الحلقة 25 1:43 التيارات الخفيفة عربي · EN

BACnet و Modbus والعمود الفقري لـ BAS

بروتوكولا BACnet مع Modbus وطبقة التكامل التي تذهب إليها ميزانية المشروع فعلاً. فالبروتوكولات هي الجزء السهل: أما ما لا يوحّده أيّ منهما فهو معنى النقطة، وإلى تلك الفجوة تذهب ميزانية التكامل.

غرفة تحكّم بإدارة المباني وجدار من مخطّطات التكييف والمنحنيات
شرح متحرّك، اضغط تشغيل لمشاهدة المفاهيم الآن؛ يُنشر المونتاج المصوَّر فور انتهاء الإنتاج.

ما الذي تخرج به

أربع أفكار تحملها معك إلى محادثة المواصفات القادمة.

01

استشهد بمراجعة البروتوكول، لا بالسنة.

بروتوكول BACnet هو ANSI/ASHRAE 135، وتعيد المواصفة ISO 16484-5 نشر النصّ نفسه متأخّرةً بطبعة تقريباً. أما ما يستطيعه الجهاز فتحدّده مراجعة البروتوكول: فالطبعة 135-2020 كانت PR 22، والطبعة 135-2024 مع ملحقها المنشور هي PR 31. والملاحق المعتمدة معاً تتشارك مراجعة واحدة، وقد أبقى الملحق 135-2020ce على الاختصار MS/TP لكنه استبدل صياغة «سيّد وتابع» بعبارة «ناقل تسلسلي متعدّد النقاط مع تمرير الرمز».

02

خريطة Modbus تخصّ المورّد، بنصّ المواصفة.

القسم 4.4 حرفياً: «الربط المسبق بين نموذج بيانات MODBUS وتطبيق الجهاز يخصّ جهاز المورّد تماماً». والمواصفة تثبّت ترتيب big-endian لعنصر واحد من 16 بت، ولا تقول شيئاً عن عدد عشري بطول 32 بت، فترتيب الكلمات سؤال يُطرح لا افتراض. أما الرقم 40001 الذي يكتبه الجميع فلا يرد في أيّ مواصفة Modbus حالية: مصدره وثيقة Modicon PI-MBUS-300 في يونيو 1996.

03

مقطع MS/TP يُحسب بأحمال الوحدة، لا بالأجهزة.

منذ الملحق 135-2016bm في يونيو 2018 صار الحدّ 32 حِمل وحدة لكل مقطع، وصار بيان PICS يحمل حِمل وحدة المرسل المستقبل. فعند ثُمن حِمل وحدة تتيح الميزانية الكهربائية ما يصل إلى 256 جهازاً. والمطلوب من المعدّلات 9600 مع 38400 باود فقط، ومعدّل 115200 وحده يقصّر المقطع الموصى به إلى 1000 m.

04

تجاوز عند 8 يغلب جدولاً عند 9، إلى أن يُمسح.

كل نقطة قابلة للأمر تطبّق أول قيمة غير خالية من خانات أولويتها الستّ عشرة. ومثال المواصفة نفسها يضع المجدول عند 9 والتجاوز اليدوي عند 8، ولذلك يغلب تجاوزٌ منسيّ الجدولَ إلى أن يكتب أحد NULL مكانه. ويُلزم الملحق H البوّابات بتنفيذ الخانات الستّ عشرة، ومع ذلك يجيز للبوّابة المطابقة أن تردّ بالنجاح قبل أن تصل الكتابة إلى الجهاز.

