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摘要：描述BACnet協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)，分析BACnet控制器的功能，論證基于嵌入式Linux開發(fā)BACnet控制器的可行性；給出BACnet控制器軟件的體系結(jié)構(gòu)及其軟件設(shè)計。
關(guān)鍵詞：BACnet 控制器 樓宇控制設(shè)備 嵌入式Linux 體系結(jié)構(gòu)
BACnet協(xié)議是一種為樓宇自動控制網(wǎng)絡(luò)所制定的數(shù)據(jù)通信協(xié)議。該協(xié)議已成為美國國家標準（ANSI/ASHRAE 135-1995）和歐盟標準草案，并在2000年成為草案級標準。其中定義了23個對象和42個服務(wù)，以及5個數(shù)據(jù)鏈路的局域網(wǎng)底層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。1999年1月正式發(fā)布了附錄135a，成為標準的附件J，確定BACnet/IP技術(shù)的第6個局域網(wǎng)互聯(lián)的底層技術(shù)。
1 BACnet網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和控制器功能分析
1.1 BACnet網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)
BACnet建立在包含四個層次的簡化分層體系結(jié)構(gòu)上。這四層相當于OSI模型中的物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層。BACnet標準定義自已的應(yīng)用層和簡單的網(wǎng)絡(luò)層，對于其數(shù)據(jù)鏈路層和物理層，提供了五種選擇方案，在附件J-BACnet/IP中加入了對IP的支持。
圖1是BACnet/IP網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)層次圖。BACnet沒有對應(yīng)于OSI的第四、五、六層，也就是說，BACnet沒有傳輸層、會話層和表示層。BACnet網(wǎng)絡(luò)層屏蔽了底層采用的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的差異。
1.2 BACnet控制器的功能分析
在一個BACnet控制網(wǎng)絡(luò)中，一個BACnet控制器通常和多個控制設(shè)備直接相連，負責監(jiān)控這些設(shè)備的運行。概括起來說，BACnet控制器應(yīng)該具有三個方面的功能。①通信功能。BACnet控制器是一個網(wǎng)絡(luò)控制器，所以它必須能夠發(fā)送和接收BACnet報文，和其它BACnet設(shè)備進行通信。②監(jiān)視功能。BACnet控制器要監(jiān)視與它直接相連的控制設(shè)備的狀態(tài)。這樣，它就要提供數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來描述這種狀態(tài)。在BACnet協(xié)議中，描述這些狀態(tài)是用BACnet對象。BACnet協(xié)議提供了42個標準對象。③控制功能。BACnet控制器要控制與它相邊聽設(shè)備的運行，不僅要使這些設(shè)備之間具有互動能力，而且要使這些設(shè)備和系統(tǒng)的遠程設(shè)備能夠互動，所以在BACnet控制器中應(yīng)該有邏輯控制模塊來實現(xiàn)這一功能。值得注意的是，不同時間、不同地點，BACnet控制器中的控制邏輯可能是不同的，因而在BACnet控制器中要提供改變控制流程的工具。這種工具是圖形界面的，以方便用戶使用。
圖1 BACnet體系結(jié)構(gòu)層次圖
2 基于嵌入式Linux開發(fā)軟件的可行性
①Linux是一個和Unix相似、以核心為基礎(chǔ)的、*內(nèi)存保護、多任務(wù)多進程的操作系統(tǒng)。在開發(fā)過程中，可以根據(jù)實際需要，通過內(nèi)核構(gòu)筑工具對Linux內(nèi)核功能進行裁減，做成體積很小的嵌入式操作系統(tǒng)，可使其達到500KB或更小的規(guī)模。
②在實時性應(yīng)用方面，通用的Linux在強實時性應(yīng)用方面存在欠缺。Linux調(diào)度程序原來主要是針對臺式計算機操作系統(tǒng)。重點考慮的是在應(yīng)用程序的吞吐量上，即采用了一種“公平共享”的策略保證所有進程得到平均的CPU時間。在樓宇控制設(shè)備這種弱實時性應(yīng)用中，如果采用*的內(nèi)核機制、進程調(diào)度算法和較小粒度的系統(tǒng)時間（10ms），是可以滿足弱實時應(yīng)用要求的，因此，Linux可用于樓宇自動化系統(tǒng)。
③Linux是源代碼開放的操作系統(tǒng)，可以很容易得到內(nèi)核的接口和源碼，我們可以把BACnet的協(xié)議實現(xiàn)集成到內(nèi)核中去。
④Linux是自由軟件。在GNU GPL許可證協(xié)議下，可以自由使用、修改和發(fā)布，所以采用嵌入式Linux可以降低BACnet控制器的成本。
LOT 14 NEW ASSORTED 90DEG ELBOW FITTING D357577
LOT 3 NEW TRI CLOVER STAINLESS SANITARY CLAMP 1-1/2IN B
NEW WILDEN 15-1120-51 NEOPRENE PUMP VALVE SEAT 4X4X1/2I
NEW WENSLEY SOFT/HARD LEAD WOOL 5LBS D394692
NEW AQUACHEF 8024 PROGRAMMABLE AUTOMATIC FISH FEEDER B2
LOT 3 ALLEN BRADLEY 800T-P16 WHITE INDICATOR PILOT LIGH
LOT 3 SHARPE CF8M STAINLESS BALL VALVE SIZE 1/2IN NPT T
LOT 5 NEW IFM EFECTOR U20302 STAINLESS 2-HOLE MOUNTING
2IN STAINLESS SANITARY CLAMP B423356
LOT 4 NEW WILDEN 56 VALVE SEAT 2-1/2X4X5/8IN D310586
LOT 2 ALLEN BRADLEY MIX 100-C12D10 100-C12D400 CONTACTO
NEW PSC 456436 STEEL TRANSFER ROLLER 5/8IN BORE D308001
LOT 2 NEW 20XL PULLEY 1/2IN ID 20 TOOTH D340377
LOT 3 NEW NALBACH SHOULDER BOLT AGITATOR 3/8IN THREAD D
