BACneti protokoll: arhitektuur, töö, tüübid, objektid ja selle rakendused

BACneti protokolli töötas välja komitee nimega ASHRAE ehk American Society of Heating, Refrigerating & Air-Conditioning Engineers 1987. aastal. Selle komitee peamine moto on koostada protokoll, mis võimaldaks erinevate tootjate süsteemidel omavahel meeldival viisil suhelda. . Seega on see protokoll ASHRAE registreeritud kaubamärk. Alates ajaprotokolli väljatöötamisest on seda avatud kokkuleppemenetlusega pidevalt muudetud. Nii et kõik huvilised on oodatud osalema tasuta. Nii et see artikkel käsitleb ülevaadet Bacneti protokoll põhitõed – rakendustega töötamine.

Mis on BACneti protokoll?

Andmed sideprotokoll mida kasutatakse automatiseeritud juhtimisvõrgu ehitamiseks, tuntakse kui BACnet või Building Automation Control Network. See andmesideprotokoll on nii ISO kui ka ANSI standard, mida kasutatakse koostööd tegevate hooneautomaatika seadmete vahelise koosvõime tagamiseks. Bacnet Protocol sisaldab reegleid arvutivõrgus toimuva andmevahetuse reguleerimiseks, mis lihtsalt hõlmab kõike alates sellest, millist tüüpi kaablit kasutada, et moodustada konkreetne käsk või päring tavapärasel viisil.

Erinevate seadmete koostalitlusvõime saavutamiseks sisaldab BACneti spetsifikatsioon kolme põhiosa. Esmane, sekundaarne ja tertsiaarne. Seega määratleb esmane osa tehnikat mis tahes tüüpi hooneautomaatikaseadmete tavapäraseks esitamiseks.

Teises osas kirjeldatakse sõnumeid, mida saab selliste seadmete kontrollimiseks ja haldamiseks arvutivõrgu kaudu edastada. Viimases osas kirjeldatakse sobivate kohtvõrkude komplekti, mida kasutatakse BACneti side edastamiseks.

Miks on Bacneti protokolli vaja?

The BACneti protokolli tähtsus eesmärk on määratleda tüüpilised tehnikad, mida tootjad saavad kasutada, et ehitada komponente ja süsteeme, mis on koostalitlusvõimelised BACneti muude komponentide ja süsteemide kaudu.

Samuti täpsustatakse, kuidas andmeid võrgus tähistatakse, ja teenuseid, mida kasutatakse andmete edastamiseks ühest BACneti sõlmest teise. Sellel on ka teated, mis tunnevad ära võrgu- ja andmesõlmed.

BACneti kasutavad hoonete omanikud ja süsteemi spetsifikaatorid koostalitlusvõimelise süsteemi spetsifikatsiooni tööriistana. See protokoll ei muuda vajadust näidata, mida tarbija vajab. Seega pakub see lihtsalt mõningaid järjepidevaid tööriistu, mis aitavad luua ja spetsifikeerida koostoimivaid süsteeme.

BACnet protokolli kasutatakse igat tüüpi automatiseeritud hoonesüsteemides. Seega on saadaval koostalitlusvõimelisi tooteid erinevates kategooriates, nagu turvalisus, tulekahju, valgustus, liftid, HVAC jne. See protokoll lihtsalt tegeleb koostalitlusvõime eesmärgiga, määratledes lihtsalt automaatikaseadmete üldise töömudeli, tehnika, mida kasutatakse nende andmete määratlemiseks. hõlmab & ka tehnikat, mida kasutatakse protokollide selgitamiseks, mida üks seade saab kasutada, et küsida veel ühte seadet mõne eelistatud toimingu sooritamiseks.

Bacneti protokolli arhitektuur

BACneti protokolli arhitektuur piirdub valdavalt valgustuse juhtseadmete, HVAC ja lüüsidega. See protokoll tõstab esile kerge ja tõhusa suhtluse, mis on optimeeritud lühisõnumite, väikeste võrkude ja võrkudevaheliste jaoks.

