Dizajn industrijskih IoT sistema

Univerzitet u Novom SaduFakultet tehničkih naukaDepartman za energetiku, elektroniku i telekomunikacije

Katedra za telekomunikacije i obradu signala

Doc. dr Živko Bojovićzivko@uns.ac.rs

Automatizacija objekata

Sadržaj

• Pojam inteligentnog objekta

• BAS komunikacioni standardi

• Upravljanje u pametnim zgradama

• Aplikacije pametnih objekata Pametne električne instalacije

Pametan sistem za klimatizaciju prostora

Pametna rasveta

Protivpožarna zaštita

Kontrola pristupa

Pojam inteligentnog objekta

Izgradnja objekata

• Cilj izgradnje svakog objekta je da se obezbede prihvatljivi uslovi za život i rad sa ekonomskog aspekta i uz potpunu harmoniju sa prirodom.

Osnovna ideja izgradnje objekata – primeniti napredne ICT tehnologije iautomatizovati procese u zgradi da bi se smanjilo njeno koštanje tokomeksploatacije i zgrada učinila vrednijom za korisnike.

Šta su to inteligentni objekti?

• Glavna intencija u izgradnji objekata danas, vezana je za pronalaženje štoefikasnije integracije strukture zgrade sa okruženjem primenominformacionih tehnologija kako bi se obezbedila dugoročna održivostinvesticije i ostvario minimalan uticaj na čovekovu okolinu.

• Visok stepen inteligencije objekata postiže se automatizacijompodsistema koja za cilj ima efikasno upravljalo resursima i obezbeđenje:

Većeg komfor

Bezbednijeg okruženja za rad i život

Bolje energetske efikasnosti

Visoka isplativost objekta.

Šta čini upravljanje objektima?

• Stepen inteligencije objekta zavisi od efikasnosti sistema upravljanja koji je čine tri međusobno povezane celine:

Komercijalno upravljanje objektom - aktivnosti vezane za isplativost objekta i obezbeđenje maksimalnog korišćenja kapaciteta objekta.

Infrastrukturno upravljanje objektom - upravljanje servisima npr. čišćenja i obezbeđenja objekta, kao i svim pratećim servisima u objektu.

Tehničko održavanje objekta - upravljanje svim tehničkim sistemima u okviru

objekta koji se mogu grupisati usisteme koji se bave: Sigurnošću objekta

Automatizacijom mašinskih i električnih instalacija u objektu.

Kako definisati inteligentne zgrade?

• Tokom poslednje dve decenije desile su se promene u građevinskoj industriji i informacionim tehnologijama, pa su zato predlagane različite definicije pojma inteligentne zgrade.

• One se danas mogu svrstati u tri kategorije:

Definicija na osnovu karakteristika zgrade - bazira se na zahtevima korisnika koje inteligentna zgrada treba da ispuni

Servisno bazirana definicija - opisuje inteligentne zgrade na osnovu usluga i/ili kvaliteta usluga koje zgrada pruža

Sistemski bazirana definicija - opisuju inteligentnu zgradu na osnovu tehnologije i tehnoloških sistema koje bi trebalo da ona sadrži.

Standardi za inteligentne zgrade!

• Kineski standard za inteligentne zgrade: „Inteligentna zgrada obezbeđuje automatizaciju zgrade, automatizaciju kancelarija i sistem za komunikaciju, kao i optimalan sastav, objedinjujući strukture, sisteme, usluge i upravljanje, da bi se dobila zgrada sa visokom efikasnošću, udobnošću i sigurnošću korisnika".

• Japanski institut za inteligentne zgrade: „Inteligentna zgrada je objekat sa uslužnim funkcijama komunikacije, automatizacije kancelarije i automatizacije zgrade".

• EIGB (European Intelligent Building Group): „Inteligentna zgrada je objekat koji svojim korisnicima obezbeđuje najefikasnije okruženje, u kome se koristi i upravlja resursima efikasno i minimiziraju troškovi eksploatacije uređaja i objekta".

Šta čini elemente

kućne automatike?• Elementi kućne automatike u najširem smislu mogu se podeliti na:

Senzore i aktuatore

Kontrolere (hardverske ili softverske)

Komunikacione interfejse

Interfejse za čovek-mašina ili mašina-mašina komunikaciju.

