认识KNX协议
一、簡(jiǎn)介
KNX是Konnex的縮寫。1999年5月,歐洲三大總線協(xié)議EIB、BatiBus和EHSA合并成立了Konnex協(xié)會(huì),提出了KNX協(xié)議。該協(xié)議以EIB為基礎(chǔ),兼顧了BatiBus和EHSA的物理層規(guī)范,并吸收了BatiBus和EHSA中配置模式等優(yōu)點(diǎn),提供了家庭、樓宇自動(dòng)化的完整解決方案。
KNX?總線是獨(dú)立于制造商和應(yīng)用領(lǐng)域的系統(tǒng)。 通過所有的總線設(shè)備連接到 KNX 介質(zhì)上 ( 這些介質(zhì)包括雙絞線、射頻、電力線或 IP/Ethernet), 它們可以進(jìn)行信息交換。總線設(shè)備可以是傳感器也可以是執(zhí)行器,用于控制樓宇管理裝置如: 照明 , 、遮光 / 百葉窗、保安系統(tǒng)、能源管理、 供暖、通風(fēng)、空調(diào)系統(tǒng)、信號(hào)和監(jiān)控系統(tǒng)、服務(wù)界面及樓宇控制系統(tǒng)、遠(yuǎn)程控制、計(jì)量、視頻 / 音頻控制、大型家電等。所有這些功能通過一個(gè)統(tǒng)一的系統(tǒng)就可以進(jìn)行控制、監(jiān)視和發(fā)送信號(hào),不需要額外的控制中心。
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二、標(biāo)準(zhǔn)
KNX是被正式批準(zhǔn)的住宅和樓宇控制領(lǐng)域的開放式國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。
ISO/IEC
KNX技術(shù)于2006年被批準(zhǔn)為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) ISO/IEC 14543-3。CENELEC
KNX技術(shù)于2003年被批準(zhǔn)為歐洲標(biāo)準(zhǔn) (CENELEC EN50090 和 CEN EN 13321-1 和 13321-2) 。CEN
KNX技術(shù)于2006年被批準(zhǔn)為EN 13321-1 (作為EN 50090部份參考)和EN1332-2 (KNXnet/IP)。SAC
KNX技術(shù)于2007年被批準(zhǔn)為中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)GB/Z 20965。ANSI/ASHRAE
KNX技術(shù)于2005年被批準(zhǔn)為美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)ANSI/ASHRAE 135。?
三、配置模式
KNX標(biāo)準(zhǔn)允許每個(gè)制造商選擇最理想的配置模式,并根據(jù)市場(chǎng)允許每個(gè)制造商選擇目標(biāo)市場(chǎng)部分和應(yīng)用的適當(dāng)組合。
KNX標(biāo)準(zhǔn)包括2個(gè)不同的配置模式 :
S-Mode (系統(tǒng)模式)
該配置機(jī)制是為經(jīng)過良好培訓(xùn)的KNX安裝者實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的樓宇控制功能。一個(gè)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(yè)版)在由S-Mode產(chǎn)品制造商提供的產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì):ETS也可以用于連接和設(shè)置產(chǎn)品(即設(shè)置安裝和下載要求的可用參數(shù))。“S-Mode”提供給實(shí)現(xiàn)樓宇控制功能的最高級(jí)別的靈活性。E-Mode (簡(jiǎn)單模式)
該配置機(jī)制是針對(duì)經(jīng)過基本KNX培訓(xùn)的安裝人員。和S-Mode相比,“E-Mode”兼容產(chǎn)品只提供有限的功能。E-Mode組件是已經(jīng)預(yù)先編程好的并且已經(jīng)載入默認(rèn)參數(shù)。使用簡(jiǎn)單配置,可以部分的重新配置各個(gè)組件(主要是它的參數(shù)設(shè)置和通信連接)。?
四、傳輸介質(zhì)
KNX?包括幾種傳輸介質(zhì)。每種傳輸介質(zhì)可以用來和一個(gè)或多個(gè)配置模型組合使用,它允許各個(gè)制造商針對(duì)目標(biāo)市場(chǎng)部分和應(yīng)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,最常用的還是TP-1。 TP-1:雙絞線,比特率為 9600 bits/s ,延續(xù) EIB 中的應(yīng)用。 EIB 和 KNX TP1 認(rèn)證 TP1 產(chǎn)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(xù) EIB 中的應(yīng)用。 EIB 和 KNX PL110 認(rèn)證產(chǎn)品可與同類分布電網(wǎng)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(shè)備支持該傳輸介質(zhì)使用無線電信號(hào)來傳輸 KNX 信號(hào)。信號(hào)傳輸頻寬為 868 MHz (短波設(shè)備),最大發(fā)射能量為 25mW ,比特率為 16.384 kBit/sec 。 KNX RF 介質(zhì)可以離開機(jī)架組件進(jìn)行開發(fā),它允許單向和雙向工作,特點(diǎn)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(wǎng) )
KNX 信號(hào)也可以打包成 IP 信號(hào)傳輸。通過這種方式, LAN 網(wǎng)絡(luò)和英特網(wǎng)可以用來發(fā)送 KNX 信號(hào)。 IP?路由器是 USB 數(shù)據(jù)接口可選項(xiàng),分別為 TP 線路或主干網(wǎng)耦合器。在后者中,常規(guī) TP 主干網(wǎng)被快速以太網(wǎng)基線取代。?
