BACnet Protocol : Arkitektura, Paggawa, Mga Uri, Mga Bagay at Mga Aplikasyon Nito

Ang BACnet protocol ay binuo ng isang komite na pinangalanang ASHRAE o ang American Society of Heating, Refrigerating & Air-Conditioning Engineers noong 1987. Ang pangunahing motto ng komite na ito ay gumawa ng protocol na magbibigay ng mga sistema mula sa iba't ibang mga tagagawa upang makipag-usap nang magkasama sa isang kaaya-ayang paraan . Kaya ang protocol na ito ay isang rehistradong tatak ng ASHRAE. Dahil ang oras na protocol ay binuo ito ay sumasailalim sa patuloy na mga pagbabago sa isang bukas na pamamaraan ng kasunduan. Upang ang lahat ng mga interesadong partido ay malugod na lumahok nang walang bayad. Kaya tinatalakay ng artikulong ito ang isang pangkalahatang-ideya ng Protokol ng Bacnet pangunahing kaalaman – nagtatrabaho sa mga application.

Ano ang BACnet Protocol?

Isang data protocol ng komunikasyon na ginagamit upang bumuo ng isang awtomatikong control network, ay kilala bilang BACnet o Building Automation Control Network. Ang data communication protocol na ito ay parehong pamantayang ISO at ANSI na ginagamit para sa interoperability sa pagitan ng mga nagtutulungang building automation device. Kasama sa Bacnet Protocol ang isang hanay ng mga panuntunan para sa pamamahala sa pagpapalitan ng data sa isang computer network na sumasaklaw lamang sa lahat mula sa kung anong uri ng cable ang gagamitin, upang bumuo ng isang partikular na command o kahilingan sa isang normal na paraan.

Upang makamit ang interoperability sa isang malawak na spectrum ng kagamitan, kasama sa detalye ng BACnet ang tatlong pangunahing bahagi. Primary, Secondary, at tertiary. Kaya ang pangunahing bahagi ay tumutukoy sa isang pamamaraan upang kumatawan sa anumang uri ng kagamitan sa automation ng gusali sa isang normal na paraan.

Ang pangalawang bahagi ay naglalarawan ng mga mensahe na maaaring ipadala sa isang network ng mga computer upang suriin at pamahalaan ang naturang kagamitan. Ang huling bahagi ay naglalarawan ng isang hanay ng mga angkop na LAN na ginagamit para sa paghahatid ng mga komunikasyon sa BACnet.

Bakit kailangan ang Bacnet Protocol?

Ang Ang kahalagahan ng BACnet protocol ay upang tukuyin ang mga tipikal na diskarte na maaaring isagawa ng mga tagagawa upang bumuo ng mga bahagi pati na rin ang mga system na interoperable sa pamamagitan ng iba pang mga bahagi at sistema ng BACnet.

Tinutukoy din nito kung paano ipinapahiwatig ang data sa network pati na rin ang mga serbisyong ginagamit upang magpadala ng data mula sa isang node ng BACnet patungo sa isa pang node. Mayroon din itong mga mensahe na kumikilala sa mga node ng network at data.

Ang BACnet ay ginagamit bilang tool ng mga may-ari ng mga gusali at system specifier para sa detalye ng interoperable system. Hindi binabago ng protocol na ito ang pangangailangan para sa pagtukoy kung ano ang kailangan ng isang mamimili. Kaya, nagbibigay lamang ito ng ilang pare-parehong tool upang tulungan ang paglikha at pagtutukoy ng mga system na maaaring mag-interoperate.

Ang BACnet protocol ay ginagamit sa lahat ng uri ng mga automated na sistema ng gusali. Kaya, may mga interoperable na produkto na available sa iba't ibang kategorya tulad ng seguridad, sunog, ilaw, elevator, HVAC, atbp. Tinutugunan lang ng protocol na ito ang layunin ng interoperability sa pamamagitan lamang ng pagtukoy ng pangkalahatang gumaganang modelo ng mga automation device, isang diskarteng ginagamit para sa pagtukoy sa data na kanilang ginagamit. isama, at isa ring diskarteng ginagamit para sa pagpapaliwanag ng mga protocol na maaaring gamitin ng isang device para magtanong ng isa pang device para magsagawa ng ilang gustong aksyon.

Arkitektura ng Bacnet Protocol

Ang arkitektura ng protocol ng BACnet ay higit na pinaghihigpitan sa mga kontrol sa pag-iilaw, HVAC, at mga gateway. Itinatampok ng protocol na ito ang magaan at mahusay na komunikasyon na na-optimize para sa mga maiikling mensahe, maliliit na network, at mga inter-network.

