基于嵌入式Linux的BACnet控制器软件设计_1.docx
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1、基于嵌入式Linux的BACnet控制器软件设计jiangf导语:BACnet没有对应于OSI的第四、五、六层,也就是讲,BACnet没有传输层、会话层和表示层。BACnet没有对应于OSI的第四、五、六层,也就是讲,BACnet没有传输层、会话层和表示层。BACnet网络层屏蔽了底层采用的网络技术的差异。1.2BACnet控制器的功能分析在一个BACnet控制网络中,一个BACnet控制器通常和多个控制设备直接相连,负责监控这些设备的运行。概括起来讲,BACnet控制器应该具有三个方面的功能。通讯功能。BACnet控制器是一个网络控制器,所以它必须可以发送和接收BACnet报文,和其它BAC
2、net设备进展通讯。监视功能。BACnet控制器要监视与它直接相连的控制设备的状态。这样,它就要提供数据构造来描绘这种状态。在BACnet协议中,描绘这些状态是用BACnet对象。BACnet协议提供了42个标准对象。控制功能。BACnet控制器要控制与它相边听设备的运行,不仅要使这些设备之间具有互动才能,而且要使这些设备和系统的远程设备可以互动,所以在BACnet控制器中应该有逻辑控制模块来实现这一功能。值得留意的是,不同时间、不同地点,BACnet控制器中的控制逻辑可能是不同的,因此在BACnet控制器中要提供改变控制流程的工具。这种工具最好是图形界面的,以方便用户使用。图1BACnet体
3、系构造层次图2基于嵌入式Linux开发软件的可行性Linux是一个和Unix相似、以核心为根底的、完全内存保护、多任务多进程的操纵系统。在开发经过中,可以根据实际需要,通过内核构筑工具对Linux内核功能进展裁减,做成体积很小的嵌入式操纵系统,可使其到达500KB或者更小的规模。在实时性应用方面,通用的Linux在强实时性应用方面存在欠缺。Linux调度程序原来主要是针对台式计算机操纵系统。重点考虑的是在应用程序的吞吐量上,即采用了一种“公平分享的策略保证所有进程得到平均的CPU时间。在楼宇控制设备这种弱实时性应用中,假如采用先进的内核机制、进程调度算法和较小粒度的系统时间10ms,是可以知足
4、弱实时应用要求的,因此,Linux可用于楼宇自动化系统。Linux是源代码开放的操纵系统,可以很轻易得到内核的接口和源码,我们可以把BACnet的协议实现集成到内核中去。Linux是自由软件。在GNUGPL答应证协议下,可以自由使用、修改和发布,所以采用嵌入式Linux可以降低BACnet控制器的本钱。3BACnet控制器软件的实现3.1BACnet控制器软件的体系构造基于BACnet协议的体系构造和上面对BACnet控制器功能的分析,可以得出BACnet控制器软件包括以下几个模块:BACnet协议栈、BACnet对象和效劳、底层驱动模块、应用控制逻辑模块和控制配置模块。对Linux内核中不必
5、要的模块加以裁减,并把BACnet控制器的一些模块嵌入到Linux内核,最终的开发体系构造如图2所示。3.2BACnet协议栈的实现BACnet协议栈报文的封装流程如图3所示。BACnet协议的分层体系构造支持多种底层通讯协议。BACnet的网络层功能那么对不同物理层和链路层的抽象,其原理与TCP/IP的IP层相。在BACnet应用层,定义了标准的对象和效劳,以实现不同厂家的BACnet产品的互连。因此,从BACnet体系构造的各层协议内容来看,BACnet的体系构造呈“哑铃状,最低层包容不同的通讯协议,最高层承接多样的“实体和应用。在BACnet协议中,BACnet网络层是相对稳定的局部,也
6、是BACnet协议的核心,应放入内核之中。其应用程序接口API应以系统调用sys-call的方式提供。这种构成方式不仅可以在内核内部高效实现对BACnet网络层的处理,而且对外挂模块还提供简洁和高效的调用方式,使外挂模块代码紧凑。对于BACnet的低层协议和应用层那么应放在内核之外,以模块的方式外挂或者为系统程序。在本开发经过中,将低层协议以原代码的形式编译在内核中。原因是,对于详细的应用,低层协议通常是固定的,即一旦某个设备接入一种网络系统,该设备的低层通讯协议就不会改变,进而形成一个种别的楼宇设备自动化产品。3.3BACnet对象和效劳的实现BACnet对象是驻留在BACnet设备中的数据
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