BACnet Protokolü : Mimari, Çalışma, Türler, Nesneler ve Uygulamaları

BACnet protokolü 1987 yılında ASHRAE veya American Society of Heating, Refrigerating & Air-Conditioning Engineers adlı bir komite tarafından geliştirilmiştir. Bu komitenin ana sloganı, çeşitli üreticilerin sistemlerinin birlikte hoş bir şekilde iletişim kurmasını sağlayacak bir protokol yapmaktır. . Dolayısıyla bu protokol ASHRAE'nin tescilli markasıdır. Zaman protokolü geliştirildiğinden beri, açık bir anlaşma prosedürü ile sürekli değişikliklerden geçmektedir. Böylece tüm ilgili taraflar ücretsiz olarak katılabilirler. Yani bu makale genel bir bakışı tartışıyor Bacnet Protokolü temel bilgiler – uygulamalarla çalışma.

BACnet Protokolü nedir?

bir veri iletişim protokolü otomatik bir kontrol ağı oluşturmak için kullanılan, BACnet veya Bina Otomasyon Kontrol Ağı olarak bilinir. Bu veri iletişim protokolü, işbirliği yapan bina otomasyon cihazları arasında birlikte çalışabilirlik için kullanılan hem bir ISO hem de ANSI standardıdır. Bacnet Protokolü, normal bir şekilde belirli bir komut veya istek oluşturmak için ne tür bir kablo kullanılacağından her şeyi kapsayan bir bilgisayar ağındaki veri alışverişini yönetmek için bir dizi kural içerir.

Geniş bir ekipman yelpazesinde birlikte çalışabilirliği sağlamak için BACnet spesifikasyonu üç ana bölümden oluşmaktadır. Birincil, İkincil ve üçüncül. Bu nedenle birincil kısım, her türlü bina otomasyon cihazını normal bir şekilde temsil edecek bir tekniği tanımlar.

İkincil kısım, bu tür ekipmanı kontrol etmek ve yönetmek için bir bilgisayar ağı üzerinden iletilebilecek mesajları açıklar. Son kısım, BACnet iletişimlerini iletmek için kullanılan bir dizi uygun LAN'ı tanımlar.

Bacnet Protokolü neden gereklidir?

bu BACnet protokolünün önemi BACnet'in diğer bileşenleri ve sistemleri aracılığıyla birlikte çalışabilen sistemlerin yanı sıra bileşenleri oluşturmak için üreticilerin uygulayabileceği tipik teknikleri tanımlamaktır.

Ayrıca, verilerin ağda nasıl ifade edildiğini ve BACnet'in bir düğümünden başka bir düğüme veri iletmek için kullanılan hizmetleri belirtir. Ayrıca ağ ve veri düğümlerini tanıyan mesajlara sahiptir.

BACnet, birlikte çalışabilir sistemin özellikleri için bina sahipleri ve sistem belirleyicileri tarafından bir araç olarak kullanılır. Bu protokol, bir tüketicinin neye ihtiyacı olduğunu belirtme ihtiyacını değiştirmez. Bu nedenle, birlikte çalışabilen sistemlerin oluşturulmasına ve tanımlanmasına yardımcı olacak bazı tutarlı araçlar sağlar.

BACnet protokolü her tür otomatik bina sisteminde kullanılmaktadır. Bu nedenle, güvenlik, yangın, aydınlatma, asansörler, HVAC vb. gibi farklı kategorilerde birlikte çalışabilir ürünler mevcuttur. Bu protokol, basitçe, otomasyon cihazlarının genel bir çalışma modelini tanımlayarak birlikte çalışabilirlik hedefini ele alır; bu, kullandıkları verileri tanımlamak için kullanılan bir tekniktir. içerir ve ayrıca tek bir cihazın tercih edilen bir eylemi yürütmek üzere bir cihaza daha soru sormak için kullanabileceği protokolleri açıklamak için kullanılan bir tekniktir.

Bacnet Protokol Mimarisi

BACnet protokol mimarisi ağırlıklı olarak aydınlatma kontrolleri, HVAC ve ağ geçitleriyle sınırlıdır. Bu protokol, kısa mesajlar, küçük ağlar ve ağlar arası için optimize edilmiş hafif ve verimli iletişimi vurgular.

