扩展制造技术

一种扩展建筑自动化系统的

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】扩展BACNET系统以按比例放大到大型拓扑


[0001]本专利技术总体上涉及包括多个例如
BACnet
设备之类的建筑设备
(building device)
的建筑管理系统或建筑自动化系统的

。
特别地，本专利技术涉及一种扩展
(extend)
用于建筑自动化系统的
BACnet
网络系统以按比例放大
(scale up)
到大型拓扑的方法，涉及一种在用于建筑自动化系统的
BACnet
网络系统中执行通信的方法，以及涉及一种按比例放大到大型拓扑的用于建筑自动化系统的
BACnet
网络系统
。

技术介绍

[0002]建筑自动化系统用于控制建筑中的设备，诸如
HVAC
设备
、
百叶窗
(blind)
致动器和照明致动器
。
建筑自动化系统提供建筑中设备之间的通信以及对建筑中设备的控制
。
[0003]建筑自动化系统是一种用于监视
、
开环控制和
/
或闭环控制建筑中或者包括多个建筑的园区
(campus)
中的复杂技术系统中的过程变量的布置
。
建筑自动化系统通常操作加热
、
通风和空调系统
、
照明和遮光设备以及还有访问控制
、
安全和火灾监督系统
。
在建筑自动化系统中，检测
、
评估
、
监视
、
影响或生成例如诸如房间空调变量或事件之类的过程变量，其中建筑或园区的能量消耗也有利地被建筑自动化系统优化
。
[0004]通常，建筑自动化系统包含并操作多个现场设备
(field device)
，例如实现为
BACnet
设备，诸如传感器和致动器
。
典型的现场设备的示例是温度和湿度传感器
、
空气质量传感器
、
压力传感器
、
流量计
、
电表
、
热量表
、
亮度传感器
、
火警
、
入侵警报
、
警报或喷淋器
(sprinkler)
设备
、
热水阀驱动器
、
恒温器阀
、
通风挡板
(flap)
或百叶窗
、
灯开关
、
智能卡读取器或用于检测生物计量数据的设备
。
建筑自动化系统通常包括多个软件模块
、
过程或程序，并且一般而言包括用于它们的激活的多个计算机或处理器，并且照例还包括多个开环和闭环控制设备以及另外的设备，所述另外的设备例如是用于将建筑自动化系统链接到外部通信网络和具有屏幕的图形用户接口的设备，所述屏幕用于查看和分析来自建筑自动化系统内的监视和
/
或控制点或元件的捕捉的信号
、
视频和数据
。
[0005]BACnet
是用于建筑自动化和控制网络的通信协议
。
其是
ASHRAE、ANSI
和
ISO 16484
‑5标准协议
。BACnet
允许用于应用的建筑自动化和控制系统的通信，所述应用诸如是加热
、
通风和空调控制
(HVAC)、
火灾和安全系统
、
能量管理
、
照明控制
、
物理访问控制和电梯监视系统，包括其相关联的装备
。BACnet
协议为计算机化的建筑自动化设备提供交换信息的机制，而不管它们执行的特定建筑服务如何
(
参见
Wikipedia
中的定义
)。
[0006]BACnet
设备实现
BACnet
协议，设备可以通过该
BACnet
协议进行通信
。
为了连接到网络，
BACnet
设备实现针对
BACnet
定义的数据链路和物理层选项中的至少一个，其中
IP
上
BACnet(BACnet over IP)
是当今占主导地位的标准选项
。
通过该协议可访问的信息被格式化为
BACnet
对象
。BACnet
设备中的标准和专有
BACnet
对象的集合表示该设备的功能性
。BACnet
设备可以是传感器
、
致动器
、
控制器以及还有工作站
。
[0007]BACnet
网络是
BACnet
设备的集合，它们使用针对
BACnet
定义的数据链路和物理层选项中的一个彼此互连
。BACnet
网络的所有连接的
BACnet
设备可以以对等方式彼此通信
。
多个
BACnet
网络可能使用
BACnet
路由器互连，从而允许
BACnet
设备与可能甚至使用不同的数据链路和物理层选项的其他
BACnet
网络上的其他
BACnet
设备通信
。
[0008]BACnet
是世界上商业建筑系统中使用最多的通信协议
。
它具有超过
25
年的悠久历史，同时被全球所有商业建筑自动化和控制系统中的
70
％使用
。
然而，由于其年代久远，因此迄今为止它还没有指定一种可接受的方法来保护设备之间的数据业务
。
在
2019
年
11
月，该标准被一种向
BACnet
通信添加认证和加密机制的方法扩展，所述方法被称为“BACnet
安全连接
(BACnet Secure Connect)”(
或简称“BACnet/SC”)。
虽然该扩展解决了如何以
IT
友好和应用兼容的方式保证
BACnet
系统中数据链路级网络安全
(cybersecure)
的基本问题，但事实证明该方法没有很好地按比例放大以支持具有
100
个或甚至
1000
个设备的大型站点
(site)。
由于网络安全是建筑通信中越来越重要的要求，明显的是，新构造的站点和站点的大型现有基地
(base)
两者都悲惨地
(direly)
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种扩展用于建筑自动化系统的