五、總線結(jié)構(gòu)
KNX總線協(xié)議遵循OSI模型協(xié)議規(guī)范,并進(jìn)行了合理的簡(jiǎn)化。由物理層、數(shù)據(jù)鏈接層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和應(yīng)用層組成,會(huì)話層和表示層的功能則并入應(yīng)用層與傳輸層。
每一層的協(xié)議規(guī)范中都明確的規(guī)定了信號(hào)在不同層中的表達(dá)和傳輸。
物理層
物理層主要控制和實(shí)現(xiàn)比特流在介質(zhì)中的傳輸,涉及到通信信號(hào)在信道上的原始比特流。主要包括處理機(jī)械、電氣和過程的接口以及物理層下的物理傳輸介質(zhì)等。物理層主要有兩部份組成同時(shí)使用CSMA/CA機(jī)制(具有避免沖突的載波偵聽多路訪問),一個(gè)是物理層邏輯單元(LU)另一個(gè)是介質(zhì)附加單元(MAU)。數(shù)據(jù)鏈接層
鏈接層同樣遵循OSI規(guī)范協(xié)議,主要由介質(zhì)訪問控制(MAC)與邏輯連接控制(LLC)組成。數(shù)據(jù)鏈接層的主要任務(wù)是為同一子網(wǎng)中的兩個(gè)設(shè)備提供可靠的單幀傳輸。?
六、特點(diǎn)
1. 高可靠性:實(shí)測(cè)300米總線,實(shí)測(cè)幾萬報(bào)文不丟一包,有完整重發(fā)機(jī)制
2.高靈活性:超過400家制造商,提供數(shù)以萬計(jì)的認(rèn)證產(chǎn)品以完成多樣化工程
3.高擴(kuò)展性:幾十家專業(yè)的KNX廠家的網(wǎng)關(guān),提供成千上萬的網(wǎng)關(guān)接口以供KNX延伸到各個(gè)控制領(lǐng)域(modbus、M-bus、bacnet等等)
4.高品質(zhì)性:幾乎每個(gè)經(jīng)過認(rèn)證的產(chǎn)品,都用料十足,一些高Bigger的物料如磁保持繼電器、高性能的MOS管,廣泛應(yīng)用在KNX產(chǎn)品上。
5.高度一致性:所有貼上KNX標(biāo)志(金字招牌)的產(chǎn)品,必定集互通性和CE(歐盟認(rèn)證)為一體,它的含金量極高!
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七、缺點(diǎn)
1.貴!
2.慢!
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八、使用場(chǎng)景
適用的場(chǎng)合:
a.特別適合用在照明控制的領(lǐng)域、控制可靠性較高的場(chǎng)合;
b.特別適合需要整合各個(gè)應(yīng)用場(chǎng)合(如照明、節(jié)能、監(jiān)測(cè)、窗簾、暖通等等),又不計(jì)成本的場(chǎng)合;
c.適合的應(yīng)用大型公共建筑:地鐵、機(jī)場(chǎng)、寫字樓等
d.其次適合的應(yīng)用場(chǎng)合:酒店、別墅等
e.再其次適合的應(yīng)用場(chǎng)合:家居、公寓
不適用的場(chǎng)合:
a.需要高速通信的地方,如傳視頻,音頻等。
b.對(duì)造價(jià)要求特別敏感的場(chǎng)合
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九、KNX產(chǎn)品
1.執(zhí)行器類,那些控制末端輸出的設(shè)備。如開關(guān)模塊、調(diào)光模塊、窗簾、風(fēng)機(jī)等等,一般這類模塊都是采用DIN導(dǎo)軌安裝的形式。?
2.控制器類,那些處于前端控制(人機(jī)交互)的設(shè)備。如面板、觸控屏、溫控器等等,一般采用墻裝式。
3.傳感器類,那些可以感知外界事物并將其轉(zhuǎn)化成控制量的設(shè)備。如移動(dòng)探測(cè)、溫濕度傳感器、風(fēng)雨傳感器、PM2.5傳感器等。一般是墻裝式或吸頂式。
4.系統(tǒng)(設(shè)備)類,那些完成系統(tǒng)中重要(不可或缺)功能的設(shè)備。如總線電源(非常規(guī)電源可替代)、USB接口(完成設(shè)備配置)、線路耦合器和KNX IPRouter(略大系統(tǒng)必備)及總線線纜。
5.網(wǎng)關(guān)類,那些完成與其他系統(tǒng)對(duì)接的設(shè)備。如DALI網(wǎng)關(guān)、空調(diào)網(wǎng)關(guān)、Modbus網(wǎng)關(guān)等。
6.擴(kuò)展類:移動(dòng)IPAD終端、手機(jī)控制終端、中控平臺(tái)(軟件)、酒店管理軟件等等。
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十、安裝方式
1.吸頂式:各類傳感器,位于天花、吊頂處
2.導(dǎo)軌式:各類執(zhí)行終端或網(wǎng)關(guān),位于配電箱中,一般產(chǎn)品中DIN就是指此類
3.墻裝式:一般是指86盒(國(guó)外60盒)安裝。人機(jī)交互的設(shè)備常用,面板、屏類、一些傳感器
4.暗裝式:一些控制或者接口類的小玩意,如通用接口、暗裝執(zhí)行器、紅外發(fā)射等,不外漏的產(chǎn)品
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