Arhitektura inteligentne zgrade

• Arhitektura inteligentne zgrade je slojevita i čine je:

Fizički sloj - mreža senzora i aktuatora

Kontrolni sloj - mreža kontrolera koji očitavaju određene vrednosti i prenose ih nadležnim organima

Upravljački sloj - integrisan sistem koji upravlja mrežom kontrolera

Servisni sloj - skup servisa koji obezbeđuju inteligenciju zgrade.

Senzor

Klaster u određenom kontekstu

Aktuator

Koji tipovi arhitekture

inteligentne zgrade postoje?

• Način na koji je inteligencija kuće raspodeljena između elemenata kućne automatike određuje jednu od tri vrste arhitekture:

Centralizovana arhitektura - centralni kontroler prihvata i obrađuje informacije dobijene od senzora i na osnovu toga generiše upravljačke aktivnosti (izdaje komande) za aktuatore

Distribuirana arhitektura - ne postoji centralni hardverski kontroler, a inteligencija je raspodeljena između senzora i aktuatora koji komuniciraju preko magistrale (bus-a) i

Hibridna arhitektura - kombinacija centralizovane i distribuirane arhitekture.

Evolucija inteligentnih zgrada

pre 1980. godine

1980-1985

1985-1990

1990-1995

1995-2002

posle 2002. godine

Integrisani sistem umreženih preduzeća

Integrisani sistem umreženih preduzeća

Udaljeni pristup preko Interneta

Sistem integrisan na nivou zgrade

Računarski integrisanazgrada

Integrisan višefunkcijskisistem

Pojedinačnefunkcije

Integrisani sistemi

upravljana u zgradi

Integrisani sistemi

komunikacije

glas slikaTekst

ipodaci

HVAC idrugi

sistemi

Kontrola bezbednosti

i pristupa

Kontrola bezbednosti

Kontrola pristupa

HVACkontrola

Kontrolarasvete, lifta i dr.

Elektronska obrada iprenos

podataka

Prenosglasa

Prenosslike

Komunikacija putem mejla

Sistem za upravljanje zgradom

• Sistem za upravljanje zgradom (Building Automation System) je sastavljen od većeg broja podsistema (upravljačkih jedinica) koji upravljaju pojedinim celinama u zgradi (grejanje, klimatizacija i ventilacija, sistem rasvete, protivpožarni sistem, sigurnosni sistem i dr.).

Kompletan sistem upravljanja objektom se formira različitim načinima povezivanja pojedinih upraljačkih stanica.

• BAS sistem se može tretirati kao dvoslojna arhitektura u kojoj se većina upravljačkih odluka može doneti lokalno, dok se menadžment i optimizacija mogu obavljajati centralizovano.

Najniži nivo obuhvata širok spektar zadataka - pikupljanje mernih podataka,puštanje u rad i zaustavljanje uređaja, izvršavaju se lokalne upravljačke petlje isekvencijalno upravljanje.

Viši nivo obavlja superviziju (nadzor) i upravljanje procesima.

Displej

Mrežni portovi

Priključci zaprogramiranje

Priključci za napajanjeUlazi

Izlazi

Mrežni portovi

Arhitektura BAS sistema

Razlozi za uvođenje BAS sistema

• Osnovni razlozi za uvođenje BAS su:

Povećanje pouzdanosti postrojenja i usluga - kontinualno praćenje i preventivno održavanje komponenti sa ciljem da se obezbedi da postrojenje radi pravilno i bez kavarova.

Smanjenje operativnih troškova - grejanje, klimatizacija, rasveta i osoblje

Povećanje produktivnosti zaposlenih - poboljšanja uslova za rad.

Bezbednost ljudi i opreme - BAS komunikaciona mreža se može iskoristiti za slanje upozorenja operateru ili službi bezbednosti u slučaju dima, vatre, provale ili eventualnog oštećenja neke opreme.

