BACnet-protokoll: Arkitektur, arbeid, typer, objekter og dens applikasjoner

BACnet-protokollen ble utviklet av en komité kalt ASHRAE eller American Society of Heating, Refrigerating & Air-Conditioning Engineers i 1987. Hovedmottoet til denne komiteen er å lage en protokoll som vil gi systemer fra ulike produsenter til å kommunisere sammen på en hyggelig måte . Så denne protokollen er et registrert merke av ASHRAE. Siden tidsprotokollen ble utviklet er den under kontinuerlige endringer med en åpen avtaleprosedyre. Slik at alle interesserte er velkommen til å delta uten gebyrer. Så denne artikkelen diskuterer en oversikt over Bacnet-protokoll grunnleggende – arbeide med applikasjoner.

Hva er BACnet-protokollen?

En data kommunikasjonsprotokoll som brukes til å bygge et automatisert kontrollnettverk, er kjent som BACnet eller Building Automation Control Network. Denne datakommunikasjonsprotokollen er både en ISO- og ANSI-standard som brukes for interoperabilitet mellom samvirkende bygningsautomatiseringsenheter. Bacnet-protokollen inkluderer et sett med regler for å styre datautvekslingen på et datanettverk som ganske enkelt dekker alt fra hvilken type kabel som skal brukes, for å danne en bestemt kommando eller forespørsel på en normal måte.

For å oppnå interoperabilitet på tvers av et bredt spekter av utstyr, inkluderer BACnet-spesifikasjonen tre hoveddeler. Primær, sekundær og tertiær. Så den primære delen definerer en teknikk for å representere alle slags bygningsautomatiseringsapparater på en normal måte.

Den sekundære delen beskriver meldinger som kan overføres over et nettverk av datamaskiner for å kontrollere og administrere slikt utstyr. Den siste delen beskriver et sett med passende LAN som brukes til å formidle BACnet-kommunikasjon.

Hvorfor kreves Bacnet-protokollen?

De BACnet-protokollens betydning er å definere typiske teknikker som produsenter kan utføre for å bygge komponenter så vel som systemer som er interoperable gjennom andre komponenter og systemer til BACnet.

Den spesifiserer også hvordan data betegnes på nettverket, så vel som tjenestene som brukes til å overføre data fra en node i BACnet til en annen node. Den har også meldinger som gjenkjenner nettverks- og datanoder.

BACnet brukes som et verktøy av eiere av bygninger og systemspesifikasjoner for spesifikasjonen av det interoperable systemet. Denne protokollen endrer ikke behovet for å angi hva en forbruker trenger. Så det gir ganske enkelt noen konsistente verktøy for å hjelpe til med å lage og spesifisere systemer som kan fungere sammen.

BACnet-protokollen brukes i alle typer automatiserte byggesystemer. Så, det er interoperable produkter tilgjengelig innenfor forskjellige kategorier som sikkerhet, brann, belysning, heiser, HVAC, osv. Denne protokollen adresserer interoperabilitetsmålet ved ganske enkelt å definere en generell arbeidsmodell av automatiseringsenheter, en teknikk som brukes til å definere dataene de inkludere, og også en teknikk som brukes for å forklare protokoller som en enkelt enhet kan bruke for å spørre om en enhet til for å utføre en foretrukket handling.

Bacnet-protokollarkitektur

BACnet-protokollarkitekturen er hovedsakelig begrenset til lyskontroller, HVAC og gatewayer. Denne protokollen fremhever lett og effektiv kommunikasjon som er optimalisert for korte meldinger, små nettverk og inter-nettverk.

BACnet-protokollarkitektur er en kollapset arkitektur som samsvarer med 4-lags OSI-modell . De fire lagene i BACnet-arkitekturen inkluderer hovedsakelig Application, Network, Data Link & Physical. Selv om bare nettverkslaget og applikasjonslaget er BACnet.

Arkitekturen ovenfor er BACnet-protokollstabelen som inkluderer forskjellige lag som vist i diagrammet. Denne protokollen er en kollapset versjon av OSI-stakken. Transport- og øktlagene brukes ikke. Applikasjonslaget tar på seg funksjonene til disse to lagene.

BACnet fysiske lag

De øvre lagene i BACnet er ikke avhengige av det fysiske laget. Så det fysiske laget av BACnet gjør det mulig for BACnet å bli utført på forskjellige nettverk. De fysiske lagene til BACnet er spesifisert med ARCNET, Ethernet, IP-tunneler, BACnet/IP, RS-232, RS485 og Lonworks/LonTalk. RS232 er for punkt-til-punkt kommunikasjon. RS485 støtter opptil 32 noder med en avstand på 1200 m ved 76 Kbps.

