KNX教程

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1?基本工作原理

圖?1：基本工作原理

TPl?KNX?最小安裝由以下部件組成：

電源單元(29V?DC)

扼流器（也可以集成在電源單元內）

傳感器（上圖采用一個傳感器表示）

執行器（上圖采用一個開關執行器表示）

總線電纜（僅需要雙芯總線電纜）

如果是?S?模式兼容產品，安裝完畢之后，必須通過?ETSTM?程序，將應用軟件加載至傳

感器和執行器之后才可以使用?KNX?系統。因此，項目工程師必須首先使用?ETS?完成以下配

置步驟：

給每個設備分配物理地址?1(用于惟一識別?KNX?安裝中的各個傳感器和執行器)；

為傳感器和執行器選擇合適的應用軟件并完成其設置（參數化）工作；

分配組地址（用于鏈接傳感器和執行器的功能）。

1

參考前面所述的物理地址。

如果是?E?模式兼容產品，上述配置步驟同樣適用，其中：

物理地址

用于傳感器和執行器參數化的應用軟件

組地址分配（用于鏈接傳感器和執行器的功能）

可以通過本地設置，也可以由中央控制器自動完成。

上述配置工作完成之后，該設施的工作過程可描述如下：

單開關傳感器(1.1.1)在上拔桿被按下后，將會發送一個報文。報文中含有組地址

( 5/2/66)、值(“1”)以及其它相關的綜合數據。

所有已連接的傳感器和執行器都會收到該報文，并對其進行評估分析。

僅具有相同組地址的設備才：

發送確認報文

讀取報文中的值并執行相應的動作。本例中，開關執行器(1.1.2)將會關閉其輸

出繼電器。

按下下撥桿后，將會發生同樣的過程，但值被置為“0”。因而，這種情況下將會接通執

行器的輸出繼電器。

本文后續部分將會詳細解釋本?KNX?系統中的各個部分。

2?物理地址

圖?2：物理地址

整個?KNX?設施中，物理地址均必須惟一。物理地址的配置如上所述。其格式如下：區

[4bit]?—線路[4 bit]?—總線設備[1?byte]。通常，按壓總線設備上的編程按鈕，總線設備即進

入準備好接收物理地址的狀態。該過程期間，編程?LED?發光二級管會處于點亮狀態。調試

階段結束之后，物理地址還可用于以下目的：

診斷、排錯，以及通過重新編程實現設旖更改

使用調試工具尋址接口對象或者其它設備。

重要提示：總線設備正常工作期間，物理地址沒有任何作用。

3?組地址

圖?3：組地址

設施內設備之間的通信通過組地址實現。

使用?ETS?進行設置時，可以將組地址選擇為“2?級”（主組／子組）結構、“3?級”（主

組／中間組／子組）結構或者自由定義結構。在各個單項目的項目屬性中，可以更改級結構。

組地址?0/0/0?保留，用于所謂的廣播報文（即發送至所有可達總線設備的報文）。

ETS?項目工程師可以決定如何使用各個級，下圖給出一個示例模式：

主組=樓層

中間組=功能域（例如，開關、調光）

子組=加載功能或者加載組（例如，廚房照明燈開／關、臥室窗戶打開／開閉、

客廳吊燈開／關、客廳吊燈調光，等等）。

在所有項目中，都必須嚴格遵守已經選定的組地址模式。

各個組地址都可以按需分配給各個總線設備，分配過程與系統總線設備的安裝位置完全

無關。

執行器可以監聽多個組地址。然而，在每個報文中傳感器僅能發送一個組地址。

組地址是分配給相應傳感器或者執行器的組對象2。組對象的創建與分配可以使用?ETS

完成(S 模式)，也可以由系統自動完成。并且，用戶在?E?模式中呵以查看各個組對象。

2

以前所述的“通信對象”。

注：

在?ETS?中使用主組地址?14、15?或者更高的主組地址時，應該注意?TP1?耦合器不對

這些組地址進行過濾，因而可能對整個總線系統的動態性能帶來負面影響。

分屬傳感器或執行器的組地址數量可以變化，并取決于存儲器的容量。

4?組對象

圖?4：組對象

在總線設備中，KNX?組對象表現為存儲區域。組對象的大小介于?1?位和?14?字節之間。

組對象的具體大小視功能而定。

由于開關操作需要兩個狀態（0?和?1），因此，可以使用?1 位組對象。文本傳輸所涉及的

數據非常豐富，因此，應該使用最大為?14?字節的組對象。

使用組地址，ETS?僅允許鏈接具有相同大小的對象。多個組地址可以分配給一個組對象，

但是，這些組地址中，僅能有一個是發送用組地址。

4.1?標志

每個組對象都有標志，用于設置以下屬性：

注意：應該僅在特殊的情況下才更改默認標志值。

a)?例如，按下上左拔桿之后，雙刀開關傳感器會將“l”寫入自己的?0?號組對象。由于該

對象的通信和發送標志已經設置，因此，該設備將會向總線送具有信息“組地址?1/1/1、

寫值、1”的報文。

b)?此后，整個?KNX?設施中組地址為?1/1/1?的全部總線設備均將“1”寫入它們自己的組對

象。

c)?我們給出的示例中，“l”將會寫入執行器的?0?號組對象。

d)?執行器的應用軟件將會確認該組對象中的值已經改變，并執行開關過程。

