可见的信息集合。在第三部分有对服务端的地址空间内容和结构进行描述。

3.1.2 报警(Alarm)

一种典型需要被通知的与状态条件有关的事件类型。在第九部分有对警报的详细描述。

3.1.3 属性(Attribute)

节点的基本特征。所有的属性都是由OPC UA定义的并且不可能由客户端和服务端定义。属性是地址空间中唯一一个允许拥有数值的元素。

3.1.4 证书(Certification)

带有数字签名能描述服务端和客户端能力的数据结构

3.1.5 客户端(Client)

一个能发送消息给OPC UA服务端的软件应用，这个服务端是遵循OPC规范里定义的服务的。

3.1.6 条件(Condition)

扩展事件的通用术语。一个Condition在一些状态总是存在，代表一些条件或一个系统或者他的一个成员。

3.1.7 通信栈(Communication Stack)

介于硬件和应用之间的一个软件模型层，它提供各种功能如编码解码、加解密发送接收消息。

3.1.8 复杂数据(Complex Data)

由一些元素或多个简单数据类型组成的数据，比如结构体。

3.1.9 发现(Discovery)

OPC UA客户端通过它获取OPC UA服务端的信息，包括终端和安全信息。

3.1.10 事件(Event)

一种通用术语，用来描述在一个系统或系统组件里出现的一些显著特征。

3.1.11 事件通知器(EventNotifier)

节点的一个特殊属性，用来表示一个客户端订阅了一个可以接收事件发生时对应产生的通知的节点。

3.1.12 信息模型(Information Model)

一个反应系统间信息的定义描述和关系的框架。在地址空间中核心地址空间模型支持标准信息模型。基本的OPC UA信息模型在第五部分由描述。

3.1.13 消息(Message)

用来在服务端和客户端传递的数据单元，代表一个特殊的服务请求和响应。

3.1.14 方法(Method)

对象的一个成员，有被调用的功能。

3.1.15 监视项(MonitoredItem)

客户端定义的一个实体，用来监视服务端数据变化时的属性或事件发生时的事件通知器，并且为它们产生通知。

3.1.16 节点(Node)

地址空间的最主要成员。

3.1.17 节点类型(NodeClass)

地址空间中节点的类型。节点类型也定义OPC UA对象模型成员的元数据。他们还定义结构如View，被用来构造地址空间。

3.1.18 通知(Notification)

一种通用术语，告知发现到事件和属性值改变的数据，它们被放到NotificationMessage。

3.1.19 通知消息(NotificationMessage)

是订阅发布的消息，可能包括一个或多个通知。

3.1.20 对象(Object)

一个节点代表系统的一个抽象或具体的元素。对象是被OPC UA Object Model模型化的。系统、子系统、设备都属于对象。一个对象也可能是一个ObjectType的实例。

3.1.21 对象实例(Object Instance)

对象的同义词。因为并非所有的对象都是由ObjectType定义的。

3.1.22 对象类型(ObjectType)

代表一个对象的类型定义的节点。

3.1.23 配置文件(Profile)

一个特虚的能力设置，在第七部分定义，用于服务端宣布一致性。每个服务端可能使用不止一个配置文件宣布一致性。

3.1.24 程序(Program)

一个运行对象。当被唤醒时会马上返回一个响应来表明已开始运行，然后在调用时通过客户端认证的订阅返回中间产物和最终结果。

3.1.25 引用(Reference)

一个节点到另一个节点的明确关系，也叫指针。包含引用的节点是源节点，被引用指向的节点是目标节点。所有的引用都定义在ReferenceType中。

3.1.26 引用类型(ReferenceType)

代表引用的类型的节点。引用类型明确了引用的语义。引用类型的名字说明了源节点与目标节点的关系并反应两者的操作，例如A包含B。

3.1.27 根节点(RootNode)

层级里面最顶上的节点。OPC UA地址空间的根节点在第五部分有描述。

3.1.28 服务端(Server)

一个软件应用，用来实现规范里明确定义的Service。

3.1.29 服务(Service)

OPC UA服务端定义，客户端调用操作。它有点类似于程序语言里的方法调用，或者Web服务WSDL合同的一个操作。

3.1.30 服务集(Service Set)

一组有关联的服务。

3.1.31 对话(Session)

客户端与服务端之间的合理的长时间运行的连接。会话维持客户端到服务端之间调用服务的状态信息。

3.1.32 订阅(Subscription)

