BA系统通讯协议：BACnet
一.ISO/OSI开放系统模型
二.BACnet简况
三.BACnet协议的基本思路
四. BACnet的具体规定
一．ISO/OSI开放系统模型
    楼宇自动化系统（BAS，Building Automation System）出现于20世纪70年代末期。 由于各个生产厂家开发的都是自己专有的通信协议（Proprietary Communication protocols），因此，不同厂家控制设备之间的通信需要"网关"（gateways）来解决；这使得应用工程师和用户在同一个BAS系统中选用不同厂家的产品变的非常复杂和昂贵，应用工程师、用户的选择范围和灵活性受到很大限制，甚至被"琐在"一个供应商的产品上，最终是用户的系统性能和投资效益受到损失。
    社会需求推动着技术向前发展。人们期待着开放的、统一的通信协议，亦即不同厂家 的产品能够采用共同的"语言"和"语法"轻松的进行"交谈"。最终的目标则是希望形成一个"即插即用"（plug-and-play）的环境，使得BAS系统可以容易地进行组态和变更。
    国际标准化组织ISO于1984年发布的"开放系统互连模型"（OSI，Open Systems Interconnection model），是推进通信协议标准化的重要一步。ISO/OSI把通信协议在数据通信中的任务分解为一种七层结构：
  1．1物理联接（Physical link）
    网络设备和网络之间实际的硬件联接。本层规定界面的物理特性（比如机械部件 和联结），电力特性（比如电压水平）和功能特性（比如安装和拆装物理联接）。
  1．2数据联接（Data link）
规定数据如何编码，如何从每一种网络设备中传出传进。网桥（Bridges）工作于此层。
  1．3网络（Network）
规定整个网络的路由，开关和电子访问。路由器（routers）工作哟于此层。路由器中保持一个网络中相棱邻路由器和网段（segment）的表。路由器联接网段， 控制"交通"。
  1．4传输（Transport）
    保证网络节点和设备之间的数据传输。
  1．5进程（Session）
    在网络节点和设备之间进行"会话"时做通信控制。
  1．6表达（Presentation）
    翻译数据以便它可被某种应用所理解。
  1．7应用（Application）
    通过或文件传递形式访问网络。本层规定软件应用访问网络的步骤和方 法，比如文件传输，虚拟终端过程，信息传递等。
tcp ip协议规定    Lonworks产品和BACnet（Building Automation and Control Network）标准都以ISO/OSI模型为基础，都朝着使不同厂家产品能够通信而无需中间网关的方向努力，但采用的途径不同。   
二．BACnet简况
    早在1987年，ASHRAE（American Society of Heating refrigerating and Airconditi-oning Engineers美国采暖冷冻空调工程师协会）成立了SPC135委员会（Standard Project Committee），致力于将OSI模型应用于BAS系统，以实现不同产品的通讯。首先，为了解决如何收集和标识信息，SPC135采用"面向对象"（object orientation）的方法来组织协议，"对象"提供了一个标识或名称就可以指向一组相关信息的方式，简化了数据传输。其次，OSI的七层协议模型被简化为四层，即只规定BA在通讯系统中应用最多的物理连接层、数据联接层、网络层和应用层，从而保证了一定的灵活性，也降低了对软件的要求和费用。
    BACnet标准发展简况如下：1991年8月，第一稿公开审查；1994年3月，第二稿公开审查；1995年3月，第三稿公开审查；1995年9月，成为正式标准（ASHRAE135-1995）；1995年12月，通过ANSI（American National Standards Institute）认证，成为美国国家标
准。
    如今，BACnet 系统得到了较为广泛的应用，安装了数以千计的系统，遍及至少14个国家。其中，金门450工程是目前应用BACnet标准的最大项目。它位于美国旧金山金门大道450号，面积133000m2，共22层。其通讯网络的特点是：以应用以太网Ethernet为主干网，所有工作站和现场控制器都与以太网相连。单元子网和控制器遵守BACnet协议或专有协议，但非BACnet协议的子网和设备，有与主干网相连的BACnet现场控制器来管理，并且所有系统信息必须是BACnet对象。这个工程实例证明：BACnet系统可以达到预期的目的。在实际建筑物和实际项目的条件下，不同厂家的EMS产品被安装在一起，组合在一个以太主干网里，工作站为网络的一部分，运行一个同意的操作界面软件包。最终结果是：有多个厂家的产品组合为一个包括整个建筑物的集成系统，操作员日常工作于一个统一的系统界面上。
    BACnet技术还在不断发展过程中，ASHRAE的委员会定期对一些有建设性的新增加的部分进行讨论，并补充修改标准。现在BACnet标准委员会正在开发一个测试标准，为HVAC的应用创建特殊设备对象类型，并探索在TCP/IP网络上使用BACnet的方法。   
