CN107454092B

CN107454092B - 一种opcua与dds协议信号转换装置、通信系统及通信方法

Info

Publication number: CN107454092B
Application number: CN201710714158.9A
Authority: CN
Inventors: 郑树剑; 李常伟; 段泽; 王楠; 杨鑫; 华先亮; 汤瑾璟; 黄剑涛; 张和牧
Original assignee: Sanya Hai Lan World Marine Mdt Infotech Ltd; Beijing Highlandr Digital Technology Co ltd
Current assignee: Beijing Highlandr Digital Technology Co ltd; Hainan Hailan Huanyu Ocean Information Technology Co ltd
Priority date: 2017-08-18
Filing date: 2017-08-18
Publication date: 2021-09-17
Anticipated expiration: 2037-08-18
Also published as: CN107454092A

Abstract

本发明涉及一种OPCUA与DDS协议信号转换装置、通信系统及通信方法，所述OPCUA与DDS协议信号转换装置包括：协议转换模块，用于将OPCUA服务器发送的OPCUA协议信号转换成DDS协议信号发送至客户端，并将客户端发送的DDS协议信号转换成OPCUA协议信号发送至服务器。本发明的基于OPCUA与DDS协议信号转换装置的通信系统及通信方法结合OPCUA模块和DDS模块，不仅实现了DDS的实时性和低延迟，又满足了复杂系统在分布式网络环境下动态组网和数据按需多点分发。

Description

一种OPCUA与DDS协议信号转换装置、通信系统及通信方法

技术领域

本发明涉及通信领域，尤其涉及一种OPCUA与DDS协议信号转换装置、通信系统及通信方法。

背景技术

OPCUA(OPC Unified Architecture)统一体系结构是一个不依赖任何平台的标准，借助此标准各种各样的系统和设备能在不同的网络中以客户端/服务器的模式进行通信。从2006年基金会发布OPCUA规范以来，规范不断完善，已经有很多国内、外自动化设备提供商与软件公司发布了支持规范的产品。

OPCUA独立于制造商，应用可以用他通信，开发者可以用不同编程语言对他开发，不同的操作系统上可以对他支持。OPCUA弥补了已有OPC的不足，增加了诸如平台独立、可伸缩性、高可用性和因特网服务等重要特性。

OPCUA不再基于分布式组件对象模型(DCOM)，而是以面向服务的架构(SOA)为基础。因此，OPCUA可以连接更多的设备。

目前，OPCUA已经成为连接企业级计算机与嵌入式自动化组件的桥梁-独立于微软、UNIX或其他操作系统。

OPC统一架构-标准化通信

通过因特网和通过防火墙的标准化通信-OPCUA使用一种优化的基于TCP的二进制协议完成数据交换；另外支持Web服务和HTTP。现在允许在防火墙中打开一个端口，集成的安保机制确保了通过因特网也能安全通信。

防止非授权的数据访问-OPCUA技术使用一种成熟安保理念，防止非授权访问和过程数据损坏，以及由于不小心地操作带来的错误。OPCUA安保理念基于World Wide Web标准，通过用户鉴权、签名和加密传输等项目来实现。

数据安全性和可靠性-OPCUA使用可靠的通信机制、可配置的超时、自动错误检查和自动恢复等机制，定义一种可靠坚固的架构。对OPCUA客户机与服务器之间的物理连接可以进行监视，随时发现通信中的问题。OPCUA具有冗余特性，可以在服务器和客户机应用中实施，防止数据的丢失，实现高可用性系统。

在简化接口方面进行了很多改进-新OPCUA在所有平台上的通信更快速、更安全和更灵活。

平台独立和可伸缩性-由于使用了基于面向服务的技术，OPCUA具有平台独立的属性，可以实施全新的、节省成本的自动化理念。嵌入式现场设备、过程控制系统(DCS)、可编程逻辑控制器(PLC)、网关或者操作员面板(HMI)可以依靠OPCUA服务器，直接连到操作系统，诸如嵌入的Windows、Linux、VxWorks、QNX、RTOS或者其他系统。使用一台独立的WindowsPC用做OPC服务器，提供对非Windows设备数据访问的模式已经淘汰。当然，OPCUA组件也可以在Unix操作系统的信息技术(IT)系统中使用，诸如：Solaris、HPUX、AIX、Linux等，可以是企业资源计划(ERP)系统，可以是生产计划(MES)和监控软件(SCADA)，还可以是电子商务应用。OPCUA的组件功能是可以是伸缩的：小到一个嵌入式设备的瘦应用，大到公司级别大型计算机的数据管理系统。