Ang arkitektura ng protocol ng BACnet ay isang bumagsak na arkitektura na tumutugma sa 4 na layer ng modelo ng OSI . Ang apat na layer sa arkitektura ng BACnet ay pangunahing kinabibilangan ng Application, Network, Data Link at Physical. Kahit na, ang Network layer at Application layer lang ay BACnet.

Ang arkitektura sa itaas ay ang BACnet protocol stack na kinabibilangan ng iba't ibang mga layer tulad ng ipinapakita sa diagram. Ang protocol na ito ay isang collapsed na bersyon ng OSI stack. Hindi ginagamit ang transport at session layers. Ang layer ng application ay tumatagal sa mga pag-andar ng dalawang layer na ito.

BACnet Pisikal na Layer

Ang mga itaas na layer ng BACnet ay hindi nakadepende sa pisikal na layer. Kaya ang Pisikal na layer ng BACnet ay ginagawang posible para sa BACnet na maisakatuparan sa iba't ibang network. Ang mga pisikal na layer ng BACnet ay tinukoy sa ARCNET, Ethernet, IP tunnels, BACnet/IP, RS-232, RS485, at Lonworks/LonTalk. Ang RS232 ay para sa point-to-point na komunikasyon. Sinusuportahan ng RS485 ang hanggang 32 node na may layong 1200 m sa 76Kbps.

BACnet Protocol Link Layer

Direktang ipinapatupad ang BACnet protocol sa mga layer ng link ng LonTalk o IEEE802.2. Kaya tinutukoy nito ang Point to Point (PTP) data link layer para sa RS232 na koneksyon. Tinutukoy nito ang layer ng link ng data ng MS/TP na inilaan para sa mga koneksyon sa RS-485. Tinukoy lamang ng pamantayan ang BVLL (BACnet Virtual Link Layer) na nagsasaad ng lahat ng serbisyong kinakailangan sa pamamagitan ng BACnet device sa link na ito.

Ang IP BACnet Virtual Link Layer ay naka-encapsulate ng kinakailangang data ng kontrol sa isang header ng BACnet na virtual na impormasyon sa kontrol ng link. Dahil sa IP, BVLL, at BACnet protocol na mga device ay maaaring direktang makipag-ugnayan sa mga IP network nang hindi nangangailangan ng anumang router device.

Ang BACnet protocol ay gumagamit ng konsepto ng BBMD (BACnet broadcast management device) na nagpapatupad ng kinakailangang broadcast para sa gustong layer ng link. Kaya, ang BACnet broadcast message ay binago sa IP-based na broadcast o multicast na mga mensahe.

BACnet Network Layer

Tinukoy lang ng layer na ito ang mga kinakailangang address ng network para sa pagruruta. Kasama sa BACnet network ang isang minimum na isa o mas mataas na mga segment na konektado sa mga tulay sa sandaling gumamit sila ng mga katulad na teknolohiya ng LAN. Kung gumagamit sila ng iba't ibang mga LAN protocol pagkatapos ay konektado sila sa pamamagitan ng mga router.

Layer ng Application

Hindi pinaghihiwalay ng BACnet ang presentasyon pati na rin ang mga layer ng application. Kaya pinangangalagaan nito ang pagiging maaasahan at pagkakasunud-sunod o mga mekanismo ng pagse-segment na karaniwang konektado sa parehong session at transport layer. Kasama sa BACnet ang mga device tulad ng mga bagay upang makipagpalitan ng mga primitive ng serbisyo na inilalarawan sa ASN.1 syntax at serialized sa ASN.1 BER.

BACnet Security Layer

Madaling mauunawaan ang konsepto ng seguridad ng BACnet gamit ang isang halimbawa, sabihin kapag humiling ang BACnet device-A ng session key mula sa pangunahing server para sa pagtatatag ng secure na komunikasyon sa pamamagitan ng device-B, pagkatapos ay ipinapadala ang key na ito sa parehong device-A at device-B sa pamamagitan ng key server na kilala bilang 'SKab'. Gumagamit ang BACnet protocol ng 56-bit na DES encryption.

Paano Gumagana ang Bacnet Protocol?

