用于智能建筑的通信协议BACnet介绍

IT 和 OT 正在走向融合。

后疫情时代，智能建筑只会变得越来越重要，楼宇设备的集成也会更加普及与深度。

对于OT来说，BACnet是一个很好的起点。BACnet代表"楼宇自动化和控制网络"，是楼宇自动化中使用最广泛的标准协议。它的创建是为了简化楼宇自动化设备并开放数据通信。但是，我们为什么要使用它，它来自哪里?

BACnet起源

BACnet是用于智能建筑的通信协议，是国际标准化组织(ISO)、美国国家标准协会(ANSI)及美国采暖、制冷与空调工程师学会(ASHRAE)定义的通信协议。楼宇设备由不同的厂商提供，每个设备都有其自有通讯协议。因此对于业主来说，系统的维护和监管极其繁琐。为了解决这一问题，BACnet标准委员会因此诞生，它可以提高供应商之间的互操作性，最大限度地减少对各个设备制造商定义的专有系统的约束。除此之外，系统的标准化也使得整合楼宇自动化工作站成为可能，所有相关设备的数据可以在工作站中进行处理，而不必在乎这些数据出自哪个设备供应商提供的。

BACnet的第一个版本为标准135，于1995年被采用。BACnet协议的开发也有利于HVAC行业，引入了整合和标准化BAS功能的可能性，如数据共享、报警、事件管理、趋势、调度和远程管理。BACnet不仅仅是一个通信协议，BACnet还定义和描述了网络上的设备，以及这些设备提供的对象和服务。

所以不像其他一些通信协议只关注信息如何移动，BACnet对于网络上的设备具有内置的规则和行为。它可以识别网络上设备的类型，并知道对它们的期望。这就是“对象”发挥作用的地方。

BACnet对象的定义

在BACnet设备中，数据被组织成对象。对象表示物理输入、输出和数据变量，这些变量表示设备上的点，以及其他更复杂的结构，如趋势日志和时间表。对象进一步定义为一组属性，可以通过工作站或其他软件进行监视或命令。考虑房间中的温度传感器:它可能有一个点，表示为一个可以称为“SPACE-TEMP”的对象，以便使其成为经过认证的BACnet设备，该传感器还将包括标准服务。因此，其他BACnet设备或软件可以发现和读取这个SPACE-TEMP对象。

工作站，甚至是移动设备，都可以调用温度传感器内的所有其他相关数据点，使其能够在网络上被看到，并正确地传输其数据。这些服务在控制器中启用并运行，非常像服务器。有许多潜在的对象类型，但是BACnet目前定义了60种对象类型作为标准的一部分。您还可以在标准之外创建自定义对象类型。BACnet使用所谓的“服务”访问对象。服务包括自动设备发现以及读取和写入设备对象和属性的能力。一些供应商在设备内部提供定制的复杂服务，如点报警、趋势甚至调度。

BTL认证

为了使业界保持BACnet设备之间的互操作性，而不管它们的制造商是谁，供应商必须将每个设备型号提交给BACnet测试实验室(BTL)，以获得符合BACnet标准的认证。该认证证明供应商的设备是作为12种公认类型的设备之一所生产的，并且其对象和服务是按照标准操作的。如果没有BTL认证，您将面临设备在BACnet网络中无法正常通讯的风险。

这一切在建筑中是如何运作的?BACnet支持七种局域网类型，通过以下方式进行通信:

IP(IPv4 and IPv6);

Ethernet(ISO 8802-3);

Master Slave/Token Passing MS/TP(RS485)

Point-to-Point (PTP) (RS 232)

ZigBee

LonTalk

ARCNET

BBMD功能

目前使用的两种最普遍的局域网类型是BACnet/IP和BACnet MS/TP。BACnet/IP允许跨多个子网、多区控制系统进行通信，利用光纤和千兆以太网的优点，并为设备分配IP地址。

但是，目前大多数BACnet网络都采用了使用RS-485双绞线的MS/TP。在某些情况下，您可能混合使用MS/TP和IP网络，或者您可能希望在服务器上安装一个工作站，而不必将RS-485接口集成到服务器中。

在这些情况下，我们将使用BACnet路由器将BACnet MS/TP和BACnet/IP网络连接在一起。在具有IP子网的多个建筑物或多个子网的情况下，您将使用具有称为“BBMD”的特殊功能的BACnet路由器。BBMD代表“BACnet Broadcast Management Device”广播管理设备，是一种将BACnet广播消息以定向单播消息的形式从一个IP子网隧道到另一个IP子网的方法。因为IP路由器会阻塞广播消息，所以需要BBMD，而在BACnet中，广播消息是设备之间发现和通信的必要条件。

这只是BACnet工作方式的表面，每个安装都有一些细微的差别，可以用来优化网络的通信方式。

审核编辑：汤梓红