Kiến trúc giao thức BACNet

BACnet PROTOCOL
Bùi Đức Phương
Vũ Trường Khánh

GVHD: TS. Vũ Hữu Công


Giới thiệu về giao thức
BACnet

1
2

NỘI
DUNG

Kiến trúc BACnet và LAN

3
4
5

Khả năng tương tác của thiết
bị

Các giao thức truyền
thông BACnet
Ứng dụng truyền thông
BACnet

1 GIỚI THIỆU VỀ
GIAO THỨC BACNET


BACnet hay “Building Automation
Control Network” là một giao thức
truyền thông dữ liệu cho xây dựng
mạng lưới tự động hóa và điều
khiển tòa nhà.
Chuẩn truyền thông BACnet nhằm
đáp ứng nhu cầu ứng dụng điều
khiển ánh sáng, sưởi ấm, thông
gió, điều hòa không khí, kiểm soát
ra/vào và các hệ thống an ninh,
báo cháy và các hệ thống liên quan
khác.


Giao thức A

Giao thức B

Giao thức C

Giao thức D

Giao thức E


BACnet Protocol

IBMS


LỊCH SỬ
BACNET

Giao thức BACnet được phổ biến từ tháng 6 năm 1987 tại Mỹ dưới sự bảo trợ
của các kĩ sư nhiệt lạnh ASHRARE vì thế giao thức BACnet đã gây ra tác
động ngay lập tức và chủ yếu đối với ngành công nghiệp điều khiển HVAC. Từ
đó, đến nay BACnet đã được mở rộng thêm chức năng.
- Hệ thống chữa cháy (năm 2001).
- Hỗ trợ điều khiển chiếu sáng, kiểm soát truy cập, quản lý tiện ích/ năng
lượng tòa nhà và truyền thông không dây (năm 2004)
- Giao thức luôn được nâng cấp và phát triển thêm nhiều chức năng đó
chính là các tiêu chuẩn 135 và và ISO 16484.
 Cho chúng ta thấy giao thức BACnet luôn là giao thức có sự phát triển sao
cho phù hợp với các hệ thống trong tòa nhà và đặc biệt BACnet có tính mở
không độc quyền.


MỤC ĐÍCH CỦA BACNET PROTOCOL
1. Cho phép khả năng tương tác: BACnet là một giao thức truyền thông dữ
liệu tiêu chuẩn cho phép khả năng tương tác giữa các hệ thống thiết bị
tòa nhà trong các ứng dụng điều khiển và tự động hóa.
2. BACnet cung cấp phương tiện cho nhiều loại tương tác cơ bản và phức
tạp. BACnet không thay thế sự cần thiết của DDC (Direct Digital Control)
và điều khiển logic , không cố gắng chuẩn hóa các các thiết bị lập trình.
3. BACnet cung cấp một loạt các tùy chọn mang linh hoạt bao gồm việc sử
dụng cơ sở hạ tầng tập trung vào Ethernet hoặc IP giao tiếp đơn giản, chi

phí thấp.
4. BACnet mô hình dịch vụ ứng dụng mở rộng cung cấp nhiều loại dịch vụ
hữu ích mà người triển khai có thể chọn để hỗ trợ trong thiết bị của họ.
5. An ninh là mối quan tâm với các giao thức truyền thông, đối với BACnet
bao gồm các điều khoản cho lớp bảo mật mạnh và đáp đứng được nhu
cầu của loại ứng dụng này.


2 KIẾN
TRÚC
BACnet
và LAN

Mô hình OSI

Mô hình BACnet


* Lớp ứng dụng
Tất cả quy trình xử lý tin nhắn được xử lý ở lớp ứng dụng bao gồm địa chỉ
thiết bị.
- Lớp ứng dụng quyết định làm gì với tin nhắn nền.
- Lớp ứng dụng giải quyết chương trình giao diện người dùng.
- Chịu trách nhiệm cơ chế liên kết với tầng vận chuyển và tầng phiên
(transport and session layer).
- Lớp ứng dụng cũng là nơi mà đối tượng BACnet và thuộc tính được
định nghĩa.


* Lớp mạng

Mục đích của lớp này là để cung cấp các phương tiện mà các tin
nhắn có thể được định vị từ một mạng BACnet này sang một
mạng khác bất kể công nghệ liên kết dữ liệu (data link
technology) nào trên mạng.
BACnet cung cấp một số tùy chọn cho công nghệ mạng cho
phép thiết kế linh hoạt dựa trên nhu cầu về chi phí và hiệu suất.
Một công nghệ mạng duy nhất có thể được sử dụng trong một
hệ thống hoặc nhiều tùy chọn có thể được kết hợp để tạo thành
BACnet interwork.


