基于bacnet的智能家居系统无线网关研究与设计

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1、武汉理工人学硕士学位论文已从由各生产厂商单独制定专用的通信协议，逐步被具有丌放性的标准协议所代替。楼宇自控系统将向着标准更加统一，更加开放的方向发展。BACnet是楼宇自控领域中的开放性标准，现已成为建筑智能化系统领域中唯一的ISO标准(ISO16484．5)。它是楼宇自控领域先进技术的体现，并以其先进的技术、完善的体系结构和开放的理念成为了该领域最新的发展方向。BACnet作为一种开放的数据通信协议，它能为家居系统提供统一的平台，为家居设备提供一种标准的交互语言，实现了家居设备的互操作，从根本上解决了设备的整合问题。以下将对BACnet协议如何

2、满足智能家居系统各个方面的要求进行分析l引。(1)在以往的智能家居中，很多子系统由于集成困难往往独立自成系统，这样不但加大了智能家居系统施工布线和人员管理的成本，而且隔断了各个子系统之间的联系，大大降低了智能家居的互操作性、智能性、可靠性和安全性。由于BACnet协议的目的就是为了提高楼字设备的互操作性，因此它定义了23种标准对象及属性，提供6大类服务。按BACnet标准制造成的产品有严格的一致性等级，并为BACnet产品提供严格的一致性测试，从而保证不同厂商产品的互操作性得以实现。所以在基于BACnet的智能家居中，只要符合BACnet标准的设

3、备都能集成进来，各类设备能够相互通信，相互配合，相互协调，达到真正的智能化。(2)BACnet注意到协议的发展，允许不同厂商的产品内部结构和算法各不相同，仅要求设备接口保持一致，使该协议保持了良好的开放性。同时，由于BACnet协议具有完善、统一的数据表示和交换方法，从而使得各设备之间很容易实现信息的交换和操作行为的协调一致。由于BACnet协议是开放的国际标准协议，这就使得集成商在构建BACnet智能家居时，可以根据不同家庭的实际需要选择不同的BACnet厂商的产品，而不用向某一家在该领域处于垄断地位的厂商购买。这样不仅可以实现家居设备的多元化

4、，家居系统的个性化的剪裁定制，还可以选择价廉物美的BACnet设备来降低智能家居系统的成本。此外任何BACnet智能家居的开发商可以自由(在遵从BACnet协议的前提下)开发具有互操作性的BACnet设备用于家居之中，而不用像Lonworks的产品一样必须使用某一家公司的专用芯片。(3)智能家居所涉及的家电和设备种类繁多结构复杂，既存在着音响、可视电话等高速率数据设备，冰箱、洗衣机、PDA等中速率数据设备，同时还存4武汉理工大学硕士学位论文在三表抄送、防火防盗报警等低速率数据设备。BACnet标准是为暖气、通风、空调、制冷控制设备所设计的，同时它

5、也为其它楼宇控制系统的集成提供了基本原则，例如照明、保安、消防系统等。BACnet标准当然也适用于智能家居系统。BACnet标准中定义的一组标准的对象和服务可以不加修改地被应用，实现起来简单明了。家居中的每一个网络设备都称之为一个“对象”(Object)的实体(Entity)，这是一个具有网络访问特征的集合模型。每个对象又用～些“属性"(Property)来描述，这些属性表示了设备的硬件、软件以及操作的各个方面。在不需要了解设备内部设计或配置细节的情况下，对象提供了识别和访问设备信息的方法。BACnet标准不仅规定了广泛的应用对象的类型以及它们的

6、属性，它还具有良好的可扩充性。一旦智能家居中需要加入其它特殊类型的设备，就可以自定义新的BACnet对象来抽象家居设备，并为该设备的通信功能添加新的服务，从而很方便的将不同的家居设备集成到智能家居系统中。(4)为实现家居设备的网络功能，每台设各或者要拥有通讯模块，或者要有能够与具备通信模块的控制器相连接的接口。BACnet标准定义了抽象的、面向对象的表示法，用来描述楼宇设备间的通信，以便于在楼字中使用数字控制技术。通信功能是通过读写某些对象的属性，或利用协议提供的其它“服务”(Service)来完成的。尽管该标准规定了一套详尽的服务，但是一旦需要

7、，也同样允许利用开发工具增加新的服务。对于已经拥有通讯模块的家居设备，可以通过BACnet网关与BACnet网络连接。BACnet网关负责BACnet协议和其它通信协议之间的转换。对于没有通讯模块的家居设备，产商可以自己研发基于BACnet协议的控制器来控制此设备，因为BACnet控制器有网络通信功能，此设备也就被接入了BACnet网络，而具有网络功能。(5)家居系统中的各种设备可能有不同的通讯模块，因此需要不同的数据链路和物理传输介质。BACnet遵循了ISO的“分层”通信体系结构的概念，因此使用不同的网络访问方法和物理介质可以交换相同的报文。

8、BACnet网络对底层传输链路具有多选择的包容性，BACnet协议将目前流行的几种数据链路技术作为自己的底层传输技术，如Ethemet、