BACNet(Building Automation and Control network) là một giao thức truyền thông chuẩn cho các mạng điều khiển và tựđộng hóa tòa nhà được phát triển bởi hiệp hội các kỹ sư trong lĩnh vực cơđiện lạnh tại Mỹ có tên là ASHRAE (American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers). Đây là một giao thức chuẩn của ASHRAE, ANSI, và ISO.
BACNet được đưa ra lần đầu vào năm 1995 và được chấp nhận là một tiêu chuẩn ISO vào năm 2004.Ngày nay, BACnet đã và đang được các nhà cung cấp thiết bị chấp nhận một cách rộng rãi như một chuẩn Quốc tế trong lĩnh vực tựđộng hoá toà nhà.
Giao thức BACNet đưa ra một phương pháp chuẩn để biểu diễn các chức năng của bất kỳ một thiết bị nào miễn là chúng có các chức năng này. Chẳng hạn như : các đầu vào và đầu ra số và tương tự, các lịch biểu, các vòng điều khiển và các cảnh báo. Mô hình chuẩn hóa này của một thiết bị biễu diễn các chức năng thông thường trên bằng cách thu thập các thông tin liên quan gọi là ”các đối tượng” (objects), mỗi đối tượng lại có một tập hợp ”các đặc tính” (properties) nó mô tả chúng chi tiết hơn nữa. Chẳng hạn như mỗi đầu vào tương tự được biểu diễn bởi một ”đối tượng đầu vào tương tự BACnet”, nó có một tập hợp các đặc tính chuẩn như :giá trị hiện tại, kiểu sensor, vị trí, các giới hạn cảnh báo và các đặc tính khác nữa. Trong đó có một sốđặc tính bắt buộc và một số không bắt buộc. Một trong các đặc tính quan trọng nhất của đối tượng là định danh của chúng, đây là một kiểu tên dưới dạng số, chúng cho phép BACnet truy cập chúng chính xác. Khi các thiết bị xuất hiện một cách bình thường trên mạng dưới dạng các đặc tính và đối tượng của chúng, chúng ta sẽ dễ dàng hình dung ra các thông điệp có thể thao tác các thông tin này theo một phương cách chuẩn.
BACNet được thiết kế chuyên biệt để đáp ứng các nhu cầu truyền thông của hệ thống điều khiển và tự động hóa tòa nhà với các ứng dụng như hệ thống điều hòa nhiệt độ và thông gió, hệ thống chiếu sáng, hệ thống kiểm soát vào- ra, các hệ thống kiểm tra phát hiện cháy và các thiêt bị liên quan tới chúng.Giao thức BACNet cung cấp các cơ chế qua đó các thiết bị có chức năng tùy ý đã được máy tính hóa có thể trao đổi thông tin bất kể nó thực hiện tác vụ cụ thể nào. Điều đó làm cho giao thức BACNet có thể được sử dụng với hiệu quả như nhau cho các máy tính cấp trên, các bộ DDC đa dụng và các bộđiều khiển đơn lẻ hoặc có ứng dụng chuyên biệt.
Giao thức BACNet định nghĩa một số dịch vụ dùng để trao đổi thông tin giữa các thiết bị trong tòa nhà. Các dịch vụ này bao gồm : Who-Is, I-Am, Who- Has, I-Have được dùng cho việc phát hiện đối tượng và thiết bị. những dịch vụ như Read-Property và Write-Property được dùng cho việc chia sẻ dữ liệu.
Giao thức BACNet cũng định nghĩa một số đối tượng hoạt động dựa trên những dịch vụ trên. Các đối tượng này bao gồm Analog Input, Analog Output, Analog Value, Binary Input, Binary Output, Binary Value, Multi- State Input, Multi-State Output, Calendar, Event-Enrollment, File, Notification-Class, Group, Loop, Program, Schedule, Command, and Device. Giao thức BACNet đồng thời cũng định nghĩa một số lớp vật lý/liên kết dữ liệu (data link/physical layers) bao gồm ARCNET, Ethernet, BACnet/IP, Point-To-Point over RS-232, Master-Slave/Token-Passing over RS-485, and LonTalk.
Với tư cách là một chuẩn truyền thông mở giành cho toà nhà nó tạo ra nền chuẩn cho phép các thiết bị của các hãng khác nhau trao đổi thông tin với nhau trong toà nhà như: Cảnh báo, lich biểu, theo dõi bằng đồ thị và báo cáo. Chính vì vậy, BACnet tỏ ra rất cạnh tranh so với các chuẩn giao thức khác thể hiện ở chỗ:
• Chi phí tích hợp hệ thống thấp.
• Tính năng tích hợp hệ thống cao.
• Thu việc điều hành về một máy chủ.
• Loại bỏ sự ràng buộc vào một nhà cung cấp thiết bị
2.4.3.4 Giao thức LonWorks
LonWorks là một thuật ngữ thương mại bao gồm giao thức LonTalk và bộ thu phát Neuron (Neuron transceiver), thông thường người ta hay dùng qua lại giữa hai từ LonWorks và LonTalk để mô tả giao thức này.