BACnet protokol mimarisi, 4 katmanıyla eşleşen daraltılmış bir mimaridir. OSI modeli . BACnet mimarisindeki dört katman, esas olarak Uygulama, Ağ, Veri Bağlantısı ve Fiziksel'i içerir. Yine de, sadece Ağ katmanı ve Uygulama katmanı basitçe BACnet'tir.

Yukarıdaki mimari, şemada gösterildiği gibi farklı katmanları içeren BACnet protokol yığınıdır. Bu protokol, OSI yığınının daraltılmış bir sürümüdür. Taşıma ve oturum katmanları kullanılmaz. Uygulama katmanı bu iki katmanın işlevlerini üstlenir.

BACnet Fiziksel Katman

BACnet'in üst katmanları fiziksel katmana bağlı değildir. Böylece BACnet'in Fiziksel katmanı, BACnet'in farklı ağlarda yürütülmesini mümkün kılar. BACnet'in fiziksel katmanları ARCNET, Ethernet, IP tünelleri, BACnet/IP, RS-232, RS485 ve Lonworks/LonTalk ile belirlenmiştir. RS232 noktadan noktaya iletişim içindir. RS485, 76Kbps'de 1200 m mesafe ile 32 düğüme kadar destekler.

BACnet Protokolü Bağlantı Katmanı

BACnet protokolü, doğrudan LonTalk veya IEEE802.2 bağlantı katmanlarıyla uygulanır. Bu nedenle, RS232 bağlantıları için Noktadan Noktaya (PTP) veri bağlantı katmanını belirtir. RS-485 bağlantıları için amaçlanan MS/TP veri bağlantı katmanını belirtir. Standart basitçe, bu bağlantı katmanında BACnet aygıtı aracılığıyla gereken tüm hizmetleri belirten BVLL'yi (BACnet Sanal Bağlantı Katmanı) belirtir.

IP BACnet Sanal Bağlantı Katmanı, gerekli kontrol verilerini BACnet sanal bağlantı kontrol bilgilerinin bir başlığında saklar. IP sayesinde, BVLL ve BACnet protokol cihazları, herhangi bir yönlendirici cihaza ihtiyaç duymadan IP ağları üzerinden doğrudan iletişim kurabilir.

BACnet protokolü, tercih edilen bağlantı katmanı için gerekli yayını yürüten BBMD (BACnet yayın yönetim cihazı) konseptini kullanır. Böylece, BACnet yayın mesajı, IP tabanlı yayın veya çok noktaya yayın mesajlarına değiştirilir.

BACnet Ağ Katmanı

Bu katman, yönlendirme için ağın gerekli adreslerini belirtir. BACnet ağı, benzer LAN teknolojilerini kullandıktan sonra köprülerle bağlanan en az bir veya daha fazla segment içerir. Çeşitli LAN protokollerini kullanıyorlarsa, yönlendiriciler aracılığıyla bağlanırlar.

Uygulama katmanı

BACnet, sunumu ve uygulama katmanlarını ayırmaz. Bu nedenle, genellikle hem oturum hem de taşıma katmanlarıyla bağlantılı güvenilirlik ve sıralama veya segmentasyon mekanizmalarıyla ilgilenir. BACnet, ASN.1 sözdizimi ile tanımlanan ve ASN.1 BER ile seri hale getirilen hizmet ilkellerini değiş tokuş etmek için nesneler gibi cihazları içerir.

BACnet Güvenlik Katmanı

BACnet güvenliği kavramı, örneğin BACnet cihazı-A, cihaz-B aracılığıyla güvenli iletişim kurmak için anahtar sunucusundan bir oturum anahtarı istediğinde, bu anahtarın hem cihaz-A'ya hem de cihaz-B'ye iletildiğini söyleyen bir örnekle kolayca anlaşılabilir. 'SKab' olarak bilinen anahtar sunucusu aracılığıyla. BACnet protokolü 56 bit DES şifrelemesi kullanır.

Bacnet Protokolü Nasıl Çalışır?

BACnet, farklı türde üreticilerin bina otomasyonunun yanı sıra yangın alarmları, HVAC ve çevre güvenliği gibi izleme sistemlerinin birbirleriyle iletişim kurmasına izin vererek çalışan tipik bir elektronik iletişim protokolüdür. Bu protokol, TCP/IP dahil neredeyse tüm normal veri protokolleriyle çalışabilir.

