BA系統(tǒng)通訊協(xié)議

翻譯數(shù)據(jù)以便它可被某種應用所理解。

1

．

7

應用（

Application

）

通過電子郵件或文件傳遞形式訪問網(wǎng)絡。本層規(guī)定軟件應用訪問網(wǎng)絡的步驟和方

法，

比如文件傳輸，虛擬終端過程，信息傳遞等。

Lonworks

產(chǎn)品和

BACnet

（

Building Automation and Control Network

）

標準都以

ISO/OSI

模型為基礎，

都朝著使不同廠家產(chǎn)品能夠通信而無需中間網(wǎng)關的方向努力，

但采用的途徑不

同。

二．

BACnet

簡況

早在

1987

年，

ASHRAE

（

American Society of Heating refrigerating and Airconditi-oning

Engineers

美國

采暖冷凍空調工程師

協(xié)會）成立了

SPC135

委員會

（

Standard

Project

Committee

）

，致力于將

OSI

模型應用于

BAS

系統(tǒng)，以實現(xiàn)不同產(chǎn)品的通訊。首先，為了解

決如何收集和標識信息，

SPC135

采用

"

面向對象

"

（

object orientation

）的方法來組織協(xié)議，

"

對象

"

提供了一個標識或名稱就可以指向一組相關信息的方式，

簡化了數(shù)據(jù)傳輸。

其次，

OSI

的七層協(xié)議模型被簡化為四層，

即只規(guī)定

BA

在通訊系統(tǒng)中應用*多的物理連接層、

數(shù)據(jù)聯(lián)

接層、網(wǎng)絡層和應用層，從而保證了一定的靈活性，也降低了對軟件的要求和費用。

BACnet

標準發(fā)展簡況如下：

1991

年

8

月，

**稿公開審查；

1994

年

3

月，**稿公開

審查；

1995

年

3

月，第三稿公開審查；

1995

年

9

月，成為正式標準（

ASHRAE135-1995

）

；

1995

年

12

月，

通過

ANSI

（

American National Standards Institute

）

認證，

成為美國國家標準。

如今，

BACnet

系統(tǒng)得到了較為廣泛的應用，安裝了數(shù)以千計的系統(tǒng)，遍及至少

14

個

國家。其中，金門

450

工程是目前應用

BACnet

標準的*大項目。它位于美國舊金山金門大

道

450

號，面積

133000m2

，共

22

層。其通訊網(wǎng)絡的特點是：以應用以太網(wǎng)

Ethernet

為主干

網(wǎng)，所有工作站和現(xiàn)場控制器都與以太網(wǎng)相連。單元子網(wǎng)和控制器遵守

BACnet

協(xié)議或專有

協(xié)議，但非

BACnet

協(xié)議的子網(wǎng)和設備，有與主干網(wǎng)相連的

BACnet

現(xiàn)場控制器來管理，并

且所有系統(tǒng)信息必須是

BACnet

對象。這個工程實例證明：

BACnet

系統(tǒng)可以達到預期的目

的。在實際建筑物和實際項目的條件下，不同廠家的

EMS

產(chǎn)品被安裝在一起，組合在一個

以太主干網(wǎng)里，

工作站為網(wǎng)絡的一部分，

運行一個同意的操作界面軟件包。

*終結果是：有

多個廠家的產(chǎn)品組合為一個包括整個建筑物的集成系統(tǒng)，

操作員日常工作于一個統(tǒng)一的系統(tǒng)