客户端定义的位于服务端的终端，用于返回通知给客户端。Generic term that describes a set of Nodes selected by the Client (1) that 服务端阶段性检测存在的条件, and (2) for which 当条件改变服务端发送通知给客户端。

3.1.33 变量(Variable)

变量是一个包含值的节点

3.1.34 视图(View)

地址空间里一个特殊的子集，致力于客户端。

3.2 缩写和原形

A&E Alarms and Events
API Application Programming Interface
COM Component Object Model
DA Data Access
DCS Distributed Control System
DX Data Exchange
HDA Historical Data Access
HMI Human-Machine Interface
LDAP Lightweight Directory Access Protocol
MES Manufacturing Execution System
OPC OPC Foundation (a non-profit industry association)
PLC Programmable Logic Controller
SCADA Supervisory Control And Data Acquisition
SOAP Simple Object Access Protocol
UA Unified Architecture
UDDI Universal Description, Discovery and Integration
UML Unified Modelling Language
WSDL Web Services Definition Language
XML Extensible Mark-up Language

4 OPC UA系列的架构

4.1 规范组织

OPC规范由多个部分的规范组合而成，如图一所述。

表1-OPC UA规范组织
前面七个部分是OPC UA功能的核心部分。这些核心功能定义了OPC地址空间结构和需要操作的服务。第八到十一部分的核心功能是规范访问类型，根据OPC COM规范划分，如DA、A&E、HAD。第十二部分介绍了为OPC UA提供的发现机制，第十三部分介绍聚合数据的方式。
建议读者在阅读八到十一部分前先阅读第一到第五部分的核心规范。例如，一个读者对UA的数据访问感兴趣，那就应该先阅读第一到第五部分再阅读第八部分，第八部分的引用也会指导读者去阅读规范的其它部分。

4.2 核心规范部分

第一部分－思想和概括
也就是本部分，呈现OPC UA的思想和概括。
第二部分－安全模型
描述客户端和服务端安全交互的模型。
第三部分－地址空间模型
描述服务端地址空间结构的内容。
第四部分－服务
具体说明OPC UA服务端提供的服务。
第五部分－信息模型
具体说明了OPC UA服务端定义的类型和类型间关系。
第六部分－映射
具体说明OPC UA支持的传输协议和数据编码的映射。
第七部分－配置文件
specifies the Profiles that are available for OPC Clients and Servers. These Profiles provide groups of Services or functionality that can be used for conformance level certification. Servers and Clients will be tested against the Profiles.

4.3 访问类型规范部分

第八部分－数据访问
具体说明OPC UA数据访问的使用
第九部分－报警和条件
具体说明OPC UA支持的报警和条件的使用。基本系统支持简单事件，规范扩展支持报警和条件。
第十部分－程序
具体说明OPC UA支持程序的访问
第十一部分－历史访问
具体说明OPC UA历史访问的使用，包括历史数据和历史事件。

4.4 通用规范部分

第十二部分－发现
具体说明在不同情形怎么发现服务端的操作，并描述UA客户端和服务端怎样使用它们互相影响。还定义了UA关联信息的访问，可以使用普通的目录服务协议如UDDI和LDAP。
第十三部分－聚合
具体说明怎样计算和返回聚合如最小值、最大值、聚合等。聚合能被实时数据和历史数据使用。

5 概括

5.1 UA概览

OPC UA应用于机械软件，如现场设备、控制系统、MES、ERP系统。这些系统旨在进行信息交换、使用命令并控制工业进程。OPC UA定义一个公用基础设施模型来便于信息交换，OPC UA规范如下：
*呈现结构、行为和情形的信息模型
*在应用之间互相影响的消息模型
*在终端间传输数据的通信模型
*保证系统间的互操作性的统一模型

5.2 介绍

5.3 设计目的

5.4 所有模型和所有服务

5.4.1 安全模型

5.4.2 所有的地址空间模型

5.4.3 所有对象模型

5.4.4 所有服务

5.5 对话

5.6 冗余

6 系统概念

6.1 概述

6.2 OPC UA客户端

6.3 OPC UA服务端

6.3.1 真正的对象

6.3.2 OPC UA服务端应用

6.3.3 OPC UA地址空间

6.3.4 发布／订阅实体

6.3.5 OPC UA服务接口

6.3.6 服务端间的互相影响

7 服务集

7.1 常规

7.2 发现服务集

7.3 安全通道服务集

7.4 对话服务集

7.5 节点管理服务集

7.6 视图服务集

7.7 搜索服务集

7.8 属性服务集

7.9 方法服务集

7.10 监视项服务集

7.11 订阅服务集