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适用於家庭与大楼自动化晶片组
[作者 Michael Muenkel]   2022年03月31日 星期四 浏览人次: [2647]

物联网、感测器和人工智慧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,有线或无线感测器/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资讯技术安全性。



图一
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(欧洲安装汇流排)。


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


透过 KNX分散式汇流排系统,不同厂商的KNX 认证产品可互通。



图二
图二

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


资料传输最常用到的物理层媒介为双绞线、乙太网路(IP协议)和868MHz射频载波。


意法半导体现有的KNX 认证晶片组支援所有传输媒介,并有可能进一步扩充到行动装置,例如,与智慧型手机或平板电脑相容的Bluetooth5 。



图三
图三

TKNX 是一款双绞线KNX 收发器,整合2个稳压器可为KNX汇流排设备供电,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软体,KNX 装置可以很容易地整合到 KNX 有线基础设施内。


该晶片组对 KNX 认证合作伙伴的 KNX-RF协议堆叠栈软体开放。


图 4 所示是在BlueNRG-2主控制器软体层整合的KNX-RF和 BLE协议堆叠,BlueNRG-2主控制器通过 SPI介面连接 SubGHz KNX-RF 收发器。因此,基於32位元 Cortex M0 ARM 的 BlueNRG系统晶片是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
图五

所有零组件和 KNX 协议堆叠都经过 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、通风和空调的远端自动控制系统,可以为智慧建筑提供智慧解决方案。


意法半导体的各种MEMS 感测器和影像感测器可在大楼网路中监测动作、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设备的人机介面。


在建筑物中使用 KNX 还有助於降低能源消耗,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,关於当前智慧电网解决方案连线电子天燃气表、水表、电表和供热成本分配器的热门话题,可以开发通讯介面,使这些电表能够与现代电表系统所用之subGHz无线连线标准通讯,例如,无线 M-BUS / OMS 等。


(本文作者Michael Muenkel现任意法半导体射频和感测器技术行销经理)


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