BACnet MSTP自动地址分配

因为固件版本3.x,于2020.3.25添加:

因为不能保证所有设备同时上电,目前没有任何一种自动地址分配方案能够完全避免MAC地址冲突,所以我们从固件3.x版中移除了自动地址分配特性。为了帮助确定当前总线的“最大扫描地址”与空闲的MAC地址,用户可以启用“侦听”模式,然后在“运行信息”页面中,找到“当前最大扫描地址”,再通过“最近活动的其它站点”,找到未使用的MAC地址。

MSTP总线上的每一个设备必须有一个独特的MAC地址。对于主站设备,合法的地址范围为0~127,而对于从站设备的范围为128~254。

通常MAC地址采有以下几种方式确定:拨码开关,板上跳线,HMI界面,固件传输等。有的设备支持通过BACnet写属性服务修改MAC地址,但是这之前,设备必须要有合法的MAC地址以接入BACnet网络。

如果独特的MAC地址能够自动获得,就象我们将笔记本接入家庭或办公网络一样通过DHCP服务自动获取,我们就可以节省大量的调试时间。

这里讨论了好几种方案.    目前看来委员会更倾向于 “零配置方案” (附录135-2012bb)

开源的BACnet stack已经实现了 “零配置方案”.

“零配置方案” 只适用于最大扫描地址为127的情况,且自动地址分配范围为64~127。如不满足,可能带来混乱。

为了避免以上限制, BACRouter实现了私有的自动地址分配方案,并且与“零配置方案”保持兼容。它有以下吸引人的特性:

  1. 从总线流量中学习最大扫描地址。
  2. 从最大的未使用地址开始分配。

所以用户可以更加自由地规划地址,例如,将0~30留给固定地址的设备,将最大扫描地址设为40。这样自动获取地址的设备接入总线后,将从高到低依次使用40~31的地址。

不管是“零配置方案”还是BACRouter的方案,当已经自动获得地址的设备从总线中断开后,再重新接入总线,非常有可能遇到地址冲突,因为在断开期间,其地址可能被其它新接入的自动获取地址的设备占用。(BACRouter可能更容易遇到问题,因为它的地址分配不是随机的), 所以

一定要在接入总线的情况下,给自动获取地址的设备上电。

MSTP支持扩展帧设备与旧设备的互操作问题

最早的BACnet MS/TP设计只支持NPDU长度到501字节,大幅地小于IP与Ethernet链路层的1497字节长度。这限制了MS/TP的传输效率,增加了应用层的复杂度,特别当两个IP或Ethernet子网通过MS/TP子网连接在一起的时候。

扩展帧设计用于解决这个问题。标准附录此处可见. 简要地说, 此附录增加了两种帧类型:

  • 32: BACnet扩展帧须应答
  • 33: BACnet扩展帧无须应答

帧类型32由帧类型5(BACnet帧须应答)扩展而来,特殊之处在于它以COBS规则编码及NPDU长度为502到1497字节。

同样地,帧类型33由帧类型6 (BACnet帧无须应答)扩展而来。

扩展帧支持从修订版16开始正式引入标准。但是现场及市场上仍然有大量的旧设备不支持。支持扩展帧设备与旧设备之间的互操作性值得探讨。

  • 非路由旧设备与支持扩展帧设备:因为所有发往旧设备的NPDU都是应用层包,在旧设备的Device对象或发出的确认服务请求中的”最大可接受APDU长度”参数限制了NPDU包的大小,所以这种配置没有问题。
  • 旧路由与支持扩展帧设备: 须经由旧路由转发到其它子网的NPDU,如果其长度超过501字节将无法被旧路由识别而丢弃,发送方也收不到”包长超出”的网络层拒绝包。甚而,旧路由的”最大可接受APDU长度” 参数有可能是由其它路由口的参数决定的 (BACnet标准允许这种做法),因而其封包长度可能超出501字节,此时发往旧路由的应用层包也可能被丢弃。因此这种配置可能造成互操作问题。

BACRouter在非常早的版本就支持了扩展帧。从固件版本3.18开始,我们在BACRouter的MS/TP配置中引入了”扩展帧支持“选项,如果在总线上有不支持扩展帧的旧路由,此选项必须关闭以避免互操作性问题。

值得注意的是,即使”扩展帧支持“选项被关闭,不象旧路由,BACRouter仍然与支持扩展帧的设备有良好的互操作性。

(截图于2021-08-05更新,因为扩展帧是标准修订版16的强制要求,所以从固件4.13起,我们把这个功能选项移入到扩展配置模式中)