楼宇自控网络BACnet中的广播技术
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摘要：BACnet标准是目前楼宇自控领域中的独一无二的开放性形式的国际标准协议，从制定完成的过程中，被广大的楼宇自控设备生产的厂商所认可和青睐。本文简要叙述了BACnet的概念、特点及其层式结构，并重点分析了楼宇自控网络中的广播技术及其应用现状及前景，希望为推进bacnet更加深入和广泛的应用以及提升智能建筑的自控水平起到一定的积极作用。
关键词：楼宇自控；BACnet；广播技术；
Abstract: BACnet standard is currently building automation in the field of the openness of the unique form of international standard agreement, from the process of complete set, the building automatic control equipment of production manufacturer of recognition and favor. This paper gives a brief account of the BACnet concept, characteristics and layer type structure, and analyses the building automation network technology and application of the radio and the present and future, and hope to advance BACnet deeper and more extensive application and promotion of the intelligent building automatic control level play a positive role.
Keywords: building automation; BACnet; Radio technology;
中图分类号： TP273文献标识码：A 文章编号：
1BACnet协议概述
1.1BACnet简介
BACnet是楼宇自控（Buliding Automation Control network）的缩写，它是由美国制冷采暖协会（ASHRAE）于1995年6月制定完成并通过的开放式协议标准，其目的主要是为了使不同厂家生产的、不同功能和用途的楼宇自动化控制器能够相互通信和信息共享，进而使这些设备集成为具有竞争力的高效的自控系统，最终达到各种自动化控制器能够进行数据交换与相互操作控制目的。
并且这里所说的互相操作是指BACnet可以让安装于不同位置的楼宇自动控制系统设备之间通过数据交换从而达到信息共享和相互操作的目的，最终使之楼宇自控网的每一个设备进行相互的配合，实现自控网络的良好功能框架。
1.2BACnet的特点
BACnet是一种完全开放形式的协议标准，它本身与别的标准截然不同：首先是开放性。BACnet协议是实行全面开放的协议，几乎所有的楼宇自控设备方面的厂商会参考这种协议进行生产和开发这种互操作性质的产品，还不需利用专用的芯片，且因为这种兼容性和良好的开放性促使每一类的产品可以连接一个系统，很大程度上地达成了楼宇自控系统所要求的功能。
其次是这种体系结构有着极为较好的简洁特点。BACnet标准有着如同TCP／IP相同的网络层次极其清晰的一种体系结构，并且该楼宇自控系统的相关设备有着实时性较高、报文量小的性能特点，且简化了层次结构，让楼宇自控网络与这个协议更加的融洽、适配。最后则是其底层传输的链路的包容性。BACnet标准视为一种基于近年来主导特色的集中型数据传输的底层传输技术，它会大大地降低这种自控网络的使用和建立成本，且有着和TCP/IP网极尽相同的共享传输链路的作用。
1.3BACnet协议的层式结构
BACnet协议被视为极具开放性的一种计算机的局域网协议，它始终依据OSI模型的分层通讯的体系结构的概念。而且它是基于开放系统互联基本参考模型(Open System Interconnection/Basic Reference Model)所构建的，而这种OSI/RM作为ISO/OSI标准极具重要的标准之一，它是具有总体性和指导性的标准，并且在结构上OSI/RM可以分七层，它们依次是物理层、数据链路层、运输层、网络层和会话层、应用层等，且BACnet协议所利用的是物理层、数据链路层、网络层和应用层等四层，从而形成了BACnet的层式结构，具体如图1所示。