Ang BACnet ay isang tipikal na electronic communication protocol na gumagana sa pamamagitan ng pagpayag sa iba't ibang uri ng automation ng gusali ng mga manufacturer pati na rin ang mga monitoring system tulad ng mga alarma sa sunog, HVAC, at perimeter security para sa pakikipag-ugnayan sa isa't isa. Ang protocol na ito ay maaaring gumana sa halos anumang normal na data protocol kabilang ang TCP/IP.

Ang BACnet protocol ay nagbibigay-daan sa komprehensibong BMSs (building management system) na pag-unlad na nagpapahintulot sa mga operator na bumuo, mag-obserba at magkontrol ng iba't ibang mga sistema ng gusali sa loob ng isang application.
Ginagamit din ang protocol na ito upang palawakin ang flexibility at saklaw ng automation na maaaring isagawa. Halimbawa, maaaring i-setup ang isang automation system na kapag napansin ng fire protection system ang sunog, magpapadala ang system ng mga command sa mga sumusunod.

• Sa control system ng elevator na ipadala agad ang lahat ng elevator sa ground floor.
• Sa paging system ng gusali upang magpadala ng isang naririnig na voice signal upang ipaalam sa mga nakatira sa gusali kung saan man natukoy ang sunog at kung paano lumabas ng gusali.
• Mula sa mga audio o visual system ng gusali hanggang sa mga flash message sa mga palabas sa TV sa loob ng mga conference room.
• Sa isang interface ng sistema ng telepono para sa pagpapadala ng mga alerto sa pamamagitan ng text message sa mga pasilidad at engineering team ng gusali.

Sa BACnet protocol, ang lahat ng data ay ipinapahiwatig sa mga tuntunin ng isang bagay. Kaya ang bawat bagay ay nagpapahiwatig ng data tungkol sa isang aparato o bahagi. Ang pagbibigay ng impormasyon tulad ng isang bagay ay nagbibigay lamang ng benepisyo na ang pinakabagong mga bagay ay maaaring mabuo kung hindi man ang mga umiiral na bagay ay maaaring mabago batay sa mga kinakailangan ng user.

Ang isang bagay ay nagpapahiwatig ng pisikal na impormasyon (mga pisikal na input, output) at hindi pisikal na impormasyon (software/kalkulasyon). Napakahalagang tandaan na ang bawat bagay ay maaaring magpahiwatig ng isang bahagi ng impormasyon kung hindi ay isang pangkat ng impormasyon na nagsasagawa ng pareho at eksaktong function.

Bagay sa BACnet

Ang object ng BACnet ay isang konsepto na nagpapahintulot sa komunikasyon pati na rin ang isang pangkat ng data na nauugnay sa i/ps, o/ps, software at mga kalkulasyon na maisakatuparan. Ang BACnet Object ay maaaring makita ang sarili nito sa iba't ibang paraan tulad ng Single Points, Logical Groups, Program Logic, Schedules & Historical Data.

Ang mga bagay na BACnet ay parehong pisikal at hindi pisikal. Halimbawa, ang thermostat ay itinuturing na isang pisikal na konsepto at ang HVAC system ay itinuturing na output device. Ang pinakamagandang halimbawa ng isang hindi pisikal na konsepto ay ang iskedyul ng pagpapanatili ng isang HVAC sa software form.

Ang lahat ng mga bagay sa BACnet ay may kasamang iba't ibang katangian ng pagpapalitan ng impormasyon at mga utos. Ang mga katangiang ito ay kinakatawan sa isang tabular na format na may dalawang column. Kasama sa unang column ang pangalan ng property at ang pangalawang column ay nagbibigay ng value ng property. Sa pangalawang column, maaaring umiral ang Impormasyon sa isang format na write-enable/read-only.

Ang halimbawa ng object ng BACnet para sa isang binary input ng isang sensor sa loob ng isang gusali ay ipinapakita sa ibaba.

Sa talahanayan sa itaas, ang unang apat na katangian ay kinakailangan ng pamantayan ng BACnet samantalang ang huling dalawang katangian ay itinuturing na opsyonal. Kaya, ang mga opsyonal na bagay na ito ay madalas na kinakailangan ng isang developer, gayunpaman, ang mga bagay na iyon ay dapat tumugma sa pamantayan ng BACnet. Ang halimbawa ay magpapakita lamang ng ilan sa mga katangian ng isang bagay. Sa totoong buhay, lalo na sa isang setting ng automation ng gusali, iba't ibang mga katangian ang naroroon sa loob ng bagay. Karamihan sa mga eksperto at pinagmumulan ay tumutukoy na mayroong 23 karaniwang BACnet object na ginagamit sa pagbuo ng mga automation system. Kaya, ang mga karaniwang bagay ay gumagana sa pamantayan ng BACnet.

