楼宇自控系统技术：理解BACnet标准与无线互联互通

2023-08-30 理论教育版权反馈

【摘要】：从WLAN到通信距离半径仅有10m的蓝牙微网；WSN、近场通信、UWB等新技术陆续登场，可统一称为短距离无线通信网络。短距离无线通信网络之间的互联互通也是物联网实现的重要基础。国内的研究人员在短距离无线网络与Internet实现互连方面做了许多工作，基本上能够在实验室环境中实现互联互通。

1.短距离无线网络及融合

以数据传输速率来分，短距离无线通信分为高速短距离无线通信和低速短距离无线通信两类。前者的最高数据传输速率高于100Mbit／s，通信距离小于10m，超宽带（Ultra WideBand，UWB）技术就是一种典型的高速短距离无线通信技术；低速短距离无线通信的最低数据速率低于1Mbit／s，通信距离小于100m，典型技术有WSN（Wireless Sensor Network，无线传感器网络）技术、低速UWB技术、蓝牙技术等。

高速短距离无线通信技术支持各种高速率的多媒体数据应用，除了能够完成一般通信网的功能外，还能够进行高质量语音和视频文件的配送；低速短距离无线通信技术，主要用于家庭、生产现场控制、安全监视、环境监视等方面的应用。

随着短距离无线通信技术的快速发展，各种针对不同应用环境的短距离无线通信技术不断推出。从WLAN到通信距离半径仅有10m的蓝牙微网；WSN、近场通信、UWB等新技术陆续登场，可统一称为短距离无线通信网络。

不同短距离无线通信网络之间的互联互通可以使数据从一种短距离无线通信网络向任何一种短距离无线异构网络传递，对任何区域都可以实现数据快捷和无需布线的无盲区覆盖。短距离无线通信网络之间的互联互通也是物联网实现的重要基础。

2.短距离无线网络互联互通可实现建筑内无盲区的数据覆盖

短距离无线网络互联互通技术的发展对现代网络通信技术，建筑智能化、信息化技术的深入发展有着重大的意义，表现在以下一些方面：

（1）实现建筑内无盲区的数据覆盖

短距离无线网络互联互通可以实现：数据在任何区域都可以通过不同的异构网络实现接力传递，实现数据上下行的无盲区覆盖；不需要使用实际物理线缆，就能实现建筑内任何区域的数据覆盖。

（2）对现有通信网络技术的发展和应用产生重大影响

短距离无线网络互联互通的实现可以对现有通信网络技术的发展和应用产生多方面的重大影响。比如人们可以通过近场通信无需再进行连接操作就可以在移动存储和计算机系统之间进行较大数据量的数据交换和迁移，并通过短距离无线网络互联，进而再与广域网互联，将数据传送到远端的用户。

短距离无线网络与以太网无缝互联或可以大幅度提高这些短距离无线网络的使用效能和在社会生活及工业控制领域中的应用深度和广度。

（3）提高工业现场中机电设备的控制准确度和节能

通过不同制式短距离无线网络的互联互通，进一步实现测控网络、短距离无线网络和以太网的互联，大幅度降低由多种不同制式的异构网络组成的控制系统的复杂程度，从而提高对工业现场中设备实施的控制准确度。同样如此，可以大幅度降低未来智能楼宇中组成复杂的BAS的复杂程度和对建设机电设备的控制准确度。控制准确度的提高将产生较好的节能效果。

3.技术的发展现状

在不同短距离无线网络间的互联互通技术研究现状方面，国内的部分研究所、高校在这方面做了不少的工作，诸如开发无线局域网与以太网互联的网关、无线传感器网络与无线局域网互联的网关、Ad Hoc网络与Internet互联技术、基于数字信号处理器（DSP）的工业现场蓝牙网关、地铁换乘车站的无线覆盖及互联互通。总的来讲，国内在这方面的研究较为零散、不系统，技术相对国外来讲较为落后，远没有形成一个较为成熟和系统化的理论体系为经济及制造商的产品开发提供理论支持，还有大量的问题有待解决。

国内的研究人员在短距离无线网络与Internet实现互连方面做了许多工作，基本上能够在实验室环境中实现互联互通。在大区域覆盖的网络互联互通技术中，部分技术基本上已经成熟，如2.5G、3G都已经和Internet实现无缝互联。另外，下一代广播电视网、互联网和通信网实现互联互通，可以有效扩展服务信息的来源，并为使用不同终端的用户带来互联互通的服务，使用户之间的沟通更加便利和高效。当前，我国“三网融合”的进程明显加快，“三网融合”的工作已经被列为“十一五”规划中。

美国在网络的互联互通以及短距离低功耗无线网络的互联互通技术方面的研究在全球处于领先地位，一些大学，如斯坦福大学的一些研究所人员早已完成使用专用网关来实现不同网络的互联互通，欧洲、日本这方面的研究工作也做了不少。尽管如此，欧美及日本等的短距离无线网络的互联互通技术发展方面也存在诸多不足，如关于这方面的系统性理论的建立工作还做得很不够。

短距离无线网络的互联融合为什么没有被作为热点被研究？之前的短距离无线网络在覆盖范围方面存在着空白：10m的通信半径以下再无可以采用自组网方式进行连接的无线通信技术了，因此短距离低功耗无线网络互联互通的研究对象仅仅停留在蓝牙、WLAN系统上，意义不大。

后来，ZigBee网络、UWB技术和NFC网络的出现和发展，短距离无线网络的内容极大地丰富了，短距离无线网络在用户附近区域能够配合其他多制式网络实现短中远距离和各种不同档次速率的数据网络覆盖，不同网络之间的互联互通有了巨大的市场需求。网络融合技术中包括了短距离无线网络之间的互联融合。

人们更多地将研究的视点放在大区域的网络互联互通上，对于个域范围无线网络的融合给予的关注远远不够，我们应该具有这种前瞻意识，率先进行短距离无线网络互联互通技术的研究，占领无线网络技术在这个方面的技术前沿，开发我国能够获得具有自主知识产权的先进技术、产品，为国内的相关产业发展提供系统的理论支持。

楼宇自控系统技术：理解BACnet标准与无线互联互通

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