【文章內(nèi)容簡介】 以監(jiān)控HVACamp。R和其它樓宇自動控制系統(tǒng)。顯然應(yīng)用層是本協(xié)議所必需的。從以上討論中，可以得到以下幾點(diǎn)：(a) 實(shí)現(xiàn)一個完全的OSI七層體系結(jié)構(gòu)需要大量的資源和開銷，因此它對于目前的樓宇自動控制系統(tǒng)是不適用的。(b) 按照OSI模型的方式構(gòu)造協(xié)議體系結(jié)構(gòu)，并且采用現(xiàn)有的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以使得新協(xié)議具有實(shí)現(xiàn)成本低和便于與其它計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)集成的特點(diǎn)。(c) 根據(jù)樓宇自動控制系統(tǒng)的環(huán)境及要求，可以通過去除OSI某些層的功能簡化OSI模型，來制定新協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)。(d) 由物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層組成的一個簡化體系結(jié)構(gòu)，是當(dāng)今樓宇自動控制系統(tǒng)的最佳解決方案。 BACnet網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為了適應(yīng)各種應(yīng)用，BACnet并沒有規(guī)定嚴(yán)格的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。BACnet設(shè)備可以直接連接到四種局域網(wǎng)（LANs）中的一種網(wǎng)絡(luò)上，也可以通過專線或撥號異步串行線連接起來。這幾種局域網(wǎng)由可以通過BACnet路由器進(jìn)一步互聯(lián)（參見第6節(jié)的詳細(xì)描述）。按照局域網(wǎng)拓?fù)涞挠^點(diǎn)，每個BACnet設(shè)備與物理介質(zhì)相連，物理介質(zhì)稱之為物理網(wǎng)段。一個或多個物理網(wǎng)段通過中繼器在物理層連接，便形成了一個BACnet網(wǎng)段。而一個BACnet網(wǎng)絡(luò)則是由一個或多個BACnet網(wǎng)段通過網(wǎng)橋互連而成。每個BACnet網(wǎng)絡(luò)都形成一個單一的介質(zhì)訪問控制MAC地址域，這些在物理層和數(shù)據(jù)鏈路層上連接各個網(wǎng)段的設(shè)備，可以利用MAC地址實(shí)現(xiàn)報文的過濾。將使用不同LAN技術(shù)的多個網(wǎng)絡(luò)，用BACnet路由器互連起來，便形成了一個BACnet互聯(lián)網(wǎng)（internetwork）。如前所述，在一個BACnet互聯(lián)網(wǎng)中，任意兩個節(jié)點(diǎn)之間恰好存在著一條報文通路。這些概念如圖43所示。1/2RT網(wǎng)段1網(wǎng)段2RT1/2RT物理網(wǎng)段物理網(wǎng)段物理網(wǎng)段物理網(wǎng)段物理網(wǎng)段物理網(wǎng)段物理網(wǎng)段物理網(wǎng)段物理網(wǎng)段物理網(wǎng)段物理網(wǎng)段網(wǎng)絡(luò)1網(wǎng)段3網(wǎng)段4網(wǎng)絡(luò)2網(wǎng)絡(luò)3PTP點(diǎn)到點(diǎn)連接網(wǎng)段5BACnet互聯(lián)網(wǎng)B = 網(wǎng)橋 RT = 路由器R = 中繼器 1/2RT = 半路由器RRRRBRTBRR 安全BACnet系統(tǒng)安全方面的主要隱患，是有人有意或無意地改變了設(shè)備的配置參數(shù)或控制參數(shù)。問題產(chǎn)生的原因經(jīng)常是由于安全措施沒有把某個計算機(jī)操作包括在內(nèi)，從而使得在那臺計算機(jī)上可以進(jìn)行非法操作。采取安全措施的一個重要地方是人機(jī)接口處。由于人機(jī)接口不屬于通信協(xié)議，因此廠家可根據(jù)需要自由地在該接口處設(shè)置密碼保護(hù)、跟蹤記錄或者其它控制措施。另外，在本標(biāo)準(zhǔn)中對任何屬性的寫訪問操作，并沒有明確要求是“可寫的（writable）”。這一點(diǎn)可以通過限制只能在虛終端節(jié)點(diǎn)（virtual terminal node）處才允許修改、或干脆完全禁止來加以改進(jìn)。這樣廠家便可以利用他們認(rèn)為盡可能合適的、完備的機(jī)制，來保護(hù)密鑰屬性（key property）。