建筑物自動化應用中的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先協(xié)議，KNX協(xié)會認證的產(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個安裝合作伙伴結盟。事實上，KNX是唯一真正開放且獨立于供應商的全球標準，部署設備約4億臺。

KNX總線協(xié)議的標準化是通過多個國際和地區(qū)標準結合傳統(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對KNX布線的熟悉度。

???????互操作性的需求

如果不同供應商的產(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。由KNX協(xié)會管理的一項廣泛認證計劃要求供應商證明產(chǎn)品符合要求，尤其是協(xié)議特性、支持的配置文件、網(wǎng)絡互連和可選功能。

雖然測試可能很繁瑣，但這不應該是個障礙——只需確保100%的互操作性即可。但如果一個供應商打算用自己的品牌轉售以前從協(xié)會成員那里購買的認證產(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)品進行進一步測試。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，而不用進行完整的合規(guī)測試。

???????模塊化的KNX方案

首款經(jīng)過KNX 預認證的系統(tǒng)級封裝(SiP)NCN5140S，對在建筑物自動化應用中擴大KNX網(wǎng)絡的采用帶來顯著進步。設計KNX網(wǎng)絡的傳統(tǒng)方法是使用單獨的部件構建一個系統(tǒng)。NCN5140S SiP經(jīng)過預認證，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)設計的每個變體。

安森美(onsemi)的NCN5140S含所有關鍵和可認證的元素，包括PHY和媒體訪問控制器(MAC)及KNX網(wǎng)絡堆棧和應用軟件。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)絡堆棧和應用軟件都經(jīng)過了預認證，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計風險。

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。應用軟件和認證堆棧均以在組裝過程中編程的二進制代碼形式提供，然后通過工程工具軟件(ETS)進行配置。

???????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(二進制文件)編程到ARM微控制器中

在生產(chǎn)結束編程時配置唯一的網(wǎng)絡ID和應用程序選項

在建筑物安裝過程中使用ETS數(shù)據(jù)庫設置設備參數(shù)

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

OEM制造商在其設計中使用SiP，可在生產(chǎn)結束編程期間設置設備。在此設置過程中，最重要的是為OEM制造商編寫唯一的KNX網(wǎng)絡ID。接下來，應用程序可配置開關數(shù)或觸摸按鈕的數(shù)量，如果這些需要調光，還可配置設計中的單色或RGB LED設置。

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?？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、場景設置等。

審核編輯：湯梓紅