BACnet标准与楼宇自控系统技术

前言

缩略语

第1章 工控领域和楼控领域的控制网络技术

1.1 工控领域控制网络的发展及主要特点

1.1.1 控制网络技术的发展

1.1.2 控制网络的主要特点

1.2 控制网络和信息网络的主要区别及常用的控制网络

1.3 传统的控制总线

1.3.1 RS 232总线

1.3.2 RS 485总线

1.4 现场总线

1.4.1 什么是现场总线及主要种类

1.4.2 PROFIBUS

1.4.3 LonWorks总线技术

1.4.4 ModBus

1.4.5 CAN总线网络

1.4.6 EIB

1.4.7 CEBus

1.5 工业以太网与实时以太网

1.5.1 工业以太网及其特点

1.5.2 工业以太网作为控制网络的技术优势

1.5.3 实时以太网

1.5.4 灵活组织控制网络的架构

1.5.5 关于实时以太网的IEC 61784 标准

1.6 BACnet标准支持的控制网络

1.6.1 楼宇自控系统通信网络架构

1.6.2 BACnet支持的控制网络

1.7 楼宇自控系统中常用控制网络和底层控制网络的选择

1.7.1 楼宇自控系统中常用的控制网络

1.7.2 底层控制网络的选择

第2章 BACnet标准概述

2.1 BACnet标准

2.1.1 BACnet标准的推出

2.1.2 BACnet标准的推广

2.1.3 采用BACnet标准构建BAS的优点

2.2 SPC 135P及工作组

2.3 BACnet标准的主要组成内容和概要

2.3.1 BACnet标准的主要组成内容

2.3.2 BACnet标准概要

2.4 国际和国内推广BACnet标准的组织

2.4.1 ASHRAE SSPC 135 委员会

2.4.2 BACnet International

2.4.3 BACnet Interest Group Europe

（BIG EU）

2.4.4 Caba

2.4.5 IPC

2.4.6 PCI SIG

2.4.7 ARCnet Trade Association（ATA）

2.4.8 BMA BACnet制造商协会

2.4.9 国内的相关组织

2.4.1 0国内近两年来开展关于BACnet标准技术交流的情况

2.5 BACnet认证和BTL测试

第3章 BACnet协议的体系结构和应用层

3.1 OSI七层参考模型和BACnet 简化体系结构的提出

3.1.1 OSI七层参考模型及各层级数据的组织形式

3.1.2 BACnet 简化体系结构的提出

3.2 BACnet 简化的体系结构和支持的局域网

3.2.1 BACnet 简化的体系结构和各层功能

3.2.2 BACnet标准支持的局域网

3.3 BACnet 网络中的一些基本组件

3.3.1 BACnet网络中的物理网段、网段和网桥

3.3.2 节点、半路由器和路由器

3.4 BACnet 网络的拓扑结构

3.5 应用层

3.5.1 应用层的模型

3.5.2 有证实的应用层服务和无证实的应用层服务

3.5.3 BACnet报文的分段

3.5.4 BACnet APDU的传输

3.5.5 应用层协议状态机

3.5.6 BACnet对象

3.5.7 BACnet标准的应用层服务

3.5.8 应用层协议时序图

第4章 BACnet的网络层、物理层和数据链路层

4.1 BACnet网络层功能及对网络层的说明

4.1.1 BACnet网络层功能

4.1.2 BACnet网络层与TCP/IP网络层的区别

4.2 BACnet网络层服务与PDU结构

4.2.1 BACnet网络层服务

4.2.2 BACnet网络层PDU结构

4.3 网络层协议报文和运行规程

4.3.1 网络层协议报文

4.3.2 网络层协议运行规程

4.4 BACnet路由器

4.4.1 路由表和路由表的管理方式

4.4.2 路由器的运行和路由器流量控制

