時間:2018-11-28 14:37:54來源:董春利
ControlNetwork,簡稱為BACnet,是一種為專門為樓宇設備的集成控制制定的數據通訊協議,是為了規范樓宇內空調、給排水和供配電等樓宇設備自動控制萬方數據系統之間互連,使之更具用開放性和互操作性的數據通信統一標準協議。
1987年1月美國供熱、制冷及空調工程師協會組織了世界各地的20名樓字控制工業部門,包括大學、控制器制造商、政府機構與咨詢公司的志愿者組成了一個名為“SPCI35P”的工作組。T作組的目標是制定一個關于樓宇能量管理與控制系統(EMCS)的通信協議。在長達8年多制定過程中,共收到來自12個國家741份的意見,經過3次公開評審,《建筑物自動控制網絡數據通信協議》(簡稱《BACnet數據通信協議》)獲得正式通過,成為ASHRAEl35.1995標準,并定為美國國家標準。2000年8月國際標準化組織(ISO)的205技術委員會(建筑環境設計技術委員會),將《BACnet數據通信協議》列為正式的“委員會草案”發布并進行公開評議。對該草案進行適當修改之后,成為正式的國際標準ISO16484.5,也成了樓宇設備控制領域中唯一的ISO標準。
ISO16484標準共有7個部分,分別是:
(1)建筑自動控制系統(buildingautomationandcontrolsystem(BACS))
(2)硬件(hardware)
(3)功能(functions)
(4)應用(applications)
(5)通信協議(BACnet)
(6)協議測試(protocoltesting)
(7)工程實施(projectimplementation.)
BACnet是一個標準通訊和數據交換協議。
按照協議的原意,只要各廠家按照這一協議標準開發與之兼容的控制器或者接口,最終就可以達到不同廠家生產的控制器都可以相互交換數據,實現互操作性。也就是說,這個協議確立了一個規則,在這個規則之下,可以不必考慮生產廠家,不依賴任何專用芯片組的情況下,各種符合此協議的兼容系統可以實現互開
放性、互操作性。目前世界上已經有140多家國際知名的樓宇設備生產廠商開發的超過一千種產品支持BACnet協議,其中包括樓宇自控系統的廠商、變配電監控系統的廠商、照明控制系統的廠商、安保系統的廠商、消防設備的廠商、冷凍機的廠商、鍋爐設備的廠商、電梯設備的廠商等。
樓宇自動控制網絡數據通訊協議(BACnet)的技術背景
BACnet的技術特點
BACnet數據通信協議闡述了建筑物自動控制網絡的功能,系統組成單元相互分享數據實現的途徑、使用的通信媒介、可以使用的功能及信息如何翻譯的全部規則。BACnet數據通信協議由以下幾部分組成:五種局域網通信協議、它們之間相互通信的協議、信息數據的表示方式、建筑物自動控制設備功能。
BACnet既然是一種開放性的計算機控制網絡。就必須符合國際標準化組織(ISO)的開放系統互聯(OSI)的參考模型參考。但BACnet規范的是樓宇內機電設備控制器之間的數據通信,實現計算機控制的空調、給排水、變配電和其他建筑設備系統的服務和協議。因而BACnet協議較簡單,BACnet協議建立了一個包含4個層次的分層體系結構,如圖l所示,圖l也列出BACnet網絡層與OSI網絡層的對應關系。
BACnet標準目前將5種類型的物理層/數據鏈路技術作為自己所支持的物理層/數據鏈路技術規范,形成其協議。這5種類型的技術分別是:IS08802.3以太網、ARC網、主從/令牌傳遞(MS/TP)網、點到點(PTP)連接和LonTalk協議網。樓字控制系統是由許多分散的,獨立完成控制功能的現場控制器組成,而不同廠商生產出來的直接數字控制器(DDC)的內部軟件的數據結構有很大差異,BACnet的目的就是要使不同廠商生產的直接數字控制器(DDC)可以通過網絡實現對話。
BACnet數據通信協議采用了面向對象的技術,定義了一組具有屬性的對象(Object)來表示建筑物設備的功能,用屬性的值來描述對象的特征和功能。一個BACnetX寸象就是一個表示某設備的功能元的數據結構。對象是在設備之間傳輸的一組數據結構,對象的屬性就是數據結構中的信息,設備可以從對象(數據結構)中讀取信息,可以向對象(數據結構)寫入信息,這些就是對對象屙I生的操作。
BACnet中的設備之間的通信,就是設備的應用程序將相應的對象(數據結構)裝入設備的應用層協議數據單元(AFDU)中,按照協議傳輸給相應的設備。對象(數據結構)中攜帶的信息就是對象的屬性值,接收設備中的應用程序對這些屬性進行操作,從而完成信息通信的目的。
樓宇控制系統中的直接數字控制器(DDC)的功能、任務是BACnet中的各種標準的“對象”,是所有數據的集合。BACnet通過“對象”把(DDC)內部數據結構轉換成通用的、明確的、抽象化的數據結構以實現數據通信。BACnet定義了18種標準對象,通過不同對象的組合,實現DDC不同的控制功能,從而實現對DDC任務的描述。
此外,BACnet還定義了123種標準屬性。屬性實際上是對象的進一步描述。從“對象”獲取信息、向對象發生指令都是通過屬性體現。對象描述了樓字自動化設備的一組數據結構,屬性是對象數據結構中的信息,服務功能則用于訪問和管理這些對象發出的信息,命令完成一定的操作,或通知發生了某些事件的手段。BACnet服務就是一個BACnet設備可以用來向其他BACnet設備請求獲得信息,命令其他設備執行某種操作或者通知其他設備有某事件發生的方法。BACnet數據通信協議定義了35個服務,并且將這35個服務劃分為5個類別。
由于一個樓字設備控制系統中并不是所有的設備都要有必要支持BACnet所有的功能,BACnet協議還定義了6個性能級別和13個功能組。性能級越高,BACnet提供的服務功能越豐富、而通信量也越大。各類不同的設備可按需要選用不同的性能等級、既保證了網絡的響應速度又不影響網絡速率。功能組是性能級別的補充,低性能級的設備要實現本性能級不具備的功能,可通過網絡通信中的功能組從系統內獲取有關數據同實現該功能,從而使低性能級設備通過網絡通信實現高性能級功能。
BACnet標準是針對曖通空調、給排水、消防、保安等樓宇系統設計,它提供各種樓宇設備模型,使各種設備能互操作和協同工作。BACnet定義了一種不同LAN環境下網絡工作站之間的通信規程,它利用太網實現通訊互聯,其傳輸性能較傳統控制網絡有比較大的提高。
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