圖?5：TP1 報文的應用數據

5?TP1?報文應用數據

實際的有效負荷決定指令的類型。上圖中，使用?1 位報文示例對實際的有效負荷進行了

解釋說明。如果為“寫”指令，則右側的最后一個位將包含一個“1”或“0”值，分別用于。

開關接通”或者“開關斷開”。

“讀”指令，則用于請求被尋址組對象報告其當前狀態。應答可以為?1?位報文（如上例

中的“寫”指令），也可以使用最大不超過?13?個字節（2 至?15?個字節）。

數據長度依賴于所使用的數據點類型。

圖?6：標準的數據點類型

6?標準的數據點類型(DPT)

數據點類型進行了標準化處理，以確保可以兼容不同制造商生產的相似設備（例如，調光器、

時鐘等）。

標準化內容包含組對象的數據格式和結構等方面的要求以及對傳感器和執行器功能的要求。

多個標準數據點類型的組合（例如，在調光執行器中）稱之為函數塊。

數據點類型的命名可以根據數據點類型所屬應用而定，這并不表示數據點類型局限于應用領

域。例如，“調節”（類型?5.?001）既可以用于設置調光亮度也可以用于設置供暖閥門的位置。

后續幾頁將挑選最常用的數據點類型進行描述。標準數據點類型的完整列表可以從?KNX?官

方網站下載(www.knx.org)。

圖?7：DPT 開光（1.001）

6.1?開關(1.001)3

該開關功能用于啟停執行器的功能。對于邏輯運算(布爾邏輯[1.002])、使能[1.?003]等），

已經定義了其它的?l?位數據類型。

其它功能或者純開關功能的擴展功能（例如，逆運算、時延和開關切換功能等）不屬于

數據點類型說明的組成部分，但屬于使用了該數據點類型的函數塊技術規范的參數的組成部

分（例如，照明燈開關函數塊）。

3

前面所述的?EIS1

圖?8：函數塊“百葉窗控制”

6.2?函數塊“百葉窗控制4”

函數塊“百葉窗控制”主要用于百葉窗和百葉窗驅動機構的控制。作為組對象，它至少可以

提供了以下數據點類型：

升／降(1.?008)

步(1.?007)。

通過改寫“升／降”，可以將處于靜止狀態的驅動設置為運動狀態，也可以改變驅動的運動

方向。

通過改寫“步”，可以關停已經處于運動狀態的驅動，也可以將處于停止狀態的驅動設置為

運行狀態并持續一段較短的時間（步進）。

重要提示：使用該功能的組對象應該禁止通過總線讀請求做出應答，因為，這類應答可能意

外地停止運動中的驅動或者使已經停止的驅動被設置為運動狀態。因此，（傳感器和執行器

內的）相關組對象中的“讀”標志應該被禁用。對于中央功能，尤其應該如此。

4

前面所述的?EIS7

圖?9：開關控制( 2.001)

6.3?開關控制(2.001)5

該“開關控制”用于（在通過“開關”的正常操作之后）由組對象使用更高優先級操作

執行器。

已連接設備的開關功能取決于兩個組對象“開關”和“開關控制”的狀態。

類型為“開關控制”的組對象的大小為?2?位。

如果該?2 位對象的值為?0?或者?1，則通過開關對象可以控制已連接執行器。

如果優先級對象的值為?2?和?3，則會相應地分別斷開和接通其輸出。這兩種情況下，開

關對象的值均被忽略。

5

前面所述的?EIS?8

圖?10:函數塊“調光”

6.4?函數塊“調光”6

除?4 位對象(“調光級”-3.?007)之外，函數塊“調光”還至少包含一個開關對象（對應于“開

關”）和一個值對象(對應于“調節”-5.?001)。

調光指令相對于當前的亮度設置值，且通過“調光級”發送至調光執行器。

實用數據中的第?3 個位決定，被尋址設備將相對于當前亮度值執行亮度增加還是亮度減小操

作。

第?0 至第?2?位決定調光范圍。整個亮度范圍( 0-100%)細分為?64?個調光級。調光執行器始終

將亮度調節至下一個調光級例如：調光執行器的亮度級別為?30%時，如果傳感器發送的實

用數據為?1011?，則會執行一個亮度增強指令，將亮度增強至下一級調光閾值為止(或者，B

100%除以?4=25%，即下一個調光級?50%)。

調光代碼?0（即實用數據?00_HEX?或者?80_HEX）意即“停止調光”。此時，將會中斷調光過程，

且保存當前亮度值。

6

前面所述的?EIS?2

圖?11：值對象

采用“調節”，可以將亮度值直接設置為?1（最小值）至?255（最大值）之間的某個值。

根據制造商提供的具體程序，使用該數據點類型，也可以直接接通（1≤值<?255）或者斷

開（值=0）某個已連接設備。

該數據點類型的大小為?l?字節。

圖?12：雙?8?位浮點值

6.5?雙?8?位浮點值(9.00x)7

使用這種數據格式(根據被發送值的種類，可以擁有各種不同的數據點類型，例如房間溫度℃

-?9.001)，可以傳送用于表達物理值的數字。

“S”為尾數的符號。

4 位指數“E”為整數指數，基為?2。

尾數“M”的精度定義為?0.?0l。正值(“S”=0)采用正常的二進制數字格式。負值(“S”=1)

