随着计算机技术和信息技术的不断发展，环境监控与安全防范系统在智能建筑中的应用越来越广泛。随着系统规模的不断扩大，应用于工业控制领域的软件与硬件设备的种类也越来越丰富，不同设备的通信协议也不尽相同，系统集成难度越来越大。因此，如何有效处理系统的互联和互操作问题成为迫切需要解决的问题。由于OPC技术采用即插即用的软件方式，统一了数据访问接口，简化了系统集成环境，并且易于实现功能扩展，使控制系统进一步开放，从而使得每一个子系统都能够自由的通信，实现了信息共享，所以OPC技术的应用越来越广泛，已成为建筑智能化系统集成的一种新途径。这里以智能建筑领域某环境监控与安全防范系统为例，探讨OPc技术的应用。

l 系统构建
    在某些智能楼宇中，对环境温湿度、火灾报警与人员出入管理有较高要求，因此一套设计合理、价格适宜的环境监控与安全防范系统就显得尤为重要。这里所设计研究的系统主要包括温湿度监控、火灾报警和门禁控制3个子系统。由于现场设备种类和数量繁多并且在楼宇建筑内分布广泛，所以采用基于OPC技术的系统集成方案，从而成功的解决系统集成及各子系统之间的互联性和互操作性问题。系统集成原理如图1所示。

    各子系统OPC服务器封装了子系统的访问细节，并向上提供标准的OPC接口，集成平台各应用软件作为客户端通过OPC标准接口模块与子系统进行通信和控制，并对收集到的各个子系统信息进行整理、统计和分析，实现信息共享，协调各个子系统之间的工作，从而达到控制与管理的目的，实现了系统集成。

2 OPC技术简介
    OPC(OLE for Process Control)即是把OLE应用于工业过程控制领域。工业控制领域要用到大量的现场设备，在OPC：出现以前，软件开发商需要开发大量的驱动程序连接这些设备。由于不同设备或者同一设备不同单元的驱动程序有可能不同，软件开发商很难同时对这些设备进行访问以优化操作，且一旦硬件系统改动或升级，应用程序就可能需要重写；同时不同客户有着不同的应用需求，不同硬件设备也存在不同的数据传输协议，传统集成方法已越来越不适应发展需要。

    OPC技术的出现有效地解决了这一问题。OPC建立在OLE规范之上，它为工业控制领域提供了一种标准的数据访问机制。它将底层硬件驱动程序和上层应用程序的开发有效地分隔开，使用统一的数据接口实现了不同设备协议间的数据互访，不仅易于系统维护和升级，而且缩短了开发时间。

    OPC规范的内容涵盖了数据存取、事件报警、安全性等诸多方面，主要包括：数据存取规范、报警事件规范、历史数据存储规范、批量过程规范和安全性规范等。OPC开发包括OPC服务器和OPC客户端两个部分。[nextpage]

    其实质是在硬件供应商和软件开发商之间建立了一套完整的标准，只要遵循这套标准，数据交互对双方来说就是透明的，OPC客户端就可以方便地读取OPC服务器中的数据，无需重复开发单独的驱动程序，应用程序之间可以很容易地实现信息的共享与交互，从而大大降低集成成本。典型的OPC体系如图2所示。

3 OPC数据访问服务器的实现
    OPC服务器的实现一般有3种方法：通过快速开发工具开发OPC服务器；通过MFC(微软基本类库)提供的COM支持开发OPC服务器；通过ATL(活动模板库)开发OPC服务器。

    由于OPC快速开发工具功能有许多限制，而MFC开发基于窗口的应用程序虽然比较方便。但它不是开发COM组件的理想工具，需要手工添加很多支持COM的基础代码。ATL是VC++提供专门针对COM应用开发的活动模板库。它内部的模板类实现了COM的一些基本特征。比如一些基本的COM接口，也支持COM的高级特征。如双接口、连接点等，其基本目标是使COM应用开发尽可能的自动化。使用ATL可以快速地开发出高效、简洁的代码，同时对COM组件的开发提供了一定限度的代码自动生成以及可视化支持。所以在此采用ATL研究OPC服务器的开发。

    OPCDA规范规定OPCDA Server包含3种对象：Server对象、Group对象和Item对象。Server对象包含了OPCDA Server的相关信息，它可以对Group对象进行添加、删除，是Group对象的容器。Group对象包含了这个组的相关信息，并提供了逻辑上包含组织Item对象的机制。Item对象与数据项关联，每个数据项必须具备Value，Quality和TimeStamp三个属性。OPC数据访问服务器程序结构如图3所示。

    由于OPC数据服务器既要对底层硬件进行读写操作，又要通过OPC接口与客户程序进行交互，为保证数据存取的效率，所以采用多线程模型，创建exe形式的进程外OPC服务器。实现OPC数据访问服务器的主要步骤包括：

(1)用ATL创建一个exe进程外服务器。将OPCDA规范中的IDL文件，加入项目中进行编译，将组件接口引入到工程中；

(2)添加OPCServer对象。创建一个简单的ATL对象，命名为GstServer，按照OPC规范添加相应接口并实现其方法，其中AddGroup函数的实现是难点；

(3)添加OPCGroup对象。Group对象是通过Server对象的创建实现的，因此不需要类型库，所以要在工程的OPCDA．cpp文件的对象映射中将其删除，然后用聚合实现接口的添加：
BEGIN_COM_MAP()
    COM_INTERFACE_ENTRY_AGGREGATE()
    END_COM_MAP()[nextpage]

(4)定义一个类CGstItem添加Item对象。OPCItem无需实现任何接口功能，只要根据实际情况增加相应的功能函数，如根据OPCltem的名称与数据源进行连接、读写数据源等；

(5)数据存储区的设计。数据存储区包含了服务器程序定义的数据项。要根据项的数目确定缓存的大小，使得每个项都有相对应的内存空间；

(6)OPC服务器的结构和功能大同小异，主要的区别在于硬件驱动程序。可以针对不同设备开发相应的读写接口类，并与相应的OPC服务器里的项对象连接起来，实现OPC服务器对现场数据的存取功能。

4 OPC客户应用程序的实现
    在该集成系统中，通过自行开发的OPC客户端实现集成平台和子系统的数据交换。在应用程序运行时，客户端将按照指定的采集频率对数据进行采集。

    自动化接口封装了COM底层的许多实现，使用户能比较轻松地进行数据访问，具有简单、易于编程等优点。该系统的OPC客户端程序使用VB6通过OPC自动化接口实现OPC数据访问。程序示例如下：
(1)启动VB，新建一工程OPCClient，在VB主菜单的“工程”项中选择“引用”，在弹出窗口可用的引用选项中选择“OPC Automation 2．0”，就可以使用自动化接口；

(2)声明使用的对象及变量

(3)连接OPC服务器、建立OPC组和添加OPC项

5 结 语
OPC作为一项逐渐成熟的技术已得到国内外厂商的高度重视，许多公司都在原有产品的基础上增加了对OPC的支持。由于统一了数据访问的接口，使控制系统进一步走向开放，实现了信息的集成和共享，所以用户能够得到更多的方便。相信随着技术的发展，OPC会越来越广泛地应用于工业过程控制领域。