اضبط الإصدار
استشهد بمراجعة البروتوكول لا بسنة الطبعة
كل مراجعات البروتوكول بين الطبعتين22232425262728293031135-2020الطبعة ⁦135-2024⁩ مع ملحقهاسنة الطبعة وحدها لا تميز بين هذه المراجعات
كما تغيّرت المفردات: استبدل الملحق 135-2020ce عبارة «سيّد وتابع مع تمرير الرمز» بعبارة ناقل تسلسلي متعدّد النقاط مع تمرير الرمز، واستبدل Max_Master بـ Max_Manager. فإن كان المستند ما زال يقول سيّد وتابع فقد كُتب على نصّ أقدم.
ما لا يفعله BACnet
يوحّد السلك لا الكلمات
درجة حرارة منطقة واحدة، وثلاثة أسماء مطابقةصندوق ⁦VAV⁩ZN-Tمطابقوحدة سطحRoomTemp_3Fمطابقوحدة ملف ومروحةSpaceTempمطابقBrick: Zone_Air_Temperature_SensorHaystack: zone air temp sensor pointنموذج الوسوم يحمل المعنى الذي يتركه ⁦BACnet⁩
اسم الكائن مطلوب أن يكون فريداً داخل الجهاز الذي يحفظه فقط. والاستثناء الوحيد اسم كائن الجهاز نفسه، إذ يجب أن يكون فريداً على امتداد الشبكة كلّها.
الأسطورة التي تحدّد حجم كل غرفة صعود
إنها 32 حِمل وحدة، لا 32 جهازاً
1.0 UL320.5 UL640.25 UL1280.125 UL256الحد الكهربائي لكل مقطع ⁦RS-485⁩، بحد ⁦32 UL⁩
غيّر الملحق 135-2016bm في يونيو 2018 البند 9.2.2 من 32 عقدة إلى 32 حِمل وحدة لكل مقطع، وأضاف إلى بيان PICS خانة لحِمل وحدة المرسل المستقبل. فعند ثُمن حِمل وحدة تتيح الميزانية الكهربائية ما يصل إلى 256 جهازاً؛ وعند حِمل كامل 32.
ثلاث وثائق وادّعاء واحد
بيان المطابقة وطريقة الاختبار والاعتماد ليست شيئاً واحداً
PICSالادعاءملحق معياري135.1الاختبارمواصفة منفصلةBTLالشهادةبرنامج خاصولا واحدة منها تعني قابلية التبادل
لذا اطلب بيان PICS، ثم اقرأه. فهو الوثيقة الوحيدة التي تقول ما سيفعله هذا الجهاز بعينه فعلاً.
وحدة مناولة هواء على سطح مبنى ومجاري هوائها فوق أفق مدينة عند الغروب

العمود الفقري لأنظمة المباني × الأرقام التي تُفحص

وفق ANSI/ASHRAE 135 وملاحقها، ومواصفات Modbus، والمعايير NCS-1:2020، وأدلّة «مستدام». وكل مصدر مرتبط في أسفل الصفحة.