界面上。

BACnet

技術還在不斷發(fā)展過程中，

ASHRAE

的委員會定期對一些有建設性的新增加的

部分進行討論，

并補充修改標準。

現(xiàn)在

BACnet

標準委員會正在開發(fā)一個測試標準，

為

HV

AC

的應用創(chuàng)建特殊設備對象類型，并探索在

TCP/IP

網(wǎng)絡上使用

BACnet

的方法。

三．

BACnet

協(xié)議的基本思路

BACnet

標準的目的是：為計算機控制暖通空調和制冷系統(tǒng)及其它樓宇系統(tǒng)規(guī)定通訊服

務和協(xié)議，從而使不同廠家的產(chǎn)品可以在同一個系統(tǒng)內協(xié)調工作。

為了達到這個目的，

BACnet

標準的制定者采用了與

LonTalk

協(xié)議不同的思路和實現(xiàn)途

徑：統(tǒng)一和靈活兼顧。

LonTalk

協(xié)議對

ISO/OSI

模型的全部七層都做了規(guī)定，而

BACnet

標

準僅對

ISO/OSI

模型中，

BAS

系統(tǒng)應用*多的四層做了規(guī)定，即物理連接層、數(shù)據(jù)聯(lián)接層、

網(wǎng)絡層和應用層。對中間的

4

、

5

、

6

層未作規(guī)定，從而保證了協(xié)議的靈活性。各樓宇自動化

廠商在不破壞標準基本結構的前提下可增加其專有功能。例如，

BACnet

在以下方面未做具

體規(guī)定：

●

每個設備除*低要求外還應具備怎樣的

BACnet

功能；

●

某一設備的何種功能可使其它設備對其訪問；

●

應用程序接口（

APIS

）

；

●

在某一設備內的數(shù)據(jù)表示；

●

設備平臺（如操作系統(tǒng)和特定硬件）

。

BACnet

標準對

BACnet

設備必須具備什么功能可被網(wǎng)絡訪問未做規(guī)定，因此可以創(chuàng)建

一個設備并保護其設計的專有部分。

比如你開創(chuàng)了一種溫度控制算法，

你的

BACnet

溫度控

制設備允許其他

BACnet

設備利用你的控制算法設定溫度，

但溫度控制算法可以是不公開的。

又如，

BACnet

標準未規(guī)定應用程序接口

（

APIS

）

，

于是在建立

BACnet

軟件庫上就有更大的

自由度。

其次，

在

BACnet

標準做了規(guī)定的

4

層中，

物理層和數(shù)據(jù)聯(lián)接層又采納了

5

種標準或協(xié)

議，它們大多是應用范圍廣泛的行業(yè)標準或國家標準。

BACnet

標準為設備設計師在選擇設備具有多少

BACnet

特性方面也提供了靈活性，

BACnet

標準為此規(guī)定了

6

個級別。

1

級*低，

6

級*高，

完成的應用服務*多。一個控制系

統(tǒng)的各組成部分因復雜程度不同，

從而具有不同的功能，

并不需要所有設備具有

BACnet

標

準規(guī)定的全部功能。例如，

ALC

系統(tǒng)的符合等級為

3

級。

*后要說明的是，

BACnet

與常用的網(wǎng)絡協(xié)議（如

Ethernet

和

TCP/IP

）有很大區(qū)別，它

側重于監(jiān)控設備之間的通訊數(shù)據(jù)結構。

而

Ethernet

和

TCP/IP

則強調網(wǎng)絡設備間的數(shù)據(jù)傳輸。

兩者差別表明

Ethernet

和

TCP/IP

對于

BACnet

是非競爭性的協(xié)議；

事實上，

Ethernet

和

TCP/IP

可以在

BACnet

設備之間傳誦

BACnet

信息。

綜上所述，

BACnet

標準采用統(tǒng)一和靈活相結合的思路。這在目前仍是專有協(xié)議占主導

地位的情況下，

尤其具有實踐意義。

它為實現(xiàn)不同廠家產(chǎn)品的互操作提供了一個可行的途徑。

ps

（不常用）

；動力線載波等方式。

4 ARCNET

和

IEEE 802.2 ARCNET

（

Attached Resources Computer network

，

附屬資源計算機

網(wǎng)絡）是一種開放

標準，它是一種高速的對等令牌傳遞局域網(wǎng)。

ARCNET

運行于以下四

種介質：

●

2.5Mbps

同軸電纜；

●

2.5Mbps

雙絞線；

●

光纖；

●

EIA485

。

IEEE802.2

規(guī)定了

LLC

協(xié)議，保證數(shù)據(jù)通過通信聯(lián)接能夠可靠地進行傳送。

5 Ethernet Ethernet

是由數(shù)據(jù)設備公司，

英特爾公司和施樂公司共同開發(fā)的高速局域網(wǎng)，

數(shù)據(jù)

傳輸速率可達

100Mbps

，是國際標準

ISO8803-3

的基礎。

Ethernet

運行于

4

中介質：

●

密網(wǎng)

(Tvhicknet)

，同軸電纜，很少使用；

●

疏網(wǎng)（

Thinet

）

，同軸電纜

10base5,

*便宜，

1-10

臺計算機；

●

10baseT

，雙絞線，星型組態(tài)，昂貴，但使用廣泛；

●

光纖，昂貴，但使用廣泛。

根

據(jù)

ASHRAE

的

新

聞

發(fā)

布

，

ASHRAE

已

經(jīng)