BAS komunikacioni standardi

RS 232 Standard za komunikaciju

• RS232 standard definiše asinhronu, serijsku half-duplex komunikaciju, u kojoj poruka može krenuti u bilo kom vremenskom trenutku i gde su definisani:

Tip komunikacije - veza od tačke do tačke (point to point ili peer to peer)

Struktura komunikacije:

Detekcija starta i kraja poruke i sinhronizovano čitanje poslate poruke od strane prijemnika

Fizički nivoi prenosa poruke tj. naponski nivoi na liniji u toku prenosa poruke (logička 1 - 12V i logička 0 + 12V), kao i hardver potreban za predaju i prijem poruke

Brzina prenosa informacija:

Informacija se šalje na fizičku liniju veze u vidu digitalne reči promenljive dužine tj. niza bitova (od 5-8 bitova) koja mora biti ista i na prijemniku i na predajniku

Predefinisana je frekvencija prenosa (broj bita poslatih u sekundi) tj. baud rate koji je isti u prijemniku i predajniku kako ne bi došlo do greške.

Struktura RS 232 prenosa

podataka

Kada se podaci ne prenose preko voda (idle stanje), na vodu je logička jedinica (negativan napon).

Prenos poruke počinje skokom napona na liniji na pozitivan napon (start bit, koji je logička nula).

Prvi bit koji se prenosi je LSB (bit najmanje pozicione vrednosti podatka) koji logička jedinica (negativni napon),a zatim slede ostali biti do MSB.

Na kraju dolazi Stop-bit koji je logička jedinica (negativan napon).

Po završetku prenosa podatka, vod ostaje u idle stanju – negativan napon

Nedostaci RS 232 standarda su:- malo rastojanje na kome se podaci mogu razmenjivati (do 15 m) - relativno mala brzina prenosa (do 20 kb/s).

RS 422 standard za komunikaciju

• RS 422 standard je asinhrona komunikacija koja je od RS-232 standarda preuzela princip pakovanja u ramove, a karakteriše je

Promenjen fizički nivo (naponi koji se koriste su između 2V i 10V, a standard dozvoljava do 12V)

Veza se ostvaruje preko balansiranih vodova maksimalne dužine 1.2km, a maksimalna bitska brzina iznosi 10 Mb/s na rastojanjima do 12m

Prenos podataka se realizuje simplex vezom.

Poboljšanja u odnosu na RS 232 standard su:- Prenos podataka uz korišćenje ovog standarda je manje osetljiv na šumove i smetnje u prisustvu snažnih, energetskih izvora smetnji- Standard podržava multi-drop vezu „jedan predajnik – više prijemnika“, pri čemu je broj prijemnika ograničen na maksimalno 10.

RS 485 standard za komunikaciju

• RS 485 standard predstavlja prirodni nastavak RS-422, ali postoje dve osnovne razlike:

RS-485 je magistrala na koju je vezano do 32 uređaja koji su ravnopravni i svaki može da bude bilo predajnik, bilo prijemnik

Standard RS-422 je simpleks veza preko jedne upredene parice (dva voda) dok se po standardu RS-485 preko jedne upredene parice može ostvariti polu-dupleks veza.

Nedostaci RS 485 standard su:- nedostatak galvanske izolovanosti i mala robusnost u odnosu na PWM šum- problemi u povezivanju više komunikacionih čvorova paralelno na istu liniju i neusaglašenost protokola za razmenu informacija - nedovoljne brzine prenosa i odsustvo hardverskih automata za korekciju greške.

Kakvo je trenutno stanje?• Korišćenje različitih protokola, sa aspekta interoperabilnosti, predstavlja

problem za integraciju različitih sistema čak i kada su komponente koje se koriste, proizvedene od strane istog proizvođača.

• Rešenje su hijerarhijske BAS mreže sa naprednim ICT tehnologijama koje se sastoje iz tri sloja:

Sloj menadžmenta (nadzor i upravljanje),

Sloj hardvera (inteligentnih uređaja-senzora i aktuatora) i

Sloj automatizacije.

