BACnet 프로토콜 : 아키텍처, 작업, 유형, 개체 및 응용

BACnet 프로토콜은 1987년 ASHRAE 또는 American Society of Heating, Refrigerating & Air-Conditioning Engineers라는 위원회에 의해 개발되었습니다. 이 위원회의 주요 모토는 다양한 제조업체의 시스템이 쾌적한 방식으로 통신할 수 있는 프로토콜을 만드는 것입니다. . 따라서 이 프로토콜은 ASHRAE의 등록 브랜드입니다. 시간 프로토콜이 개발된 이후 공개 동의 절차로 지속적인 변경을 겪고 있습니다. 모든 이해 관계자가 수수료 없이 참여할 수 있도록 합니다. 따라서 이 기사에서는 백넷 프로토콜 기본 – 응용 프로그램 작업.

BACnet 프로토콜이란 무엇입니까?

데이터 통신 프로토콜 자동화된 제어 네트워크를 구축하는 데 사용되는 BACnet 또는 빌딩 자동화 제어 네트워크로 알려져 있습니다. 이 데이터 통신 프로토콜은 협력하는 빌딩 자동화 장치 간의 상호 운용성을 위해 사용되는 ISO 및 ANSI 표준입니다. Bacnet 프로토콜에는 일반적인 방식으로 특정 명령 또는 요청을 형성하기 위해 사용할 케이블 유형에서 모든 것을 다루는 컴퓨터 네트워크에서 데이터 교환을 관리하기 위한 일련의 규칙이 포함되어 있습니다.

광범위한 장비에서 상호 운용성을 확보하기 위해 BACnet 사양에는 세 가지 주요 부분이 포함됩니다. 1차, 2차, 3차. 따라서 주요 부분은 모든 종류의 빌딩 자동화 장치를 일반적인 방식으로 표현하는 기술을 정의합니다.

두 번째 부분은 이러한 장비를 확인하고 관리하기 위해 컴퓨터 네트워크를 통해 전송할 수 있는 메시지를 설명합니다. 마지막 부분은 BACnet 통신을 전달하는 데 사용되는 적절한 LAN 세트를 설명합니다.

Bacnet 프로토콜이 필요한 이유는 무엇입니까?

그만큼 BACnet 프로토콜의 중요성 BACnet의 다른 구성 요소 및 시스템을 통해 상호 운용 가능한 시스템뿐만 아니라 구성 요소를 구축하기 위해 제조업체가 실행할 수 있는 일반적인 기술을 정의하는 것입니다.

또한 BACnet의 한 노드에서 다른 노드로 데이터를 전송하는 데 사용되는 서비스뿐만 아니라 네트워크에서 데이터가 의미되는 방식을 지정합니다. 또한 네트워크 및 데이터 노드를 인식하는 메시지가 있습니다.

BACnet은 건물 소유자 및 시스템 지정자가 상호 운용 가능한 시스템 사양을 위한 도구로 사용됩니다. 이 프로토콜은 소비자가 필요로 하는 것을 표시할 필요성을 변경하지 않습니다. 따라서 상호 운용할 수 있는 시스템의 생성 및 사양을 지원하는 몇 가지 일관된 도구를 제공합니다.

BACnet 프로토콜은 모든 유형의 자동화 빌딩 시스템에 사용됩니다. 따라서 보안, 화재, 조명, 엘리베이터, HVAC 등과 같은 다양한 범주 내에서 상호 운용 가능한 제품을 사용할 수 있습니다. 이 프로토콜은 단순히 자동화 장치의 일반적인 작업 모델을 정의함으로써 상호 운용성 목표를 해결합니다. 또한 단일 장치가 선호하는 작업을 실행하기 위해 하나 이상의 장치를 조회하는 데 사용할 수 있는 프로토콜을 설명하는 데 사용되는 기술을 포함합니다.

Bacnet 프로토콜 아키텍처

BACnet 프로토콜 아키텍처는 주로 조명 제어, HVAC 및 게이트웨이로 제한됩니다. 이 프로토콜은 단문 메시지, 소규모 네트워크 및 네트워크 간에 최적화된 가볍고 효율적인 통신을 강조합니다.

