Protocolul BACnet BACnet (cu prescurtarea de la Building Automation and Control Network din engleza) este un protocol de comunicare creat pentru a satisface nevoile de comunicare a sistemelor de automatizare si instalatiilor din cladiri, sisteme precum incalzire, ventilatie, aer conditionat, iluminare, controlul accesului si detectoare de incendiu. Acesta a fost dezvoltat de catre ASHRAE (American Society of Heating, Refrigerating and Air Conditioning Engineers). Protocolul BACnet ofera mecanisme pentru a face schimb de informatii intre instalatiile de automatizare, indiferent de serviciul pe care acestea le efectueaza. Protocolul BACnet defineste un numar de servicii care sunt folosite pentru a comunica intre sistemele de automatizare dintr-o cladire. Serviciile protocolului includ servicii de tipul Who-Is, I-Am, Who-Has, I-Have, care permit identificarea aparatelor, instalatiilor si obiectelor. Serviciile de tipul Read-Property and Write-Property sunt folosite in schimbul de date. BACnet mai defineste si un numar de obiecte care sunt incluse in aceste servicii ale protocolului. Obiectele includ Analog Input, Analog Output, Analog Value, Binary Input, Binary Output, Binary Value, Multi-State Input, Multi-State Output, Calendar, Event-Enrollment, File, Notification-Class, Group, Loop, Program, Schedule, Command, si Device. BACnet defineste niste legaturi fizice a datelor precum ARCNET, Ethernet, BACnet/IP, Point-to-Point prin RS232, Master-Slave/Token-Passing prin RS485 si LonTalk. Regulile protocolului se aplica:

Semnalelor electrice

Adresarilor

Accesului retelei(Master/Slave. Peer-to-Peer)

Verificarii erorilor

Controlul fluxului

Secventierii mesajelor, Segmentarii, Punctelor de control

Formatarii prezentarilor (Compresie, Encriptie)

Formatul mesajului

Ca "protocol de comunicaii de date", BACnet este pur i simplu un set de reguli agreate de toata lumea, reguli care se aplica hardware-ului i software-ului unui computer. Regulile se aplica tuturor aspectelor comunicarii datelor. BACnet e un protocol special pentru ca formatul mesajelor a fost special conceput pentru a facilita comunicarea cu privire la informaiile referitoare la automatizarea cldirilor si control (spre deosebire de celelalte protocoale folosite in design grafic, fabricare, procesare text, etc).

Logo-ul BACnet Simbolul produselor testate si aprobate BACnet Cum a fost BACnet dezvoltat?

Dezvoltat ca o vedere standard de retea sau model peste care fiecare producator isi poate mapa dispozitivul

Dezvoltate mesaje standard sau servicii care utilizeaz modelul i care pot ndeplini alte funcii comune

Convenit pentru codificare in 1 si 0 logic

Convenita o legatura fizica, o legatura de date, crearea de reele i standarde exemplu conexiune LAN la care alti producatori sunt dispusi sa adere

Un "dispozitiv BACnet" este pur si simplu o colectie de obiecte care reprezinta de fapt functiile, prezente ntr-un dispozitiv real. In timp ce imaginea prezinta o singura instanta din fiecare tip de obiect n exemplul aratat, un dispozitiv tipic BACnet ar putea avea 16 obiecte de tip Binary Input si Binary Output, 2 sau 3 obiecte de tip Schedule, si asa mai departe.

Ce este modelul BACnet? Sa luam in considerare trei dispozitive de control automatizat al unei cladiri, fiecare cu o functionalitate diferita/ sau de la diferiti producatori. Culoarea fiecarui simbol corespunde functionarii specifice fiecarui dispozitiv. Fiecare dispozitiv vorbeste o alta limba indicata de catre cercurile mici, triunghiurile si patratele de pe fir.

Conceptul BACnet inseamna a inlocui partea de comunicare a fiecarui dispozitiv cu un set comun, standard de reguli de comunicare - a unui "limbaj" comun -, astfel incat fiecare dispozitiv sa "arate la fel" pe fir.

Acest lucru este realizat prin introducerea de "obiecte". Un obiect este pur i simplu o colecie de informaii referitoare la o anumita functie, care pot fi identificate intr-un mod unic si accesate printr-o retea intr-un mod standardizat. Toate informatiile intr-un sistem BACnet sunt reprezentate de astfel de structuri de date. Conceptul de obiect ne permite sa vorbim despre acea informatie si de a organiza informatiile referitoare la intrarile si iesirile fizice si, precum si concepte non-fizice cum ar fi software-ul, sau calcule. Obiecte BACnet:

Analog Input Intrarea senzorului Analog Output Iesirea semnalului de control Analog Value Setare sau parametru Binary Input Intrare a unui intrerupator Binary Output Iesire a unui releu Binary Value Parametru a unui sistem de control Calendar O lista a zilelor, precum sarbatori sau evenimente speciale, pentru program. Command Prescrie valori multiple mai multor obiecte in aparate multiple pentru a realiza un

anume scop, precum functionare pe timp de zi sau pe timp de noapte, sau functionare in regim de urgenta.

