BACnet基礎(chǔ)教程本教程將帶您深入了解BACnet協(xié)議，從基礎(chǔ)概念到實(shí)際應(yīng)用，幫助您掌握BACnet協(xié)議的精髓，并為構(gòu)建智能建筑和工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。課程目標(biāo)了解BACnet的基本概念掌握BACnet協(xié)議的核心要素，包括對(duì)象、屬性、服務(wù)和消息。理解BACnet網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)深入了解BACnet的網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)鏈路層和物理層，并掌握BACnet支持的網(wǎng)絡(luò)類型。學(xué)習(xí)BACnet協(xié)議詳解掌握BACnet協(xié)議中不同對(duì)象類型、屬性和服務(wù)的具體細(xì)節(jié)，并了解其在實(shí)際應(yīng)用中的用途。掌握BACnet設(shè)備尋址和安全機(jī)制學(xué)習(xí)BACnet設(shè)備的尋址方式，并了解BACnet協(xié)議的安全機(jī)制。BACnet簡(jiǎn)介1BACnet（BuildingAutomationandControlNetworks）是用于樓宇自動(dòng)化和控制網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)放式協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。2它定義了設(shè)備之間通信的規(guī)則，并允許不同制造商的設(shè)備互操作，實(shí)現(xiàn)無(wú)縫集成。3BACnet是一個(gè)成熟且廣泛應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)，被廣泛應(yīng)用于樓宇自動(dòng)化、工業(yè)自動(dòng)化、能源管理和智能城市等領(lǐng)域。什么是BACnet？開(kāi)放式協(xié)議BACnet是一個(gè)開(kāi)放的標(biāo)準(zhǔn)，這意味著任何人都可以使用它，并且不需要支付許可費(fèi)用?；ゲ僮餍訠ACnet允許不同制造商的設(shè)備互操作，消除了不同系統(tǒng)之間兼容性的障礙。功能豐富BACnet提供了豐富的功能，包括數(shù)據(jù)收集、控制、報(bào)警、趨勢(shì)報(bào)告、時(shí)間表等。BACnet的歷史1BACnet的歷史可以追溯到20世紀(jì)80年代，當(dāng)時(shí)樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)缺乏標(biāo)準(zhǔn)化，導(dǎo)致不同系統(tǒng)之間無(wú)法互操作。21987年，美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局(NIST)開(kāi)始制定BACnet標(biāo)準(zhǔn)，并于1995年發(fā)布了第一個(gè)版本。3此后，BACnet標(biāo)準(zhǔn)不斷發(fā)展，并得到了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)的認(rèn)可。BACnet的優(yōu)勢(shì)互操作性BACnet允許不同制造商的設(shè)備互操作，消除了系統(tǒng)集成中的兼容性問(wèn)題。開(kāi)放標(biāo)準(zhǔn)BACnet是一個(gè)開(kāi)放的標(biāo)準(zhǔn)，任何人都可以使用它，無(wú)需支付許可費(fèi)用。可靠性BACnet協(xié)議經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐驗(yàn)證，具有很高的可靠性和穩(wěn)定性?？蓴U(kuò)展性BACnet協(xié)議支持各種網(wǎng)絡(luò)類型，并可以擴(kuò)展到大型系統(tǒng)。BACnet的應(yīng)用領(lǐng)域樓宇自動(dòng)化：控制照明、空調(diào)、通風(fēng)、安全系統(tǒng)等。工業(yè)自動(dòng)化：監(jiān)控和控制生產(chǎn)過(guò)程，例如溫度、壓力、流量等。能源管理：優(yōu)化能源使用，降低能源消耗。智能城市：構(gòu)建智能交通系統(tǒng)、智能照明系統(tǒng)等。BACnet標(biāo)準(zhǔn)組織ASHRAE(美國(guó)供暖、制冷和空調(diào)工程師協(xié)會(huì))ASHRAE是BACnet標(biāo)準(zhǔn)的制定機(jī)構(gòu)，負(fù)責(zé)維護(hù)和更新BACnet標(biāo)準(zhǔn)。BACnetInternationalBACnetInternational是一個(gè)非營(yíng)利組織，負(fù)責(zé)推廣BACnet標(biāo)準(zhǔn)，并提供技術(shù)支持和培訓(xùn)資源。BACnet的基本概念對(duì)象(Objects)BACnet協(xié)議中使用對(duì)象來(lái)表示可控的設(shè)備或數(shù)據(jù)點(diǎn)。