發(fā)布時間：2020-05-06 13:49

【摘要】：隨著工業(yè)自動化及物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域的快速發(fā)展,傳統(tǒng)的OPC技術(shù)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(fù)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(yīng)用領(lǐng)域,在同一領(lǐng)域中使用兩種不同規(guī)范會導(dǎo)致兼容性問題。因此,UML到OPC UA信息模型的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換方法。其主要工作包括以下四個方面:(1)OPC UA統(tǒng)一架構(gòu)及模型轉(zhuǎn)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(guān)的地址空間模型及信息模型規(guī)范。對當前主要的模型轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換框架,為后續(xù)UML到OPC UA模型轉(zhuǎn)換研究做鋪墊。(2)UML到OPC UA模型轉(zhuǎn)換的研究。針對OPC UA信息建模本身的復(fù)雜性及與UML在同一領(lǐng)域使用導(dǎo)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(zhuǎn)換方法。重點研究了UML和OPC UA的元模型,嚴格分析它們在數(shù)據(jù)實體、數(shù)據(jù)類型及關(guān)聯(lián)關(guān)系之間的映射關(guān)系,并基于映射關(guān)系定義了ATL模型轉(zhuǎn)換算法。最后對算法進行了簡單實例驗證,結(jié)果表明該算法具有可行性和重用性。(3)UML到OPC UA模型轉(zhuǎn)換算法在建筑能耗管理系統(tǒng)中的應(yīng)用。為了解決系統(tǒng)直接使用OPC UA建模的復(fù)雜性,首先對系統(tǒng)的設(shè)備空間關(guān)系進行了UML類建模。其次使用本文提出的UML2OPCUA模型轉(zhuǎn)換算法將其UML模型轉(zhuǎn)換為對應(yīng)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(shè)計實現(xiàn)了OPC UA服務(wù)器地址空間主要功能,為系統(tǒng)底層能耗數(shù)據(jù)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(shè)計與實現(xiàn)。首先,對系統(tǒng)的整體架構(gòu)及技術(shù)架構(gòu)進行了詳細設(shè)計。其次,主要設(shè)計實現(xiàn)了系統(tǒng)底層數(shù)據(jù)采集服務(wù)、分布式海量能耗數(shù)據(jù)接收及存儲模塊功能。最后,對系統(tǒng)Web端的功能進行了設(shè)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(yīng)的 UML 類圖元模型 XMI 文件內(nèi)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(yīng)的 UML 類圖元模型 XMI 文件內(nèi)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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本文編號：2651366