CN101330441B

CN101330441B - 一种工业交换机snmp协议到opc协议之间转换的实现方法

Info

Publication number: CN101330441B
Application number: CN2007101112841A
Authority: CN
Inventors: 刘强; 陈凡民; 马化一; 薛百华
Original assignee: Kyland Technology Co Ltd
Current assignee: Dongtu Science and Technology (Yichang) Co., Ltd.
Priority date: 2007-06-21
Filing date: 2007-06-21
Publication date: 2011-12-21
Anticipated expiration: 2027-06-21
Also published as: CN101330441A

Abstract

本发明是一种工业交换机数据SNMP协议与OPC协议之间转换的实现方法；本发明定义内容包括工业交换机数据在SNMP协议与OPC协议之间转换的报文格式及基于SNMP协议的网管系统的OPC服务器的实现方式；依据OPC协议规定定义了工业交换机各种网络特性的变量。使用本发明即可以使工业交换机在工业现场管理过程中更为简单，便捷，又使工业交换机管理系统开发提供了新的方法。

Description

一种工业交换机SNMP协议到OPC协议之间转换的实现方法

技术领域

本发明涉及工业交换机的两种管理方式的转换，即基于SNMP协议到OPC管理协议的转换；以及工业交换机在工业控制领域的组态与管理。

背景技术

OPC全称是OLE for Process Control，它的出现为基于Windows的应用程序和现场过程控制应用建立了桥梁。在过去，为了存取现场设备的数据信息，每一个应用软件开发商都需要编写专用的接口函数。由于现场设备的种类繁多，且产品的不断升级，往往给用户和软件开发商带来了巨大的工作负担。通常这样也不能满足工作的实际需要，系统集成商和开发商急切需要一种具有高效性、可靠性、开放性、可互操作性的即插即用的设备驱动程序。在这种情况下，OPC标准应运而生。OPC标准以微软公司的OLE技术为基础，它的制定是通过提供一套标准的OLE/COM接口完成的，在OPC技术中使用的是OLE 2技术，OLE标准允许多台微机之间交换文档、图形等对象。

OPC服务器通常支持两种类型的访问接口，它们分别为不同的编程语言环境提供访问机制。这两种接口是：自动化接口(Automation interface)；自定义接口(Custom interface)。

简单网络管理协议(SNMP)在体系结构分为被管理的设备(ManagedDevice)、SNMP管理器(SNMP Manager)和SNMP代理(SNMP Agent)三个部分。被管理的设备是网络中的一个节点，有时被称为网络单元(Network Elements)，被管理的设备可以是路由器、网管服务器、交换机、网桥、集线器等。每一个支持SNMP的网络设备中都运行着一个SNMP代理，它负责随时收集和存储管理信息，记录网络设备的各种情况，网络管理软件再通过SNMP通信协议查询或修改代理所记录的信息。

随着工业系统的信息化，工业交换机已成为工业网络的神经系统，成为工业信息不可缺少的部分，工业交换机要完全融入工业系统，不仅硬件的各项指标满足工业的需求，系统管理更要融入工业现场的组态管理。OPC服务器成为各种系统接入到工业系统统一标准化平台。

发明内容

一种工业交换机SNMP协议到OPC协议转换的实现方法，定义了从SNMP适配器转换到OPC适配器的通信方式与报文格式；定义了基于OPC协议的工业交换机各种网络特性变量。报文体部分2000个字节中定义了每帧传输内容的数量，可以通过一帧将工业交换机的某一对象的全部属性信息，正确的转发到OPC服务器中。

在报头部分的24个字节中定义了Qx接口版本信息(0-255)、或管理实体标识、或管理实体接口标识、或Qx命令的唯一表示号、或消息的目的地址、或消息的源地址、或消息处理返回结果、或报文体长度的内容。

每个变量都包括了GET、SET两部分内容。

采用OPC协议定义了与用户接口的工业交换机的各种变量，变量种类包括了基本配置、或端口状态、或端口流量、或端口镜像、或TRUNK、或VLAN、或ACL、或IGMP-SNOOPING、或DT-RING等函数类型。