屬性(Properties)屬性是對(duì)象的特征，用于描述對(duì)象的特定信息。服務(wù)(Services)服務(wù)是BACnet協(xié)議中定義的通信操作，用于請(qǐng)求或提供信息。消息(Messages)消息是BACnet設(shè)備之間交換的信息，包含服務(wù)和數(shù)據(jù)。對(duì)象(Objects)對(duì)象是BACnet協(xié)議的基本單元，用于表示可控的設(shè)備或數(shù)據(jù)點(diǎn)。每個(gè)對(duì)象都有一個(gè)唯一的標(biāo)識(shí)符，用于在網(wǎng)絡(luò)中識(shí)別。BACnet協(xié)議定義了多種對(duì)象類型，例如模擬量輸入、模擬量輸出、二進(jìn)制輸入、二進(jìn)制輸出等。屬性(Properties)1屬性是對(duì)象的特征，用于描述對(duì)象的特定信息。2每個(gè)屬性都有一個(gè)唯一的標(biāo)識(shí)符，用于在對(duì)象中識(shí)別。3屬性可以是可讀的、可寫(xiě)的、或兩者兼有。服務(wù)(Services)服務(wù)是BACnet協(xié)議中定義的通信操作，用于請(qǐng)求或提供信息。1BACnet協(xié)議定義了多種服務(wù)，例如讀取屬性值、寫(xiě)入屬性值、發(fā)送報(bào)警等。2服務(wù)可以是確認(rèn)請(qǐng)求服務(wù)或非確認(rèn)請(qǐng)求服務(wù)。3消息(Messages)1消息是BACnet設(shè)備之間交換的信息，包含服務(wù)和數(shù)據(jù)。2消息通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送，并被接收設(shè)備解析。3BACnet消息包含源地址、目標(biāo)地址、服務(wù)類型、數(shù)據(jù)等信息。BACnet網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)層(NetworkLayer)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)包的路由和轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)將BACnet消息從源設(shè)備路由到目標(biāo)設(shè)備。提供網(wǎng)絡(luò)地址解析功能網(wǎng)絡(luò)層負(fù)責(zé)將BACnet設(shè)備的邏輯地址轉(zhuǎn)換為物理地址。數(shù)據(jù)鏈路層(DataLinkLayer)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)幀的封裝和解封數(shù)據(jù)鏈路層負(fù)責(zé)將BACnet消息封裝成數(shù)據(jù)幀，并在接收時(shí)解封。提供錯(cuò)誤檢測(cè)和糾正功能數(shù)據(jù)鏈路層負(fù)責(zé)檢測(cè)數(shù)據(jù)幀傳輸過(guò)程中的錯(cuò)誤，并嘗試糾正錯(cuò)誤。提供網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)控制功能數(shù)據(jù)鏈路層負(fù)責(zé)管理網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)，防止未經(jīng)授權(quán)的設(shè)備訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)。物理層(PhysicalLayer)定義了網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)和信號(hào)傳輸方式。負(fù)責(zé)將BACnet消息轉(zhuǎn)換為電信號(hào)或光信號(hào)。BACnet支持的網(wǎng)絡(luò)類型1以太網(wǎng)(Ethernet)2MS/TP(Master-Slave/Token-Passing)3ARCNET4BACnet/IP以太網(wǎng)(Ethernet)1高速以太網(wǎng)是一種高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，支持高帶寬數(shù)據(jù)傳輸。2廣泛應(yīng)用以太網(wǎng)是當(dāng)今最常用的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于各種應(yīng)用場(chǎng)景。3成本低廉以太網(wǎng)設(shè)備成本低廉，易于維護(hù)。MS/TP(Master-Slave/Token-Passing)1MS/TP是一種專為BACnet設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，使用主從拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。2在MS/TP網(wǎng)絡(luò)中，有一個(gè)主設(shè)備控制所有從設(shè)備，并負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)傳輸。