图1：BACnet层式结构和OSI／RM的对比
2基于BACnet协议的报文广播技术介绍
在国际设置的BACnet技术上，它的报文传播的技术一般有三种：首先是本地广播，其本地广播也可乘坐极为有限的广播地址，它所用到的是本地的局域网的MAC的广播地址，TCP/IP协议中规定，32bit均是1的IP地址用于本地的广播；二是远程广播，远程广播室将目标网络中的路由器作为报文广播的目的设备，把需要发送的报文发送给路由器，接着把此路由器当作远程网的报文发送的设备，并由所在的这种网络依据本地的广播形式实施广播的操作，在此类的报文广播行使中是利用路由器作为中间设备，因此其DNET域设置为零；三是全局广播，全局广播域远程广播有类似之处，它也是以目标网络中的路由器作为中间设备，不同之处在于这种报文广播的终极目标则是利用路由器把各种传输的信号远程发送到局域网的每个设备，并把DNET通常设定为FFF。假若是路由器接收来自具有全局的广播DENT这种网络的报文，则其路由器会把HopCount减1处理，在报文全局广播过程中，如果路由器转发计数值超过零值，路由器则会和整个网络的每个地址对应的MAC的地址把报文向除了本地网络以外的全部的直接形式的连接网络展开广播，一直到转发的记录值递减为0时，则停止发送，路由器将丢弃该报文而进入下一条报文的发送过程。
3基于互联网的BACnet网络广播技术应用
随着计算机的网络技术的发展和变革，使BACnet技术具备条件和当前的互联网技术进行连接，可以充分地运用互联网来控制全局的各项功能，来对楼宇自控系统达成全面的管理。值得提出和注意的是可以运用IP技术来建立这种BACnet网络，BACnet网络是基于IP网络层次上的，是被视为互联网的子网而存在的。在这种建立起来的BACnet网络之上，IP网络又作为BACnet网络的“局域网络”工作，IP技术应用雨每个不同的领域，BACnet标准定义了两种不同技术：BACnet和B/IP PAD(协议包封装/拆装设备)。
3.1BACnet/IP广播技术
BACnet的标准中还定义了一个极其具有灵活性、扩展性的一种通信交互协议，即BACnet/IP广播技术的协议，这种协议完全支持基于IP协议作为基础的BACnet设备，且依据IP帧的样式对BACnet报文进行发送及接收，这样会达成IP网络对BACnet报文实现有效快捷的广播，而且此协议的优点是支持IP网络上的每个位置或者节点随机的增减BACnet设备。在这种体系结构中，BACnet的标准重新定义一个微协议层即链路层，它是通过提供楼宇各系统之间的通信协议实现对对BACnt进行广播管理的过程，在这一过程中不断扩展其范围，BACnet/IP互联协议能够在在IP网络上有效地进行广播。
3.2B／IP PAD中的广播技术
B/IP协议可以实现BACnet网络中封装、拆装设备，在IP网络中传输信号是经过PAD（协议包封装／拆装设备）处理的，在传输结束时，经过封装IP协议胜利地达到终点，随之而然，PAD则会将IP协议包实施拆装，并且其中的BACnet协议包经过分离。需要注意的是在采用B/IP PAD技术时，远程广播则由进行广播的设备输出报文一直到网络中的PAD，并由它作为IP协议包，再通过互联网传送到PAD，这一点远程广播与传统的远程广播不一样。
3.3互连网之间的广播技术
从结构体系上来说，BACnet/IP网络和非BACnet/IP网络具有相似性，所以可以共用其应用层和网络层的，而达到BACnet/IP网络和非BACnet/IP网络在网络层的互连，并且这时的BACnet路由器是作为互连设备应用的，同时也可是说这两种网络之间的报文广播的实现就是依赖于BACnet路由器。
3.4BACnet／IP互连网络中的广播技术
互联网中是通过BBMO设备将BACnet/IP网络间的报文发送到远端BACnet/IP路由器上，接着由BACnet/IP路由器来转发至最终的BACnet/IP网络中的BBMD中，这时的广播报文则可以全面地在目标BACnet/IP网络中来全部实现广播。
4小结
在楼宇自控网络BACnet标准中，BACnet网络内部或者BACnet网络之间的不同系统、不同设备因其功能要求和控制目标的不同，其报文广播方式也表现为多种形式，并且对于每一种形式的广播技术来说，均为依照不尽相同的网络拓扑结构和特点来制定的，这样会在每个不同的应用条件中尽可能地发挥所期盼的报文广播的功能，最终实现BAcnet系统的功能性和灵活应用性。因此作为楼宇自控系统的设计者，在实践应用中就要根据每种广播技术结构和特定使用BACnet技术，使其发挥最有效的广播效益，进而实现其最大的功能。