附图说明

图1原理框图

具体实施方式

1.1报文格式

Head+body

1.1.1报文头

//Qx报文头结构

typedef struct

{

Byte bVerInfo；//Qx接口版本信息(0-255)：每个值对应一个版

本号，缺省为1

Byte bRMid；//管理实体标识

Byte bActionId；//管理实体接口标识

Byte bOption；/*目前仅使用最低一个比特，

Bit0-确定该命令是否需要应答(一般命令都需要应

答)：1：需要应答；0：不需要应答；

*/

DWord dwSerialNo；//Qx命令的唯一表示号，由OPC服务器负责生成

(不能生成0)

DWord dwDstAddr；//消息的目的地址，下发命令时为设备ID，上传命

令时为ManagerId

DWord dwSrcAddr；//消息的源地址，下发命令时为ManagerId，上传

命令时为NeId

Word wResult； //消息处理返回结果，0表示成功，其它值为错

误代码

Word wBackup； //备用

DWord dwLength；//报文体长度，不包括报文头长度

}STRU Qx_HEAD；

1.1.2报文体

明文传送，编码格式为“Key＝Value，Key＝Value，Key＝Value；”

注意：由于我们的报文体采用明文编码的方式传送，所以不能使用“报文体长度/对象表结构的长度”算法得出，我们规定必须使用“；”作为多条记录的数据的分隔符

例如：对于一个返回两条记录的报文体会是如下格式

“a＝1，b＝100，c＝1000；a＝10，b＝1000，c＝10000”

对于复杂数据类型如何编码传送？我们目前只有UCHAR数组这一种复杂类型，其他的都是整数类型就是用上面例子中的方式进行传送即可，对于类型为数组的字段我们规定使用16进制编码方式传送，一个字节占两位不足的补0；

例如：

“a＝0001020304050607”，传送的是一个UCHAR[8]的数组期中从下标0开始一直到7，每个元素的值依次为0，1，2，3，4，5，6，7。

1.1.3对象标识

1.2命令结构体定义

1.2.1通用结构

//类型名称：STRU_Entity_Idx

//功能：管理对象通用索引

//定义：

typedef struct

{

Byte bSlotId； //槽位号

Byte bRMid； //对象标识：见对象标识

Word wPortType；//对象所对应的端口类型；见″端口类型″编码。

//部分对象需要，如物理端口对象，指明端口类别

Word wEntityId；/*对象序号，wPortType为非0时，表示端口序号，

* wPortType为0时，表示实例ID*/

}STRU_Entity_Idx；

1.2.2命令填写规则说明

●非批量接口

标识此接口不支持批量操作，也就是说每次命令只能操作一个实例(一条记录)

●批量接口

标识此接支持批量操作，也就是说每次命令可以对多条记录进行操作，所有管理对象的GET操作都是批量接口。

●SET操作

SET操作的请求报文体一律为：“对象索引+其他要设置的属性”，具体的索引是什么要根据MIB定义得到。

●GET操作

GET操作的请求报文体一律为：对象索引，注意此索引可能会是由多个字段组成，对于模糊查询的情况，只需在查询的时候不要发送该字段即可。

●CREATE操作

CREATE操作的请求报文体一律为：“对象索引+其他的属性”

●DELETE操作

DELETE操作的请求报文体一律为：对象索引

1.2.3管理对象

1.2.3.1设备

1.2.3.1.1获得设备属性

接口名称：GET

功能：查询设备对象属性

请求报文体：None

应答报文体：见MIB定义

特性：批量接口

1.2.3.1.2设置设备属性

接口名称：SET

功能：查询设备对象属性

请求报文体：见MIB定义

应答报文体：None

特性：非批量接口，原子接口

1.2.3.2槽位/单板

1.2.3.2.1GET

接口名称：GET

功能：查询槽位/单板管理对象的所有属性

请求报文体：索引

应答报文体：见MIB定义，注意此接口为批量接口，所以报文体必须使用“{}”即使只返回

一条记录，参见命令填写规则说明

特性：批量

1.2.3.2.2SET

接口名称：SET

功能：查询槽位/单板管理对象的所有属性

请求报文体：索引+属性

应答报文体：NONE

特性：非批量

1.2.3.2.3REBOOT

接口名称：REBOOT

功能：重启单板

请求报文体：{索引}{索引}{索引}...，注意此接口为批量接口，所以报文体必须使用“{}”即使只操作一条记录，参见命令填写规则说明

应答报文体：NONE

特性：批量

1.2.3.3物理端口

1.2.3.3.1GET

接口名称：GET

功能：查询若干个物理端口管理实例的属性

请求报文体：索引..