3MS/TP協(xié)議適用于小型網(wǎng)絡(luò)，并具有較高的可靠性。ARCNET1ARCNET是一種早期的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，也支持BACnet通信。2ARCNET是一種星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，使用共享介質(zhì)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。3ARCNET協(xié)議適用于小型網(wǎng)絡(luò)，并具有較高的可靠性。BACnet/IP基于IP協(xié)議BACnet/IP使用IP協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，可以利用現(xiàn)有的IP網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施?？蓴U(kuò)展性BACnet/IP支持大型網(wǎng)絡(luò)，并具有良好的可擴(kuò)展性。兼容性BACnet/IP與其他基于IP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議兼容，例如HTTP、MQTT等。BACnet協(xié)議詳解123對(duì)象類型(ObjectTypes)屬性詳解(PropertyDetails)服務(wù)詳解(ServiceDetails)對(duì)象類型(ObjectTypes)模擬量輸入對(duì)象(AnalogInputObject)用于表示模擬量輸入設(shè)備，例如溫度傳感器、壓力傳感器等。模擬量輸出對(duì)象(AnalogOutputObject)用于表示模擬量輸出設(shè)備，例如電機(jī)控制設(shè)備、閥門控制設(shè)備等。模擬量值對(duì)象(AnalogValueObject)用于表示模擬量數(shù)據(jù)點(diǎn)，例如溫度、壓力、流量等。二進(jìn)制輸入對(duì)象(BinaryInputObject)用于表示二進(jìn)制輸入設(shè)備，例如開(kāi)關(guān)、傳感器等。二進(jìn)制輸出對(duì)象(BinaryOutputObject)用于表示二進(jìn)制輸出設(shè)備，例如繼電器、閥門等。二進(jìn)制值對(duì)象(BinaryValueObject)用于表示二進(jìn)制數(shù)據(jù)點(diǎn)，例如開(kāi)關(guān)狀態(tài)、傳感器狀態(tài)等。多狀態(tài)值對(duì)象(Multi-StateValueObject)用于表示具有多個(gè)狀態(tài)的數(shù)據(jù)點(diǎn)，例如空調(diào)模式、風(fēng)機(jī)速度等。模擬量輸入對(duì)象(AnalogInputObject)用于表示模擬量輸入設(shè)備，例如溫度傳感器、壓力傳感器等。模擬量輸入對(duì)象通常包含以下屬性：當(dāng)前值(PresentValue)、單位(Units)、范圍(Range)等?？梢酝ㄟ^(guò)BACnet協(xié)議讀取模擬量輸入對(duì)象的當(dāng)前值，并用于控制其他設(shè)備。模擬量輸出對(duì)象(AnalogOutputObject)用于表示模擬量輸出設(shè)備，例如電機(jī)控制設(shè)備、閥門控制設(shè)備等。模擬量輸出對(duì)象通常包含以下屬性：當(dāng)前值(PresentValue)、單位(Units)、范圍(Range)等?？梢酝ㄟ^(guò)BACnet協(xié)議寫(xiě)入模擬量輸出對(duì)象的當(dāng)前值，以控制設(shè)備的行為。例如，可以將空調(diào)的溫度設(shè)定值寫(xiě)入到模擬量輸出對(duì)象中，以控制空調(diào)的溫度。模擬量值對(duì)象(AnalogValueObject)用于表示模擬量數(shù)據(jù)點(diǎn)，例如溫度、壓力、流量等。模擬量值對(duì)象通常包含以下屬性：當(dāng)前值(PresentValue)、單位(Units)、范圍(Range)等。二進(jìn)制輸入對(duì)象(BinaryInputObject)1用于表示二進(jìn)制輸入設(shè)備，例如開(kāi)關(guān)、傳感器等。2二進(jìn)制輸入對(duì)象通常包含以下屬性：當(dāng)前值(PresentValue)、狀態(tài)(Status)等。3可以通過(guò)BACnet協(xié)議讀取二進(jìn)制輸入對(duì)象的當(dāng)前值，以了解設(shè)備的狀態(tài)。二進(jìn)制輸出對(duì)象(BinaryOutputObject)1用于表示二進(jìn)制輸出設(shè)備，例如繼電器、閥門等。二進(jìn)制輸出對(duì)象通常包含以下屬性：當(dāng)前值(PresentValue)、狀態(tài)(Status)等。2可以通過(guò)BACnet協(xié)議寫(xiě)入二進(jìn)制輸出對(duì)象的當(dāng)前值，以控制設(shè)備的行為。