پروتکل BACnet یا Building Automation and Control Networks ، یک پروتکل ارتباطی اطلاعات در زمینه اتوماسیون ساختمان و كنترل شبکه می باشد كه در سال 1995 تحت حمایت انجمن مهندسین امریکایی ASHRAE یا American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers با هدف استاندارد سازی ارتباطات در تجهیزات اتوماسیون ساختمان سازندگان مختلف و با بهره گیری از گستره وسیعی از تجارب صاحبان صنایع، تولیدكنندگان، مهندسین مشاور، استفاده كنندگان نهایی و نمایندگی های دولتی توسعه یافت. این گسترش بیش از 9 سال به طول انجامید و سرانجام در سال 1995 موفق به اخذ استاندارد ANSI/ASHRAE Standard 135-1995 گردید.

این پروتکل استانداردی است كه به صورت تخصصی در زمینه سیستم های مدیریت و كنترل در ساختمان بنا نهاده شده است. هدف این استاندارد تعریف سرویس ها و پروتکل های تبادل و مخابرات داده برای تجهیزات كامپیوتری مورد استفاده در كنترل و نظارت سیستم های HVAC & R و دیگر سیستم های ساختمان به علاوه تعریف شئ گرا از اطلاعات مبادله شده بین چنین تجهیزاتی است كه در نتیجه، باعث راحت تر شدن استفاده از فن آوری كنترل دیجیتال در ساختمان ها می شود .

این پروتکل، مجموعة مشروحی از پیغامها برای تبادل اطلاعات باینری كد شده، آنالوگ و داده های الفبایی بین تجهیزات تعریف شده است كه موارد زیر را در بر می گیرد ولی به آنها محدود نمی شود :

o مقادیر باینری خروجی و ورودی سخت افزار
o مقادیر آنالوگ خروجی و ورودی سخت افزار
o مقادیر آنالوگ و باینری نرم افزار
o مقادیر رشته های عددی
o اطلاعات جدول زمانبندی
o اطلاعات حادثه و اخطار
o فایلها و منطق كنترل

استاندارد KNX راهکاری اصولی و عملی برای پیاده سازی سیستم های هوشمند در محیط های داخلی ساختمان ها است. این استاندارد جدیدترین دستاورد دانشمندان و زیر ساخت ارتباطی قدرتمندی برای ارتباط بین اجزای پیکره كنترلی ساختمان می باشد. در سال 1990 شركت مستقل Konnex كه مقر آن در بروكسل است تاسیس گردید و اساس كار استاندارد سازی پروتکل تحت عنوان EIB كه مخفف كلمه European Installation Bus است، آغاز گردید این نام بعد از چند سال به EIB/KNX و بعد از آن به KNX تغییر یافت. امروزه بیش از 300 شركت معتبر عضو این انجمن هستند و 8000 نوع محصول مختلف بر پایه KNX در سراسر دنیا تولید می شود كه از بزرگترین مزایای آن می توان به كیفیت بالای این محصولات تحت استاندارد قوی KNX اشاره نمود. سیستم هوشمند با استفاده از پروتکل KNX در ساختمان ها به منظور بهینه كردن مصرف برق، آب و گاز در تاسیسات صنعتی/ تجاری / ادارات / هتل ها و …. و سهولت بهره برداری از آن، طراحی و اجرا می گردد.

به طور كلی این سیستم ها امکانات و قابلیت های زیر را دارا می باشند:
o مانیتورینگ دمای نقاط مختلف و كنترل آنها از طریق صدور فرامین لازم

o كنترل روشنایی و شدت نور برای اتاق ها، سالنها، ورودی ها، محوطه و پاركینگ بنا به نیاز و كنترل اتوماتیک نور و دما از طریق سنسور های نوری و با استفاده از عملگر های پرده و با استفاده از سناریو های مناسب

