BACnet网络讲义(DOC)(8)

4．物理介质

完全采用ARCNET标准及其附件中对物理介质的规范。 4.1.3 BACnet的主从/令牌传递(MS/TP)局域网规范

BACnet的主从/令牌传递局域网技术的基础是使用EIA-485标准。EIA-485标准是电子工业协会开发的物理层的数据通信标准，广泛应用在楼宇设备控制系统中。由于EIA-485标准只是一个物理层标准，不能解决设备访问传输介质的问题，BACnet定义了主从/令牌传递(MS/TP)协议，提供数据链路层功能。

在MS/TP网络中有一个或者多个主节点，主节点在逻辑令牌环路中是对等的。每个主节点可以有一些从节点，从节点只有在主节点的请求下才能传送报文。如果网络全部是由主节点组成，就形成一个对等网络。如果网络是由单主节点和所有其它从节点组成，就形成一个纯主从网络。

1．MS/TP网络工作原理

MS/TP网络使用一个令牌来控制设备对网络总线的访问。当主节点掌握令牌时，它可以发送数据帧。凡是收到主节点请求报文的主节点和从节点都可以发送响应报文。

一个主节点在发送完报文之后，就将令牌传递给下一个主节点。但是，如果主节点有许多报文要发送，当它一次掌握令牌期间最多只能发送Nmax_info_frames个数据帧，就必须将令牌传递给下一个主节点，其它数据帧只能在它再一次掌握令牌时，才能发送。传递令牌帧不需确认，但是，发送令牌的节点侦听接收令牌的节点是否开始使用令牌。侦听的方法是在发送完令牌帧的最后一个字节之后的Tusage_timeout时间内收到Nmin_octets字节。大多数令牌总线型网络都不区分请求帧和响应帧，它们都以相同的方式访问总线，只有掌握令牌的节点可以发送。

由于MS/TP网络定义了从节点不能掌握令牌，因此规定所有节点，不论是否握有令牌，都必须对请求报文作出响应。发出请求报文的主节点在收到应答之前不释放令牌。收到请求报文的从节点要立即发回应答报文，而收到请求报文的主节点可以选择发回应答报文或者发送一个?延迟应答?报文，告知它将延迟应答到它自己掌握令牌时再发送。

2．服务规范

MS/TP网络提供两个数据链路层服务原语，向网络层提供服务，这两个服务原语分别是DL-UNITDATA.request和DL-UNITDATA.indication。前者由网络层传递给MS/TP实体，请求使用不确认的无连接方式向一个或者多个远程节点的网络层实体发送一个网络层协议数据单元(NPDU)。后者由MS/TP实体传递给网络层，通知有一个来自远程实体的NPDU的到达。

3．物理层介质

MS/TP EIA-485网络使用屏蔽双绞线作为信号传输介质，特征阻抗为100－130欧姆。EIA-485节点有三种类型，分别是：具有网络偏置电阻的节点，具有本地偏置电阻的节点和无偏置电阻的节点。

4．帧格式

MS/TP网络的帧格式如图3所示。帧类型域用来区别不同类型的MAC帧。目标地址

和源地址都是1字节，目标地址域值为255(X‘FF’)表示此帧为广播帧，而源地址域的值不允许为255。地址值0－127可用来表示主节点和从节点，而地址值128－254只能用来表示从节点。长度域以字节表示数据域的长度。如果长度域的值为0，即两个字节都为0，则不存在数据域和数据校验域。数据域的长度为0－501字节。

帧类型域值表示的帧类型如下： 00：令牌

01：主节点轮询帧 02：响应主节点轮询帧 03：测试请求帧 04：测试响应帧 05：BACnet数据期待响应帧 06：BACnet数据不期待响应帧 07：响应延迟帧 8－127：保留为ASHRAE所用帧 128－255：生产商定义的专用帧

§4.2 BACnet的点到点(PTP)通信规范

为了使两个BACnet设备能够使用各种点到点通信机制进行通信，BACnet定义了一种数据链路层协议，称为BACnet点到点通信规范。这个协议的功能是：使两个BACnet网络层实体建立点到点数据链路连接，可靠地交换BACnet PDU，和使用已建立的物理连接执行BACnet点到点连接的有序终止。对应的物理连接方式有：EIA-232连接调制解调器，线路驱动器，或者其它数据通信设备。

4.2.1 BACnet点到点通信工作原理

BACnet点到点通信协议只适用于半路由器设备之间的通信，具有全双工通信、通信的断续性和通信速率慢的特点。当呼叫设备和被叫设备之间建立起物理连接之后，两个BACnet设备之间交换一系列的信息帧，以建立一个BACnet连接。一旦这种连接成功建立之后，两个设备就可以透明地交换BACnet PDU。不论呼叫设备还是被叫设备都可以启动释放连接过程，而只有每个设备都发送了终止请求之后，连接才会终止。点到点协议是面向连接的协议，这与其它的BACnet数据链路层协议不同。点到点协议还充分利用了物理连接的全双工特征，使两个设备可以同时发送报文。

4.2.2服务规范

BACnet点到点通信协议向网络层提供了八个数据链路层服务原语，这些原语的形式和功能如表4-1所示。

4.2.3 帧格式

PTP的数据链路帧格式如图4所示。其中前导码域、帧类型域、长度域和帧头校验域组成帧的?头段?；数据域和数据校验域组成帧的?数据段?。

帧类型域值表示的帧类型如下： X‘00’：心跳帧，不含数据段，通知对等设备数据链路仍有效，但本地设备还不能接收数据帧。

X‘01’：心跳帧，不含数据段，通知对等设备数据链路有效并可以接收数据帧。 X‘02’：数据帧，包含数据NPDU，数据域长度为0－501字节，对应传输序列号0。

X‘03’：数据帧，包含数据NPDU，数据域长度为0－501字节，对应传输序列号1。

X‘04’：肯定确认帧，不包含数据段，确认已接收序列号0的数据帧，不能接收后续帧。

X‘05’：肯定确认帧，不包含数据段，确认已接收序列号1的数据帧，不能接收后续帧。

X‘06’：肯定确认帧，不包含数据段，确认已接收序列号0的数据帧，可以接收后续帧。

X‘07’：肯定确认帧，不包含数据段，确认已接收序列号1的数据帧，可以接收后续帧。

X‘08’：否定确认帧，不包含数据段，确认不能接收序列号0的数据帧，不能接收后续帧。

X‘09’：否定确认帧，不包含数据段，确认不能接收序列号1的数据帧，不能接