意法半導(dǎo)體ST-KNX家庭樓宇自動(dòng)化芯片組

作者：意法半導(dǎo)體 Michael Muenkel

物聯(lián)網(wǎng)、傳感器和人工智能讓建筑變得越來(lái)越智能，這些技術(shù)融合為人們簡(jiǎn)化日常生活帶來(lái)新的機(jī)會(huì)。隨著對(duì)便利性、靈活性和用戶(hù)友好性的需求不斷增長(zhǎng)，有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)傳感器/執(zhí)行器網(wǎng)絡(luò)變得越來(lái)越重要。此外，樓宇控制自動(dòng)化還能提高建筑的能源效率和信息技術(shù)安全性。

KNX 成為全球樓宇通信和自動(dòng)化標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)有很多年了。該標(biāo)準(zhǔn)最早可以追溯到 1990 年的EIB（歐洲安裝總線(xiàn)）。

在與 BATIBUS（法國(guó)）和歐洲家庭系統(tǒng)協(xié)會(huì)（荷蘭）等標(biāo)準(zhǔn)合并后，KNX 協(xié)會(huì)于 2006 年成立。通過(guò) KNX分布式總線(xiàn)系統(tǒng)，不同廠(chǎng)商的KNX 認(rèn)證產(chǎn)品可以互聯(lián)互通。

所有KNX 網(wǎng)絡(luò)使用一個(gè)工程軟件工具（ETS） 配置和診斷設(shè)備。

數(shù)據(jù)傳輸最常用的物理層媒介是雙絞線(xiàn)、網(wǎng)線(xiàn)（IP協(xié)議）和868MHz射頻載波。

意法半導(dǎo)體現(xiàn)有的KNX 認(rèn)證芯片組支持所有傳輸媒介，并有可能進(jìn)一步擴(kuò)展到移動(dòng)設(shè)備，例如，兼容Bluetooth5 的智能手機(jī)或平板電腦。

STKNX 是一款雙絞線(xiàn)KNX 收發(fā)器，集成 的2 個(gè)穩(wěn)壓器可為KNX總線(xiàn)設(shè)備供電，保護(hù)著KNX有線(xiàn)通信在當(dāng)今樓宇自動(dòng)化領(lǐng)域的最大市場(chǎng)份額。

KNX-RF射頻收發(fā)器目前采用868 MHz通信頻率。

借助ETS軟件，KNX 設(shè)備可以很容易地集成到 KNX 有線(xiàn)基礎(chǔ)設(shè)施內(nèi)。

該芯片組對(duì) KNX 認(rèn)證合作伙伴的 KNX-RF協(xié)議棧軟件開(kāi)放。

TAPKO 科技公司www.tapko.de 已經(jīng)在為意法半導(dǎo)體平臺(tái)提供KNX認(rèn)證的 KNX 協(xié)議棧 （KAIStack）。

圖 4 所示是在 BlueNRG-2主控制器軟件層集成的KNX-RF 和 BLE協(xié)議棧，BlueNRG-2主控制器通過(guò) SPI接口連接 SubGHz KNX-RF 收發(fā)器。

因此，基于 32 位 Cortex M0 ARM 的 BlueNRG系統(tǒng)芯片是S2-LP 控制器，還是BLE藍(lán)牙與IOS 或 Android 移動(dòng)設(shè)備通信的控制器。

圖 5 所示是意法半導(dǎo)體開(kāi)發(fā)的包含KNX 和 BLE 評(píng)估板的樓宇自動(dòng)化開(kāi)發(fā)環(huán)境。如果需要實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙，開(kāi)發(fā)環(huán)境還提供意法半導(dǎo)體開(kāi)發(fā)的BLE 認(rèn)證模塊 （BlueNRG-M0/M2）。

如果不需要 BLE 功能，STM32 微控制器也可以用作 KNX-RF 的主控制器。

所有組件和 KNX 協(xié)議棧都經(jīng)過(guò) KNX 認(rèn)證，可在以下的網(wǎng)址上找到：http://www.knx.org/knx-en/for-manufacturers/development/system-components/KNX-RF Products - STMicroelectronics

結(jié)論：

在樓宇自動(dòng)化應(yīng)用領(lǐng)域，KNX 認(rèn)證產(chǎn)品市場(chǎng)一直在增長(zhǎng)。房間管理、照明控制、家庭樓宇安防監(jiān)控，以及百葉窗、窗簾、供暖、通風(fēng)和空調(diào)的遠(yuǎn)程自動(dòng)控制系統(tǒng)，可以為智能建筑提供智能解決方案。

意法半導(dǎo)體的各種MEMS 傳感器和圖像傳感器可在樓宇網(wǎng)絡(luò)中監(jiān)測(cè)運(yùn)動(dòng)、環(huán)境或光線(xiàn)。

在KNX 基礎(chǔ)設(shè)施中增加低功耗藍(lán)牙可以讓設(shè)備配置變得更容易，并可以把移動(dòng)設(shè)備用作控制KNX設(shè)備的人機(jī)界面。

在建筑物中使用 KNX 還有助于降低能源消耗，射頻通信允許對(duì)現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行現(xiàn)代化升級(jí)改造，而無(wú)需鋪設(shè)新電纜。

此外，關(guān)于當(dāng)前智能電網(wǎng)解決方案連接電子燃?xì)獗?、水表、電表和供熱成本分配器的熱門(mén)話(huà)題，可以開(kāi)發(fā)通信接口，使這些表計(jì)能夠與現(xiàn)代計(jì)量系統(tǒng)所用的subGHz無(wú)線(xiàn)連接標(biāo)準(zhǔn)通信，例如，無(wú)線(xiàn) M-BUS / OMS 等。

關(guān)于作者：

Michael Muenkel 畢業(yè)于埃斯林根應(yīng)用科技大學(xué)通信工程專(zhuān)業(yè)，從1987 年起，曾在多家公司從事開(kāi)發(fā)、應(yīng)用咨詢(xún)和營(yíng)銷(xiāo)工作。1999 年加入意法半導(dǎo)體，現(xiàn)任射頻和傳感器技術(shù)營(yíng)銷(xiāo)經(jīng)理。

michael.muenkel@st.com