简单一致-OPCUA定义了一种集成的地址空间和信息模型，可以显示过程数据、报警、历史数据以及完成程序调用。信息项被定义成不同类型的对象，彼此之间可以建立关系。在此基础上，OPCUA支持使用复杂数据结构。这使OPCUA可以完整地描述复杂过程和系统。

对传统的三种不同类型OPC服务器的访问-数据访问(DA)、报警和事件(AE)、历史数据访问(HDA)-比如，要获得一个温度传感器的当前值、一个高温度事件和温度的历史平均值，要依次使用不同的命令执行。而使用OPCUA，仅用一个组件就非常容易地完成了。配置和工程的时间也因此可以大大缩短。

性能强劲-通过自身的不断发展，依靠基于TCP UA二进制协议，使用高效的数据编码，OPCUA提供了非常高效的数据传输，满足了更高性能的要求。

更多的应用选项-OPCUA技术的广泛适用性使全新的垂直集成理念能够完全实施。对OPCUA组件进行串级，从车间现场设备到制造执行系统(MES)或企业资源计划(ERP)系统，信息能够安全和可靠地传输。在现场设备级的嵌入式UA服务器，在自动化级的UA组件，在企业级ERP系统中集成的UA客户机，可以进行串级连接。各自的UA组件可以在地理上是分布的，而且容易使用防火墙让彼此分开。

为把这种信息模型作为一种推广的技术，OPCUA与其他标准化组织合作，希望把UA服务提供给各行各业使用。今天，OPC基金会已经与不同的标准化组织进行了合作，诸如：PLC开放组织(PLCopen)、国际自动化协会(ISA)和电子设备描述语言(EDDL)合作团队(ECT)建立合作标准。

数据分发服务DDS(Data Distribution Service)是对象管理组织(OMG)在HLA及CORBA等标准的基础上制定的新一代分布式实时通信中间件技术规范，DDS采用发布/订阅体系架构，强调以数据为中心，提供丰富的QoS服务质量策略，能保障数据进行实时、高效、灵活地分发，可满足各种分布式实时通信应用需求。DDS信息分发中间件是一种轻便的、能够提供实时信息传送的中间件技术。

DDS(Data Distribution Service)数据分发服务技术最早应用于美国海军，用于解决舰船复杂网络环境中大量软件升级的兼容性问题，目前已经成为美国国防部的强制标准。2003年，DDS被OMG组织接受，并发布了专门为实时系统设计的数据分发/订阅标准。DDS目前已经广泛应用于国防、民航、工业控制等领域，成为分布式实时系统中数据发布/订阅的标准解决方案。DDS技术是基于以数据为核心的设计思想提出的，定义了描述网络环境下数据内容、交互行为和服务质量要求的标准。DDS以数据为核心的设计思想非常贴合如传感器网络、指挥信息网等应用场景，其提供的数据传输模型能够很好地适应应用系统的开发需要。

DDS标准为OMG组织发布的《Data Distribution Servicefor Real-timeSystems》，该规范标准化了分布式实时系统中数据发布、传递和接收的接口和行为，定义了以数据为中心的发布-订阅(Data-Centric Publish-Subscribe)机制，提供了一个与平台无关的数据模型。DDS将分布式网络中传输的数据定义为主题(Topic)，将数据的产生和接收对象分别定义为发布者(Publisher)和订阅者(Subscriber)，从而构成数据的发布/订阅传输模型。各个节点在逻辑上无主从关系，点与点之间都是对等关系，通信方式可以是点对点、点对多、多对多等，在QoS的控制下建立连接，自动发现和配置网络参数。