BACnet Protocol Link Layer

BACnet-protokollen implementeres direkte med LonTalk eller IEEE802.2 lenkelag. Så den spesifiserer punkt til punkt (PTP) datalinklag for RS232-tilkoblinger. Den spesifiserer MS/TP-datalinklag beregnet for RS-485-tilkoblinger. Standarden spesifiserer ganske enkelt BVLL (BACnet Virtual Link Layer) som angir alle tjenestene som kreves gjennom BACnet-enheten på dette linklaget.

IP BACnet Virtual Link Layer innkapsler nødvendige kontrolldata i en header av BACnet virtuell lenkekontrollinformasjon. På grunn av IP-, BVLL- og BACnet-protokollen kan enheter kommunisere direkte over IP-nettverk uten behov for noen ruterenhet.

BACnet-protokollen bruker BBMD-konseptet (BACnet broadcast management device) som utfører den nødvendige kringkastingen for det foretrukne koblingslaget. Så, BACnet-kringkastingsmeldingen endres til IP-baserte kringkastings- eller multicast-meldinger.

BACnet nettverkslag

Dette laget spesifiserer ganske enkelt de nødvendige adressene til nettverket for ruting. BACnet-nettverket inkluderer minimum ett eller flere segmenter som er koblet til broer når de bruker lignende LAN-teknologier. Hvis de bruker forskjellige LAN-protokoller, er de koblet til via rutere.

Søknadslag

BACnet skiller ikke presentasjon så vel som applikasjonslag. Så det tar seg av pålitelighet og sekvensering eller segmenteringsmekanismer som vanligvis er knyttet til både økt- og transportlagene. BACnet inkluderer enheter som objekter for å utveksle tjenesteprimitiver som er beskrevet med ASN.1-syntaks og serialisert med ASN.1 BER.

BACnet sikkerhetslag

Konseptet med BACnet-sikkerhet kan lett forstås med et eksempel når BACnet-enhet-A ber om en sesjonsnøkkel fra nøkkelserveren for å etablere sikker kommunikasjon gjennom enhet-B, så overføres denne nøkkelen til både enhet-A og enhet-B gjennom nøkkelserveren som er kjent som 'SKAb'. BACnet-protokollen bruker 56-bits DES-kryptering.

Hvordan fungerer Bacnet-protokollen?

BACnet er en typisk elektronisk kommunikasjonsprotokoll som fungerer ved å tillate ulike typer produsenters bygningsautomatisering samt overvåkingssystemer som brannalarmer, HVAC og perimetersikkerhet for å kommunisere med hverandre. Denne protokollen kan fungere med nesten alle normale dataprotokoller inkludert TCP/IP.

BACnet-protokollen muliggjør den omfattende BMS-utviklingen (bygningsstyringssystemer) som lar operatører konstruere, observere og kontrollere forskjellige bygningssystemer innenfor en enkelt applikasjon.
Denne protokollen brukes også til å utvide fleksibiliteten og omfanget av automatiseringen som kan utføres. For eksempel kan et automatiseringssystem settes opp slik at når brannvernsystemet oppdager en brann, sender systemet kommandoer til følgende.

• Til heisens kontrollsystem for å sende alle heiser til første etasje umiddelbart.
• Til personsøkersystemet til bygningen for å sende et hørbart stemmesignal for å informere beboerne i bygningen uansett hvor brannen ble oppdaget og hvordan de skal gå ut av bygningen.
• Fra lyd- eller visuelle systemer i bygningen til flash-meldinger på TV-skjermer i konferanserommene.
• Til et grensesnitt av telefonsystem for å sende varsler via tekstmelding til bygningens fasiliteter og ingeniørteam.

Med BACnet-protokollen er alle dataene betegnet som et objekt. Så hvert objekt angir data om en enhet eller komponent. Å betegne informasjon som et objekt gir rett og slett fordelen at de nyeste objektene kan dannes, ellers kan eksisterende objekter modifiseres basert på brukerens krav.

Et objekt betyr fysisk informasjon (fysiske innganger, utganger) og ikke-fysisk informasjon (programvare/beregninger). Det er veldig viktig å merke seg at hvert objekt kan betegne en enkelt del av informasjonen ellers en gruppe informasjon som utfører den samme og nøyaktige funksjonen.

