bacnet

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 Go to latest Published: Jul 21, 2026 License: MIT Imports: 11 Imported by: 0

README

BACnet Server 北向通道

概述

BACnet Server 北向通道以从机模式运行，将 EdgeX 网关南向设备的点位数据映射为 BACnet 标准对象，对外暴露给 BACnet 主站（如 BMS 楼宇管理系统、SCADA 系统）进行监控和写入。

参考实现

本模块参考 OPC UA Server (internal/northbound/opcua/) 的架构模式实现，遵循相同的生命周期管理、数据流处理和热更新机制。

架构

                      BACnet 主站 (BMS/SCADA)
                              │
                     Who-Is / ReadProperty
                     WriteProperty / COV
                              │
                              ▼
┌──────────────────────────────────────────────┐
│              BACnet Server (从机)             │
│  ┌────────────────────────────────────────┐  │
│  │         server.Server (anviod/bacnet)  │  │
│  │  ┌──────────────────────────────────┐  │  │
│  │  │  WhoIs → IAm                     │  │  │
│  │  │  ReadProperty → 返回点位值       │  │  │
│  │  │  WriteProperty → 写回南向设备    │  │  │
│  │  │  ReadPropertyMultiple            │  │  │
│  │  │  WritePropertyMultiple           │  │  │
│  │  │  SubscribeCOV / COVNotification  │  │  │
│  │  └──────────────────────────────────┘  │  │
│  └────────────────────────────────────────┘  │
│                      │                       │
│            pointMap (点位映射)                │
│                      │                       │
│          SouthboundManager (南向管理)         │
└──────────────────────────────────────────────┘
                      │
          ┌───────────┼───────────┐
          ▼           ▼           ▼
      BACnet       Modbus      OPC UA
      Driver       Driver      Driver

点位类型映射

EdgeX 点位 DataType 到 BACnet 对象类型的映射规则：

EdgeX DataType ReadWrite BACnet 对象类型 对象类型编号
float32/float64/int R AnalogInput 0
float32/float64/int RW AnalogValue 2
bool/boolean R BinaryInput 3
bool/boolean RW BinaryValue 5
string R MultiStateInput 13
string RW MultiStateValue 19

配置

配置结构体
type BACnetServerConfig struct {
    ID             string         // 唯一标识符
    Name           string         // 显示名称
    Enable         bool           // 是否启用
    Interface      string         // 网络接口名 (如 eth0)，空则自动选择
    IP             string         // 绑定的 IP 地址，空则自动选择
    Port           int            // BACnet 端口，默认 47808 (0xBAC0)
    SubnetCIDR     int            // 子网 CIDR，默认 24
    DeviceID       int            // BACnet 设备实例 ID，默认自动生成
    DeviceName     string         // BACnet 设备名称
    VendorID       uint32         // 厂商 ID，默认 999
    VendorName     string         // 厂商名称
    MaxPDU         uint16         // 最大 PDU 大小，默认 1476
    Devices        OpcUaDeviceMap // 暴露的设备列表，空则全部暴露
    VirtualDevices OpcUaDeviceMap // 虚拟设备
}
JSON 配置示例
{
  "bacnet_server": [
    {
      "id": "bacnet-srv-1",
      "name": "BACnet Server 1",
      "enable": true,
      "port": 47808,
      "device_id": 1000,
      "device_name": "EdgeX-Gateway",
      "vendor_id": 999,
      "vendor_name": "EdgeX Foundry",
      "max_pdu": 1476,
      "devices": {
        "dev1": { "enable": true },
        "dev2": { "enable": true }
      }
    }
  ]
}

支持的 BACnet 服务

服务 类型 说明
Who-Is / I-Am 无确认 设备发现，主站发送 Who-Is 广播，Server 回复 I-Am
ReadProperty 确认 读取单个对象属性（含 PresentValue）
WriteProperty 确认 写入单个对象属性，值会转发到南向设备
ReadPropertyMultiple 确认 批量读取多个对象属性
WritePropertyMultiple 确认 批量写入多个对象属性
SubscribeCOV 确认 COV 订阅，点位值变化时自动通知
COVNotification 确认/无确认 COV 变更通知

API 接口

生命周期管理
方法 说明
NewServer(cfg, sb) 创建 Server 实例
Start() error 启动 Server（UDP 监听 + 地址空间构建）
Stop() 停止 Server（可安全多次调用）
UpdateConfig(cfg) error 更新配置（结构性变更自动重启）
SyncAddressSpace() error 热更新地址空间（不停 UDP 监听器）
IsRunning() bool 检查运行状态
数据流
方法 说明
Update(v model.Value) 从数据管道接收南向数据更新，写入 BACnet PresentValue
WriteViaBACnet(ch, dev, pt, value) error 外部 BACnet 写入请求，转发到南向设备
统计与诊断
方法 说明
GetStats() Stats 获取运行统计（对象数、写入次数、更新次数）
GetWriteHistory(limit) []WriteHistoryItem 获取写入历史（最近 100 条）

使用示例

基本使用
import (
    "github.com/anviod/edgex/internal/model"
    "github.com/anviod/edgex/internal/northbound/bacnet"
)

cfg := model.BACnetServerConfig{
    ID:         "bacnet-1",
    Name:       "My BACnet Server",
    Enable:     true,
    Port:       47808,
    DeviceID:   1000,
    DeviceName: "EdgeX-Gateway",
}

srv := bacnet.NewServer(cfg, southboundManager)
if err := srv.Start(); err != nil {
    log.Fatal(err)
}
defer srv.Stop()

