通信协议与IT技术在智能建筑系统集成中应用研究 (1).pdf

98计算机与数字工程第35卷

通信协议与IT技术在智能建筑
系统集成中应用研究*

牟连佳1)杨丽萍2)
(大连大学信息工程学院1)大连116622)(大连建筑科学研究设计院2)大连116021)

摘要在楼宇自控系统BACS中实现集成和互操作的最好方法是在各层执行统一的通信标准,BACnet是可选之一。
OPC和WebServices技术在实现管理层的集成和互操作性方面各有优势,分别给出了集成方法和集成结构。最后提出最佳
的解决方案将是它们两者的结合。
关键词系统集成互操作性BACnetOPCWeb服务智能建筑(IB)
中图分类号TP393

1引言入一个新纪元。
2.1BACnet体系结构
虽然楼宇自控系统BACS的互操作性至今已BACnet协议以开放系统互联(OSI)模型为参
取得很大进步但是专有协议仍在目前的市
,BACS考。但BACnet是一个四层压缩的体系结构,这种
场占据着主导地位而将各种协议的产品集成到一
,折叠式体系结构缩减信息长度和通信处理的负荷,
起的普遍方式是使用网关。然而网关的开发需要
其便捷的应用、普及的技术(以太网、ARCnet和
付出大量努力,使网关的造价很高;网关转换需要
LonTalk)将降低成本,提高性能,有利于系统集成。
时间,减慢了反应速度。此外,任何人几乎都不可
2.2BACnet的对象模型
能通过网关编程与配置控制器。
BACnet是面向对象的通信协议。从网络角度
当前信息技术的快速发展为克服这些困难提
来看,楼宇自控设备均是由不同的BACnet对象实
供了可行的解决方案。BACS网络的分层模型为三
例组成的集合。一旦定义了楼宇自控设备对象模
层,即管理层、自动控制层和现场层。于是就存在
型,楼宇自控设备就可以通过对象模型实现信息共
两种解决互操作性和集成问题的途径。一是在整
享和交换,从而实现楼宇自控设备的互操作。因此
个三层中使用相同的通信协议。ISO和CEN(欧盟
[1]对象模型构成了BACnet标准的基础。
标准组织)一直致力于此项工作。但是鉴于目
BACnet的一个主要目标是具有可扩展性。
前使用不同协议的现状以及要集成BACS和管理
BACnet标准在应用层通过扩展对象类型、对象属
信息系统MIS等其它业务系统的需要,另一种途径
性、应用服务和某些枚举类型数据四个方面进行扩
是在较高层次(管理层)使用标准协议,以避免直
展。为区分不同厂商的扩展,BACnet标准在扩展
接处理低层协议的差异。如OPC和一些新兴IT技
时引入了厂商标识机制。[2]这种机制为不同厂家分
术(如XML、SOAP和WebServices等)可以用来解
决这一问题。配一个唯一标识码ID。所有厂商的ID码在其设备
的Device对象Identifer属性中。
2标准LAN协议与BACnet2.3BACnet的互操作性
可能成为未来应用于全三层BACS通信协议BACnet实现互操作的方法可实现广泛适用的
的LonWorks、BACnet等标准,都是面向对象的协互操作性。为保证BACnet装置的互操作性,定义
[2]
议。BACnet标准从诞生至今,已迅速成为ISO和了五个互操作域(IA)。BACnet定义的标准
CEN的正式标准,标志着该标准的研究与应用进BACnet设备的BACnet性能列表被称为设备配

*收到本文时间:2006年4月14日
作者简介:牟连佳,男,副教授,研究方向:计算机网络与通信技术研究与应用。杨丽萍,女,高级工程师,研究方向:
智能建筑系统与设计。
第35卷(2007)第3期计算机与数字工程99

置文件。该文件指出在每一个IA中各类型设备OPC的提出为解决不同厂家的各型号设备或
必须支持的BIBB(BACnet楼宇互操作性程序块)。系统实现集成提供了一个比较完整的方案[4]。
可见这与LonWorks解决互操作性的方法大不相OPC技术在智能建筑领域已是非常重要的内容。
同[3]。
2.4BACnet与Internet的互连
BACnet设备与企业内联网Intranet或国际互
联网连接可供选择的设备有多种,如BACnet路由
器、BACnetPAD、BACnet/IP等。
BACnet实现IP连接有两种技术。一是BAC
net/Internet协议PAD(包封装/拆装)路由器技术,
该技术也称为隧道技术,是相对成熟的互联网图1采用OPC的软硬件结构图
技术。但它缺少灵活性。针对BACnetPAD主要OPC(OLEforprocesscontrol)是一种基于OLE
缺点,BACnet标准委员会IP工作组开发了BACnet