Čvor-Hub Softver za upravljanje Stanica StanicaTCP/IP

GatewayKamera

Gateway

GatewayVideo trake

Kontroler sigurnosti

Kontroler

Kontrolerpožara

Upravljanje HVAC sistemom

Protivpožarni sistem

Sigurnosni sistem i kontrola pristupa

Upravljanje sistemom rasvete i napajanja

Primenjuju se otvoreni protokoli za sva tri sloja

(npr. LonWorks ili BACnet)

Integracija i problem interoperabilnosti se rešavaju protokolima

višeg nivoa i time izbegavaju razlike u rukovanju na nižim

nivoima.

Modbus

Modbus

• Modbus je serijski komunikacioni protokol namenjen za komunikaciju između PLC kontrolera, ali i raznih inteligentnih senzora.

Karakteriše ga jednostavnost, robusnost i besplatan je za upotrebu

Radi po principu master/slave protokola sa half-duplex prenosom i podržava

jedan master i do 247 slave uređaja u jednoj Modbus mreži.

Slave uređaji - elektronski (RTU) uređaji kojiprikupljaju podatke sa senzora ili direktno sa uređaja iz okruženja i prosleđuju ih master uređaju

Master uređaj – SCADA mikroprocesor ili PC rečunar koji kontrolišu industrijske procese kroz koje se prikupljaju podazi iz fizičkog okruženja.

Prosleđivanje izmerenih podataka semože vršiti preko:- RS232 protokola- RS485 protokola (da bi se uvećala daljina prenosa i omogućila multidrop struktura).- Modbus/TCP - verzija Modbus koja koristi Ethernet kao bazični sloj i podržava internet okruženje

Modbus komunikacija

• Modbus komunikacija započinje tako što master uređaj šalje queryodređenoj slave jedinici ili broadcast poruku koju sve slave jedinice moraju da izvrše. Slave uređaji konstantno nadziru

mrežnu sabirnicu i čekaju znak za početak poruke

Prozvani Slave uređaj se prepoznaje na osnovu adresnog dela poruke

Prozvani Slave uređaj može da pošaje odgovor ili samo potvrdu prijema poruke.

Svaki Slave može da poseduje 1-bajtnu adresu od 1-247, dok je broadcast adresa 0.

Modbus modovi prenosa

• Modbus protokol poseduje tri komunikaciona moda koji definišu kako će informacije biti pakovane na predajnoj strani i raspakivane na prijemu:

ASCII - poruke šalje se u formi dva ASCII karaktera (heksadecimalne vrednosti)

RTU (Remote Terminal Unit) - poruke šalje u binarnom formatu

Modbus/TCP ( modbus poruka se ugrađuje u standardni okvir TCP/IP poruke).

Struktura poruka koje se razmenjuju je identična (sastavljena od 4 osnovna elementa) bilo da je poruka poslata ili primljena.

Početak i kraj poruka se prepoznaju preko Frame start i Frame end karaktera koji zavise od tipa prenosa.

Modbus naredbe

• Ako je slave prozvan, on mora da zna (informaciju nosi function codepolje) šta se od njega traži da uradi ili da pošalje master-u.

Modbus/ASCII prenos podataka

• Svaka modbus poruka odnosno frejm, predstavlja paket podataka koji se kod Modbus/ASCII moda pakuje u reč na sledeći način:

Start poruka je 1 bit - ‘:’ karakter

Kraj poruke - 1 ili 2 stop bita, zavisno od toga da li je kraj poruke označen karakterima CR/LF što označava kraj jedne poruke i početak čitanja druge.

7 bitova podataka poređanih po rastućoj bitnosti (LSB)

1 paritetni bit (ako je pri inicijalizaciji odabrana opcija provere pariteta).

Modbus/RTU prenos podataka

• Modbus/RTU šalje podatke u binarnom formatu bez konverzije u ASCII kod, bajtove koji mogu primiti vrednost od 0-255.

Npr. ako master zove slave na adresi 26, on salje jednobajtno polje Device address = 0x1A = 00011010

• Modbus/RTU šalje duplo manje bajtova ali ima dodatan utrošak vremena radi sinhronizacije starta poruke.

Izostanak komunikacije, takozvana “tišina” ili “idle mod” označavaju početak i kraj svake poruke.

Dužina tišine je definisana na minimalno 3.5 karaktera za početak i kraj poruke.