最后，BACnet定義了用來提供對等實(shí)體、數(shù)據(jù)來源以及操作員身份鑒別的服務(wù)（參見第24節(jié)）。5. 應(yīng)用層本節(jié)給出BACnet應(yīng)用層的模型，建立這個模型的目的是為了清楚地描述應(yīng)用層與應(yīng)用程序之間的交互（interaction）、應(yīng)用層與協(xié)議棧中下面各層次的關(guān)系、以及應(yīng)用層與遠(yuǎn)程設(shè)備中應(yīng)用層的對等交互。但需要說明的是，該模型并不是應(yīng)用層的實(shí)現(xiàn)規(guī)范。一個應(yīng)用進(jìn)程（Application Process）是指在一個系統(tǒng)中，針對某個應(yīng)用而進(jìn)行信息處理的功能模塊。如圖51所示，在應(yīng)用進(jìn)程中有一部分位于應(yīng)用層之外，它們與通信功能無關(guān)，這些部分都不屬于BACnet標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范范圍。我們將應(yīng)用進(jìn)程中位于應(yīng)用層內(nèi)的部分稱為應(yīng)用實(shí)體（Application Entity）。換句話說，一個應(yīng)用實(shí)體是應(yīng)用進(jìn)程中與BACnet通信功能相關(guān)的部分。一個應(yīng)用程序（application program）通過應(yīng)用編程接口API（Application Program Interface）與應(yīng)用實(shí)體進(jìn)行交互。編程接口不在BACnet中定義，但是在具體的實(shí)現(xiàn)中它總是一個函數(shù)、過程或子程序的調(diào)用。在圖51中，陰影部分是應(yīng)用進(jìn)程位于BACnet應(yīng)用層中的部分。應(yīng)用層應(yīng)用進(jìn)程應(yīng)用程序BACnet用戶元素BACnetASEAPI應(yīng)用實(shí)體NSAP圖51. BACnet應(yīng)用進(jìn)程模型一個應(yīng)用實(shí)體由兩部分組成，分別是BACnet用戶元素（User Element）和BACnet應(yīng)用層服務(wù)元素ASE（Application Service Element）。BACnet應(yīng)用層服務(wù)元素描述了應(yīng)用服務(wù)或功能的集合，在第13節(jié)到第17節(jié)以及第24節(jié)中將進(jìn)行詳細(xì)規(guī)范。BACnet用戶元素執(zhí)行多種功能，并且支持本地的API，它描述每個應(yīng)用服務(wù)中“服務(wù)過程（service procedure）”的實(shí)現(xiàn)。BACnet用戶元素負(fù)責(zé)三個方面的事務(wù)，第一，保存事務(wù)處理的上下文信息，包括產(chǎn)生請求標(biāo)識符（ID），記錄哪個標(biāo)識符是與哪個設(shè)備發(fā)出的應(yīng)用服務(wù)響應(yīng)（或?qū)δ膫€設(shè)備的應(yīng)用服務(wù)請求）相對應(yīng)的；第二，保存超時重傳機(jī)制所需的超時計時器；第三，將一個設(shè)備的行為映射成為BACnet對象。根據(jù)OSI技術(shù)報告中關(guān)于ISO服務(wù)的約定用法（ISO TR 8509），BACnet中兩個對等應(yīng)用進(jìn)程間的信息交換，被表示成抽象服務(wù)原語的交換。這些服務(wù)原語用來傳遞一些特定的服務(wù)參數(shù)，這些參數(shù)將在第13節(jié)到第17節(jié)以及第24節(jié)中具體定義。本協(xié)議定義四種服務(wù)原語：請求（request）、指示（indication）、響應(yīng)（response）和證實(shí)（confirm）。包含在這些原語中的信息，由本標(biāo)準(zhǔn)中定義的各種協(xié)議數(shù)據(jù)單元（PDU：Protocol Data Unit）傳遞。為了清楚地表示所使用的BACnet PDU，下面給出一些符號標(biāo)記：有證實(shí)（confirmed）服務(wù)的符號標(biāo)記是CONF_SERV，指明使用BACnet的有證實(shí)服務(wù)PDU。無證實(shí)（unconfirmed）服務(wù)的符號標(biāo)記是UNCONF_SERV，指明使用BACnet的無證實(shí)服務(wù)PDU。分段確認(rèn)（segment acknowledge）服務(wù)的符號標(biāo)記是SEGMENT_ACK，指明使用BACnet的分段確認(rèn)PDU。差錯（error）服務(wù)的符號標(biāo)記是ERROR，指明使用BACnet的差錯PDU。