BACneti protokolli arhitektuur on ahendatud arhitektuur, mis sobib 4-kihiga OSI mudel . BACneti arhitektuuri neli kihti hõlmavad peamiselt rakendust, võrku, andmeühendust ja füüsilist kihti. Kuigi ainult võrgukiht ja rakenduskiht on lihtsalt BACnet.

Ülaltoodud arhitektuur on BACneti protokollivirn, mis sisaldab erinevaid kihte, nagu on näidatud diagrammil. See protokoll on OSI-virna ahendatud versioon. Transpordi- ja seansikihte ei kasutata. Rakenduskiht täidab nende kahe kihi funktsioonid.

BACneti füüsiline kiht

BACneti ülemised kihid ei sõltu füüsilisest kihist. Seega võimaldab BACneti füüsiline kiht BACneti käivitada erinevates võrkudes. BACneti füüsilised kihid on määratletud ARCNETi, Etherneti, IP tunnelite, BACnet/IP, RS-232, RS485 ja Lonworks/LonTalki abil. RS232 on mõeldud punkt-punkti suhtluseks. RS485 toetab kuni 32 sõlme 1200 m kaugusel kiirusel 76Kbps.

BACneti protokolli lingikiht

BACneti protokolli rakendatakse otse LonTalki või IEEE802.2 lingikihtidega. Seega määrab see RS232 ühenduste jaoks punktist punkti (PTP) andmesidekihi. See määrab RS-485 ühenduste jaoks mõeldud MS/TP andmesidekihi. Standard määrab lihtsalt BVLL-i (BACneti virtuaalse lingikihi), mis määrab kõik sellel lingikihil BACneti seadme kaudu vajalikud teenused.

IP BACneti virtuaalse lingi kiht kapseldab nõutavad juhtandmed BACneti virtuaalse lingi juhtimisteabe päisesse. Tänu IP-le saavad BVLL-i ja BACnet-protokolli seadmed suhelda otse IP-võrkude kaudu, ilma ruuterita.

BACneti protokoll kasutab BBMD (BACneti leviedastushaldusseade) kontseptsiooni, mis teostab eelistatud lingikihi jaoks vajaliku leviedastuse. Seega muudetakse BACneti leviedastussõnum IP-põhiseks levi- või multisaatesõnumiks.

BACneti võrgukiht

See kiht määrab lihtsalt marsruutimiseks vajalikud võrguaadressid. BACneti võrk sisaldab vähemalt ühte või enamat segmenti, mis on ühendatud sildadega, kui need kasutavad sarnaseid LAN-tehnoloogiaid. Kui nad kasutavad erinevaid LAN-protokolle, ühendatakse need ruuterite kaudu.

Rakenduskiht

BACnet ei eralda nii esitlust kui ka rakenduskihte. Seega hoolitseb see töökindluse ja järjestuse või segmenteerimismehhanismide eest, mis on üldiselt seotud nii seansi kui ka transpordi kihtidega. BACnet sisaldab selliseid seadmeid nagu objektid teenuseprimitiivide vahetamiseks, mida kirjeldatakse ASN.1 süntaksiga ja jadatakse ASN.1 BER-iga.

BACneti turvakiht

BACneti turvalisuse kontseptsiooni saab hõlpsasti mõista näitega, kui BACneti seade A küsib võtmeserverist seansivõtit turvalise side loomiseks läbi seadme-B, siis edastatakse see võti nii seadmele-A kui ka seadmele-B. võtmeserveri kaudu, mida tuntakse kui 'SKab'. BACnet-protokoll kasutab 56-bitist DES-krüptimist.

Kuidas Bacneti protokoll töötab?

