詳析樓控里的BACnet、CANbus、LonWorks三種技術(shù)
BACnet、CANbus、LonWorks是三種不同的通信協(xié)議或技術(shù),它們各自具有獨(dú)特的特點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域。以下是對(duì)這三種技術(shù)的詳細(xì)分析:
01、BACnet
BACnet(Building Automation and Control networks)是用于智能建筑的通信協(xié)議。它由國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)、美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)(ANSI)及美國(guó)采暖、制冷與空調(diào)工程師學(xué)會(huì)(ASHRAE)定義,主要用于樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)的通信。BACnet協(xié)議支持多種物理層標(biāo)準(zhǔn),如以太網(wǎng)、MS/TP(一種基于RS-485的變體)、ARCNET等,并且可以跨不同的硬件平臺(tái)無(wú)縫工作。
BACnet的關(guān)鍵特點(diǎn)包括:
對(duì)象模型:定義了不同類型的設(shè)備如何相互交互以及它們?nèi)绾蚊枋鲎陨淼哪芰头?wù)?;ゲ僮餍裕翰煌圃焐痰脑O(shè)備能夠輕松地集成在一起,形成一個(gè)完整的樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)。廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域:可用于暖通空調(diào)系統(tǒng)(HVAC)、照明控制、門禁系統(tǒng)、火警偵測(cè)系統(tǒng)及其相關(guān)的設(shè)備。
BACnet還指定了數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)上的表示方式以及用于將數(shù)據(jù)從 BACnet 的一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)搅硪还?jié)點(diǎn)的服務(wù)。它還具有識(shí)別網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)的消息。
BACnet被建筑物所有者和系統(tǒng)規(guī)范者用作互操作系統(tǒng)規(guī)范的工具。該協(xié)議不會(huì)改變指示消費(fèi)者需求的需要。因此,它僅提供一些一致的工具來(lái)幫助創(chuàng)建和規(guī)范可互操作的系統(tǒng)。
BACnet協(xié)議用于所有類型的自動(dòng)化樓宇系統(tǒng)。因此,在安全、消防、照明、電梯、HVAC 等不同類別中存在可互操作的產(chǎn)品。該協(xié)議通過(guò)簡(jiǎn)單地定義自動(dòng)化設(shè)備的通用工作模型(一種用于定義自動(dòng)化設(shè)備數(shù)據(jù)的技術(shù))來(lái)簡(jiǎn)單地解決互操作性目標(biāo),包括一種用于解釋協(xié)議的技術(shù),單個(gè)設(shè)備可以利用該協(xié)議來(lái)詢問(wèn)另一個(gè)設(shè)備以執(zhí)行某些首選操作。
BACnet 協(xié)議的優(yōu)點(diǎn)包括以下幾點(diǎn):
BACnet協(xié)議專為樓宇自動(dòng)化和控制網(wǎng)絡(luò)而設(shè)計(jì)。它不依賴于當(dāng)前的 LAN 或 WAN 技術(shù)。它是美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)和歐洲預(yù)標(biāo)準(zhǔn)。它可以完全擴(kuò)展,從小型單一建筑應(yīng)用到通用設(shè)備網(wǎng)絡(luò)。BACnet的實(shí)施者可以安全地包含非標(biāo)準(zhǔn)擴(kuò)展和增強(qiáng)功能,而不會(huì)影響現(xiàn)有的互操作性。它得到了 Dunham-Bush、Carrier、McQuay、York & Trane 等不同冷水機(jī)制造商的支持。在實(shí)際的樓宇控制應(yīng)用中,該協(xié)議有著良好的記錄。
BACnet 協(xié)議的使用包括以下內(nèi)容:
BACnet 用于 HVAC 應(yīng)用、消防控制、照明控制、安全、警報(bào)以及與公用事業(yè)公司的接口,該協(xié)議專為樓宇自動(dòng)化和控制應(yīng)用而設(shè)計(jì)。該協(xié)議用于提供機(jī)制,特別是為自動(dòng)化設(shè)備提供用于交換數(shù)據(jù)的機(jī)制,而不管它們執(zhí)行的特定建筑服務(wù)如何該協(xié)議可供數(shù)字控制器、計(jì)算機(jī)和特定應(yīng)用的單一控制器使用,具有同等效果。BACnet協(xié)議最初是為了開(kāi)發(fā)樓宇自動(dòng)化設(shè)備之間的互操作性而開(kāi)發(fā)的;然而,它的數(shù)據(jù)描述以及靈活的架構(gòu)將使其能夠在廣泛的控制應(yīng)用中工作。這是一個(gè)面向?qū)ο蟮膮f(xié)議,因此用于表示網(wǎng)絡(luò)可訪問(wèn)的控制設(shè)備。
02、CANbus
CANbus(Controller Area Network Bus),即控制器局域網(wǎng)總線,是一種實(shí)時(shí)應(yīng)用的串行通信協(xié)議,主要用于汽車內(nèi)部各控制單元(ECU)之間的數(shù)據(jù)交換和信息傳遞,特別適用于汽車和其他工業(yè)環(huán)境中的微控制器網(wǎng)絡(luò)。它最初由博世公司為汽車應(yīng)用而開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì),并于1986年首次在汽車上使用,目的是簡(jiǎn)化車輛內(nèi)部線束的復(fù)雜程度,提供一種高效的通信系統(tǒng)。