拒絕（reject）服務(wù)的符號標(biāo)記是REJECT，指明使用BACnet的拒絕PDU。中止（abort）服務(wù)的符號標(biāo)記是ABORT，指明使用BACnet的中止PDU。當(dāng)應(yīng)用程序需要同遠(yuǎn)程的應(yīng)用進(jìn)程通訊時，它所要進(jìn)行的操作是通過API訪問本地的BACnet用戶元素。應(yīng)用程序調(diào)用API接口，并且將諸如服務(wù)請求接收設(shè)備的標(biāo)識符（或地址）和協(xié)議控制信息等作為參數(shù)傳遞給API，而將通信內(nèi)容作為數(shù)據(jù)傳遞給API。API將參數(shù)直接下傳到網(wǎng)絡(luò)層或數(shù)據(jù)鏈路層，而將數(shù)據(jù)組成一個應(yīng)用層服務(wù)原語，通過BACnet用戶元素傳遞給BACnet應(yīng)用層服務(wù)元素。從概念上來講，由應(yīng)用層服務(wù)原語產(chǎn)生的應(yīng)用層協(xié)議數(shù)據(jù)單元APDU（application protocol data unit），構(gòu)成了網(wǎng)絡(luò)層服務(wù)原語的數(shù)據(jù)部分，并通過網(wǎng)絡(luò)層服務(wù)訪問點(diǎn)NSAP（Network Service Access Point）下傳到網(wǎng)絡(luò)層。按照這樣的方式，這個請求進(jìn)一步下傳到本地設(shè)備協(xié)議棧的以下各層。整個過程如圖52所示。于是，報文就這樣被傳送到遠(yuǎn)程的設(shè)備，并在遠(yuǎn)程設(shè)備協(xié)議棧中逐級上傳，最后指示原語看起來似乎是直接從遠(yuǎn)程的BACnet應(yīng)用層服務(wù)元素上傳到遠(yuǎn)程的BACnet用戶元素。同樣，任何從遠(yuǎn)程設(shè)備發(fā)回的響應(yīng)，也是以這樣的方式回傳給請求設(shè)備的。NPCI網(wǎng)絡(luò)層服務(wù)數(shù)據(jù)單元（NSDU）LPCI數(shù)據(jù)鏈路層服務(wù)數(shù)據(jù)單元（LSDU）MPCIMAC層服務(wù)數(shù)據(jù)單元（MSDU）PPCI 物理層服務(wù)數(shù)據(jù)單元（PSDU）APCI與服務(wù)相關(guān)的數(shù)據(jù)塊APDUMPDULPDUNPDU應(yīng)用層BACNET請求與服務(wù)有關(guān)的參數(shù)與網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)鏈路層、MAC層相關(guān)的參數(shù)PPDU與數(shù)據(jù)鏈路層、MAC層相關(guān)的參數(shù)與MAC層相關(guān)的參數(shù)BACnet服務(wù)請求應(yīng)用程序應(yīng)用層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路LLCMAC物理層圖52. BACnet協(xié)議棧及數(shù)據(jù)流PCI： 協(xié)議控制信息（Protocol Control Information）PDU：協(xié)議數(shù)據(jù)單元（Protocol Data Unit）應(yīng)用實(shí)體通過API與應(yīng)用程序除了交換服務(wù)原語和服務(wù)參數(shù)之外，還交換接口控制信息ICI（interface control information）參數(shù)。ICI的具體內(nèi)容取決于服務(wù)原語的類型。應(yīng)用實(shí)體將接收到的ICI參數(shù)下傳至下面各層，從而使得各層可以構(gòu)建自己的PDU。而由應(yīng)用實(shí)體回傳給應(yīng)用程序的ICI參數(shù)，則包含了下面各層從各自PDU中得到的信息。通過API與各種服務(wù)原語交換信息的ICI參數(shù)包括：“目的地址DA（destination_address）”：將要接收服務(wù)原語設(shè)備的地址。其格式（如設(shè)備名稱、網(wǎng)絡(luò)地址等）只與本地有關(guān)。這個地址也可以是多目地址、本地廣播地址或全局廣播地址類型。“源地址SA（source_address）”：發(fā)送服務(wù)原語的設(shè)備的地址。其格式只與本地有關(guān)?！熬W(wǎng)絡(luò)優(yōu)先級NP（network_priority）”：?！捌诖貜?fù)數(shù)據(jù)DER（data_expecting_reply）”：一個邏輯值參數(shù)，用來指明某個服務(wù)是否需要一個回復(fù)的服務(wù)原語。