البند القيمة ما يعنيه
هوية BACnetASHRAE 135 / ISO 16484-5تعيد ISO نشر نصّ 135 متأخّرةً بطبعة تقريباً. استشهد بمراجعة البروتوكول
مراجعة البروتوكولPR 22 → PR 31الطبعة 135-2020 كانت PR 22، والطبعة 135-2024 مع الملحق cu هي PR 31. والملاحق المعتمدة معاً تتشارك مراجعة
حدّ مقطع MS/TP32 حِمل وحدةلا 32 جهازاً (الملحق bm، 2018). ومرسل مستقبل بثُمن حِمل وحدة يتيح ما يصل إلى 256 بحسب الميزانية الكهربائية
معدّلات MS/TP المطلوبة9600 / 38400الباقي اختياري. ومعدّل 115200 وحده يقصّر المقطع الموصى به إلى 1000 m
مصفوفة الأولوية16 خانةأول قيمة غير خالية تفوز. مثال المواصفة: المجدول عند 9 والتجاوز اليدوي عند 8
البوّابة، الملحق Hالخانات الـ 16 كلّهااشتراطه الوحيد للبيانات. وقد تردّ البوّابة بالنجاح قبل وصول الكتابة
نموذج بيانات Modbusيخصّ المورّدالقسم 4.4 حرفياً. اطلب أساس العنونة ونوع البيانات وترتيب الكلمات
أمن Modbusصفر ورودالنسخة الآمنة MODBUS/TCP Security: المنفذ 802، بطبقة TLS 1.2 أو أحدث، مع شهادات X.509v3 متبادلة
نقل BACnet/SCTLS 1.3اتصال WebSocket بمحور رئيسي أو احتياطي، وشهادات يوقّعها مرجع الموقع
حدود الشهادات في السعودية20/10/5/3حدود قصوى بالسنوات، وفق القسم 5.2 من NCS-1:2020 الملزم عبر الضابط 2-8-3 من الضوابط الأساسية: الجذر، الوسيط، المستخدم النهائي MODERATE ثم ADVANCED
الاشتراط السعودي لبروتوكوللا شيء«مستدام» لا يسمّي بروتوكولاً. وفي دليل المباني التجارية للتصميم والتنفيذ: قياس الطاقة E-02 وتشغيل الأنظمة PMM-01 اعتمادان أساسيان
لماذا تتوقّف المباني عن الطاعة
مصفوفة الأولوية، والتجاوز الذي لم يمسحه أحد
1سلامة الأرواح، يدويNULL2سلامة الأرواح، آليNULL3متاحNULL4متاحNULL5تحكم المعدات الحرجةNULL6أدنى زمن تشغيل وإيقافNULL7متاحNULL8المشغل اليدويالتجاوز يفوز: ⁦⁦21 °C⁩⁩9متاحالجدول، مغلوب: ⁦⁦24 °C⁩⁩10متاحNULL11متاحNULL12متاحNULL13متاحNULL14متاحNULL15متاحNULL16متاحNULLRelinquish_Default26 °Cيطبق الجهاز ⁦⁦21 °C⁩⁩ من المستوى ⁦8⁩نقاط ضبط توضيحية
للنقطة القابلة للأمر 16 خانة، ويطبّق الجهاز أول قيمة غير خالية من الأعلى؛ ولا تُطبَّق القيمة الافتراضية إلا حين تخلو الخانات كلّها. ومثال المواصفة نفسها يضع المجدول عند 9 والتجاوز اليدوي عند 8.
كم يكلّف تجاوز عالق
الجدول يواصل الكتابة، ولا شيء يقرؤه.
21 °C24 °C28 °Cالأحدالاثنينالثلاثاءالأربعاءالخميسالجمعةالسبتتجاوز ⁦⁦21 °C⁩⁩ عند الأولوية ⁦8⁩، لم يحرر قطالجدول يكتب عند الأولوية ⁦9⁩القيمة التي يطبقها الجهازأسبوع توضيحي: ⁦134⁩ ساعة من ⁦168⁩ تتجاهل الجدول
في هذا الأسبوع التوضيحي يصل التجاوز يوم الاثنين الساعة 10:00 ولا يُحرَّر أبداً. ومن بعده تطبّق 134 ساعة من ساعات الأسبوع الـ 168 قيمة لم يكتبها الجدول، منها 93 ساعة ليلاً وفي عطلة نهاية الأسبوع ثبتت فيها الغرفة على 21 °C بدل رفعها إلى 28 °C.
البوّابات في المواصفة نفسها
الملحق H معياري، ومعظمه توصيات
العميلالبوابةالجهازWritePropertyنتيجة ⁦⁦Result⁩(+)⁩ فوراًربما لم تحدث بعدالبوابة قد تقول نعم قبل أن تنفذالاشتراط الوحيد للبيانات: خانات الأولوية الـ ⁦16⁩ كلها
وبند لا يكاد يشترطه أحد: منذ الملحق 135-2012al، يجب على البوّابة التي تُظهر أجهزة BACnet افتراضية أن توفّر بيان PICS ثانياً منفصلاً يغطّي تلك الأجهزة. سطر واحد في جدول المستندات.
بروتوكول Modbus بصراحة
المواصفة تقول إن الربط يخصّ المورّد
سجلات الحفظمن واحد40001400024000340004على السلك0123الممتدةمن صفر600000600001600002600003فارق الواحد في وثيقة ⁦⁦PI-MBUS-300⁩⁩ نفسها، ⁦1996⁩
القسم 4.4 حرفياً: «الربط المسبق بين نموذج بيانات MODBUS وتطبيق الجهاز يخصّ جهاز المورّد تماماً». جملة واحدة من المواصفة تفسّر كل خلاف حول خرائط السجلّات مررت به.
نموذج البيانات، وما يتركه
أربعة جداول، وكلمات 16 بت، ولا قاعدة للعدد العشري
الجدول الأساسينوع الكائنالوصولمرجع ⁦1996⁩Discrete Inputsبت واحدقراءة فقط1xxxxCoilsبت واحدقراءة وكتابة0xxxxInput Registersكلمة ⁦16⁩ بتقراءة فقط3xxxxHolding Registersكلمة ⁦16⁩ بتقراءة وكتابة4xxxxعدد عشري واحد بطول ⁦32⁩ بت، في سجلي حفظABCD0x41AC0x0000= 21.5CDAB0x00000x41AC= 2.4e-41السلك نفسه وقراءتان: اطلب ترتيب الكلمات
يثبّت القسم 4.2 ترتيب big-endian لعنصر واحد من 16 بت ثم يتوقّف. فكلمات «float» و«IEEE» و«32-bit» لا ترد في المواصفة إطلاقاً، ولذلك يُقرأ سجلّا الحفظ نفسهما 21.5 بترتيب كلمات، وعدداً شبه صفري بالترتيب الآخر.
وحدة تحكّم ميدانية على قضيب DIN، وناقل مجدول على أطرافها ومقاومة نهاية خط مركّبة

