《BACnet基礎(chǔ)教程》課件

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)自動化系統(tǒng)奠定堅實的基礎(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)議中不同對象類型、屬性和服務(wù)的具體細節(jié)，并了解其在實際應(yīng)用中的用途。掌握BACnet設(shè)備尋址和安全機制學(xué)習(xí)BACnet設(shè)備的尋址方式，并了解BACnet協(xié)議的安全機制。BACnet簡介1BACnet（BuildingAutomationandControlNetworks）是用于樓宇自動化和控制網(wǎng)絡(luò)的開放式協(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，實現(xiàn)無縫集成。3BACnet是一個成熟且廣泛應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)，被廣泛應(yīng)用于樓宇自動化、工業(yè)自動化、能源管理和智能城市等領(lǐng)域。什么是BACnet？開放式協(xié)議BACnet是一個開放的標(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、報警、趨勢報告、時間表等。BACnet的歷史1BACnet的歷史可以追溯到20世紀(jì)80年代，當(dāng)時樓宇自動化系統(tǒng)缺乏標(biāo)準(zhǔn)化，導(dǎo)致不同系統(tǒng)之間無法互操作。21987年，美國國家標(biāo)準(zhǔn)局(NIST)開始制定BACnet標(biāo)準(zhǔn)，并于1995年發(fā)布了第一個版本。3此后，BACnet標(biāo)準(zhǔn)不斷發(fā)展，并得到了國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)的認可。BACnet的優(yōu)勢互操作性BACnet允許不同制造商的設(shè)備互操作，消除了系統(tǒng)集成中的兼容性問題。開放標(biāo)準(zhǔn)BACnet是一個開放的標(biāo)準(zhǔn)，任何人都可以使用它，無需支付許可費用。可靠性BACnet協(xié)議經(jīng)過多年的實踐驗證，具有很高的可靠性和穩(wěn)定性。可擴展性BACnet協(xié)議支持各種網(wǎng)絡(luò)類型，并可以擴展到大型系統(tǒng)。BACnet的應(yīng)用領(lǐng)域樓宇自動化：控制照明、空調(diào)、通風(fēng)、安全系統(tǒng)等。工業(yè)自動化：監(jiān)控和控制生產(chǎn)過程，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(美國供暖、制冷和空調(diào)工程師協(xié)會)ASHRAE是BACnet標(biāo)準(zhǔn)的制定機構(gòu)，負責(zé)維護和更新BACnet標(biāo)準(zhǔn)。BACnetInternationalBACnetInternational是一個非營利組織，負責(zé)推廣BACnet標(biāo)準(zhǔn)，并提供技術(shù)支持和培訓(xùn)資源。BACnet的基本概念對象(Objects)BACnet協(xié)議中使用對象來表示可控的設(shè)備或數(shù)據(jù)點。屬性(Properties)屬性是對象的特征，用于描述對象的特定信息。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)。對象(Objects)對象是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。每個對象都有一個唯一的標(biāo)識符，用于在網(wǎng)絡(luò)中識別。BACnet協(xié)議定義了多種對象類型，例如模擬量輸入、模擬量輸出、二進制輸入、二進制輸出等。屬性(Properties)1屬性是對象的特征，用于描述對象的特定信息。2每個屬性都有一個唯一的標(biāo)識符，用于在對象中識別。3屬性可以是可讀的、可寫的、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、寫入屬性值、發(fā)送報警等。2服務(wù)可以是確認請求服務(wù)或非確認請求服務(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)負責(zé)數(shù)據(jù)包的路由和轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)層負責(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)負責(zé)數(shù)據(jù)幀的封裝和解封數(shù)據(jù)鏈路層負責(zé)將BACnet消息封裝成數(shù)據(jù)幀，并在接收時解封。提供錯誤檢測和糾正功能數(shù)據(jù)鏈路層負責(zé)檢測數(shù)據(jù)幀傳輸過程中的錯誤，并嘗試糾正錯誤。提供網(wǎng)絡(luò)訪問控制功能數(shù)據(jù)鏈路層負責(zé)管理網(wǎng)絡(luò)訪問，防止未經(jīng)授權(quán)的設(shè)備訪問網(wǎng)絡(luò)。物理層(PhysicalLayer)定義了網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)和信號傳輸方式。負責(zé)將BACnet消息轉(zhuǎn)換為電信號或光信號。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)用場景。3成本低廉以太網(wǎng)設(shè)備成本低廉，易于維護。