|
作者: Frederic Valentin,安森美 在工業(yè)革命之前，只有一小部分人口在城市居住。但是，今天已有很大不同，全球有超過一半的人口在城區(qū)居住，預(yù)計這一數(shù)字到2050年將達到70%(聯(lián)合國數(shù)據(jù))。然而，城市已負擔(dān)世界總能源使用量的75%，和超過一半的溫室氣體排放量，所以如果這數(shù)字進一步增加將產(chǎn)生嚴(yán)重后果。 綜合能源管理是公認(rèn)的最佳解決辦法。這將允許在大都市優(yōu)化能源消耗，從而可防治氣候變化，化石燃料儲量不會那么快地被耗盡，減輕對環(huán)境的影響。要實現(xiàn)這要求，就迫切需要推出下一代技術(shù)。 盡管幾乎我們?nèi)粘Ｉ钪械乃衅渌赝ㄟ^現(xiàn)代電子硬件的利用已發(fā)生了不可逆轉(zhuǎn)的變化(通過互聯(lián)網(wǎng)進行零售交易，通過智能手機獲取信息，得益于先進駕駛輔助系統(tǒng)的道路安全的增強等)，我們與我們的工作和生活空間的交互方式并沒有太大改變。我們絕大多數(shù)仍然以幾十年來所使用的完全相同的方式操作加熱、照明和氣候控制系統(tǒng)。樓宇需要更智能，讓居住者與整合到結(jié)構(gòu)中的技術(shù)互動，使他們可調(diào)節(jié)或改變所需參數(shù)。家居和樓宇自動化系統(tǒng)的機會正越來越明顯。因此，這些基于各種不同通信平臺的系統(tǒng)正被探索。 智能總線系統(tǒng)的利用將使家居/樓宇自動化成為成本效益相當(dāng)高的價值提案，提供更好的運行性能而無需大的財務(wù)投資。通過將所有通信設(shè)備聯(lián)接到單一總線，可大大減少設(shè)計和安裝時間，從而控制與初始實施相關(guān)的費用。這也可保持盡可能低的維修、保養(yǎng)和其它運行成本。許多人認(rèn)為KNX是總線系統(tǒng)，應(yīng)是建立這一切的基礎(chǔ)。 使用無線通信部署物聯(lián)網(wǎng)(IoT)模塊是很有可能的，這能滿足廣泛的應(yīng)用，特別是在現(xiàn)有的樓宇中。但在涉及到實現(xiàn)高效的家居/樓宇自動化時將需要輔以現(xiàn)有的有線技術(shù)，在大多數(shù)情況下，有線技術(shù)將作為支柱/主要網(wǎng)絡(luò)，因為其堅固、安全、私密，并能為總線上的一些應(yīng)用供電。 適用于智能樓宇的KNX KNX標(biāo)準(zhǔn)專為滿足電氣安裝的要求而開發(fā)。它為工程師提供多物理通信介質(zhì)，建筑安裝業(yè)的主要企業(yè)都支持其不斷激增�；贙NX的家居/樓宇控制系統(tǒng)在某些情況下證實將總能源消耗減半。 使用傳統(tǒng)的樓宇控制系統(tǒng)安裝，有必要在安裝前事先指定網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備或器械將被置于什么位置，以及這些設(shè)備或器械將以什么方式被控制。相比之下，KNX安裝提供更大的靈活性，如有需要，還能提供更改或增強的功能。 KNX網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的一個關(guān)鍵屬性是它的分散式拓撲結(jié)構(gòu)。完全無需中央控制中心，因為系統(tǒng)的情報基本上被傳遞到所有組成的設(shè)備。這樣的結(jié)果是如果設(shè)備出現(xiàn)故障，網(wǎng)絡(luò)中的其它設(shè)備仍將繼續(xù)正常工作。 KNX已被世界各地廣泛采納。它是公認(rèn)的國際標(biāo)準(zhǔn)(ISO/IEC 14543-3)，并獲得歐洲CENELEC EN 50090和CEN EN 13321-1及13321-2、美國ANSI/ASHRAE 135、加拿大CSA-ISO/IEC 14543-3、及中國GB/T 20965的批準(zhǔn)。此外，超過380家制造企業(yè)現(xiàn)是KNX協(xié)會會員。所有這一切都加強了這標(biāo)準(zhǔn)可提供的設(shè)備間互通和互操作的水平。而且，KNX節(jié)點的價格點正逐步降低，這導(dǎo)致一直以來越來越多的潛在機會。新的芯片供應(yīng)商開始進入這市場，這也有助于使這技術(shù)越來越有經(jīng)濟吸引力。 KNX協(xié)議具有更大的靈活性 KNX通過幾個主要通信介質(zhì)提供實現(xiàn)樓宇自動化和控制系統(tǒng)的靈活性。