BACnet 프로토콜 아키텍처는 OSI 모델 . BACnet 아키텍처의 4개 계층은 주로 Application, Network, Data Link & Physical을 포함합니다. 하지만 네트워크 계층과 응용 계층은 단순히 BACnet입니다.

위의 아키텍처는 다이어그램과 같이 서로 다른 계층을 포함하는 BACnet 프로토콜 스택입니다. 이 프로토콜은 OSI 스택의 축소 버전입니다. 전송 및 세션 계층은 사용되지 않습니다. 응용 계층은 이 두 계층의 기능을 수행합니다.

BACnet 물리 계층

BACnet의 상위 계층은 물리 계층에 의존하지 않습니다. 따라서 BACnet의 물리 계층은 BACnet이 다른 네트워크에서 실행될 수 있도록 합니다. BACnet의 물리적 계층은 ARCNET, 이더넷, IP 터널, BACnet/IP, RS-232, RS485 및 Lonworks/LonTalk로 지정되었습니다. RS232는 point-to-point 통신을 위한 것입니다. RS485는 76Kbps에서 1200m 거리에서 최대 32개의 노드를 지원합니다.

BACnet 프로토콜 링크 계층

BACnet 프로토콜은 LonTalk 또는 IEEE802.2 링크 레이어로 직접 구현됩니다. 따라서 RS232 연결을 위한 PTP(Point to Point) 데이터 링크 계층을 지정합니다. RS-485 연결을 위한 MS/TP 데이터 링크 계층을 지정합니다. 표준은 단순히 이 링크 계층에서 BACnet 장치를 통해 필요한 모든 서비스를 명시하는 BVLL(BACnet 가상 링크 계층)을 지정합니다.

IP BACnet Virtual Link Layer는 필요한 제어 데이터를 BACnet 가상 링크 제어 정보의 헤더에 캡슐화합니다. IP 덕분에 BVLL 및 BACnet 프로토콜 장치는 라우터 장치 없이도 IP 네트워크를 통해 직접 통신할 수 있습니다.

BACnet 프로토콜은 선호하는 링크 계층에 필요한 브로드캐스트를 실행하는 BBMD(BACnet 브로드캐스트 관리 장치) 개념을 활용합니다. 따라서 BACnet 브로드캐스트 메시지는 IP 기반 브로드캐스트 또는 멀티캐스트 메시지로 변경됩니다.

BACnet 네트워크 계층

이 계층은 단순히 라우팅에 필요한 네트워크 주소를 지정합니다. BACnet 네트워크는 유사한 LAN 기술을 활용하면 브리지로 연결되는 최소한 하나 이상의 세그먼트를 포함합니다. 다양한 LAN 프로토콜을 사용하는 경우 라우터를 통해 연결됩니다.

애플리케이션 계층

BACnet은 프레젠테이션 계층과 응용 계층을 분리하지 않습니다. 따라서 일반적으로 세션 및 전송 계층과 연결된 안정성 및 시퀀싱 또는 분할 메커니즘을 처리합니다. BACnet은 ASN.1 구문으로 설명되고 ASN.1 BER로 직렬화되는 서비스 프리미티브를 교환하기 위한 객체와 같은 장치를 포함합니다.

BACnet 보안 계층

BACnet 보안의 개념은 BACnet 장치 A가 장치 B를 통해 보안 통신을 설정하기 위해 키 서버에 세션 키를 요청하면 이 키가 장치 A와 장치 B 모두에 전송되는 예를 들어 쉽게 이해할 수 있습니다. 'SKab'으로 알려진 키 서버를 통해. BACnet 프로토콜은 56비트 DES 암호화를 사용합니다.

Bacnet 프로토콜은 어떻게 작동합니까?

BACnet은 화재 경보기, HVAC 및 경계 보안과 같은 모니터링 시스템은 물론 서로 다른 종류의 제조업체의 건물 자동화를 허용하여 작동하는 일반적인 전자 통신 프로토콜입니다. 이 프로토콜은 TCP/IP를 포함한 거의 모든 일반 데이터 프로토콜과 함께 작동할 수 있습니다.