批

準

了

BACnet/IP

（

135A

）

作

為

135-1995BACnet

標準的補充，

這意味著

Internet

協(xié)議已經(jīng)正式成為

BACnet

標準所采納的第

六種通信協(xié)議。

這使得用戶可以在世界上任何一個地方通過

Internet

監(jiān)控自己的設備和系統(tǒng)，

制造廠商可以制造直接擁有

Internet

能力的自動化和控制設備。

四．

BACnet

的具體規(guī)定

ISO

模型中的應用層是用來規(guī)定一種步驟，似的軟件應用可以訪問下層的網(wǎng)絡服務

BACnet

標準在應用層的具體規(guī)定體現(xiàn)在下述

3

方面內容：

●

BACnet

的對象（

Objects

）

●

BACnet

的服務（

Services

）

●

BACnet

的功能組（

Functional Groups

）

"

對象

"

是用來規(guī)定一種數(shù)據(jù)結構，這個結構既有

數(shù)據(jù)的存儲，也包括在這個對象內處

理和記錄數(shù)據(jù)的一系列過程。

BACnet

具有以下

13

類

對象：

●

模擬量和數(shù)字量的輸入和輸出

●

模擬量和數(shù)字量的值

●

日歷

●

命令

●

設備

●

事件注冊

●

文件

●

組

●

循環(huán)

●

多重輸入和輸出

●

通知級別

●

程序

●

時間表

因此，對象是用一種統(tǒng)一的方式來表達某些功能。每個對象具有一系列特性，例如

"

模擬量

的輸入

"

這個

BACnet

的對象，具有當前值、傳感器類型、發(fā)生地點、報警極限等一系列的

標準特性。

"

服務

"

即使用和提供者之間的相互作用，

BACnet

規(guī)定了

5

中服務：

●

報警和事件的服務

a

數(shù)值的改變

（

COV

）

b

內在的（含有報警的對象）

c

算法的改變

●

文件訪問服務

-

用來在

BACnet

設備內處理文件

●

對象訪問服務

-

用來處理

BACnet

對象

/

點的特性

●

遠程設備管理服務

-

用于管理

BACnet

節(jié)點，詢問設備所含內容

●

虛擬終端服務

-

建立與另一個

BACnet

設備的應用程序服務器的聯(lián)系，

目的在于交換數(shù)據(jù)。

"

功能組

"

是應用服務和標準對象類型的組合體，用于支持某一樓宇自控功能的通訊要求，

BACnet

規(guī)定了

13

個功能組：

●

時鐘

●

手持工作站

●

PC

工作站

●

事件初始化

●

事件應答

●

COV

事件初始化

●

COV

事件應答

●

文件

●

重新初始化

●

虛擬操作界面

●

虛擬終端

●

設備通信

●

時間管理

一個控制系統(tǒng)的各個組成部分具有各自不同的功能，

這些功能的復雜程度不同，

所以并不需

要所有設備都具有

BACnet

規(guī)定的全部功能。

為了幫助客戶和工程人員確定不同

BACnet

產(chǎn)品之間的互操作性，

需要控制廠商建立一個針

對某一設備的

BACnet

協(xié)議符合等級的說明，

即

PICS

（

Protocol Implementation Confor- mance

Statement

）

，它包括：

●

廠商的具體情況和對其

BACnet

設備的描述

●

設備符合

BACnet

表住的級別

●

全部所支持的功能組

●

所支持的所有標準的和專有的應用服務，設備啟動或響應一個服務請求的能力

●

列出所支持的全部標準和專有對象類型

●

對每個所支持的對象類型

--

所支持的可選擇性

--

應用

BACnet

服務，哪些特性能被寫入

--

應用

BACnet

服務，是否可動態(tài)創(chuàng)建或刪除此對象

--

對特性數(shù)據(jù)的數(shù)值范圍的限制

●

所支持的數(shù)據(jù)聯(lián)接層的選項

●

是否支持分段請求

●

是否支持分段響應

因此，對于生產(chǎn)廠商來說，生產(chǎn)符合

BACnet

標準的設備要做以下

4

個方面的工作：

1

．

以

BACnet

對象的形式，編寫代表設備功能的程序；

2

．

編寫生產(chǎn)和解釋

BACnet

通訊信息（服務）的代碼；

3

．

為設備選擇適宜的網(wǎng)絡技術；

4

．

編寫描述設備符合

BACnet

設備等級的說明，即

PICS

。