KNX網關
KNX協議
KNX是Konnex的縮寫。1999年5月,歐洲三大總線協議EIB、BatiBus和EHSA合并成立了Konnex協會,提出 了KNX協議。該協議以EIB為基礎,兼顧了BatiBus和EHSA的物理層規范,并吸收了BatiBus和EHSA中配置模式等優點,提供了家庭、樓宇自動化的完整解決方案。
KNX總線是獨立于制造商和應用領域的系統。 通過所有的總線設備連接到 KNX 介質上(這些介質包括雙絞線、射頻、電力線或 IP/Ethernet), 它們可以進行信息交換??偩€設備可以是傳感器也可以是執行器,用于控制樓宇管理裝置如: 照明 , 、遮光/ 百葉窗、保安系統、能源管理、 供暖、通風、空調系統、信號和監控系統、服務界面及樓宇控制系統、遠程控制、計量、視頻 / 音頻控制、大型家電等。所有這些功能通過一個統一的系統就可以進行控制、監視和發送信號,不需要額外的控制中心。
KNX是全球性的住宅和樓宇控制標準。在KNX系統中,總線接法是區域總線下接主干線,主干線下接總線,系統允許有15個區域,即有15條區域總線,每條區域總線或者主干線允許連接多達15條總線,而每條總線允許連接64臺設備,這主要取決于電源供應和設備功耗。每一條區域總線、主干線或總線,都需要一個變壓器來供電,每一條總線之間通過隔離器來區分。在整個系統中,所有的傳感器都通過數據線與制動器連接,而制動器則通過控制電源電路來控制電器。所有器件都通過同一條總線進行數據通信,傳感器發送命令數據,相應地址上的制動器就執行相應的功能。此外,整個系統還可以通過預先設置控制參數來實現相應的系統功能,如組命令,邏輯順序,控制的調節任務等。同時所有的信號在總線上都是以串行異步傳輸(廣播)的形式進行傳播,也就是說在任何時候,所有的總線設備總是同時接收到總線上的信息,只要總線上不再傳輸信息時,總線設備即可獨立決定將報文發送到總線上。KNX電纜由一對雙絞線組成,其中一條雙絞線用于數據傳輸(紅色為CE+ 黑色為CE-),另一條雙絞線給電子器件提供電源。KNX有三種結構:線形、樹形、和星形。
KNX是被正式批準的住宅和樓宇控制領域的開放式國際標準。
ISO/IEC
KNX技術于2006年被批準為國際標準 ISO/IEC 14543-3。
CENELEC
KNX技術于2003年被批準為歐洲標準 (CENELEC EN50090和CEN EN 13321-1和 13321-2) 。
CEN
KNX技術于2006年被批準為EN 13321-1 (作為EN 50090部份參考)和EN1332-2 (KNXnet/IP)。
SAC
KNX技術于2007年被批準為中國標準GB/Z 20965。
ANSI/ASHRAE
KNX技術于2005年被批準為美國標準ANSI/ASHRAE 135。
交互是 KNX 技術的主要部分 ,定義如下:“產品發送和接收信息的情形,可以完全地理解信號和不用附加設備對它們起作用。”
為了便于很大程度的應用住宅和樓宇控制系統,不可缺少的是不同制造商(“多提供商交互”)的產品和不同應用領域(“交叉學科交互”)的產品
KNX標準允許每個制造商選擇理想的配置模式,并根據市場允許每個制造商選擇目標市場部分和應用的適當組合。
The KNX KNX標準包括2個不同的配置模式 :
S-Mode (系統模式)
該配置機制是為經過良好培訓的KNX安裝者實現復雜的樓宇控制功能。一個由“S-Mode”組件組成的裝置可以由通常的軟件工具(ETS(R) 3專業版)在由S-Mode產品制造商提供的產品數據庫的基礎上進行設計:ETS也可以用于連接和設置產品(即設置安裝和下載要求的可用參數)。“S-Mode”提供給實現樓宇控制功能的級別的靈活性。
E-Mode (簡單模式)
該配置機制是針對經過基本KNX培訓的安裝人員。和S-Mode相比,“E-Mode”兼容產品只提供有限的功能。E-Mode組件是已經預先編程好的并且已經載入默認參數。使用簡單配置,可以部分的重新配置各個組件(主要是它的參數設置和通信連接)。
傳輸介質
KNX 包括幾種傳輸介質。每種傳輸介質可以用來和一個或多個配置模型組合使用,它允許各個制造商針對目標市場部分和應用選擇合適的組合。
TP ( 雙絞線 )
TP-0:雙絞線,比特率為 4800 bits/s ,繼承于BatiBus。使用的比較少,常用的還是TP-1
TP-1:雙絞線,比特率為 9600 bits/s ,延續 EIB 中的應用。 EIB 和 KNX TP1 認證 TP1 產品可與同類總線操作和通信。
PL ( 電纜 )
PL110:電纜,比特率為 1200 bits/s ,也是延續 EIB 中的應用。 EIB 和 KNX PL110 認證產品可與同類分布電網操作和通信。
PL132:電纜,比特率為2400bits/s,與PL110差不多,但是通信頻率不一樣而已。
RF ( 射頻 )
KNX 設備支持該傳輸介質使用無線電信號來傳輸 KNX 信號。信號傳輸頻寬為 868 MHz (短波設備),發射能量為 25mW ,比特率為 16.384 kBit/sec 。 KNX RF 介質可以離開機架組件進行開發,它允許單向和雙向工作,特點是低耗能和小型及中型裝置僅需要在特殊情況重傳。
IP ( 以太網 )
KNX 信號也可以打包成 IP 信號傳輸。通過這種方式, LAN 網絡和英特網可以用來發送 KNX 信號。 IP 路由器是 USB 數據接口可選項,分別為 TP 線路或主干網耦合器。在后者中,常規 TP 主干網被快速以太網基線取代。
編輯本段總線結構
KNX總線協議遵循OSI模型協議規范,并進行了合理的簡化。由物理層、數據鏈接層、網絡層、傳輸層和應用層組成,會話層和表示層的功能則并入應用層與傳輸層。
每一層的協議規范中都明確的規定了信號在不同層中的表達和傳輸。
物理層
物理層主要控制和實現比特流在介質中的傳輸,涉及到通信信號在信道上的原始比特流。主要包括處理機械、電氣和過程的接口以及物理層下的物理傳輸介質等。物理層主要有兩部份組成同時使用CSMA/CA機制(具有避免沖突的載波偵聽多路訪問),一個是物理層邏輯單元(LU)另一個是介質附加單元(MAU)。
數據鏈接層
鏈接層同樣遵循OSI規范協議,主要由介質訪問控制(MAC)與邏輯連接控制(LLC)組成。數據鏈接層的主要任務是為同一子網中的兩個設備提供可靠的單幀傳輸。