BACnet 프로토콜은 운영자가 단일 애플리케이션 내에서 다양한 빌딩 시스템을 구성, 관찰 및 제어할 수 있도록 하는 포괄적인 BMS(빌딩 관리 시스템) 개발을 가능하게 합니다.
이 프로토콜은 실행할 수 있는 자동화의 유연성 및 범위를 확장하는 데에도 사용됩니다. 예를 들어, 화재 방지 시스템이 화재를 감지하면 시스템이 다음으로 명령을 보내도록 자동화 시스템을 설정할 수 있습니다.

• 엘리베이터의 제어 시스템에 모든 엘리베이터를 즉시 1층으로 보냅니다.
• 건물의 호출 시스템으로 가청 음성 신호를 전송하여 건물의 거주자에게 화재가 감지된 곳과 건물에서 나가는 방법을 알립니다.
• 건물의 오디오 또는 영상 시스템에서 회의실 내 TV 디스플레이의 플래시 메시지에 이르기까지.
• 건물의 시설 및 엔지니어링 팀에 문자 메시지를 통해 경고를 보내기 위한 전화 시스템 인터페이스로.

BACnet 프로토콜을 사용하면 모든 데이터가 객체로 표시됩니다. 따라서 각 개체는 장치 또는 구성 요소에 대한 데이터를 의미합니다. 객체와 같은 정보를 의미하는 것은 단순히 최신 객체를 형성할 수 있다는 이점을 제공합니다. 그렇지 않으면 사용자의 요구 사항에 따라 기존 객체를 수정할 수 있습니다.

객체는 물리적 정보(물리적 입력, 출력)와 비물리적 정보(소프트웨어/계산)를 의미합니다. 모든 객체가 정보의 단일 부분을 나타낼 수 있다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 그렇지 않으면 동일하고 정확한 기능을 실행하는 정보 그룹입니다.

BACnet 개체

BACnet 개체는 통신은 물론 i/ps, o/ps, 소프트웨어 및 계산과 관련된 데이터 그룹을 실행할 수 있도록 하는 개념입니다. BACnet 개체는 단일 포인트, 논리 그룹, 프로그램 논리, 일정 및 기록 데이터와 같은 다양한 방식으로 자체적으로 표시될 수 있습니다.

BACnet 개체는 물리적 및 비물리적입니다. 예를 들어 온도 조절기는 물리적 개념으로 간주되고 HVAC 시스템은 출력 장치로 간주됩니다. 비물리적 개념의 가장 좋은 예는 소프트웨어 형식의 HVAC 유지 관리 일정입니다.

모든 BACnet 개체는 정보 교환 및 명령의 다른 속성을 포함합니다. 이러한 속성은 두 개의 열이 있는 표 형식으로 표시됩니다. 첫 번째 열에는 속성의 이름이 포함되고 두 번째 열에는 속성 값이 표시됩니다. 두 번째 열에서 정보는 쓰기 가능/읽기 전용 형식으로 존재할 수 있습니다.

건물 내 센서의 바이너리 입력에 대한 BACnet 개체의 예는 아래와 같습니다.

위의 표에서 처음 4개의 속성은 BACnet 표준에 따라 필요한 반면 마지막 2개의 속성은 단순히 선택 사항으로 간주됩니다. 따라서 이러한 선택적 개체는 개발자에게 자주 필요하지만 해당 개체는 BACnet의 표준과 일치해야 합니다. 이 예에서는 개체의 속성 중 일부만 보여줍니다. 실생활에서, 특히 빌딩 자동화 설정에서는 객체 내에 다른 속성이 있을 것입니다. 대부분의 전문가 및 출처는 빌딩 자동화 시스템에 사용되는 23개의 표준 BACnet 개체가 있다고 지정합니다. 따라서 표준 개체는 BACnet 표준에서 작동합니다.

