Qt+OPC开发笔记（三）：OPC客户端订阅特点消息的Demo

前言

  本篇介绍opc客户端订阅消息，实现一个opc事件的订阅，当订阅的数据在服务器发生变化是，客户端能立即得到更新。

 

Demo

  

 

OPC客户端

  OPC 客户端是一种利用OPC（OLE for Process Control）协议与 OPC 服务器进行通信的软件应用程序。

功能特点

• 数据访问：提供一套简单易用的 API，使开发人员能轻松地创建、读取、更新和删除OPC服务器上的数据项，可从传感器、PLC、DCS 系统、过程分析仪等各种数据源获取实时数据。
• 事件订阅（当前使用）：支持实时数据变化订阅，当服务器端的数据发生变化时，客户端能够立即获取到更新，以便及时响应和处理数据变化。
• 连接管理：负责建立和管理与 OPC 服务器的连接，包括连接的建立、监控连接状态以及在发生异常时进行重连或断开。
• 数据展示与处理：允许用户创建和管理数据视图，通常以表格或图形的方式展示实时数据流，还能对采集到的数据进行分析、存储、归档等处理，为决策提供支持。

数据访问方式

  OPC 协议支持多种数据访问方式，以满足不同的应用场景需求：

• 同步访问：客户端发送请求后会一直等待，直到服务器返回响应。这种方式适用于对实时性要求较高的场景，但如果服务器响应时间较长，可能会导致客户端程序阻塞。
• 异步访问：客户端发送请求后不会等待服务器响应，而是继续执行后续操作。当服务器处理完请求后，会通过回调函数通知客户端。这种方式可以提高客户端程序的效率，避免阻塞。
• 订阅访问（当前使用）：客户端可以订阅特定的数据项，当这些数据项的值发生变化时，服务器会主动将更新后的数据推送给客户端。这种方式适用于需要实时监控数据变化的场景。

订阅服务器某个消息

步骤一：连接服务器

  

步骤二：创建订阅

  

  

步骤三：创建监听项

  

步骤四：处理回调函数

  这里是通过subId与监控id对应来确定是哪一个变量变化。
  

步骤五：Qt兼容使用定时器定时调用

  

 

Demo关键源码

创建订阅和监控项

bool OpcClientManager::createSubscriptionResponse()
{
    /*
       OPC UA中的订阅是异步的。也就是说，客户端向服务器发送多个PublishRequest。
       服务器返回带有通知的PublishResponses。但只有在生成通知时。客户端不会等待响应，而是继续正常操作。
       请注意订阅和受监视项目之间的区别。订阅用于报告通知。
       MonitoredItems用于生成通知。每个MonitoredItem只附加到一个订阅。订阅可以包含许多受监视的项目。
       客户端在后台自动处理PublishResponses（带回调），并在传输中保留足够的PublishRequests。
       ublishResponses可以在同步服务调用期间或在“UA_Client_run_iterate”中接收
    */

    // 步骤一：创建一个默认的订阅请求对象（有订阅再开放）
    _subscriptionRequest = UA_CreateSubscriptionRequest_default();
    _subscriptionRequest.requestedPublishingInterval = 1000; // 设置发布间隔为1000毫秒，即每秒发布一次数据
    _subscriptionRequest.requestedLifetimeCount = 300;       // 设置生命周期计数为300，即服务器在300个发布周期后会终止该订阅
    _subscriptionRequest.requestedMaxKeepAliveCount = 10;    // 设置最大保持活动计数为10，即服务器在10个发布周期内没有数据变化时，仍会发送空的通知以保持连接活跃
    _subscriptionRequest.maxNotificationsPerPublish = 0;     // 设置每个发布周期的最大通知数为0，表示不限制通知数量
    _subscriptionRequest.publishingEnabled = true;           // 启用发布功能，允许服务器主动推送数据
    _subscriptionRequest.priority = 0;                       // 设置订阅的优先级为0，数值越高优先级越高
    // 步骤二：设置订阅回复，设置状态改变通知回调和删除订阅回调
    _subscriptionResponse = UA_Client_Subscriptions_create(_pUAClient,
                                                           _subscriptionRequest,
                                                           NULL,
                                                           OpcClientManager::statusChangeNotificationCallback,
                                                           OpcClientManager::deleteSubscriptionCallback);
    if(_subscriptionResponse.responseHeader.serviceResult != UA_STATUSCODE_GOOD)
    {
        LOG << QString("Failed to UA_Client_Subscriptions_create, error code: 0x%1")
               .arg(UA_StatusCode_name(_subscriptionResponse.responseHeader.serviceResult));
        return false;
    }
    LOG << "Succeed to UA_Client_Subscriptions_create, id:" << _subscriptionResponse.subscriptionId;