لماذا يفشل تكامل أنظمة المباني بصمت

خمسة تصويبات تستحقّ أن تُحمل إلى المواصفة القادمة.

السلك موحّد، والكلمات ليست كذلك.

لا يُشترط في اسم الكائن إلا أن يكون فريداً داخل الجهاز الذي يحفظه؛ والاستثناء الوحيد اسم كائن الجهاز نفسه، إذ يجب أن يكون فريداً على امتداد الشبكة. فلا اصطلاح تسمية ولا مفردات محكومة، ولذلك يسمّي ثلاثة مورّدين درجة حرارة المنطقة نفسها بثلاثة أسماء كلّها مطابقة. وتلك هي الفجوة التي تسدّها Project Haystack مع Brick Schema. أما ASHRAE 223P، وعنوانها الآن «نموذج بيانات دلالي لتطبيقات التحليلات والأتمتة في المباني»، فهي لم تُنشر بعد: جرت مراجعتها العامة الرسمية الأولى في منتصف 2025، والثانية من أبريل إلى يونيو 2026، فلا تطبع لها سنة نشر.

بروتوكول Modbus بلا أمن يمكن إضعافه.

كلمات «الأمن» و«المصادقة» و«التشفير» ترد صفر مرة بالضبط في مواصفة بروتوكول تطبيق Modbus البالغة خمسين صفحة. والنسخة الآمنة موجودة ولا يكاد أحد يشترطها: MODBUS/TCP Security على المنفذ 802، بطبقة TLS 1.2 أو أحدث مع شهادات X.509v3 متبادلة، نُشرت أول مرة في يوليو 2018 وبلغت الإصدار v36 عام 2021. ومن المفيد أن Modbus TCP هو الملفّ CP 15/1 في IEC 61784 بينما لا ملفّ IEC للخط التسلسلي، وأن صفحة الأجهزة المختبرة لدى منظمة Modbus تُدرج شركتين، فعبارة «معتمد Modbus» يجب أن تسمّي ما اختُبر.

حذف BACnet بند الأمن، ثم أعاد بناءه حول المالك.

حذفت ASHRAE البند 24، أمن الشبكة، بالملحق 135-2016by في نوفمبر 2019، لأن قبوله في الصناعة كان «محدوداً جداً». وفي اليوم نفسه اعتُمد BACnet/SC: فلكل عقدة اتصال WebSocket حيّ واحد فوق TLS 1.3 بمحور رئيسي أو احتياطي، وكل شهادة موقّعة من مرجع يخضع للموقع، بنصّ المواصفة «يجب أن يكون مرجع التوقيع تحت سيطرة الموقع». ولا تحدّد المواصفة عمراً للشهادة ولا فترة تجديد. أما في السعودية فتضع معايير التشفير الوطنية NCS-1:2020، الملزمة عبر الضابط 2-8-3 من الضوابط الأساسية، حدوداً قصوى لصلاحية الشهادات: مرجع الجذر 20 سنة على الأكثر، والوسيط 10 سنوات على الأكثر، والمستخدم النهائي 5 سنوات على الأكثر في المستوى MODERATE، أو 3 في المستوى ADVANCED.

البوّابات معيارية، ومعظم ما يخصّها توصيات.

