Стандарт KNX разработан для контроля и управления инженерными системами зданий, таким как освещение, вентиляция и кондиционирование, безопасность.
Название - это аббревиатура ассоциации Konnex, разработчика и владельца торговой марки KNX с головным офисом в Бельгии. Организация и сам стандарт появились в 1999 г. в результате объединения трех ассоциаций и одноименных технологий автоматизации: EHS (European Home System), EIB (European Installation Bus или Instabus) и Batibus. У истоков создания KNX стоят такие известные производители электротехники, как ABB, Siemens, Jung, Gira.
В 2003 г. европейский стандарт EN 50090 формализовал KNX. В 2006 г. протокол был одобрен международным стандартом ISO/IEC 14543.
Способы трансляции данных
Стандарт предусматривает использование следующих вариантов передачи сигнала:
- Витая пара (трансфер на скорости до 9600 бит/с)
- Электрическая линия (пропускная способность до 1200 бит/с)
- Радиочастотные каналы (данные передаются на частотах 433 и 868 МГц)
- IP-сеть (до 10 Мбит/с)
Чаще всего используют витую пару с установкой кабеля JY(ST)Y 2×2×0,8 в качестве шины.
Структура KNX
Основу составляет шина, объединяющая все оборудование:
- Датчики или сенсоры (движения, присутствия, влажности, температуры, протечки воды, утечки газа, выключатели, настенные панели)
Регистрируют внешние события, после чего передают команду устройству для ее исполнения.
- Исполнительные компоненты (диммеры, реле, модули)
Получают команду от датчиков или контроллеров, после чего изменяют свое состояние (включен/выключен, регулирование), тем самым управляя оборудованием.
- Компоненты системы (блоки питания, интерфейсы программирования, мосты, контроллеры)
Обеспечивают настройку и функционирование всей системы.
Принцип работы
Все компоненты KNX объединены одной шиной любой топологии за исключением кольцевой схемы:
- линия или шина
Последовательное объединение нескольких устройств.
- звезда
На одной линии можно создать максимум 4 сегмента, каждый из которых способен объединить до 64 устройств. Для каждого сегмента требуется свой источник питания. В каждом сегменте может использоваться кабель максимальной длиной до 1000 м. При использовании усилителей сигнала можно увеличить протяженность кабеля до 4000 м и обеспечить работу до 256 единиц оборудования.
- дерево
Объединенные сегменты образуют линии, объединенные линии создают области. Области также можно объединить максимум до 15 штук, что позволит увеличить количество оборудования в сети до 57 375 компонентов. Именно этот вариант структуры применяют чаще всего в зданиях и домах.
Работа всей системы программируется с помощью специального софта - ETS (Engineering Tool Software).
Обмен данными между элементами KNX может происходить напрямую (без необходимости использования специального контроллера) с помощью сетевого протокола CSMA/CA, который гарантирует бесконфликтную трансляцию сигнала с сохранением скорости.
Информация от датчиков формируется в телеграммы. В случае успешного прохождения исполнительное устройство подтверждает факт ее получения. Если подтверждение отсутствует, дважды срабатывает повторная передача, после этого процесс передачи прекращается.
Например, появление человека в помещении запускает работу датчика присутствия. По шине передается сигнал устройству, которое после обработки сигнала запускает запрограммированный сценарий - включает светильник. Несколько осветительных приборов могут быть объединены в группы, для каждой из которых можно задать желаемый уровень яркости.
Основные преимущества KNX:
- Использование продукции разных производителей в одной системе
- Замена любого элемента без влияния на работу остальных компонентов
- Широкое применение: от небольших домов до крупных бизнес-центров, магазинов, складов, аэропортов
- Два режима настройки: упрощенный (с помощью контроллера, нет необходимости проходить обучение, ограниченный набор функций) и системный (программирование с помощью ПК, доступ к полному функционалу - для квалифицированных проектировщиков)
- Быстрое восстановление после выключения питания за счет хранения заданных настроек в памяти устройств
- Интеграция с системами других типов. Некоторые производители выпускают специальные шлюзы для объединения KNX-систем с телефонными сетями и охранной сигнализацией.
- KNX может легко взаимодействовать с компонентами, использующими протокол DALI для управления освещением. Например, выбор выключателей и пультов управления больше с поддержкой KNX, нежели с DALI. Зато светильники, диммируемые по DALI, проще найти, чем управляемые по KNX.