蔡思宏
珠海思奇科技有限公司
摘要：基于BACnet协议的智能楼宇自控系统具有先进性、完整性、统一性，在设计、安装、调试、运维等各个环节能显著地降低成本、提高效率，具有重要价值。基于此，本文主要对基于BACnet协议的智能楼宇控制系统设计进行了分析与探讨，以供同仁参考。
关键词：智能楼宇；BACnet；MS/TP；控制系统；
一、前言
近年来，随着通讯技术、网络技术、控制技术的飞速发展，智能建筑给我们营造一个现代化的城市带来了新的思路。而BACnet是由ASHRAE制定的一种智能建筑自动控制网络协议。BACnet是为满足智能建筑自控系统通信需要而专门设计的，典型应用包括：暖通空调控制、照明控制、门禁安防控制与火警系统。对智能楼宇控制新推出BACnet?MS/TP的协议驱动，与总线协议相比，BACnet协议更具开放性和互操作性，且在HMI和不同的现场设备进行信息通讯的时候不需要其他的附加设备。MS/TP(Master-Slave/Token-Passing)协议作为BACnet数据链路层的一种选择方案,由于其实时性、稳定性和可靠性的特点，被广泛地应用于BACnet产品。因此，基于嵌入式技术的MS/TP协议研究与设计对于促进BACnet协议的应用和推广、加快智能化楼宇的发展进程有着十分重要的作用。基于此，本文主要对基于BACnet协议的智能楼宇控制系统设计进行了分析与探讨，以供同仁参考。
二、基于BACnet的智能楼宇控制系统设计
基于BACnet协议的智能楼宇控制系统，现场使用BACnet/MSTP 协议，通过路由器后使用BACnet/IP协议与Webtalk相接。采用BACnet 文件服务下载/上传二次编程文件，采用BACnet 设定与修改设备ID。用统一的BACnet 路由器BR-50，将现场BACnet／MSTP 总线转化为BACnet／IP 协议。为了提高通讯效率，避免阻塞，采用数据缓冲技术下载变量表。具有全局控制逻辑编程功能，具有时钟同步的功能、时间表功能、跨网络读写的功能以及BBMD 的功能。楼控DDC 与智能控制系统采用统一的架构，包括统一的逻辑文件、统一的输入端口硬件设计与文件定义方式，可通过跳线及文件设定将一个通用输入端口设置成开关量输入/0-10V/4 -20mA/任意Ｋ值和Beta值的NTC 温度测头。楼控的Modbus 网关与能耗计量的Modbus 网关采用统一的映射文件及编程工具，统一的数据下载／上传方法。在数据平台上，采用统一的WebTalk数据服务器。双核64位CPU，Linux 操作系统，64G固态存储器；
NET1以太网接口，上层平台数据集成接口。NET2 以太网接口，区域下层网络数据集成接口；支持BACnet IP／Ethernet标准通讯协议。支持ModbusTCP或UDP数据接口。支持Web 浏览，内嵌图形化组态软件，数据报警管理，数据存储管理，历史数据趋势记录，支持100 位用户Web 访问，支持数据报表和柱状图显示。
如图1所示，BCX-H1216、BCX-H1016、BCX-H816等是开关型照明控制器，采用与楼控DDC 一样的标准，逻辑编程平台，标准协议，并通过BTL认证。区别是：1）用大功率的磁保持电力继电器，无需交流接触器即可控制20A＠220VAC 的大电流， 省去弱电控制柜，直接安装在强电柜中；2）副通讯口总线基于RS-485物理接口， 通过参数设定可将该通讯接口设置为Modbus 从口或S-BUS 总线接口，Modbus从口的功能与楼控DDC 相同，S-BUS总线采用轮询机制，最多接32个从节点，按键、人体感应等传感器均是从节点，通过通讯将消息传递给主模块，实现有效控制；3）增加能耗计量功能，计算出电压、电流、功率等电参数，从而准确感知故障状态、用电负荷， 为实现安全和节能运行提供有效手段。BCX-E466是调节型照明控制器， 其2个通讯口的技术特征与开关型一致，其AO 输出是1-10V ，连接LED驱动器，进而调节LED灯的亮度。BG-PDMX是照明控制协议DMX512转Modbus／MSTP的网关，MDX512 总线可以接入各种MDX512控制器，进而控制照明设备。
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三、基于BACnet 标准协议的智能楼宇控制系统的优越性
（1）设计简化。整个系统一体化设计，结构简单，统一的数据库平台，统一的网关。（2）减少设备种类型号。由于网关、路由器是通用的，因此一个项目所需的网关、路由器品种型号显著减少，进而方便设备的采购、储存与管理。
（2）安装调试简化。由于安装调试的技术要求统一，使得子系统之间的协调更简单，安装及调试更顺利。
（3）运维人力节省。因为是同一技术平台，通讯、编程等基本一致，因此，通常只要一人就可以实现对楼控、智能照明、能耗计量系统的整体运维。
（5）子系统之间的相互融合打破了原有的信息孤岛，实现信息共享，从而可衍生出新的功能、新的解决方案。例如，要实现这样一个逻辑，当房间有人时，空调打开，灯光打开，当房间无人时，空调关闭，灯光关闭。可以将照明控制和空调控制器合并走同一条BACnet／MSTP总线，人体感应器安装在照明控制器的副通讯口上，当发现人体感应器信号发生变化时，照明控制器通过BACnet/MSTP 总线将相关信息发送给空调控制器，从而控制空调，实现照明节能和空调节能。
四、 结束语
综上所述，本文是对一种智能楼宇中应用比较广泛的MS/TP现场控制模块进行了研究与实现。比较详实的阐述了BACnetMS/TP协议在智能楼宇中照明控制系统的实现方案，取得良好的效果。在未来的项目中，如果能设计出可相互融合的整体性应用方案，那么该系统产品将发挥更大的价值。
参考文献：
[1]杨伟斌.楼宇自控系统的智能照明控制技术[J].电子技术与软件工程.2016（03）
[2]罗启平.基于LonWorks技术的楼宇智能照明控制系统研究[J].装备制造技术.2014（11）