LonTalk là một giao thức truyền thông mở, nó định nghĩa việc chia sẻ dữ liệu trên mạng và chia sẻ thông tin giữa các thiết bị. Giao thức LonkTalk yêu cầu cần phải sử dụng một Chip Neuron phát triển bởi Echelon và một bộ thu phát (Transceiver) tích hợp trong mỗi thiết bịđể trao đổi thông tin.
LonWorks được phát triển bởi Echelon, bao gồm một bộ các dịch vụ để cho các chương trình ứng dụng của một thiết bị gửi và nhận thông báo (messages)tới và từ các thiết bị mạng khác mà không cần biết cấu hình mạng hoặc tên, địa chỉ hoặc chức năng của các thiết bị khác.
Giao thức LonWorks có thể cung cấp tùy ý việc xác nhận thông báo end-to- end, xác thực thông báo, và cấp phát quyền ưu tiên để cung cấp các thời điểm
giao tiếp bị giới hạn. Hỗ trợ cho các dịch vụ quản lý mạng để cho các công cụ quản lý mạng từ xa tương tác với các thiết bị qua mạng. Do đó chúng có thể thực hiện các nhiệm vụ sau: • Cấu hình lại địa chỉ và tham số mạng • Tai vè các chương trình ứng dụng • Báo cáo các sự cố của mạng • Khởi động/ngừng/khởi động lại (start/stop/reset) các chương trình ứng dụng của thiết bị.
Giao thức LonWorks, và như vậy là cả mạng LonWorks, có thể được thực hiện trên bất kỳ đường truyền cơ bản nào, bao gồm đường dây điện, cáp xoắn, sóng vô tuyến(RF), hồng ngoại (IR), cáp đồng trục và cáp quang.
LonWorks là tên của nền tảng công nghệ cơ bản(platform) mạng điều khiển của Echelon. Nó được gọi là một nền tảng công nghệ cơ bản vì nó bao gồm các thành phần sau:
• Giao thức truyền thông: giao thức này là công nghệ cơ bản của mạng điều khiển LonWorks. Theo chuẩn quốc tế được gọi là ANSI/EIA 709.1, SEMI E56.6, IEEE1493-L, EN14908 và một số khác.
• Bộ vi xử lý chuyên dụng: được phát minh bởi Echelon, bộ vi xử lý này (cũng còn gọi là Chip Neuron) được tối ưu hóa cao cho các thiết bị trên mạng điều khiển. Chip Neuron có 3 bộ xử lý 8 bit trong đó 2 được dành riêng cho gjiao thức truyền thông và cái còn lại là bộ xử lý đa dụng.
• Bộ thu phát (transceivers): các thành phần này truyền dẫn theo một giao thức trên một môi trường nào đó, như cáp xoắn hoặc đường dây điện. Tất cả các thiết bị trên một mạng điều khiển phải có một bộ thu phát. Công nghệ truyền tìn hiệu trên đường dây điện và cáp xoắn của Echelon đã được chấp nhận tương ứng là các chuẩn ANSSI/EIA 709.3 và 709.2.
• Cơ sở dữ liệu mạng: được gọi là hệ điều hành mạng LNS, cơ sở dữ liệu này là thành phần phần mềm bắt buộc của các hệ thống điều khiển mở. Nó đảm bảo một môi trường truyền mởcho việc mở rộng, bảo dưỡng và quản lý các hẹ thống dựa trên LnkWorks. Hệ điều
hành mạng phục vụ các chức năng then chốt trong mạng điều khiển. LNS cũng hộ trợ kiến trúc Plug-in.
• Kết nối Internet: các ứng dụng được chuẩn hóa (được gọi là các LonWorks profile) và các kiểu biến mạng chuẩn (SNVTs-Standard Network Variable Types) của một mạng LonWorks đi tới các thiết bị kết nối Inetrnet thông qua các dịch vụ Web (các hàm gọi SOAP trong định dạng XML). Việc truy xuất và điều khiển các mạng LOnWorks thông qua các dịch vụ Web – một chuẩn IT quốc tế- làm cho chúng trở thành các phần tích hợp của các ứng dụng xí nghiệp, các trung tâm dịch vụ và các ứng dụng khác.
• Tính tương tác (Interoperability): tính tương tác nghĩa là các thiết bị từ các nhà sản xuất khác nhau có thể làm việc với nhau không cần cổng (gateway) để chuyển đổi dữ liệu từ thiết bị này tới thiết bị khác. Một công cụ phần mềm đã được chuẩn hóa – LonWorks cho Windows – sẽ quản lý và cài đặt các thiết bị khác nhau. Tính tương tác trong thế giới LonWorks bị chi phối bởi LonMark International Group, tổ chức này duy trì các hướng dẫn về tính tương tác, tạo ra các ứng dụng chuẩn và kiểm tra, chứng nhận các sản phẩm.