BACnet
网络系统以按比例扩大到大型拓扑的方法，其中所述
BACnet
网络系统包括
BACnet
设备
(300
‑
304
，
311
，
312)
的网络，其中
BACnet
设备
(300
‑
304
，
311
，
312)
的所述网络被组织为虚拟中枢和辐条网络，其中所述
BACnet
设备
(300
‑
304
，
311
，
312)
中的一个被实现为定向中枢设备
(300)
，所有其他
BACnet
设备通过使用
WebSocket
连接作为节点设备
(301
‑
304
，
311
，
312)
连接到所述定向中枢设备
(300)
，
(ST1)
提供具有建筑的系统范围的节点设备
(311)
来查看和修改整个建筑自动化系统；
(ST2)
提供具有建筑的建筑范围的节点设备
(312)
来实现用于所述整个建筑自动化系统的中央功能，或者进行通过主要设施的供应和楼层的监督需求控制；
(ST3)
其中所述系统范围的所述节点设备
(311)
和
/
或所述建筑范围的所述节点设备
(312)
被分配给监督范围
BACnet
设备
(311
，
312)
；
(ST4)
提供节点设备
(301
‑
303)
，所述节点设备
(301
‑
303)
提供建筑的楼层范围以实现房间控制功能和
/
或楼层级控制功能；
(ST5)
提供节点设备
(304)
，所述节点设备
(304)
提供建筑的设施范围来实现主要设施和供应的中央供应和装备控制；
(ST6)
其中具有所述楼层范围的所述节点设备
(301
‑
303)
和
/
或所述设施范围的所述节点设备
(304)
被分配给定向范围
BACnet
设备
(301
‑
304)
；
(ST7)
其中所述定向中枢设备
(300)
托管两个
WebSocket
监听器，
(ST8)
其中所述第一
WebSocket
监听器正在接受用于监督范围节点设备
(311
，
312)
的上行链路连接
(321)
，其中根据
BACnet/SC
标准来执行来自所有上行链路连接
(321)
之中的上行链路连接
(321)
和所有下行链路连接
(322)
的消息的广播分发；
(ST9)
其中第二
WebSocket
监听器正在接受来自定向范围节点设备
(301
‑
304)
的下行链路连接
(322)
；
(ST10)
其中所述定向中枢设备
(300)
将来自下行链路连接
(322)
的广播消息的广播分发限制到每个上行链路连接
(321)
，并且不限制到任何其他下行链路连接
(322)
，
(ST11)
其中所述定向中枢设备
(300)
正在将来自一个下行链路连接
(322)
的单播消息转发到另一个下行链路连接
(322)
或阻止所述单播消息去往另一个下行链路连接
(322)。2.
一种在用于建筑自动化系统的
BACnet
网络系统中执行通信的方法，其中所述
BACnet
网络系统包括
BACnet
设备
(300
‑
304
，
311
，
312)
的网络，其中
BACnet
设备
(300
‑
304
，
311
，
312)
的所述网络被组织为虚拟中枢和辐条网络，其中所述
BACnet
设备
(300
‑
304
，
311
，
312)
中的一个被实现为定向中枢设备
(300)
，所有其他
BACnet
设备通过使用
WebSocket
连接作为节点设备
(301
‑
304
，
311
，
312)
连接到所述定向中枢设备
(300)
，
(ST1
’
)
提供具有建筑的系统范围的节点设备
(311)
来查看和修改整个建筑自动化系统；
(ST2
’
)
提供具有建筑的建筑范围的节点设备
(312)
来实现用于所述整个建筑自动化系统的中央功能，或者进行通过主要设施的供应和楼层的监督需求控制；
(ST3
’
)
其中所述系统范围的所述节点设备
(311)
和
/
或所述建筑范围的所述节点设备
(312)
被分配给监督范围节点设备
(311
，
312)
；
(ST4
’
)
提供具有建筑的楼层范围的节点设备
(301
‑
303)
来实现房间控制功能和
/
或楼层级控制功能；
(ST5
’
)
提供具有建筑的设施范围的节点设备
(304)
来实现主要设施和供应的中央供应和装备控制；
(ST6
’
)
其中具有楼层范围的所述节点设备
(301
‑
303)
和
/
或所述设施范围的所述节点设备
(304)
被分配给定向范围节点设备
(301
‑
304)
；
(ST7
’
)
其中所述定向中枢设备
(300)
托管两个
WebSocket
监听器，
(ST8
’
)
其中第一
WebSocket
监听器接受用于监督范围节点设备
(311
，
312)
的上行链路连接
(321)
，其中根据
BACnet/SC
标准来执行来自所有上行链路连接
(321)
之中的上行链路连接
(321)
和所有下行链路连接
(322)
的消息的广播分发；
(ST9
’
)
其中第二
WebSocket
监听器正在接受来自定向范围节点设备
(301
‑
304)
的下行链路连接
(322)
；
(ST10
’
)
其中所述定向中枢设备
(300)
将...

【专利技术属性】
技术研发人员：B，
申请(专利权)人：西门子瑞士有限公司，
类型：发明
国别省市：