第2章 BACnet标准概述

2.1 BACnet标准

2.1.1 BACnet标准的推出

长期以来，楼宇自控系统（BAS）开放性非常差是业界要解决的最为紧迫的问题之一。在一个完整的开放性BAS中，一般并不要求系统的所有组成单元都是同一个厂家生产的设备，开放性的要求就是：各个不同单元的设备及核心组件应该不受约束地由大量不同厂商供给，用户不受限制地取舍各个厂家的设备组织系统。换言之，只要是相同功能的组件和设备，不同厂商的产品都能够互换互用和互连互通。但过去的很长一段时间里，BAS的开放性较其他工控系统要差得多，某厂商生产的一套BAS，其核心组件和设备只能是该厂商自己生产和提供的，如果要使用其他厂商生产的BAS专用系统，解决方案多采用专用网关实现异构系统的互连，这种方法受到很大制约，专用网关开发困难，但BAS的硬件设备及软件系统升级换代非常快，为了实现这种系统升级，网关也必须经常重新开发和更新，这样做的后果是实现难度很大以及费用高昂。

20世纪80年代初期，DDC（Direct Digital Controler，直接数字控制器）已经成为BAS中广为使用的核心控制设备和组件，由各设备生产厂商独立开发DDC设备和系统，一般都自成体系地形成了彼此独立的专用DDC系统，于是导致不同厂商的楼控系统无法进行或很难于进行系统集成。这就导致大幅度降低整个系统的效能，对于系统的运行、维护和升级都极为不利，这些工作必须依赖提供设备及成套系统的单一厂商来进行，用户的利益不能够被保证，无法进行公平竞争，阻碍了楼宇自控技术的发展和更深入的应用。

为了克服传统的BAS开放性差及随之带来的很多问题，美国采暖、制冷和空调工程师协会（American Society of Heating Refrigerating and Air-Conditioning Engineers ASHRAE）组织了世界各地来自楼宇自控领域的大学、控制器制造商、政府机构与相关部门的顶尖科学家和工程师组成了一个名为“SPC135P”的工作组。工作组的目标是制定一个关于楼宇能量管理与控制系统的通信协议或技术标准。经过长达8年的制定、修改及反复修订，终于在1995年6月正式制定和发布了世界上第一个楼宇自控网络的标准——BACnet“A Data Communication Protocol For Building Auto-mation and Control Network”。该标准是一个BAS厂商和用户都能普遍接受的技术标准，它吸纳了先进的技术、开放性优良，其应用系统易于扩展和实现。BACnet协议获得通过，成为ASHRAE135—1995标准，同年12月成为美国国家标准，正式命名为“ANSI／ASHRAE 135—1995-A Data Communication Protocol for Building Automation and Control Network（ANSI／ASHRAE135—1995楼宇自控网络数据通信协议）”，简称“BACnet—95”。

BACnet标准的推出是楼宇自控技术发展中的一件大事。现代建筑越来越多地装备了BAS，BAS由多个异构的子系统组成，要使整个系统协调高效运行就要进行系统集成。要集成就需要实现相关的机电设备和子系统具有开放性、互通信及互操作能力。即要求BAS内的设备和系统的数据通信必须按同一标准协议来进行。

2.1.2 BACnet标准的推广

BACnet标准开拓性地应用在BAS中，它对于推进不同厂商生产的设备与系统在互连和互操作的基础上实现无缝集成发挥了重大的作用。

BACnet是一个关于楼宇自控设备数据通信的统一标准，按照这种标准生产的设备都可以进行信息交换，实现互操作。BACnet标准只规定了楼宇自控设备之间要进行“对话”和数据信息交流必须遵守的规则，但不是具体地实现这些规则。

ASHRAE推出的BACnet很快在业界进行了推广，并在不同的国家得到认同。

关于BACnet标准的重要历史事件如下：

1）1995年被批准成为美国标准（ANSI／ASHARE 135—1995）；

2）1998年被欧共体标准委员会CENTC247采纳；

3）1999年被韩国采纳为国家标准KSX6909；

4）2000年成为日本国家标准IEIEJ／P；

5）2003年1月18日正式成为国际标准ISO 16484-5；

6）2000年9月在北京BACnet协议被翻译成中文版，并正式提交给中国智能建筑协会。

随着BACnet标准在不同国家范围内的推广，BAS的生产厂商越来越多地采用该标准设计和生产各类直接数字控制器、网络控制器和网关产品，并应用于新的系统中。

BACnet标准一直由ASHRAE的SSPC-135委员会管理并持续完善。BACnet标准推出的目的是为了使不同生产商提供的控制设备能够互操作，使用户不再依赖特定的私有协议和技术。BACnet的每一种标准对象包含一组标准属性。每个属性的值确定了每个对象的惟一性，比如模拟输入对象的实时值；系统中的BACnet设备可以为其他BACnet设备提供服务，根据提供的服务方式来分类；BACnet设备可以是一个简单的智能传感器到复杂的楼宇控制器。

我国是投票赞成BACnet成为国际标准的国家，但是至今还不是我国的国家标准。西方发达国家以及韩国、日本都早已将BACnet标准转换为各自的国家标准，在这点上，反映了我国在建筑智能化、信息化技术领域自主开发能力以及与国外先进技术的同步发展能力还是处于较落后的水平。

2.1.3 采用BACnet标准构建BAS的优点

制定BACnet标准的初衷是：定义采暖、通风、空调和制冷控制设备（简称HVAC＆R）的监控计算机及控制分站进行数据通信的服务和协议，当然这里的设备还包括其他的BAS的监控计算机及智能控制器。此外，为设备之间信息交互与数据通信的发送、接收、存储和处理过程定义了抽象化的对象模型，从而简化了楼宇中数控技术的应用与使用。简言之，制定BACnet标准的主要目的是：通过BACnet标准的推出实现大幅度提高BAS的开放性、互操作性，并大幅度提高BAS的系统集成水平。

应用BACnet标准的BAS具备以下显著的特点：

1.节约系统整体投资

由于生产厂商按照BACnet标准组织生产BAS的核心组件及相关设备，避免使用专用协议设备和系统，因此BAS具有很好的开放性，不同厂商生产的核心设备可互换互用、互连互通，在用户选择使用BAS时，完全可以做到在多厂商中竞标的情况下择优选用价格合理、技术先进可靠的设备和系统。另外，进行设备现场安装时，大幅度降低安装、连接和组织系统时的难度，减少现场安装费用。

2.系统开放性好

按照BACnet标准组织生产BAS的核心组件及相关设备独立于任何制造商，不需要专门的芯片，并得到众多制造商的支持，构成系统的开放性大幅度提高。按标准制造的产品有严格的性能等级和完整的说明。

3.BAS的通信过程使用统一、先进的数据表示和交换方法

BACnet标准提供了完善和良好的数据表示和交换方法，除了提高BAS的开放性以外，还可以大幅度提高BAS通信网络和整个系统的效能。

4.进行系统改造、升级和扩展时费用低

由于BACnet采用开放性策略，使众多厂商可以遵循BACnet标准进行技术开发并参与竞争，从而对原有设备系统或老系统进行改造、升级和扩展的费用降低。

5.运行费用降低

采用BACnet标准时，BAS不仅整体系统投资降低，由于有众多厂商可以提供维保服务，系统运行费用降低。

6.技术先进可靠

按照BACnet标准组织生产的BAS技术先进、可靠，加之科学、合理的竞争，用户选用的系统可以保证很好的技术先进性和可靠性。

7.系统集成水平可以大幅提高

BAS中的核心组件、设备和产品有良好的互操作性，有利于系统的扩展和集成。