RS232 RS485
Kiểu truyền Điện áp dây tín hiệu so với đất
Điện áp sai lệch giữa hai dây tín hiệu
Số lượng nút điều khiển 1 32
Số lượng điểm nhận 1 32
Chế độ làm việc Bán song công Song công
Bán song công (2 dây) Song công (4 dây) Khoảng cách truyền lớn nhất 15m 1200m Tốc độ lớn nhất tại 12m và 1200m 20 Kbps (1 Kbps) 35 Mbps (100 Kbps) Mức nhạy đầu vào bộ nhận ± 3V ± 200mV
Dải đầu vào bộ nhận ± 15V -7 ÷ 12V
Điện áp đầu ra tối đa bộ phát ± 25V -7 ÷ 12V Điện áp cực tiểu đầu ra bộ phát ± 5V ± 1.5V
Chuẩn Ethernet
Nguyên lý hoạt động của mạng Ethernet: tất cả các trạm trên mạng LAN đều có quyền truy cập mạng (gửi, nhận, thăm dị thơng tin). Các thiết bị được kết nối, truy cập vào mạng sử dụng giao thức Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD), là giao thức đa truy cập nhận biết sóng mang và xung đột, tức là tất các trạm của mạng được nối vào một bus chung (đa truy cập) một cách ngẫu nhiên và do vậy rất có thể dẫn đến xung đột, khi phát hiện sự “va chạm” của nhiều gói thơng tin khác nhau trên mạng thì tồn bộ các gói thơng tin sẽ bị “loại bỏ” (drop) để truyền lại và giảm xác suất xung đột lần hai xảy ra khi cố gắng truyền lại. Điều này ngược lại với nguyên lý truy cập dựa vào thẻ bài của mạng Token Ring
10 LAN: khi trạm nào nắm giữ được “thẻ bài ưu tiên” (Token) thì trạm đó mới có quyền truyền, sau khi truyền xong thì nó lại thả “thẻ bài” lưu hành trên mạng để “trao lượt” truyền cho người sở hữu thẻ bài tiếp theo.
Ngoài một số chuẩn truyền thơng nêu trên thì cịn rất nhiều chuẩn khác đang được ứng dụng rất nhiều như: USB (Universal Serial Bus) là một chuẩn truyền dữ liệu cho bus ngoại vi được Microsoft và Intel phát triển, chuẩn máy in Cenntronics (IEEE-1284) mọi máy tính đều có chuẩn này, MBP là chuẩn đáp ứng yêu cầu nghiêm ngặt về an toàn cháy nổ và nguồn cung cấp cho các thiết bị trường (Manchester Code, Bus Power, …).
Các giao thức ứng dụng trong hệ thống BMS[3]
Hiện nay, có rất nhiều giao thức ứng dụng trong BMS nổi bật trong đó có thể kể đến là ModBus, BACNet/IP, LON Talk/IP, Ethernet Lan. Trong 4 giao thức này đều đạt được thành công trong việc triển khai những hệ thống tự động hóa tịa nhà có thể đổi lẫn nhau được, cách mà chúng giải quyết vấn đề thì lại khác nhau vơ cùng. Những sự khác nhau này khơng có nghĩa là cái nào hay hơn cái nào, chỉ là khác nhau mà thôi.
Giao thức BACnet
BACNet là tiêu chuẩn được phát triển bởi ASHRAE (Hiệp hội kỹ sư nhiệt lạnh và điều hịa khơng khí Hoa Kỳ) trong sự liên kết với các tổ chức quản lý tòa nhà, người sử dụng hệ thống và các nhà sản xuất hệ thống chuyên dụng cho các thiết bị điều khiển và tự động hóa tịa nhà. Vào năm 2001, ASHRAE công bố tiêu chuẩn cập nhật tên ASHRAE/ANSI 135-2001. Vào năm 2003, BACnet trở thành tiêu chuẩn quốc tế ISO-16484-5.
11 BACnet là một tiêu chuẩn thông tin giao tiếp khơng độc quyền, có tính mở. Nó có thể được áp dụng trong thực tế vào bất kỳ hệ thống nào của tòa nhà ngày nay, bao gồm HVAC, chiếu sáng (Lighting), an toàn sinh mạng (Life Safety), kiểm soát truy cập (Access Control), vận chuyển (Transportation) và bảo trì (Maintenance).
Để đảm bảo rằng các sản phẩm được phát triển bởi các nhà sản xuất khác nhau tuân theo tiêu chuẩn BACnet, một phịng thí nghiệm kiểm tra được lập ra. Phịng thí nghiệm này kiểm tra và cấp chứng nhận cho mọi thiết bị được tuân theo tiêu chuẩn. Phịng thí nghiệm cũng phát triển một bộ hồn chỉnh các quy trình kiểm tra để cho các nhà sản xuất sử dụng.
