پروتکل BACnet چیست؟ (قسمت اول)

پروتکل BACnet

BACnet یکی از رایج ترین پروتکل های ارتباطی در صنعت هوشمند سازی ساختمان است که توسط انجمن تهویه مطبوع امریکا (ASHRAE) ایجاد شده است. هدف اصلی پروتکل BACnet ارائه استاندارد ارتباطی رایج برای سیستم مدیریت هوشمند ساختمان  (BMS)  است.

در دهه ۸۰ میلادی که شبکه های رایانه ای شروع به گسترش نمود و وارد  در منازل، ساختمانهای اداری و … شد، انقلاب دیگری نیز در هوشمند سازی ساختمان رخ داد. سیستم کنترلی با عبور از شماره گیری و سوییچ به سیستم های خودکار تبدیل شد. مشکل از آنجا شروع شد که هر کدام از شرکت های تامین کننده ی تجهیزات از پروتکل ارتباطی مربوط به خودشان همانند P-Bus،  N2 و IBEX استفاده می کردند. مشتریان و مهندسین متوجه این مشکل شدند و اولین قدم در راه حل یک مسئله، فهمِ آن است. مهندسین اشری دست به کار شدند و در سال ۱۹۹۵ اولین نسخه ی BACnet با عنوان ANSI/ASHRAE Standard 135 منتشر شد. در حال حاضر آخرین نسخه ی آن را می توانید از اینجا دانلود کنید.

از BACnet بیشتر بدانیم!

درحالت کلی استاندارد BACnet موارد زیر را تشریح می کند:

  • مدل دیتا
  • پروتکل ارتباطی

مدل دیتا

در این بخش می توان معنای مکالمات را توصیف کرد. معنا شناسی در مدل دیتا عبارت از مجموعه ی قوانینی‌ست که چگونگی ساختار و قالب بندی  دیتا را تشریح می کند.

پروتکل ارتباطی

BACnet پروتکل ارتباطی استاندارد را تعریف می کند. به طور مثال مدل دیتا رنگ علائم توقف را مشخص می کند و در طرف دیگر پرتکل ارتباطی می گوید که علائم توقف کجا باید بروند.

BACnet چگونه کار می کند؟

قبل از اینکه بتوان در مورد نحوه ی کار پروتکل BACnet صحبت کرد باید کمی در خصوص مدل  OSI (که مخفف Open System Interconnection Model است) صحبت کرد.

مدل OSI  چیست؟

مدل OSI یک مدل مفهومی‌ست که توابع ارتباطی مربوط به ارتباطات مخابراتی یا سیستم های محاسباتی را بدون توجه به اساس ساختار داخلی یا فن آوری آنها استاندارد سازی و مشخص می کند. هدف اصلی آن قابلیت همکاری سیستم های ارتباطی مختلف و متفاوت با یکدیگر و تحت پروتکل ارتباطی استاندارد است. مدل OSI سیستم ارتباطی را به هفت لایه ی انتزاعی تقسیم می کند. هر لایه به لایه ی بعدی خود خدمات می دهد و از لایه ی قبلی خود خدمات می‌گیرد.

در زیر به طور خلاصه توضیحاتی در خصوص لایه های مختلف نوشته ام:

لایه هفتم : اپلیکیشن

لایه ی ارتباط بین کاربر و سیستم عامل است که در آن کاربر از طریق نرم افزار های کاربردی با سیستم ارتباط برقرار می کند، اطلاعات می دهد و خروجی می گیرد.

لایه ششم : ارائه

در این لایه ترجمه ی اطلاعات بین سرویس شبکه و اپلیکیشن اتفاق می افتد. دکودینگ کاراکتر، فشرده سازی دیتا و اینکریپشن و دیکریپشن در این لایه رخ می دهد. توجه داشته باشیم که دکودینگ Decoding برای تغییر فرم اطلاعات استفاده می شود در حالی که اینکریپشن و دیکریپشن برای مخفی سازی چیزی ( پیغام و … ) به کار می رود.

لایه پنجم: جلسه

در این لایه جلسه ی بین دو گره (سیستم) با تمام جزییات اعم از شروع، مدت و پایان هماهنگ می شود. پروتکل دیتای واحد (PDU) لایه های هفت، شش و پنج عبارت از دیتا است.

لایه چهارم: انتقال

در این لایه انتقال امن و قابل اتکا بین دو نقطه صورت می گیرد. این انتقال می تواند در پروتکل تی سی پی (TCP) که قابلیت اعتماد بالایی دارد یا در پروتکل یو دی سی (UDC) که سرعت بالایی دارد، صورت پذیرد. پروتکل دیتای واحد (PDU) این لایه سگمنت و دیتاگرام  است.

لایه سوم: شبکه

در این لایه شبکه ی چند نقطه ای مدیریت و ساختارمند می شود. این عملیات شامل آدرس دهی، روتینگ و کنترل ترافیک می شود. پروتکل دیتای واحد (PDU) این لایه پکت است. پروتکل IP در این لایه کار می کند.

لایه دوم: ارتباط دیتا

در این لایه انتقال قابل اعتماد دیتا فریم بین دو نقطه با اتصال به یک لایه فیزیکی صورت می گیرد. مودم های معمولی و ADSL در این لایه کار می کنند. به این لایه MAC Address نیز می گویند. دیتای واحد (PDU) این لایه فریم است.

لایه اول: فیزیکی

لایه ای که انتقال و دریافت جریانهای بیتی در بستر یک مدیوم فیزیکی رخ می دهد. بدان معناست که در این لایه اطلاعات به باینری تبدیل می شوند و از طریق کابل انتقال داده می شوند.

خب با علم به مقدمه ی مختصر بالا می توان بیشتر از BACnet گفت. BACnet از چهار لایه ی اپلیکیشن، شبکه، ارتباط دیتا و فیزیکی تشکیل شده است.

پروتکل BACnet

شکل زیر چهار لایه BACnet را نمایش می دهد که بر پایه مدل OSI ساختاردهی شده است. لایه های پایینی مدیا ها و پروتکل های ارتباطی است و لایه های بالایی اپلیکیشن و خدمات را تشکیل می دهد.

پروتکل BACnet

تفاوت بین OSI Model و TCP/IP Model

پروتکل BACnet

LAN چیست؟

Local Area Network شبکه ای از رایانه است که ارتباط داخلی بین رایانه ها را در یک فضای محدود فراهم می سازد.

پروتکل BACnet  نیز از انواع LAN به شرح زیر استفاده می کند:

BACnet over IP (Annex J)BACnet over Ethernet
BACnet over Master Slave/Token Passing MS/TP
BACnet over Point-to-Point (PTP)
BACnet over ARCNET

ادامه ی مطلب در بخش دوم به زودی منتشر خواهد شد. در قسمت دوم به جزییات پیغام در پروتکل BACnet ،   BACnet/IP و MS/TP Messages  و مطالب کاربردی تر می پردازیم.

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *