基于BACnet协议的楼宇自控系统产品定制

                     基于BACnet协议的楼宇自控系统

一、BACnet产品主要分为以下几类：

‌A、标准设备类‌：

1.                      ‌BACnet操作员工作站（B-OWS）‌：比如西门子的APOGEE Insight with BACnet，它是楼宇自控系统的操作终端，可通过配套软件监控多栋楼宇设备，实现设备优化运行、节能管理，还能自动计算统计重要数据。

2.                      ‌BACnet楼宇控制器（B-BC）‌：作为楼宇自控的核心控制设备，负责协调管理建筑内的各类自控设备，实现对暖通空调、照明等系统的集中控制。

3.                      ‌BACnet高级应用控制器（B-ASC）‌：像Alerton Technologies公司的VLC-16160、VLC-853等，具备复杂的数据处理和逻辑控制能力，可实现高级别的楼宇自动化策略。

4.                      ‌BACnet智能执行器（B-SA）‌：例如ALC公司的U-Line Zone Controller，能接收控制指令，驱动建筑内的灯光、阀门等终端设备执行相应动作。

5.                      ‌BACnet智能传感器（B-SS）‌：可采集建筑内的温度、湿度、光照等环境数据，将数据传输给控制系统，为自动化控制提供依据。

‌B、边缘I/O模块类‌

1.                      比如未来技术的BA190工业级BACnet/IP边缘模块，专为楼宇自动化设计，具备工业级品质，支持BACnet/IP、ModbusRTU等多协议通信，能打通各类建筑设备与上层BMS系统的数据通道，还可实现本地智能逻辑控制，无需额外PLC。

2.                      ‌网关类‌：BACnet网关是实现不同协议间数据互通的关键设备，能完成BACnet IP/MS/TP协议与Modbus、LonWorks、KNX等其他工业协议的双向转换，解决不同厂家设备间的互操作性问题，可连接暖通空调、电梯、照明、传感器等多种楼宇设备，使其接入统一的BACnet系统进行监控管理。

‌C、管理软件类‌

Alerton Technologies公司的BACtalk for Windows：基于视窗的楼宇自控系统操作软件，可在个人计算机上监控整栋或多座楼宇的设备。

Reliable Controls公司提供的RC-Studio编程工具软件：功能强大的编程工具，用于BACnet相关设备的程序开发与配置。

目前我们主要接BACIP、MSTP、IO类传感器和BACnet网关硬件产品开发，软件类和工作站类产品不做。BACnet产品很多，比如一栋大楼基于BACnet协议的防火烟感、温感及紧急报警器、环境检测器就有很多种，符合LingaOS操作系统开发的大多数应用情况。

附录：我司定制行业用户产品概述

一、                      常见工业测、控、传终端基本模型

图1 常见工业测控传终端基本模型

工业电子信息产品现场终端一般主要完成模拟量、数字量和脉冲量采集测量，然后基于行业算法进行控制，同时将现场采集数据或控制参数按一定协议格式进行通信传输，有时现场还有键盘显示、存储和手动操作等需求，总结起来主要做“测量、控制和通信传输”三件事，基础设备管理由操作系统自动完成。

其中行业算法一般是每个行业难点，要花一段时间了解该行业的模型参数和控制逻辑，具体控制策略一般都是闭环反馈式控制，根据输出结果或后台指令进行反馈修正，快速的反馈修正如无人机飞控常采用PID类算法。

通信可以分近程及远程通信，近程经常是蓝牙、ZIGBEE或短距离串行通信，远程包括现场总线、工业光纤以太网和4G/5G数据传输。通信协议根据行业应用习惯不同分CAN、MODBUS、TCP/IP、MQTT等，在基础通信协议之上，应用层还常有标准行业协议栈。

图2 典型物联网常见协议

二、                      LingaOS在工业系统产品定制上十大优势

  LingaOS系统主要搭建MCU、MPU、CPU、GPU、NPU等处理器芯片及外围电路与应用层软件（APP）之间的桥梁，让硬件便捷好用，因为硬件电路涉及高深而专业的电路和设备管理。从用户角度来看，为缩短开发周期，降低开发成本和代码量，一般不必去了解底层逻辑和专业电路，所以实时操作系统RTOS公司就是将非常专业的嵌入式系统开发转变为定制化的简易开发，并提供管理接口。

1、LingaOS有完整的工业测控传领域应用框架，无论硬件还是软件都能快速建模，尤其基于ARM类芯片开发，应用经验丰富，开发资料齐全而完备；

2、目前V1.x.x版适用于传感网络终端，v2.x.x版适用于现场控制PLC或DTU类网关，两种版本高低搭配能解决大多数行业应用场合；

3、自主操作系统得到国家和地方政府大力扶持，基于LingaOS申报科研项目经费也容易获得政府扶持，降低项目研发成本；

4、LingaOS同时具备低成本和低代码优势，开发周期短，见效快；

5、ARM类芯片本身功耗低，LingaOS主要基于ARM芯片开发，在物联网终端应用方面可以非常节省能源，有些产品用干电池供电就可续航3~5年；

6、与意法半导体(ST)公司一样，为兼容各类RTOS做了HAL库，对底层驱动进行数据结构封装，LingaOS也采用了模块化设计，对组合式应用APP提供一些底层基础线程/任务封装，这种模块化设计可以灵活地使用，简单易懂；

7、行业协议栈是开发过程中主要难点，本司常年做行业协议栈开发，比如交通信号系统著名得协议，楼宇自控系统著名得BACnet1.0协议，基于LingaOS定制产品可以减少通信架构师，这样的专业人才市面很少而且薪酬高昂，也增加研发成本；

8、行业算法问题，在工业应用领域经常面对傅里叶变换和小波变换等复杂算法，LingaOS提供常用AI、DI采集后PID及DSP等算法模型，可以降低开发难度；

9、行业软件定制后升级问题，LingaOS有互联网专业软件及工具，便于升级；

10、本司拥有大量工业测控传领域硬件原理电路，少走原理设计弯路。

用形象的产品树来比喻，如下图2所示，可以一目了然：

三、                      商业定制项目预期成本

备注：技术定制类合同，付款方式为合同签下付到合同总价的30%，样品交付后付到总价的80%，样品验收无误后，付完剩余货款。需要定制新增功能，根据开发难度和工时另外报价。雇主愿意支付期权激励以长期维护和升级该产品系统的，另外谈付款协议。

三、                      知识产权

定制产品的知识产权归客户所有，但内核LingaOS系统不属于客户，专利和软件著作权由客户申报可见源代码，但【LingaOS部分仅呈现库文件和头文件，不提供源代码】，产品定制成功后，若大批量生产，本司只收IP授权费，授权费用按万套单价PCS如下：

备注：操作系统IP授权费是操作系统厂家持续更新的基础费用，收费很少，但可以维持长久的团队服务，如果完全采用乌托邦式免费服务，不符合经济学规律，也无法长久提供专业服务，希望社会理解。

   如果客户不用LingaOS系统，则只收取项目定制费用，没有IP授权费。不收IP授权费不代表不用RTOS，市面上还有FreeRTOS或uc-OSIII等开源RTOS，可能在项目中也使用了，不过开源OS一般没有专业团队服务，源代码可见。我司定制项目提供LingaOS自主系统、开源系统及无系统3种选择，用LingaOS系统十大优势明显，因此收IP授权费，可理解为被雇佣研发团队获得的期权奖励，雇佣公司给期权激励目的还是维护产品升级。

四、                      定制项目交付文件

备注：其中检测报告，一般由客户出资去权威第三方检测机构检测，拿到权威检测证书，这个费用根据实验室不同而收费差别很大，且军用、继电保护、环境保护类工业产品检测费用高昂，而且还涉及外壳设计或包装组件设计，这些都不包含在项目定制费以内，但项目验收时需要第三方结果，本项目定制费仅指硬件电路和软件设计，机械设计和检测费用不包含在内。

5、适用客户群和定制部门

1、政府职能部门

   政府有些职能部门在大批量采购或行业应用模型不清楚前，有一部分预研经费，目的是迅速搭建行业模型，以及估算项目成本。政府项目属于公费一般不要知识产权，可是参与的专业技术人员可以因此获得中高级职称评审机会。比如防震预警、防泥石流和山体滑坡预警、大气污染与防治、山林防火、城管的窨井盖管理以及智慧城市、智能交通领域，有很多涉及定制硬件产品和功能实现的预研项目，适合我司这种【工业测控传系统定制项目】

2、军事管理和采购部门

   有些军方部门需要配套测试产品，比如无人靶机，就是被军事武器消耗的，有些定制化的特殊要求，比如无人靶机侵袭变轨，如何快速被消灭，及预测其攻击航向，这种定制化产品一般由民间公司配合定制就机动灵活，而且耗费不高。

3、科研院所和高校

   科研院所经常有定制化硬件产品，比如实验室产品，过去我们曾为同济大学、合肥工业大学、三联学院等提供过这种定制方案和产品，试验仪器复杂度高又无法批量生产，所以常是定制化产品

4、系统集成公司、信息公司或互联网公司

这种客户群一般不做硬件产品，但有时为拿下客户订单或者并追求产品利润，也接下硬件产品订单，但这种客户群内部硬件专业人员缺乏，所以产品设计会委托、外包专业硬件公司定制，这也是我们最大客户群，LingaOS主要针对硬件产品，因此适合这种客户群。

5、中小微企业、商业公司或外贸企业

    这种客户群一般没有硬件研发人员，都是接到一个产品订单后急需专业硬件公司完成设计助自身快速上规模，国内嵌入式软硬件开发人员稀缺，而且成长慢，人才成长周期通常在3年以上，到精通可能需要5年，还看各自悟性。在人才稀缺情况下，中小微企业一般不愿培养人才，接单后都是外包定制。

6、影视公司或道具公司

在大型影视项目立项后，可能有些特殊道具市场上根本买不到，而且现代影视玄幻、科幻或古装仙侠作品偏多，为增加视觉渲染效果会有些特殊道具需求，因此也需要【智能产品定制】，也不必上批量生产，就是专影专用。比如观音大士的飞行莲花台，也比如摄影导演的360度摄像机旋转飞行平台等。