Device Proprietatile specifica cu ce obiecte si servicii e compatibila instalatia si alte informatii specifice aparaturii precum date producator, versiune software, etc.

Event Enrollment Descrie un eveniment care ar putea fi produs de o eroare (e.g., "Input out of range") sau o alarma care sa atentioneze alte aparate starea acestuia. Ii poate comunica informatia unui aparat direct sau poate folosi un obiect din clasa notificarilor pentru a anunta aparate multiple.

File Permite accesul citirii si scrierii a datelor pe care un aparat le suporta. Group Permite accesul unor proprietati multiple ale mai multor obiecte intr-o singura

operatie de citire. Multi-state Input Reprezinta starea curenta unui proces care se poate afla in mai multe stari

de functionare. Spre exemplu starile unui frigider: pornit,oprit, sau decongelare. Multi-state Output Reprezinta starea dorita a unui proces multi stare (precum It's Time to

Cool, It's Cold Enough and it's Time to Defrost). Notification Class Contine o lista a dispozitivelor care vor trebui informate daca un obiect

produce o atentionare sau un semnal de alarma care trebuie trimis acestor obiecte. Loop Ofera un acces standardizat a unui control de tip bucla de control PID("PID control

loop"). Program Permite unui program care ruleaza pe un dispozitiv sa fie pornit, oprit incarcat, si

descarcat si raporteaza starea prezenta a programului. Schedule Defineste un orar saptamanal al operatiunilor efectuate prin scrierea unor liste

specifice de obiecte cu exceptii precum sarbatori. Poate folosi un obiect de tipul Calendar pentru acele exceptii.

Toate obiectele BACnet ofera un set de proprietati care sunt utilizate pentru a

obtine informatii de la obiect, sau pentru ai oferi informatii si comenzi la un obiect. Va puteti gandi la un proprietatile unui obiect ca un tabel cu doua coloane. in partea stanga este numele sau identificatorul de proprietate, si pe dreapta este valoarea proprietatii. Unele proprietati sunt Read Only doar ceea ce inseamna ca va puteti uita la valoarea proprietatii, dar nu o veti putea schimba. Unele proprietati pot fi modificate (scrise).

Slide-ul prezinta ca exemplu un senzor de temperatura, care ar putea fi reprezentat ca un obiect de intrare analog BACnet. Exemplul prezinta cateva dintre proprietatile care ar putea fi disponibile acestui obiect, cu toate ca in practica ar exista mult mai multe proprietati decat cele indicate. A doua parte a provocarii in faza de dezvoltare a fost sa se ajunga la un acord comun asupra tipurilor de mesaje pe care dispozitivele de automatizare si de control a cladirilor ar putea dori sa isi trimita reciproc. Deoarece BACnet se bazeaza pe un model de comunicare de tip "client-server", aceste mesaje sunt denumite "servicii", care sunt efectuate de catre server in numele clientului.

Aici sunt serviciile legate de accesarea proprietatilor obiectelor descrise anterior. Numele lor descriu destul de mult ceea ce fac serviciile. Serviciul ReadProperty, de exemplu, este un mesaj care conine obiectul si de proprietatea de identificare, care identifica in mod unic, care proprietate a obiectului este de a fi citita si trimisa napoi. Mesajul este intotdeauna trimis catre un destinatar specific si intoarce valoarea proprietatii pe care a solicitat-o intr-o forma standard.

"BACnet Nativ" implica faptul ca dispozitivele pot vorbi si intelege doar limbajul BACnet. Dispozitivele pot fi interconectate folosind oricare dintre tehnologiile LAN aprobate. Din ce in ce mai mult, vanzatorii iau n considerare nlocuirea protocoalelor invechite cu implementarile BACnet.

Ce se intmpla dac aveti dispozitive nativ BACnet, dar unele sunt pe Ethernet, iar unele sunt pe ARCNET? Sau sa presupunem ca aveti doua retele ARCNET separate, fiecare cu numarul maxim de dispozitive de pe ele? Modul de a identifica reele separate este de a oferi fiecareia un "numar de retea" unic. Acest lucru, impreuna cu un protocol pentru a decide cum si cand ar trebui sa fie mesajele transmise de la o retea la alta, este scopul "protocolului stratului de retea". Termenul de "strat de retea" vine de la Modelul Baza de Referinta al Sistemelor Deschise al Interconexiunii ISO 7498.

Cele doua routere de mai sus pun in aplicare protocolul BACnet de retea strat i permite aparatelor de pe retelele separate pentru a comunica. Mesajele ntre ARCNET si MS / TP LAN trec prin ambele routere, prin intermediul segment Ethernet din mijloc.

Gateway-urile au un rol mult mai dificil. Ele trebuie sa fie "multilinguale" si sa efectueze traduceri bi-directionale in acelasi timp. Uneori, cum este cazul si cu limbile umane, lucrurile pot deveni "pierdute n traducere" in cazul in care cele doua protocoale nu ofera suport pentru acelasi model si acelasi concept al mesajelor.

