BACnet

BACnet'e bir olan protokol organizasyonu tarafından belirlenen ASHRAE (alanındaki üreticileri ve kullanıcıları Derneği ısıtma , havalandırma ve klima (HVAC veya HVAC)).

Bu protokolün özellikleri ANSI ve ISO tarafından standartlaştırılmış uluslararası bir standart haline gelmiştir .

Açıklama

BACnet spesifikasyonu birkaç bağımsız yön içerir:

• Kullanılabilecek fiziksel ortamın özellikleri ( ARCnet , MS / TP, Ethernet , vb.) Ve kullanım koşulları;
• İstemci unsurları ile sunucu unsurları arasında değiş tokuş edilen veri ve mesajların özellikleri  ;
• İstemciler ve sunucular arasındaki değişim ilkelerinin nesne bazında belirtilmesi ;
• BACnet protokolü aracılığıyla kullanılabilen hizmetlerin özellikleri (nesnelere, alarmlara ve olaylara erişim, vb.).

Bir BACnet ağı ve bir izleme uygulamasının her ikisi de tamamen nesne yönelimli sistemlerdir . Bu içsel nesne mantığı sayesinde, BACnet nesneleri ve denetim değişkenleri arasında bir dönüşüm gerçekleştirmeden bunları yerel olarak entegre etmek (iletişim kurmalarını sağlamak) mümkündür.

BACnet ağ mimarisi

BACnet protokolünün ağ mimarisi , ISO'nun OSI (Açık Sistem Arabağlantısı) mimari modeliyle ilişkilendirilebilir . Ancak, bu yalnızca katmanlara atıfta bulunan basitleştirilmiş bir mimaridir: fiziksel, bağlantı, ağ, uygulama.

Katmanlar: taşıma, oturum ve sunum bu durumda kullanılmaz.

Ağ ve uygulama katmanları, BACnet protokolüne özgü spesifikasyonlara tabidir. Katmanlar: fiziksel ve bağlantı, BACnet'ten bağımsız olarak mevcut spesifikasyonları ifade eder:

• LLC: IEEE 802.2 + ( Ethernet: IEEE 802.3  veya Arcnet)
• MS / TP + EIA-485
• PTP + EIA-232
• Lontalk
• UDP / IP

BACnet katmanları						OSI eşdeğeri
BACnet uygulama katmanı						Uygulama katmanı
BACnet ağ katmanı						Ağ katmanı
LLC: IEEE 802.2		MS / TP	PTP	LonTalk	BVLL	Bağ tabakası
Ethernet: IEEE 802.3	ARCNET	EIA-485	EIA-232		UDP / IP	Fiziksel katman

Ağ topolojileri

Bir BACnet sistemi , birbirine bağlı bir dizi cihazdan oluşur. Bu ara bağlantı birkaç konsepte dayanmaktadır:

BACnet segmenti

Bir BACnet segmenti, aynı tipteki bir veya daha fazla fiziksel segmente (tekrarlayıcılarla bağlanan) bağlı bir dizi cihazdan (cihaz) oluşur. Bir BACnet segmenti, fiziksel katman açısından homojendir.

BACnet ağı

Bir BACnet ağı, köprülerle birbirine bağlanan bir dizi bölümden oluşur . Bir BACnet ağındaki cihazlar, bağlantı katmanı açısından homojendir.

BACnet ağlar arası

BACnet ağlar arası, yönlendiricilerle birbirine bağlanan bir dizi BACnet ağından oluşur . Ağ teknolojileri (bağlantı katmanı ve fiziksel katman), BACnet ağlarının her biri için farklı olabilir.

BACnet adresleme

BACnet protokolü, ilgilendiğimiz katmana bağlı olarak BACnet cihazlarını adreslemek için çeşitli mekanizmalar kullanır:

• Fiziksel katman:

Fiziksel katman için, aygıt adresleme BACnet'e özgü değildir ve kullanılan teknolojiye bağlıdır. Bu adres, MAC adresi olarak tanımlanır (ağ katmanından görülür) . Örneğin IP teknolojisi için bu, UDP bağlantı noktası + IP adresi kümesidir .

