OPCUA协议：复杂服务器C语言初步实践（回调与方法）

简介

通过第一个简单的服务器和客户端搭建，我们可以成功地将含有一个int变量的值从服务器显示到客户端上。但是从客户端如何将值赋值给服务器上面的变量？如何将服务器上的值进行刷新变化，或者与硬件信息连接呢？

初步了解OPCUA62541开源项目给定的一些接口，在此基础上完成一个带有变量和方法的对象型节点集。

细节

在基础的服务器main函数中添加一行代码：

manuallyDefinePump(server);

下面实现这个函数即可。

首先创建一个Object节点:

UA_NodeId pumpId;    //这个为Object的ID,接着会使用它添加变量和方法
UA_ObjectAttributes oAttr = UA_ObjectAttributes_default;
oAttr.displayName = UA_LOCALIZEDTEXT("en-US", "Pump");
UA_Server_addObjectNode(server, UA_NODEID_STRING(1,"Pump"),UA_NODEID_NUMERIC(0, UA_NS0ID_OBJECTSFOLDER),UA_NODEID_NUMERIC(0, UA_NS0ID_ORGANIZES),UA_QUALIFIEDNAME(1, "Pump"),         UA_NODEID_NUMERIC(0,UA_NS0ID_BASEOBJECTTYPE),oAttr, NULL, &pumpId);

这里首先创建了一个节点和Object默认的属性实例，displayname很重要，推荐和UA_NODEID_STRING（）中的名称设置相同，防止在使用客户端读取不知道是读取哪一个的问题。

UA_Server_addObjectNode():服务器添加Object的接口。

第一个参数为服务器实例。

第二个参数为指定的节点id:id格式分为数字型（ns=1;i=1000）与字符型（ns=1;s=Pump）,还可以使用默认的UA_NODEID_NULL让服务器自己分配，本例子使用的为字符型NodeID;

第三，四个参数分别为父节点Id和类型节点id,这里暂时将Pump对象在Objects下。

第五个参数UA_QUALIFIEDNAME为浏览名称，是从客户端显示的节点名称，很重要，推荐与STRING简单一致。

第六个是typeDefinition，暂不清晰。

第七个参数为节点属性，第八个是用户自定义数据（在需要为节点对象的一些函数传递参数时使用），第九个为创建后的节点引用导出。

添加一个参数

上一节已经简单的创建使用过，这里直接代码：

UA_VariableAttributes actposAttr = UA_VariableAttributes_default;
actposAttr.displayName = UA_LOCALIZEDTEXT("en-US", "pos");
actposAttr.valueRank = -1;
//以上完成节点属性的基础定义，然后定义节点的值为double并可读可写
UA_Double actposValue = 0.0;
UA_Variant_setScalar(&actposAttr.value, &actposValue, &UA_TYPES[UA_TYPES_DOUBLE]);
actposAttr.accessLevel = UA_ACCESSLEVELMASK_READ|UA_ACCESSLEVELMASK_WRITE;
//单独制定节点字符型id
UA_NodeId actposNodeId = UA_NODEID_STRING(1, "pos");
//完成添加
UA_Server_addVariableNode(server, actposNodeId, pumpId,UA_NODEID_NUMERIC(0, UA_NS0ID_HASCOMPONENT),UA_QUALIFIEDNAME(1, "pos"),UA_NODEID_NUMERIC(0, UA_NS0ID_BASEDATAVARIABLETYPE),actposAttr, NULL, NULL);

这里只简单地看一下UA_Server_addVariableNode()接口的使用方式。

参数1为服务器实例，2为节点id,3为父节点id,5为浏览名称。。

添加参数回调

double类型的pos节点创建成功之后，只是一个固定的值。只能从客户端读写值操作。

要是想在服务器上将这一个值与硬件信息相互连接，本人是使用的共享内存，如何将一个共享内存中的double类型拿出来就不说了。

如下添加上面创建的Object内一个变量节点的回调。

    UA_ValueCallback callback ;callback.onRead = beforeReadActpos0;callback.onWrite = afterWriteTime;UA_Server_setVariableNode_valueCallback(server, actposNodeId, callback);