Pe langa utilizarea retelelor LAN mentionate anterior, mesajele BACnet pot calatori in retelele care utilizeaza Internet Protocol (IP) ca protocol de retea lor.

Distinctia majora intre cele doua moduri in care BACnet poate lucra pe IP poate fi rezumata dupa cum urmeaza:

In IP message tunneling, dispozitivele BACnet nu stiu, sau nu au nevoie sa stie, nimic

despre IP.

In BACnet / IP, fiecare dispozitiv BACnet este de fapt un nod cu drepturi depline IP, complet cu adresa IP proprie si stiva de protocoale IP.

In IP tunneling, dispozitivul A de pe o retea 1 adreseaza un mesaj dispozitivului B de pe reteaua 2 folosind un protocol de retea strat BACnet. Acesta trimite mesajul router-ului Anexa H pe reteaua sa locala.(Router-ul se numeste "Anexa H", deoarece anexa H este locul in standard, unde acest proces este definit.) Router-ul Anexa H stie cum sa trimita mesaje IP pe Internet (sau o retea de tip "Intranet" bazata pe IP) la dispozitivul corespunzator pe reteaua 2. El ncapsuleaz mesajul BACnet (intr-un cadru datagrama ghid de protocol) si il trimite prin IP la router anexa H pe reteaua 2. Retineti ca ambele retele sunt conectate prin intermediul unui router IP standard de la internet la mare distanta. In cazul in care router-ul anexa H pe retaua 2 primeste mesajul IP de la celalalt router, acesta indeparteaza artefactele ramase de la incapsulare si trimite mesajul BACnet la destinatia finala, dispozitivului B. Singurul dezavantaj la acest lucru este faptul ca fiecare mesaj apare de doua ori pe fiecare retea - o data sub forma unui mesaj pur BACnet si o data ca un mesaj de IP.

Dispozitive BACnet / IP nu au nevoie de routere anexa H si pot vorbi fiecare cu fiecare direct prin Internet.Dezavantajul este doar faptul ca routere IP nu transmit n mod normal mesaje emise (broadcast), de exemplu, mesajele destinate pentru toate dispozitivele de pe o retea interna BACnet. Aici intra in peisaj BBMD sau "BACnet Broadcast Management Device".

BBMD actionaza in mod similar la routerele anexa H descrise anterior, cu exceptia faptului ca el manipuleaza doar transmiterea de mesaje difuzate IP. Din moment ce mesajele emise sunt, n general, utilizate foarte rar in BACnet, propagarea lor nu ar trebui sa provoace probleme.

Nu ar fi minunat daca ati putea accesa o anumita retea BACnet prin telefon de oriunde? Acesta este scopul din spatele "inregistrarii dispozitivelor straine", care pot fi efectuate prin orice conexiune la Internet, statice sau dinamice.

Prin inregistrarea cu un BBMD, statia de lucru de mai sus devine un membru al retelei BACnet / IP si va primi mesajele de difuzare transmise a BBMD atunci cand acestea sunt disponibile si pot solicita ca mesajele sa fie difuzate de BBMD in numele sau. Aparatul straine poate, desigur, vorbi cu orice dispozitiv BACnet direct, fara inregistrare, dar va primi doar mesaje emise in cazul in care procedura de inregistrare este urmata.

Pentru a ne rezuma, BACnet consta intr-o specificatie pentru obiect BACnet si modelul de servicii, un protocol de strat de retea, precum si o selectie de tehnologii diferite de retea de transport corespunzatoare pentru diferite marimi si sisteme de capabilitate. Niste posibile configurari ar putea arata asa:

Simulator al unui dispozitiv BACnet:

Convertor Gateway BACnet:

Statie de automatizare BACnet Cosmos 4000 OPEN:

"COSMOS 4000 OPEN" este un dispozitiv programabil BACnet de automatizare pentru toate

sarcinile n automatizarea cldirii.

Aplicatii BACnet:

HVAC control

Detectia incendiilor si alarma

Controlul iluminarii

Securitate

Lifturi destepte

Interfata a companiilor de utilitati

De ce ar avea BACnet succes?

Cerere pe piata

Nu are o arhitectura fixa

Modelul bazat pe obiect este usor de extins si

Nu depinde de tehnologia curenta

Are parte de o larga participare in dezvoltarea sa

Multi producatori s-au angajat in sustinerea lui

Prezinta interes global

Beneficiile protocolului BACnet:

Nu se percepe nici o taxa in folosirea lui oricine poate dezvolta implementari ale acestuia fara costuri

Mentinut de comitetul ASHRAE reprezentand toate sectoarele industriei

Conceput special pentru controlul cladirilor

Poate fi implementat in dispozitive de orice marime

Poate fi usor imbunatatit

Nu e legat de tehnologiile curente

Bibliografie:

Wikipedia (link: http://en.wikipedia.org/wiki/BACnet)

BACNET (link: http://www.bacnet.org)

Google (pentru imagini)