1. BACnet现场总线技能
BACnet是Building Automation and Control Network 的简称,是一种为楼宇自控网络拟定的数据通讯协议。1995年6月,美国暖通空调工程师协会(American Society of Heating, Refrigeration, and Air-conditioning Engineers,ASHRAE)经过8年半时刻,正式经过全球首个楼宇自控职业通讯规范——BACnet。同年12月成为美国国家规范,而且还得到欧盟委员会的供认,成为欧盟规范草案。
BACnet是一个规范通讯和数据交流协议。各厂家依照这一协议规范开发与楼宇自控网兼容的操控器与接口,终究到达不同厂家出产的操控器都可以互相交流数据,完成互操作性。依据 2005 年的材料,现在国际上已有数百家国际闻名的厂家支撑 BACnet ,其间包含楼宇自控体系厂家、消防体系厂家、冷冻机厂家、配电照明体系厂家和安保体系厂家等。
BACnet协议选用契合OSI(Open System Interconnection,敞开式体系互联)模型的分层体系结构,由物理层、数据链路层、网络层和运用层组成。BACnet考虑到楼宇自动操控体系的环境和操控要求,在确认通讯体系所区分的层数时,去掉OSI七层模型中的标明层、会话层和传输层,构成了一个包含四个层次的分层体系结构,这四个层次与OSI模型中的层次对应联系(如表1所示)。
在数据链路层和物理层供给了可供选项的规模,答应依据需要进行挑选AREnet为令牌总线网,数据传输速率2.5-20Mbps,有杰出的实时性。MS/TP(Master-Slave/Token Ring Passing)是一种主从/令牌传递数据链路层技能,答应运用廉价的EIA-485硬件,而PTP(peer-to-peer)通讯机制联络(如运用电话线拨号衔接)经过运用EIA-232信号规范完成,PTP包含数据衔接树立、数据交流、数据衔接停止三部分。
表1 BAC net协议与OSI模型的相应层
2. LonWorks现场总线技能
LonWorks由美国Echelon公司于20世纪90年代初期开发出来,是一种彻底涣散操控的部分操作网技能。现在,已为数千家操控工程公司选用,楼宇自控职业中的巨子们现已加入到这个队伍之中,正在出产和开发依据LonWorks通讯技能的产品。
LonWorks网络节点由神经元芯片、收发器、固件和I/O接口电路组成。神经元芯片是这种智能节点的中心,它由媒体访问操控处理器、网络处理器和运用处理器组成,这就使得节点既能办理网络通讯,又具有操控功用。
芯片附有固件,该固件完成LonTalk通讯协议和一切的使命调度。LonTalk协议遵从国际规范安排(International Organization for Standardization,ISO)提出的敞开式互联参阅模型OSI,具有完好的七层协议,办理网络节点的通讯,分配节点地址,运转内含的抵触检测/逃避算法,操控物理的/电气的衔接等。LonTalk协议对应于OSI参阅模型各相应层所供给的服务见表2。在链路层,选用了可猜测的CSMA算法:每个发送出的包都含有接纳节点的个数,每个节点必须向发送节点的回发应对帧,这使得50%或更多的待发包成为可以猜测的。由于可以猜测网络通讯负荷,就可依据通讯流量的多少动态地改动介质存取时延;而且还供给了一种优先权挑选,使得具有高优先权的数据帧可在没有竞赛的条件下进行传送,这就使整个体系不管在轻载下仍是在重载下都处于优化运转状况,确保了操控网络的实时性要求。在顶层,选用了“网络变量”作为用户的运用程序接口。这是一种面向对象的规划办法,它使运用程序中的网络通讯程序变成了一种简略的参数设置,极大当地便了每个节点的运用程序与整个体系的信息交流:用户只需要界说网络变量并对即将完成通讯的节点中的网络变量进行逻辑接连衔接就可以了。
表2 LonTalk 7层协议
LonWorks网络,可以选用多种通讯媒体,如双绞线、电力线、同轴电缆、光缆、无线电、红外线,而且供给与上述多种媒体相适应的收发器。这使得同一网络中的信号可以在不同的媒体之间传输,因此可以依据需要组网,不同媒体之间以路由器进行衔接。在多种媒体运用的收发器中,特别值得一提的是电力线收发器。运用电力线载波传输网络信息是一个很好的想象,但是只要选用特别的通讯技能才干使其成为实际,由于电力线信道特性改变大、搅扰强,无法完成牢靠的信息传输。为此,Echelon公司选用扩频传送技能,成功地完成了数百米到数千米间隔内的牢靠通讯,传输速率达10kbps。
如上所述,Neuron芯片除了具有操控功用之外,还带有媒体访问操控处理器和网络处理,而且LonTalk协议固化在芯片的ROM中,这就使得LonWorks的微型节点无需中心主机参加,就可以进行互相通讯,然后完成了无中心结构的彻底涣散式操控形式,将操控功用涣散到了现场级外表。当然,在这种无中心结构到达网络中,假如用户需要对体系进行“会集办理”,又可便利地在网络中规划一个或多个由PC机或其他计算机构成的“网络办理者”节点,经过它可以履行网络办理功用,如界说新节点、替换旧节点等,也可以作为操作站运转用户的运用程序,便利用户办理与操作。
LonTalk是一个彻底契合OSI模型的敞开式通讯协议,具有杰出的互操作性,这使不同制造商出产的依据LonWorks技能的新一代智能通讯产品可以互相协作,联网作业。为防止很多制造商以不同的意义来解说LonWorks技能,确保他们的产品可以便利地集成到一同,以便构成一个真实敞开的体系,还树立了LonWorks互操作协会,拟定了LonWorks规范。这个规范已成为事实上的职业规范,按此规范开发的产品都有一个LonMark商标,这个标志标明该产品经过了LonMark测验而且合格,带有了产品的互操作性,这样,LonWorks技能就使互操作性变成了一个即插即用的详细手法,正如购买家用电器时,不用置疑它的电压等级是否可以与住所内的电压等级相匹配相同。这就使来自不同供货商的不同产品可以集成到一同,构成一个真实敞开式的体系,以利于整座建筑物的保护、扩展、更新和原有工程的晋级改造。