[发明专利]基于BACnet和EIB协议的楼宇自控系统

说明书

技术领域

本发明属楼宇自控的技术范畴，特别是指基于BACnet和EIB协议的楼宇自控技术及其双协议转换方法。

背景技术

楼宇自控领域中，BACnet和EIB协议是赢得广泛认同和应用的两大主流国际标准。

欧洲安装总线（EIB）由Siemens、ABB等企业首先提出，1990年成立的EIBA为EIB的管理机构，2010年EIBA的全球注册会员突破400；国际上很多知名公司相继推出符合EIB规范的系列产品，目前已占据欧洲楼宇自动化设备80％的市场。1999年，以EIB为基础、汲取欧洲另两个楼宇自控协议（BatiBus和EHSA）配置模式等优点，提出了KNX/EIB协议。2003年，KNX/EIB列入欧洲标准EN50090；2006年，列入国际标准ISO/IEC 14543-3；2007年7月，列入中国标准GB/Z 20965--2007。KNX/EIB（以下简称EIB）标准化程度高，协议具有结构简单、高效稳定的优异特性，是生产高性价比和高可靠性楼宇自控产品的技术支撑和保障。EIB源自楼宇照明、百叶窗（窗帘）、安防等控制的共性需求制定协议，采用独特的组（逻辑）地址高效通信机制，并将楼宇自控产品简化成两类：命令发送者--传感器，命令接收者--执行器；上述考量对于开关量或复杂度一般的控制而言，如照明、安防等控制，具有无可比拟的技术经济优势；但当EIB拓展至复杂控制系统时，如供暖制冷及空调系统（HVAC&R），EIB产品受制于协议自身的局限性，始终难有大的作为；EIB协议体系框架内实施HVAC&R工程时，所需的复杂控制功能往往只能求助EIB监控中心、即不得不放弃EIB无需主控制器的点对点（peer to peer）分布式控制方式，导致系统复杂度的增大、可靠性和效率的下降。

1987年，美国供暖制冷及空调工程师协会ASHRAE提出BACnet协议；1995年6月，ASHRAE推出BACnet 1995版，同年12月成为ANSI美国国家标准；2003年，BACnet协议批准成为国际标准IS016484--5；2009年10月，BACnet中国协会成立。BACnet源自HVAC&R等控制的共性需求制定协议，将7层OSI模型精简为4层：低2层引入4种业已得到成功规模应用的物理层和数据链路层协议，以适应不同性价比及保护原有投资的诉求；根据楼宇自控网络结构较固定的特征，BACnet网络层功能进行了多方面的简化--人工配置单一静态路径的路由表；对象、属性、服务定义在BACnet的应用层，借鉴面向对象的设计理念、参照IS0 8824/8825 ASN.1规则对自控设备进行统一的形式化描述，自控设备间的互操作则采用混合模式--间接模式用于楼宇自控设备的楼宇控制功能，直接模式与楼宇自控设备的通信及管理有关。BACnet沿袭工控领域的产品分类法，分为传感器、执行器和控制器；在楼宇的HVAC&R工程系统中，相应的BACnet自控设备品种丰富、功能完备、性价比高，牢牢占据着市场的主导地位；但当BACnet涉足仅需简单控制的系统时，如照明及百叶窗（窗帘）系统，BACnet产品亦受制于协议自身的局限性，多年来成效有限差强人意；BACnet协议体系框架内实施照明及百叶窗（窗帘）等工程时，一方面BACnet自控设备的复杂控制功能被束之高阁，另一方面又因BACnet软硬件资源开销大，导致其性价比欠佳、竞争力缺失；因此，BACnet智能楼宇中高效智能的HVAC&R与简单的硬接线（继电器）照明并存的奇特景象屡见不鮮，2011年5月新落成的杭州某医院大楼就是一个典型案例。