4.4.3 一种BACnet路由器产品

4.5 BACnet数据链路和物理层规范

4.5.1 BACnet数据链路/物理层支持和自定义的局域网技术

4.5.2 BACnet的以太网规范

4.5.3 BACnet的ARCnet局域网规范

4.5.4 MS/TP局域网规范

4.5.5 BACnet网络架构

第5章 BACnet/IP网络

5.1 IP网络与BACnet/IP互联协议的提出

5.1.1 TCP/IP体系中的IP

5.1.2 BACnet/IP网络的互联与BACnet/IP互联协议的提出

5.2 B/IP PAD技术

5.2.1 B/IP PAD技术（隧道技术）的基本原理

5.2.2 B/IP PAD的实现结构

5.3 BACnet/IP网络

5.3.1 BACnet/IP互联网

5.3.2 BVLL协议

5.3.3 BBMD和FD

5.3.4 BACnet/IP网络互联及路由器

5.3.5 BACnet/IP和BACnet设备的混合网络

第6章 BACnet标准与PTP及MS/TP网络

6.1 MS/TP 控制总线

6.1.1 MS/TP协议

6.1.2 MS/TP 控制总线的基本组网方式

6.1.3 接收数据帧状态机和Master节点状态机

6.1.4 BACnet数据包接收、发送和提高

BACnet MS/TP设备数据访问速度

6.1.5 MS/TP网络物理层中的RS 总线

6.1.6 一个在MCU中实现的BACnet

MS/TP协议软件框架

6.2 PTP网络

6.2.1 BACnet PTP通信

6.2.2 BACnet PTP通信的服务规范

6.2.3 PTP的数据链路帧格式

第7章 BACnet标准与LON及ARCnet网络

7.1 LonWorks网络

7.1.1 LonWorks技术的主要组成

7.1.2 LonTalk协议

7.1.3 Neuron神经元芯片

7.1.4 收发器

7.1.5 LonWorks节点技术

7.1.6 Neuron C语言

7.1.7 I/O对象

7.1.8 网络变量

7.1.9 LON网络

7.1.1 0LonWorks总线网络在BAS中的应用

7.1.1 1LonWorks总线网络与Internet的互联

7.1.1 2i.LON 600 LonWorks/IP服务器

7.1.1 3计算机网络与LonWorks控制网络的比较

7.1.1 4LonWorks系统的设计

7.1.1 5LonWorks网络控制技术系统开发实例

7.2 ARCnet

7.2.1 ARCnet概述

7.2.2 ARCnet逻辑环建立和数据的接收与发送

7.2.3 ARCnet的实时性

7.2.4 数据链路层

7.2.5 ARCnet网卡和集线器

7.2.6 ARCnet的网络结构和最大网络长度

第8章 BACnet标准与以太网

8.1 以太网的标准系列

8.1.1 IEEE 802标准系列

8.1.2 IEEE 802.3 以太网标准

8.2 典型以太网技术

8.2.1 10Base T网络

8.2.2 10Base F网络

8.2.3 IEEE 802.3 u快速以太网

8.2.4 千兆位以太网

8.3 从标准以太网、快速以太网到千兆位以太网的升级

8.3.1 网络环境需要更高的带宽

8.3.2 交换机到交换机连接信道的升级

8.3.3 交换机到服务器连接信道的升级

8.3.4 对交换式快速主干以太网的升级

8.3.5 网络升级的一些注意事项

8.3.6 从标准和快速以太网向千兆位以太网升级的举例

8.4 以太网与楼宇自控网络

8.4.1 以太网进入工控和楼宇自控领域

8.4.2 实现千兆位以太网的方法和用于工业控制及工业环境中的千兆位以太网

8.5 万兆位以太网

8.5.1 万兆位以太网的技术特点

8.5.2 10000Base ER和10000Base EW