OPCUA采用Client/Server模式,传输数据需要建立连接,对带宽有一定的要求，同时数据传输会有一定的延时。不适合动态配置的系统,比如新加入一个节点,需要与服务器建立连接，开辟资源。另外,当一个节点发生故障,会影响服务器的性能,可能导致系统无法正常运行。Client/Server结构(C/S结构)是大家熟知的客户机和服务器结构。它是软件系统体系结构，通过它可以充分利用两端硬件环境的优势，将任务合理分配到Client端和Server端来实现，降低了系统的通讯开销。目前大多数应用软件系统都是Client/Server形式的两层结构，由于现在的软件应用系统正在向分布式的Web应用发展，Web和Client/Server应用都可以进行同样的业务处理，应用不同的模块共享逻辑组件；因此，内部的和外部的用户都可以访问新的和现有的应用系统，通过现有应用系统中的逻辑可以扩展出新的应用系统。这也就是目前应用系统的发展方向。DDS是以数据为中心的数据分发技术，默认标准不太适合于文件传输和事务处理等场景，需要通过自定义实现。目前OPCUA广泛部署在自动化制造、过程控制和电力行业，而DDS的关键应用是医疗、交通、电力和国防。没有同时结合OPCUA和DDS两种通信模式的通信标准。

因此，提供一种结合OPCUA客户端/服务器模式和DDS数据发布订阅模式，不仅实现了DDS的实时性、动态性、低延迟、高吞吐量以及对实时性能的控制，又满足了复杂系统的实时和高速数据交换要求以及在分布式网络环境下动态组网和数据按需多点分发的OPCUA与DDS协议结合的数据通信方法及装置。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种OPCUA与DDS协议信号转换装置，其特征在于，包括：协议转换模块，用于将OPCUA服务器发送的OPCUA协议信号转换成DDS协议信号发送至客户端，并将客户端发送的DDS协议信号转换成OPCUA协议信号发送至OPCUA服务器。

协议转换模块包括：OPCUA收发单元，用于接收OPCUA服务器发送的OPCUA协议信号，将OPCUA协议信号发送至协议数据转换单元，并用于接收协议数据转换单元的OPCUA协议信号，将OPCUA协议信号发送至OPCUA服务器；协议数据转换单元，用于接收OPCUA收发单元发送的OPCUA协议信号，将OPCUA协议信号转换为DDS协议信号，将DDS协议信号发送至DDS收发单元，并用于接收DDS收发单元发送的DDS协议信号，将DDS协议信号转换为OPCUA协议信号，将OPCUA协议信号发送至OPCUA收发单元；DDS收发单元，用于接收协议数据转换单元发送的DDS协议信号，并将DDS协议信号发送至客户端；并用于接收客户端的DDS协议信号，将DDS协议信号发送至协议数据转换单元。

OPCUA与DDS协议信号转换装置还包括：通信模块，用于OPCUA与DDS协议信号转换装置分别与OPCUA服务器和客户端通信。

本发明的另一个目的是提供一种包括上述OPCUA与DDS协议信号转换装置的通信系统，其还包括：OPCUA服务器，用于向OPCUA收发单元发送OPCUA协议信号，并从OPCUA收发单元接收OPCUA协议信号；客户端，用于向DDS收发单元发送DDS协议信号，并从DDS收发单元接收DDS协议信号。

本发明的又一个目的是提供一种基于上述通信系统的通信方法，其特征在于，当发布数据时，包括以下步骤：

创建DDS应用程序；OPCUA服务器通过通信模块与OPCUA与DDS协议信号转换装置进行通信；OPCUA服务器映射到OPCUA收发单元的OPCUA地址空间，并映射为一个OPCUA对象节点；OPCUA收发单元根据OPCUA对象节点配置更新OPCUA地址空间，以完成OPCUA服务器的信息模型的建立，并将该信息模型发送至协议数据转换单元；协议数据转换单元接收OPCUA收发单元发送的信息模型，将信息模型转换为DDS协议信号，并将DDS协议信号发送至DDS收发单元；DDS收发单元接收协议数据转换单元发送的DDS协议信号，并根据DDS应用程序中的信息将DDS协议信号发送至客户端。

OPCUA地址空间通过以下步骤配置更新：将每个OPCUA模块的接口的设备分为一组，每个设备的最小数据单元进行分组，组成子节点，设计继承ObjectTypes(物体类型)的类型节点DeviceType(设备类型)，将设备的属性作为属性类型节点，将每个属性节点通过HasProperty引用类型连接，将每个设备与设备类型通过HasTypeDefination(非层次类型)引用连接，根据最小数据单元，设计继承DataVariableTypes(数据变量类型)的类型节点，每个设备节点设置事件及方法。