الملحق H معياري، واشتراطه الوحيد بشأن البيانات أن «تنفّذ البوّابات خصائص مصفوفة الأولوية تنفيذاً صحيحاً بكل خاناتها الستّ عشرة». وقواعده الملزمة الأخرى تخصّ التوقيت والصمت، مثل إلغاء الطلب الذي يتجاوز مهلة APDU_Timeout. وما عدا ذلك مسألة محلّية: فقد تردّ البوّابة المطابقة بالنجاح على كتابة لم تنفّذها بعد، وقد تُرجع القيمة التي كتبتها بدل القيمة الموجودة في الجهاز. ومنذ الملحق 135-2012al يجب على البوّابة التي تُظهر أجهزة BACnet افتراضية أن توفّر لها بيان PICS ثانياً.

السعودية تفرض البيانات، وشخصاً مسمّى.

تبلغ أدلّة «مستدام» الأربعة 878 صفحة، ولا ورود فيها لـ BACnet أو Modbus أو KNX أو DALI أو LonWorks أو MQTT، مع أنها تسمّي أنظمة إدارة المباني. أما دليل المباني التجارية للتصميم والتنفيذ فيجعل قياس الطاقة E-02 وتشغيل الأنظمة PMM-01 اعتمادين أساسيين أياً كان التصنيف المستهدف، ويشترط أن تغطّي العدّادات الفرعية 90% على الأقل من الطلب على الطاقة، وتقول إرشاداته إن العدّادات ينبغي أن تتّصل بنظام قابل للاتصال البعيد بجهة «البناء المستدام». ولا يجعل الدليل السكني القياسَ اعتماداً أساسياً إلا من المستوى الفضّي، وتقع قواعد القياس في الكود في القسم 603 من SBC 1001. أما الشخص المسمّى فوكيل التشغيل وفق PMM-01: خبرة خمس سنوات على الأقل في تشغيل الأنظمة، ويرفع تقاريره مباشرةً إلى المالك، ولا يكون موظّفاً لدى المقاول، ويُعيَّن قبل بدء مراجعة التشغيل في مرحلة التصميم.

الكلمة التي ترد صفر مرة
بروتوكول Modbus بلا أمن، لا بأمن ضعيف
في مواصفة ⁦Modbus⁩ ذات الـ ⁦50⁩ صفحة0الأمن0المصادقة0التشفيرلا أمن أصلاً، لا أمن ضعيفالنسخة الآمنة ⁦MODBUS/TCP Security⁩ على المنفذ ⁦802⁩
كلمات «الأمن» و«المصادقة» و«التشفير» ترد صفر مرة بالضبط في مواصفة بروتوكول تطبيق Modbus البالغة خمسين صفحة.
الأمن، بالأدلّة
كان لـ BACnet أمن فتخلّصت منه الصناعة
أقصى صلاحية للشهادة، القسم ⁦5.2⁩ من ⁦⁦NCS-1⁩:⁦2020⁩⁩مرجع الجذر⁦20⁩ سنةالمرجع الوسيط⁦10⁩ سنواتالمستخدم النهائي، ⁦MODERATE⁩⁦5⁩ سنواتالمستخدم النهائي، ⁦ADVANCED⁩⁦3⁩ سنواتولا تضع ⁦ASHRAE⁩ أياً من هذه الحدود
وفي السعودية لذلك المرجع منظّم: فمعايير التشفير الوطنية لدى الهيئة الوطنية للأمن السيبراني، الملزمة بموجب الضابط 2-8-3 من الضوابط الأساسية، تضع حدوداً قصوى لصلاحية الشهادات لا تضعها مواصفة ASHRAE. مرجع الجذر 20 سنة، والوسيط 10 سنوات، والمستخدم النهائي 5 سنوات في المستوى MODERATE، أو 3 في المستوى ADVANCED.
ما الذي يبنيه BACnet/SC فعلاً
كل جهاز يتّصل صادراً إلى محور
مرجع شهادات الموقعيوقع كل شهادةالمحور الرئيسيالمحور الاحتياطيمحطة الإشرافوحدة التحكمالبوابةلوحة الإنارةالخط المتصل حي، والمتقطع احتياطي، عبر ⁦TLS 1.3⁩الموقع يشغل المرجع، فالموقع يجدد المفاتيح
يستبدل BACnet/SC البثّ العام بالاتصالات. فلكل عقدة اتصال حيّ واحد، بالمحور الرئيسي أو بالمحور الاحتياطي، عبر WebSocket فوق TLS 1.3، ويقدّم الطرفان شهادتين موقّعتين مباشرةً من مرجع شهادات يضبطه الموقع.
استعمل الحادثة الصحيحة
هجومان حقيقيان على أتمتة المباني، وأسطورة واحدة
KNXlockخاصية أمنية انقلبت علىالمالكاستشهدFrostyGoopالأصول لم تكن مجزأة تجزئةكافيةاستشهدTargetللفوترة، لا للتحكم فيالمبنىأسطورةاستشهد بالحادثة لا بالحكاية
والجملة التي تُقال لمن يزعم أن الشبكة معزولة: فرق التقييم لدى NSA مع CISA «كثيراً ما نفذت إلى شبكات التشغيل، رغم تأكيدات مسبقة بأنها معزولة تماماً».
الموقف السعودي
أدلّة «مستدام» الأربعة التي راجعناها تحدّد البيانات لا البروتوكول
أدلة «مستدام»: ⁦878⁩ صفحة في ⁦4⁩ أدلةمرات الورود: ⁦0⁩تسمي ⁦BMS⁩ لا البروتوكولBACnetModbusKNXDALILonWorksMQTTاعتماد أساسي، دليل تجاري ⁦D+C⁩قياس الطاقة ⁦E-02⁩تشغيل الأنظمة ⁦PMM-01⁩قياس فرعي: ⁦90%⁩ من الطلب فأكثرالربط البعيد: إرشاد فقطأربعة أدلة روجعت: قياس وتشغيل، بلا بروتوكول
في أدلّة «مستدام» الأربعة التي راجعناها 878 صفحة، ولا ورود واحد فيها لـ BACnet أو Modbus أو KNX أو DALI أو LonWorks أو MQTT. فهي تحدّد متطلّبات قياس الطاقة وتشغيل الأنظمة، وتسمّي أنظمة إدارة المباني، لكنها لا تسمّي لها بروتوكولاً أبداً.
اكتب هذا في المواصفة