BACnet-objekt

BACnet-objekt er et konsept som lar kommunikasjonen samt en gruppe data relatert til i/ps, o/ps, programvare og beregninger utføres. BACnet-objektet kan se seg selv på forskjellige måter som enkeltpoeng, logiske grupper, programlogikk, tidsplaner og historiske data.

BACnet-objektene er både fysiske og ikke-fysiske. For eksempel regnes en termostat som et fysisk konsept og HVAC-systemet regnes som utgangsenheten. Det beste eksemplet på et ikke-fysisk konsept er vedlikeholdsplanen for en HVAC i programvareformen.

Alle BACnet-objekter inkluderer forskjellige egenskaper for informasjonsutveksling og kommandoer. Disse egenskapene representert i et tabellformat med to kolonner. Den første kolonnen inneholder navnet på eiendommen, og den andre kolonnen viser verdien av eiendommen. I den andre kolonnen kan informasjonen eksistere i et skriveaktivert/skrivebeskyttet format.

BACnet-objekteksemplet for en binær inngang til en sensor i en bygning er vist nedenfor.

I tabellen ovenfor er de fire første egenskapene nødvendige av BACnet-standarden, mens de to siste egenskapene ganske enkelt anses som valgfrie. Så disse valgfrie objektene er ofte nødvendige av en utvikler, men disse objektene bør matche standarden til BACnet. Eksemplet viser bare noen få av egenskapene til et objekt. I det virkelige liv, spesielt i en bygningsautomatiseringsinnstilling, vil forskjellige egenskaper være der inne i objektet. De fleste eksperter og kilder spesifiserer at det er 23 standard BACnet-objekter som brukes i bygningsautomatiseringssystemer. Så standardobjekter opererer i BACnet-standarden.

De 23 standard BACnet-objektene er Binær i/p, Binær o/p, Binær verdi, Analog i/p, Analog o/p, Analog verdi, Gjennomsnitt, LifeSafety Zone, LifeSafety Point, Multi-State i/p, Multi-State o/p, Multi-State-verdi, Loop, Kalender, Varslingsklasse, Kommando, Fil, Program, Tidsplan, Trendlogg, Gruppe, Hendelsesregistrering og Enhet.

Når et sett med objekter utfører en bestemt funksjon, er det kjent som en BACnet-enhet. Alle disse objektene bør inneholde en identifikator, datatype og tilleggsinformasjon som skrivebeskyttet, modifisert gjennom andre enheter og mange flere.

Forskjellige typer

Forskjellen typer BACnet-protokoller er omtalt nedenfor.

BACnet/IP

Dette brukes vanligvis med eksisterende VLAN- og WAN-nettverk. Så enhetene kan kobles direkte til huber eller Ethernet-svitsjer. Dette LAN er en høyytelses og rask type, men veldig kostbart. BACnet/IP bruker UDP/IP for kompatibilitet gjennom eksisterende IP-infrastruktur. Når BACnet/IP er brukt med flere IP-undernett, er ekstra enhetsfunksjonalitet kjent som BBMDer (BACnet Broadcast Management Devices) nødvendig for å håndtere kringkastingsmeldinger fra BACnet-undernett.

BACnet MS/TP

Denne typen LAN bruker EIA-485 tvunnet par for å signalisere opptil 4k fot. Så det er en veldig kjent type BACnet LAN som brukes for enhetlige så vel som applikasjonsspesifikke kontrollere. Denne BACnet MS/TP er ikke dyr.

BACnet ISO 8802-3 (Ethernet)

BACnet brukes direkte med Ethernet 8802-3-nettverk som ligner BACnet/IP når det gjelder hastighet og kostnader, men begrenset til en enkelt fysisk infrastruktur som ikke bruker IP-rutere.

BACnet over ARCNET

Dette BACnet er MAC-typen som inkluderer to former som 2,5 Mbs coax og 156 Kbs over EIA-485. Dette BACnet støttes av et begrenset antall leverandører med ARCNET.

BACnet punkt-til-punkt

Denne BACnet Point-to-Point brukes ganske enkelt over nettverkene til oppringte telefoner. Vanligvis brukes derfor ikke lenger direkte EIA-232-tilkobling for en direkte Ethernet-tilkobling.

BACnet over LonTalk utenlandske rammer

Dette BACnet tillater ganske enkelt LonTalks transportkomponent for å bære BACnet-meldinger. Men de to protokollene er ikke interoperable.

BACnet over ZigBee

Generelt er denne MAC-en et trådløst mesh-nettverk som brukes med mindre kostbare enheter. Så det brukes vanligvis som en inngangsport til ZigBee-enheter og ikke som en innfødt BACnet-transport.

