浅谈KNX协议

关键字 :KNX

楼宇智能化是采用计算机技术对建筑物内的设备进行自动控制,对信息资源进行管理,为用户提供信息服务,它是建筑技术适应现代社会信息化要求的结晶。1984年美国联合科技的UTBS公司在康涅狄格(Connecticut State)州哈伏特(Hartford)市将一座金融大厦进行改造并取名City Place(都市大厦),主要是增添了计算机设备、数据通信线路、程控交换机等,使住户可以得到通信、文字处理、电子函件、情报资料检索、行情查询等服务。同时,对大楼的所有空调、给排水、供配电设备、防火、保安设备由计算机进行控制,实现综合自动化、信息化,使大楼的用户获得了经济舒适、高效安全的环境,使大厦功能发生质的飞跃,从而诞生了世界上第一座智能化楼宇。自此以后,世界上楼宇智能化建设走上了高速发展轨道。

由于楼宇中的设备种类繁多(如空调监控系统,照明监控系统,安防监控系统,能源管理等),生产厂家也不一,这就需要各设备控制协议要统一化标准化,才能实现各设备各厂家能够互相连接沟通起来,而且也要求市面上设备能简单的做新旧更换。控制协议有很多(如:RS485总线 ,ModBus,SIGFOX等),但大多数协议标准都不统一,各自厂家有各自的标准,因此无法做到各个厂家设备能通用,这就要求楼宇控制能有统一的标准协议出来。

1999年5月,欧洲三大总线协议EIB、BatiBus和EHSA合并成立了Konnex协会,提出了KNX协议。该协议以EIB为基础,兼顾了BatiBus和EHSA的物理层规范,并吸收了BatiBus和EHSA中配置模式等优点,提供了家庭、楼宇自动化的完整解决方案。在KNX系统中,总线接法是区域总线下接主干线,主干线下接总线,系统允许有15个区域,即有15条区域总线,每条区域总线或者主干线允许连接多达15条总线,而每条总线最多允许连接64台设备,这主要取决于电源供应和设备功耗。每一条区域总线、主干线或总线,都需要一个变压器来供电,每一条总线之间通过隔离器来区分。在整个系统中,所有的传感器都通过数据线与制动器连接,而制动器则通过控制电源电路来控制电器。所有器件都通过同一条总线进行数据通信,传感器发送命令数据,相应地址上的制动器就执行相应的功能。

KNX优势有以下主要几点:

  1. 只要符合EN 50090标准,不同厂家生产的产品可以连接在一起工作。
  2. 改造简单,可以很方便地对系统进行更改和扩展,只需要新增加的设备也符合EN 50090标准,不管是否为同一厂家生产的产品都可以互联。
  3. 系统安装时,可以将控制部件分区安装在控制板上或控制柜中,现场的连线将变得非常简单和清晰。
  4. KNX技术很容易在环境控制系统中实现集中监控或通过电视系统进行远程监控。

KNX主要有以下4种传输介质:

  1. TP(双绞线):

TP-0:双绞线,比特率为 4800 bits/s ,继承于BatiBus。使用的比较少,最常用的还是TP-1

TP-1:双绞线,比特率为 9600 bits/s ,延续 EIB 中的应用。 EIB 和 KNX TP1 认证 TP1 产品可与同类总线操作和通信。

  1. PL(电缆):

 PL110:电缆,比特率为 1200 bits/s ,也是延续 EIB 中的应用。 EIB 和 KNX PL110 认证产品可与同类分布电网操作和通信。

 PL132:电缆,比特率为2400bits/s,与PL110差不多,但是通信频率不一样而已

  1. RF ( 射频 ):

KNX 设备支持使用无线电信号来传输 KNX 信号。信号传输频宽为 868 MHz (短波设备),最大发射能量为 25mW ,比特率为 16.384 kBit/sec 。 KNX RF 介质可以离开机架组件进行开发,它允许单向和双向工作,特点是低耗能和小型及中型装置仅需要在特殊情况重传。

  1. IP ( 以太网 )

KNX 信号也可以打包成 IP 信号传输。通过这种方式, LAN 网络和英特网可以用来发送 KNX 信号。

ON Semiconductor目前有以双绞线为介质的solution:NCN5110,NCN5120,NCN5121,NCN5130系列,支持总线电流消耗最高可达40mA/13-26mA/24mA/40mA,提供20V主电压与3.3V偏置电压,通信速度9600波特,已在市面有大量用开。

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