    startTimer(100);

    return true;
}

bool OpcClientManager::createMonitoredItemRequest(int ns, int i)
{
    // 前置：有一个订阅实例
    // 步骤三：创建监控项请求，需要传入监控的节点
    LOG << ns << i;
    UA_NodeId nodeId = UA_NODEID_NUMERIC(ns, i);
    UA_MonitoredItemCreateRequest monitoredItemCreateRequest = UA_MonitoredItemCreateRequest_default(nodeId);
    monitoredItemCreateRequest.requestedParameters.samplingInterval = 100;  // 采样间隔（单位：毫秒），指定服务器多久读取一次被监控变量的实际值。
    monitoredItemCreateRequest.requestedParameters.discardOldest = true;    // 当监控项的队列（Queue）已满时，是否丢弃最早的数据。
    monitoredItemCreateRequest.requestedParameters.queueSize = 10;          // 服务器为该监控项保留的历史值队列大小。queueSize = 10 表示服务器最多保存10个未发送给客户端的值

    // 添加监控项到订阅
    UA_MonitoredItemCreateResult monResult = UA_Client_MonitoredItems_createDataChange(_pUAClient,
                                                                                       _subscriptionResponse.subscriptionId,
                                                                                       UA_TIMESTAMPSTORETURN_BOTH,
                                                                                       monitoredItemCreateRequest,
                                                                                       NULL,
                                                                                       OpcClientManager::dataChangeNotificationCallback,
                                                                                       NULL);
    if(monResult.statusCode != UA_STATUSCODE_GOOD)
    {
        LOG << "监控项创建失败 error:" << QString(UA_StatusCode_name(monResult.statusCode));
        return false;
    }else
    {
       LOG << "成功监控节点 MonId: " << monResult.monitoredItemId;
       return true;
    }

}

回调函数

void OpcClientManager::statusChangeNotificationCallback(UA_Client *client, UA_UInt32 subId, void *subContext, UA_StatusChangeNotification *notification)
{
    LOG << __FUNCTION__ << client << subId;
}

void OpcClientManager::deleteSubscriptionCallback(UA_Client *client, UA_UInt32 subId, void *subContext)
{
    LOG << __FUNCTION__ << client << subId;
}

void OpcClientManager::dataChangeNotificationCallback(UA_Client *client, UA_UInt32 subId, void *subContext, UA_UInt32 monId, void *monContext, UA_DataValue *value)
{
    LOG << __FUNCTION__ << client << subId;
    LOG << "数据变化通知 - 监控项ID: " << monId;
   if(value->hasValue && value->value.type)
   {
       UA_Variant *var = &value->value;
       if(var->type == &UA_TYPES[UA_TYPES_BOOLEAN])
       {
            LOG << *static_cast<bool *>(var->data);
       }else{
           LOG << "other types";
       }
   }
}

定时器处理

void OpcClientManager::timerEvent(QTimerEvent *event)
{
    if(_pUAClient)
    {
        UA_Client_run_iterate(_pUAClient, 100);
    }
}

 

工程模板v1.2.0

  

 

入坑

入坑一：订阅变量后未通知

问题

  订阅变量后未通知
  

尝试

  检查代码没有发现任何问题，考虑是否有其他问题。
  更换第三方单文件全代码订阅后，变化 也无通知：
  

  使用uaexpert测试，订阅看起来是成了：
  

  修改成5秒，发现就是5秒了，所以这里订阅是成功了。
  继续考虑代码问题了，再次查看，发现可能是打印缓存的问题，Qt输出printf需要设置stdout为0：
  

  那么这个代码是没问题的。
  回到封装的代码，对比检查，发下关键性代码：
  

  

  所以open ua这个代码，收到订阅通知需要跑这个循环才可以收到。
在OPC UA通信中，客户端需要持续运行并处理服务器推送的通知，而UA_Client_run_iterate函数正是用于实现这一点的关键机制。
  然后查看了其他一边监听一边写入的代码，跟想象中一样，间隔写入（PS：就是单片机的单路径一样）
  

解决

  本意是用Qt的消息循环替代：
  
  这个靠Qt循环的不是那么准确，还需要完善这个流程，有可能处理会有2次一同处理。