البند الذي يجب أن يُكتب

سبعة أسطر، يسمّي كلٌّ منها وثيقة أو مقداراً أو موعداً. ولا يمكن الإجابة عن أيّ منها بكتيّب تسويقي، وهذا هو الاختبار الوحيد الذي يجب أن يجتازه بند المواصفة.

مراجعة التشغيلفي التصميمالوكيل معينالتسليمتقرير مصفوفةالأولويةنهاية فترةالضمانتقرير مصفوفةالأولويةلكل وثيقة موعد، لا اسم فقط

أ. لكل جهاز BACnet: بيان PICS يذكر مراجعة البروتوكول رقماً، وحِمل وحدة المرسل المستقبل.

ب. لكل بوّابة تُظهر أجهزة افتراضية: بيان PICS ثانٍ لها.

ج. لكل مقطع MS/TP: مجموع أحمال وحدة لا يتجاوز 32.

د. لكل جهاز Modbus: خريطة سجلّات تذكر أساس العنونة ونوع البيانات وترتيب الكلمات.

هـ. عند التسليم ثم في نهاية فترة الضمان: كل خانة أولوية غير خالية، مع سببها.

و. عند اشتراط BACnet/SC: مرجع شهادات الموقع وإجراء تجديده، ضمن حدود NCS-1:2020، في دليل التشغيل والصيانة.

ز. وكيل تشغيل بخبرة خمس سنوات على الأقل، يرفع تقاريره إلى المالك، ويُعيَّن قبل مراجعة التشغيل في مرحلة التصميم، وفق PMM-01 في «مستدام».

والسطر «هـ» هو الذي لا يكتبه أحد، وهو الوحيد الذي يكشف تجاوزاً لم يمسحه أحد.

الحلقة القادمة

PoE: أنواع 1، 2، 3، 4

الحلقة التالية

استقبل الحلقة القادمة عبر البريد

محتوى تقني من أكاديمية NLC. بدون إزعاج، ويمكنك إلغاء الاشتراك في أي وقت.

بالاشتراك أنت توافق على استلام رسائل NLC.

المصادر ومراجع إضافية

المواصفات والمعايير والتقارير التي يستند إليها كل رقم في هذه الصفحة.

أرسل العرض إلى زميل

شرح من 18 شريحة، جاهز للنشر على LinkedIn كعرض صور.