這有助于基于指定的特定要求定位恰當(dāng)?shù)哪繕?biāo)細分市場。KNX協(xié)議是： KNX雙絞線(KNX TP)協(xié)議使KNX信號能通過單獨的總線電纜分層傳輸。由于電源可通過總線提供，在大多數(shù)應(yīng)用中不需要分配一個主電源連接器于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。雙絞線拓撲結(jié)構(gòu)可以是線性的、星形的或樹狀的(或可能是這些結(jié)構(gòu)的組合)，使這協(xié)議具有高度的通用性。256個節(jié)點可添加在一個總線上，橫跨很長的距離。 電力線KNX(KNX PL)協(xié)議使用樓宇內(nèi)已有的配電基礎(chǔ)設(shè)施。這就是說在無法實現(xiàn)鋪設(shè)雙絞線布線的情況下，采用KNX PL是非常有效的。然而這也有數(shù)據(jù)傳輸能力明顯降低的缺點(只能完成使用雙絞線布線的八分之一)。 射頻協(xié)議(KNX RF)支持單向或雙向操作，目前與KNX TP協(xié)議相輔相成。它可能比通過雙絞線具有更高的數(shù)據(jù)傳輸能力，因此定有重要價值作為擴展有線KNX基礎(chǔ)設(shè)施的一種方案。 通過互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議或以太網(wǎng)(KNX IP/Ethernet)使用KNX是最終的選擇。這是最近才指定為KNX介質(zhì)的，整體必將對這標(biāo)準(zhǔn)的未來成長變得很重要。它將開啟訪問樓宇內(nèi)更高級別的通信基礎(chǔ)設(shè)施的潛力(這被用于電信、數(shù)據(jù)通信和多媒體)，同時確立一個安裝KNX的標(biāo)準(zhǔn)通道，支持已被封裝在IP幀內(nèi)的KNX信號的通道/路徑。 通過將器件(傳感器、驅(qū)動器、電機等)連接到不同的KNX介質(zhì)(無論是TP、RF、PL或IP/Ethernet)，數(shù)據(jù)可被傳輸并作出適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)。窗簾、燈具、家用電器、風(fēng)機、百葉窗、煙霧探測器、防盜報警、監(jiān)控攝像機、音頻設(shè)備、計量系統(tǒng)等可根據(jù)情況進行運行。在現(xiàn)有的物理接口中，雙絞線方案迄今已成為最受歡迎的新裝置。這主要是因為其固有的強固性，及相對快的傳輸速度和更好的信噪比性能。 KNX不斷地證明它是用于樓宇自動化應(yīng)用最具高能效的總線系統(tǒng)，相應(yīng)地，半導(dǎo)體供應(yīng)商正推出能滿足更高要求的尖端的IC方案。安森美半導(dǎo)體的NCN5120、NCN5121、NCN5110和NCN5130是一系列極其先進的用于雙絞線網(wǎng)絡(luò)的KNX收發(fā)器。它們能夠以行業(yè)領(lǐng)先的信號完整度處理數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，并能在相同總線上傳輸電力。這些高度復(fù)雜的IC體現(xiàn)了公司在雙絞線KNX技術(shù)方面的專長。每個IC集成一個20V線性穩(wěn)壓器和兩個極高能效的DC-DC轉(zhuǎn)換器，覆蓋寬廣的電壓范圍(固定的3.3 V和在1.8 V到21 V之間可調(diào))。由于這些器件控制網(wǎng)絡(luò)上每一節(jié)點所需的通信和供電元件，便于裝配智能集中的KNX樓宇自動化系統(tǒng)，因而這技術(shù)具備的能效和通用性可被充分利用。 雖然市場上現(xiàn)有各種不同的總線技術(shù)可用于家居/樓宇自動化，卻沒有任何一種像KNX那樣得到許多不同制造商的大力支持。通過采用這種技術(shù)，可建立智能的控制系統(tǒng)，從而所有的應(yīng)用和設(shè)備能通過共同語言溝通。家居/樓宇自動化的控制和監(jiān)控功能因而得以實現(xiàn)，使用單個統(tǒng)一的架構(gòu)系統(tǒng)，無需額外的控制中心。由于可實現(xiàn)多種不同的功能-包括空調(diào)、照明和訪問控制機制。可增強方便和舒適性，而且我們的城市棲息地的能效能夠得到提高。因為技術(shù)是標(biāo)準(zhǔn)化的，KNX產(chǎn)品都相互兼容，現(xiàn)有的實施易于在需要時修改或可擴展。KNX已在世界舞臺上確立的事實意味著它可提供與來自各種不同源的硬件的互操作性，具備所需的范圍以方便提供大量功能。 |