onRead指向的为客户端每次查看该值前服务器的操作，这里便可以将共享内存的值赋值过来。

onWrite指向的是客户端进行操作赋值之后的操作。

接着将该callback添加到指定的节点id中。

下面创建onRead指向的函数：

static void beforeReadActpos0(UA_Server* server,const UA_NodeId* sessionId, void * sessionContext,const UA_NodeId* nodeid, void * nodeContext,const UA_NumericRange* range, const UA_DataValue * data) {UA_Variant value;UA_Double now = XXXXXXXXXXXXX;UA_Variant_setScalar(&value, &now, &UA_TYPES[UA_TYPES_DOUBLE]);UA_NodeId currentNodeId = UA_NODEID_STRING(1, "pos");UA_Server_writeValue(server, currentNodeId, value);
}

XXXXXXX所做的操作应该是共享内存中你要监控的一个double变量。

然后将值写入节点，客户端每次查看时便可以更新出共享内存的值变化。

onWrite的函数未做操作，可以自行尝试：

static void afterWriteTime(UA_Server* server,const UA_NodeId* sessionId, void * sessionContext,const UA_NodeId* nodeId, void * nodeContext,const UA_NumericRange* range, const UA_DataValue * data) {}#想要使用节点值的话：
*(UAtype *)(data->value.data) 即可获取写入节点的值

两个回调函数的参数是不能改变的，除非你修改OPCUA的源码，想要添加自己的参数就要使用到之前所说的自定义数据了，在多Objects时会有讲到。

添加方法

方法method为服务器创建的方法节点，提供输入与输出数组，客户端可以直接调用服务器的方法节点，传入输入数组，服务器调用完该接口后，获取输出数组。

这里创建一个输入为3个bool,输出为一个int值的方法如下：

    UA_Argument inputArgument;UA_Argument_init(&inputArgument);inputArgument.description = UA_LOCALIZEDTEXT("en-US", "tree argu"); inputArgument.name = UA_STRING("MyBoolInput");inputArgument.dataType = UA_TYPES[UA_TYPES_BOOLEAN].typeId; inputArgument.valueRank = 1; /* scalar *///这里添加，定义输入为3个bool的数组UA_UInt32 pInputDimension = 3;inputArgument.arrayDimensionsSize = 1;inputArgument.arrayDimensions = &pInputDimension;UA_Argument outputArgument;UA_Argument_init(&outputArgument);outputArgument.description = UA_LOCALIZEDTEXT("en-US", "power on"); outputArgument.name = UA_STRING("MyOutput");outputArgument.dataType = UA_TYPES[UA_TYPES_INT32].typeId; outputArgument.valueRank = -1; /* scalar */UA_MethodAttributes helloAttr = UA_MethodAttributes_default;helloAttr.description = UA_LOCALIZEDTEXT("en-US","setpos");helloAttr.displayName = UA_LOCALIZEDTEXT("en-US","setpos");helloAttr.executable = true;helloAttr.userExecutable = true;UA_Server_addMethodNode(server, UA_NODEID_STRING(1,"setpos"),pumpId, UA_NODEID_NUMERIC(0, UA_NS0ID_HASORDEREDCOMPONENT), UA_QUALIFIEDNAME(1, "setpos"),helloAttr, &McPower0MethodCallback,1, &inputArgument, 1, &outputArgument, NULL, NULL);

以上代码首先创建了输入数组和输出数组，接着创建方法节点。

然后创建其回调函数用于处理输入数组和返回输出数组：

static UA_StatusCode McPower0MethodCallback(UA_Server *server,const UA_NodeId *sessionId, void *sessionHandle, const UA_NodeId *methodId, void *methodContext, const UA_NodeId *objectId, void *objectContext, size_t inputSize, const UA_Variant *input, size_t outputSize, UA_Variant *output) {UA_Boolean *inputArray = (UA_Boolean*)input->data;//获取输入数组UA_LOG_INFO(UA_Log_Stdout, UA_LOGCATEGORY_SERVER, "Show: %d-%d-%d",inputArray[0],inputArray[1],inputArray[2]);//操作//返回输出数组UA_Int32 tmp = (UA_Int32)XXXXXXXXXXX;UA_Variant_setScalarCopy(output, &tmp, &UA_TYPES[UA_TYPES_INT32]);return UA_STATUSCODE_GOOD;
}