应答报文体：见MIB定义…

特性：批量

1.2.3.3.2SET

接口名称：SET

功能：设置若干个物理端口管理实例的属性

请求报文体：索引+其他属性值

应答报文体：NONE

特性：批量

1.2.3.4端口流量统计

1.2.3.4.1GET

接口名称：GET

功能：查询物理端口的流量统计

请求报文体：索引..

应答报文体：见MIB定义

特性：批量

1.2.3.5端口镜像

1.2.3.5.1GET

接口名称：GET

功能：查询管理实例的属性

请求报文体：索引.

应答报文体：见MIB定义

特性：批量

1.2.3.5.2SET

接口名称：SET

功能：设置管理实例的属性

请求报文体：索引+其他属性值

应答报文体：NONE

特性：批量

1.2.3.6汇聚组管理

1.2.3.6.1GET

接口名称：GET

功能：查询管理实例的属性

请求报文体：索引

应答报文体：见MIB定义

特性：批量

1.2.3.6.2 SET

接口名称：SET

功能：设置管理实例的属性

请求报文体：索引+其他属性值

应答报文体：NONE

特性：批量

1.2.3.6.3 CREATE

接口名称：CREATE

功能：创建管理实例

请求报文体：索引+其他属性值

应答报文体：NONE

特性：批量

1.2.3.6.4 DELETE

接口名称：DELETE

功能：删除管理实例

请求报文体：索引

应答报文体：NONE

特性：批量

1.2.3.7端口优先级管理

1.2.3.7.1 GET

接口名称：GET

功能：查询管理实例的属性

请求报文体：索引..

应答报文体：见MIB定义

特性：批量

1.2.3.7.2 SET

接口名称：SET

功能：设置管理实例的属性

请求报文体：索引+其他属性值

应答报文体：NONE

特性：批量

1.2.3.8 VLAN

1.2.3.8.1 GET

接口名称：GET

功能：查询管理实例的属性

请求报文体：索引

应答报文体：见MIB定义

特性：批量

1.2.3.8.2 SET

接口名称：SET

功能：设置管理实例的属性

请求报文体：索引+其他属性值

应答报文体：NONE

特性：批量

1.2.3.8.3 CREATE

接口名称：CREATE

功能：创建管理实例

请求报文体：索引+其他属性值

应答报文体：NONE

特性：批量

1.2.3.8.4 DELETE

接口名称：DELETE

功能：删除管理实例

请求报文体：索引

应答报文体：NONE

特性：批量

1.2.3.9 DT-Ring全局配置

1.2.3.9.1 GET

接口名称：GET

功能：查询若干个物理端口管理实例的属性

请求报文体：索引

应答报文体：见MIB定义

特性：批量

1.2.3.10 DT-Ring管理

1.2.3.10.1 GET

接口名称：GET

功能：查询管理实例的属性

请求报文体：索引

应答报文体：见MIB定义

特性：批量

1.2.3.10.2 SET

接口名称：SET

功能：设置管理实例的属性

请求报文体：索引+其他属性值

应答报文体：NONE

特性：批量

1.2.3.11 DT-Ring统计信息

1.2.3.11.1 GET

接口名称：GET

功能：查询管理实例的属性

请求报文体：索引

应答报文体：见MIB定义

特性：批量

1.2.3.12优先级全局配置

1.2.3.12.1 GET

接口名称：GET

功能：查询管理实例的属性

请求报文体：索引

应答报文体：见MIB定义

特性：批量

1.2.3.12.2 SET

接口名称：SET

功能：设置管理实例的属性

请求报文体：索引+其他属性值

应答报文体：NONE

特性：批量

1.2.3.13端口速率控制

1.2.3.13.1 GET

接口名称：GET

功能：查询管理实例的属性

请求报文体：索引

应答报文体：见MIB定义

特性：批量

1.2.3.13.2 SET

接口名称：SET

功能：设置管理实例的属性

请求报文体：索引+其他属性值

应答报文体：NONE

特性：批量

1.2.3.14广播风暴抑制配置

1.2.3.14.1 GET

接口名称：GET

功能：查询管理实例的属性

请求报文体：索引

应答报文体：见MIB定义

特性：批量

1.2.3.14.2 SET

接口名称：SET

功能：设置管理实例的属性

请求报文体：索引+其他属性值

应答报文体：NONE

特性：批量

1.2.3.15 IGMPSnooping

1.2.3.15.1 GET

接口名称：GET

功能：查询管理实例的属性

请求报文体：索引.