BACnet on tüüpiline elektrooniline sideprotokoll, mis võimaldab omavahel suhelda erinevate tootjate hooneautomaatikatel ning seiresüsteemidel nagu tulekahjusignalisatsioonid, HVAC ja perimeetri turvalisus. See protokoll võib töötada peaaegu kõigi tavaliste andmeprotokollidega, sealhulgas TCP/IP-ga.

BACneti protokoll võimaldab terviklikku BMS-ide (hoonehaldussüsteemide) arendamist, mis võimaldab operaatoritel ehitada, jälgida ja juhtida erinevaid hoonesüsteeme ühes rakenduses.
Seda protokolli kasutatakse ka teostatava automatiseerimise paindlikkuse ja ulatuse laiendamiseks. Näiteks võib automatiseerimissüsteemi seadistada nii, et kui tuletõrjesüsteem tulekahju märkab, saadab süsteem käsud järgmistele.

• Lifti juhtimissüsteemile, et saata kõik liftid kohe alumisele korrusele.
• Hoone isikuotsingusüsteemi, et edastada helisignaal, et teavitada hoone elanikke, kus tulekahju tuvastati ja kuidas hoonest välja minna.
• Hoone heli- või visuaalsüsteemidest kuni konverentsiruumide telerite välksõnumiteni.
• Telefonisüsteemi liidesesse hoiatuste saatmiseks tekstisõnumiga hoone rajatistele ja insenerimeeskondadele.

Protokolli BACnet abil tähistatakse kõik andmed objektina. Seega tähistab iga objekt andmeid seadme või komponendi kohta. Teabe tähistamine nagu objekt annab lihtsalt eelise, et saab moodustada uusimaid objekte, vastasel juhul saab olemasolevaid objekte muuta vastavalt kasutaja vajadustele.

Objekt tähistab füüsilist teavet (füüsilised sisendid, väljundid) ja mittefüüsilist teavet (tarkvara/arvutused). On väga oluline märkida, et iga objekt võib tähistada üht osa teabest, vastasel juhul teaberühma, mis täidab sama ja täpset funktsiooni.

BACneti objekt

BACneti objekt on kontseptsioon, mis võimaldab nii sidet kui ka i/ps-i, o/ps-i, tarkvara ja arvutustega seotud andmete rühma. BACneti objekt võib end näha erinevatel viisidel, näiteks üksikud punktid, loogilised rühmad, programmiloogika, ajakavad ja ajaloolised andmed.

BACneti objektid on nii füüsilised kui ka mittefüüsilised. Näiteks termostaati peetakse füüsiliseks kontseptsiooniks ja HVAC-süsteemi peetakse väljundseadmeks. Parim näide mittefüüsilisest kontseptsioonist on HVAC-i hooldusgraafik tarkvaravormis.

Kõik BACneti objektid sisaldavad erinevaid teabevahetuse ja käskude omadusi. Need omadused on esitatud kahe veeruga tabelivormingus. Esimene veerg sisaldab atribuudi nime ja teine ​​veerg vara väärtust. Teises veerus võib teave eksisteerida kirjutamislubavas/kirjutuskaitstud vormingus.

BACneti objekti näide hoones oleva anduri binaarseks sisendiks on näidatud allpool.

Ülaltoodud tabelis on esimesed neli omadust BACneti standardi järgi vajalikud, samas kui kahte viimast omadust peetakse lihtsalt valikuliseks. Seega on neid valikulisi objekte arendaja sageli vaja, kuid need objektid peaksid vastama BACneti standardile. Näide näitab vaid mõnda objekti omadust. Reaalses elus, eriti hooneautomaatika seadistuses, oleksid objektil erinevad omadused. Enamik eksperte ja allikaid täpsustab, et hooneautomaatikasüsteemides kasutatakse 23 standardset BACneti objekti. Seega töötavad standardobjektid BACneti standardis.