如此便完成了一个方法的添加。

如何添加多个不同类型的输入参数呢？

与一个输入参数的区别就是要使用数组，然后创建方法节点的时候使用输入参数的数目：

回调函数也是在取输入参数的有些不同而已:

提供另外一个官方文档上的例子，他上面是定义了两个参数的实现方式：

/* This work is licensed under a Creative Commons CCZero 1.0 Universal License.* See http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/ for more information. *//*** Adding Methods to Objects* -------------------------** An object in an OPC UA information model may contain methods similar to* objects in a programming language. Methods are represented by a MethodNode.* Note that several objects may reference the same MethodNode. When an object* type is instantiated, a reference to the method is added instead of copying* the MethodNode. Therefore, the identifier of the context object is always* explicitly stated when a method is called.** The method callback takes as input a custom data pointer attached to the* method node, the identifier of the object from which the method is called,* and two arrays for the input and output arguments. The input and output* arguments are all of type :ref:`variant`. Each variant may in turn contain a* (multi-dimensional) array or scalar of any data type.** Constraints for the method arguments are defined in terms of data type, value* rank and array dimension (similar to variable definitions). The argument* definitions are stored in child VariableNodes of the MethodNode with the* respective BrowseNames ``(0, "InputArguments")`` and ``(0,* "OutputArguments")``.** Example: Hello World Method* ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^* The method takes a string scalar and returns a string scalar with "Hello "* prepended. The type and length of the input arguments is checked internally* by the SDK, so that we don't have to verify the arguments in the callback. */#include "open62541.h"
#include <signal.h>static UA_StatusCode
helloWorldMethodCallback(UA_Server *server,const UA_NodeId *sessionId, void *sessionHandle,const UA_NodeId *methodId, void *methodContext,const UA_NodeId *objectId, void *objectContext,size_t inputSize, const UA_Variant *input,size_t outputSize, UA_Variant *output) {UA_String *inputStr = (UA_String*)input->data;UA_String tmp = UA_STRING_ALLOC("Hello ");if(inputStr->length > 0) {tmp.data = (UA_Byte *)UA_realloc(tmp.data, tmp.length + inputStr->length);memcpy(&tmp.data[tmp.length], inputStr->data, inputStr->length);tmp.length += inputStr->length;}UA_Variant_setScalarCopy(output, &tmp, &UA_TYPES[UA_TYPES_STRING]);UA_String_deleteMembers(&tmp);UA_LOG_INFO(UA_Log_Stdout, UA_LOGCATEGORY_SERVER, "Hello World was called");return UA_STATUSCODE_GOOD;
}static void
addHellWorldMethod(UA_Server *server) {UA_Argument inputArgument;UA_Argument_init(&inputArgument);inputArgument.description = UA_LOCALIZEDTEXT("en-US", "A String");inputArgument.name = UA_STRING("MyInput");inputArgument.dataType = UA_TYPES[UA_TYPES_STRING].typeId;inputArgument.valueRank = UA_VALUERANK_SCALAR;UA_Argument outputArgument;UA_Argument_init(&outputArgument);outputArgument.description = UA_LOCALIZEDTEXT("en-US", "A String");outputArgument.name = UA_STRING("MyOutput");outputArgument.dataType = UA_TYPES[UA_TYPES_STRING].typeId;outputArgument.valueRank = UA_VALUERANK_SCALAR;UA_MethodAttributes helloAttr = UA_MethodAttributes_default;helloAttr.description = UA_LOCALIZEDTEXT("en-US","Say `Hello World`");helloAttr.displayName = UA_LOCALIZEDTEXT("en-US","Hello World");helloAttr.executable = true;helloAttr.userExecutable = true;UA_Server_addMethodNode(server, UA_NODEID_NUMERIC(1,62541),UA_NODEID_NUMERIC(0, UA_NS0ID_OBJECTSFOLDER),UA_NODEID_NUMERIC(0, UA_NS0ID_HASORDEREDCOMPONENT),UA_QUALIFIEDNAME(1, "hello world"),helloAttr, &helloWorldMethodCallback,1, &inputArgument, 1, &outputArgument, NULL, NULL);
