1.一种基于OPC UA的时间敏感网络集中用户配置系统,其特征在于,所述用户配置系统至少包括用户终端站、UA‑TSN配置管理中间件以及集中式用户配置实体;所述用户终端站包括采用不同工业协议的现场设备和UA‑TSN协调器;所述用户终端站中现场设备内嵌OPC UA服务器主动向UA‑TSN协调器进行注册后,所述UA‑TSN配置管理中间件通过访问所述UA‑TSN协调器获取OPC UA地址信息列表;所述UA‑TSN配置管理中间件通过对应的OPC UA地址信息与用户终端站中的现场设备进行通信并汇集设备信息;所述集中式用户配置实体提取并解析UA‑TSN配置管理中间件中聚合的TSN流需求信息;将所述TSN流需求信息进行调度计算完成配置。
2.根据权利要求1所述的一种基于OPC UA的时间敏感网络集中用户配置系统,其特征在于,所述UA‑TSN配置管理中间件包括数据管理模块、数据分发与控制模块、用户数据聚合模块以及用户发现模块;所述数据管理模块负责对系统中的数据信息进行存储,并将数据信息保存在本地数据库中;所述数据分发与控制模块负责对OPC UA地址信息列表、TSN流需求信息和调度结果信息表进行分发和管控;所述用户数据聚合模块负责连接现场设备并将所有设备数据聚合到服务器地址空间中;所述用户设备发现模块负责与UA‑TSN协调器中的发现服务器建立连接,获取现场设备的OPC UA地址信息列表。
3.根据权利要求1所述的一种基于OPC UA的时间敏感网络集中用户配置系统,其特征在于,所述集中式用户配置实体包括OPC UA客户端、TSN调度控制模块、管理模块以及通信接口;所述OPC UA客户端负责与UA‑TSN配置管理中间件进行通信,以获取整合的TSN流需求信息;TSN调度控制模块负责数据流传输和配置过程的控制工作;所述管理模块负责信息管理;所述通信接口保障集中式用户配置实体与外部其他实体的数据交互。
4.根据权利要求3所述的一种基于OPC UA的时间敏感网络集中用户配置系统,其特征在于,所述管理模块包括配置状态管理单元、用户资源管理单元以及网络拓扑管理单元;所述用户资源管理单元和所述网络拓扑管理单元负责对获取的对应TSN流需求信息进行管理;所述配置状态管理单元负责分配从外部其他实体中返回的TSN用户通信配置结果。
5.一种基于OPC UA的时间敏感网络集中用户配置方法,其特征在于,所述方法包括:用户终端站中现场设备的内嵌OPC UA服务器实时获取现场设备的数据信息,并构建出TSN网络的OPC UA信息模型;
所述内嵌OPC UA服务器主动向其所在用户终端站中的UA‑TSN协调器进行注册,并在所述UA‑TSN协调器中存储其服务器的地址信息;
UA‑TSN配置管理中间件与UA‑TSN协调器通信,发现并获取用户终端站中所有已注册内嵌OPC UA服务器的地址信息列表;
根据所述地址信息列表,UA‑TSN配置管理中间件分别与用户终端站中的现场设备相连接,读取其内嵌OPC UA服务器中的数据信息,并对所有获取到的数据信息进行统一的汇集与管理;
集中式用户配置实体完成初始化工作,随后向UA‑TSN消息代理中间件发起建立连接请求,读取用户数据聚合模块中存储的TSN流需求和网络拓扑信息,并对读取的信息进行处理。
6.根据权利要求5所述的一种基于OPC UA的时间敏感网络集中用户配置方法,其特征在于,所述构建出TSN网络的OPC UA信息模型包括根据预定义的XML格式文档或者预设的程序构建出静态数据信息模型或/和将内嵌OPC UA服务器与现场设备的实时数据源进行绑定,当所述实时数据源信息动态变动时,调用预定义的函数写入新的数据值构建出动态数据信息模型。
7.根据权利要求5所述的一种基于OPC UA的时间敏感网络集中用户配置方法,其特征在于,所述内嵌OPC UA服务器主动向其所在用户终端站中的UA‑TSN协调器进行注册包括:根据内嵌OPC UA服务器所需的第一注册信息,创建出内嵌OPC UA服务器并初始化配置;
定义出解析函数以及数据源信息的读写方法,按照所述数据源信息的读写方法来构建出内嵌OPC UA服务器的地址空间;
调用所述解析函数对数据进行处理,将处理后的数据信息添加到OPC UA服务器地址空间对应的节点之中;
启动所述内嵌OPC UA服务器采集现场设备的数据信息,调用所述解析函数获取现场设备的动态数据;
创建第一注册客户端,并初始化第一注册客户端配置;
第一注册客户端启动并查询UA‑TSN协调器中的LDS‑ME发现服务器,当第一注册客户端查询到LDS‑ME发现服务器后,所述内嵌OPC UA服务器在LDS‑ME发现服务器中完成注册。
8.根据权利要求5所述的一种基于OPC UA的时间敏感网络集中用户配置方法,其特征在于,所述UA‑TSN配置管理中间件与UA‑TSN协调器通信是UA‑TSN配置管理中间件通过其用户设备发现模块与UA‑TSN协调器中的LDS‑ME发现服务器通信,其中所述用户设备发现模块与所述LDS‑ME发现服务器的发现过程包括:对用户设备发现模块创建出第二OPC UA服务器并初始化配置,使能mDNS服务并设置所述第二OPC UA服务器的应用类型和URL信息,随机分配服务器端口号,并添加服务器信息;
启动第二OPC UA服务器并等待LDS多播发现,当通过mDNS多播发现其他新的LDS‑ME发现服务器时,调用对应的回调函数,获取新LDS‑ME发现服务器的URL信息和端口信息;
检查新LDS‑ME发现服务器是否支持签名和加密,调用函数生成对应的第二注册客户端,第二OPC UA服务器与新LDS‑ME发现服务器连接并向其进行注册登记。
9.根据权利要求5所述的一种基于OPC UA的时间敏感网络集中用户配置方法,其特征在于,所述UA‑TSN配置管理中间件分别与用户终端站中的多个现场设备相连接,通过其用户数据聚合模块与用户设备的内嵌OPC UA服务器通信,其中所述用户数据聚合模块与所述内嵌OPC UA服务器的通信过程包括:在用户数据聚合模块中创建并初始化一个第三OPC UA服务器,并为所述第三OPC UA服务器的地址空间添加所需节点和引用;
启动第三OPC UA服务器,新建OPC UA客户端去调用对应的回调函数,获取用户终端站的内嵌OPC UA服务器地址信息列表;
根据获取的地址信息去创建并初始化多个OPC UA客户端,所述OPC UA客户端根据URL地址信息连接对应的内嵌OPC UA服务器;所述OPC UA客户端读取内嵌OPC UA服务器的数据,并将数据写入第三OPC UA服务器地址空间之中;
当第三OPC UA服务器接收到停止信号时,数据交互中断,OPC UA客户端与内嵌OPC UA服务器的通信连接断开,第三OPC UA服务器停止并释放服务器地址空间。