// Server 已启动，监听 BACnet 请求
通过 NorthboundManager 管理
// 通过 NorthboundManager 的 UpsertBACnetServerConfig 管理
warning, err := northboundManager.UpsertBACnetServerConfig(cfg)

// 同步地址空间（热更新）
err := northboundManager.SyncBACnetServer("bacnet-1")

// 获取统计
stats, err := northboundManager.GetBACnetServerStats("bacnet-1")

设计决策

1. 端口选择

默认使用 BACnet 标准端口 47808 (0xBAC0)。与南向 BACnet 驱动使用 47809 端口分离，避免端口冲突。

2. 设备 ID 生成

当未指定 DeviceID 时，使用 FNV-32a 哈希算法根据 Name 生成确定性的设备实例 ID（范围 1000-4194303），确保相同配置产生相同 ID。

3. 热更新 vs 重启
  • 热更新：设备/点位映射变更时，仅重建地址空间，不停止 UDP 监听器
  • 重启：IP/Port/DeviceID/MaxPDU/SubnetCIDR 变更时，需要完整重启
4. 值类型转换

所有 EdgeX 值在写入 BACnet 对象前根据对象类型进行转换：

  • AnalogInput/AnalogValue → float64
  • BinaryInput/BinaryValue → bool
  • MultiStateInput/MultiStateValue → uint32
5. 写入历史

保留最近 100 条外部写入记录，用于调试和审计。

文件结构

internal/northbound/bacnet/
├── server.go       # BACnet Server 核心实现
├── server_test.go  # 单元测试 (16 个测试用例)
└── README.md       # 本文档

依赖

  • github.com/anviod/bacnet v0.0.5 — BACnet 协议库（server 子包提供完整 BACnet 服务端实现）

Documentation

Overview

Package bacnet 实现北向 BACnet Server，以从机模式对外暴露 EdgeX 点位数据。 BACnet Server 将南向设备的点位映射为 BACnet 标准对象（AnalogInput/BinaryInput等）， 支持 Who-Is/I-Am 设备发现、ReadProperty/WriteProperty 属性读写和 COV 订阅通知。

Index

Constants

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Variables

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Functions

This section is empty.

Types

type BatchWriteResult 

type BatchWriteResult struct {
	ChannelID string `json:"channel_id"`
	DeviceID  string `json:"device_id"`
	PointID   string `json:"point_id"`
	Success   bool   `json:"success"`
	Error     string `json:"error,omitempty"`
}

BatchWriteResult 批量写入结果

type Server 

type Server struct {
	// contains filtered or unexported fields
}

Server 是 BACnet Server 的核心实现，将 EdgeX 南向设备和点位映射为 BACnet 对象。 遵循 OPC UA Server 的架构模式：Start/Stop 生命周期管理、Update 数据流、SyncAddressSpace 热更新。

func NewServer 

func NewServer(cfg model.BACnetServerConfig, sb model.SouthboundManager) *Server

NewServer 创建新的 BACnet Server

func (*Server) BatchWrite 

func (s *Server) BatchWrite(requests []WriteRequest) []BatchWriteResult

BatchWrite 批量写入

func (*Server) GetStats 

func (s *Server) GetStats() Stats

GetStats 获取统计信息

func (*Server) GetWriteHistory 

func (s *Server) GetWriteHistory(limit int) []WriteHistoryItem

GetWriteHistory 获取写入历史

func (*Server) IsRunning 

func (s *Server) IsRunning() bool

IsRunning 检查 Server 是否在运行

func (*Server) Start 

func (s *Server) Start() error

Start 启动 BACnet Server

func (*Server) Stop 

func (s *Server) Stop()

Stop 停止 BACnet Server。可安全多次调用。

func (*Server) SyncAddressSpace 

func (s *Server) SyncAddressSpace() error

SyncAddressSpace 同步地址空间，不停 TCP 监听器（热更新）

func (*Server) Update 

func (s *Server) Update(v model.Value)

Update 从数据管道接收南向数据更新，写入对应 BACnet 对象的 PresentValue

func (*Server) UpdateConfig 

func (s *Server) UpdateConfig(cfg model.BACnetServerConfig) error

UpdateConfig 更新配置。端口/IP/DeviceID 等结构性变更需要重启，设备映射变更可热更新。

func (*Server) WriteViaBACnet 

func (s *Server) WriteViaBACnet(channelID, deviceID, pointID string, value any) error

WriteViaBACnet 通过 BACnet 外部写入请求，将值写回南向设备

type Stats 

type Stats struct {
	ObjectCount   int       `json:"object_count"`    // BACnet 对象总数
	PointCount    int       `json:"point_count"`     // 已映射点位总数
	WriteCount    int64     `json:"write_count"`     // 外部写入次数
	UpdateCount   int64     `json:"update_count"`    // 南向数据更新次数
	LastWriteTime time.Time `json:"last_write_time"` // 最近一次外部写入时间
	StartTime     time.Time `json:"start_time"`      // 服务启动时间
}

Stats 统计信息

type WriteHistoryItem 

type WriteHistoryItem struct {
	Time      time.Time `json:"time"`
	ChannelID string    `json:"channel_id"`
	DeviceID  string    `json:"device_id"`
	PointID   string    `json:"point_id"`
	Value     any       `json:"value"`
	Success   bool      `json:"success"`
	Error     string    `json:"error,omitempty"`
}

WriteHistoryItem 写入历史记录

type WriteRequest 

type WriteRequest struct {
	ChannelID string `json:"channel_id"`
	DeviceID  string `json:"device_id"`
	PointID   string `json:"point_id"`
	Value     any    `json:"value"`
}

WriteRequest 外部写入请求

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