8.5.3 10000Base LR、10000Base L4、10000Base SR

8.5.4 10000Base SW

8.5.5 万兆位以太网物理层标准和组网距离

8.5.6 万兆位以太网的应用

8.6 以太网信号帧结构

8.7 物理层中数据的组织形态

8.8 全双工交换式以太网

8.8.1 交换式以太网

8.8.2 全双工交换式以太网

第9章 工业以太网与实时以太网

9.1 工业以太网与实时以太网概述

9.1.1 工业网络

9.1.2 以太网、工业以太网和实时以太网

9.1.3 关于现场总线和实时以太网的

IEC 61158标准

9.1.4 工业以太网与普通商用以太网产品

9.1.5 工业以太网的速度和覆盖距离

9.1.6 全双工及自动协商

9.1.7 一个工业以太网控制系统

9.2 设计和实现工业以太网应用系统要考虑的部分因素

9.2.1 传输介质与拓扑结构

9.2.2 以太网和控制网络的集成及硬件设备可靠性解决方案

9.3 关于工业以太网和实时以太网技术的问题

9.4 Ethernet/IP

9.4.1 Ethernet/IP通信协议模型

9.4.2 Ethernet/IP实时以太网系统结构

9.5 PROFINET

9.5.1 PROFINET简介

9.5.2 PROFINET通信协议模型

9.5.3 PROFINET技术中的部分重要概念

9.5.4 PROFINET组网拓扑和子网

9.5.5 PROFINET网络接口的技术规范

9.5.6 优化的 PROFINET网络

9.5.7 PROFINET技术应用实例

9.6 EtherCAT

9.6.1 EtherCAT系统的结构

9.6.2 EtherCAT网络中的主站、从站和通信协议模型

9.6.3 EtherCAT网络拓扑结构和传输介质

9.6.4 EtherCAT技术特点

9.7 EPA

9.7.1 EPA标准

9.7.2 EPA通信协议和系统结构

9.7.3 互通信与互操作

9.7.4 开放性与安全

9.8 ModBus/TCP

9.8.1 ModBus/TCP工业以太网协议概述

9.8.2 ModBus/TCP数据帧

9.8.3 ModBus/TCP网络的体系结构及通信

9.9 工业以太网监控系统的结构

9.9.1 C/S结构

9.9.2 B/S结构

9.9.3 B/S与C/S相结合的体系结构

9.1 0工业以太网的部分主要设备

9.1 0.1 一个工业以太网的解决方案

9.1 0.2 工业以太网供电PoE交换机

9.1 0.3 部分工业以太网PoE设备和终端

9.1 0.4 工业以太网网关

9.1 0.5 工业以太网中的交换机

9.1 0.6 工业以太网中的路由器

9.1 1工业IP视频监控

9.1 2一些工业以太网的比较

9.1 3TCP/IP与现场总线通信协议结构的比较

9.1 4工业以太网的规划安装调试

9.1 4.1 工业以太网和商用以太网的主要区别

9.1 4.2 MICE环境参数和结构化布线标准

9.1 4.3 工业以太网的网络结构和虚拟局域网

9.1 4.4 规划和组建一个工业以太网要考虑的问题

第10章 BAS及技术

10.1 BAS基础知识

10.1.1 BAS的功能和特点

10.1.2 BAS的组成和监控对象

10.1.3 BAS中的传感器和执行机构

10.1.4 DDC功能和结构

10.2 中央空调系统的冷源

10.2.1 中央空调及冷源

10.2.2 冷水机组的分类及运行原理

10.2.3 制冷站的自动监测与控制

10.3 中央空调热源系统

10.3.1 热网和自备热源

10.3.2 电热锅炉的运行及控制

10.3.3 热交换器及控制

10.4 新风机组及控制

10.4.1 新风机组的控制原理和运行状态及参量监控

10.4.2 新风机组运行控制与节能控制

10.5 空调机组及自动控制

10.5.1 空调机组的安装位置关系

10.5.2 四管制空调机组的工作原理

