楼宇自控总线协议分析
控制器局域网CAN( Controller Area Network)属于现场总线的范畴，是一种有效支持分布式控制系统的串行通信网络。是由德国博世公司在20世纪80年代专门为汽车行业开发的一种串行通信总线。由于其高性能、高可靠性以及独特的设计而越来越受到人们的重视，被广泛应用于诸多领域。而且能够检测出产生的任何错误。当信号传输距离达到10km时，CAN仍可提供高达50kbit/s的数据传输速率。由于CAN总线具有很高的实时性能和应用范围，从位速率最高可达1Mbps的高速网络到低成本多线路的50Kbps网络都可以任意搭配。因此，CAN己经在汽车业、航空业、工业控制、安全防护等领域中得到了广泛应用。
随着CAN总线在各个行业和领域的广泛应用，对其的通信格式标准化也提出了更严格的要求。1991年CAN总线技术规范（Version2.0）制定并发布。该技术规范共包括A和B两个部分。其中2.0A给出了CAN报文标准格式，而2.0B给出了标准的和扩展的两种格式。美国的汽车工程学会SAE在2000年提出了J1939协议，此后该协议成为了货车和客车中控制器局域网的通用标准。
随着信息技术的高度发展，智能建筑内各种控制功能不断增强，以致于不同厂商生产的设备共存于一个建筑物内。基于市场独占的目的，各个厂商基本都致力开发自己专有的通信协议，但是这些各种各样的通信协议和设备不但给智能建筑的系统集成和管理带来诸多不便，也使用户受限于厂商而使造价和使用、维护费用居高不下，因此制定一个开放的、统一的通信协议标准，实现无缝隙的集成控制系统势在必行。CAN总线最初是德国BOSCH为汽车行业的监测，控制而设计的。现已应用到铁路、交通、国防、工程、工业机械、纺织、农用机械、数控、医疗器械机器人、楼宇、安防等方面。但并不是楼宇自控系统的主流协议。目前国内所使用的主流协议有两种，分别为Lonworks和BACnet。
Lonworks技术是美国Echelon公司于90年12月推出的一种现场总线技。LON （Local Operation Network）为局部操作网络，具有现场总线技术的一切特点。Lonworks 分布式测控网络技术，它真正并彻底地贯彻了“分散控制、集中管理的控制思想，在国际和国内都得到越来越广泛的应用。更准确地说Lonworks技术有效地解决了集散控制系统的通讯难题。Lonworks技术符合IEEE-1437和EIA-709标准。它的技术核心为神经元芯片、收发器和LonTalk通讯协议。神经元芯片为超大规模集成电路，其内部有三个CPU，分别控制通讯和应用程序的执行。神经元芯片可以直接或通过收发器连成控制网络。收发器有不同的类型，以支持不同的通讯介质，如双绞线、电力线、无线电、同轴电缆、红外线等。完善的
LonTalk通讯协议保证了通讯的可靠性及实时性。这一切赋予网络优异的性能。这种网络为对等通讯网络，各节点地位均等，无主节点，实时性好，可靠性高，为楼宇自动化等应用提供了网络基础。具有强大的通信与控制功能。
Lonworks技术符合ISO（国际标准组织）的OSI（开放系统互连）标准。Lonworks 技术具有很好的开放性，采用Lonworks技术的不同公司的产品可在同一网络上协调工作。开放性最大限度的降低了垄断利润，使用户花最少的钱，选用各公司最好的产品。这就意味着用户摆脱了第一家供货商的限制，甚至在第二期工程中不再选用第一家供货商的产品，而能与一期工程连接，降低投资风险；同时，将来现有的Lonworks网上可以连接报警、求助、楼宇自动化等设备，而无需网络投资。当然，这些设备你可以从其它你信赖的公司那里获得，只要他们的产品采用了Lonworks技术。这样的公司遍及海内外，并且Lonworks技术在中国发展很快。开放性给客户带来了很大的主动权，而封闭的系统很难与其它公司的产品互连，减少了客户将来改变系统选型的可能性，增加了投资风险，并垄断售后服务的高额利润，从长远看增加了客户的总投资。
