【摘要】：隨著工業(yè)自動化及物聯(lián)網等領域的快速發(fā)展,傳統(tǒng)的OPC技術暴露出很多不足。因此,OPC基金會發(fā)布了一種跨平臺、具有豐富且可擴展信息模型的OPC UA統(tǒng)一通信規(guī)范,能更加安全可靠的實現(xiàn)信息模型層次的互操作。但是,OPC UA信息建模本身非常復雜,并且OPC UA建模工具很少,也沒有完全可操作的OPC UA建模開源項目。同時,UML已擴展到了OPC UA的應用領域,在同一領域中使用兩種不同規(guī)范會導致兼容性問題。因此,UML到OPC UA信息模型的轉換很有意義。本課題提出了一種基于元模型的UML到OPC UA模型轉換方法。其主要工作包括以下四個方面:(1)OPC UA統(tǒng)一架構及模型轉換方法的研究。針對OPC UA特有的信息建模能力,重點研究了相關的地址空間模型及信息模型規(guī)范。對當前主要的模型轉換方法進行了對比分析,深入研究了基于元模型的ATL模型轉換框架,為后續(xù)UML到OPC UA模型轉換研究做鋪墊。(2)UML到OPC UA模型轉換的研究。針對OPC UA信息建模本身的復雜性及與UML在同一領域使用導致的兼容性問題,本課題提出了一種基于元模型的UML到OPC UA模型轉換方法。重點研究了UML和OPC UA的元模型,嚴格分析它們在數據實體、數據類型及關聯(lián)關系之間的映射關系,并基于映射關系定義了ATL模型轉換算法。最后對算法進行了簡單實例驗證,結果表明該算法具有可行性和重用性。(3)UML到OPC UA模型轉換算法在建筑能耗管理系統(tǒng)中的應用。為了解決系統(tǒng)直接使用OPC UA建模的復雜性,首先對系統(tǒng)的設備空間關系進行了UML類建模。其次使用本文提出的UML2OPCUA模型轉換算法將其UML模型轉換為對應的OPC UA模型,再次驗證了算法的可行性及準確性。最后,基于生成的OPC UA信息模型,設計實現(xiàn)了OPC UA服務器地址空間主要功能,為系統(tǒng)底層能耗數據采集做準備。(4)基于OPCUA信息模型的分布式建筑能耗管理系統(tǒng)設計與實現(xiàn)。首先,對系統(tǒng)的整體架構及技術架構進行了詳細設計。其次,主要設計實現(xiàn)了系統(tǒng)底層數據采集服務、分布式海量能耗數據接收及存儲模塊功能。最后,對系統(tǒng)Web端的功能進行了設計實現(xiàn),清晰友好的展示出具體建筑能耗信息,為本校節(jié)能優(yōu)化提供有效參考。圖65幅,表4個,參考文獻65篇。
【圖文】：

所有 UML 類圖實例都要滿足該元模型定義的規(guī)則。圖 3-17 UML 類圖元模型與圖 3-17 相對應的 UML 類圖元模型 XMI 文件內容如圖 3-18 所示。圖 3-18 UML 類圖元模型表示

Eclipse 下新建一個 EMF 工程，首先創(chuàng)建 UML 類圖元模型，并將其Class.ecore，它以 XMI 文件形式存儲。UML 類圖元模型使用 Ecore 表示示。由圖可知，該元模型與文中定義的 UML 類圖元模型是一致的。并UML 類圖實例都要滿足該元模型定義的規(guī)則。圖 3-17 UML 類圖元模型圖 3-17 相對應的 UML 類圖元模型 XMI 文件內容如圖 3-18 所示。
【學位授予單位】：西安工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TU111.195

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