本发明专利技术属于工业通信技术领域，具体涉及一种面向5G NR网络的OPC UA数据传输方法；该方法包括：构建面向5G NR网络的OPC UA通信系统模型；构建5G NR网络系统设备OPC UA信息模型；通过OPC UA信息模型将5G NR网络系统设备快速配置并接入5G终端；5G终端中OPC UA服务器根据传输需求与5G LAN建立连接，并配置5G LAN网络；当发布者发布面向5G NR网络的OPC UA传输参数的主题消息时，订阅者接收该主题消息；操作者通过应用层的工业系统对OPC UA客户端中的数据进行读取或改写；本发明专利技术可实现工业现场多源异构设备快速接入5G NR网络实现高效互联互通。互通。互通。
【技术实现步骤摘要】
一种面向5G NR网络的OPC UA数据传输方法
[0001]本专利技术属于工业通信
，具体涉及一种面向5G NR网络的OPC UA数据传输方法。
技术介绍
[0002]在新一代科技革命和产业升级的浪潮下，全球领先国家都将工业互联网作为本国未来产业竞争力的战略方向。工业互联网的基础在于能够建设一套快捷、高效、安全的网络系统。工业现场设备种类繁多，信息化系统也互相独立，如何对现场设备的数据快速的进行集成、解决工业系统信息孤岛问题是传统工厂数字化转型的难题。同时传统网络难以满足低延时高带宽的应用场景，如果全部加装5G模块成本太高。数字化转型需要实现云平台、生产设备、管理系统、人机交互系统的数据实时通信，在快速部署、数据带宽，传输时延，数据集成方面有极高的要求。显然，传统的工业通信已经不能有效支撑未来智能制造的需求。
[0003]5G NR网络在无线新空口能力基础上利用网络切片、边缘计算等新技术，具备了大带宽、低时延、广连接和可定制等特性，与工业互联网的需求相吻合。受到先进信息通信技术的驱动，制造业正进行着第四次工业革命，这要求在工厂中实现更广泛的信息共享。OPC UA作为目前工业4.0和智能制造产线中常用的协议标准，具有平台独立性、扩展性、高可靠性性和连接互联网的能力。OPC UA使用简便、灵活，可以方便地实现原始数据和预处理信息从制造层级到生产计划或ERP层级的传输。OPC UA技术通过信息建模能够实现不同行业的设备、机器和服务之间进行标准化的数据和信息交互。但现有技术中，OPC UA客户端与5G NR网络系统设备通信能力不强，系统人机交互有待进一步提升，智能性有待进一步提升。以上问题是目前智能制造中5G NR网络系统OPC UA设备信息建模技术急需解决的问题。
技术实现思路
[0004]针对现有技术存在的不足，本专利技术提出了一种面向5G NR网络的OPC UA数据传输方法，该方法包括：
[0005]S1：构建面向5G NR网络的OPC UA通信系统模型；
[0006]S2：根据面向5G NR网络的OPC UA通信系统模型进行5G NR网络系统设备OPC UA信息建模，得到5G NR网络系统设备OPC UA信息模型；
[0007]S3：根据5G NR网络系统OPC UA信息模型将5G NR网络系统设备快速配置并接入5G终端；
[0008]S4：5G终端中OPC UA服务器根据传输需求与5G LAN建立连接，并配置5G LAN网络，从而实现发布者和订阅者通过5G LAN网络进行连接；
[0009]S5：当发布者发布面向5G NR网络的OPC UA传输参数的主题消息时，订阅者接收该主题消息从而实现数据传输；
[0010]S6：操作者通过应用层的工业系统对OPC UA客户端中的数据进行读取或改写。
[0011]优选的，所述面向5G NR网络的OPC UA通信系统模型包括设备层、网络层和应用
层；
[0012]所述设备层为工业现场的设备，支持5G NR网络的设备直接接入5G NR网络，不支持5G通信的设备通过以太网现场总线或数据网关接入OPC UA服务器；
[0013]所述网络层为面向工业应用的网络；
[0014]所述应用层为指面向工业应用的工业系统，操作者通过应用层的工业系统对OPC UA客户端中的数据进行读取或修改。
[0015]进一步的，所述网络层包括5G NR网络、OPC UA服务器和OPC UA客户端；5G NR网络为系统的网络通道；OPC UA服务器用于汇聚数据网关以及工业现场其它以太网设备的数据，供OPC UA客户端对数据进行读写；OPC UA客户端用于接收并显示数据供应用层子系统进行读写。
[0016]优选的，5G NR网络系统设备OPC UA信息建模过程包括：
[0017]S21：5G NR网络系统设备OPC UA信息模型架构构建：根据面向5G NR网络的OPC UA通信系统模型获取5G NR网络系统设备及其组件信息，构建5GNR网络系统设备信息模型；
[0018]S22：信息建模：根据5G NR网络系统设备信息模型，构建OPC UA节点类型模型并实例化，并建立5G NR网络系统设备多个组件之间的关系，完成对5G NR网络系统设备的服务模型构建；
[0019]S23：导出文档：利用建模工具，将5G NR网络系统设备OPC UA信息模型导出。
[0020]进一步的，所述5G NR网络系统设备OPC UA信息模型架构构建，包括以下步骤：
