BACnet 协议
# 常用协议说明
# 1 协议介绍
BACnet是 Building Automation and Control networks 的简称,即楼宇自动化与控制网络。是用于智能建筑的通信协议。协议是针对采暖、通风、空调、制冷控制设备所设计的,同时也为其他楼宇控制系统 (opens new window)(例如照明、安保、消防等系统)的集成提供一个基本原则。
一般项目所涉及的BA楼宇自控系统包括了:空调冷水及热水系统、各类空调机组、各类新风机组、各类送排风机、VAV系统变风量装置、数字定风量阀、风机盘管等设备。市面主流BA楼宇自控系统厂家有江森和霍尼韦尔等,下面介绍江森最新MSEA系统架构原理图。
上图整个系统架构中MSEA系统采用分布式集散控制方式,系统的网络结构分为两层:控制层和管理层;NAE 与 NAE 之间的通讯层为管理层,NAE 与 FEC 之间的通讯层为控制层;NAE 设备采用标准 BACnet 主从/令牌传递(MS/TP)协议。
# 2 BACnet 的体系结构
BACnet 建立在包含四个层次的简化分层体系结构上,这四层相当于 OSI 模型中的物理层、数据链路层、网络层和应用层。
BACnet 标准定义了自己的应用层和简单的网络层,对于其数据链路层和物理层,提供了以下五种选择方案:
第一种选择是 ISO 8802-2 类型 1 定义的逻辑链路控制(LLC)协议,加上 ISO 8802-3 介质访问控制(MAC)协议和物理层协议。ISO 8802-2 类型 1 提供了无连接(Connectionless)不确认(Unacknowledged)的服务,ISO 8802-3 则是著名的以太网协议的国际标准。
第二种选择是 ISO 8802-2 类型 1 定义的逻辑链路控制(LLC)协议,加上 ARCNET(ATA/ANSI878.1)。
第三种选择是主从/令牌传递(MS/TP)协议加上 EIA-485 协议。MS/TP 协议是专门针对楼宇自动控制设备设计的,同 ISO 8802-2 类型 1 一样,它通过控制 EIA-485 的物理层,向网络层提供接口。
第四种选择是点对点(PTP)协议加上 EIA-232 协议,为拨号串行异步通信提供了通信机制。
第五种选择是 LonTalk 协议。
# 3 BACnet 数据链路/物理层
BACnet 标准将五种类型的数据链路/物理层技术作为自己所支持的数据链路/物理层技术进行规范,形成其协议。
ARCNET 局域网:
ARCNET 是 1977 年由 Datapoint 公司开发的一种安装广泛的局域网(LAN)技术,它采用令牌总线(token-bus)方案来管理 LAN 上工作站和其他设备之间的共享线路,其中,LAN 服务器总是在一条总线上连续循环的发送一个空信息帧。
当有设备要发送报文时,它就在空帧中插入一个“令牌”以及相应的报文。当目标设备或 LAN 服务器接收到该报文后,就将“令牌”重新设置为 0,以便该帧可被其他设备重复使用。这种方案是十分有效的,特别是在网络负荷大的时候,它为网络中的各个设备提供平等使用网络资源的机会。
主从/令牌传递(MS/TP)协议:
BACnet 的主从/令牌传递局域网技术的基础时使用EIA-485标准。
由于 EIA-485 标准只是一个物理层标准,不能解决设备访问传输介质的问题,BACnet 定义了主从/令牌(MS/TP)协议,提供数据链路层功能。
MS/TP网络使用一个令牌来控制设备对网络总线的访问:
当主节点掌握令牌时,它可以发送数据帧。
凡是收到主节点请求报文的主(从)节点都可以发送响应报文。一个主节点在发送完报文之后,就将令牌传递给下一个主节点。
如果主节点有许多报文要发送,当它一次掌握令牌期间最多只能发送 Nmax_info_iframes 个数据帧,就必须将令牌传递给下一个主节点,其他数据帧只能在它再一次掌握令牌时,才能发送。
点到点(PTP)通信协议:
为了使两个 BACnet 设备能够各种点到点通信机制进行通信,BACnet 定义了点到点数据链路层通信协议,面向连接的协议,这个协议的功能是:
使两个 BACnet 网络层实体建立点到点数据链路连接,可靠地交换 BACnet PDU。
使用已建立地物理连接执行 BACnet 点到点连接的有序终止。
一旦这种连接成功建立后,两个设备就可以透明地交换 BACnet PDU。
无论呼叫设备还是被呼叫设备,都可以启动释放连接过程,而只有每个设备都发送了终止请求后,连接才会终止。
对应地物理连接有:EIA-232 连接调制解调器,线路驱动器,或者其他数据通信设备。
# 4 BACnet调试工具和数据库配置
BACnet协议调试我们推荐使用“BACnetScan”工具。工具的详细使用和数据库配置请参考BACnet调试说明。