Стандарт KNX разработан для контроля и управления инженерными системами зданий, таким как освещение, вентиляция и кондиционирование, безопасность.

Название - это аббревиатура ассоциации Konnex, разработчика и владельца торговой марки KNX с головным офисом в Бельгии. Организация и сам стандарт появились в 1999 г. в результате объединения трех ассоциаций и одноименных технологий автоматизации: EHS (European Home System), EIB (European Installation Bus или Instabus) и Batibus. У истоков создания KNX стоят такие известные производители электротехники, как ABB, Siemens, Jung, Gira.

В 2003 г. европейский стандарт EN 50090 формализовал KNX. В 2006 г. протокол был одобрен международным стандартом ISO/IEC 14543.

Способы трансляции данных

Стандарт предусматривает использование следующих вариантов передачи сигнала:

  • Витая пара (трансфер на скорости до 9600 бит/с)
  • Электрическая линия (пропускная способность до 1200 бит/с)
  • Радиочастотные каналы (данные передаются на частотах 433 и 868 МГц)
  • IP-сеть (до 10 Мбит/с)

Чаще всего используют витую пару с установкой кабеля JY(ST)Y 2×2×0,8 в качестве шины.

Структура KNX

Основу составляет шина, объединяющая все оборудование:

  • Датчики или сенсоры (движения, присутствия, влажности, температуры, протечки воды, утечки газа, выключатели, настенные панели)

Регистрируют внешние события, после чего передают команду устройству для ее исполнения.

  • Исполнительные компоненты (диммеры, реле, модули)

Получают команду от датчиков или контроллеров, после чего изменяют свое состояние (включен/выключен, регулирование), тем самым управляя оборудованием.

  •  Компоненты системы (блоки питания, интерфейсы программирования, мосты, контроллеры)

Обеспечивают настройку и функционирование всей системы.

Структура KNX

Принцип работы

Все компоненты KNX объединены одной шиной любой топологии за исключением кольцевой схемы:

  • линия или шина

Последовательное объединение нескольких устройств.

  • звезда

На одной линии можно создать максимум 4 сегмента, каждый из которых способен объединить до 64 устройств. Для каждого сегмента требуется свой источник питания. В каждом сегменте может использоваться кабель максимальной длиной до 1000 м. При использовании усилителей сигнала можно увеличить протяженность кабеля до 4000 м и обеспечить работу до 256 единиц оборудования.

  • дерево

Объединенные сегменты образуют линии, объединенные линии создают области. Области также можно объединить максимум до 15 штук, что позволит увеличить количество оборудования в сети до 57 375 компонентов. Именно этот вариант структуры применяют чаще всего в зданиях и домах.

Топология KNX

Работа всей системы программируется с помощью специального софта - ETS (Engineering Tool Software).

Обмен данными между элементами KNX может происходить напрямую (без необходимости использования специального контроллера) с помощью сетевого протокола CSMA/CA, который гарантирует бесконфликтную трансляцию сигнала с сохранением скорости.

Информация от датчиков формируется в телеграммы. В случае успешного прохождения исполнительное устройство подтверждает факт ее получения. Если подтверждение отсутствует, дважды срабатывает повторная передача, после этого процесс передачи прекращается.

Например, появление человека в помещении запускает работу датчика присутствия. По шине передается сигнал устройству, которое после обработки сигнала запускает запрограммированный сценарий - включает светильник. Несколько осветительных приборов могут быть объединены в группы, для каждой из которых можно задать желаемый уровень яркости.

Основные преимущества KNX:
  • Использование продукции разных производителей в одной системе
  • Замена любого элемента без влияния на работу остальных компонентов
  • Широкое применение: от небольших домов до крупных бизнес-центров, магазинов, складов, аэропортов
  • Два режима настройки: упрощенный (с помощью контроллера, нет необходимости проходить обучение, ограниченный набор функций) и системный (программирование с помощью ПК, доступ к полному функционалу - для квалифицированных проектировщиков)
  • Быстрое восстановление после выключения питания за счет хранения заданных настроек в памяти устройств
  • Интеграция с системами других типов. Некоторые производители выпускают специальные шлюзы для объединения KNX-систем с телефонными сетями и охранной сигнализацией.
  • KNX может легко взаимодействовать с компонентами, использующими протокол DALI для управления освещением. Например, выбор выключателей и пультов управления больше с поддержкой KNX, нежели с DALI. Зато светильники, диммируемые по DALI, проще найти, чем управляемые по KNX.