• Ağ katmanı:

Ağ katmanı için cihaz adresleme, ağ numarası + MAC adresi setini kullanır . Aynı BACnet ağındaki tüm cihazlar aynı adres etki alanına (veya boşluğa) ait olmalıdır. Bir BACnet sistemi aynı teknolojiye sahip (örneğin BACnet IP), ancak farklı adresleme alanlarında (örneğin 192.168.10.X ve 192.168.20.X) dağıtılan cihazları içeriyorsa, bunlar farklı bir BACnet ağına dağıtılmalıdır. BACnet ağları oluşturmak için ağ numarası.

• Uygulama katmanı:

Uygulama katmanı için, cihaz adresleme, BACnet nesneleri için genel adresleme mekanizmasına dayanır (cihaz, ağ üzerinde bir BACnet nesnesi aracılığıyla temsil edilir). Bir BACnet nesnesinin adreslenmesi, nesne türü + örnek numarası kümesini kullanır . Bu adres, BACnetObjectIdentifier olarak adlandırılır .

Nesnelerin (ve dolayısıyla cihazların) net bir şekilde adreslenmesine izin vermek için benzersizlik kurallarına uyulmalıdır:

• Aynı aygıtın her BACnet nesnesi, aygıt içinde benzersiz bir BACnetObjectIdentifier'a sahip olmalıdır ;
• Her BACnet cihazının, bir BACnet ağ ağı (veya sistemi) içinde benzersiz bir BACnetObjectIdentifier (veya Cihaz Kimliği) olması gerekir .

IP ağında kullan

BACnet protokol spesifikasyon çalışması, IP teknolojisinin henüz bugün haline geldiği evrensel ağ teknolojisi (en azından çoğu alanda) olmadığı bir zamanda 1987 yılında başladı.

Bu teknolojinin BACnet protokolünün spesifikasyonlarına entegrasyonu, bu protokol için kullanım koşullarını belirleyen bir ekin (ek J) konusudur. IP protokolü üzerinden BACnet kullanımı genellikle BACnet / IP olarak adlandırılır .

BACnet için kullanılan IP protokolünün seçimi UDP'ye düştü. Yönlendirme garantisi olmaksızın bu protokolün seçimi, BACnet mesajlaşmasının kendisinin garantili yönlendirme mekanizmalarını (alım onayı zaman aşımı ve çoklu girişimler) entegre ettiği gerçeğine dayanmaktadır.

BACnet protokolüne özgü bir sorun, genel veya kurumsal IP ağlarında kullanılması nedeniyle ortaya çıkar. Bu sorun, BACnet protokolünün belirli hizmetlerinde bulunan yayın ilkesinin kullanımıyla bağlantılıdır . Yayın mesajları genellikle tam olarak yerel olmayan ağlardaki ekipman tarafından filtrelendiğinden, bu soruna özel bir yanıt sağlanmıştır. Bu cevap BBMD (BACnet / IP Yayın Yönetim Cihazı) kavramına dayanmaktadır .

BBMD kavramı, yayın mesajlarının yönlendirilmiş yayılma işlevine karşılık gelir . Yayın mesajlarını filtreleyen bir cihaz aracılığıyla başka bir bölüme bağlanması gereken ağ bölümlerinin her birinde bir BBMD işlevi bulunmalıdır. Ağ katmanındaki bu işlev, yerel cihazlar tarafından gönderilen yayın mesajlarını uzak ağlara yeniden iletmek ve uzaktaki ağlar tarafından iletilen yayın taleplerini yerel ağ üzerinde oluşturmak için yapılandırma tablolarına (BDT ve FDT) dayanır.

BACnet'in uygulama katmanı nasıl çalışır?

BACnet'in uygulama katmanı esasen ağ üzerinden bir dizi hizmet tarafından işlenen bir dizi nesnenin tanımına dayanmaktadır.