* Lớp liên kết dữ liệu
Tổ chức dữ liệu thành các khung hoặc túi. Lớp này định
nghĩa các nguyên tắc để giải quyết kiểm tra lỗi (error
checking), truy cập mạng (network checking), kiểm soát lưu
lượng (flow control), giới thiệu (presentation) và định dạng tin
nhắn (message format)

* Lớp vật lý
Cung cấp phương tiện kết nối các thiết bị và truyền đi các tín
hiệu điện tử để vận chuyển dữ liệu. Lớp này định nghĩa các
thông số kỹ thuật phần cứng (hardware specifications), tín
hiệu điện tử (electric signal), cấu trúc liên kết (topology) và
thiết kế mạng phần cứng (physical network design)


Giao thức BACnet cũng định nghĩa một số liên kết dữ liệu/ lớp vật lý, bao
gồm ARCNET, Ethernet (BACnet/IP), Point – To – Point qua RS232,
Master – Slave/Toke – Passing (BACnet MS/TP) qua RS485 và LonTalk.

KẾT LUẬN VỀ CẤU TRÚC MẠNG BACnet
Tính linh hoạt này cho phép các nhà thiết kế hệ thống chọn một tùy
chọn hoặc các tùy chọn thích hợp nhất cho một ứng dụng cụ thể.
Các hệ thống tự động hóa tòa nhà lớn thường có nhiều mạng được
sắp xếp theo cấu trúc phân cấp. Các bộ điều khiển dành riêng cho ứng
dụng nằm trên một mạng LAN tốc độ thấp, chi phí thấp và được giám
sát bởi các bộ điều khiển phức tạp hơn được kết nối với nhau bằng
một mạng LAN tốc độ cao. BACnet cho phép loại cấu trúc phân cấp
này nhưng không yêu cầu.
Tính linh hoạt được cung cấp bởi kiến trúc phân lớp BACnet cũng sẽ
cho phép giao thức thích ứng với những thay đổi trong tương lai về
công nghệ.


Object (các đối tượng)

3 KHẢ NĂNG
TƯƠNG TÁC
CỦA THIẾT BỊ

Services (các dịch vụ)
Lớp ứng dụng

Transport Systems


Các đầu vào vật lý (physical inputs)
Các đầu ra vật lý (physical outputs)
Quy trình phần mềm (software process)

Tất cả thông tin trong một thiết
bị BACnet có thể tương tác
được mô hình hóa theo một
hoặc nhiều đối tượng thông tin.
Mỗi đối tượng đại diện cho một
số thành phần quan trong của
thiết bị hoặc một số bộ sưu tập
thông tin có thể được các thiết
bị BACnet khác quan tâm.


* Các đối tượng

Mỗi đối tượng có một bộ thuộc tính
được chuẩn hóa để định nghĩa các
đối tượng và trạng thái hiện tại của
nó
Việc triển khai một thiết bị nhất định
có thể sử dụng các kết hợp tùy ý
của các loại đối tượng tiêu chuẩn
này để thể hiện thông tin và logic
điều khiển có liên quan đến ứng
dụng cụ thể của thiết bị.
Mọi đối tượng, bất kể mục đích hay
chức năng của nó, đều có mợt tập
hợp các thuộc tính xác định đối
tượng.

* Các tḥc tính của đới tượng

Mợt thuộc tính BACnet truyền tải
thông tin về một đối tượng BACnet.
Các đối tượng có một tập hợp các
thuộc tính, dựa trên chức năng và
mục đích của đối tượng.
Thuộc tính có thể được định nghĩa là
chỉ đọc hoặc đọc/ghi.

Có 3 thuộc tính bắt buộc phải có trong
một thiết bị:
- Object identifier (định danh đối tượng)
- Object name (tên đối tượng)
- Object type (kiểu đối tượng)

Mục đích của thuộc tính là cho phép
các BACnet thiết bị khác đọc thông
tin về đối tượng chứa nội dung và có
khả năng viết (thay đổi) một giá trị
khác cho thiết bị.


Một trong những thuộc tính quan trọng nhất (object identifier) là một
đoạn code 32bit để nhận dạng loại của đối tượng (object type) và số
phiên bản của nó (instance number). Object type và instance number là
phương pháp duy nhất để nhận dạng đối tượng trong thiết bị.


Định nghĩa

Là các yêu cầu chính thức mà một thiết bị BACnet gửi tới một
thiết bị bacnet khác để yêu cầu nó thực hiện điều gì đó

Object access services (dịch vụ truy cập đối tượng)

Alarm and event services (dịch vụ cảnh báo và sự kiện)
SERVICES

Phân loại
File access services (dịch vụ truy cập file)

Remote device management services (dịch vụ quản lý thiết bị từ
xa)

Virtual terminal services (dịch vụ đầu cuối ảo)