10.5.3 定风量空调机组运行状态及参量监控

10.5.4 定风量空调机组的运行控制与节能运行

10.6 风机盘管系统及控制

10.6.1 风机盘管空调系统的工作原理

10.6.2 风机盘管加新风系统

10.7 变风量空调系统

10.7.1 变风量空调系统简介

10.7.2 VAV空调系统组成

10.7.3 VAV空调机组的末端装置（VAVBOX）

10.7.4 VAV空调系统基本原理

10.7.5 VAV空调系统分类

10.7.6 ＶＡＶ空调系统特点

10.7.7 一个典型的VAV空调机组控制

10.7.8 VAV空调系统运行状态及参量监控

10.7.9 VAV空调系统运行与节能控制

10.7.1 0变风量空调系统的设计

10.8 通风系统自动控制

10.9 空调房间热负荷和湿负荷计算及新风量确定

10.9.1 空调房间热负荷及计算

10.9.2 湿负荷及计算

10.9.3 空调房间送风量的确定和空调系统新风量的确定

10.1 0BAS设计的基础知识

10.1 0.1 BAS设计的范围和系统规模确定

10.1 0.2 通信网络设计

10.1 0.3 控制点规划

10.1 0.4 中央管理机设计

10.1 0.5 现场分站设计

10.1 0.6 空调冷热水系统的一些参数设置

10.1 0.7 中控室

10.1 1PID控制

10.1 1.1 比例调节、积分调节和微分调节

10.1 1.2 连续控制系统中的PID控制

10.1 1.3 比例调节器的比例带

10.1 1.4 三种调节作用的关系

10.1 1.5 闭环控制和位式调节器

10.1 2中央空调系统各子系统的设计要点

10.1 2.1 冷水机组控制系统设计要点

10.1 2.2 新风机组、空调机组及风机盘管控制设计要点

10.1 3部分典型BAS的软硬件架构

10.1 3.1 卓灵BAS

10.1 3.2 施耐德TAC BAS

10.1 3.3 METASYS BAS

10.1 3.4 BACtalk BAS

10.1 3.5 西门子Apogee BAS

第11章 系统集成

11.1 BAS集成概述

11.1.1 BAS的系统集成

11.1.2 系统集成概念的扩充

11.2 系统集成的特点和系统集成的基本思想

11.2.1 系统集成的特点

11.2.2 系统集成的基本思想

11.2.3 BAS集成的步骤

11.3 系统网络结构设计和系统集成的水平层次

11.3.1 系统网络结构设计

11.3.2 系统集成的水平层次

11.3.3 系统集成的信息流及信息单元矩阵描述

11.4 BAS集成的技术模式

11.4.1 以BMS为中心的集成模式

11.4.2 采用BACnet 或LonWorks技术的模式

11.4.3 直接在以太网环境下进行系统集成

11.4.4 采用数据库集成模式

11.4.5 采用OPC技术及ODBC技术实现智能建筑系统集成

11.5 BACnet体系下的系统集成

11.5.1 BACnet体系在系统集成中具有的优势

11.5.2 BACnet系统集成方法

11.6 智能楼宇系统集成工程应用实例

11.6.1 某标志建筑的智能化系统集成工程

11.6.2 某大厦建筑智能化管理系统中的系统集成案例

11.7 智能楼宇系统集成的部分问题探讨

11.7.1 系统集成的一些新特点

11.7.2 使用以太网架构系统的集成技术正在迅速发展

11.7.3 中间件技术在系统集成中的重大作用

第12章 BACnet网关以及BACnet网络与异构网的互联

12.1 BACnet网络的互操作域

12.1.1 描述设备的通用方式和分层级的体系结构

12.1.2 BACnet的互操作模型

12.2 BACnet网关

12.2.1 BACnet网关的主要作用

12.2.2 一种支持BACnet总线的无线传感器网关

12.2.3 LonWorks网络与BACnet网关