表51說明了各種ICI參數(shù)對各種服務(wù)原語的適用性。表51. ICI參數(shù)在各種服務(wù)原語中的適用性服務(wù)原語DASANPDERYesNoYesYesYesYesYesYesYesNoYesYesYesYesYesNoYesNoYesNoYesYesYesNoYesNoYesNoYesYesYesNoYesNoYesNoYesYesYesNoYesNoYesNoABORT. indicationYesYesYesNoBACnet設(shè)備（BACnetDevice）是指任何一種支持用BACnet協(xié)議進(jìn)行數(shù)字通信的真實(shí)的或者虛擬的設(shè)備。，每一個BACnet設(shè)備必須且只能包含一個設(shè)備（Device）對象。每一個BACnet設(shè)備，都由一個NSAP唯一定位。在NASP中，包含了一個網(wǎng)絡(luò)編號和一個MAC地址。在多數(shù)情況下，一個BACnet設(shè)備就是一個物理設(shè)備。然而在某些情況下，一個單一的物理設(shè)備也可以形成多個“虛擬的” BACnet設(shè)備。（參見附件H）。 有證實(shí)的應(yīng)用層服務(wù)BACnet基于客戶/服務(wù)器通信模型定義了有證實(shí)的應(yīng)用層服務(wù)?？蛻舴酵ㄟ^具體的服務(wù)請求實(shí)例向服務(wù)器方請求服務(wù)，服務(wù)器方通過響應(yīng)請求來為客戶方提供服務(wù)，這種關(guān)系如圖53所示。在交互過程中，擔(dān)當(dāng)客戶角色的BACnet 用戶，稱為請求方BACnet 用戶；擔(dān)當(dāng)服務(wù)器角色的BACnet 用戶，稱為響應(yīng)方BACnet 用戶。請求PDU響應(yīng)PDU發(fā)送接收響應(yīng)方服務(wù)器端發(fā)送接收請求方客戶端有證實(shí)應(yīng)用層服務(wù)的具體過程如下：由請求方BACnet用戶發(fā)出一個有證實(shí)服務(wù)請求原語（），形成請求PDU，發(fā)送給響應(yīng)方BACnet用戶。當(dāng)這個請求PDU到達(dá)響應(yīng)方BACnet用戶時，響應(yīng)方BACnet用戶則收到一個有證實(shí)服務(wù)指示原語（）。同樣，由響應(yīng)方BACnet用戶發(fā)出的一個有證實(shí)服務(wù)響應(yīng)原語（），形成響應(yīng)PDU回傳給請求方BACnet用戶。當(dāng)響應(yīng)PDU到達(dá)請求方BACnet用戶時，請求方BACnet用戶則收到一個有證實(shí)服務(wù)證實(shí)原語（）。無論是請求方BACnet用戶還是響應(yīng)方BACnet用戶，在該過程中都進(jìn)行了PDU的發(fā)送和接收。因此，所謂“發(fā)送方BACnet用戶”指的是發(fā)起一個PDU發(fā)送的BACnet用戶；而“接收方BACnet用戶”指的是接收到PDU到達(dá)指示的BACnet用戶。 無證實(shí)的應(yīng)用層服務(wù)在無證實(shí)應(yīng)用層服務(wù)中，不存在上述客戶/服務(wù)器模型、“請求方BACnet用戶”和“響應(yīng)方BACnet用戶”等概念，只有“發(fā)送方BACnet用戶”和“接收方BACnet用戶”，BACnet標(biāo)準(zhǔn)用它們來定義無證實(shí)的應(yīng)用層服務(wù)的服務(wù)過程。 BACnet報文的分段為了實(shí)現(xiàn)長報文（長度大于通信網(wǎng)絡(luò)、收/發(fā)設(shè)備所支持的長度）的傳輸，BACnet采取了應(yīng)用層報文分段的機(jī)制來對報文進(jìn)行分段。在BACnet中只有有證實(shí)請求（ConfirmedRequest）和復(fù)雜確認(rèn)（ComplexACK）報文可能需要分段，因此分段還是BACnet的一個可選特性。本節(jié)規(guī)范對報文進(jìn)行分段的規(guī)則。 APDU數(shù)據(jù)流的分段規(guī)則每個BACnet報文是一個由標(biāo)記符和數(shù)值所組成的序列。對于這樣的數(shù)據(jù)流進(jìn)行分段，依照下列的規(guī)則進(jìn)行：(a) 一個完整的報文盡可能作為一個APDU發(fā)送。(b) 當(dāng)一個完整的報文不可能作為一個APDU發(fā)送時，則應(yīng)分段成最少個數(shù)的多個APDU發(fā)送。(c) 對報文進(jìn)行分段時，必須以字節(jié)（8個比特）作為最小的分割單位。 APDU最大長度的確定在BACnet中，APDU的最大長度不是固定的，其具體值是下列各長度值中的最小值：(a) 設(shè)備所能發(fā)送的APDU的最大長度。這個長度