Ang 23 karaniwang BACnet object ay Binary i/p, Binary o/p, Binary value, Analog i/p, Analog o/p, Analog value, Averaging, LifeSafety Zone, LifeSafety Point, Multi-State i/p, Multi-State o/p, Multi-State value, Loop, Calendar, Notification Class, Command, File, Program, Schedule, Trend Log, Group, Enrollment ng Event at Device.

Kapag ang isang set ng mga bagay ay nagsagawa ng isang partikular na function, ito ay kilala bilang isang BACnet device. Ang lahat ng bagay na ito ay dapat may kasamang identifier, uri ng data at karagdagang impormasyon tulad ng read-only, binago sa pamamagitan ng iba pang mga device, at marami pa.

Iba't ibang Uri

Ang iba mga uri ng BACnet protocol ay tinalakay sa ibaba.

BACnet/IP

Ito ay karaniwang ginagamit sa mga kasalukuyang VLAN at WAN network. Kaya maaaring direktang kumonekta ang mga device sa mga hub o Ethernet switch. Ang LAN na ito ay isang mataas na pagganap at mabilis na uri, ngunit napakamahal. Ang BACnet/IP ay gumagamit ng UDP/IP para sa pagiging tugma sa pamamagitan ng umiiral na imprastraktura ng IP. Kapag nagamit na ang BACnet/IP sa ilang mga IP subnet, kailangan ang karagdagang pagpapagana ng device na kilala bilang BBMDs (BACnet Broadcast Management Devices) upang mahawakan ang mga broadcast na mensahe ng inter-subnet BACnet.

BACnet MS/TP

Ang ganitong uri ng LAN ay gumagamit ng EIA-485 twisted pair para sa pagsenyas ng hanggang 4k talampakan. Kaya ito ay isang napaka-tanyag na uri ng BACnet LAN na ginagamit para sa unitary pati na rin ang application-specific controllers. Hindi mahal ang BACnet MS/TP na ito.

BACnet ISO 8802-3 (Ethernet)

Direktang ginagamit ang BACnet sa Ethernet 8802-3 network na katulad ng BACnet/IP sa mga tuntunin ng bilis at gastos, bagama't limitado sa isang pisikal na imprastraktura na hindi gumagamit ng mga IP router.

BACnet sa ARCNET

Ang BACnet na ito ay uri ng MAC na may kasamang dalawang form tulad ng 2.5Mbs coax at 156Kbs sa itaas ng EIA-485. Ang BACnet na ito ay sinusuportahan ng limitadong bilang ng mga vendor na may ARCNET.

BACnet Point-to-Point

Ang BACnet Point-to-Point na ito ay ginagamit lamang sa mga network ng mga dial-up na telepono. Sa pangkalahatan, ang direktang koneksyon ng EIA-232 ay hindi na ginagamit para sa direktang koneksyon sa Ethernet.

BACnet sa LonTalk Foreign Frames

Pinapayagan lamang ng BACnet na ito ang bahagi ng transportasyon ng LonTalk para sa pagdadala ng mga mensahe ng BACnet. Ngunit, ang dalawang protocol ay hindi interoperable.

BACnet sa ZigBee

Sa pangkalahatan, ang MAC na ito ay isang wireless mesh network na ginagamit sa mas murang mga device. Kaya karaniwan itong ginagamit bilang gateway sa mga ZigBee device at hindi tulad ng katutubong BACnet transport.

Bacnet sa Modbus Converter

Ang Protocon-P3 Gateway ay isang BACnet to Modbus converter na ginagamit sa pagdidisenyo ng mga automation system sa iba't ibang mga application tulad ng HVAC, access control, lighting control at fire detection system, at kanilang mga kaugnay na kagamitan. Pinagsasama ng Protocon-P3 Gateway ang mga BACnet system at device na may Modbusbased management system sa Modbus RTU protocol at Modbus TCP/IP.

Kasama sa mga pangunahing tampok ng Bacnet to Modbus Converter ang mga sumusunod.

• May kasama itong front panel na may LED para sa indikasyon ng mabilis na diagnostic
• Utility ng pagsasaayos na nakabatay sa Windows.
• Sinusuportahan nito ang hanggang 100 interface ng BACnet device sa TCP Master/Slave o Modbus RTU.
• Ito ay may kapasidad para sa interfacing hanggang sa 5K mapping point.
• Sinusuportahan nito ang tampok na COV bit packing.