23개의 표준 BACnet 개체는 Binary i/p, Binary o/p, Binary 값, Analog i/p, Analog o/p, 아날로그 값, 평균화, LifeSafety Zone, LifeSafety Point, Multi-State i/p, Multi-State입니다. o/p, 다중 상태 값, 루프, 달력, 알림 클래스, 명령, 파일, 프로그램, 일정, 추세 로그, 그룹, 이벤트 등록 및 장치.

일단 개체 집합이 특정 기능을 실행하면 이를 BACnet 장치라고 합니다. 이러한 모든 개체에는 식별자, 데이터 유형 및 읽기 전용, 다른 장치를 통해 수정된 등의 추가 정보가 포함되어야 합니다.

다른 유형

다른 BACnet 프로토콜의 종류 아래에서 논의됩니다.

BACnet/IP

이것은 일반적으로 기존 VLAN 및 WAN 네트워크에서 사용됩니다. 따라서 장치는 허브 또는 이더넷 스위치에 직접 연결할 수 있습니다. 이 LAN은 고성능 및 고속 유형이지만 매우 비쌉니다. BACnet/IP는 기존 IP 인프라와의 호환성을 위해 UDP/IP를 활용합니다. BACnet/IP가 여러 IP 서브넷과 함께 사용되면 BBMD(BACnet 브로드캐스트 관리 장치)로 알려진 추가 장치 기능이 서브넷 간 BACnet의 브로드캐스트 메시지를 처리하는 데 필요합니다.

BACnet MS/TP

이러한 종류의 LAN은 최대 4k 피트까지 신호를 보내기 위해 EIA-485 트위스트 페어를 사용합니다. 따라서 단일 및 응용 프로그램별 컨트롤러에 사용되는 매우 유명한 유형의 BACnet LAN입니다. 이 BACnet MS/TP는 비싸지 않습니다.

BACnet ISO 8802-3(이더넷)

BACnet은 다음과 함께 직접 사용됩니다. 이더넷 8802-3 네트워크는 속도 및 비용면에서 BACnet/IP와 유사하지만 IP 라우터를 사용하지 않는 단일 물리적 인프라로 제한됩니다.

아크넷을 통한 BACnet

이 BACnet은 EIA-485 이상의 2.5Mbs 동축 및 156Kbs와 같은 두 가지 형식을 포함하는 MAC 유형입니다. 이 BACnet은 ARCNET을 사용하는 제한된 수의 공급업체에서 지원합니다.

BACnet 지점간

이 BACnet 지점 간은 단순히 전화 접속 전화 네트워크를 통해 사용됩니다. 일반적으로 직접 EIA-232 연결은 더 이상 직접 이더넷 연결에 사용되지 않습니다.

LonTalk 외부 프레임을 통한 BACnet

이 BACnet은 단순히 BACnet 메시지를 전달하기 위한 LonTalk의 전송 구성 요소를 허용합니다. 그러나 두 프로토콜은 상호 운용할 수 없습니다.

ZigBee를 통한 BACnet

일반적으로 이 MAC은 보다 저렴한 장치에 사용되는 무선 메시 네트워크입니다. 따라서 일반적으로 기본 BACnet 전송이 아닌 ZigBee 장치의 게이트웨이로 사용됩니다.

Bacnet-Modbus 변환기

Protocon-P3 게이트웨이는 HVAC, 출입 통제, 조명 제어 및 화재 감지 시스템 및 관련 장비와 같은 다양한 애플리케이션에서 자동화 시스템을 설계하는 데 사용되는 BACnet-Modbus 변환기입니다. Protocon-P3 게이트웨이는 이러한 BACnet 시스템 및 장치를 Modbus RTU 프로토콜 및 Modbus TCP/IP를 통해 Modbus 기반 관리 시스템과 결합합니다.

Bacnet to Modbus Converter의 주요 기능은 다음과 같습니다.

• 빠른 진단을 위한 LED가 있는 전면 패널이 포함되어 있습니다.
• Windows 기반 구성 유틸리티.
• TCP 마스터/슬레이브 또는 Modbus RTU에 대한 최대 100개의 BACnet 장치 인터페이스를 지원합니다.
• 최대 5K 매핑 포인트를 인터페이스할 수 있는 용량이 있습니다.
• COV 비트 패킹 기능을 지원합니다.

