什么是BACnet MS/TP 协议

airteksh

一．



BACnet

介绍



BACnet

英文全称为：

B

uliding A

utomation C

ontrol net

work



BACnet

是专门为建筑的自动控制网络制定的一种数据通信协议；



最初于

1995

年由美国制冷采暖空调工程师协会（简称

ASHRAE

）制定。



其最根本的目的：给建筑自动控制系统

实现互操作

提供一种方法。



所谓互操作是指一种能力，可以使

分布的控制系统设备通过相关信息的数字交换，能够协调地工作，从而完成一个共同的目标。



BACnet

解决了建筑自控系统中存在的多厂商系统（如

Honeywell

、

Airtek

、

Siemen

、

Johnson

、

Alerton

等品牌）和设备不兼容而难以集成的问题，提供了不同建筑自动控制系统实现互操作的方法，有望成为控制网络中的

TCP/IP

协议。



2003

年

1

月，

BACnet

成为正式的国际标准（

ISO 16484

标准）。



BACnet

有以下特点：



　·

开放性：是美国现行的国家标准和

ISO

国际标准。



　·

面向对象：

BACnet

协议采用面向对象的技术，因此具有可扩展性和可复用性。



·

互操作性：

ASHRAE

的

BACnet

委员会提出了一种新的描述自动控制系统功能性的方法，称为“互操作域（

Interoperability Areas

）”，其中规定了

5

个互操作域，分别是：数据共享、报警和事件管理、时序安排、趋势记录、设备与网络管理。



目前市场上符合

BACnet

的品牌有

Honeywell

、

Airtek

、

Siemen

、

Johnson

、

Alerton

等



图

1

为台湾著名楼宇自控品牌

Airtek


的

BACnet

架构

二．



BACnet MS/TP

协议即主

-

从

/

令牌数据链路协议，



为现场控制总线提供可靠、实时数据传输服务



其物理层采用

RS-485

。



其中

‘MS’

的含义：

M

ASTER/S

LAVE

（主

/

从）



‘TP’

的含义：

T

OKEN
P

ASSING

（令牌传递）



BACnet MS/TP

是建立在主从通讯基础上的无主从通讯，令牌传递为关键





   

对

BACnet MS/TP

的分析主要针对链路层





    BACnet MS/TP

是建立在主从通讯基础上的是因为：如果只观察

BACnet MS/TP

的一个通讯片段，它确实是主从通讯。这也是

BACnet MS/TP

中

‘MS’

的含义：（

MASTER/SLAVE

）。但观察全部通讯过程，会发现它是无主从通讯，其中的关键就是另外两个字母

‘TP’

的含义：

TOKEN PASSING

（令牌传递）。通俗的说，就是大家轮流做主，令牌传到谁的手里，谁就做主，没有令牌的做从。



图

2

是

BACnet MS/TP

的通讯过程：

图

2

是一个典型的通讯过程，在实际应用中，可能会跳过一些步骤，比如下图

3

（

Airtek

品牌小型

DDC

控制器架构）：令牌传到控制器

3

，它没有什么命令要发，就直接把令牌传个下一个控制器。或者：控制器

3

命令控制器

4

，是一个无需应答的命令，控制器

4

没有应答，控制器

3

接着命令控制器

1

。得到令牌的控制器会发什么样的命令，取决于网络层和应用层的服务需求。

如何处理令牌丢失



   

如果一切正常，令牌会一圈又一圈轮流传递。但是意外总会发生的，例如：得到令牌的控制器发生故障了，这时网上一片寂静，但是每台控制器都默默地计算着寂静时间，一旦寂静时间超过了

BACnet

的规定，会有一台控制器抢先产生令牌，然后继续令牌传递的过程。这就是

BACnet MS/TP

对令牌丢失的解决办法。另外，控制器在传出令牌后会监视其他控制器对令牌的使用情况，如果得到令牌的控制器一直没动静，会被自动从令牌环中剔除。





即插即用



   

在令牌传递过程中，会有控制器在得到令牌时对本网段的空余位置发出查询命令，如果得到正确应答，说明有新的控制器申请加入令牌环，就把令牌传递给新的控制器，使其自动加入到令牌环中。因此，新的控制器加入网络，

BACnet MS/TP

会自动识别，无需重新配置。由哪台控制器何时发出查询命令，是由

BACnet

的算法决定的，这个算法的目的是使查询命令不占用过多的网络时间，并且新控制器可以在一个可接受的时间内被发现。





对主从通讯模式的兼容



   

令牌传递的过程将决定控制器无法采用低档

CPU

，所以对于一些简单应用不是很经济，比如：

IO

模块、

BACnet

传感器、

BACnet

执行器等，它们不需要主动通讯，因此主从模式的通讯也是必要的。由于

BACnet MS/TP

是建立在主从通讯基础上，因此对不需要额外的定义就可以支持主从通讯，简单的做法是使他们不加入令牌环，不响应主控制器查询命令。也就是说在主控制器的通讯源代码中删除一部分就可以应用在从模块中了。这时的通讯过程参见图

3

：

综述



   

从上面的分析可以看出，

BACnet MS/TP

虽然是较新的技术，但是它是建立在一些成熟的技术基础上的，并没有开发出一种独特的通讯模式。这样它可以和其他基础技术的发展一起前进，光纤中继的采用就是一个例子。基于成熟的技术，也是

BACnet

的基本思路，这也是

BACnet

能成功加入

ISO

标准的原因之一。

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