最小数据单元为设备的寄存器、单个传感器等。

DDS应用程序包括DDS域，域参与者、主题、发布者、数据写者、订阅者、数据读者、监听者。

本发明的又一个目的是提供一种基于上述通信系统的通信方法，其特征在于，当订阅数据时，包括以下步骤：通信模块与客户端进行通信；DDS收发单元创建域参与者、DDS数据类型、主题、订阅者及数据读者；DDS收发单元查阅DDS服务中的发布订阅关系及主题；发现匹配的主题后，当发布者发布对应的主题时，DDS收发单元收到订阅的数据，并将订阅的数据发送至协议数据转换单元；协议数据转换单元接收订阅的数据，将订阅的数据转换为OPCUA协议信号，并将OPCUA协议信号发送至OPCUA收发单元；OPCUA收发单元接收协议数据转换单元发送的OPCUA协议信号，并将OPCUA协议信号发送至OPCUA服务器。

客户端ID通过用户自定义或系统自动编号设定。

本发明与现有技术相比具有以下的优点：

1、本发明的OPCUA与DDS协议结合的数据通信方法及装置结合OPCUA客户端/服务器模式和DDS数据发布订阅模式，不仅实现了DDS的实时性、动态性、低延迟、高吞吐量以及对实时性能的控制，又满足了复杂系统的实时和高速数据交换要求以及在分布式网络环境下动态组网和数据按需多点分发。

2、本发明的协议转换模块作为OPCUA协议与DDS协议间架起了通信桥梁，实现了统一交互的数据格式的功能。

3、通过本发明的OPCUA模块、协议转换模块和DDS模块的组合实现了OPCUA模块和DDS模块的数据互联互通。

附图说明

以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1为本发明的OPCUA与DDS协议信号转换装置框图；

图2为包括OPCUA与DDS协议信号转换装置的通信系统框图；

图3为图2中通信方法发布数据时的通信方法流程图；

图4为图2中通信方法订阅数据时的通信方法流程图；

图5为本发明的OPCUA与DDS协议信号转换通信方法逻辑图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

图1为本发明的OPCUA与DDS协议信号转换装置框图，如图1所示，OPCUA与DDS协议信号转换装置，包括：协议转换模块，用于将OPCUA服务器发送的OPCUA协议信号转换成DDS协议信号发送至客户端，并将客户端发送的DDS协议信号转换成OPCUA协议信号发送至OPCUA服务器。协议转换模块包括：OPCUA收发单元，用于接收OPCUA服务器发送的OPCUA协议信号，将OPCUA协议信号发送至协议数据转换单元，并用于接收协议数据转换单元的OPCUA协议信号，将OPCUA协议信号发送至OPCUA服务器；协议数据转换单元，用于接收OPCUA收发单元发送的OPCUA协议信号，将OPCUA协议信号转换为DDS协议信号，将DDS协议信号发送至DDS收发单元，并用于接收DDS收发单元发送的DDS协议信号，将DDS协议信号转换为OPCUA协议信号，将OPCUA协议信号发送至OPCUA收发单元，具体地，协议数据转换单元接收到数据后，解析数据，如果接收到的是OPCUA数据，解析数据，得到节点信息，根据该节点信息递归遍历地址空间，获取该节点所有需要的描述信息及值，并根据节点信息查找现有OPCUA协议与DDS协议映射关系，若存在映射关系，则进行DDS数据的填充以完成转换；若不存在映射关系，则创建DDS数据，DDS数据包含该节点的描述信息及值，并建立映射关系，填充DDS数据，完成转换；若接到的是DDS数据，则根据DDS数据的key信息查找现有映射关系，若存在映射关系，则进行OPCUA数据填充，若不存在映射关系，则根据DDS数据信息，遍历地址空间，得到节点信息，完成转换，特别地，为节省查找时间，采用快速匹配的算法，为映射关系建立索引，方便快速查找；DDS收发单元，用于接收协议数据转换单元发送的DDS协议信号，并将DDS协议信号发送至客户端；并用于接收客户端的DDS协议信号，将DDS协议信号发送至协议数据转换单元。

图2为包括OPCUA与DDS协议信号转换装置的通信系统框图，如图2所示，本发明提供的包括上述OPCUA与DDS协议信号转换装置的通信系统，还包括：OPCUA服务器，用于向OPCUA收发单元发送OPCUA协议信号，并从OPCUA收发单元接收OPCUA协议信号；客户端，用于向DDS收发单元发送DDS协议信号，并从DDS收发单元接收DDS协议信号。