23 standardset BACneti objekti on binaarne i/p, binaarne o/p, binaarne väärtus, analoog i/p, analoog o/p, analoogväärtus, keskmistamine, eluohutuse tsoon, eluohutuse punkt, mitme olekuga i/p, mitme olekuga o/p, mitme oleku väärtus, tsükkel, kalender, teavitusklass, käsk, fail, programm, ajakava, suundumuste logi, rühm, sündmuste registreerimine ja seade.

Kui objektide komplekt täidab teatud funktsiooni, nimetatakse seda BACneti seadmeks. Kõik need objektid peaksid sisaldama identifikaatorit, andmetüüpi ja lisateavet, nagu kirjutuskaitstud, muude seadmete kaudu muudetud ja palju muud.

Erinevad tüübid

Erinevad BACneti protokollide tüübid arutatakse allpool.

BACnet/IP

Seda kasutatakse tavaliselt olemasolevate VLAN- ja WAN-võrkudega. Nii saavad seadmed ühendada otse jaoturite või Etherneti lülititega. See LAN on suure jõudlusega ja kiire tüüp, kuid väga kulukas. BACnet/IP kasutab UDP/IP-d ühilduvuse tagamiseks olemasoleva IP-infrastruktuuri kaudu. Kui BACnet/IP-d on kasutatud mitme IP-alamvõrguga, on alamvõrkudevahelise BACneti leviedastusteadete käsitlemiseks vaja seadme lisafunktsioone, mida nimetatakse BBMD-deks (BACnet Broadcast Management Devices).

BACnet MS/TP

Selline kohtvõrk kasutab EIA-485 keerdpaari signaali andmiseks kuni 4k jalga. Seega on see väga kuulus BACneti LAN tüüp, mida kasutatakse nii ühtsete kui ka rakendusspetsiifiliste kontrollerite jaoks. See BACnet MS/TP ei ole kallis.

BACnet ISO 8802-3 (Ethernet)

BACnetit kasutatakse otse Ethernet 8802-3 võrgud, mis on kiiruse ja kulude poolest sarnased BACnet/IP-ga, kuigi piirduvad ühe füüsilise infrastruktuuriga, mis ei kasuta IP-ruutereid.

BACnet üle ARCNET

See BACnet on MAC-tüüpi, mis sisaldab kahte vormi, nagu 2,5 Mbs koaksiaal ja 156 Kbs üle EIA-485. Seda BACnet-i toetab piiratud arv ARCNETiga tarnijaid.

BACnet punkt-punkti

Seda BACneti punkt-punkti kasutatakse lihtsalt sissehelistamistelefonide võrkude kaudu. Üldiselt ei kasutata Etherneti otseühenduse jaoks enam EIA-232 otseühendust.

BACnet LonTalki välismaiste raamide kaudu

See BACnet võimaldab lihtsalt LonTalki transpordikomponenti BACneti sõnumite edastamiseks. Kuid need kaks protokolli ei ole koostalitlusvõimelised.

BACnet üle ZigBee

Üldiselt on see MAC traadita võrguvõrk, mida kasutatakse odavamate seadmetega. Seega kasutatakse seda tavaliselt lüüsina ZigBee seadmetele, mitte nagu natiivse BACneti transporti.

Bacnet to Modbus Converter

Protocon-P3 Gateway on BACnet-Modbus-muundur, mida kasutatakse automatiseerimissüsteemide projekteerimiseks erinevates rakendustes, nagu HVAC, juurdepääsukontroll, valgustuse juhtimis- ja tulekahjutuvastussüsteemid ning nendega seotud seadmed. Protocon-P3 Gateway ühendab sellised BACneti süsteemid ja seadmed Modbusipõhiste haldussüsteemidega Modbus RTU protokolli ja Modbus TCP/IP kaudu.

Bacnet to Modbus Converter põhifunktsioonid hõlmavad järgmist.

• Sellel on esipaneel, millel on kiirdiagnostika indikaatoriks LED
• Windowsi-põhine konfiguratsiooniutiliit.
• See toetab kuni 100 BACneti seadme liidest TCP Master/Slave või Modbus RTU-ga.
• See on võimeline liidestama kuni 5K kaardistamispunkti.
• See toetab COV-bittide pakkimise funktsiooni.

