BA-协议-BACnet 协议优势简析

BACnet - Building Automation and Control Network 的简称，为楼宇自控网络制定 的网络和通讯协议 。由美国暖通空调工程师协会主导制定的开放的楼宇自控通讯标 准。1995 年 12 月被批准为美国国家标准，并正式命名为 ANSI/ASHRAE 135-1995 标准。2003 年 1 月 成为 ISO 的正式标准 ISO16484-5。BACnet 以其开放性、易扩 展性、灵活性的特点，为广大楼宇自控厂商及用户所认可。目前 BACnet 己经成为 楼宇自控市场上的绝对主流。本文从 BACnet 使用的基本技术及 BACnet 网络体系 两方面来简要分析 BACnet 的特点。

BACnet 是专门为楼宇自控而设计的协议，使用面向对象技术来表示楼宇自控设 备。用面向对象的方法来表示楼宇自控的基本功能单元，如模拟量数入、数字量输 出、时间计划表等等。任何楼宇自控设备在功能上都可以分解为这样的基本功能单 元。在 BACnet 中用对象来表示这些基本的功能单元，使得这些基本的功能单元具有复用性及全局性。

和楼宇中常用的另外一种协议 LonWorks 相比，BACnet 在技术层面有较大的领先优势，LonWorks 功能块基本集中于数据共享、监视、操作、报警的基本功能，但 BACnet 还支持时间表、趋势等高级功能，更适合楼宇自控，表一是一些简单对比。

表一

BACnet 中用 Instance 来标识同一种对象，也就意味着同种对象所代表的基本功 能单元在 BACnet 楼宇自控系统中可以复用并且可以被寻址。每一种对象的 Instance 范围都是 0-4194303，零到四百万的范围可以使 BACnet 构成超大的系统。BACnet 用属性来描述对象的状态。对象拥有的属性越多，对象表现出的性能越强。对象的属 性在网络上是互相可以识别和访问的。

BACnet 定义了一些服务来对对象的属性值进行操作，而不是直接对对象进行操 作，这样就可以把通信和控制分离开来，BACnet 协议只规定和通信有关的行为，而不 去规定具体的楼宇控制行为，没有定义控制的实现方式，允许各个厂商保留自己的独 特性，没有扼杀各个厂商的创造力。例如在西门子 PXC 系列 BACnet 控制器内就保留

的西门子独有的无模型自适应控制算法。无模型自适应控制能自动校正参数以补偿机

械的系统/负载/季节性变化;它能提供比传统的 PID 控制更高效，拥有更好的鲁棒性， 更快和更稳定的控制。与 PID 控制相比，自适应控制在动态非线性系统中的响应时 间，保持稳态和减少错误方面有出色的表现。

使用面向对象技术的表示楼宇方式，使楼宇自控基本功能单元不仅具有复用性、全局性、易扩展性，同时分离楼宇自控设备的通信与控制，使各个厂商的控制产品仍 能保持各自的特色。

针对楼宇自控所需要的功能，BACnet 在网络体系上借鉴了开放系统互联 7 层参考模型 OSI，并进行了优化。因为对于楼宇自控系统而言，在网络上传递的内容是相对单 一、固定的。而且一般是在局域网内传送信息，即使是远程通信，也可以借用公共电 信网络来实现。这使 OSI 模型中的表示层、会话层以及传输层没有必要存在于 BACnet 体系中。同时，BACnet 体系在物理层和数据链路层支持多种组网方式。BACnet 可以 采用不同的 LAN 技术，有适合高速高费用的网络技术，也有适合低速低费用的网络技 术，理论上 BACnet 可以在任何能够传递 BACnet 服务数据单元的介质都可以作为 BACnet 的传送工具。使 BACnet 系统既能适应未来的网络新技术又能向下兼容己安装 的系统。通过对不同局域网技术的支持，在一个项目中局部的 BACnet 网络可以由不同 的局域网技术组成，可以根据设备的特定需要为用户提供最佳性价比服务。

BACnet 体系对 IP 网络也有很好的支持。BACnet 可以无缝的扩展到 BACnet 网络 上。用 IP 帧接收和发送 BACnet 报文，因为 TCP 协议不允许一对多的广播，而楼宇自 控系统中很多消息的传送是依靠广播和组播方式实现的，所以 IP 协议之上使用 UDP 协 议，而没有使用 TCP 协议。BACnet 需要传送可靠消息时，会另外采用 BACnet((证实

服务"而无需使用 TCP 协议。

BACnet/IP 作为现今速度最快、性能最好的楼宇自控网络通讯协议。匹配快速和高 性能对 DDC 控制器处理复杂的控制任务，如 VAV 空调系统、冷机群控等高要求控制， 有很大的好处，同时 BACnet/IP 从协议层直接支持控制信息，如趋势、调度、报警、文 件传输和数据库管理等，完全适用于现阶段最高要求的智能楼宇，从市场角度看，也 证明了 BACnet 协议无疑将成为下一代楼宇自控系统具有统治地位的协议

作为专门为楼宇自控设计的协议，BACnet 从各个方面都充分考虑的楼宇自控的需 求，使用开拓性的技术使不同厂商的设备能够互联，可以说 BACnet 是专门为楼宇自控 而定制的标准，而且是楼宇自控发展的方向。