图3为图2中通信方法发布数据时的通信方法流程图，如图3所示，本发明提供的基于上述通信系统的通信方法，当发布数据时，包括以下步骤：创建DDS应用程序；OPCUA服务器通过通信模块与OPCUA与DDS协议信号转换装置进行通信；OPCUA服务器映射到OPCUA收发单元的OPCUA地址空间，并映射为一个OPCUA对象节点；OPCUA收发单元根据OPCUA对象节点配置更新OPCUA地址空间，以完成OPCUA服务器的信息模型的建立，并将该信息模型发送至协议数据转换单元；协议数据转换单元接收OPCUA收发单元发送的信息模型，将信息模型转换为DDS协议信号，并将DDS协议信号发送至DDS收发单元；DDS收发单元接收协议数据转换单元发送的DDS协议信号，并根据DDS应用程序中的信息将DDS协议信号发送至客户端。

其中，OPCUA地址空间通过以下步骤配置更新：将每个OPCUA模块的接口的设备分为一组，每个设备的最小数据单元进行分组，组成子节点，设计继承ObjectTypes(物体类型)的类型节点DeviceType(设备类型)，将设备的属性作为属性类型节点，将每个属性节点通过HasProperty引用类型连接，将每个设备与设备类型通过HasTypeDefination(非层次类型)引用连接，根据最小数据单元，设计继承DataVariableTypes(数据变量类型)的类型节点，每个设备节点设置事件及方法。。最小数据单元为设备的寄存器、单个传感器等。DDS应用程序包括DDS域，域参与者、主题、发布者、数据写者、订阅者、数据读者、监听者。

图4为图2中通信方法订阅数据时的通信方法流程图，如图4所示，本发明提供的基于上述通信系统的通信方法，当订阅数据时，通信方法包括以下步骤：通信模块与客户端进行通信；DDS收发单元创建域参与者、DDS数据类型、主题、订阅者及数据读者；DDS收发单元查阅DDS服务中的发布订阅关系及主题；发现匹配的主题后，当发布者发布对应的主题时，DDS收发单元收到订阅的数据，并将订阅的数据发送至协议数据转换单元；协议数据转换单元接收订阅的数据，将订阅的数据转换为OPCUA协议信号，并将OPCUA协议信号发送至OPCUA收发单元；OPCUA收发单元接收协议数据转换单元发送的OPCUA协议信号，并将OPCUA协议信号发送至OPCUA服务器。客户端ID通过用户自定义或系统自动编号设定。

图5为本发明的OPCUA与DDS协议信号转换通信方法逻辑图，如图5所示，本发明提供的OPCUA与DDS协议信号转换通信方法主要的步骤包括：

每个设备在OPCUA地址空间的映射；设备映射到地址空间，每个设备映射为一个OPC UA的Object节点(Node)，将每个接口的设备分为一组，将每个设备按照最小单元(寄存器，传感器等)进行分组，组织成一个树形结构的子节点，设计HasSubtype引用类型ObjectTypes(对象类型)的类型节点DeviceType(设备类型)，将设备的属性作为Property(属性)类型节点，将DeviceType与Property节点通过HasProperty的引用方式连接，将每个设备与DeviceType通过HasTypeDefination引用连接，根据设备最小单元设计HasSubtype引用类型DataVariableTypes(数据变量类型)的类型节点，配置好地址空间。每个设备节点设置事件及方法。

DDS发布、订阅的实现：根据每个实体设备的数据类型创建DDS Type(数据类型)，具有相同数据类型的可以使用同一个DDS Type；创建域，域参与者，发布者，订阅者，数据写者，数据读者及相应监听。域ID可使用用户自定义或系统自动编号设定。发布订阅关系及主题存储在某种存储介质(内存、文件、云、数据库但不限于)中，便于检索及匹配。

OPC UA作为DDS的发布、订阅端。发布数据时，协议转换模块解析OPC UA数据，根据数据类型及功能检索主题库，找到对应数据类型的主题，将OPC UA格式的数据转换成相应的DDS数据类型，进行发布。订阅数据时，解析DDS数据，数据包中包含设备ID，功能，数据等相关信息。根据设备ID，检索地址空间，找到对应的节点，更改对应节点的值。此时如果该节点设置有事件，则触发事件。

