跨平台SCADA系统（组态软件）开发6

六、服务端实现

6.1 概述

本章所说的服务端，是“仪器-工控机-服务器-客户端”架构中的服务端，并不实现采集功能（采集功能已在前面的章节讲述）。我们要实现的服务端是有高实时性的，当数据发生改变时，迅速地推送给客户端。同时，客户端上的反控操作，能快速地反映到仪器上。

MQTT是实现此类服务端较好的技术选择。以“设备名.因子名”为主题，当采集到变化的数据时，发布相应主题。客户端根据当前显示需要，订阅相关的主题。同时，工控机订阅一个专门的反控主题，任何客户端的反控操作都发布该主题。

 

6.2 服务端技术实现

使用MQTTnet开发MQTT服务器，同时支持TCP模式和WebSocket模式。为了支持WebSocket，必须建立一个ASP.NET Core项目，然后修改Program.cs为：

public static void Main(string[] args)
{
    BuildWebHost(args).Run();
}

private static IWebHost BuildWebHost(string[] args) =>
    WebHost.CreateDefaultBuilder(args)
    .UseKestrel(o =>
    {
        o.ListenAnyIP(9022, l => l.UseMqtt());//TCP
        o.ListenAnyIP(9021);//WebSocket
    })
.UseStartup()
.Build();

修改Startup.cs为：

public void ConfigureServices(IServiceCollection services)
{
    services
    .AddHostedMqttServer(mqttServer => mqttServer.WithoutDefaultEndpoint())
    .AddMqttConnectionHandler()
    .AddConnections();
}

public void Configure(IApplicationBuilder app, IWebHostEnvironment env)
{
    app.UseRouting();

    app.UseEndpoints(endpoints =>
    {
        endpoints.MapMqtt("/mqtt");
    });

    app.UseMqttServer(server =>
    {
        //处理MQTT消息
    });
}

 

对MQTT服务器来说，工控机和网页客户端都是客户端，如下图所示：

由于存在反控，工控机分别订阅了不同的反控主题。而对客户端来说，它是一个整体的展现，并不太关心什么数据来自哪个工控机。所以，在反控时，服务端需要对反控命令进行分发。

 

6.3 客户端技术实现

客户端使用mqtt.js实现功能，通过WebSocket的方式连接服务端。所有因子的主题为一个保留主题，基本客户端刚连接就可以收到最新的因子列表。它再通过这个列表订阅相关的因子主题，得到因子的最新数值。

下面，我们模拟了一个从仪器到工控机，到服务端，再到客户端的场景。

8台虚拟Modbus设备，约700个因子：

模拟两台工控机，每台采集4台仪器：

模拟MQTT服务端：

模拟Web客户端：