Node-RED实现OPC DA数据采集（1）
说明
最近遇到了这样一种工业应用场景：现场存在多个OPC DA Server，同时连接来采集数据。考虑如果开发OPC DA Client实现多路数据采集，实现起来显得过于复杂，而且不支持跨平台部署，所以要寻找一种易于实现的采集方式，于是开启了Node-RED之旅
本次分享计划分为两篇：第一篇分享Node-RED介绍、部署配置及在实际场景应用；第二篇分享使用过程中遇到的BUG及系统问题汇总
1、简介
Node-RED是一个构建物联网应用的编程工具，提供了一个基于浏览器的流程编辑器，通过拖拽连接节点的编程方式，将硬件设备、API和在线服务连接在一起，可以一键部署运行，创建好的流程还可以通过导出导入JSON文件轻松实现程序移植。
它是基于Node.js构建的轻量级开源工具，非常适合运行在Raspberry Pi等低成本边缘设备以及云端。兼容的运行环境如下：
（1）本地服务器：包括任何基于 Debian 的操作系统（Ubuntu、Diet-Pi）、RedHat、Fedora 、CentOS、Windows、Docker、KylinOS(国产银河麒麟)等
（2）设备：Raspberry Pi、BeagleBone Boards、Arduino、Android
（3）云环境：IBM Cloud、SenseTecnic FRED、Amazon Web Services、Microsoft Azure、阿里云等
Node-RED特点：
（1）与开发程序代码相比，Node-RED的图形化编程效率更高，简化了开发
（2）适合作为概念性应用验证的开发工具
（3）简单易懂，提供的API说明
（4）具有高度扩充性，已存在大量的Library\Flow\Node可下载使用
Node-RED Library:
Node-RED的包存储库中有超过225000个模块，可以轻松扩展面板节点的范围以添加新功能。在Node-RED Library中存在很多公司和个人开发了大量的Node和Flow，目前在官网发布的Node已经有3944个了，未来还会增加。更多内容：https://flows.nodered.org/
有了丰富的库，可以便捷高效的开发各种应用，比如：通过OPC DA采集数据，可以直接下载node-red-contrib-opcda-client的节点使用，无需开发OPC DA Client。
Node-RED APIs:
Node-RED还提供了API，可以用于对开发应用实现动态的扩展和管理。更多内容：https://nodered.org/docs/api/
2、Node-RED应用
Node-RED所在层：
Node-RED通过安装存储库中的模块，可以获取数据层或者设备层的采集数据，同时可以对采集数据进行处理加工转化为自定义json格式，进行页面展示或入库存储。
3、Node-RED环境部署及配置
Node-RED可以兼容很多运行环境，部署配置可以参照官网教程：https://nodered.org/docs/getting-started/
为了方便开发的应用后面移植到其他系统，我们使用docker进行部署，直接运行如下命令：
docker run -it -p 1880:1880 -v /home/dockerdata/node-red-data:/data -e TZ=Asia/Shanghai --restart=always --name mynodered nodered/node-red
这里对Node-RED的data文件夹挂载到/home/dockerdata/node-red-data目录，data是存放是配置文件、flows文件以及下载的模块，挂载能更加方便修改配置及调整模块代码。另外还设置了时区：Asia/Shanghai、开机自启动。
然后开放1880端口，支持网络访问，通过如下命令查看否开启1880端口：
firewall-cmd --list-ports
没有开启，则执行如下命令：
firewall-cmd --add-port=1880/tcp --permanent
firewall-cmd --reload
至此，就可以通过浏览器访问 http://IP:1880，打开Node-RED编辑器页面，无需账号密码即可访问。
配置登录账号密码
（1）先进入容器，生成加密密码字符串，复制密码字符串
#进入容器
docker exec -it [NodeRED容器ID] bash
#生成密码
node -e "console.log(require('bcryptjs').hashSync(process.argv[1], 8));" [你的密码]
（2）退出容器，打开/home/dockerdata/node-red-data/setting.js文件，找到adminAuth节点，解除注释，粘贴密码字符串即可。这里也可以设置多个用户，并修改其操作权限，*表示所有权限，具体设置参考：https://nodered.org/docs/user-guide/runtime/securing-node-red
再次访问 http://IP:1880，会进入Node-RED登录界面
4、Node-RED流程配置
要实现的是OPC DA数据采集，我们大致会有这么一个思路：首先需要个触发器来定时触发采集行为，再借助OPC DA采集模块进行数据采集，然后将采集到的数据进行处理，处理完后进行入库和页面展示。
基于这个思路，我们从Node-RED节点组件库中可以快找触发器及其详细的介绍
