一、???引子

之前都在講網(wǎng)關(guān)，不少網(wǎng)友關(guān)注如何實現(xiàn)界面。想了解下位機變量變化，是怎樣一步步觸發(fā)人機界面動畫的。

?

這個步步觸發(fā)，實質(zhì)上是變量組（Group）的批量數(shù)據(jù)變化（DataChange）事件，引發(fā)了變量（Tag）的值更新（ValueChange）事件，最終觸發(fā)了圖元的動畫腳本（Action）。這是一個連鎖反應(yīng)。

簡言之，界面是一批叫Tag乘客，從網(wǎng)關(guān)坐TLV協(xié)議的列車，到了上位機車站下車，在ClientService這個舞臺上，用各自的樂器（ITagReader）演奏了一出交響樂。

二、???承上啟下的核心對象：Tag

Tag（標(biāo)簽或者叫變量）是整個項目的核心對象。所謂核心對象，就是它無所不在，是動態(tài)的，流動的，就像血液融匯貫通。

實質(zhì)上，Tag對下位機，就是一個個傳感器的數(shù)據(jù)、一個個開關(guān)信號；對上位機，就是一個個按鈕、儀表盤、電機。

Tag在變量管理器（TagConfig）產(chǎn)生，在系統(tǒng)初始化時分配，存在于人機界面程序和網(wǎng)關(guān)服務(wù)的各個角落，它們的值和時間戳在不斷的變化。

對上位機設(shè)計者，用到的是Tag的名字、Tag的數(shù)據(jù)類型；對下位機設(shè)計者，看到的是Tag的地址、Tag的長度。對變量報警和數(shù)據(jù)歸檔，需要知道Tag的時間戳。

所有的Tag繼承于ITag接口。Tag的類型就是數(shù)據(jù)的類型，有FloatTag（浮點型）、BoolTag（邏輯型）、還有整型、字符型。不同類型Tag的讀寫對應(yīng)IReaderWriter接口的ReadXXX/WriteXXX方法。

Tag可以主動去讀（Read）寫（Write)，也可以被動的刷新（Update），強制刷新（Refresh）。

Tag的Read方法是調(diào)用所屬Group、最終是調(diào)用所屬IDriver的ReadXXX方法從下位機讀入數(shù)據(jù)。但Tag的主要應(yīng)用場景是被動刷新觸發(fā)ValueChanged事件，以驅(qū)動人機界面。

三、???上下位機連接的紐帶：TLV協(xié)議

前文已經(jīng)闡述了網(wǎng)關(guān)如何通過輪詢下位機、推送批量數(shù)據(jù)給上位機。上位機需要將推送來的數(shù)據(jù)流解析為一堆變化的Tag，以驅(qū)動整個人機界面和控制邏輯。

網(wǎng)關(guān)和上位機之間通訊，我這里使用了一個自定義的簡單的TLV協(xié)議（Tag-Length-Value），承載于Socket。

這個協(xié)議包括兩部分：

• ?數(shù)據(jù)推送：將網(wǎng)關(guān)一端變化的Tag打包封裝，傳輸給客戶端；客戶端拆包，還原為一堆Tag。具體流程為：

網(wǎng)關(guān)的DataChange事件調(diào)用SendData方法，將變化的Tag打包為HistoryData數(shù)組（包含變量ID、值、時間戳）；

Socket將HistoryData數(shù)組轉(zhuǎn)換為字節(jié)流推送給客戶端；

客戶端的ClientDriver?包含ReciveData方法，將字節(jié)流還原為HistoryData數(shù)組并觸發(fā)客戶端DataChange事件；

客戶端的DataChange事件將HistoryData數(shù)組轉(zhuǎn)換為Tag數(shù)組，并調(diào)用Tag的Update,觸發(fā)ValueChanging和ValueChanged事件。

• ?指令：客戶端主動向網(wǎng)關(guān)發(fā)送指令，一般用來讀、寫特定變量或一批變量，還可以查詢歷史歸檔、查詢報警等。指令格式如下：

? ? ? 指令碼FCTCOMMAND：包含各種命令；

? ? ? 參數(shù)：如讀入時間段內(nèi)所有歸檔數(shù)據(jù)，則需要起始時間、結(jié)束時間；讀入變量，則需要變量ID。

? ? ? 返回值：網(wǎng)關(guān)接收指令并返回數(shù)據(jù)，也是字節(jié)流。??

