BACnet协议是一种专为智能建筑和控制系统设计的通信协议，它遵循国际标准化组织(ISO)制定的开放系统互连参考模型(OSI/RM)的体系结构，并根据楼宇自控系统的具体特点进行了简化。BACnet协议支持五种组合类型的数据链路/物理层规范，包括主从/令牌传递(MS/TP)等，专门针对楼宇自控设备设计。此外，BACnet在物理介质上支持双绞线、同轴电缆和光缆，在拓扑结构上支持星型和总线拓扑，但没有严格规定网络拓扑结构。
BACnet协议采用面向对象技术，提供了一种表示楼宇自控设备的标准，在BACnet中，对象就是在网络中的设备或服务。这种协议栈不仅适用于暖通空调系统(HVAC)，还包括照明控制、门禁系统、火警侦测系统及其相关的设备。BACnet/IP利用UDP/IP实现与现有IP基础设施的兼容性，需要BBMD(BACnet广播管理设备)来管理多个IP子网。
BACnet协议的优点在于能降低维护系统所需成本并且安装比一般工业通信协议更为简易，提供有五种业界常用的标准协议，这有助于防止设备供应商及系统业者的垄断，从而增加了未来系统的扩展性与兼容性。此外，BACnet协议还定义了几种不同的数据链接层/物理层，如ARCNET、以太网、BACnet/IP和RS-232上的点对点通信等。
BACnet协议是一种开放性的网络协议，适用于智能建筑及控制系统的应用，通过其灵活的数据链路/物理层规范和支持的多种物理介质和拓扑结构，为楼宇自控系统中的设备提供了高效、可靠的通信解决方案。
一、 BACnet协议的具体实现机制是什么?
BACnet协议的具体实现机制主要基于分层原理，这一点从其采用的分层思想中可以看出。在BACnet协议中，定义了点到点数据链路层通信协议，这是一个面向连接的协议，其功能是使两个BACnet网络层实体能够建立点到点数据链路连接，并可靠地交换BACnet协议数据单元(PDU)。此外，BACnet协议还定义了许多服务，这些服务可供各设备之间的通信使用，服务可以分为五类，包括有关设备对象管理的服务如Who-Is、I-Am、Who-Has及I-Have等。
BACnet不仅仅是一个通信协议，它还定义和描述了网络上的设备以及这些设备提供的对象和服务。这意味着BACnet对于网络上的设备具有内置的规则和行为，能够识别网络上设备的类型，并知道对它们的期望。这种设计使得BACnet能够在楼宇自动化系统中有效地连接和管理各种设备，通过提供数据汇聚和分析的便利性，方便进行数据存储、分析和监控。
BACnet协议的实现机制涉及到分层原理的应用，通过定义点到点的数据链路层通信协议和多种服务来支持设备间的通信。同时，BACnet还内置了对网络上设备的识别和管理规则，使其能够在楼宇自动化系统中发挥重要作用。
二、 BACnet/IP与现有IP基础设施兼容性的具体实现方式有哪些?
BACnet/IP与现有IP基础设施的兼容性主要通过以下几种方式实现：
- 网关和路由器：通过使用BACnet到IP的网关或路由器，可以将BACnet设备连接到基于IP的网络。例如，Modbus TCP转BACnet IP网关支持36个Modbus TCP连接和128条Modbus命令，这表明它能够处理大量的数据，并且可以通过配置软件设备定位及设备复位功能来增强其兼容性。此外，BACnet路由器UBR-02包含当前的BACnet第22版，具有向后兼容性，意味着已安装的BACnet设备可以与新的通用BACnet系统兼容。
- 安全连接(BACnet/SC)：BACnet/SC设计以满足不同IP基础结构的需求，提供了一种标准化的、通常已经存在的IP网络基础设施上的BACnet通信方式。这种方式增加了安全性，同时解决了兼容性问题。BACnet/SC还确保了现有和未来的BACnet部署和设备之间的向后和向前兼容性。
- 嵌入式模块：基于BACnet/IP协议的嵌入式模块，如B-SA嵌入式模块，提供了便捷接入和使用BACnet/IP网络的功能。这种模块支持设备与模块相接后进行BACnet/IP网络通讯并实现互操作功能，尽管在硬件方面的研究较少，但提供了一种有效的解决方案。
- 多子网通信：BACnet/IP允许通过UDP/IP协议框架跨多个子网发送数据到BACnet设备。5. 设备调试和故障排查工具：提供用于设备调试和故障排查的便携式工具，这些工具支持BACnet/IP、BACnet以太网和BACnet MS/TP网络间的路由信息，有助于实现BACnet的兼容性。
- 网页配置：使用网页配置BACnet/IP设置的方法，允许用户通过测量仪网页登录并根据需要配置BACnet/IP设置，这种方法提供了灵活性和便利性，有助于在不同的测量仪型号上实现兼容性。
BACnet/IP与现有IP基础设施的兼容性通过网关和路由器、安全连接(BACnet/SC)、嵌入式模块、多子网通信、设备调试和故障排查工具以及网页配置等多种方式实现。这些方法共同促进了BACnet技术与现代网络环境的无缝集成。
三、 如何配置和管理BACnet广播管理设备(BBMD)以支持多IP子网?
