edgeCore

BACnet/IP 通信模块设计说明

依赖版本: github.com/anviod/bacnet@v0.0.6+（Windows 需此版本以获得 SO_BROADCAST 支持）

架构概览

  • 南向驱动：BACnetDriver（设备发现、对象扫描、读写、恢复）
  • 调度器：PointScheduler（批量读、分批回退、失败冷却）
  • 数据管线：统一 Value 模型下发到存储、WebSocket、OPC UA、MQTT 等
  • 快照缓存：ChannelManager snapshots 提供 API 即时返回

设备发现（Yabe 风格三步法）

BACnet 设备发现严格遵循 Yabe 最佳实践，简化冗余逻辑：

  1. 绑定 INADDR_ANY：ClientBuilder{Ip: "0.0.0.0", Port: 47808} — 绑定所有物理网卡，确保广播可覆盖全部子网
  2. 广播 WhoIs（无范围限制）：WhoIsOpts{Low: 0, High: 0} — 0 表示不限制设备 ID 范围，匹配 Yabe 约定
  3. 收集 IAm + 富化名称：通过 ReadProperty(Object_Name) 获取设备名称

关键实现细节：

  • 使用独立临时 Client（非复用 driver client），避免阻塞读写操作
  • interface_ip 默认为 0.0.0.0（空字符串自动归一化），确保所有物理网卡广播
  • 必须使用标准 BACnet 发现端口 47808（设备只响应此端口的 WhoIs）
  • Windows 平台必须设置 SO_BROADCAST 套接字选项（v0.0.6+ 自动处理）

三种读取模式

  • 手动添加（Manual-Add）：现场工程推荐方式。用户提供 DeviceID + IP + Port，驱动通过 ReadProperty(Object_Name) 验证可达性（超时 10s），验证通过后直接注册设备，跳过 WhoIs 发现流程。
  • WhoIs 扫描（Supplement）：端口未知时的补充手段。使用 Yabe 风格三步法进行全网广播发现。
  • 轮询：ReadPropertyMultiple 优先，失败回退单点 ReadProperty；并发隔离
  • 订阅：配置 report_mode=cov 的点位优先尝试订阅；不支持则回退为轮询

采集验证流程（4-Phase）

Phase 描述 验收标准 状态
Phase 1 广播 WhoIs 4/4 设备发现 (2228316-2228319) ✅
Phase 2 对象扫描 4/4 设备成功，每设备 11 个对象 ✅
Phase 3 点位读取 全部点位读取成功，0 失败 ✅
Phase 4 可写点写入 可写点 100% 成功，只读点跳过 ✅

统一数据模型

{
  "channel_id": "CH-1",
  "device_id": "bacnet-18",
  "instance_id": 18,
  "point_id": "AI1",
  "value": 23.5,
  "quality": "Good",
  "timestamp": "2026-02-28T12:00:00Z",
  "meta": {
    "objectType": 0,
    "objectId": 1,
    "propertyId": 85,
    "statusFlags": null
  }
}

可靠性与恢复

  • 设备级超时隔离：每设备独立 3s 超时，不影响其他设备
  • 离线判定与冻结：失败退化为 DEGRADED，连续失败置 OFFLINE 并冻结调度
  • 恢复流程：周期触发 Who-Is，恢复后自动解冻并重建调度器
  • 恢复前检查隔离期：避免快速 WhoIs 请求循环

性能优化

  • 批量读取：默认分组阈值 20；避免 APDU 过大
  • MaxPDU：ClientBuilder 设置 MaxPDU=1476 (MaxAPDU)，避免分包开销
  • 并行化：设备级并发，互不阻塞
  • 快照返回：API 从快照返回，UI 无阻塞

锁优化

  • WritePoint/ReadPoint/GetDevicePoints 锁范围仅限数据查找，网络 I/O 在锁外执行
  • ScanChannel 使用独立 Client 进行网络广播 I/O，避免阻塞读写操作
  • connectOnce 三步流程：加锁关闭旧连接 → 解锁创建新连接 → 加锁保存新连接
  • saveChannels() 在 goroutine 中异步执行磁盘 I/O，避免阻塞 API 读路径

对外暴露

  • JSON：REST 与 WebSocket 广播统一 Value JSON
  • OPC UA：北向 OPC UA Server 动态映射 Channel/Device/Point，实时更新

安全与质量

  • 无敏感配置暴露；证书信任目录与可选认证
  • 通过单元与集成测试；遵循项目编码规范