三．BACnet协议的基本思路
    BACnet标准的目的是：为计算机控制暖通空调和制冷系统及其它楼宇系统规定通讯服务和协议，从而使不同厂家的产品可以在同一个系统内协调工作。
    为了达到这个目的，BACnet标准的制定者采用了与LonTalk协议不同的思路和实现途径：统一和灵活兼顾。LonTalk协议对ISO/OSI模型的全部七层都做了规定，而BACnet标准仅对ISO/OSI模型中，BAS系统应用最多的四层做了规定，即物理连接层、数据联接层、网络层和应用层。对中间的4、5、6层未作规定，从而保证了协议的灵活性。各楼宇自动化厂商在不破坏标准基本结构的前提下可增加其专有功能。例如，BACnet在以下方面未做具体规定：
● 每个设备除最低要求外还应具备怎样的BACnet功能；
● 某一设备的何种功能可使其它设备对其访问；
● 应用程序接口（APIS）；
● 在某一设备内的数据表示；
● 设备平台（如操作系统和特定硬件）。
    BACnet标准对BACnet设备必须具备什么功能可被网络访问未做规定，因此可以创建一个设备并保护其设计的专有部分。比如你首创了一种温度控制算法，你的BACnet温度控制设备允许其他BACnet设备利用你的控制算法设定温度，但温度控制算法可以是不公开的。又如，BACnet标准未规定应用程序接口（APIS），于是在建立BACnet软件库上就有更大的自由度。
    其次，在BACnet标准做了规定的4层中，物理层和数据联接层又采纳了5种标准或协议，它们大多是应用范围广泛的行业标准或国家标准。
    BACnet标准为设备设计师在选择设备具有多少BACnet特性方面也提供了灵活性，BACnet标准为此规定了6个级别。1级最低，6级最高，完成的应用服务最多。一个控制系统的各组成部分因复杂程度不同，从而具有不同的功能，并不需要所有设备具有BACnet 标准规定的全部功能。例如，ALC系统的符合等级为3级。
    最后要说明的是，BACnet与常用的网络协议（如Ethernet和TCP/IP）有很大区别，它侧重于监控设备之间的通讯数据结构。而Ethernet和TCP/IP则强调网络设备间的数据传输。两者差别表明Ethernet和TCP/IP对于BACnet是非竞争性的协议；事实上，Ethernet和TCP/IP
可以在BACnet设备之间传诵BACnet信息。
    综上所述，BACnet标准采用统一和灵活相结合的思路。这在目前仍是专有协议占主导地位的情况下，尤其具有实践意义。它为实现不同厂家产品的互操作提供了一个可行的途径。   
ps（不常用）；动力线载波等方式。
4 ARCNET和IEEE 802.2 ARCNET（Attached Resources Computer network，附属资源计算机网络）是一种开放 标准，它是一种高速的对等令牌传递局域网。 ARCNET运行于以下四种介质：
● 2.5Mbps同轴电缆；
● 2.5Mbps双绞线；
● 光纤；
● EIA485。 IEEE802.2规定了LLC协议，保证数据通过通信联接能够可靠地进行传送。
5 Ethernet Ethernet是由数据设备公司，英特尔公司和施乐公司共同开发的高速局域网，数据 传输速率可达100Mbps，是国际标准ISO8803-3的基础。 Ethernet运行于4中介质：
● 密网(Tvhicknet)，同轴电缆，很少使用；
● 疏网（Thinet），同轴电缆10base5,最便宜，1-10台计算机；
● 10baseT，双绞线，星型组态，昂贵，但使用广泛；
● 光纤，昂贵，但使用广泛。
    根据ASHRAE的新闻发布，ASHRAE已经批准了BACnet/IP（135A）作为135-1995BACnet 标准的补充，这意味着Internet协议已经正式成为BACnet标准所采纳的第六种通信协议。这使得用户可以在世界上任何一个地方通过Internet监控自己的设备和系统，制造厂商可以制造直接拥有Internet能力的自动化和控制设备。 
四． BACnet的具体规定
ISO模型中的应用层是用来规定一种步骤，似的软件应用可以访问下层的网络服务 BACnet标准在应用层的具体规定体现在下述3方面内容：
● BACnet的对象（Objects）
● BACnet的服务（Services）
● BACnet的功能组（Functional Groups） "对象"是用来规定一种数据结构，这个结构既有数据的存储，也包括在这个对象内处 理和记录数据的一系列过程。BACnet具有以下13类对象：
● 模拟量和数字量的输入和输出
● 模拟量和数字量的值
● 日历
● 命令
● 设备
● 事件注册
● 文件
● 组
● 循环
● 多重输入和输出
● 通知级别
● 程序
● 时间表
因此，对象是用一种统一的方式来表达某些功能。每个对象具有一系列特性，例如"模拟量的输入"这个BACnet的对象，具有当前值、传感器类型、发生地点、报警极限等一系列的标准特性。

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