Bacnet til Modbus Converter

Protocon-P3 Gateway er en BACnet til Modbus-omformer som brukes til å designe automasjonssystemer i forskjellige applikasjoner som HVAC, adgangskontroll, lyskontroll og branndeteksjonssystemer, og tilhørende utstyr. Protocon-P3 Gateway kombinerer slike BACnet-systemer og -enheter med Modbus-baserte administrasjonssystemer over Modbus RTU-protokoll og Modbus TCP/IP.

Hovedfunksjonene til Bacnet til Modbus Converter inkluderer følgende.

• Den inkluderer et frontpanel som har LED for indikasjon på rask diagnose
• Windows-basert konfigurasjonsverktøy.
• Den støtter opptil 100 BACnet-enheters grensesnitt til TCP Master/Slave eller Modbus RTU.
• Den har kapasitet for grensesnitt på opptil 5K kartleggingspunkter.
• Den støtter COV-bit-pakkefunksjonen.

Bacnet Protocol vs Modbus

Forskjellen mellom Bacnet Protocol og Modbus inkluderer følgende.

Fordeler

De fordelene med Bacnet-protokollen Inkluder følgende.

• BACnet-protokollen er spesielt utviklet for bygningsautomatisering så vel som kontrollnettverk.
• Det avhenger ikke av nåværende LAN- eller WAN-teknologier.
• Det er en amerikansk nasjonal standard og en europeisk forhåndsstandard.
• Den er skalerbar helt fra små enkeltbygningsapplikasjoner til universelle nettverk av enheter.
• Implementørene av BACnet kan trygt inkludere ikke-standard utvidelser samt forbedringer uten å påvirke eksisterende interoperabilitet.
• Det er tatt i bruk av de mest kjente brannvernselskapene i både USA og Europa.
• Den støttes av forskjellige kjøleprodusenter som Dunham-Bush, Carrier, McQuay, York & Trane.
• I ekte bygningskontrollapplikasjoner har denne protokollen en bevist merittliste.

Ulemper

De ulempene med Bacnet-protokollen Inkluder følgende.

Den største ulempen med BACnet-protokollen var et kompatibelt problem. Så på grunn av dette problemet ble BTL (BACnet Testing Laboratories) introdusert i år 2000. BTL er samsvars- og uavhengig testorganisasjon. Hovedhensikten med dette er å teste produktene til BACnet for å verifisere samsvar med standarden. Når godkjent; produktet vil få logoen til BTL.

Problemene eller nettverdige angrep som er mye funnet i denne protokollen er; Mangel på spoofing og autentisering, DoS-angrep, immobiliserte nettverkstilkoblinger og mangel på kryptering og skrivetilgang over enheter.

applikasjoner

De bruk av Bacnet-protokollen inkluderer følgende.

• BACnet brukes i HVAC-applikasjoner, brannkontrolllyskontroll, sikkerhet, alarm og grensesnitt til forsyningsselskaper.
• Denne protokollen ble spesielt utviklet for bygningsautomatisering så vel som kontrollapplikasjoner.
• Denne protokollen brukes til å gi mekanismer, spesielt for automatiseringsenheter for utveksling av data uavhengig av den spesifikke bygningstjenesten de utfører.
• Denne protokollen kan brukes av digitale kontrollere, datamaskiner og applikasjonsspesifikke ellers enhetlige kontrollere med tilsvarende effekt.
• BACnet-protokollen ble opprinnelig utviklet for å utvikle interoperabilitet mellom bygningsautomatiseringsenheter; imidlertid vil dens databeskrivelser, så vel som fleksibel arkitektur, få den til å fungere innenfor et bredt spekter av kontrollapplikasjoner.
• Dette er en objektorientert protokoll som brukes til å betegne nettverkstilgjengelig kontrollutstyr.

Dermed er dette en oversikt over Bacnet-protokollen – fungerer med søknader. Dette er den beste protokollen som brukes til å bygge automatisering og også for å koble sammen forskjellige systemer. Så, Bacnet-protokollen innen IoT-teknologi har en stor fremtid, og den vil utvikle seg med stormskritt. Denne protokollen gir også en flott løsning fra et skalerbarhetssynspunkt. Med tanke på kritikaliteten og etterspørselen til applikasjonen, må sikkerhet gis og utvikling må gjøres med sikkerhet i tankene. Med tanke på mangelen på standarder, må de riktige standardene defineres for leverandører å følge og utføre. Her er et spørsmål til deg, hva er I2S-protokollen?