Tiêu chuẩn KNX là gì và những ứng dụng trong lĩnh vực nhà thông minh.

Tiêu chuẩn KNX là gì? Có nên sử dụng nhà thông minh tiêu chuẩn KNX không? Hãy tham khảo những chia sẻ dưới đây để hiểu hơn về tiêu chuẩn này nhé.

KNX là gì?

KNX (Konnex) là một tiêu chuẩn quốc tế (ISO/IEC 14542-3) và là một tiêu chuẩn châu Âu (CENELEC EN 50090/CEN EN 13321-1) dành cho hệ thống quản lý, điều khiển tòa nhà thông minh.

Tiêu chuẩn KNX được phát triển trên nền ba tiêu chuẩn trước đó: European Home Systems Protocol (EHS), BatiBUS, European Installation Bus (EIB). Các thiết bị trong hệ thống nhà thông minh KNX được kết nối với nhau thông qua một sợi dây cáp (BUS) duy nhất với điện áp 24V-DC.

Mỗi thiết bị trong mạng KNX đều được gán một địa chỉ riêng biệt, các thiết bị nhận tín hiệu như (công tắc, cảm ứng chuyển động, cảm biến hiện diện…) nhận lệnh và chuyển tín hiệu điều khiển đến các thiết bị chấp hành (switch loader, dimmer…) để đóng mở bóng đèn, quạt điện, bình nóng lạnh, rèm cửa…

Công nghệ nhà thông minh KNX hoạt động theo cấu trúc điều khiển phân tán, nghĩa là không cần một bộ điều khiển trung tâm, các thiết bị trong hệ thống đều có khả năng xử lý thông tin và hoạt động một cách độc lập. Điều này đảm bảo tính vận hành liên tục của toàn hệ thống mà không bị phụ thuộc vào bất cứ thiết bị nào.

Mô hình hoạt động của tiêu chuẩn KNX:

Các mô hình ứng dụng liên kết và phân phối cho các nhiệm vụ tự động hóa tòa nhà. Các lược đồ cho cấu hình và quản lý tài nguyên trên mạng và cho phép ràng buộc các phần của ứng dụng phân tán trong các nút khác nhau.

Một hệ thống giao tiếp với giao thức tin nhắn và mô hình cho ngăn xếp giao tiếp trong mỗi nút (có khả năng lưu trữ các ứng dụng phân tán (KNX Common Kernel).

Các mô hình để thực hiện hóa các yếu tố này khi phát triển các thiết bị thực tế sẽ được gắn kết và liên kết trong một bản cài đặt.

Ứng dụng của hệ thống KNX:

Trọng tâm của khái niệm kiến trúc KNX là datapoints (đầu vào, đầu ra, các thông số và dữ liệu chuẩn đoán) mà đại diện cho quá trình kiểm soát bên trong các biến trong hệ thống. Các thùng chưa được tiêu chuẩn hóa cho các điểm dữ liệu này là các đối tượng nhóm và thuộc đối tượng giao diện.

Hệ thống truyền thông cung cấp một tập lệnh giảm để đọc và ghi các giá trị datapoint. Các datapoint phải xác nhận các loại datapoint được chuẩn hóa, chúng được nhóm thành các khối chức năng. Các khối chức năng và kiểu dữ liệu này có liên quan đến các trường ứng dụng, nhưng một trong số chúng được sử dụng chung (chẳng hạn như ngày và giờ). Datapoint có thể được truy cập thông qua các cơ chế unicast hoặc multicast.

Để liên kết logic các ứng dụng dữ liệu trên mạng, KNX có ba sơ đồ liên kết cơ bản: một miễn phí, một cho cấu trúc và một cho liên kết được gắn thẻ:

Trong liên kết miễn phí, các liên kết giữa các điểm dữ liệu không được quy định – kết hợp với địa chỉ miễn phí, điều này hỗ trợ nhóm đa hướng tùy chỉnh ở cấp độ của các điểm dữ liệu riêng lẻ và là trung tâm của cấu hình chế độ S (xem bên dưới);

Trong liên kết có cấu trúc, đặc tả KNX quy định một mẫu chính xác để liên kết toàn bộ tập dữ liệu, thường tương ứng với Khối chức năng hoặc Kênh (chế độ nút nhấn theo khái niệm này);

Liên kết được gắn thẻ cũng được cấu trúc trước bởi các mô hình ứng dụng, nhưng giá trị số của địa chỉ là một phần của giá trị của nó.

Giao thức Kernel và Message thông thường:

Hạt nhân phổ biến nằm trên cùng của các lớp vật lý và lớp liên kết dữ liệu cụ thể trung bình và được chia sẻ bởi tất cả các thiết bị trên Mạng KNX. Đó là mô hình 7 lớp OSI tuân thủ:

Một lớp liên kết dữ liệu chung, nằm phía trên các lớp liên kết dữ liệu cụ thể cho từng phương tiện, cung cấp kiểm soát truy cập và điều khiển liên kết logic;

Một lớp mạng (đối với các nút có chức năng định tuyến) cung cấp một telegram ( khung ) được xác nhận theo phân đoạn và điều khiển số bước nhảy của khung;

Một lớp vận chuyển cho phép bốn loại giao tiếp: một-nhiều-không kết nối (phát đa hướng), một-tất-cả không kết nối (phát sóng), một-một-một kết nối, một-một-kết nối theo định hướng;(Các lớp trình bày và phiên OSI trống); và

Một lớp ứng dụng cung cấp một bộ công cụ dịch vụ cho quy trình ứng dụng.