BACnet nesneleri

Nesne kavramı, BACnet protokolünün temel kavramlarından biridir. Nesneler, bir yandan cihazlar tarafından yönetilen ve protokol aracılığıyla değiş tokuş edilen bilgileri temsil etmek için, diğer yandan da belirli hizmetlerin veya uygulama işlevlerinin optimum yönetimi için kullanılır.

Genel

BACnet protokolü için bir nesne, bir özellikler listesi ve değerleri ile karakterize edilir. BACnet özellikleri, listeyi ve her bir türün özelliklerinin özelliklerini belirterek belirli sayıda nesne türünü (sınıfları) tanımlar. Bir nesnenin bir tip tanımına uyması için bazı özellikler gereklidir, diğerleri isteğe bağlıdır. Bir BACnet cihaz üreticisi, standart nesnelere kendine özgü özellikler ekleyebilir ve ayrıca kendi nesne türlerini tanımlayabilir.

Bir BACnet sistemi içinde bir nesnenin (adresinin) tanımlanması iki zorunlu (bağımsız) özelliği içerir:

• Object_Identifier

Bu özellik, nesne türünün ve bir örnek numarasının birleştirilmesinden oluşur. Bu özelliğin değeri, bir cihaz nesnesiyse sistem için benzersiz olmalı veya onu diğer nesneler için yöneten cihaz içinde benzersiz olmalıdır.

• Nesne adı

Bu özellik, Object_Identifier özelliği ile aynı benzersizlik kurallarına uyması gereken bir dizedir.

Bir nesnenin tür tanımı, gerekli Object_Type özelliği ile belirtilir.

Veri nesneleri

BACnet'in tüm standart nesne türlerinde, sistemin temel verilerini yönetmek için bunlardan belirli sayıda kullanılır. Bu nesneler şunlardır: Akümülatör, Analog Giriş, Analog Çıkış, Analog Değer, İkili Giriş, İkili Çıkış, İkili Değer, Çok Durumlu Giriş, Çok Durumlu Çıkış, Çok Durumlu Değer.

Genel olarak konuşursak, bu nesnelerin işlevi, bir veri öğesinin değerini Present_Value özelliği aracılığıyla temsil etmektir . Alarm koşullarını içerebilirler ve bu koşullar aşıldığında alarmlar veya olaylar oluşturmak için bir bildirim nesnesine (Notification_Class) bağlanabilirler.

Fonksiyonel nesneler

İşlevsel nesneler, diğer nesnelerin özelliklerini kontrol etmek veya sonuçları yerel olarak oluşturmak için bir işlev için destek sağlar. BACnet spesifikasyonları tarafından tanımlanan fonksiyonel nesneler aşağıdaki gibidir:

• Ortalama: bir veri üzerindeki istatistiksel göstergelerin hesaplanması (minimum, maksimum, ortalama, varyans)
• Takvim: takvim aralıkları listesinin tanımı (genellikle Çizelge nesneleri tarafından referans olarak kullanılır)
• Komut: Komut nesnesinin Present_Value değerinin tek bir yazılmasıyla önceden yapılandırılmış bir dizi eylemi tetiklemek için kullanılan nesne
• Olay Kaydı: nesnelerin içsel koşulları dışındaki olayları oluşturmak için koşulları tanımlamanıza olanak tanır
• Grup: basitçe bir veri kümesine erişim sağlamak için kullanılır
• Döngü: standartlaştırılmış bir şekilde bir düzenleme döngüsünü temsil etmek için kullanılır
• Program: Standartlaştırılmış bir şekilde, bir BACnet cihazında yürütülen bir programı temsil etmek için kullanılır
• Darbe Dönüştürücü: Darbe sayımından fiziksel bir miktarın ayrıntılandırılması
• Çizelge: bir zaman çizelgesi temelinde diğer nesnelerin özelliklerinin nesnesini kontrol edin
• Trend Günlüğü: diğer nesnelerin özelliklerinin değerini tarihe geçirin
• Olay Günlüğü: olay kaydı gerçekleştirir
• Yapılandırılmış Görünüm: Bir BACnet sisteminin nesneleri arasındaki bir organizasyonu (hiyerarşik olabilen) tanımlamak için kullanılır
• Trend Günlüğü Çoklu: diğer nesnelerin bir dizi özelliğinin tarihlendirmesini gerçekleştirir.