o قطع آب و گاز از طریق فرمان روی شیر الکتریکی مربوطه و از طریق سناریو های مختلف

o خاموشی سراسری ساختمان در زمان ترک آن و قرار دادن تجهیزات به حالت ایمن

پیشرفت هایی كه در زمینه میکروكامپیوترها در دهه 80 میلادی بوجود آمد، امکان این كه پروسس های كنترلی در خود اجزا و قطعات قرار گیرد، مهیا شد. این میکروكامپیوترها امکان انجام همان پردازش هایی كه بوسیله PLC ها صورت می گرفت را مهیا ساخت. به این روش كنترل غیرمركزی نیز اطلاق می شود كه از جمله پروتکل های این روش می توان به LON اشاره كرد. Lon Talk یک پروتکل بر پایه شبکه LAN است كه با استفاده از سخت افزار Neuron Chips ساخت كمپانی Echelon كار می كند. LonWorks به خانواده ای از محصولات كه توسط كمپانی Echelon بر پایه پروتکل Lon Talk می باشد. به سه طریق آدرس دهی برای این پروتکل موجود است: آدرس فیزیکی كه یک عدد 48 بیتی است، بر روی هر كدام از Neuron چیپ ها وجود دارد. آدرس دستگاه كه بجای آدرس فیزیکی می نشیند و آدرس گروهی كه نشان دهنده آدرس گروهی از دستگاه هاست كه كاربری مشترک دارند.

ساختار (BMS structure)BMS بصورت یک ساختار سلسله مراتبی تعریف می شود كه می توان آن را در سه سطح (لایه) زیرتقسیم بندی نمود.

لایه اول(پایین ترین لایه): لایه فیزیکی(Field Layer) در پایین ترین سطح این سلسله مراتب قراردارد . تمامی سنسورها و حسگرهای اطلاعاتی و امکانات و تجهیزات ارسال فرامین به لایه فیزیکی در آن قراردارند و عملکرد هایی مثل اندازه گیری، سوئیچینگ، اعمال فرمان و… در این لایه صورت می گیرد. در این لایه سنسورها، سویچها، موتورها و … بصورت شبکه به همدیگر متصل و در نهایت به لایه دوم متصل می گردند .

لایه دوم(لایه میانی): لایه اتوماسیون یا كنترل (Control Layer) نام دارد. در این لایه تمامی كنترلرها و امکانات كنترلی قرار دارند كه با یکدیگر یک شبکه دیگر را تشکیل می دهند و وظیفه تشخیص، پردازش و ارسال اطلاعات از طریق حلقه های كنترلی در سیستم را به عهده دارد.

در لایه سوم(بالاترین لایه): یک سیستم و یا شبکه نرم افزاری وجود دارد كه در آن اطلاعات و رویدادهای لایه های زیرین ثبت گردیده و یک سابقه و تاریخچه ای از تمامی اتفاقات ایجاد می گردد. این اطلاعات در شبکه پردازش گردیده و تصمیمات بر پایه آنها در سیستم پایه ریزی می گردد. به طور كلی اپراتوری اطلاعات، آنالیز نتایج و هماهگی این زیر سیستم ها، در این لایه انجام می گیرد. این لایه مهمترین قسمت از این ساختار هرمی بوده، بیشترین دانش مدیریتی و ارزشی در آن نهفته است و به آن، لایه مدیریت (Management Layer) می گویند. در لایه مدیریت اطلاعات دسته بندی مه گردنهد و مبنای یک تصمیم گیری منطقی و متناسب با روند وقایع را پدید می آورند. در این ساختار هرمی در هر لایه، از پروتکل های خاصی برای ارسال و دریافت اطلاعات استفاده می شود.
از آنجا كه استاندارد های مطرح شده، استاندارد های باز مستقل از كاربر می باشند، می توانند در هر سه لایه مورد استفاده قرار گیرند. در شکل زیر نگاشتی از پروتکل های ذكر شده در بالا به عنوان مهمترین پروتکل ها در لایه های معماری یک ساختمان هوشمند نشان داده شده است.

مثلثی كه در شکل ترسیم شده است نشان می دهد كه LonWorks و KNX روی لایه های فیزیکی و اتوماسیون تمركز بیشتری دارند، در حالی كه BACnet برای لایه مدیریت مناسب تر است.