为创建使不同厂家的暖通空调子系统相连接的标准方法，美国供暖制冷及空调工程师协会(American Society 0f Heating Refrigeration and Air ConditioningEn舀neers-ASHRAE)制定了一种开放标准，被称为“楼宇自动化和控制网络，即BACnet(Building Automationand Control NETwork)。它通过建立一种统一的数据通信标准，使得设备间可以相互操作。因此智能建筑无缝隙集成系统显得更加重要。那么该怎样定义无缝隙集成系统呢？
所谓无缝隙的集成系统就是要通过制定统一的、标准的通信协议使系统具备开放性和互操作性，并且提供全面的、端到端的解决方案，这三个条件缺一不可。
开放性具有两层含义：一是指通信协议不为任何公司所独有；任何制造商都可以利用该统一的通信协议标准开发自己的产品；产品不仅可以单独销售也可以作为整体方案的一部分提供给用户。二是指系统满足楼宇的功能需求，易于扩展，并且可以兼容不同厂商的同类产品，允许用户选择质量更佳、价格更具竞争力的产品进行更换。
互操作性是指设备在子系统内使用点对点的通信方式来共享信息，在子系统间不需网关和协议转换器等附加设备就可以实现信息的交换，值得注意的是系统内的设备是可以来自不同厂商的最优结合。仅仅来自同一厂商的设备互操作性是非常有限的，也是与开放性原则相违背的。
端到端的解决方案是指通信协议的应用还必须是全面的、系统的，它应该应用到所有子系统的从操作界面到附加产品的任何部分。
BACnet协议是构成智能建筑无缝隙集成系统的一种理想选择
最具开放性——BACnet协议在1987年由美国供暖制冷及空调工程师协会ASHRAE提出；1995年发布BACnetl995版本，当年就得到ANSI美国国家标准局的批准成为一个开放性标准；在市场的推动和智能楼宇业界领袖西门子楼宇科技(Siemem Building Technologies)等公司的不断努力下，ASHRAE在2001年又推出了BACnet2001版，同时也成为ANSI美国国家标准局的标准；2003年BACnet协议最终成为IS016484—5标准。因此任何厂家都可以按照BACnet标准开发与BACnet兼容的控制器或接口，在这一标准协议下实现相互交换数据的目的。
最具互操作性：BACnet采用面向对象技术，在BACnet中，对象就是在网络设备之间传输的一组数据结构，也是输入、输出、输入和／或输出功能组的逻辑代表，网络设备通过读取、修改封装在应用层协议数据单元(APDU)中的对象数据结构进行信息交换，实现互操作。BACnet目前定义了18个对象，每个对象都具有对象标志符、对象名称和对象类型。其中，对象标志符用来唯一标识对象。通过广播自身所包含的某个对象的对象名称，BACnet设备可以建立与所含相关对象的设备建立联系。因此BACnet协议要求每个设备都要包含“设备对象”，通过其属性的读取就可以让网络获得设备的全部信息。同时为了帮助用户和工程技术人员确定不同BACnet设备之间的互操作性，BACnet还提供了PICS文件(Protocol Implementation Statement)，它包括7项内容，即标识厂商和描述设备的基本信息；设备符合BACnet的级别；设备所支持的功能组；设备所支持的基于标准或专有的服务；设备启动或响应服务请求的能力；设备所支持的基于标准或专有的对象类型及其属性描述；设备支持的数据链路技术；设备支持的分段请求和响应。
提供全面的端对端服务：BACnet协议在人机界面(HMI)和现场设备间或不同系统的现场设备间可以直接进行信息传输而无需特别附加设备。
与总线协议的相对优越性：BACnet和LonWorks是目前国内构建集成系统中最常采用的两种通信协议，两者都以满足开放性和互操作性为目的，虽然从目前的国内市场占有率上看LonWorks略占优势，但这并不能代表LonWorks优于BACnet，相反在智能楼宇系统集成方面，BACnet具有LonWorks不具备的优点：
(1)高速率和高吞吐量：BACnet上层通过以太网主干线，采用标准国际网络协议，提供系统高速通信，用于解决数据传输量较大的系统间的集成。与商用控制系统厂商使用的通讯速率较低的总线形式相比，有着更为大量的数据通讯，可以运作高级复杂的大信息量，因而能够大大提高整个系统的性能。除此外以太网主干还能够在大型系统的网络活动高峰时间发