Belirli işlevsel nesneler, belirli bir meslek için daha uygundur (erişim kontrolü, yangın algılama vb.):

• Can Güvenliği Noktası: yangın algılama noktası
• Can Güvenliği Bölgesi: dedektörler ve bölgeler listesinden oluşan yangın algılama bölgelerini tanımlamanıza olanak tanır
• Erişim Kapısı: standartlaştırılmış bir şekilde bir erişim kontrol kapısını temsil etmek için kullanılır
• Yük Kontrolü: standartlaştırılmış bir şekilde bir yük atma işlevini temsil etmek için kullanılır

BACnet protokolü tarafından sunulan hizmetlerle bağlantılı olarak diğer işlevsel nesneler kullanılır:

• Aygıt: Aygıt nesnesi, ağda bulunan bir BACnet aygıtının tüm özelliklerini temsil eder
• Bildirim Sınıfı: Bu nesne, alarmların ve olayların tümü veya bir kısmı için bildirim yayınlama koşullarını tanımlamak için kullanılır.

Kontrol edilebilir özelliklerin yönetimi

Yazma işlemleri açısından iki tür özellik vardır: kontrol edilebilir veya kontrol edilemez .

Kontrol edilebilir özellikler için , bir öncelik kavramı, değer kuvvetlerinin yazma talebi sırasında kullanılan öncelik düzeyine göre yönetilmesini mümkün kılar. Bir dizi öncelik, kontrol edilebilir özelliğe sahip nesneler tarafından yönetilir . Bu tablo, 16 olası öncelik seviyesinin her biri için bir konuma sahiptir. Bu dizi, muhtemelen belirli bir düzey için yazılan son değeri içerir. İlgili mülk tarafından alınan değer, daha sonra en yüksek öncelik ile ilişkilendirilen değerdir. Her yazma isteği için yazma önceliği belirlenir. NULL değerine sahip bir yazma isteği, belirtilen öncelik seviyesini serbest bırakır.

BACnet hizmetleri

BACnet protokolünün uygulama katmanı ayrıca, bir BACnet sistemini oluşturan cihazların cihazlarını ve nesnelerini yönetmeyi mümkün kılan bir dizi hizmeti belirtir. Bu hizmetler, özellikle:

• nesne erişim hizmetleri: bu hizmetler nesneleri işlemek için kullanılır
• okuma (tekli, çoklu, aralık) ve yazma (tekli, çoklu) özellikleri
• nesnelerin oluşturulması, silinmesi
• ek olarak, liste türü özelliklerindeki öğelerin silinmesi
• Alarm ve olay yönetimi hizmetleri: bildirimleri yönetmek için kullanılır. Bu bildirimler, bir özelliğin (COV) değerlerinin gelişimi veya bir alarm veya olay koşulunun (içsel veya algoritmik) oluşmasıyla ilgili olabilir.
• Dosya değişimi: bir cihazdaki dosyaları okuma veya yazma.
• Cihazların uzaktan yönetimi: esas olarak cihaz yönetimi işlevleri için kullanılır (ağ değişimlerinin kontrolü, sıfırlama, zaman senkronizasyonu, ağ keşfi (Kimdir, Kimdir, vb.))
• Sanal bir terminal üzerinden erişim .

Gözetim için kullan

BACnet protokolü, bir kurulumun genel işleminin gereksinimlerini karşılamak için bir BACnet sisteminin çeşitli cihazları arasında iletişim sağlamak için kullanılır. Ayrıca, hatta esas olarak, bu kurulumların denetim ihtiyaçları için kullanılır.