Ukoliko uređaj detektuje tišinu u dužini od 1.5 karaktera, on automatski očekuje da pristiže nova poruka i zbog ovog svojstva, RTU kodirane poruke moraju biti poslate bez prekida.

Modbus – provera ispravnosti

• Provera ispravnosti poruke se vrši nezavisno od toga da li je postavljen bit za proveru pariteta i to primenom:

LRC algoritma za Modbus/ASCII prenos podataka

CRC algoritma za Modbus/RTU prenos podataka

• Proračun pri slanju poruke vrši master jedinica koja upisuje rezultat ispred znaka koji označava kraj poruke, dok Slave jedinica tokom prijema poruke ponovo vrši proračun i rezultat upoređuje sa onim koji je poslao master.

Ako se rezultati razlikuju, znači da je došlo do greške tokom prenosa, ali slave neće reagovati i odgovoriti masteru (master vidi timeout) čime ga indiretkno obaveštava o grešci.

LRC algoritam provere greške

• U ASCII modu jedan bajt poruke je rezervisan za proveru greške i on nosi Longitudinal Redundancy Check (LRC) kod koji se:

Računa na predaji na osnovu poslatih bajtova, ali bez start bajta ‘:’ i bez završnih CR/LF karaktera i utiskuje u poruku

Po prijemu poruke, isto se računa ali na osnovu primljenih bajtova

Prijemnik poredi ove dve LRC vrednosti i ako se slažu poruka je bez greške.

CRC algoritam provere greške

• Provera se sprovodi na prijemu i predaji i porede se rezlutati (ovog puta 16 bitne reči.

• Procedura za CRC proveru greške glasi :

1. 16 -bitni registar se napuni jedinicama, crc=0xFFFF

2. Vrši se logička XOR operacija nad crc registrom i bajtom poruke

3. Ukoliko je LSB = 1, sadržaj crcr egistra se pomera za jedno mesto udesno, a nad sadržajem crc registra se opet vrši XOR ali sa nekim unapred definisanim brojem (na primer 0xA001)

4. Ukoliko je LSB = 0, sadržaj crc registra se pomera za jedno mesto udesno 1, a u najviši bit (MSB) se upisuje nula

5. Operacije 2-4 se ponavljaju 8 puta, za svih 8 bitova jednog bajta, a zatim se sve to ponavlja 2-6 puta, za sve bajtove poruke i konačna se u crc registar upisuje u 16-bitno polje.

Modbus TCP• Modbus TCP je internet protokol koji se koristi za razmenu podataka između

dva uređaja bilo gde na svetu, tako što Master (client) šalje poruku do specificirane IP adrese slave uređaja (server) i koristi za komunikaciju Ethernet port 502 kao standard (mada Modbus/TCP protokol kao aplikacija može da koristi bilo koji port).

Modbus TCP/IP prosto uzima Modbus poruku i okružuje je sa TCP/IP okvirom (zaglavlje i kraj) koji omogućuje prolaz poruke do destinacije kroz internet.

BACnet protokol

BACnet standard

• BACnet je ASHRAE standard (eng. American Society of Heating, Refrigerating, and Air-Conditioning Engineers) koji omogućava komunikaciju između sistema različitih proizvođača u zgradi.

Vlasnik zgrade dobija mogućnost izbora različite opreme i njenu integraciju u celokupni sistem zgrade u svakom momentu.

BACnet standardom su definisane specifičnosti komunikacionog protokola: BACnet objekti - fizički uređaji, temperaturni ulazi, regulacija releja i dr.

Servisi - informacije koje se razmenjuju između različitih objekata da bi se izvršio upis ili čitanje iz memorije

Svojstva objekata - informacije o objektu tipa: object_identifier, object_name

i object_type. BACnet umrežavanja - fleksibilno i jeftino umrežavanje.

BACnet specifikacija

• BACnet je protokol koji treba da obezbedi "interoperabilnost" između uređaja koji mogu međusobno da komuniciraju koristeći zajedničku komunikacijsku mrežu u svrhu deljenja funkcionalnosti i odgovornosti za različite kontrolne funkcije.

