BA
系统通讯协议：
BACnet
目录
一
.
I
SO/OSI
开放系统模型
二
.BACnet
简况
三
协议的基本思路
四
. BACnet
的具体规定
一．
ISO/OSI
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
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，
*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
。
*终的目标则是希望形成一个
即插
即用
plug-and-play
）的环境，使得
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。
把通信协议在数据通
信中的任务分解为一种七层结构：
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）
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。
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
4
传输（
Transport
保证网络节点和设备之间的数据传输。
5
进程（
Session
在网络节点和设备之间进行
会话
时做通信控制。
6
表达（
Presentation
翻译数据以便它可被某种应用所理解。
7
应用（
Application
通过电子邮件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。
Lonworks
产品和
Building Automation and Control Network
标准都以
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．
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
模型应用于
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，
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，
的七层协议模型被简化为四层，
即只规定
在通讯系统中应用*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。
标准发展简况如下：
1991
年
8
月，
**稿公开审查；
1994
月，**稿公开
审查；
1995
月，第三稿公开审查；
9
月，成为正式标准（
ASHRAE135-1995
；
12
通过
ANSI
American National Standards Institute
认证，
成为美国国家标准。
如今，
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
标准的*大项目。它位于美国旧金山金门大
道
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
协议或专有
协议，但非
协议的子网和设备，有与主干网相连的
现场控制器来管理，并
且所有系统信息必须是
对象。这个工程实例证明：
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。
*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。
技术还在不断发展过程中，
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
标准委员会正在开发一个测试标准，
为
HV
AC
的应用创建特殊设备对象类型，并探索在
TCP/IP
网络上使用
的方法。
三．
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，
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。
协议对
模型的全部七层都做了规定，而
标
准仅对
模型中，
系统应用*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
、
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，
在以下方面未做具
体规定：
●
每个设备除*低要求外还应具备怎样的
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）
标准对
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。
比如你开创了一种温度控制算法，
你的
温度控
制设备允许其他
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，
标准未规定应用程序接口
于是在建立
软件库上就有更大的
自由度。
在
标准做了规定的
层中，
物理层和数据联接层又采纳了
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。
标准为设备设计师在选择设备具有多少
特性方面也提供了灵活性，
标准为此规定了
个级别。
级*低，
级*高，
完成的应用服务*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
准规定的全部功能。例如，
ALC
系统的符合等级为
级。
*后要说明的是，
与常用的网络协议（如
）有很大区别，它
侧重于监控设备之间的通讯数据结构。
而
则强调网络设备间的数据传输。
两者差别表明
对于
是非竞争性的协议；
事实上，
可以在
设备之间传诵
信息。
综上所述，
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
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；
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。
运行于
中介质：
密网
(Tvhicknet)
，同轴电缆，很少使用；
疏网（
Thinet
，同轴电缆
10base5,
*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
新
闻
发
布
已
经
批
准
了
BACnet/IP
135A
作
135-1995BACnet
标准的补充，
这意味着
Internet
协议已经正式成为
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
监控自己的设备和系统，
制造厂商可以制造直接拥有
能力的自动化和控制设备。
四．
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
标准在应用层的具体规定体现在下述
方面内容：
的对象（
Objects
的服务（
Services
的功能组（
Functional Groups
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。
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
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。
服务
即使用和提供者之间的相互作用，
中服务：
报警和事件的服务
a
数值的改变
COV
b
内在的（含有报警的对象）
c
算法的改变
文件访问服务
-
用来在
设备内处理文件
对象访问服务
用来处理
/
点的特性
远程设备管理服务
用于管理
节点，询问设备所含内容
虚拟终端服务
建立与另一个
设备的应用程序服务器的联系，
目的在于交换数据。
功能组
是应用服务和标准对象类型的组合体，用于支持某一楼宇自控功能的通讯要求，
个功能组：
时钟
手持工作站
PC
工作站
事件初始化
事件应答
重新初始化
虚拟操作界面
虚拟终端
设备通信
时间管理
一个控制系统的各个组成部分具有各自不同的功能，
这些功能的复杂程度不同，
所以并不需
要所有设备都具有
规定的全部功能。
为了帮助客户和工程人员确定不同
产品之间的互操作性，
需要控制厂商建立一个针
对某一设备的
协议符合等级的说明，
即
PICS
Protocol Implementation Confor- mance
Statement
，它包括：
厂商的具体情况和对其
设备的描述
设备符合
表住的级别
全部所支持的功能组
所支持的所有标准的和专有的应用服务，设备启动或响应一个服务请求的能力
列出所支持的全部标准和专有对象类型
对每个所支持的对象类型
--
所支持的可选择性
应用
服务，哪些特性能被写入
服务，是否可动态创建或删除此对象
对特性数据的数值范围的限制
所支持的数据联接层的选项
是否支持分段请求
是否支持分段响应
因此，对于生产厂商来说，生产符合
标准的设备要做以下
个方面的工作：
以
对象的形式，编写代表设备功能的程序；
编写生产和解释
通讯信息（服务）的代码；
为设备选择适宜的网络技术；
编写描述设备符合
设备等级的说明，即
沪公网安备 31011502007634号