实施例

以Modbus设备A基于TCP的方式连接到OPCUA为例：

1)将设备A映射到OPCUA地址空间。设备A映射为OPCUA的Object节点Device A，以接入方式TCP设置为FolderType节点类型，设备的寄存器按照Modbus寄存器类型分组，每组的节点类型为FolderType，设计继承ObjectTypes的类型节点DeviceType，将设备IP、端口、设备号(由系统自动设定)等属性设置为Property类型节点，通过HasType Defination类型引用连接Device A节点，设计继承BaseDataVariableTypes的节点类型RegisterValueType，将寄存器的属性，寄存器类型及寄存器地址设置为Property类型节点，通过HasProperty引用类型连接RegisterValueType，寄存器节点通过HasTypeDefination类型引用RegisterValueType。

2)配置好地址空间后，将地址空间的配置信息以XML的形式存储在本地，以后在OPCUA服务启动时，加载配置文件，建立地址空间；

3)将设备A与数据通信模块通信，在OPCUA模块中设置好Modbus指令，定时向设备A发送指令获取参数值例如温度值，更新温度对应寄存器节点的值；

4)创建DDS应用程序。

a)创建域参与者，域ID可由用户设定或系统自动生成；

b)创建ModbusMsg(DDS数据类型)，包含全局唯一的键值key，数据类型data_type及数据；

c)创建主题温度，自定义主题名称，并将b)创建的数据类型注册到主题；

d)创建一个发布者及数据写者，将数据写者写入c)创建的主题，来发布数据；

e)创建一个订阅者及数据读者，将数据读者写入c)创建的主题，并建立监听，创建回调函数来处理数据；

5)发布订阅温度数据。通过3)得到了设备的温度值，遍历地址空间，获取温度节点的属性信息，按照4)c)中创建的数据类型初始化数据结构并填充信息，通过4)d)创建的数据写者发布数据，4)e)中的数据读者监听便能接收到数据；

至此，发布温度数据步骤完毕，下面是通过客户端发送控制指令到Modbus设备的订阅步骤：

6)按照4)在同一个域参与者中创建设备A的控制指令的数据类型ModbusControl，创建重启设备的主题及相应的发布者订阅者；

7)DDS应用程序发布重启设备A的主题，连接到OPCUA的Modbus设备A订阅该主题；

8)解析主题中的数据，查找对应主题的设备ID，查找地址空间，获取设备节点的属性，IP及端口，组成Modbus命令，向设备发出指令。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种OPCUA与DDS协议信号转换装置，其特征在于，包括：协议转换模块，用于将OPCUA服务器发送的OPCUA协议信号转换成DDS协议信号发送至客户端，并将客户端发送的DDS协议信号转换成OPCUA协议信号发送至OPCUA服务器；

所述协议转换模块包括：

OPCUA收发单元，用于接收OPCUA服务器发送的OPCUA协议信号，所述OPCUA服务器映射到OPCUA收发单元的OPCUA地址空间，并映射为一个OPCUA对象节点；OPCUA收发单元根据所述OPCUA对象节点配置更新所述OPCUA地址空间，以完成所述OPCUA服务器的信息模型的建立，并将所述信息模型发送至协议数据转换单元，并用于接收所述协议数据转换单元的OPCUA协议信号，将所述OPCUA协议信号发送至所述OPCUA服务器；

协议数据转换单元，用于接收所述OPCUA收发单元发送的OPCUA协议信号，将所述OPCUA协议信号转换为DDS协议信号，将所述DDS协议信号发送至DDS收发单元，并用于接收所述DDS收发单元发送的DDS协议信号，将所述DDS协议信号转换为OPCUA协议信号，将所述OPCUA协议信号发送至所述OPCUA收发单元；

协议数据转换单元如果接收到的是OPCUA数据，解析数据，得到OPCUA对象节点信息，根据该OPCUA对象节点信息递归遍历OPCUA地址空间，获取该OPCUA对象节点所有需要的描述信息及值，并根据节点信息查找OPCUA协议与DDS协议映射关系，若存在映射关系，则进行DDS数据的填充以完成转换；若不存在映射关系，则创建DDS数据，DDS数据包含该节点的描述信息及值，并建立映射关系，填充DDS数据，完成转换；其中，OPCUA地址空间通过以下过程进行配置更新：将每个OPCUA模块的接口的设备分为一组，每个设备的最小数据单元进行分组，组成子节点，设计继承ObjectTypes的类型节点DeviceType，将设备的属性作为属性类型节点，将每个所述属性类型节点通过HasProperty引用类型连接，将每个所述设备与设备类型通过HasTypeDefination引用连接，根据最小数据单元，设计继承DataVariableTypes的类型节点，每个设备节点设置事件及方法；