Bacnet 프로토콜 대 Modbus

Bacnet Protocol과 Modbus의 차이점은 다음과 같습니다.

장점

그만큼 Bacnet 프로토콜의 장점 다음을 포함합니다.

• BACnet 프로토콜은 특히 빌딩 자동화 및 제어 네트워크용으로 설계되었습니다.
• 현재의 LAN 또는 WAN 기술에 의존하지 않습니다.
• 미국 국가 표준 및 유럽 사전 표준입니다.
• 소규모 단일 건물 응용 프로그램에서 장치의 범용 네트워크까지 완전히 확장할 수 있습니다.
• BACnet의 구현자는 기존 상호 운용성에 영향을 주지 않으면서 비표준 확장과 향상된 기능을 안전하게 포함할 수 있습니다.
• 미국과 유럽에서 가장 유명한 소방 회사에서 채택하고 있습니다.
• Dunham-Bush, Carrier, McQuay, York & Trane과 같은 다양한 냉각기 제조업체에서 지원합니다.
• 실제 건물 제어 응용 프로그램에서 이 프로토콜은 입증된 실적을 가지고 있습니다.

단점

그만큼 Bacnet 프로토콜의 단점 다음을 포함합니다.

BACnet 프로토콜의 주요 단점은 호환 문제였습니다. 그래서 이 문제 때문에 2000년에 BTL(BACnet Testing Laboratories)이 도입되었습니다. BTL은 규정 준수 및 독립 테스트 기관입니다. 이것의 주요 목적은 BACnet의 제품을 테스트하여 표준을 준수하는지 확인하는 것입니다. 승인되면 제품은 BTL의 로고를 얻을 것입니다.

이 프로토콜에서 널리 발견되는 문제 또는 순 가치 공격은 다음과 같습니다. 스푸핑 및 인증 부족, DoS 공격, 고정된 네트워크 연결, 장치에 대한 암호화 및 쓰기 액세스 부족.

애플리케이션

그만큼 Bacnet 프로토콜 사용 다음을 포함합니다.

• BACnet은 HVAC 애플리케이션, 화재 제어 조명 제어, 보안, 경보 및 유틸리티 회사와의 인터페이스에 사용됩니다.
• 이 프로토콜은 건물 자동화 및 제어 응용 프로그램을 위해 특별히 설계되었습니다.
• 이 프로토콜은 특히 수행하는 특정 건물 서비스와 상관없이 데이터를 교환하기 위한 자동화 장치에 메커니즘을 제공하는 데 사용됩니다.
• 이 프로토콜은 디지털 컨트롤러, 컴퓨터 및 응용 프로그램별, 그렇지 않으면 동일한 효과를 가진 단일 컨트롤러에서 사용할 수 있습니다.
• BACnet 프로토콜은 처음에 빌딩 자동화 장치 간의 상호 운용성을 개발하기 위해 개발되었습니다. 그러나 데이터 설명과 유연한 아키텍처로 인해 광범위한 제어 응용 프로그램 내에서 작동합니다.
• 이것은 객체 지향 프로토콜이므로 네트워크 액세스 가능한 제어 장비를 나타내는 데 사용됩니다.

따라서 이것은 Bacnet 프로토콜 개요 – 작업 응용 프로그램과 함께. 이것은 자동화를 구축하고 다른 시스템을 연결하는 데 사용되는 최고의 프로토콜입니다. 따라서 IoT 기술의 Bacnet Protocol은 큰 미래를 가지고 있으며 비약적으로 발전할 것입니다. 이 프로토콜은 확장성 관점에서도 훌륭한 솔루션을 제공합니다. 애플리케이션의 중요도와 수요를 고려하여 안전성을 부여하고 보안을 염두에 두고 개발해야 합니다. 표준의 부재를 고려할 때 벤더가 준수하고 실행할 수 있는 올바른 표준을 정의해야 합니다. I2S 프로토콜이 무엇입니까?