• Osnovni elementi BACnet specifikacije su:

BIBBs (eng. BACnet Interoperability Building Blocks) - definišu set servisa kojima se realizuje neka funkcija iz 7 mogućih „oblasti“ inetroperabilnosti

PICS (eng. Protocol Implementation Conformance Statement) - tabelarni opis funkcionalnost BACnet uređaja i podrška za BBIBs

Profili (eng. Profiles) - daju pregled servisa nekog uređaja u pogledu standardnog funkcionisanja i pregled servisa koji su podrška interoperabilnosti.

BACnet protokol• BACnet protokol razdvaja dva aspekta svake komunikacije:

Transport - koriste se različiti transportni mehanizmi (mrežni protokoli) zavisno od tipa medijuma kako bi se optimizovali troškovi

Poruke – ostaju iste bez obzira koji se transportni mehanizam koristi.

BACnet protokol koristi transportne mehanizme da bi izvršio optimizaciju između efikasnosti komunikacije i troškova:

Ethernet 8802-3 i BACnet/IP za velike brzine, ali i velike troškove

Zigbee za bežičnu mesh mrežu

Master Slave/Token Pasing (MS/TP)

Transportne karakteristika

Povezivanje različitih mreža

• BACnet standard ima zadatak da omogući povezivanje različitih LAN mreža i kotrolu saobraćaja u jedinstvenoj BACnet mreži i u tu svrhu se koriste:

Ruteri - kada treba povezati iste ili različite LAN tehnologije i proslediti poruke bez modifikacije

Gateway - specijalni tipovi uređaja koji se koriste da bi se na BACnet mrežu povezale ne-BACnet mreže ili proprietary mreže u objektima.

Aplikacioni sloj

• BACnet standard na aplikacionom sloju definiše profile koji sadrže:

Klase servisa - alarmi, događaji, pristup fajlu ili objektu, udaljeno upravljanje uređajima i virtuene terminala

Objekte - standardne objekte, ne-standardne objekte i objekte uređaje

Svojstva objekata - trenutne vrednosti, alarmne limite, ime, status i druga sojstva obavezne ili opcione primene.

BACnet klijent inicira servis

BACnet server obezbeđuje odgovor

BACnet objekat

• BACnet je objektno orijentisan protokol u kojem se termin objekat koristi da se standardizuje organizacija podataka i olakša njihova razmena između različitih celina unutar sistema:

Objekat mogu biti fizički ulazi i izlazi sa uređaja, ali i softverski procesi

Objekat daje standardnu prezentaciju informacija odnosno ima skup svojstava (ime objekta, tip i sadašnja vrednost), koja opisuju njegovo ponašanje ili upravljaju njegovim radom.

Tipovi BACnet objekata• BACnet standardom su definisani sledeći tipovi objekata:

BACnet standard objects su oni objekti čije su osobine i ponašanje definisani u BACnet standardu.

BACnet device object je kontejner sastavljen od različitih tipova BACnet objekata koji se nazivaju instancama, imaju svoj jedinstveni ID i predstavljaju funkcije i I/O prisutne u stvarnom uređaju.

Svojstva BACnet objekata

• Svaki BACnet objekat ima sledeća svojstva:

Standardna - trenutna vrednost temperature u prostoru, jedinica u kojoj je izražena, status komunikacije

Opciona - implementiraju se samo kada je potrebno (npr. temperatura u pojedinačnoj prostoriji kao što je konferencijska sala)

Sopstvena (eng. proprietary) - koja definiše proizvođač opreme i koja se moraju dokumentovati.

BACnet device objekti

• Svaki BACnet kontroler je zadužen za jedan device object što predstavlja opterećenje za konfiguraciju mreže pa se zato mora voditi računa o sledećem:

Broj instance uređaja (eng. Device Object Instance Number) - jedinstveno identifikuje uređaj u mreži i može imati vrednost između 0 – 4.194.303

Broj instance uređaja koristi i ruter da bi prosleđivao poruke između uređaja u BACnet mreži.

Da bi ruter povezao IP mrežu sa MS/TP mrežom broj instance uređaja mora biti isti na oba kontrolera.