MS/TP(Master-Slave/Token-Passing)1MS/TP是一種專為BACnet設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，使用主從拓撲結(jié)構(gòu)。2在MS/TP網(wǎng)絡(luò)中，有一個主設(shè)備控制所有從設(shè)備，并負責(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是一種星型拓撲結(jié)構(gòu)，使用共享介質(zhì)進行數(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展性BACnet/IP支持大型網(wǎng)絡(luò)，并具有良好的可擴展性。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對象類型(ObjectTypes)屬性詳解(PropertyDetails)服務(wù)詳解(ServiceDetails)對象類型(ObjectTypes)模擬量輸入對象(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。模擬量輸出對象(AnalogOutputObject)用于表示模擬量輸出設(shè)備，例如電機控制設(shè)備、閥門控制設(shè)備等。模擬量值對象(AnalogValueObject)用于表示模擬量數(shù)據(jù)點，例如溫度、壓力、流量等。二進制輸入對象(BinaryInputObject)用于表示二進制輸入設(shè)備，例如開關(guān)、傳感器等。二進制輸出對象(BinaryOutputObject)用于表示二進制輸出設(shè)備，例如繼電器、閥門等。二進制值對象(BinaryValueObject)用于表示二進制數(shù)據(jù)點，例如開關(guān)狀態(tài)、傳感器狀態(tài)等。多狀態(tài)值對象(Multi-StateValueObject)用于表示具有多個狀態(tài)的數(shù)據(jù)點，例如空調(diào)模式、風(fēng)機速度等。模擬量輸入對象(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。模擬量輸入對象通常包含以下屬性：當(dāng)前值(PresentValue)、單位(Units)、范圍(Range)等?？梢酝ㄟ^BACnet協(xié)議讀取模擬量輸入對象的當(dāng)前值，并用于控制其他設(shè)備。模擬量輸出對象(AnalogOutputObject)用于表示模擬量輸出設(shè)備，例如電機控制設(shè)備、閥門控制設(shè)備等。模擬量輸出對象通常包含以下屬性：當(dāng)前值(PresentValue)、單位(Units)、范圍(Range)等?？梢酝ㄟ^BACnet協(xié)議寫入模擬量輸出對象的當(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)定值寫入到模擬量輸出對象中，以控制空調(diào)的溫度。模擬量值對象(AnalogValueObject)用于表示模擬量數(shù)據(jù)點，例如溫度、壓力、流量等。模擬量值對象通常包含以下屬性：當(dāng)前值(PresentValue)、單位(Units)、范圍(Range)等。二進制輸入對象(BinaryInputObject)1用于表示二進制輸入設(shè)備，例如開關(guān)、傳感器等。2二進制輸入對象通常包含以下屬性：當(dāng)前值(PresentValue)、狀態(tài)(Status)等。3可以通過BACnet協(xié)議讀取二進制輸入對象的當(dāng)前值，以了解設(shè)備的狀態(tài)。二進制輸出對象(BinaryOutputObject)1用于表示二進制輸出設(shè)備，例如繼電器、閥門等。二進制輸出對象通常包含以下屬性：當(dāng)前值(PresentValue)、狀態(tài)(Status)等。2可以通過BACnet協(xié)議寫入二進制輸出對象的當(dāng)前值，以控制設(shè)備的行為。例如，可以將燈光開關(guān)的開/關(guān)狀態(tài)寫入到二進制輸出對象中，以控制燈光的亮滅。二進制值對象(BinaryValueObject)1用于表示二進制數(shù)據(jù)點，例如開關(guān)狀態(tài)、傳感器狀態(tài)等。2二進制值對象通常包含以下屬性：當(dāng)前值(PresentValue)、狀態(tài)(Status)等。3可以通過BACnet協(xié)議讀取二進制值對象的當(dāng)前值，以了解數(shù)據(jù)點的狀態(tài)。多狀態(tài)值對象(Multi-StateValueObject)1用于表示具有多個狀態(tài)的數(shù)據(jù)點，例如空調(diào)模式、風(fēng)機速度等。2多狀態(tài)值對象通常包含以下屬性：當(dāng)前值(PresentValue)、狀態(tài)(Status)等。3可以通過BACnet協(xié)議讀取多狀態(tài)值對象的當(dāng)前值，以了解數(shù)據(jù)點的當(dāng)前狀態(tài)。屬性詳解(PropertyDetails)必須屬性(RequiredProperties)對象標(biāo)識符(ObjectIdentifier)每個對象都必須有一個唯一的標(biāo)識符，用于在網(wǎng)絡(luò)中識別。對象類型(ObjectType)標(biāo)識對象的類型，例如模擬量輸入、模擬量輸出、二進制輸入、二進制輸出等。可選屬性(OptionalProperties)當(dāng)前值(PresentValue)表示對象的當(dāng)前值，用于讀取或?qū)懭?。單?Units)表示對象的單位，例如攝氏度、華氏度、米、秒等。范圍(Range)表示對象的取值范圍，例如溫度范圍、壓力范圍等。狀態(tài)(Status)表示對象的當(dāng)前狀態(tài)，例如正常、故障、報警等?？蓪憣傩?WriteableProperties)可寫屬性是指可以被寫入的值，用于控制對象的行為。