[0021]5G NR网络系统设备的需求分析：根据5G NR网络系统的不同设备功能和应用场景需求，确定不同5G NR网络设备的功能和与设备连接的OPC UA客户端功能；
[0022]5G NR网络系统设备信息获取：获取待建模的5G NR网络设备及其组件信息；
[0023]5G NR网络系统设备与客户端交互分析：5G NR系统设备的数据发生变化时，接收OPC UA客户端通过OPC UA服务更新的数据；
[0024]5G NR网络系统设备信息模型构建：根据5G NR网络系统设备及其组件信息构建5G NR网络系统设备信息模型。
[0025]进一步的，所述信息建模，包括以下步骤：
[0026]定义OPC UA节点类型：根据5G NR网络系统设备信息模型，将5G NR网络系统设备信息模型中的5G NR网络系统设备及其组件信息映射到OPC UA元模型的标准节点；
[0027]建立类型模型：根据OPC UA节点类型以及5G NR网络系统设备信息模型中的5G NR网络系统设备及其组件信息，构建OPC UA节点类型模型；
[0028]OPC UA节点类型实例化：将OPC UA节点类型实例化，完成一个5G NR网络系统设备组件的OPC UA信息模型的构建；
[0029]实例化信息模型：建立5G NR网络系统设备多个组件之间的关系，完成对5G NR网络系统OPC UA的设备服务模型的构建。
[0030]优选的，订阅者接收主题消息的过程包括：
[0031]在5G LAN网络中，订阅者通过指定感兴趣的主题或频道来订阅消息；
[0032]发布者生成消息并使用UDP/IP协议将消息发送到特定的目标地址和端口；
[0033]订阅者通过监听5G LAN网络上的特定地址和端口来接收发布的消息。
[0034]本专利技术的有益效果为：本专利技术涉及5G NR网络和OPC UA协议，通过对5GNR网络系统
进行信息建模和面向5G NR网络的通信方式选择，实现了5G NR网络下OPC UA的数据传输，可使工业现场多源异构设备快速接入5G NR网络实现高效互联互通，比如可实现车间设备多源异构数据的实时采集以及灵活的组网方案，满足数字化车间的应用需求。
附图说明
[0035]图1为本专利技术中面向5G NR网络的OPC UA数据传输方法流程图；
[0036]图2为本专利技术中本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种面向5G NR网络的OPC UA数据传输方法，其特征在于，包括：S1：构建面向5G NR网络的OPC UA通信系统模型；S2：根据面向5G NR网络的OPC UA通信系统模型进行5G NR网络系统设备OPC UA信息建模，得到5G NR网络系统设备OPC UA信息模型；S3：根据5G NR网络系统OPC UA信息模型将5G NR网络系统设备快速配置并接入5G终端；S4：5G终端中OPC UA服务器根据传输需求与5G LAN建立连接，并配置5G LAN网络，从而实现发布者和订阅者通过5G LAN网络进行连接；S5：当发布者发布面向5G NR网络的OPC UA传输参数的主题消息时，订阅者接收该主题消息从而实现数据传输；S6：操作者通过应用层的工业系统对OPC UA客户端中的数据进行读取或改写。2.根据权利要求1所述的一种面向5G NR网络的OPC UA数据传输方法，其特征在于，所述面向5G NR网络的OPC UA通信系统模型包括设备层、网络层和应用层；所述设备层为工业现场的设备，支持5G NR网络的设备直接接入5G NR网络，不支持5G通信的设备通过以太网现场总线或数据网关接入OPC UA服务器；所述网络层为面向工业应用的网络；所述应用层为指面向工业应用的工业系统，操作者通过应用层的工业系统对OPC UA客户端中的数据进行读取或修改。3.根据权利要求2所述的一种面向5G NR网络的OPC UA数据传输方法，其特征在于，所述网络层包括5G NR网络、OPC UA服务器和OPC UA客户端；5G NR网络为系统的网络通道；OPC UA服务器用于汇聚数据网关以及工业现场其它以太网设备的数据，供OPC UA客户端对数据进行读写；OPC UA客户端用于接收并显示数据供应用层子系统进行读写。4.根据权利要求1所述的一种面向5G NR网络的OPC UA数据传输方法，其特征在于，5G NR网络系统设备OPC UA信息建模过程包括：S21：5G NR网络系统设备OPC UA信息模型架构构建：根据面向5G NR网络的OPC UA通信系统模型获取5G NR网络系统设备及其组件信息，构建5GNR网络系统设备信息模型；S22：信息建模：根据5G NR网络系...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒲宬亘，孙雄，王平，丁锡伍，杨澄鑫，
申请(专利权)人：重庆邮电大学工业互联网研究院，
类型：发明
国别省市：
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