opcua-python学习踩坑总结

前言

之所以一直没写博文，大概是一直比较忙。

接了一些额外的活，做了几个视频放到了其他平台上，也通过做工程训练的车弥补了自己51和stm32，esp，还有定时器，i2c总线复用等等的知识，虽然工训是延期了，不过假期还是要继续做车，相关的博文也是要补上的

最近其实也系统的学了一下机器学习和深度学习的知识，写出了一篇应用在嵌入式设备上的深度学习目标检测论文，之后也会总结相关的知识，并尽量通俗易懂的解释出来。

那就先从opcua开始吧~~~

OPCUA通信协议介绍

OPC UA（OPC 统一架构）是一种用于工业控制系统的通信协议。它是一种开放的、平台无关的协议，可用于连接各种工业设备和软件应用程序，使它们能够互相通信并共享数据。

OPC UA 的主要优点在于，它能够提供一种统一的方式来连接不同厂商的设备和应用程序。这意味着，使用 OPC UA 的软件应用程序可以与使用其他协议的设备和应用程序进行通信，而无需考虑底层的通信协议。 

其实这类似于物联网中的mqtt协议，只不过mqtt较为轻量级，opcua则是用于工业相关的控制系统

OPCUA的两种工作方式

1. 客户端/服务器模式：在这种模式下，OPC UA 客户端向 OPC UA 服务器请求数据，服务器接收请求并向客户端发送数据。

2. 发布/订阅模式：在这种模式下，OPC UA 服务器将数据“发布”到网络上，而客户端可以“订阅”特定的数据。当服务器更新数据时，客户端会收到更新的数据。

这两种模式可以根据应用场景的需要进行选择。例如，客户端/服务器模式适用于客户端需要向服务器请求单个数据项的情况，而发布/订阅模式则适用于客户端需要定期接收大量数据的情况。

个人觉得客户端/服务器模式类似于TCP通讯协议，是点对点的，对实时性要求比较高，而发布订阅模式类似于UDP通讯协议，对实时性要求并没有那么高，但接收数据较多

其中发布订阅模式对小的嵌入式设备（stm32系列）比较友好，可以融合物联网的mqtt协议，真正将opcua纳入网络，而不只是自己的工业网络

OPCUA-python是什么？

顾名思义，那就是利用python实现这种通信协议的库呗，这个库目前已经停止更新，开发者们开发了一个新的库，名为opcua-asyncio，可通过如下链接访问：

https://github.com/FreeOpcUa/opcua-asyncio

不过做一些比较基本的功能，只用OPCUA-python这个库还是够用的

服务器常用函数

endpoint = "opc.tcp://{}:{}".format(url, port)
myserver.set_endpoint(endpoint)

设置endpoint(其实endpoint就像一个服务器链接）

myserver = opcua.Server()

开启opcua服务器

objects = myserver.get_objects_node()

设置服务器节点（使客户端得以访问）

addspace = myserver.register_namespace(name)

设置服务器命名空间

root = myserver.get_root_node()

获取服务器根节点

objects.add_method(1, "Conveyor", Start_Conveyor_prog)

为节点（objects) 添加方法Start_Conveyor_prog

客户端常用函数 

myclient = Client(endpoint)

在客户端引用endpoint

myclient.get_node("ns=2;i=3")

在客户端里使用ns=2;i=3这个节点

Start_Lathe_Prog1 = method[4] 

调用服务器里设置的方法

Workpiece = objects_node.call_method(Start_Conveyor_prog,[WorkpieceID.get_value()])

 call_method函数，第一个参数是节点名称，第二个参数是值，是这个节点里的值，属于数组，或者传递字典也是可以的

return_value_kuka_prog1 = objects_node.call_method(Start_Kuka_Prog1)

返回某个方法

示例程序：温度实时检测，每隔五秒传到客户端

服务器程序：

import opcua
from time import sleep
from random import randint
from datetime import datetime

# Assign endpoint URL
url = "localhost"
port = 5001
endpoint = "opc.tcp://{}:{}".format(url, port)

# create instance/object of type opcua.Server
myserver = opcua.Server()

# Assign endpoint url on the OPC UA server address space
myserver.set_endpoint(endpoint)

# Create a name for OPC UA namespace
name = "Temperature Sensor"

# Register the name on OPC UA namespace
addspace = myserver.register_namespace(name)

# Get reference to the Objects node of the OPC UA server
objects = myserver.get_objects_node()

# Create objects on the object node
param = objects.add_object(addspace, "parameters")

# Create variables
Sensor_name = param.add_variable(addspace, "Sensor Name", "Temperature_Sensor_SF12")
Temperature = param.add_variable(addspace, "Temperature Value", 'NA')

# Set variable as writable
Sensor_name.set_writable()
Temperature.set_writable()

#########################################################################################
# Present the data structure of the OPC UA server
root = myserver.get_root_node()
print("Root Node Id: %s" % root)
print("Children of root are: %s" % root.get_children())
print()

my_objects = myserver.get_objects_node()
print("Defined object Node Id: %s" % my_objects)
print("Children of the defined object are: %s" % my_objects.get_children())
print()

sensor_name_node = my_objects.get_children()[1].get_children()[0]
print("Sensor name node Id: %s" % sensor_name_node)
print("Sensor name node browse name: %s" % sensor_name_node.get_browse_name())
print("Sensor name default value: %s" % sensor_name_node.get_value())
print()

temperature_node = my_objects.get_children()[1].get_children()[1]
print("Temperature node Id: %s" % temperature_node)
print("Temperature node browse name: %s" % temperature_node.get_browse_name())
print("Temperature default value: %s" % temperature_node.get_value())
print()
########################################################################################

# starting! The server will continue running
myserver.start()
current_time = str(datetime.now().time())[:-7]
print("{} - Server is initialising...".format(current_time))

while True:
    sleep(5)
    current_time = str(datetime.now().time())[:-7]
    current_temp = randint(10, 25)

    Temperature.set_value(current_temp)  # publish temperature value
    print("{} - Current temperature: {} Celsius".format(current_time, current_temp))

 客户端程序：

from opcua import Client
from datetime import datetime

# Assign endpoint URL
url = "localhost"
port = 5001
endpoint = "opc.tcp://{}:{}".format(url, port)

# Assign endpoint url on the OPC UA client  address space
myclient = Client(endpoint)

# Connect to server
myclient.connect()

# Assign nodes
Temperature_node = myclient.get_node("ns=2;i=3")

# Subhandler Class from OPC UA
class SubHandler(object):
    """
    Subscription Handler. To receive events from server for a subscription
    """

    def datachange_notification(self, node, val, data):
        """
        called for every datachange notification from server
        """
        global DataChange  # Global variable
        current_time = str(datetime.now().time())[:-7]
        DataChange = val  # Assigning value to global variable
        print("{} - Received temperature: {} Celsius".format(current_time, val))

    # Initailise variable


nodes = myclient.get_objects_node()
DataChange = "null"

# Create Sub handler
handler = SubHandler()

# create subscription by passing period in milliseconds and handler
subscribe = myclient.create_subscription(0, handler)

# pass variable node to subscribe data change method
handler = subscribe.subscribe_data_change(Temperature_node)

程序运行效果：服务器

 程序运行效果：客户端