Bacnet Protocol vs Modbus

Ang pagkakaiba sa pagitan ng Bacnet Protocol at Modbus ay kinabibilangan ng mga sumusunod.

Mga kalamangan

Ang mga pakinabang ng Bacnet Protocol isama ang mga sumusunod.

• Ang BACnet protocol ay partikular na idinisenyo para sa pagbuo ng automation pati na rin ang mga control network.
• Hindi ito nakadepende sa kasalukuyang mga teknolohiya ng LAN o WAN.
• Ito ay isang American National Standard at isang European pre-standard.
• Ito ay ganap na nasusukat mula sa maliliit na solong aplikasyon ng gusali hanggang sa mga unibersal na network ng mga device.
• Ang mga nagpapatupad ng BACnet ay maaaring ligtas na magsama ng mga hindi karaniwang extension pati na rin ang mga pagpapahusay nang hindi naiimpluwensyahan ang umiiral na interoperability.
• Ito ay pinagtibay ng pinakasikat na mga kumpanya ng proteksyon sa sunog sa parehong USA at Europa.
• Ito ay sinusuportahan ng iba't ibang mga tagagawa ng chiller tulad ng Dunham-Bush, Carrier, McQuay, York & Trane.
• Sa mga tunay na aplikasyon ng kontrol sa gusali, ang protocol na ito ay may napatunayang track record.

Mga disadvantages

Ang disadvantages ng Bacnet Protocol isama ang mga sumusunod.

Ang pangunahing disbentaha ng BACnet protocol ay isang compliant na problema. Kaya dahil sa isyung ito, ang BTL (BACnet Testing Laboratories) ay ipinakilala noong taong 2000. Ang BTL ay compliance & and independent testing organization. Ang pangunahing layunin nito ay subukan ang mga produkto ng BACnet upang ma-verify ang pagsunod sa pamantayan. Kapag naaprubahan; makukuha ng produkto ang logo ng BTL.

Ang mga problema o net-worthy na pag-atake na malawakang matatagpuan sa protocol na ito ay; Kakulangan ng spoofing at authentication, pag-atake sa DoS, immobilized network connections, at kakulangan ng encryption at write access sa mga device.

Mga aplikasyon

Ang paggamit ng Bacnet Protocol kasama ang mga sumusunod.

• Ang BACnet ay ginagamit sa mga aplikasyon ng HVAC, kontrol sa pag-iilaw ng sunog, seguridad, alarma at interfacing sa mga kumpanya ng utility.
• Ang protocol na ito ay partikular na idinisenyo para sa pagbuo ng automation pati na rin ang mga control application.
• Ginagamit ang protocol na ito upang magbigay ng mga mekanismo, lalo na para sa mga automation device para sa pagpapalitan ng data anuman ang partikular na serbisyo ng gusali na kanilang ginagawa.
• Ang protocol na ito ay maaaring gamitin ng mga digital controller, computer at application-specific kung hindi man unitary controllers na may katumbas na epekto.
• Ang BACnet protocol ay unang binuo upang bumuo ng interoperability sa pagitan ng pagbuo ng mga automation device; gayunpaman, ang mga paglalarawan ng data nito, pati na rin ang nababaluktot na arkitektura, ay gagawin itong gumana sa loob ng malawak na hanay ng mga control application.
• Ito ay isang object-oriented na protocol, kaya ginagamit upang ipahiwatig ang network-accessible control equipment.

Kaya, ito ay isang pangkalahatang-ideya ng Bacnet protocol – gumagana kasama ang mga aplikasyon. Ito ang pinakamahusay na protocol na ginagamit upang bumuo ng automation at para din kumonekta sa iba't ibang mga system. Kaya, ang Bacnet Protocol sa IoT na teknolohiya ay may magandang kinabukasan at ito ay bubuo nang mabilis. Ang protocol na ito ay nagbibigay din ng isang mahusay na solusyon mula sa scalability viewpoint. Isinasaalang-alang ang pagiging kritikal at pangangailangan ng aplikasyon, ang kaligtasan ay dapat ibigay at ang pag-unlad ay dapat gawin nang may seguridad sa isip. Isinasaalang-alang ang kakulangan ng mga pamantayan, dapat na tukuyin ang mga tamang pamantayan para sundin at maisakatuparan ng mga vendor. Narito ang isang tanong para sa iyo, ano ang I2S protocol?