它可以使用雙紋線來(lái)傳輸信號(hào),是世界上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場(chǎng)總線之一。用于汽車中各種不同元件之間的通信,以此取代昂貴而笨重的配電線束。它的特性包括完整性的串行數(shù)據(jù)通訊、提供實(shí)時(shí)支持、傳輸速率高達(dá)1Mb/s、同時(shí)具有11位的尋址以及檢錯(cuò)能力。支持多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),如總線型、星型等。設(shè)備簡(jiǎn)單,布線成本低。
CANbus的主要特點(diǎn)包括:
多主、多從、半雙工通信:支持多主控器配置,允許網(wǎng)絡(luò)中的多個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)發(fā)送和接收數(shù)據(jù),任何設(shè)備都可以在任何時(shí)刻發(fā)送消息,而無(wú)需事先請(qǐng)求。強(qiáng)大的容錯(cuò)能力:通過(guò)特定的通信協(xié)議和錯(cuò)誤檢測(cè)機(jī)制,確保數(shù)據(jù)的正確、可靠傳輸。廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域:該協(xié)議的健壯性使其用途延伸到其他自動(dòng)化和工業(yè)應(yīng)用。除了汽車領(lǐng)域外,還逐漸應(yīng)用于船舶、航空航天等領(lǐng)域。
應(yīng)用場(chǎng)景:汽車電子:比如發(fā)動(dòng)機(jī)控制/防抱死剎車系統(tǒng)/安全氣囊等。工業(yè)自動(dòng)化:比如生產(chǎn)線上的機(jī)器,需要互相協(xié)調(diào)工作。醫(yī)療設(shè)備:醫(yī)院里的各種儀器,需要聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控。智能家居:家里的安全系統(tǒng)、燈光控制等。
拿汽車來(lái)說(shuō),CANbus總線在汽車?yán)锞拖袷莻€(gè)信息高速公路。比如,你開(kāi)車的時(shí)候踩油門,油門的位置傳感器就會(huì)告訴發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元(ECU)你踩了多少油門。ECU就會(huì)根據(jù)你踩的力度和發(fā)動(dòng)機(jī)的情況,告訴噴油器和點(diǎn)火系統(tǒng)怎么工作。同時(shí),ECU還會(huì)跟防抱死剎車系統(tǒng)(ABS)“聊天”,確保車在加速的時(shí)候還能穩(wěn)穩(wěn)的。通過(guò)CANbus總線,汽車?yán)锏母鞣N電子設(shè)備能互相聊天,協(xié)調(diào)工作,這樣車不僅跑得快,還更安全,更舒適。所以,CANbus總線在汽車?yán)锞拖袷且粋€(gè)不可或缺的信息傳遞者。
03、LonWorks
LonWorks(Local Operating Network)是一個(gè)開(kāi)放的、全分布式監(jiān)控系統(tǒng)專用網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)技術(shù)。它使用了具有分布控制與通信聯(lián)網(wǎng)功能的大規(guī)模集成的神經(jīng)元芯片(Neuron Chips)構(gòu)成各個(gè)智能監(jiān)控節(jié)點(diǎn)(Node),通過(guò)網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器(TranReceiver)及網(wǎng)絡(luò)通信媒體將各節(jié)點(diǎn)構(gòu)成全分布式局部操作網(wǎng)絡(luò)(簡(jiǎn)稱LON網(wǎng))。
LonWorks技術(shù)的特點(diǎn)包括:
開(kāi)放的通信協(xié)議:LonTalk協(xié)議是開(kāi)放的,實(shí)現(xiàn)遵守該協(xié)議的各家產(chǎn)品互聯(lián)成為可能。高度集成的神經(jīng)元芯片:內(nèi)部包含多個(gè)CPU、RAM、E2PROM、ROM以及I/O接口等,功能強(qiáng)大。支持多種通信介質(zhì):包括雙絞線、電力線、同軸電纜、光纖、無(wú)線射頻、紅外線等。廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域:主要用于智能建筑(如大型賓館、飯店、寫(xiě)字樓、現(xiàn)代高檔住宅)的建筑設(shè)備自動(dòng)化系統(tǒng)(BAS)、工業(yè)自動(dòng)化、航空航天技術(shù)等領(lǐng)域。
04、三者比較
應(yīng)用領(lǐng)域:BACnet主要用于樓宇自動(dòng)化系統(tǒng),CANbus主要用于汽車內(nèi)部通信,而LonWorks則廣泛應(yīng)用于智能建筑和工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域。
通信協(xié)議:BACnet和LonWorks都采用了開(kāi)放的通信協(xié)議,支持多種物理層和數(shù)據(jù)鏈路層標(biāo)準(zhǔn)。而CANbus則主要使用其特有的通信協(xié)議。
系統(tǒng)架構(gòu):BACnet采用了分層的體系架構(gòu),需要使用網(wǎng)關(guān)進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換;LonWorks則采用了平坦的體系架構(gòu),支持整個(gè)系統(tǒng)的尋址要求,同時(shí)允許對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行邏輯分段;CANbus則具有多主、多從、半雙工及強(qiáng)大的容錯(cuò)能力,適用于實(shí)時(shí)應(yīng)用的串行通訊。
BACnet、CANbus、LonWorks都是各自領(lǐng)域內(nèi)的重要通信協(xié)議或技術(shù),它們各自具有獨(dú)特的特點(diǎn)和應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。在實(shí)際應(yīng)用中,需要根據(jù)具體的需求和場(chǎng)景選擇合適的通信協(xié)議或技術(shù)。