应答报文体：见MIB定义

特性：批量

1.2.3.15.2 SET

接口名称：SET

功能：设置管理实例的属性

请求报文体：索引+其他属性值

应答报文体：NONE

特性：批量

1.2.3.16动态多播组列表

1.2.3.16.1 GET

接口名称：GET

功能：查询管理实例的属性

请求报文体：索引

应答报文体：见MIB定义

特性：批量

1.2.3.17单板软件管理

1.2.3.17.1 GET

接口名称：GET

功能：查询管理实例的属性

请求报文体：索引

应答报文体：见MIB定义

特性：批量

1.2.3.17.2 SET

接口名称：SET

功能：设置管理实例的属性

请求报文体：索引+其他属性值

应答报文体：NONE

特性：批量

1.2.3.18告警

1.2.3.18.1 GET

接口名称：GET

功能：查询当前告警

请求报文体：索引.

应答报文体：见MIB定义…

特性：批量

1.2.3.18.2 SynchronizCurrAlm

接口名称：Sync

功能：同步当前告警

请求报文体：NONE

应答报文体：见MIB定义告警表的定义

特性：批量

1.2.3.18.3 AlarmTrap

接口名称：Send Alarm Trap

功能：告警上报

请求报文体：见MIB定义中的告警trap定义

应答报文体：NONE

特性：批量

1.2.3.19设备管理配置

1.2.3.19.1 GET

接口名称：GET

功能：查询管理实例的属性

请求报文体：索引..

应答报文体：见MIB定义

特性：批量

1.2.3.19.2 SET

接口名称：SET

功能：设置管理实例的属性

请求报文体：索引+其他属性值

应答报文体：NONE

特性：批量

1.2.3.20静态多播组管理

1.2.3.20.1 GET

接口名称：GET

功能：查询管理实例的属性

请求报文体：索引..

应答报文体：见MIB定义

特性：批量

1.2.3.20.2 SET

接口名称：SET

功能：设置管理实例的属性

请求报文体：索引+其他属性值

应答报文体：NONE

特性：批量

1.2.3.21 FDB配置

1.2.3.21.1 GET

接口名称：GET

功能：查询管理实例的属性

请求报文体：索引..

应答报文体：见MIB定义

特性：批量

1.2.3.21.2 SET

接口名称：SET

功能：设置管理实例的属性

请求报文体：索引+其他属性值

应答报文体：NONE

特性：批量

1.2.3.22 ACL

1.2.3.22.1 GET

接口名称：GET

功能：查询管理实例的属性

请求报文体：索引..

应答报文体：见MIB定义

特性：批量

1.2.3.22.2 SET

接口名称：SET

功能：设置管理实例的属性

请求报文体：索引+其他属性值

应答报文体：NONE

特性：批量

1.3 OPC协议下各种网络变量定义

Claims

1.一种工业交换机SNMP协议到OPC协议转换的实现方法，其特征在于定义了从SNMP 适配器转换到OPC 适配器的通信方式与报文格式；定义了基于OPC协议的工业交换机各种网络特性变量；报文体部分2000个字节中定义了每帧传输内容的数量，可以通过一帧将工业交换机的某一对象的全部属性信息，正确的转发到OPC服务器中。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在报头部分的24个字节中定义了Qx接口版本信息、或管理实体标识、或管理实体接口标识、或Qx命令的唯一表示号、或消息的目的地址、或消息的源地址、或消息处理返回结果、或报文体长度的内容。

3. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于每个网络特性变量都包括了GET、SET两部分内容。

4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于采用OPC协议定义了工业交换机的各种网络特性变量，网络特性变量种类包括了基本配置、或端口状态、或端口流量、或端口镜像、或TRUNK、或VLAN、或ACL、或IGMP-SNOOPING、或DT-RING函数类型。