12.2.4 ModBus与BACnet MS/TP互联的网关主要技术参数

12.3 部分网关产品及性能参数

12.3.1 RogerweⅡ网关（通信协议转换器PC GATEWAY）

12.3.2 EIB转BACnet /IP网关

12.3.3 ModBus RTU转LonWorks网关

12.3.4 ModBus转BACnet/IP网关

12.3.5 ModBus转BACnet MS/TP网关

12.4 BACnet与蓝牙网络的互联互通

12.5 关于BACnet网关的开发

12.5.1 BACnet网关

12.5.2 BACnet网关开发中的程序调试

第13章 应用系统举例及分析

13.1 BACnet系统的说明和设计

13.2 应用BACnet协议的控制器产品举例

13.2.1 Delta的ORCA系列产品和应用

13.2.2 CornfortPoint控制器及BAS的组织

13.3 BACnet标准在冷水机组群控方面的应用

13.3.1 系统组成

13.3.2 地址、设备编号与冷水机组内部参数表

13.3.3 地址和通信接口绑定

13.3.4 有效的群控方法

13.4 BACnet应用系统中的无线传感器网络

13.4.1 无线传感器网络

13.4.2 ZigBee网络与BACnet的互联

13.4.3 ZigBee网络在BACnet系统中的扩展应用

13.5 基于BACnet/Web Services BAS

13.5.1 Web技术和XML

13.5.2 XML Web Services

13.5.3 Web集成技术

第14章 BACnet技术的发展和技术融合

14.1 现代建筑中的通信网络覆盖和网络融合

14.1.1 现代建筑中的通信网络覆盖

14.1.2 网络融合

14.2 信息域网络与测控网络的互联互通

14.3 短距离无线网络的互联互通

14.3.1 楼宇自控网络选择

14.3.2 什么是短距离无线网络的互联互通

14.3.3 应用方向及前景

14.4 构建楼宇自控网络的优化模式

14.4.1 现有楼宇自控网络的结构特点及不足

14.4.2 现有楼宇自控网络的结构缺欠

14.4.3 架构楼宇自控网络的模式选择

14.4.4 优化的楼宇自控网络模式及组织

14.5 BACnet标准支持的楼宇自控网络的比较

14.5.1 性价比排序

14.5.2 ISO 8802.3局域网的优、缺点

14.5.3 选用ARCnet的考虑

14.5.4 选用MS/TP网络的考虑

14.5.5 选用LON网络的考虑

14.6 BACnet标准与IPv

14.6.1 IPv6的地址结构和地址配置

14.6.2 IPv6地址体系结构

14.6.3 IPv4向IPv6的过渡

14.6.4 新技术对网络地址资源的需求和IPv

14.6.5 BACnet标准与IPv

14.7 关于BACnet标准有待商榷的问题

参考文献

《BACnet标准与楼宇自控系统技术》对BACnet标准、楼宇自控技术的应用做了较全面、深入和系统的论述，理论体系严谨、完整。
内容主要包括：工控领域和楼控领域的控制网络技术；BACnet标准概述；BACnet协议的体系结构和应用层；BACnet的网络层、物理层和数据链路层；BACnet/IP网络；BACnet标准与PTP及MS/TP网络；BACnet标准与LON及ARCnet；BACnet标准与以太网；工业以太网与实时以太网；楼宇自控系统及技术；系统集成；BACnet网关以及BACnet网络与异构网的互联；应用系统举例及分析；BACnet技术的发展和技术融合等。
《BACnet标准与楼宇自控系统技术》可作为建筑类高等院校的建筑电气与智能化、电气工程与自动化、自动化、电气工程、机械电子工程专业的教材。对于建筑行业的相关专业和涉及建筑智能化、信息化技术相关专业企业的工程技术人员、设计人员、大学生、研究生和管理人员学习和应用建筑智能化技术、信息化技术具有较高的参考价值。