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楼宇自控系统技术：实现ZigBee网络与BACnet的互联

2023-08-30 理论教育版权反馈

【摘要】：图13-4 BACnet／ZigBee体系结构ZigBee网络分为3层加入到BAC-net网络中，其中的BZLL位于BACnet网络层和ZigBee协议栈之间，为ZigBee和BACnet的互联提供了一个协议接口。为了与ZigBee协议兼容，BACnet／ZigBee网络也引入了簇的概念。APSDE为ZigBee网络层和ZigBee应用层设备对象提供了一系列数据服务，并通过APSDE-DATA的请求、证实和指示3类服务原语实现。

1.BACnet／ZigBee体系结构

ZigBee与BACnet的互联，等同于在BACnet协议栈的数据链路层和物理层又加载了一个Zig-Bee网络，形成一个扩展的BACnet的协议体系结构，也叫BACnet／ZigBee体系结构，如图13-4所示。

图13-4 BACnet／ZigBee体系结构

ZigBee网络分为3层加入到BAC-net网络中，其中的BZLL（BACnet ZigBee Data Link Layer，虚拟数据链路层）位于BACnet网络层和ZigBee协议栈之间，为ZigBee和BACnet的互联提供了一个协议接口。

2.BACnet／ZigBee网络

有些学者将采用图13-4所示体系结构的BACnet网络称为BACnet／ZigBee网络。每个BACnet／ZigBee网络都属于ZigBee网络中的一个ZigBee组，由ZigBee网络上的一组BACnet／ZigBee节点组成，存在惟一的ZigBee组地址，用ZigBee组ID进行标志。

为了与ZigBee协议兼容，BACnet／ZigBee网络也引入了簇（Cluster）的概念。在ZigBee的覆盖区域，传感器节点将采集到的数据通过接力传递，传送给网关节点，最后再由网关节点传送给远端的监控中心。传感器节点在监测区域的数据传递使用分层的路由算法很普遍，分层的路由算法就是分簇的算法，为便于BACnet数据和ZigBee数据的转换，隧道方式也起着网关的作用。ZigBee常用隧道簇是一种包含了可利用隧道机制传输非ZigBee数据的通用属性的簇，常用隧道簇和BACnet协议隧道簇确定一个BACnet ZigBee节点，该节点具有传输BACnet NPDU（BACnet网络层协议数据单元）报文的能力。

3.虚拟数据链路层（BZLL）

对BACnet网络通信系统的底层通信系统进行的扩展，必须要考虑与BACnet网络层接口的兼容，即在BACnet网络层和ZigBee协议之间定义了一个微协议层。该协议层相当于Windows网络编程中的API，在此处也相当于BACnet的链路层。

当BACnet／ZigBee节点接收到一个组播报文时，该节点通过查找组表得到对应的BACnet端口，再将报文通过该端口传输到BZLL处理。当该节点发送一个广播报文时，BZLL将报文通过BACnet协议隧道簇传输到ZigBee协议栈，然后在绑定表中查找到对应的组ID，通过无线信道发送到该ZigBee组上。

在BACnet网络中，如果采用PTP、ARCNet、MS／TP和Ethernet网络做自控网络，当这些局域网的MAC地址超过6B时，要使用BACnet虚拟MAC（VMAC）地址。

BZLL使用APSDE-DATA服务原语实现对BACNet NPDU的传输。APSDE为ZigBee网络层和ZigBee应用层设备对象提供了一系列数据服务，并通过APSDE-DATA的请求、证实和指示3类服务原语实现。这些服务原语在ZigBee协议规范中有详细的定义。