船舶监控系统数据通信技术思考

前言：想要写出一篇引人入胜的文章？我们特意为您整理了船舶监控系统数据通信技术思考范文，希望能给你带来灵感和参考，敬请阅读。

摘要：本文根据以往工作经验，对OPC（OLEforProcessControl）基础COM(ComponentObjectModel)技术概述进行总结，并从COM接口、COM结构、OPC开发背景和历史、OPC数据访问规范研究、OPC数据访问形式五方面，论述了船舶综合监控系统的数据通信技术内容。

关键词：船舶；综合监控系统；数据通信技术

1OPC基础COM技术概述

OPC属于是一种工业标准，在实施过程中，主要是以微软OLE(ObjectLinkingandEmbedding)、COM和DCOM技术为基础。除此之外，OPC能够将一整套接口、属性和方法呈现出来，实现过程控制和制造业自动化控制操作。总的来说，COM模型优势主要集中在以下几方面：第一，用户希望能够制定自己需要的应用程序，反观整个组件技术，从本质角度来说可以被定制，用户可以用相关组件对之前的进行替代。第二，由于组件属于是应用程序中独立的部件，实际软件的可重用性也得到了稳步提升。第三，随着宽带网络重要性的提升，分布式网络应用成为了软件市场之中十分重要的卖点。站在COM组件程序角度来说，人们可以对交互进行重新定义，还需要将程序运行所需要的环境呈现出来。在实际COM标准集中设计时，组件程序也被称之为模块，这其中可以是动态链接库，也可以被当作是进程内的组件内容。组件之中可以包含很多个对象，这主要是由于COM模型基本单元代表着对象，在程序之间相互通信的时候，对方应该是COM对象，但无论是动态链接库DLL，还是可执行程序EXE，均能够发送COM对象的相应代码载体。

2COM接口

2.1接口定义和标识

这里所提到的接口代表着一组函数数据结构，借助于该数据结构的应用，能够将组件功能更好的呈现出来，借助于接口定义一组函数内容，该类函数主要是通过组件对象将信息显示出来，获取更多组件服务对象。各个客户程序也可以借助于函数指针，实现对接口成员函数的合理调用。一般来说，接口指针会指向另一个指针，另一个指针会指向新一组函数，这也是人们常说的接口函数。一般来说，人们主要是利用接口函数对虚函数进行表示，如果接口虚函数表是确定的，所有接口成员个数也会处于不变状态。在接口定义过程中，信息确定应该以二进制一级进行确认。从之前研究过程中能够看出，接口并不具备变性特点，一个COM对象能够支持多个接口，而且COM接口主要应用的是唯一标识符，如果对该类接口进行应用，需要将接口所能提供的具体方式明确出来。

2.2接口特性

首先是二进制特点，COM接口具备很强的规范性特点，而且具备二进制一级标准，具备表达能力的语言，均可以对该类接口进行描述，让整个组件程序开发显得更具可行性。其次是接口不变性，接口属于客户程序和组件程序的连接纽带，能够呈现出不变性特点，如果客户程序和组件程序可以按照接口设计进行开发，当独立开发两项程序之后，便会达到预期效果。再次是扩展性，接口在应用过程中，能够呈现出较强的继承性特点，以说明继承为主，这里所提到的说明继承只是对成员函数进行有序说明，并不会将继承接口实现，这主要是由于接口定义不包括函数实现，而且只能单继承，不能多继承。最后是多态性，多态性代表着面向组件对象的重要性，实际COM对象多态性让客户程序在同样接口基础上，对不同对象进行处理。

3COM结构

3.1服务器模型

该种模型在设计过程中，主要是将对象和客户之间的互动关系呈现出来，该过程主要是以服务器模型为基础，该类服务器模型具备较强的稳定性特点，能够设立COM模型目标，当程序通信工作结束之后，稳定性和可靠性也能得到有效展示。一般来说，COM不仅是服务器模型，客户同样可以提供服务，而且服务方也能具备组件对象功能。其中，一个对象可以是服务器模型，同样也可以是客户，实际COM能够处理好所有情况。总的来说，服务器模型开发比较成功，为后续模型建设创造良好条件，而且用户和服务器之间的关系也会变得更加灵活。

3.2COM库

COM库在设计过程中，需要将COM标准呈现出来，该部分内容主要涉及到的内容为核心系统代码，而且该部分代码能够使得对象和用户之间通过二进制一级标准，执行相应的交互操作。站在实际网络系统角度来说，COM库主要以dll文件形式存在，这其中涉及到的内容主要涉及到以下几方面：第一，提供部分API函数开发客户，以及服务器端COM应用。从具体客户端发展过程中能够看出，主要是对函数进行创建的基本过程，而且在服务器端，主要是为用户提供访问支持。第二，为了对内存标准方式进行有效设计，人们可以做好整个控制进程中内存的合理分配。一般来说，COM库能够做到组件按照统一方式进行交互设计，使得COM应用在编写过程中，不必编写太多的基础代码，同样也能为COM库提供API编程过程。

