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摘 要：介绍了BACnet和Intranet的基本情况，研究了BACnet通向Intranet的两种技术：BACnet/IP路由器、Web技术。
关键词：BACnet TCP/IP Web技术
1、BACnet概况
BACnet（楼宇自动化控制网络）已广泛地用于智能大厦、智能小区，实现暖通空调、给排水、供配电、防火及安保等方面的监控和管理。
BACnet是由微处理设备组成的一种局域网，这些设备包括传感器、执行器、驱动器和显示仪表。为了使不同厂商生产的设备具有通用性，亦即产品和技术兼容，使系统具有开放性和互操作性，BACnet定义了18个标准对象（表1）和五大类29项服务（表2）。
BACnet是由美国采暖、制冷与空调工程师协会（ASHRAE）制定的一种数据通信协议，采用四层协议结构，分别为应用层、网络层、数据链路层和物理层，如图1所示。
表1 BACnet的标准对象类型
应用层完成报文分段，端到端流量控制，提供应用程序接口。
网络层完成地址解析、路由，协调底层网络的可靠传输。
数据链路层和物理层采用以下五种局域网技术：
（1）IEEE802．2逻辑链路控制LLC加介质访问MAC，IEEE802．3是以太网（Ethernet）协议，为底层局域网的发展方向。
（2）IEEE802．2加ARCNET，ARCNET是令牌传递网，采用嵌入式网络技术，支持EIA－485。
（3）MS／TP（主从／令牌传递）协议加EIA－485，是一种屏蔽双绞线局域网，提供通信速率高达76kbit/s。
（4）PTP（点到点协议）加EIA－232，为拨号串行异步通信提供通信机制。
（5）LON TALK协议，具有OSI模型的全部七层协议，其中第七层是一个活化的应用处理器，用户可以自行开发，执行由用户自编的应用程序及其调用的操作系统。
乍看起来，BACnet这5种局域网协议比较复杂，其实都是为了与不同厂家、不同设备可能采用的各种通信协议进行互联的全面考虑，是当今楼宇自动化控制的最佳解决方案。
2
通向Intranet环境
2.1
Intranet环境
Intranet是采用TCP／IP协议的、Web技术的、考虑安全的企业内部信息网络。它的规模有大有小，大到拥有成千上万台计算机组成的跨国企业网，小的只有不足十台的计算机工作小组网。发展水平有高有低，高的能动态访问动态数据库，低的只能静态访问一些数据。
从网络的角度看，Intranet属于高层网络，BACnet属于低层网络，将BACnet接入Intranet具有三个不同的层次：监控层（局域网）、管理层（城域网）、信息层（广域网），如图2所示。
监控层：监控层是BACnet的底层网络，由BACnet网络、BACnet设备完成测量、诊断和控制，由计算机软件完成信息的实时测控、故障报警及现场处理。
管理层：将BACnet监控层的实时数据集成到Web服务器，生成各种数据、图表，进行优化处理、编辑各种文件、实现动态管理。
信息层：将BACnet监控层、管理层、通信网络融为一体，实现数据共享、主体优化、操作开放。有关人员登录到Web服务器，可以根据赋予的权限，进行相关的监控和管理。
2.2 TCP／IP协议
TCP／IP是开放的、不受任何厂商控制的、在局域网和广域网间深受欢迎的协议标准。网络BACnet接入Internet/Intranet是由TCP／IP完成的。
TCP／IP是OSI模型的简化，是一个四层结构：应用层、运输层、网络层、链路层，OSI中的表示层、会话层功能并入应用层完成，显然它比BACnet多了一个运输层。
TCP／IP为网络硬件提供一个32位长的逻辑地址，称为IP地址。网络的运行，在IP地址引导下依赖两种主要技术：
（1）在两个网络中选择路由，这是由IP协议完成的。
（2）可靠地将数据“包”从一处传递到另一处，这是由TCP协议完成的。
1999年1月，常设标准方案135委员会（SSPC135）开发了新的互联协议，称为BACnet／IP，并作为BACnet标准附件J，成为第六个局域网互联技术。
BACnet设备与Internet/Intranet进行通信，必须采用TCP／IP协议，这就需要采用附加的传输层协议，有两种传输层协议：即TCP和UDP。TCP提供面向连接的、可靠的端到端服务，UDP是一种简单的无连接的不可靠的数据报服务。由于BACnet协议已经提供包传输的可靠保证，因此采用UDP是合理的有效的。
TCP／IP协议通常在网络层由路由器实现互联。图3所示采用BACnet／IP路由器互联BACnet网络与Intranet。
BACnet／IP路由器将BACnet报文加上一些控制信息，作为UDP报文的数据传输段，封装进入IP帧中，完成BACnet数据帧与IP数据帧之间的转换。图中左边BACnet传递的是BACnet数据帧，右边Intranet传递的是IP数据帧。
在图3中，应用层和传输层都是端到端，网络层是逐跳协议。BACnet／IP路由器具有两个接口层：BACnet驱动程序接口层和Intranet驱动程序接口层。
2．3 Web技术 WWW（Wide World Web）Internet/Intranet的重要资源，它是一个多媒体信息系统，如果说WWW是一个图书馆，那么Web
就是图书馆中的一本书，而HP是一本书的主页。
Web是存放在网络服务器一系列完整的信息，每时每刻都有不断的信息到达。Web技术的基本模式是浏览器／服务器的组合，它可以实现信息的发布和接收。
CGI（common Gateway Interface）是web服务器与外部应用程序互交的一个网关，以协议转换的方式互联Intranet
与BACnet远程网络。通过它可以在Intranet上获取信息，加载控制，实现Web服务器与BACnet数据之间的双向数据传送；BACnet数据从BACnet
设备实时传递给Web服务器，控制信息从Web服务器实时加载到BACnet网络，如图4所示。
Web服务器与BACnet数据之间双向传输的工作机制是：
（１）在服务器一侧的登录者通过Web浏览器浏览到需要的主页后，通过超文本传输协议（HTTP）向Web服务器发出请求。
HTTP定义了Web的通信交换机制、请求与回应格式以及各种数据对象等。
图4 BACnet数据与Web服务器之间双向传输
（２）服务器的HTTP Daemon（守护进程）将请求通过环境变量传递给主页指定的CGI。
环境变量内容有协议的版本号，服务器的名字，客户端的IP地址及域名，请求方式、内容及编码，访问信息的合法性及其输入信息。
（３）CGI将交互主页中用户输入的信息提取出来，调用相应的处理程序进行以下工作：
之一，完成客户端与服务器的交互操作，允许采用各种语言去实现HTTP、HTML无法实现的功能。
之二，当需要查询各种历史数据时，传递给静态数据库。
之三，沟通不同的服务平台，如办公自动化平台、通令自动化平台。
（４）通过信道传递到BACnet动态数据库（由BACnet网络、BACnet设备、BACnet数据组成）。
现代通信网络：PSTN、DDN、F·R、ISDN、XDSL、ATM是沟通BACnet和Intranet的信道。
（5）BACnet数据的反馈信息由BACnet网络通过HTML文件返回给服务器，最终显示在屏幕上。
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结束语
Intranet是Internet的一个缩影，借助于TCP／AP协议，正在寻求全球的计算机系统、通信系统、控制系统进行集成。BACnet接入Intranet为智能建筑的远程控制和管理提供廉价的、有效的一体化解决方案，其未来具有广泛的应用前景，是智能建筑发展的必然趋势。 |
