BACnet (Building Automation and Control Network) là giao thức truyền thông tiêu chuẩn dành cho các hệ thống điều khiển tòa nhà, HVAC (AHU, FCU, quạt, chiller), cảm biến, và thiết bị công nghiệp. Nó cho phép các thiết bị từ nhiều nhà sản xuất khác nhau giao tiếp với nhau trong cùng một hệ thống.
🔹 BACnet được chuẩn hóa theo tiêu chuẩn ASHRAE 135 và được sử dụng rộng rãi trong BMS (Building Management System).
1️⃣ Các Thành Phần Chính Của BACnet
BACnet hoạt động dựa trên mô hình 7 lớp OSI, nhưng chỉ sử dụng 5 lớp chính:
| Lớp OSI | Thành phần BACnet | Chức năng |
|---|---|---|
| Ứng dụng (Application) | BACnet Objects & Services | Định nghĩa dữ liệu và lệnh (AI, AO, BI, BO, v.v.) |
| Mạng (Network) | BACnet Router | Chuyển tiếp dữ liệu giữa các subnet |
| Giao vận (Transport) | BACnet Frames | Kiểm soát truyền dữ liệu |
| Liên kết dữ liệu (Data Link) | BACnet/IP hoặc BACnet MS/TP | Xác định cách gửi dữ liệu (Ethernet, RS485) |
| Vật lý (Physical) | Ethernet, RS485, Zigbee | Cách kết nối thiết bị thực tế |
BACnet hỗ trợ nhiều phương thức truyền thông, nhưng phổ biến nhất là:
- BACnet/IP (qua Ethernet, WiFi)
- BACnet MS/TP (qua RS485)
2️⃣ So Sánh BACnet/IP vs. BACnet MS/TP
🔷 BACnet/IP (Ethernet hoặc WiFi)
- Hoạt động trên tầng IP (TCP/UDP) -> Giao tiếp qua mạng LAN/WAN.
- Dễ tích hợp với hệ thống BMS hiện đại.
- Tốc độ nhanh (10 Mbps – 1 Gbps, phụ thuộc vào mạng Ethernet).
- Có thể kết nối từ xa qua Internet hoặc VPN.
- Hỗ trợ nhiều thiết bị cùng lúc mà không cần Master.
📌 Ứng dụng của BACnet/IP:
✅ Điều khiển AHU, FCU, quạt, chiller trong hệ thống HVAC lớn.
✅ Kết nối với BMS server để giám sát từ xa.
✅ Tích hợp với SCADA, Cloud, Web App để điều khiển qua Internet.
🔷 BACnet MS/TP (Master-Slave Token Passing)
- Sử dụng giao tiếp RS485.
- Giao thức truyền thông tuần tự (serial) hoạt động theo cơ chế Master-Slave.
- Tốc độ thấp hơn BACnet/IP (9600 – 115200 bps).
- Chỉ truyền trên mạng cục bộ (RS485 không thể kết nối Internet trực tiếp).
- Chi phí thấp hơn BACnet/IP, phù hợp với hệ thống đơn giản.
📌 Ứng dụng của BACnet MS/TP:
✅ Điều khiển thiết bị nhỏ như cảm biến, van, relay.
✅ Hệ thống HVAC cục bộ không cần Internet.
✅ Kết nối thiết bị vào BMS thông qua BACnet Router.
3️⃣ Chi Tiết Hoạt Động Của BACnet
🔸 3.1 BACnet Object & Services
Mọi thiết bị BACnet đều sử dụng Objects & Services để giao tiếp.
🔹 BACnet Objects (Đối tượng dữ liệu)
BACnet định nghĩa dữ liệu thành các Object (đối tượng), mỗi object có các properties (thuộc tính).
| Loại Object | Viết tắt | Công dụng |
|---|---|---|
| Analog Input | AI | Đọc giá trị cảm biến (nhiệt độ, độ ẩm, áp suất) |
| Analog Output | AO | Điều khiển thiết bị (biến tần, van nước, quạt) |
| Binary Input | BI | Đọc trạng thái On/Off (công tắc, cảm biến cửa) |
| Binary Output | BO | Điều khiển On/Off (relay, contactor) |
| Multi-State Input | MSI | Đọc nhiều trạng thái (van điều chỉnh nhiều mức) |
| Multi-State Output | MSO | Điều khiển thiết bị với nhiều trạng thái |
Ví dụ:
- Cảm biến nhiệt độ gửi dữ liệu dưới dạng AI (Analog Input).
- Relay điều khiển quạt có trạng thái BO (Binary Output).
🔹 BACnet Services (Dịch vụ giao tiếp)
BACnet cung cấp các Service để trao đổi dữ liệu giữa thiết bị.
| Loại Service | Chức năng |
|---|---|
| Who-Is / I-Am | Tìm kiếm thiết bị BACnet trong mạng |
| Who-Has / I-Have | Kiểm tra thiết bị có hỗ trợ object nào |
| ReadProperty | Đọc dữ liệu từ Object |
| WriteProperty | Ghi dữ liệu vào Object |
| SubscribeCOV | Nhận thông báo khi dữ liệu thay đổi |
| Time Synchronization | Đồng bộ thời gian giữa thiết bị |
Ví dụ:
- Máy chủ BMS gửi lệnh Who-Is, tất cả thiết bị BACnet trả lời I-Am.
- Điều khiển quạt: BMS gửi WriteProperty(BO, ON) đến quạt.
4️⃣ Kết Luận & Lựa Chọn Phù Hợp
| Tiêu chí | BACnet/IP | BACnet MS/TP |
|---|---|---|
| Giao thức | TCP/IP (Ethernet, WiFi) | RS485 (Master-Slave) |
| Tốc độ | 10 Mbps – 1 Gbps | 9600 – 115200 bps |
| Khoảng cách | Mạng LAN/WiFi, có thể mở rộng | Tối đa ~1200m |
| Số thiết bị tối đa | Hàng trăm đến hàng nghìn | 127 thiết bị |
| Độ ổn định | Cao, hỗ trợ hệ thống lớn | Phụ thuộc vào RS485, dễ bị nhiễu |
| Ứng dụng | Hệ thống lớn, kết nối Internet, điều khiển từ xa | Hệ thống cục bộ, chi phí thấp |
