BACnet 技术与应用浅析 |
楼宇自控网络协议BACnet
BACnet是Building Automation and Control Networks 的缩写，它是针对楼宇自控领域的标准，制定这个标准的目的是为了使不同生产商提供的控制设备能够互操作，也使业主不再依赖特定的私有技术。BACnet是暖通空调行业唯一的国际标准。
BACnet 的历史
BACnet 的研发工作始于1987 年，专门在美国暖通空调和制冷工程师协会（ASHREA）下面成立了BACnet标准设计委员会(SPC135)并在 美国Tennessee省Nashville市召开第一次会议。
- 历经8年半的发展；
- 由12个国家的81位专家提出了741条建议并进行了3次公众发布；
- 1995年6月由美国暖通空调和制冷工程师协会（ASHREA）首次发布，并于当年成为美国国家标准，编号为：ANSI/ASHRAE 135-1995；
- 2001年发布更新的标准ANSI/ASHRAE 135-2001；
- 2003年1月BACnet成为了建筑行业ISO国际标准，标准号：ISO 16484-5；
- BACnet产品适用于 HVAC, 消防, 照明, 安防 等领域；
- 可用的产品包括 控制器, 网关, 路由器和诊断工具等；
- BACnet在 ASHRAE 的持续资助下得到发展；
- 公众或委员会成员可在任何时间提出对协议的改变建议；
- 所有的改变必须经过公众讨论和认可；
- SSPC 135 (BACnet标准设计委员会 135) 负责与CEN （欧洲）, ABOK（俄罗斯）和 IEIEJ（日本）的联系。
BACnet 的主要内容
BACnet是开放的标准，目前在国内已有中文版本，任何公司或个人都可以获得。该标准并不关注实现手段，因此生产商不依赖特定的开发器、芯片或软件，生产商有绝对的自由选择各具特色的实现方式，例如单片机、单板机+嵌入系统、PC机+桌面系统等等。
为了保证有效的互操作，BACnet不仅仅定义了通讯过程，也定义了控制设备内部数据的格式。例如：通过FTP协议，我们可以在本地看到远程电脑上的文件，但是如果我们不知道这些文件的格式，我们仍然无法打开、编辑，如果我们通过一些默认的扩展名知道了哪些是文本，哪些是JPG图片，就可以使用他们了。在BACnet中针对各种数据分别定义了标准对象，每种对象包含一些标准属性，这样一台控制设备可以很容易使用另一台控制设备的资源。
从实现的复杂程度而言，BACnet确实是重型协议，但幸运的是，一个特定功能的控制设备不需要实现全部的BACnet。也就是说，对于特定的应用范围，BACnet是可裁剪的。因此，BACnet同样也适合一些低成本的应用，例如：网络型温度传感器，用8位单片机就可以实现了。每台BACnet设备都要提供一份协议实现一致性声明（PICS,Protocol Implementation Conformance Statement）来说明自己实现了哪些内容。
BACnet 与生产商
BACnet自公布以来，受到了楼宇自控生产商的广泛重视，世界著名的生产商都已经加入了BMA（BACnet Manufacturers Association），其产品须经BTL (BACnet Testing Laboratories) 测试，BTL负责将符合标准的产品和厂家在全球范围内发布列表并对其产品给予BACnet认证。
生产商的利益
BACnet是公开的标准，而且对实现该标准的技术手段无任何要求。生产商可以自由选择硬件、软件实现方案，例如采用最先进的芯片或最熟悉的芯片，采用最高效的或最廉价开发工具等等，生产商对BACnet组织无任何依赖。
由于BACnet设备具有很强的互操作性，生产商可以把集中精力发展自己领先的技术。例如生产商A拥有先进的VAV控制技术，A就可以专门生产VAV控制器，操作站软件和路由器等配套产品可以选用其他生产商的产品，无需由一个生产商提供全套楼宇自控产品。
BACnet不是一种全新的技术，它是建立在其他标准基础上的。生产商如果已经有自己的成型产品，多数情况下不需要重新设计硬件，只要更新嵌入软件就可以成为BACnet产品。例如有RS485接口的控制器可以支持BACnet MS/TP，有以太网接口的设备可以支持BACnet Ethernet等等
BACnet 与工程商
BACnet已经在全球的八十多个国家和地区得到应用，得到了众多工程商的认可。
工程商的利益
由于遵循BACnet标准的产品可以互操作，工程商的选择范围更广了。例如：根据项目的具体情况，选择A生产商的监控软件、B生产商的VAV控制器、C生产商的路由器等等。这样工程商可以充分发挥各种产品的优势，更灵活地满足业主的特殊需求。对于采用私有协议的产品，这样做是不可想象的。
工程商需要一批专业的技术人员向业主提供调试服务。如果采用私有协议的产品，这些技术人员将依赖于这些产品的生产商，因为不同生产商采用私有协议的产品提供的调试方法差别极大，已经熟悉一种产品的技术人员必须经过培训、实习才能调试另一个生产商的产品。在BACnet标准中，已经把各种功能抽象为标准的对象，对象的配置（修改属性）也是标准化的，因此从技术人员的角度看不同生产商产品的调试方法非常相似（虽然外表相差很大）。
BACnet 的前景
BACnet标准虽然最初是由美国暖通空调和制冷工程师协会资助制定的，但在发展过程中不断丰富内容，不断添加新的对象和服务，现在已经在照明、门禁、安防、火灾报警等领域被广泛应用。该标准仍然在不断发展，下一阶段将扩充对音频、视频数字传输的定义，以满足闭路监视、视频点拨等领域的标准化需求。
我国建筑业发展潜力巨大，BACnet作为开放的、权威的国际标准对于打破技术垄断、营造公平的竞争环境、促进国产的自主知识产权的产品的发展都具有重大意义。
Delta Controls公司的ORCA系统
Delta Controls公司是专业楼宇自控产品制造商，总部位于加拿大温哥华，该公司成立于1987年， 主要产品包括ORCA系统及相关的外围设备，应用范围覆盖了暖通空调、照明、门禁、CCTV等领域。
ORCA系统简介
ORCA的含义是开放实时控制结构(Open Real-time Control Architecture)，是一个全面遵循BACnet标准的系统，其中任何控制器或软件都是标准的BACnet产品。ORCA系统结构采用分级式的设计，这样，无论应用在大型、复杂项目中还是小型、简单项目中，都可以保证通讯的简便、高效。同时，ORCA的这种结构又是十分灵活的，能够实现多种形式的配置。ORCA主要结构分三级：区域级、系统级、子网级。
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