Кіріспе
Ғимаратты автоматтандыру стандарты KNX – коммерциялық және тұрғын үй ғимараттарын автоматтандыруға арналған ашық стандарт (EN 50090, ISO/IEC 14543 қараңыз). KNX құрылғылары жарықтандыру, ролеттер мен жалюзилер, жылыту, вентиляция және кондиционерлеу (HVAC), қауіпсіздік жүйелері, энергияны басқару, аудио-бейне жабдықтары, тұрмыстық техника, дисплейлер, қашықтан басқару және тағы да басқаларын басқара алады. KNX үш алдыңғы стандарттың негізінде дамыды: Еуропалық үй жүйелері протоколы (EHS), BatiBUS және Еуропалық орнату шинасы (EIB немесе Instabus). Ол бұрылған жұп сымдарды (ағаш, тізбек немесе жұлдыз топологиясында), электр желісін, радиожиілікті (RF) немесе IP байланыстарын қолдана алады. Бұл желіде құрылғылар таратылған қосымшаларды құрайды және тығыз өзара әрекеттесуге мүмкіндік береді. Бұл, стандартталған дерек нүктелерінің түрлері мен нысандары арқылы өзара жұмыс істеу модельдері арқылы іске асырылады, логикалық құрылғы каналдарын модельдеуге мүмкіндік береді.
KNX is an open standard (see EN 50090, ISO/IEC 14543) for commercial and residential building automation. KNX devices can manage lighting, blinds and shutters, HVAC, security systems, energy management, audio video, white goods, displays, remote control, etc. KNX evolved from three earlier standards; the European Home Systems Protocol (EHS), BatiBUS, and the European Installation Bus (EIB or Instabus). It can use twisted pair (in a tree, line or star topology), powerline, RF, or IP links. On this network, the devices form distributed applications and tight interaction is possible. This is implemented via interworking models with standardised datapoint types and objects, modelling logical device channels.
Құралдар
KNX орнатылымы әрқашан шинаға немесе желіге қосылған құрылғылар жиынтығынан тұрады. Құрылғы модельдері түйіндердің рөлдеріне, мүмкіндіктеріне, басқару мүмкіндіктеріне және конфигурация режимдеріне сәйкес әртүрлі болады және олардың барлығы профильдерде сипатталған. Бұдан басқа, автобус байланыстыру бірліктері (BCU) немесе автобус интерфейсі модульдері (BIM) сияқты жалпы мақсаттағы құрылғы модельдері де бар. Құрылғыларды конфигурация режиміне байланысты жеке адресі бойынша немесе бірегей серийлік нөмірі бойынша желіде анықтап, кейіннен оларға қол жеткізуге болады. (Бірегей серийлік нөмірлер KNX Ассоциациясының сертификаттау бөлімімен беріледі.) Сұраған кезде құрылғылар өндірушіге тән анықтамалық және функционалдық (өндірушіге тәуелсіз) ақпаратты да ұсына алады.
Топология және адрестеу
KNX сымдық желісі ағаш, желі және жұлдыз топологияларымен құрылуы мүмкін, оларды қажет болған жағдайда араластыруға болады; сақиналық топологиялар қолдау көрсетпейді. Ірі орналымдар үшін ағаш топологиясы ұсынылады. KNX 16 биттік адрестерді пайдалана отырып, 57 375 құрылғыны байланыстыра алады. Ең төменгі сегіз бит бір желіде 256 дейін адресті қамтамасыз етеді, ол төрт сегменттен тұруы мүмкін, әрқайсысында максимум 64 (TP1 64) құрылғы немесе 256 (TP1 256) құрылғы болады. Әрбір сегментке жергілікті қуат көзі қажет, ал сегменттің максималды ұзындығы 1000 м. (Қосылатын құрылғылардың нақты саны қуат көзіне және жеке құрылғылардың қуат жүктемесіне байланысты.) Желі қайталауыштарымен байланысқан сегменттер 4000 м-ге дейін созылуы мүмкін және 256 құрылғыны байланыстыра алады. Желілер бір аймаққа топтастырылуы мүмкін, онда 15 желіге дейін желілік байланыстырғыштар арқылы негізгі желіге қосылады. Адрестің келесі төрт биті жеке желілерді анықтау үшін қолданылады. Бүкіл доменді 15 аймаққа дейін тірек желісі арқылы байланыстыруға болады, ал мекенжай кеңістігінің жоғарғы төрт биті аймақты анықтайды. (Тірек желісінде немесе магистральдық желіде желі қайталауыштарын қолдануға болмайды.) Байланыс блогы адресті сүзгілеуге мүмкіндік береді, бұл автобустың сигнал беру жылдамдығы шектеулі екенін ескере отырып, өнімділікті жақсартуға көмектеседі. KNXnet/IP негізіндегі орналым KNX кіші желілерін IP арқылы интеграциялауға мүмкіндік береді, себебі KNX мекенжай құрылымы IP мекенжайына ұқсас.