Giao thức Lonmark
Tiêu chuẩn thứ 2, LonMark đưa ra cách giải quyết theo kiểu khác đối với vấn đề tính đổi lẫn. Khơng như BACnet, LonMark là giao thức sở hữu độc quyền bởi tập đoàn Echelon Corporation liên kết với Motorola vào đầu thập niên 1990. Tiêu chuẩn LonMark được dựa trên giao thức thơng tin có sở hữu với tên gọi LonTalk. Giao thức LonTalk thiết lập một bộ quy tắc quản lý việc giao tiếp thông tin trong một mạng các thiết bị cùng hợp tác. Để đơn giản hóa việc thực thi giao thức, Echelon đã chọn làm việc với Motorola để phát triển một chip xử lý thông tin chuyên dụng có tên gọi Neuron. Thông qua việc sử dụng con chip xử lý này cùng với các phần mềm hỗ trợ, giao thức thiết lập nên cách mà thông tin được trao đổi giữa các thiết bị. Bởi vì phần lớn của giao thức giao tiếp được bao hàm trong con chip xử lý, những người thiết kế và lắp đặt hệ thống có thể tập trung vào các khía cạnh khác của hệ thống.
Để đảm bảo mọi thiết bị được lắp đặt trong một hệ thống LonMark sẽ hoạt động đúng chức năng với các thiết bị khác, LonMark yêu cầu thiết bị phải được thẩm tra là tuân theo giao thức LonMark để có được logo của LonMark trên nó.
Giống như BACnet, LonWorks cũng được chấp nhận và lưu hành bởi nhiều tổ chức tiêu chuẩn quốc tế (ANSI/CEA 709.1 và IEEE 1473-L). Trên thực tế, giao thức có thể được tương tác với BACnet tương đối dễ dàng - miễn là bạn thiết kế và tích hợp cả hai theo cách giải quyết nhu cầu của khách hang. Có thể tham khảo thêm về vấn đề này trong bài viết Myths of LonWorks™ and BACnet™ của Gerry G. Hull.
Giao thức Modbus
Giao thức thứ ba được sử dụng để đạt được tính đổi lẫn trong các hệ thống tự động hóa tịa nhà là Modbus. Giao thức Modbus được phát triển bởi Modicon trong những năm 1970 cho việc sử dụng các hệ thống tự động hóa cơng nghiệp với các bộ điều khiển lập trình (Programable Controllers). Ngày nay nó là một trong những
12 phương tiện được sử dụng rộng rãi nhất trong việc kết nối các thiết bị điện tử trong các ứng dụng cơng nghiệp (industrial). Tính đơn giản cũng khiến Modbus trở thành một cơng cụ hữu dụng để đem đến tính đổi lẫn trong các ứng dụng tự động hóa tịa nhà.
Modbus bao gồm một cấu trúc thông điệp được thiết kế để thiết lập giao tiếp chính-phụ (master-slave), chủ-khách (client-master) giữa một phạm vi rộng các thiết bị thơng minh. Nó hỗ trợ các giao thức tuần tự và mạng Ethernet. Nó thực sự là một tiêu chuẩn mở và là một trong những giao thức được sử dụng rộng rãi nhất trong môi trường sản xuất công nghiệp. Sử dụng giao thức cũng như cấp chứng nhận (licensing) là hồn tồn miễn phí. Các công cụ và tài nguyên hỗ trợ cho việc triển khai lắp đặt và vận hành được cung cấp trực tuyến (online).
Phiên bản nguyên thủy của Modbus bao gồm hai chế độ truyền tin: ASCII và RTU. Gần đây Modbus/TCP được phát triển, cho phép giao thức Modbus có thể truyền dẫn qua các hệ thống mạng nền TCP/IP.
Vào năm 2004, tiêu chuẩn được chuyển giao về cho Modbus-IDA, một tổ chức phi lợi nhuận hợp thành bởi nhiều người sử dụng và nhà cung cấp các thiết bị tự động hóa chủ yếu cho lãnh vực sản xuất.
Tuy rằng Modbus khởi đầu được thiết kế sử dụng trong ứng dụng công nghiệp, việc dụng nó trong các ứng dụng tự động hóa tịa nhà, vận chuyển và năng lượng đang lan rộng nhanh chóng. Điểm mạnh của Modbus là tính mở, đơn giản và yêu cầu phần cứng ít nhất. Một lợi ích đáng kể khác đó là việc Modbus có sử dụng giao thức truyền tin TCP/IP, giống giao thức sử dụng bởi Internet. Điều này có nghĩa là Modbus có thể dễ dàng sử dụng được qua mạng Internet.
Lựa chọn giao thức sử dụng trong hệ thống BMS
Mỗi giao thức trên đều tuyên bố giao thức của họ là tốt nhất. Mỗi loại đều có ưu nhược điểm riêng tuỳ theo nhu cầu khi thiết kế hệ thống chúng ta cần tham khảo các chuyên gia, các công ty có chun mơn cao và độc lập bên ngồi. Chúng ta có thể tham khảo ưu nhược điểm của cả ba giao thức trong bảng tóm tắt sau từ đó đưa ra quyết định khi lựa chọn sử dụng giao thức nào.
13