把它拖入到流程编辑区，然后双击该节点组件进行配置，这里配置一下重复执行周期，每一分钟执行一次，点击完成后保存。
然后就是找OPC DA采集模块，可以点击菜单【节点管理】切换到“安装”，输入opcda模糊搜索模块，这里需要安装使用node-red-contrib-opcda-client，进行安装。在安装的过程中，由于网络的问题可能会提示安装失败，要多尝试安装几次。
安装成功后，在Node-RED组件库中可以看到opcda模块，里面包含read和write两个节点组件，我们想从设备上获取到采集数据，这里拖拽opcda-read就可以了。
然后编辑opcda-read节点，取个节点名称”采集数据“，然后进行编辑opcda-server的信息
输入节点名称，填写opc server的ip、域、用户名、密码和ClsId，更新。这里可以使用Browse按钮来预览opc server所有的标签点，并导出标签点的json文件。
在Items中可以Import标签点文件，也可以直接单个添加，然后点击完成，数据采集模块就配置完成了
然后我们添加一个输出调试一下可不可以采集成功，可以在组件库找到debug节点组件，来实现数据打印
拖拽debug完成后，把使用的节点组件使用鼠标点击连线，使其成为一个完整的流程
流程开发好后，就可以点击部署调试了，点击完成部署后，按钮变灰，数据采集节点开始尝试连接opcserver，连接成功后状态变为Ready了，如果连接失败，需要进一步排查网络和opcserver配置了。
定时器会一分钟执行一次，采集成功后状态会变成Good Quality，同时输出采集的结果。在实际测试过程中会遇到组件的一个BUG：当采集的标签点状态为非Good的时候，就不能正常输出采集数据了，这个问题就需要修改下组件来解决了
接下来就是采集数据的处理了，假如我们有两台采集设备，需要标识一下采集数据是从哪个设备上采集上来的，这时候我们需要对采集数据进行更改，这里使用change组件来实现，其他的组件可以都看一下，大致是实现什么功能的就可以了，用的时候可以自行选择
拖拽使用change节点，编辑节点属性，输入名称，我们可以通过msg.topic来标识采集设备device01，如果对流程的结构不是很清晰，可以浏览官网上的介绍：https://nodered.org/docs/developing-flows/flow-structure
然后复制配置好的change组件，修改msg.topic的值。把节点都连接起来，进行部署调试
执行采集流程后，打印出采集数据中，可以看到标识的采集设备名称
接下来就是进行数据的入库，这里测试，我们考虑使用网络组件来实现，发起http请求把采集数据保存至数据库，可以使用Http request节点实现。实际应用中可以直接写入消息队列（mqtt）或时序数据库（influxdb），mqtt和influxdb都可以在管理节点菜单中搜索安装使用
下面编辑输入名称和URL，URL为开发好的接口地址，配置好后点击完成
然后部署测试，这样就完成了设备数据数据采集、处理和入库的简单流程了
对于采集数据的展示，Node-RED提供了dashboard模块下载使用，本身存在一些问题，建议可以用来快速搭建界面进行Demo演示，实际应用中开发前端界面或使用其他数据展示页面框架。对于dashboard模块的使用，可以查看官网介绍：https://flows.nodered.org/node/node-red-contrib-dashbored，网络上也存在其他案例，可以自行百度啦。
5、Node-RED API使用
当在实际应用中，采集处理流程可能需要动态的调整，比如新增了一些设备，需要采集数据入库，这时候我们再登录到Node-RED去配置节点导入标签点再部署，如何设备过多这个工作也是非常疼的，所以我们想可不可以根据业务系统新增的设备及标签点数据，动态生成流程，并一键部署至NodeRED。
当然这也是可以的，Node-RED提供了相关的API，可以动态管理流程，下面介绍一下如何实现。更多参考官方介绍：https://nodered.org/docs/api/
（1）验证身份，获取access token
这一步需要提前设置账号密码，前面我们已经设置好了，可以直接访问http://IP:1880/auth/login 来验证身份，会返回验证信息
再调用获取access token接口，参照接口说明：https://nodered.org/docs/api/admin/oauth，下面为Postman测试调用结果，这里获取的access token有效期7天
（2）操作流程
拿到aceestoken token，我们就可以调用相应的API方法对流程进行操作啦，具体API方法说明：https://nodered.org/docs/api/admin/methods/
这里以获取已部署的流程为例，调用获取流程的API方法，下面为Postman测试调用结果
其他API这里就不作展示，可以自行尝试操作。然后调用添加、删除、更新就可以实现对流程的动态生成了，这里调用API对流程进行操作后，会自动部署，所以不需要去Node-RED的编辑页面上点部署按钮啦。
6、分享总结
通过阅读本片内容，您已经掌握如下内容
（1）了解Node-RED的运行环境、丰富的组件库、APIs及应用场景
（2）如何部署配置Node-RED
（3）如何搭建简单的采集服务
（4）如何利用API动态管理部署流程