DDS收发单元，用于接收所述协议数据转换单元发送的DDS协议信号，并将所述DDS协议信号发送至客户端；并用于接收所述客户端的DDS协议信号，将所述DDS协议信号发送至所述协议数据转换单元。

2.根据权利要求1所述的OPCUA与DDS协议信号转换装置，其特征在于，还包括：通信模块，用于OPCUA与DDS协议信号转换装置分别与OPCUA服务器和客户端通信。

3.一种包括权利要求1所述OPCUA与DDS协议信号转换装置的通信系统，其特征在于，还包括：

OPCUA服务器，用于向OPCUA收发单元发送OPCUA协议信号，并从所述OPCUA收发单元接收OPCUA协议信号；

客户端，用于向DDS收发单元发送DDS协议信号，并从所述DDS收发单元接收DDS协议信号。

4.一种基于权利要求3所述包括OPCUA与DDS协议信号转换装置的通信系统的通信方法，其特征在于，当发布数据时，包括以下步骤：

创建DDS应用程序；

OPCUA服务器通过通信模块与OPCUA与DDS协议信号转换装置进行通信；

所述OPCUA服务器映射到OPCUA收发单元的OPCUA地址空间，并映射为一个OPCUA对象节点；所述OPCUA地址空间通过以下步骤配置更新：将每个所述OPCUA模块的接口的设备分为一组，每个所述设备的最小数据单元进行分组，组成子节点，设计继承ObjectTypes的类型节点DeviceType，将设备的属性作为属性类型节点，将每个所述属性类型节点通过HasProperty引用类型连接，将每个所述设备与设备类型通过HasTypeDefination引用连接，根据最小数据单元，设计继承DataVariableTypes的类型节点，每个设备节点设置事件及方法；

OPCUA收发单元根据所述OPCUA对象节点配置更新所述OPCUA地址空间，以完成所述OPCUA服务器的信息模型的建立，并将所述信息模型发送至协议数据转换单元；

协议数据转换单元接收所述OPCUA收发单元发送的信息模型，将所述信息模型转换为DDS协议信号，并将所述DDS协议信号发送至DDS收发单元；协议数据转换单元如果接收到的是OPCUA数据，解析数据，得到OPCUA对象节点信息，根据该OPCUA对象节点信息递归遍历地址空间，获取该节点所有需要的描述信息及值，并根据OPCUA对象节点信息查找OPCUA协议与DDS协议映射关系，若存在映射关系，则进行DDS数据的填充以完成转换；若不存在映射关系，则创建DDS数据，DDS数据包含该节点的描述信息及值，并建立映射关系，填充DDS数据，完成转换；

所述DDS收发单元接收所述协议数据转换单元发送的DDS协议信号，并根据DDS应用程序中的信息将所述DDS协议信号发送至客户端。

5.根据权利要求4所述的通信方法，其特征在于，所述最小数据单元为设备的寄存器或单个传感器。

6.根据权利要求4所述的通信方法，其特征在于，所述DDS应用程序包括DDS域，域参与者、主题、发布者、数据写者、订阅者、数据读者、监听者。

7.一种基于权利要求3所述的包括OPCUA与DDS协议信号转换装置的通信系统的通信方法，其特征在于，当订阅数据时，包括以下步骤：

通信模块与客户端进行通信；

DDS收发单元创建域参与者、DDS数据类型、主题、订阅者及数据读者；

DDS收发单元查阅DDS服务中的发布订阅关系及主题；

发现匹配的主题后，当发布者发布对应的主题时，DDS收发单元收到订阅的数据，并将所述订阅的数据发送至协议数据转换单元；协议数据转换单元若接到的是DDS数据，则根据DDS数据的key信息查找现有映射关系，若存在映射关系，则进行OPCUA数据填充，若不存在映射关系，则根据DDS数据信息，遍历地址空间，得到节点信息，完成转换；

协议数据转换单元接收所述订阅的数据，将所述订阅的数据转换为OPCUA协议信号，并将所述OPCUA协议信号发送至OPCUA收发单元；

OPCUA收发单元接收所述协议数据转换单元发送的OPCUA协议信号，并将所述OPCUA协议信号发送至OPCUA服务器。

8.根据权利要求7所述的通信方法，其特征在于，客户端ID通过用户自定义或系统自动编号设定。