配置和管理BACnet广播管理设备(BBMD)以支持多IP子网，首先需要了解BBMD的基本功能和配置方法。以下是详细的步骤和注意事项：
- 启用BBMD功能：每个TwinCAT BACnet/IP设备都可以作为BBMD使用。要激活BBMD功能，需要在设备上选择“Enable BBMD”选项。
- 配置BDT和FDT的大小：在运行时，可以向BDT(Broadcast Distribution Table)添加新的条目，这有助于管理和转发广播消息。
- 设置多个BBMD：在一个BACnet/IP网络中，对于每个子网，通常会有一个BBMD和一个BACnet服务器设备或一个外部设备来展示消息转发功能。然而，如果尝试在同一B/IP网络上的不同子网中配置多个BBMD，这种做法是不正确的。
- 包含所有BBMD：每个BBMD中的BDT必须包括BACnet内部网络上的所有BBMD。6. 使用NAT路由器跨网络通信：CAS BACnet BBMD软件应用程序允许多个BACnet/IP设备通过NAT路由器发送BACnet广播消息，并使具有不同IP/UDP端口的BACnet/IP设备能够相互通信。
- 配置BBMD IP和端口：在使用BBMD时，需要输入BBMD的IP地址和端口号。端口号的范围是1024至65535.
- 跨网段通信：BACnet/IP使用UDP/IP在现有的IP网络中进行通信。在多个IP子网中管理BACnet的广播消息时，需要特别的BBMD设备。
配置和管理BBMD以支持多IP子网的关键步骤包括启用BBMD功能、正确配置BDT和FDT的大小、确保每个子网只有一个BBMD并使用相同端口、将所有BBMD包含在每个BBMD的BDT中，并利用NAT路由器实现跨网络通信。此外，还需要正确配置BBMD的IP地址和端口号。
四、 BACnet协议在不同物理介质上的性能表现如何?
BACnet协议在不同物理介质上的性能表现具有一定的灵活性和可扩展性。BACnet的数据链路层和物理层有5种选择，这表明BACnet能够适应不同的网络环境。此外，BACnet支持多种通信介质，如双绞线、同轴线、光纤、无线射频、红外线、电力线等，这进一步证明了其在不同物理介质上的应用能力。尽管在某些情况下效率不高，使用率较低，但BACnet的这种设计使其能够在不同的网络上实现，提供了更好的可扩展性。
具体到不同物理介质的应用，BACnet可以使用双绞线、同轴电缆等多种物理连接方式，并且可以通过物理网段直接连接一些BACnet设备，多个物理网段通过中继器在物理层连接，形成网络段。这种设计使得BACnet能够在不同的物理介质上实现有效的网络构建和设备连接。
BACnet协议在不同物理介质上的性能表现良好，能够适应多种通信介质的需求，从而在不同的应用场景中提供灵活和可靠的网络解决方案。
五、 BACnet协议的最新版本有哪些更新和改进?
BACnet协议的最新版本更新和改进主要包括以下几点：
- 品类功能定义与设备实际点位不再需要完全一致，这意味着在设计和实现BACnet系统时，可以更加灵活地处理功能定义与实际应用之间的关系。当业务需求发生变化时，可以在不改变原有系统结构的情况下，增加新的点位功能。
- BACnet Testing Laboratories (BTL) 宣布，从2024年1月1日起，进入测试的产品所需的最低协议修订版本将升级到16版，而从2025年1月1日起，这一要求将提升至18版。这表明BACnet协议正在不断更新，以适应新的技术和安全标准。
- APOGEE BACnet系统的新产品特性包括新的用户界面、BACnet Web Server以及PXM10.这些特性旨在提供更好的用户体验和系统管理能力。特别是，整个系统都可以实现编程，这增加了系统的灵活性和可扩展性。
BACnet协议的最新版本通过引入更灵活的功能定义、提高安全标准的要求以及增强用户体验和系统管理能力等方面进行了更新和改进。