尾數編碼為?2 的補碼。

該數據點類型長度為?2?個字節。

7

前面所述的?EIS?5

圖?13:?TP1 位結構

7?TP1?位結構

“0”和“l”為兩個邏輯狀態，采用?1 個位就可以表示。

KNX?TP1?中的技術邏輯：

邏輯狀態“1”期間，沒有可用信號電壓

邏輯狀態“0”期間，有可用信號電壓

如果存在多個總線設備同時發送，邏輯狀態“0”優先！

圖?14:?TP1 報文沖突

8?TP1?報文沖突

需要傳送數據的總線設備，如果它發現總線處于空閑狀態，可以立即啟動發送過程。

對于多個總線設備的同時發送請求，使用載波偵聽多路訪問／沖突避免(CSMNCA)技術進行

控制。

發送期間，總線設備監聽總線。邏輯狀態為“1”的總線設備，一旦檢測到邏輯狀態“0”（=

線路上存在電流），將會立即停止發送過程，讓位于其它發送設備。

該總線設備在中斷發送過程之后，持續監聽網絡，等到網絡上的報文發送過程中止之后，再

次重新嘗試自己的發送過程。

采用這種方式，如果存在多個總線設備試圖同時發送信息，CSMA/CA?技術可以確保這些總

線設備中，僅有一個設備可以不間斷地完成發送過程。因此，總線上的數據吞吐量不會受損。

圖?15:?TP1 對稱傳輸

TP1?對稱傳輸

通過雙芯線，對稱地傳輸數據。總線設備評估兩根芯線之間的電壓差值。

輻射噪聲以相同極性作用于這兩根芯線，對信號電壓差值不產生影響。

圖?16:疊加數據和供電電壓

9?疊加數據和供電電壓

數據以交流電壓的形式傳輸。電容器對交流電壓呈現低阻抗，即相當于一個導體并短接初級

側回路。作為發送器時，變壓器將數據發送至初級側（以交流電壓的形式），并疊加在直流

電壓之上。

作為接收器時，變壓器將數據發送至次級側，在此處，可以從直流電壓中分離并使用該數據。

圖?17：電源至?TP1 總線的連接

10?電源單元至?TP1?總線的連接

電源通過扼流圈提供給本設施的總線。

供電電壓為直流電壓時，扼流圈呈現出較低的電阻（因為這時頻率為零）。數據以交流電壓

的形式進行發送（頻率不等于零）。扼流圈對交流電壓呈現出高阻抗。

因此，電源單元對數據的影響可以忽略不計。

圖?18:?TP1 電纜長度

11?TP1?電纜長度

總線線路中電纜可以使用以下電纜長度：

電源單元——總線設備………………………………………………………………………350m

總線設備——總線設備………………………………………………………………………700m

總線線路總長度……………………………………………………………………………1000m

同一線路上兩個電源單元之間的最小距離…………………………………………………200?m

如果使用分散式電源，請參閱章節“安裝”。

圖?19：TP1 電源單元和?TP1?總線設備之間的電纜長度

11.1?TP1 電源單元和?TP1?總線設備之間的電纜長度

總線設備僅發送半波信號（即上圖中正半周中心處的負半波）。

扼流器是電源單元的組成部分之一，配合總線設備的變壓器，可以產生正均衡脈沖。

由于扼流器內含用于生成均衡脈沖的主要部件，因此，總線設備可以安裝在電纜長度距

離該扼流器（電源單元）最遠?350m?之處。

圖?20：兩個?TP1 總線設備之間的電纜長度

11.2?兩個?TP1 總線設備之間的電纜長度

電纜上傳送報文需要一定的傳送時間。

如果多個總線設備試圖同時發送，則可以解決遠達?700?m?處出現的沖突現象(信號延時時間

tv=?10 ps)。

11.3?單個?TP1 線段的電纜總長度

連續不斷地加載或者卸載電纜電容對發送總線設備的信號可能產生阻尼效果。與此同時，電

纜電容還會圓化信號邊沿；信號阻性負載（總線電纜和設備）還會導致信號電平有所下降。

為了克服這兩種影響因素實現可靠的數據傳輸，單個線段的總電纜長度不應該超過?1，000m，

且各個線段上的設備總數量不應超過?64?個（無論使用哪種型號的電源單元）。

?

總結

以上是生活随笔為你收集整理的KNX教程的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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