4OPC开发背景和历史

4.1OPC规范的产生背景

在早期计算机研究和发展上，为了确保不同硬件和软件之间数据交换的合理性，相关工作人员需要花费很多时间和精力，实现整个通信程序的全面开发。但由于数据交换和通信工艺标准的出现，才有了互联网技术，使得不同计算机能够相互连接在一起。因此，企业在信息系统开发过程中，可以采用相应的工业标准数据库，以及客户服务器接口，让整个程序自身功能开发变得更加完善。更为重要的是，很多工业自动化系统同样存在一些问题，在互联网的作用下，不同供应商提供的设备也可以互相连接，并不需要软件开发的配合。

4.2OPC的产生

最早进行OPC研究的公司主要有5家，最早的OPC标准起源于1995年，微软作为技术顾问，给予了很大的支持。到了1997年2月，OPC欧洲基金会正式成立，日本也在1998年5月正式成立了资本OPC协会。2000年之后，OPC基金会数量也开始逐步提升，截止到目前，全球已经有300家企业加入到国际标准组织之中。同时，控制设备厂商和软件商制作的OPC产品数量也越来越多，为后续工作的开展创造了有利条件。

5OPC数据访问规范研究

OPC数据访问规范主要描述的是OPC服务器实现COM对象衔接，以及相应接口的制作。另外，实际OPC逻辑对象内容主要涉及到三方面，即服务器对象、组对象以及数据项对象，不同对象对应着不同接口。其中，服务器对象主要应用指定OPC服务器应用程序名，并向OPC客户端提供创建和操作OPC组对象的功能。组对象，主要是由若干Item和Group信息并逻辑组织数据项，其中一组可以当作一个单元，最终处于激活或者是失活状态。另一组能够做到项目列表的准确订阅，一旦数据发生变化，系统也会自动发出通知，为后续工作的开展提供有利条件。一般情况下，数据项之中的数据结构代表着三个成员变量，即数据值、数据质量和时间戳。该种数据值主要是通过VARIANT形式表现出来的。通过对数据项的有效定义，OPC技术尽可能将设备特殊信息去除掉，此时，OPC服务器的通用性特点也会得到大幅提升。

6OPC数据访问形式

首先是同步访问形式，该种访问形式主要是将OPC服务器按照OPC应用程序要求，将得到的访问数据作为方法反馈给OPC应用程序，在实际结果被返回之前，OPC应用程序主要是处于等待状态。其次是异步访问形式，当OPC服务器接收到OPC应用程序要求之后，需要立即将方法返回，这也是对OPC应用程序进行有效处理的基本过程。当OPC服务器完成数据访问时，整个应用程序的异步访问事件也就相继完成，进而将数据访问结果传输到OPC应用程序之中。而且OPC应用程序在VB事件处理上，能够对来源于OPC服务器数据进行接收。最后是订阅访问方式，该方式主要是确保服务器能够按照一定的更新周期，实现对OPC服务器缓冲值的重新表示，倘若数值出现变化，便会通知OPC应用程序，控制好整个系统的工作负荷。

7结论

由于不同厂家生产的设备之中，通信协议存在差异性，为数据交互操作制造了很大麻烦。为此，相关工作人员需要借助于OPC协议，对现场数据进行采集，进而将更好的适应性特点呈现出来，并将OPC技术应用到船舶综合监控系统通信过程之中。相关工作人员需要对COM技术进行熟练掌握，强化整个系统的数据通信水准。

参考文献

[1]董政,曹春,孟东海.数字航道综合监控系统在航道维护管理中的应用研究[J].中国水运,2020(03):83-85.

[2]苏一丹,付永领,刘玉明.基于综合平台管理系统技术的电站监控管理系统设计[J].船舶工程,2019,41(S2):14-18+123.

[3]逯昌浩.船舶综合监控系统的计算机网络通信技术研究[J].舰船科学技术,2019,41(08):130-132.

[4]赵云峰,武壮,戴永成.基于北斗卫星的船舶监控系统的数据通信技术开发[J].舰船科学技术,2018,40(06):97-99.

[5]王超轮,王昭,刘卓耀.船舶综合监控系统的数据通信技术的思考[J].中国新通信,2018,20(06):23.

作者：秦峰 张凤才 李旻 单位：中国船舶重工集团公司第七二二研究所