例如，可以將燈光開(kāi)關(guān)的開(kāi)/關(guān)狀態(tài)寫(xiě)入到二進(jìn)制輸出對(duì)象中，以控制燈光的亮滅。二進(jìn)制值對(duì)象(BinaryValueObject)1用于表示二進(jìn)制數(shù)據(jù)點(diǎn)，例如開(kāi)關(guān)狀態(tài)、傳感器狀態(tài)等。2二進(jìn)制值對(duì)象通常包含以下屬性：當(dāng)前值(PresentValue)、狀態(tài)(Status)等。3可以通過(guò)BACnet協(xié)議讀取二進(jìn)制值對(duì)象的當(dāng)前值，以了解數(shù)據(jù)點(diǎn)的狀態(tài)。多狀態(tài)值對(duì)象(Multi-StateValueObject)1用于表示具有多個(gè)狀態(tài)的數(shù)據(jù)點(diǎn)，例如空調(diào)模式、風(fēng)機(jī)速度等。2多狀態(tài)值對(duì)象通常包含以下屬性：當(dāng)前值(PresentValue)、狀態(tài)(Status)等。3可以通過(guò)BACnet協(xié)議讀取多狀態(tài)值對(duì)象的當(dāng)前值，以了解數(shù)據(jù)點(diǎn)的當(dāng)前狀態(tài)。屬性詳解(PropertyDetails)必須屬性(RequiredProperties)對(duì)象標(biāo)識(shí)符(ObjectIdentifier)每個(gè)對(duì)象都必須有一個(gè)唯一的標(biāo)識(shí)符，用于在網(wǎng)絡(luò)中識(shí)別。對(duì)象類型(ObjectType)標(biāo)識(shí)對(duì)象的類型，例如模擬量輸入、模擬量輸出、二進(jìn)制輸入、二進(jìn)制輸出等。可選屬性(OptionalProperties)當(dāng)前值(PresentValue)表示對(duì)象的當(dāng)前值，用于讀取或?qū)懭搿挝?Units)表示對(duì)象的單位，例如攝氏度、華氏度、米、秒等。范圍(Range)表示對(duì)象的取值范圍，例如溫度范圍、壓力范圍等。狀態(tài)(Status)表示對(duì)象的當(dāng)前狀態(tài)，例如正常、故障、報(bào)警等?？蓪?xiě)屬性(WriteableProperties)可寫(xiě)屬性是指可以被寫(xiě)入的值，用于控制對(duì)象的行為。例如，可以將空調(diào)的溫度設(shè)定值寫(xiě)入到模擬量輸出對(duì)象的當(dāng)前值(PresentValue)屬性中，以控制空調(diào)的溫度。服務(wù)詳解(ServiceDetails)1確認(rèn)請(qǐng)求服務(wù)(ConfirmedRequestServices)2非確認(rèn)請(qǐng)求服務(wù)(UnconfirmedRequestServices)確認(rèn)請(qǐng)求服務(wù)(ConfirmedRequestServices)1讀取屬性值(ReadProperty)用于讀取對(duì)象的屬性值。2寫(xiě)入屬性值(WriteProperty)用于寫(xiě)入對(duì)象的屬性值，以控制設(shè)備的行為。3設(shè)備狀態(tài)通知(DeviceStatusNotification)用于通知設(shè)備狀態(tài)的變化，例如設(shè)備故障、報(bào)警等。非確認(rèn)請(qǐng)求服務(wù)(UnconfirmedRequestServices)1誰(shuí)是(WhoIs)2我是(IAm)3廣播通知(BroadcastNotification)報(bào)警與事件管理(AlarmandEventManagement)1BACnet協(xié)議支持報(bào)警和事件管理，用于及時(shí)通知設(shè)備狀態(tài)的變化。2報(bào)警和事件管理可以用于檢測(cè)設(shè)備故障、異常情況等，并及時(shí)通知相關(guān)人員。3BACnet協(xié)議定義了多種報(bào)警和事件類型，例如故障報(bào)警、低值報(bào)警、高值報(bào)警等。趨勢(shì)報(bào)告(Trending)收集數(shù)據(jù)BACnet協(xié)議支持趨勢(shì)報(bào)告功能，用于收集和存儲(chǔ)設(shè)備數(shù)據(jù)。分析數(shù)據(jù)趨勢(shì)報(bào)告可以用于分析設(shè)備數(shù)據(jù)，并識(shí)別潛在的問(wèn)題或趨勢(shì)。時(shí)間表(Scheduling)設(shè)置時(shí)間表BACnet協(xié)議支持時(shí)間表功能，用于設(shè)置設(shè)備的運(yùn)行時(shí)間表。自動(dòng)控制時(shí)間表可以用于自動(dòng)控制設(shè)備，例如根據(jù)時(shí)間設(shè)置空調(diào)的溫度、燈光亮度等。優(yōu)化效率時(shí)間表可以幫助優(yōu)化設(shè)備運(yùn)行效率，降低能耗。設(shè)備管理(DeviceManagement)BACnet協(xié)議提供了一套設(shè)備管理機(jī)制，用于管理網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備。