BACnet protokolü, operatörlerin tek bir uygulama içinde farklı bina sistemlerini inşa etmesine, gözlemlemesine ve kontrol etmesine olanak tanıyan kapsamlı BMS (bina yönetim sistemleri) geliştirmesine olanak tanır.
Bu protokol, yürütülebilecek otomasyonun esnekliğini ve kapsamını genişletmek için de kullanılır. Örneğin, bir otomasyon sistemi kurulabilir ki, yangından korunma sistemi bir yangını fark ettiğinde, sistem aşağıdakilere komutlar gönderecektir.

• Tüm asansörleri hemen zemin kata göndermek için asansörün kontrol sistemine.
• Binanın çağrı sistemine, yangının nerede algılandığı ve binadan nasıl çıkılacağı bina sakinlerini bilgilendirmek için sesli bir sinyal iletmek için.
• Binanın ses veya görüntü sistemlerinden konferans salonlarındaki TV ekranlarındaki flaş mesajlara kadar.
• Binanın tesislerine ve mühendislik ekiplerine kısa mesaj yoluyla uyarı göndermek için bir telefon sistemi arayüzüne.

BACnet protokolü ile tüm veriler bir nesne cinsinden ifade edilir. Böylece her nesne, bir cihaz veya bileşenle ilgili verileri ifade eder. Bilgileri bir nesne gibi belirtmek, en son nesnelerin oluşturulabilmesi avantajını sağlar, aksi takdirde mevcut nesneler kullanıcının gereksinimlerine göre değiştirilebilir.

Bir nesne, fiziksel bilgileri (fiziksel girdiler, çıktılar) ve fiziksel olmayan bilgileri (yazılım/hesaplamalar) belirtir. Her nesnenin bilginin tek bir bölümünü, aksi takdirde aynı ve kesin işlevi yerine getiren bir bilgi grubunu ifade edebileceğini belirtmek çok önemlidir.

BACnet Nesnesi

BACnet nesnesi, iletişimin yanı sıra i/ps, o/ps, yazılım ve hesaplamalarla ilgili bir grup verinin yürütülmesini sağlayan bir kavramdır. BACnet Nesnesi, Tek Noktalar, Mantıksal Gruplar, Program Mantığı, Çizelgeler ve Geçmiş Veriler gibi farklı şekillerde kendini görebilir.

BACnet nesneleri hem fizikseldir hem de fiziksel değildir. Örneğin, bir termostat fiziksel bir kavram olarak kabul edilir ve HVAC sistemi çıkış cihazı olarak kabul edilir. Fiziksel olmayan bir kavramın en iyi örneği, yazılım biçimindeki bir HVAC'nin bakım programıdır.

Tüm BACnet nesneleri, bilgi alışverişi ve komutlarının farklı özelliklerini içerir. Bu özellikler, iki sütunlu bir tablo biçiminde temsil edilir. İlk sütun özelliğin adını içerir ve ikinci sütun özelliğin değerini sağlar. İkinci sütunda Bilgi, yazılabilir/salt okunur biçimde bulunabilir.

Bir bina içindeki bir sensörün ikili girişi için BACnet nesne örneği aşağıda gösterilmiştir.

Yukarıdaki tabloda, ilk dört özellik BACnet standardı tarafından gerekliyken, son iki özellik isteğe bağlı olarak kabul edilir. Bu nedenle, bu isteğe bağlı nesneler bir geliştirici tarafından sıklıkla gereklidir, ancak bu nesneler BACnet standardıyla eşleşmelidir. Örnek, bir nesnenin özelliklerinden sadece birkaçını gösterecektir. Gerçek hayatta, özellikle bir bina otomasyonu ortamında, nesnenin içinde farklı özellikler olacaktır. Çoğu uzman ve kaynak, bina otomasyon sistemlerinde kullanılan 23 standart BACnet nesnesi olduğunu belirtir. Bu nedenle, standart nesneler BACnet standardında çalışır.