Bacneti protokoll vs Modbus

Erinevused Bacneti protokolli ja Modbusi vahel on järgmised.

Eelised

The Bacneti protokolli eelised sisaldama järgmist.

• Protokoll BACnet on mõeldud eelkõige nii hooneautomaatika kui ka juhtimisvõrkude jaoks.
• See ei sõltu praegustest LAN- või WAN-tehnoloogiatest.
• See on Ameerika riiklik standard ja Euroopa eelstandard.
• See on täielikult skaleeritav väikestest üksiku hoone rakendustest universaalsete seadmete võrkudeni.
• BACneti juurutajad saavad turvaliselt lisada mittestandardseid laiendusi ja täiustusi, mõjutamata olemasolevat koostalitlusvõimet.
• Seda on kasutusele võtnud USA ja Euroopa kuulsaimad tuletõrjefirmad.
• Seda toetavad erinevad jahutitootjad, nagu Dunham-Bush, Carrier, McQuay, York & Trane.
• Tõelistes hoonejuhtimisrakendustes on sellel protokollil end tõestanud.

Puudused

The Bacneti protokolli puudused sisaldama järgmist.

BACneti protokolli peamine puudus oli ühilduvusprobleem. Selle probleemi tõttu võeti 2000. aastal kasutusele BTL (BACnet Testing Laboratories). BTL on vastavuse ja sõltumatu testimisorganisatsioon. Selle peamine eesmärk on testida BACneti tooteid, et kontrollida vastavust standardile. Kui see on heaks kiidetud; toode saab BTL logo.

Selles protokollis laialdaselt esinevad probleemid või võrguväärtuslikud rünnakud on: Puudub võltsimine ja autentimine, DoS-rünnakud, immobiliseeritud võrguühendused ning krüptimise ja seadmete kaudu kirjutamise juurdepääsu puudumine.

Rakendused

The Bacneti protokolli kasutamine sisaldab järgmist.

• BACnetit kasutatakse HVAC-rakendustes, tulejuhtimisvalgustuse juhtimises, turva-, häire- ja liidestes kommunaalettevõtetega.
• See protokoll oli mõeldud spetsiaalselt nii hooneautomaatika kui ka juhtimisrakenduste jaoks.
• Seda protokolli kasutatakse mehhanismide pakkumiseks, eriti automaatikaseadmete jaoks andmete vahetamiseks, olenemata konkreetsest hooneteenusest, mida nad osutavad.
• Seda protokolli saavad kasutada samaväärse toimega digitaalkontrollerid, arvutid ja rakendusespetsiifilised muidu ühtsed kontrollerid.
• BACneti protokoll töötati algselt välja selleks, et arendada koostalitlusvõimet hoonete automatiseerimisseadmete vahel; kuid selle andmekirjeldused ja paindlik arhitektuur muudavad selle tööks paljudes juhtimisrakendustes.
• See on objektorienteeritud protokoll, mida kasutatakse võrguga juurdepääsetavate juhtseadmete tähistamiseks.

Seega on see ülevaade Bacneti protokollist – töö rakendustega. See on parim protokoll, mida kasutatakse automatiseerimise ehitamiseks ja ka erinevate süsteemide ühendamiseks. Seega on asjade Interneti-tehnoloogia Bacnet Protocolil suurepärane tulevik ja see areneb hüppeliselt. See protokoll pakub suurepärast lahendust ka skaleeritavuse seisukohast. Arvestades rakenduse kriitilisust ja nõudlust, tuleb anda ohutus ja arendamine peab toimuma turvalisust silmas pidades. Arvestades standardite puudumist, tuleb määratleda õiged standardid, mida müüjad järgivad ja täidavad. Siin on teile küsimus, mis on I2S-protokoll?