LOT 6 NEW 3IN COMPRESSION SPRING D371442
NEW ARPAC 803394 HEAT TUNNEL CURTAIN D370174
LOT 3 NEW NATIONAL ASSORTED 413246 OIL SEAL D345293
LOT 3 ROUND BALL ALIGNER FOR CONDUIT MOUNT B363738
NEW RHI8051 HEAT SHRINK TUBE D347106
NEW T&S BRASS B-505 FOOT PEDAL VALVE ASSEMBLY B258341
NEW TIPPER TIE 12-0001 ACTUATOR PISTON VALVE ASSEMBLY A
NEW HYSTER 0289827 FORKLIFT BRAKE MASTER CYLINDER REPLA
LOT 6 NEW LINK-BELT ASSORTED RC100 OFFSET LINK D257589
LOT 40 NEW MOTION INDUSTRIES 233 BUNA O-PACK D356987
LOT 189 NEW MOTION INDUSTRIES 214 O-PACK BUNA O-RING D3
NEW SERVICEFIRST SLG00031 FAN MOTOR SLINGER 6IN OD D307
LOT 3 NEW ANDERSON MACHINE 42-1267 ALUMINUM SPACER 7/16
CORCO 250047-VBA-20MC RED TOUCH TONE DESK PHONE ASSE
LOT 2 RED LION MIX CUB7T100 CUB7TVS0 8 DIGIT 50-250V-AC
FIRESTONE W01-358-7325 AIRMOUNT DOUBLE CONVULATED AIRID
NEW DURAMETALLIC JVBA1750BL3 BRONZE UNITIZED BEARING RI
NEW JAGENBERG 83.5706.83147 SPONGE ROLLER 1X4-5/8X1-9/1
LOT 2 ELECTRO INDUSTRIES FAA5-115A AMPERES DISPLAY METE
LOT 2 NEW GATES 124L075 SYNCHRO-POWER 12.38X0.75IN TIMI
LOT 3 NEW REXNORD 568-605912 MARBETT TRANSFER ROLLER D2
LOT 5 NEW LOVESHAW LD-J141 MECHANICAL BUSHING D357548
NEW SVF RK-BH-H20 KIT ACTUATOR REPAIR D236934
LOT 2 P030 010 0004 12IN STAINLESS STEEL BRAIDED HOSE
LOT 2 NEW CHICAGO RAWHIDE 7439 3/4 X 1-1/4 X .188 IN OI
NEW PNEUMATIC SCALE PSC 87359 ROTATING SHAFT 7-1/2X7/8I
LOT 2 NEW MODE ELECTRONICS 68-125-1 DV-1250 12V-DC 500M
STANLEY ED493 VIDMAR 8 DRAWER STEEL STORAGE 27X27X54IN
LOT 2 NEW OPTO 22 120A10 SOLID STATE RELAY 120/240V-AC
LOT 6 NEW GRACO ASSORTED 167-585 COMPRESSION SPRING D37
LOT 7 ALLEN BRADLEY ASSORTED 800T-B1 800T-A1 RED PUSHBU
LOT 4 ALLEN BRADLEY 700-HF32A1 RELAY SER B 120V-AC 1/3H
LOT 6 NEW BURNDY YSS2R ALUMINUM SPLICE CONNECTOR D46469
NEW THOMSON MS33LCBL400 MICROSTAGE LINEAR MOTION TABLE
LOT 4 NEW 711 3M TIMING 711X9MM BELT D318369
NEW CLAMPCO 996BP-0527 STAINLESS STEEL V-BAND CLAMP 5IN
WEATHERHEAD T-420 COLL-O-CRIMP SUPER I HOSE PRESS CRIMP
NEW HYSTER 1537409 PQ00001 FORKLIFT MOTOR COVER LEFT HA
LOT 3 SIKO DA04-0073 DIGITAL POSITION INDICATOR COUNTER
NEW HYSTER 0323229 SPIDER & BEARING FORKLIFT U-JOINT RE
2X SCHRADER BELLOWS A63211506 PK2002A001 MIXED 2X1-1/2I
LOT 2 NEW GENERAL ELECTRIC GE H7X15F3CDD LIGHT FIXTURE
LOT 2 NEW SQUARE D 9001-TF 600V-AC 120V-DC CONTACT BLOC
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LOT 180 NEW NATIONAL 226 BUNA O-RING D357194
ABB 950726 TCA CALIBRATION UNIT TESTING INTERCOMPARISON?
LOT 12 NEW 11IN COMPRESSION SPRING D364407
LOT 2 BARBER COLMAN P011-33009-72-0?-0 THERMOCOUPLE PROB
FOXBORO P0400GH FIELD BUS POWER BAR MODULE B258498
LOT 10 NEW SPRAYING SYSTEMS QVV-SS 650033 TEEJET SPRAY
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ROTO HAMMER CL-6 DUCTILE IRON CHAIN WHEEL SIZE 4-1/4 TO
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LOT 5 NEW TIMKEN ASSORTED 473228 470954 323126 471652 N
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NEW SWECO S30N81104 CHANNEL GASKET D349715
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KIMAX 3IN PROCESS PIPE COUPLING B277102
NEW THIELE TECHNOLOGIES 143769 SUPPORT ARM D357646