例如，可以將空調(diào)的溫度設(shè)定值寫入到模擬量輸出對象的當(dāng)前值(PresentValue)屬性中，以控制空調(diào)的溫度。服務(wù)詳解(ServiceDetails)1確認請求服務(wù)(ConfirmedRequestServices)2非確認請求服務(wù)(UnconfirmedRequestServices)確認請求服務(wù)(ConfirmedRequestServices)1讀取屬性值(ReadProperty)用于讀取對象的屬性值。2寫入屬性值(WriteProperty)用于寫入對象的屬性值，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、報警等。非確認請求服務(wù)(UnconfirmedRequestServices)1誰是(WhoIs)2我是(IAm)3廣播通知(BroadcastNotification)報警與事件管理(AlarmandEventManagement)1BACnet協(xié)議支持報警和事件管理，用于及時通知設(shè)備狀態(tài)的變化。2報警和事件管理可以用于檢測設(shè)備故障、異常情況等，并及時通知相關(guān)人員。3BACnet協(xié)議定義了多種報警和事件類型，例如故障報警、低值報警、高值報警等。趨勢報告(Trending)收集數(shù)據(jù)BACnet協(xié)議支持趨勢報告功能，用于收集和存儲設(shè)備數(shù)據(jù)。分析數(shù)據(jù)趨勢報告可以用于分析設(shè)備數(shù)據(jù)，并識別潛在的問題或趨勢。時間表(Scheduling)設(shè)置時間表BACnet協(xié)議支持時間表功能，用于設(shè)置設(shè)備的運行時間表。自動控制時間表可以用于自動控制設(shè)備，例如根據(jù)時間設(shè)置空調(diào)的溫度、燈光亮度等。優(yōu)化效率時間表可以幫助優(yōu)化設(shè)備運行效率，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)備管理機制還包括安全管理功能，例如訪問控制、加密等。BACnet設(shè)備尋址1設(shè)備實例號(DeviceInstanceNumber)2對象標(biāo)識符(ObjectIdentifier)設(shè)備實例號(DeviceInstanceNumber)1唯一標(biāo)識每個BACnet設(shè)備都具有唯一的設(shè)備實例號，用于在網(wǎng)絡(luò)中識別。2范圍設(shè)備實例號通常是一個16位的數(shù)字，取值范圍為0到65535。對象標(biāo)識符(ObjectIdentifier)1每個BACnet對象都具有唯一的對象標(biāo)識符，用于在設(shè)備中識別。2對象標(biāo)識符由設(shè)備實例號和對象類型組成。3例如，設(shè)備實例號為1的空調(diào)設(shè)備的溫度設(shè)定值對象的標(biāo)識符可以為"1/AnalogOutput/1"。BACnet安全1BACnet協(xié)議提供了一套安全機制，用于保護網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)安全。2安全機制包括訪問控制、加密等功能，以防止未經(jīng)授權(quán)的訪問。3BACnet安全機制可以有效地保護網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，確保系統(tǒng)安全可靠運行。訪問控制(AccessControl)用戶身份驗證訪問控制機制要求用戶提供身份驗證信息，以驗證其訪問權(quán)限。權(quán)限分配訪問控制機制允許管理員分配不同的訪問權(quán)限，以控制不同用戶對網(wǎng)絡(luò)資源的訪問。加密(Encryption)數(shù)據(jù)加密加密機制可以使用加密算法對網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進行加密，防止數(shù)據(jù)被竊取或篡改。密鑰管理加密機制需要密鑰管理功能，以確保密鑰的安全性和有效性。BACnet測試與認證BACnet標(biāo)準(zhǔn)提供了一套測試和認證體系，用于確保設(shè)備符合BACnet標(biāo)準(zhǔn)。通過測試和認證的BACnet設(shè)備可以確保與其他BACnet設(shè)備互操作。BTL認證(BACnetTestingLaboratories)1BTL認證是由BACnetInternational授權(quán)的認證機構(gòu)，負責(zé)對BACnet設(shè)備進行測試和認證。2通過BTL認證的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。如何進行BACnet測試1準(zhǔn)備測試環(huán)境搭建一個測試環(huán)境，包括BACnet設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、測試工具等。2運行測試用例使用BACnet測試工具運行測試用例，驗證設(shè)備的功能和性能。3分析測試結(jié)果分析測試結(jié)果，評估設(shè)備是否符合BACnet標(biāo)準(zhǔn)。BACnet開發(fā)工具1BACnet開源庫提供免費的BACnet庫，用于開發(fā)BACnet應(yīng)用程序。2BACnet商業(yè)工具提供專業(yè)的BACnet開發(fā)工具，支持高級功能和定制化開發(fā)。BACnet開源庫1BACnet開源庫可以幫助開發(fā)者快速構(gòu)建BACnet應(yīng)用程序。2常用的BACnet開源庫包括：BACnetStack、BACnet4j、BACnetSharp等。3開源庫通常提供API接口，方便開發(fā)者使用。BACnet商業(yè)工具功能強大BACnet商業(yè)工具通常提供更強大的功能，支持高級調(diào)試和分析功能。技術(shù)支