public class FCTCOMMAND{ ? ? ? ?public const byte fctHead = 0xAB;//報頭可加密，如報頭不符，則不進行任何操作；客戶端Socket發(fā)送報警請求，封裝于Serverpublic const byte fctHdaIdRequest = 30;//按變量ID讀入歷史數(shù)據(jù)public const byte fctHdaRequest = 31;//讀時間段內(nèi)所有歷史數(shù)據(jù)public const byte fctAlarmRequest = 32;//讀報警數(shù)據(jù)public const byte fctOrderChange = 33;//讀訂單public const byte fctReset = 34;//重置指令，一般用來釋放網(wǎng)關(guān)套接字public const byte fctXMLHead = 0xEE;//xml協(xié)議public const byte fctReadSingle = 1;//讀單一變量public const byte fctReadMultiple = 2;//讀多個變量public const byte fctWriteSingle = 5;//寫單一變量public const byte fctWriteMultiple = 15;//寫多個變量}

四、???人機界面的驅(qū)動引擎：ClientService

人機界面客戶端的 ClientService與網(wǎng)關(guān)的DAService如出一轍：都具有相類似的結(jié)構(gòu)，繼承了IDataServer, IAlarmServer，都從同一個數(shù)據(jù)庫加載驅(qū)動、組、變量、報警：

客戶端的：

public sealed class DAServer : IDataServer, IAlarmServer, IHDAServer

網(wǎng)關(guān)的：

public class DAService : IDataExchangeService, IDataServer, IAlarmServer

只是多了一個IHDAServer，具有查詢歷史數(shù)據(jù)的功能，而歷史數(shù)據(jù)歸檔是網(wǎng)關(guān)的功能。

因此，ClientService也帶有自己的驅(qū)動ClientDriver，ClientDriver也帶有自己的組ClientGroup。

注意的是，ClientDriver是上位機唯一的Driver，ClientGroup也是ClientDriver唯一的Group。這是因為上位機無需和各類型下位機打交道，與它打交道的唯一對象就是網(wǎng)關(guān)本身。

因此，人機界面的各類操作指令，如按按鈕、讀歸檔數(shù)據(jù)、查詢報警等，最終都反映成TLV協(xié)議指令發(fā)送給網(wǎng)關(guān)，并得到反饋。

而人機界面圖元的動畫，都是來自網(wǎng)關(guān)推送的Tag，觸發(fā)ValueChanged事件；事件的訂閱者，就是圖元對應(yīng)的ITagReader，圖元動畫的幕后指揮。

五、???圖元動畫的幕后指揮：ITagReader

ITagReader接口為所有圖元組件繼承，它的功能就是將Tag與動畫綁定。先看下結(jié)構(gòu)：

public interface ITagReader : ITagLink{ ? ?
? ?string TagReadText { get; set; } ? ? ?
? ? ?string[] GetActions();Action SetTagReader(string key, Delegate tagChanged);IList<ITagLink> Children { get; }}

TagReadText屬性，就是與圖元動畫關(guān)聯(lián)的變量表達式：形如Tag1*2+Tag2*5>10。我實現(xiàn)了一個自定義表達式編譯器Eval,可以解析表達式語法，分離出Tag1和Tag2。這段代碼在Example-WindowHelper-BindingControl。

接著，圖元組件訂閱Tag1和Tag2的ValueChanged事件。

如果值發(fā)生變化，這個事件內(nèi)部會執(zhí)行SetTagReader，計算表達式的結(jié)果，如滿足條件，將向界面發(fā)送指令。

例如變量表達式為Tag1*2+Tag2*5>10，此時若Tag1=1,Tag2=2，滿足條件，最終會觸發(fā)一個動畫腳本：Action。這個Action可以是讓電機報警，顏色變?yōu)殚W爍的紅色；也可以是點亮一盞燈，或打開一座閥門。下文會詳細闡述。

從網(wǎng)關(guān)到人機界面流程：

?

六、???下面的計劃

寫一系列帖子，把架構(gòu)、原理講清楚。大致如下：

• 網(wǎng)關(guān)層接口概述

• 上下位機通訊原理

• 如何實現(xiàn)一個設(shè)備驅(qū)動

• 從網(wǎng)關(guān)到人機界面

• 如何設(shè)計圖元

• VS插件模塊及原理

• 歸檔模塊及文件格式

• 如何進行功能擴展

• 組態(tài)變量表達式實現(xiàn)

github地址：https://github.com/GavinYellow/SharpSCADA。QQ群：102486275

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原文地址：http://www.cnblogs.com/evilcat/p/7782265.html

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總結(jié)

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