BACnet mreža

Fizički sloj

• Na fizičkom sloju BACnet mreže se definišu:

Način slanja podataka preko žice ili bežičnim putem

Električne i fizičke karakteristike:

Tip konektora

Dodela pinova

Specifikacija kablova

Naponski niovi

Kontrola toka i izbegavanje kolizije

Modulacija podataka.

BACnet LAN

• BACnet je standard koji definieš pet tipova LAN-ova za sistemske komunikacije:

Ethernet

ARCNET

Master Slave/Token Pasing (MS/TP)

Point-to-Point (PTP)

LonTalk.

BACnet MS/TP arhitektura

BACnet MS/TP komunikacija

• BACnet MS/TP predstavlja peer-to-peer, multiple-master protokol koji karakteriše:

Deljenje propusnog opsega između master-a prosleđivanjem tokena koji autorizuje uređaj koji inicira komunikaciju na bus-u

Uređaj koji je slanjem tokena uspostavio komunikaciju sa drugim uređajem (master ili slave) i završio svoj zahtev, zatvara komunikacioni kanal i prenosi token na sledeći master uređaj

Token se šalje u vidu kratke poruke od jednog do drugog masteruređaja u skladu sa MAC adresom prema rastućem redosledu (master pooling)

Master uređaj može da šalje i prima token, a slave odgovara samo na zahteve i nikada ne može da pokrene komunikaciju ili da zadrži token i ne odgovara na broadcast poruke.

Brzina prenosa od 9,6-76,8 Kbps

Adresiranje uređaja

• Svaki uređaj povezan na BACnet MS/TP sabirnicu podataka identifikuje se sa.

MAC adresom - jedinstveno identifikuje uređaj na segmentu (master u opsegu od 0-127, a slave u opsegu od 0 - 254

Instancom uređaja - jedinstveno identifikuje uređaj u BACnet mreži i može imati vrednost od 0 – 4.194.303

Mrežnim brojem - jedinstveno identifikuje segment sa više uređaja i može imati vrednosti od 0-65534.

BACnet IP preko Etherneta

• BACnet IP se razlikuje od Ethernet-a po tome što svaki BACnet /lP uređaj zna kako da napravi sopstvenu UDP poruku i pošalje je preko IP adrese na željeni uređaj - "unicast" poruke.

IP ruteri koji su već prisutni u zgradi sa IT infrastrukturom mogu se koristiti za komunikaciju unicast poruka.

• BACnet Ethernet koristi istu mrežu, ali saobraćaj usmerava na osnovu MAC adresa.

LonTalk komunikacioni model

• Neuron čipovi hardverski implementiraju jedan sloj koji je jednak slojevima od drugog do šestog OSI referentnog modela, što olakšava razvoj novih aplikacija za upravljačke mreže koje koriste LonWorks tehnologiju

Primopredajnik

Neuron čip

Primopredajnik

Neuron čip

Mikrokontroler

LON Uređaj sa

implementiranom

aplikacijom

LON uređaj

Arhitektura Lon Talk mreža

• Arhitektura protokola zasniva se na peer to peer komunikaciji, što znači da dva uređaja komuniciraju između sebe direktno i sa jednakim prioritetima.

• Brzina komunikacije između pojedinih uređaja varira zavisno od medija.

Adresiranje uređaja u LanTalk

mreži

• Paketi se mogu uputiti na jedan uređaj, grupu uređaja ili sve uređaje.

• LonTalk tip adrese uključuje:

Fizičku adresu - 48-bitni identifikator (Neuron ID) koji se uglavnom dodeljuje uređaju prilikom proizvodnje i ne menja se tokom veka trajanja uređaja

Adresu uređaja - dodeljuje se uređaju kada se instalira u neku konkretnu mrežu i koristi se umesto fizičke adrese jer podržava efikasnije usmeravanje poruka i pojednostavljuje zamenu u slučaju kvara uređaja

Grupnu adresu - dodeljuje se logički grupisanim uređajima

Broadcast address - identifikuje sve uređeje podmreže ili iz nekog domena.

Hvala na pažnji!

54

Univerzitet u Novom SaduFakultet tehničkih naukaDepartman za energetiku, elektroniku i telekomunikacije

Katedra za telekomunikacije i obradu signala