适用于家庭与大楼自动化芯片组

物联网、传感器和人工智能让建筑变得越来越智慧，这些技术融合为简化人们日常生活带来新的机会。随着对便利性、灵活性和友善的需求不断成长，有线或无线传感器／致动器网络变得越来越重要。此外，大楼控制自动化还能提升建筑的能源效率和信息技术安全性。


 
图一

KNX成为全球大楼通讯和自动化标准已多年，该标准最早可以追溯到1990年的EIB（欧洲安装总线）。

在与法国的 BATIBUS和荷兰的欧洲家庭系统协会等标准合并后，KNX 协会成立于2006年。

透过 KNX分布式总线系统，不同厂商的KNX 认证产品可互通。



 
图二

KNX 全网使用一个工程软件工具（Engineering Tool Software；ETS）配置和诊断装置。

数据传输最常用到的物理层媒介为双绞线、以太网络（IP协议）和868MHz射频载波。

意法半导体现有的KNX 认证芯片组支持所有传输媒介，并有可能进一步扩充到行动装置，例如，与智能型手机或平板计算机兼容的Bluetooth5 。


 
图三

TKNX 是一款双绞线KNX 收发器，整合2个稳压器可为KNX总线设备供电，确保KNX有线通讯在当今大楼自动化领域最大的市占率。

KNX-RF射频收发器目前采用868 MHz通讯频率。

藉由ETS软件，KNX 装置可以很容易地整合到 KNX 有线基础设施内。

该芯片组对 KNX 认证合作伙伴的 KNX-RF协议堆栈栈软件开放。

图 4 所示是在BlueNRG-2主控制器软件层整合的KNX-RF和 BLE协议堆栈，BlueNRG-2主控制器通过 SPI接口连接 SubGHz KNX-RF 收发器。因此，基于32位 Cortex M0 ARM 的 BlueNRG系统芯片是S2-LP 控制器，还是BLE蓝牙与iOS 或 Android 行动装置通讯的控制器。


 
图四

图五所示是意法半导体开发的包含KNX 和 BLE 评估板的大楼自动化开发环境。如果需要实现蓝牙，开发环境还提供意法半导体开发的BLE 认证模? (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。


 
图五

所有零组件和 KNX 协议堆栈都经过 KNX 认证。

结论
在大楼自动化应用领域，KNX 认证产品市场一直在成长。房间管理、照明控制、家庭大楼安防监控，以及百叶窗、窗帘、供暖、通风和空调的远程自动控制系统，可以为智能建筑提供智慧解决方案。

意法半导体的各种MEMS 传感器和影像传感器可在大楼网络中监测动作、环境或光线。

在KNX 基础设施中增加低功耗蓝牙可以让设备配置变得更容易，而且可把行动装置当作控制KNX设备的人机接口。

在建筑物中使用 KNX 还有助于降低能源消耗，射频通信允许对现有基础设施进行现代化升级改造，而无需架设新电缆。

此外，关于当前智慧电网解决方案联机电子天燃气表、水表、电表和供热成本分配器的热门话题，可以开发通讯接口，使这些电表能够与现代电表系统所用之subGHz无线联机标准通讯，例如，无线 M-BUS / OMS 等。

(本文作者Michael Muenkel现任意法半导体射频和传感器技术营销经理