ТП 1
TP1 бұрмаланған жұптық шинасы (EIB жүйесінен мұраланған) асинхронды, символдарға бағытталған деректерді беруді және 9600 бит/с сигнал беру жылдамдығымен жартылай дуплексті екі бағытты дифференциалдық сигналдауды қамтамасыз етеді. Желіге қол жеткізуді басқару CSMA/CA арқылы жүзеге асырылады. Әрбір шина пайдаланушысының деректерді тең түрде беруге құқығы бар және деректер шина пайдаланушылары арасында тікелей (peer-to-peer) алмасады. Төмен қуатты құрылғылар үшін SELV қуаты сол жұп арқылы таратылады. 4800 бит/с сигнал беру жылдамдығымен жұмыс істейтін TP0 ескірген стандарты BatiBUS стандартынан сақталған, бірақ KNX өнімдері BatiBUS құрылғыларымен ақпарат алмаса алмайды.
PL 110
PL 110 қуат желісі арқылы тарату жиіліктік модуляциялау арқылы жүзеге асырылады, деректер пакеттері асинхронды түрде беріледі және екі бағытты жартылай дуплекс байланыс қолданылады. Ол 110 кГц орталық жиілікті (CENELEC B диапазоны) пайдаланады және 1200 бит/с жылдамдықпен деректерді жібереді. Сондай-ақ CSMA қолданылады. KNX Powerline «ақылды» тұрмыстық техникаға бағытталған, бірақ оның таралуы шектеулі. PL 132 альтернативті нұсқасы 132,5 кГц жиілікте (CENELEC C диапазоны) жұмыс істейді.
RF
Радиожиілік 868,3 МГц жиілік жолағында жиілікті модуляциялау арқылы Манчестер кодтауын қолдана отырып байланыс құруға мүмкіндік береді.
IP-тің атауы
KNXnet/IP 3671 порты Ethernet (IEEE 802.2), Bluetooth, WiFi/Wireless LAN (IEEE 802.11), FireWire (IEEE 1394) сияқты IP-қосылған медиа түрлерімен интеграция үшін шешімдер ұсынады.
Қауіпсіздік
KNX телеграммаларын 2013 жылдан бастап әзірленген протоколдың кеңейтілуі арқасында қолтаңбалауға немесе шифрлауға болады. KNX Data Secure дәстүрлі KNX TP және RF орталарында телеграммаларды қорғауға, ал KNX IP Secure IP арқылы жіберілетін KNX телеграммаларын қорғауға арналған. KNX Data Secure 2018 жылы EN стандарты (EN 50090 3 4) болды, ал KNX IP Secure 2019 жылы ISO стандарты (ISO 22510) болды.
Сәйкестік
KNX тауар белгісімен белгіленген кез келген өнім аккредиттелген үшінші тараптың сынақ зертханаларымен стандарттарға сәйкес екендігіне (және осылайша басқа құрылғылармен үйлесімді екендігіне) сертификатталуы керек. KNX логотипі бар барлық өнімдер сатушыға тәуелсіз ETS бағдарламалық қамтамасы арқылы ортақ интерфейс көмегімен бағдарламаланады.