Denetim amacıyla, yararlı hizmetler esasen nesnelere ve özelliklerine erişim ve alarm yönetimidir.

Denetim için bir BACnet ağının uygulanması, geleneksel denetim yazılımı için bu teknolojiye özgü sorunlar ortaya çıkarır.

Bu sorunlar esas olarak şunlarla ilgilidir:

• Nesne yaklaşımı: geleneksel izleme yazılımı, bir nesne örneğiyle ilişkili özellik kavramından çok farklı olan birim verilerini yönetir.
• Karmaşık özelliklerin kullanımı: belirli nesne özelliklerine (örneğin, Çizelge nesnesinin Weekly_Schedule özelliği) yalnızca geleneksel bir denetçinin temel verileri gibi ele alınamayan karmaşık bir yapı biçiminde erişilebilir.
• Ağdaki değişimlerin optimizasyonu: Genel olarak, bir denetçi, bu özelliklerin değerlerini görüntülemek veya bunları değiştirmek için bir nesnenin tüm özellikleriyle ilgilenebilir. Bununla birlikte, doğalarına bağlı olarak tüm özellikler aynı şekilde gelişmez. Bazıları kalıcı olarak gelişir (Present_Value), diğerleri zaman zaman aygıtın (Status_Flags) inisiyatifiyle gelişir, yine de diğerleri zaman zaman harici bir aygıtın (High_Limit) inisiyatifiyle gelişir, nihayet bazı özellikler pratik olarak statiktir (Açıklama).

Geleneksel denetçiler, genellikle alış verişi yapılan bilginin doğasını ayırt edemezler ve bu nedenle ağdaki değişimlerin mantığını bu doğaya göre uyarlayamazlar. Bu özelliklerin hesaba katılması mümkün olmadığında, ağın gereksiz yere aşırı yüklenmesinden kaynaklanan ağrı durumunda statik veya yarı statik özelliklerin kurtarılmasından kaçınmak gerekir.İstemci cihaza izin veren bir bildirim hizmeti olduğu unutulmamalıdır. değer değişikliği bildirimlerine abone olmak için. Ancak bu hizmet yalnızca belirli mülkler için geçerlidir.

• Yerel historizasyon nesnelerinin kullanımı: belirli nesneler (örneğin Trend Günlüğü), özellik değerlerinin evriminin cihazına yerel bir depolama gerçekleştirir. Bu tarihsel değerleri hesaba katmak, bu nesnelerin yönetiminin belirli bir BACnet uygulamasını gerektirir.
• Bir alarm yönetimi hizmetinin kullanımı Bir denetim yazılımı ile harici bir alarm yönetimi hizmeti arasındaki bağlantı olağan değildir ve BACnet protokolü tarafından kullanılan mekanizmalar ona özgüdür. Burada da, gerekli tüm işlevlere sahip olabilmek için denetimde BACnet alarmlarının yönetiminin yerel bir uygulamasına sahip olmak gerekir: durumun senkronizasyonu, alındı ​​bildirimlerinin yayılması, vb.
• Kontrol edilebilir özellik kavramı  : geleneksel olarak, denetlenen kurulumların kontrolü, aktüatörleri (veya talimatları) temsil eden verilerde basit bir yazı ile gerçekleştirilir. BACnet protokolü , bir istemci cihazının bir siparişin kontrolünü ele geçirmesine izin veren kontrol edilebilir özellik kavramını ortaya koydu . Yeterli bir öncelik seviyesi kullanmak, daha sonra bu cihazın daha düşük öncelikli bir cihaz tarafından herhangi bir eylemi önlemesine izin verir. BACnet'e özgü bu mekanizma, aynı zamanda denetim dahilinde bu protokole özgü bir uygulama gerektirir.

Bu sorunlara nasıl cevap verileceği, bir BACnet sisteminin denetim yazılımı için birinci seviye seçim kriteri olmalıdır.

Notlar ve referanslar

1. ANSI / ASHRAE Standardı 135-2008 ISSN 1041-2336

Dış bağlantılar

• BACnet web sitesi