基于面向对象技术的楼宇自控网络协议的实现

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1、基于面向对象技术的楼宇自控网络协议的实现【摘要】本文通过介绍BACnet标准协议中使用的通信语言三大要素对彖、属性和服务.说明而向对象技术在BACnet标准屮的具体实现，并采用而向对象的设计思想对BACnet协议的类库进行开发、设计和类结构的定义。控制系统中的面向对象设计主要分为两部分面向对彖编程和面向对象的协议。协议是控制系统相互Z间通信的棊础在控制系统中仅冇属于管理层的面向对彖编程语言是不够的。面向对象设计必须由面向对象的协议來完善.只有包括现场层的面向对象通信协议才能构成完整的而向对象控制系统。BACnet协议是针对楼了I’I动化系统设计的,采用了血向对象酌技术.用“对象'.“属性”

2、和”服务“等要素定义信息格式，定义了一种具冇属性的对象来表示任意的楼宇系统设备的功能.从而提供了一种标准的表示楼宇门控设备的方式。一.可行性研究1・1面向对象技术面向对象技术屮最重要的就是“对象”的概念，“对象”具有一定的属性和方法。一个具体的对象可以有许多的丿肉性和方法，面向对象技术的重要特点就是对象的封装性。对丁•外界而言.并不需要知道对彖冇哪些属性，也不需要知道对彖木身的方法是如何实现的，而只需要调用对象所提供的方法來完成特定的功能。一个而向对象的控制程序山若干相互关联的一组对象组成，并通过对象之闻的相互联系完成所冇的功能。对象Z间的联系方式即是消息、激励机制，消息是用来请求对象执行

3、某个处理或冋答某些信息的要求。在面向对象系统中，对象Z间的联系是通过消息的传递完成的，对象只有接收到消息之后才能做出响应，而对扌肖息进行响应的是対象中的成员函数，即所谓的“方法”，方法是实现消息具体功能的手段。1.2BACnet协议通信协议是楼宇自动化系统(BAS)的重要组成部分。由于功能不同，不同的设备具冇不同存储信息的数据结构。为了实现设备间的信息交换，必须定义一种标准的、“网络可见”的信息描述方式。楼宇自动控制网络数据通信协议(ADataCommunicationProtocolforBuildingAutomationandControlNetwork,BACnet)采用了而向对彖

4、的技术，定义了一组具有属性的对象(Object)来表示任意的楼宇

5、'

6、控设备的功能,从而提供了一种标准的表示楼宇自控设备的方式。BACnet是一个ISO国际协议，定义了包括空调控制系统、消防等楼宇设备控制系统Z间的数据通信方式。本协议遵循OSI开放性网络协议，将数据组合成对象在网络之间传播。BACnet协议是一个面向对象的协议。在BACnet应用层，通过定义标准的对象和服务,对丿应用提供了完整的实现手段，同时又可以使得开发商按照不同的应用进行具体的开发，实现了异构BACnet设备的互操作性以及良好的可重用性和扩展性。1.3BACnet中的面向对象的要素工业界长期使用“点(Points)”來

7、表示传感器输入、控制输出或控制值。BACnet采用了面向对象技术。在BACnet协议中定义了一组标准的对象类型，给出了一种抽象的数据结构，作为建立BACnet协议中应用层服务的一利框架。大部分应用层服务设计成对这些标准对象类型的属性进行访问与操作，网络中的每个设备用对象进行描述。因此，对象(Object)>属性(Property)和服务(Service)构成了BACnet要素。在BACnet中，対象是在网络设备之间传输的一组数据结构，対象的属性就是数据结构中的信息。设备可以从数据结构中读取信息，可以向数据结构写入信息，这些就是对对彖属性的操作。BACnet网络屮的设备Z间的通信，就是设备的

8、应用程序将相应的对象数据结构装入设备的应用层I办议数据单元(APDU)中，按照一定的规范传输给相应的设备。対象数据结构中携带的信息就是对彖的属性值，接收设备中的应用程序对这些属性进行操作，从而完成信息通信的目的。BACnet定义了一个“对象”的标准集，任何一个实际控制设备均可由不同的标准对彖实衡集合来表示。其屮每个对象都有一个“加性”标准集，对彖的属性用于向BACnet互联网上的其它设备描述该对彖及其当前状态。止是通过这些属性，该对彖才能被其它BACnet设备操作和控制。不过值得注意的是，BACnet标准对■象只是一些与控制信息和寻址信息有关的“属性(Property)n集合，没冇定义对这

9、些属性操作的方法(method)o因此BACnet定义的对象与面向对彖程序设计语言中定义的对彖是不同的概念，前者相当丁结构化程序设计语言中的数据结构。在BACnet屮，如果说对象和属性提供了通信的共同语言，那么服务则提供了信息、传递的手段或方法。通过这些方法，一个BACnet设备可从另一个设备中获取信息，可命令另一设备执行某动作或向一个或多个设备发布某种事件已发生的通知。每个发出的服务请求和返回的服务应答都是一个报文分组