設(shè)備管理功能包括設(shè)備添加、刪除、配置等操作。設(shè)備管理機(jī)制還包括安全管理功能，例如訪問(wèn)控制、加密等。BACnet設(shè)備尋址1設(shè)備實(shí)例號(hào)(DeviceInstanceNumber)2對(duì)象標(biāo)識(shí)符(ObjectIdentifier)設(shè)備實(shí)例號(hào)(DeviceInstanceNumber)1唯一標(biāo)識(shí)每個(gè)BACnet設(shè)備都具有唯一的設(shè)備實(shí)例號(hào)，用于在網(wǎng)絡(luò)中識(shí)別。2范圍設(shè)備實(shí)例號(hào)通常是一個(gè)16位的數(shù)字，取值范圍為0到65535。對(duì)象標(biāo)識(shí)符(ObjectIdentifier)1每個(gè)BACnet對(duì)象都具有唯一的對(duì)象標(biāo)識(shí)符，用于在設(shè)備中識(shí)別。2對(duì)象標(biāo)識(shí)符由設(shè)備實(shí)例號(hào)和對(duì)象類型組成。3例如，設(shè)備實(shí)例號(hào)為1的空調(diào)設(shè)備的溫度設(shè)定值對(duì)象的標(biāo)識(shí)符可以為"1/AnalogOutput/1"。BACnet安全1BACnet協(xié)議提供了一套安全機(jī)制，用于保護(hù)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)安全。2安全機(jī)制包括訪問(wèn)控制、加密等功能，以防止未經(jīng)授權(quán)的訪問(wèn)。3BACnet安全機(jī)制可以有效地保護(hù)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，確保系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行。訪問(wèn)控制(AccessControl)用戶身份驗(yàn)證訪問(wèn)控制機(jī)制要求用戶提供身份驗(yàn)證信息，以驗(yàn)證其訪問(wèn)權(quán)限。權(quán)限分配訪問(wèn)控制機(jī)制允許管理員分配不同的訪問(wèn)權(quán)限，以控制不同用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的訪問(wèn)。加密(Encryption)數(shù)據(jù)加密加密機(jī)制可以使用加密算法對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，防止數(shù)據(jù)被竊取或篡改。密鑰管理加密機(jī)制需要密鑰管理功能，以確保密鑰的安全性和有效性。BACnet測(cè)試與認(rèn)證BACnet標(biāo)準(zhǔn)提供了一套測(cè)試和認(rèn)證體系，用于確保設(shè)備符合BACnet標(biāo)準(zhǔn)。通過(guò)測(cè)試和認(rèn)證的BACnet設(shè)備可以確保與其他BACnet設(shè)備互操作。BTL認(rèn)證(BACnetTestingLaboratories)1BTL認(rèn)證是由BACnetInternational授權(quán)的認(rèn)證機(jī)構(gòu)，負(fù)責(zé)對(duì)BACnet設(shè)備進(jìn)行測(cè)試和認(rèn)證。2通過(guò)BTL認(rèn)證的BACnet設(shè)備可以保證符合BACnet標(biāo)準(zhǔn)，并具有良好的互操作性。如何進(jìn)行BACnet測(cè)試1準(zhǔn)備測(cè)試環(huán)境搭建一個(gè)測(cè)試環(huán)境，包括BACnet設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、測(cè)試工具等。2運(yùn)行測(cè)試用例使用BACnet測(cè)試工具運(yùn)行測(cè)試用例，驗(yàn)證設(shè)備的功能和性能。3分析測(cè)試結(jié)果分析測(cè)試結(jié)果，評(píng)估設(shè)備是否符合BACnet標(biāo)準(zhǔn)。BACnet開(kāi)發(fā)工具1BACnet開(kāi)源庫(kù)提供免費(fèi)的BACnet庫(kù)，用于開(kāi)發(fā)BACnet應(yīng)用程序。2BACnet商業(yè)工具提供專業(yè)的BACnet開(kāi)發(fā)工具，支持高級(jí)功能和定制化開(kāi)發(fā)。BACnet開(kāi)源庫(kù)1BACnet開(kāi)源庫(kù)可以幫助開(kāi)發(fā)者快速構(gòu)建BACnet應(yīng)用程序。2常用的BACnet開(kāi)源庫(kù)包括：BACnetStack、BACnet4j、BACnetSharp等。3開(kāi)源庫(kù)通常提供API接口，方便開(kāi)發(fā)者使用。BACnet商業(yè)工具功能強(qiáng)大BACnet商業(yè)工具通常提供更強(qiáng)大的功能，支持高級(jí)調(diào)試和分析功能。技術(shù)支