Chế độ cấu hình

Một cài đặt phải được cấu hình ở cấp cấu trúc mạng và tại các nút hoặc thiết bị riêng lẻ. Cấp độ đầu tiên là giai đoạn tiền điều kiện hoặc giai đoạn khởi động, trước khi cấu hình các ứng dụng phân tán, tức là cài đặt tham số và ràng buộc. Cấu hình có thể đạt được thông qua sự kết hợp của hoạt động cục bộ trên các thiết bị (chẳng hạn như nhấn nút) và giao tiếp quản lý mạng tích cực qua xe buýt (ngang hàng hoặc chủ nô tập trung hơn).

Chế độ cấu hình KNX:

Chọn ra một sơ đồ nhất định cho cấu hình và ràng buộc;

Ánh xạ nó đến một sự lựa chọn cụ thể của sơ đồ địa chỉ; và

Hoàn thành tất cả điều này với sự lựa chọn các quy trình quản lý và phù hợp với việc thực hiện tài nguyên.

Một số chế độ yêu cầu quản lý tích cực hơn trên xe buýt, trong khi một số chế độ khác chủ yếu hướng đến cấu hình cục bộ. Có ba loại thiết bị KNX:

Các thiết bị A-mode hoặc “Chế độ tự động” có thể tự cấu hình và có thể được người dùng cuối cài đặt;

Các thiết bị chế độ điện tử hoặc “Chế độ dễ dàng” yêu cầu đào tạo cơ bản để cài đặt: hành vi của chúng được lập trình sẵn, nhưng các thông số cấu hình cần được điều chỉnh theo yêu cầu của người dùng; hoặc là

Các thiết bị S-mode hoặc “Chế độ hệ thống” có thể được sử dụng để tạo các hệ thống tự động hóa tòa nhà tinh vi : chúng không có hành vi mặc định và phải được các chuyên gia lập trình và cài đặt.

KNX bao gồm các công cụ cho các nhiệm vụ kỹ thuật dự án như liên kết một loạt các thiết bị riêng lẻ vào một cài đặt chức năng và tích hợp các chế độ cấu hình và phương tiện khác nhau. Điều này được thể hiện trong bộ phần mềm Công cụ Kỹ thuật (ETS).

Thiết bị

Cài đặt KNX luôn bao gồm một bộ thiết bị được kết nối với xe buýt hoặc mạng. Các mô hình thiết bị khác nhau tùy theo vai trò nút, khả năng, tính năng quản lý và chế độ cấu hình và tất cả được đặt trong cấu hình . Ngoài ra còn có các mô hình thiết bị có mục đích chung, chẳng hạn như cho các đơn vị khớp nối xe buýt (BCU) hoặc mô-đun giao diện xe buýt (BIM).

Các thiết bị có thể được xác định và sau đó được truy cập trên toàn mạng theo địa chỉ riêng hoặc theo số sê-ri duy nhất của chúng, tùy thuộc vào chế độ cấu hình. (Số sê-ri duy nhất được phân bổ bởi Phòng Chứng nhận Hiệp hội KNX.) Các thiết bị cũng có thể tiết lộ cả thông tin tham khảo cụ thể của nhà sản xuất và thông tin chức năng (độc lập của nhà sản xuất) khi được yêu cầu.

Cấu trúc liên kết logic và không gian địa chỉ cá nhân

Một mạng có dây KNX có thể được hình thành với các cấu trúc liên kết cây , đường và sao , có thể được trộn lẫn khi cần thiết; cấu trúc liên kết vòng không được hỗ trợ. Một cấu trúc liên kết cây được khuyến khích cho một cài đặt lớn.

KNX có thể liên kết tối đa 57.375 thiết bị bằng địa chỉ 16 bit .

Tám bit thấp nhất cung cấp tối đa 256 địa chỉ trong một dòng , có thể bao gồm tối đa bốn phân đoạn , mỗi phân đoạn có tối đa 64 thiết bị. Mỗi phân đoạn yêu cầu nguồn điện cục bộ và chiều dài tối đa của một đoạn là 1000 m. (Số lượng thiết bị thực tế được hỗ trợ phụ thuộc vào nguồn điện và tải điện của từng thiết bị.) Đoạn được kết nối với bộ lặp dòng và có thể kéo dài đến 4000 m và liên kết tối đa 256 thiết bị.

Các dòng có thể được nhóm lại với nhau thành một khu vực , có tối đa 15 dòng được kết nối với một dòng chính thông qua các bộ ghép dòng. Bốn bit tiếp theo của địa chỉ được sử dụng để xác định các dòng riêng lẻ.

Toàn bộ miền có thể được hình thành với 15 khu vực liên kết bởi một trục đường sử dụng bộ ghép xương sống, và bốn bit trên cùng của không gian địa chỉ xác định một khu vực. (Bộ lặp dòng có thể không được sử dụng trên đường trục hoặc đường chính.)

Các đơn vị ghép nối cho phép lọc địa chỉ giúp cải thiện hiệu suất với tốc độ tín hiệu bus hạn chế. Cài đặt dựa trên KNXnet / IP cho phép tích hợp các mạng con KNX thông qua IP vì cấu trúc địa chỉ KNX tương tự như địa chỉ IP.

Qua những chia sẻ trên hy vọng sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về tiêu chuẩn KNX và ứng dụng của nó đối với nhà thông minh hiện nay. Nếu bạn có nhu cầu lắp đặt nhà thông minh tại Hải Phòng hãy liên hệ với chúng tôi để được tư vấn miễn phí và giúp bạn tìm được giải pháp tối ưu, tiết kiệm nhất nhé.