基于tcpip的楼宇自控网bacnet

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1、基于TCP/IP的楼宇自控网BACnet（北京工业大学电子信息与控制工程学院，北京100022）王瑞华，王普，尹金玉，张红摘要：简要介绍了全球第一个楼宇自控行业通信标准BACnet协议与国际互联网协议TCP/IP的产生、内容以及发展。同时对使用TCP/IP协议实现BACnet网络互联和报文传输的应用进行了重点阐述。关键词：智能建筑；BACnet；TCP/IP；BACnet/IP.中图分类号：TN915.03文献标识码：A目前，楼宇自控系统（BAS）正在向系统集成方向发展，将各种子系统（消防报警、闭路

2、监控、暖通空调、保安出入控制系统等）集成在一个网络平台上。BACnet的提出正是针对楼宇设备种类多样性的特点而制定的，它是12Q的信号传输与数据通信的统一通信协议。而智能建筑的发展一直与因特网有着紧密的联系。首先，智能建筑的通信自动化子系统（主要指综合布线系统和计算机网络系统）的重要目的之一就是为实现信息共享提供传输通道和数据交换设备；其次，随着因特网的迅猛发展，智能建筑与因特网之间产生了越来越多的结合点，可以看到目前基于因特网的智能建筑应用技术和产品大批的涌现出来。而把,TCP/IP协议与BACn

3、et标准相结合，使用TCP/IP协议来实现BACnet网络的互联与报文传输，必将为智能建筑向开放性和灵活性的发展提供更广阔的空间。1BACnet与TCP/IPBACnet是楼宇自控网（buildingautomationandcontrolnetwork）的英文缩写。它是由美国供热制冷与空气调节工程师协会（ASHRAE）组织的标准项目委员会历经8年半的时间于1995年6月通过的开放的协议标准。世界上已有100多个公司承认并参加，已正式被批准为美国国家标准和欧洲标准。它的宗旨是使不同厂家生产的楼宇自动

4、化控制器能够互相通信和共享信息，最终实现不同厂家的控制器在这一标准通信协议下相互交换数据，相互操作控制。BACnet协议充分考虑了控制网络中节点信息传输的任务相对比较简单，但实时性和快速性要求较高的特点，参考了OSI/RM的模型进行了简化，采用折叠式4层结构。即BACnet物理层、数据链路层、网络层以及应用层。它通过对象（网络设备间进行信息通信的实体）、属性（对象的特性，从对象获取信息和向对象发出指令的手段）和服务（设备间互换信息的方法）定义通信格式。TCP/IP起源于60年代末美国政府资助的一个分

5、组交换网络研究项目，到90年代已发展成为计算机之间最常应用的组网形式。它是一个真正的开放系统，协议组件的定义及其多种实现可以不用花钱或花很少的钱就可以公开地得到。它是因特网的基础。因特网经过多年的发展，已经成为世界上规模最大、信息资源最丰富的计算机网络。该网已包含超过100万台遍布世界各地的计算机。而TCP/IP协议作为Internet上的“世界语”，也成为计算机网络通信的首选。TCP/IP是一组不同层次上的多个协议的组合。TCP/IP通常被认为是一个4层协议系统。链路层通常包括操作系统中的设备驱动

6、程序和计算机中对应的网络接口卡。网络层处理分组在网络中的活动，例如分组的路由选择IP协议（网际协议）位于网络层。传输层主要为两台主机上的应用程序提供端到端的通信。在TCP/IP协议组件中，有两个互不相同的传输协议：TCP（传输控制协议）和UDP（用户数据报文协议）。TCP为两台主机提供高可靠性的数据通信。UDP则为应用层提供一种非常简单的服务。它只是把称作数据报文的分组从一台主机发送到另一台主机，但并不保证该数据报文能到达另一端。任何必需的可靠性由应用层来提供。2BACnet/IP的实现2.1BAC

7、net/IP的层次结构BACnet协议标准中指出了关于BACnet设备与非标准数据链路层的兼容问题，它指出：在某些特别场合，为了与其他的网络设备进行互操作，可能需要一个BACnet设备支持本标准定义的5个数据链路层之外的某个数据链路层技术和物理层技术，这种设备只要满足“最小的一致性要求”PICS、“数据链路层和物理层”规定的准则，就称为具有非标准数据链路层的符合BACnet的设备。这种设备可以使用与数据链路层和物理层不相同的非标准协议层传送标准的BACnet协议定义的准则编码的应用层和网络层信息。同

8、时考虑到以下因素：①对现有的网络资源和网络互联设备的再利用，节约网络安装和维护成本；②利用TCP/IP中的分片重组机制，增加BACnet应用协议数据单元（APDU）的最大传输长度；③强大的TCP/IP网络通信函数库；④利用Internet进行设备的远程监控；⑤对BACnet/IP设备与BACnet设备（需BACnet路由器）的兼容性；⑥允许BACnet/IP设备在IP互联网的任何地方连入系统；⑦更好地处理在IP网络上的BACnet广播；⑧增加与删除设备的方便性、灵活性