建筑物自動化應(yīng)用中的KNX方案

作者：安森美產(chǎn)品營銷經(jīng)理Mike Sandyck

毋庸置疑，KNX被視為用于建筑物和家庭自動化的一個領(lǐng)先協(xié)議，KNX協(xié)會認(rèn)證的產(chǎn)品超過8,000種，有500家成員公司，與覆蓋190個國家的近100,000個安裝合作伙伴結(jié)盟。事實上，KNX是唯一真正開放且獨立于供應(yīng)商的全球標(biāo)準(zhǔn)，部署設(shè)備約4億臺。

KNX總線協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)化是通過多個國際和地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合傳統(tǒng)協(xié)議來實現(xiàn)的，以提供一個獨立于媒介的開放式系統(tǒng)互連(OSI)協(xié)議。KNX可通過RF或IP進(jìn)行無線部署，但傳輸節(jié)點電源和數(shù)據(jù)的簡單雙絞線因其低成本和簡單性而廣受歡迎。與電話布線的相似性有助于加強(qiáng)對KNX布線的熟悉度。

???????互操作性的需求

如果不同供應(yīng)商的產(chǎn)品之間沒有互操作性，就不可能有KNX的廣泛性和安裝基礎(chǔ)。由KNX協(xié)會管理的一項廣泛認(rèn)證計劃要求供應(yīng)商證明產(chǎn)品符合要求，尤其是協(xié)議特性、支持的配置文件、網(wǎng)絡(luò)互連和可選功能。

雖然測試可能很繁瑣，但這不應(yīng)該是個障礙——只需確保100%的互操作性即可。但如果一個供應(yīng)商打算用自己的品牌轉(zhuǎn)售以前從協(xié)會成員那里購買的認(rèn)證產(chǎn)品，那么，只要物理層(PHY)和軟件堆棧存在且未被修改，就不需要對這個“衍生”或“OEM”產(chǎn)品進(jìn)行進(jìn)一步測試。這大大簡化了流程，避免涉及不必要的測試時間和成本，因為產(chǎn)品只需要附帶KNX產(chǎn)品修改聲明，而不用進(jìn)行完整的合規(guī)測試。

???????模塊化的KNX方案

首款經(jīng)過KNX 預(yù)認(rèn)證的系統(tǒng)級封裝(SiP)NCN5140S，對在建筑物自動化應(yīng)用中擴(kuò)大KNX網(wǎng)絡(luò)的采用帶來顯著進(jìn)步。設(shè)計KNX網(wǎng)絡(luò)的傳統(tǒng)方法是使用單獨的部件構(gòu)建一個系統(tǒng)。NCN5140S SiP經(jīng)過預(yù)認(rèn)證，只需要高級定制，而不需要觸及任何底層固件、PHY或軟件棧。最終可開發(fā)定制的KNX系統(tǒng)，而不需要測試和驗證系統(tǒng)設(shè)計的每個變體。

安森美(onsemi)的NCN5140S含所有關(guān)鍵和可認(rèn)證的元素，包括PHY和媒體訪問控制器(MAC)及KNX網(wǎng)絡(luò)堆棧和應(yīng)用軟件。這些元素被集成到SiP中，在基于ARM Cortex -M0+的微控制器上運行。

由于KNX收發(fā)器(PHY+MAC)、網(wǎng)絡(luò)堆棧和應(yīng)用軟件都經(jīng)過了預(yù)認(rèn)證，因此使用NCN5140S開發(fā)的任何產(chǎn)品都可視為衍生產(chǎn)品或OEM產(chǎn)品。在開發(fā)新的KNX產(chǎn)品時，新的SiP節(jié)省時間和成本并降低設(shè)計風(fēng)險。

電容輸入可能具有挑戰(zhàn)性，因此安森美還提供了將SiP連接到這種輸入類型所需的固件。應(yīng)用軟件和認(rèn)證堆棧均以在組裝過程中編程的二進(jìn)制代碼形式提供，然后通過工程工具軟件(ETS)進(jìn)行配置。

???????模塊化流程

NCN5140S SiP的基于SiP的模塊化KNX流程共需三步：

將固件(二進(jìn)制文件)編程到ARM微控制器中

在生產(chǎn)結(jié)束編程時配置唯一的網(wǎng)絡(luò)ID和應(yīng)用程序選項

在建筑物安裝過程中使用ETS數(shù)據(jù)庫設(shè)置設(shè)備參數(shù)

NCN5140S專為墻壁開關(guān)或調(diào)光器而設(shè)計。在大多數(shù)用例中，這些是用于控制建筑物照明、暖通空調(diào)(HVAC)、窗戶控制和建筑物訪問等功能的用戶界面面板。

OEM制造商在其設(shè)計中使用SiP，可在生產(chǎn)結(jié)束編程期間設(shè)置設(shè)備。在此設(shè)置過程中，最重要的是為OEM制造商編寫唯一的KNX網(wǎng)絡(luò)ID。接下來，應(yīng)用程序可配置開關(guān)數(shù)或觸摸按鈕的數(shù)量，如果這些需要調(diào)光，還可配置設(shè)計中的單色或RGB LED設(shè)置。

最后，安裝人員可通過KNX協(xié)會提供的ETS完全定制墻壁開關(guān)?？梢灾付Q，同時可針對各建筑物定制按鈕功能、LED行為、狀態(tài)指示、計時器、場景設(shè)置等。

審核編輯：湯梓紅