23 standart BACnet nesnesi: İkili i/p, İkili o/p, İkili değer, Analog i/p, Analog o/p, Analog değer, Ortalama, LifeSafety Zone, LifeSafety Point, Multi-State i/p, Multi-State o/p, Çoklu Durum değeri, Döngü, Takvim, Bildirim Sınıfı, Komut, Dosya, Program, Takvim, Trend Günlüğü, Grup, Olay Kaydı ve Cihaz.

Bir dizi nesne belirli bir işlevi yerine getirdiğinde, BACnet cihazı olarak bilinir. Tüm bu nesneler bir tanımlayıcı, veri türü ve salt okunur, diğer cihazlar aracılığıyla değiştirilmiş ve daha fazlası gibi ek bilgiler içermelidir.

Farklı şekiller

Farklı olan BACnet protokol türleri aşağıda tartışılmaktadır.

BACnet/IP

Bu normalde mevcut VLAN ve WAN ağlarıyla kullanılır. Böylece cihazlar doğrudan hub'lara veya Ethernet anahtarlarına bağlanabilir. Bu LAN, yüksek performanslı ve hızlı bir türdür, ancak çok maliyetlidir. BACnet/IP, mevcut IP altyapısı aracılığıyla uyumluluk için UDP/IP'yi kullanır. BACnet/IP birkaç IP alt ağı ile kullanıldığında, alt ağlar arası BACnet'in yayın mesajlarını işlemek için BBMD'ler (BACnet Yayın Yönetim Cihazları) olarak bilinen ekstra cihaz işlevselliği gereklidir.

BACnet MS/TP

Bu tür LAN, 4k feet'e kadar sinyal vermek için EIA-485 bükümlü çift kullanır. Bu nedenle, üniter ve uygulamaya özel kontrolörler için kullanılan çok ünlü bir BACnet LAN türüdür. Bu BACnet MS/TP pahalı değildir.

BACnet ISO 8802-3 (Ethernet)

BACnet ile doğrudan kullanılır Ethernet IP yönlendiricileri kullanmayan tek bir fiziksel altyapı ile sınırlı olmasına rağmen, hız ve maliyet açısından BACnet/IP'ye benzeyen 8802-3 ağları.

ARCNET üzerinden BACnet

Bu BACnet, EIA-485 üzerinde 2.5Mbs koaksiyel ve 156Kbs gibi iki form içeren MAC tipidir. Bu BACnet, ARCNET'li sınırlı sayıda satıcı tarafından desteklenmektedir.

BACnet Noktadan Noktaya

Bu BACnet Noktadan Noktaya, basitçe çevirmeli telefon ağları üzerinden kullanılır. Genel olarak, bu nedenle doğrudan EIA-232 bağlantısı artık doğrudan Ethernet bağlantısı için kullanılmamaktadır.

LonTalk Yabancı Çerçeveler Üzerinden BACnet

Bu BACnet, LonTalk'un BACnet mesajlarını taşımak için taşıma bileşenine izin verir. Ancak, iki protokol birlikte çalışabilir değildir.

ZigBee üzerinden BACnet

Genellikle bu MAC, daha az maliyetli cihazlarla kullanılan kablosuz bir ağdır. Bu nedenle normalde ZigBee cihazlarına ağ geçidi olarak kullanılır ve yerel bir BACnet aktarımı gibi değildir.

Bacnet'den Modbus'a Dönüştürücü

Protocon-P3 Ağ Geçidi, HVAC, erişim kontrolü, aydınlatma kontrol ve yangın algılama sistemleri ve bunlarla ilgili ekipmanlar gibi farklı uygulamalarda otomasyon sistemlerinin tasarımında kullanılan bir BACnet'ten Modbus'a dönüştürücüdür. Protocon-P3 Ağ Geçidi, bu tür BACnet sistemlerini ve cihazlarını Modbus RTU protokolü ve Modbus TCP/IP üzerinden Modbus tabanlı yönetim sistemleriyle birleştirir.

Bacnet'ten Modbus'a Dönüştürücünün ana özellikleri aşağıdakileri içerir.

• Hızlı teşhis göstergesi için LED'li bir ön panel içerir
• Windows tabanlı yapılandırma yardımcı programı.
• TCP Master/Slave veya Modbus RTU'ya 100'e kadar BACnet cihazı arayüzünü destekler.
• 5K haritalama noktasına kadar arayüz oluşturma kapasitesine sahiptir.
• COV bit paketleme özelliğini destekler.