}/*** Increase Array Values Method* ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^* The method takes an array of 5 integers and a scalar as input. It returns a* copy of the array with every entry increased by the scalar. */static UA_StatusCode
IncInt32ArrayMethodCallback(UA_Server *server,const UA_NodeId *sessionId, void *sessionContext,const UA_NodeId *methodId, void *methodContext,const UA_NodeId *objectId, void *objectContext,size_t inputSize, const UA_Variant *input,size_t outputSize, UA_Variant *output) {UA_Int32 *inputArray = (UA_Int32*)input[0].data;UA_Int32 delta = *(UA_Int32*)input[1].data;/* Copy the input array */UA_StatusCode retval = UA_Variant_setArrayCopy(output, inputArray, 5,&UA_TYPES[UA_TYPES_INT32]);if(retval != UA_STATUSCODE_GOOD)return retval;/* Increate the elements */UA_Int32 *outputArray = (UA_Int32*)output->data;for(size_t i = 0; i < input->arrayLength; i++)outputArray[i] = inputArray[i] + delta;return UA_STATUSCODE_GOOD;
}static void
addIncInt32ArrayMethod(UA_Server *server) {/* Two input arguments */UA_Argument inputArguments[2];UA_Argument_init(&inputArguments[0]);inputArguments[0].description = UA_LOCALIZEDTEXT("en-US", "int32[5] array");inputArguments[0].name = UA_STRING("int32 array");inputArguments[0].dataType = UA_TYPES[UA_TYPES_INT32].typeId;inputArguments[0].valueRank = UA_VALUERANK_ONE_DIMENSION;UA_UInt32 pInputDimension = 5;inputArguments[0].arrayDimensionsSize = 1;inputArguments[0].arrayDimensions = &pInputDimension;UA_Argument_init(&inputArguments[1]);inputArguments[1].description = UA_LOCALIZEDTEXT("en-US", "int32 delta");inputArguments[1].name = UA_STRING("int32 delta");inputArguments[1].dataType = UA_TYPES[UA_TYPES_INT32].typeId;inputArguments[1].valueRank = UA_VALUERANK_SCALAR;/* One output argument */UA_Argument outputArgument;UA_Argument_init(&outputArgument);outputArgument.description = UA_LOCALIZEDTEXT("en-US", "int32[5] array");outputArgument.name = UA_STRING("each entry is incremented by the delta");outputArgument.dataType = UA_TYPES[UA_TYPES_INT32].typeId;outputArgument.valueRank = UA_VALUERANK_ONE_DIMENSION;UA_UInt32 pOutputDimension = 5;outputArgument.arrayDimensionsSize = 1;outputArgument.arrayDimensions = &pOutputDimension;/* Add the method node */UA_MethodAttributes incAttr = UA_MethodAttributes_default;incAttr.description = UA_LOCALIZEDTEXT("en-US", "IncInt32ArrayValues");incAttr.displayName = UA_LOCALIZEDTEXT("en-US", "IncInt32ArrayValues");incAttr.executable = true;incAttr.userExecutable = true;UA_Server_addMethodNode(server, UA_NODEID_STRING(1, "IncInt32ArrayValues"),UA_NODEID_NUMERIC(0, UA_NS0ID_OBJECTSFOLDER),UA_NODEID_NUMERIC(0, UA_NS0ID_HASCOMPONENT),UA_QUALIFIEDNAME(1, "IncInt32ArrayValues"),incAttr, &IncInt32ArrayMethodCallback,2, inputArguments, 1, &outputArgument,NULL, NULL);
}/** It follows the main server code, making use of the above definitions. */UA_Boolean running = true;
static void stopHandler(int sign) {UA_LOG_INFO(UA_Log_Stdout, UA_LOGCATEGORY_SERVER, "received ctrl-c");running = false;
}int main(void) {signal(SIGINT, stopHandler);signal(SIGTERM, stopHandler);UA_ServerConfig *config = UA_ServerConfig_new_default();UA_Server *server = UA_Server_new(config);addHellWorldMethod(server);addIncInt32ArrayMethod(server);UA_StatusCode retval = UA_Server_run(server, &running);UA_Server_delete(server);UA_ServerConfig_delete(config);return (int)retval;
}