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BACnet网关:标准与楼宇自控系统技术

【摘要】:BACnet网关在基于BACnet协议的BAS中,在旧有设备、老旧设备的升级和更新换代中有着不可替代的作用。通过BACnet网关可以将支持其他工业自动化协议的设备连接到BACnet网络中,经过BAC-net的映射融合,成为一个BACnet设备节点,支持BACnet标准协议的通信规约。如果开发的BACnet网关功能足够强大,可以在一个设备或一套软件中集成所有的楼宇自控网络的协议,然后根据配置文件动态去切换具体映射为哪一种楼宇自控网络规约下的设备。这里以ModBus到BACnet协议转换为例。

BACnet网关(BACnet Gateway)是一个把其他工业自动化现场协议转换成BACnet标准规范协议的硬件通信设备,或者是软件实现,用一台主机作为转换设备。BACnet网关在基于BACnet协议的BAS中,在旧有设备、老旧设备的升级和更新换代中有着不可替代的作用。

通过BACnet网关可以将支持其他工业自动化协议的设备连接到BACnet网络中,经过BAC-net的映射融合,成为一个BACnet设备节点,支持BACnet标准协议的通信规约。BAS中经常使用的全局性和局部性通信协议有:BACnet、ModBus TCP、ModBus RTU、ModBus ASCⅡ、Lon-Works、Canopen、OPC,还有各个厂家自有的通信协议,如江森自控的N2 open协议、西门子的PROFIBUS等。如果开发的BACnet网关功能足够强大,可以在一个设备或一套软件中集成所有的楼宇自控网络的协议,然后根据配置文件动态去切换具体映射为哪一种楼宇自控网络规约下的设备。实际上多数厂家在开发网关产品时,为使网关具有较高的性价比,基本上一个设备或一套软件,只提供一对一或一对二的协议网关产品。

要实现将一个协议转换为另一个协议,首先开发者必须拥有两个协议的资源,如两个协议的源代码、开发经验等。这里以ModBus到BACnet协议转换为例。ModBus协议是从PLC的梯形图演化而来的数值型通信协议。在它的核心源代码和协议规程里,围绕的是不同地址上的数值,数值只分为COIL和Register两种格式存放。在协议中定义了文件读写。ModBus协议记录了指针和数值Value。

BACnet协议与ModBus协议的最大区别是:BACnet协议不仅仅是关注不同设备的数值,而是更加关注整个受控对象的整体状态,如对于BACnet对象的模拟输入,在该对象Object中,它会记录对象的名称、类型、ID、当前值、描述信息、状态、单位以及是否可以发送报警信息,还有有关更新间隔的信息等。

将ModBus协议转换为BACnet协议要比从BACnet MS/TP到BACnet/IP的转换难度大,原因在于:ModBus体系中缺少许多BACnet对象需要的属性,但有改进的方法。网管生产厂商只要提供一个配置接口,将通过扫描得到的ModBus点放到一个大的内存表里,然后再把它映射到用户配置好的BACnet Object物件中。