Bacnet Protokolü ve Modbus

Bacnet Protokolü ve Modbus arasındaki fark aşağıdakileri içerir.

Avantajlar

bu Bacnet Protokolünün avantajları aşağıdakileri içerir.

• BACnet protokolü özellikle bina otomasyonu ve kontrol ağları için tasarlanmıştır.
• Mevcut LAN veya WAN teknolojilerine bağlı değildir.
• Bir Amerikan Ulusal Standardı ve bir Avrupa ön standardıdır.
• Küçük tek bina uygulamalarından evrensel cihaz ağlarına kadar tamamen ölçeklenebilir.
• BACnet'in uygulayıcıları, standart olmayan uzantıların yanı sıra mevcut birlikte çalışabilirliği etkilemeden geliştirmeleri güvenli bir şekilde içerebilir.
• Hem ABD hem de Avrupa'daki en ünlü yangın koruma şirketleri tarafından benimsenmiştir.
• Dunham-Bush, Carrier, McQuay, York & Trane gibi farklı soğutma grubu üreticileri tarafından desteklenmektedir.
• Gerçek bina kontrol uygulamalarında bu protokolün kanıtlanmış bir geçmişi vardır.

Dezavantajları

bu Bacnet Protokolünün dezavantajları aşağıdakileri içerir.

BACnet protokolünün ana dezavantajı, uyumlu bir sorundu. Bu nedenle, 2000 yılında BTL (BACnet Test Laboratories) tanıtıldı. BTL, uyumluluk ve bağımsız test kuruluşudur. Bunun temel amacı, standarda uygunluğu doğrulamak için BACnet ürünlerini test etmektir. Onaylandıktan sonra; ürün BTL logosunu alacak.

Bu protokolde yaygın olarak bulunan problemler veya ağa layık saldırılar; Sahtekarlık ve kimlik doğrulama eksikliği, DoS saldırıları, hareketsiz ağ bağlantıları ve cihazlar üzerinde şifreleme ve yazma erişimi eksikliği.

Uygulamalar

bu Bacnet Protokolü kullanımı aşağıdakileri içerir.

• BACnet, HVAC uygulamalarında, yangın kontrol aydınlatma kontrolünde, güvenlik, alarm ve kamu hizmeti şirketlerine arayüz oluşturmada kullanılır.
• Bu protokol, özellikle bina otomasyonu ve kontrol uygulamaları için tasarlanmıştır.
• Bu protokol, gerçekleştirdikleri belirli bina hizmetinden bağımsız olarak, özellikle otomasyon cihazları için veri alışverişi için mekanizmalar sağlamak için kullanılır.
• Bu protokol dijital kontrolörler, bilgisayarlar ve uygulamaya özel aksi takdirde eşdeğer etkiye sahip üniter kontrolörler tarafından kullanılabilir.
• BACnet protokolü başlangıçta bina otomasyon cihazları arasında birlikte çalışabilirliği geliştirmek için geliştirildi; bununla birlikte, veri açıklamalarının yanı sıra esnek mimarisi, geniş bir kontrol uygulamaları yelpazesi içinde çalışmasını sağlayacaktır.
• Bu, nesne yönelimli bir protokoldür, bu nedenle ağdan erişilebilir kontrol ekipmanını belirtmek için kullanılır.

Böylece, bu Bacnet protokolüne genel bakış – çalışma uygulamalar ile. Bu, otomasyon oluşturmak ve ayrıca farklı sistemleri bağlamak için kullanılan en iyi protokoldür. Dolayısıyla, IoT teknolojisindeki Bacnet Protokolünün harika bir geleceği var ve büyük bir hızla gelişecek. Bu protokol, ölçeklenebilirlik açısından da harika bir çözüm sunar. Uygulamanın kritikliği ve talebi göz önünde bulundurularak güvenlik verilmeli ve güvenlik göz önünde bulundurularak geliştirme yapılmalıdır. Standartların eksikliği göz önüne alındığında, satıcıların takip etmesi ve uygulaması için doğru standartlar tanımlanmalıdır. İşte size bir soru, I2S protokolü nedir?