认识KNX协议

一、简介

KNX是Konnex的缩写。1999年5月，欧洲三大总线协议EIB、BatiBus和EHSA合并成立了Konnex协会，提出了KNX协议。该协议以EIB为基础，兼顾了BatiBus和EHSA的物理层规范，并吸收了BatiBus和EHSA中配置模式等优点，提供了家庭、楼宇自动化的完整解决方案。

KNX 总线是独立于制造商和应用领域的系统。 通过所有的总线设备连接到 KNX 介质上 ( 这些介质包括双绞线、射频、电力线或 IP/Ethernet), 它们可以进行信息交换。总线设备可以是传感器也可以是执行器，用于控制楼宇管理装置如： 照明 , 、遮光 / 百叶窗、保安系统、能源管理、 供暖、通风、空调系统、信号和监控系统、服务界面及楼宇控制系统、远程控制、计量、视频 / 音频控制、大型家电等。所有这些功能通过一个统一的系统就可以进行控制、监视和发送信号，不需要额外的控制中心。

 

二、标准

KNX是被正式批准的住宅和楼宇控制领域的开放式国际标准。

ISO/IEC

KNX技术于2006年被批准为国际标准 ISO/IEC 14543-3。

CENELEC

KNX技术于2003年被批准为欧洲标准 (CENELEC EN50090 和 CEN EN 13321-1 和 13321-2) 。

CEN

KNX技术于2006年被批准为EN 13321-1 (作为EN 50090部份参考)和EN1332-2 (KNXnet/IP)。

SAC

KNX技术于2007年被批准为中国标准GB/Z 20965。

ANSI/ASHRAE

KNX技术于2005年被批准为美国标准ANSI/ASHRAE 135。

 

三、配置模式

KNX标准允许每个制造商选择最理想的配置模式，并根据市场允许每个制造商选择目标市场部分和应用的适当组合。

KNX标准包括2个不同的配置模式 :

S-Mode (系统模式)

该配置机制是为经过良好培训的KNX安装者实现复杂的楼宇控制功能。一个由“S-Mode”组件组成的装置可以由通常的软件工具（ETS(R) 3专业版）在由S-Mode产品制造商提供的产品数据库的基础上进行设计：ETS也可以用于连接和设置产品（即设置安装和下载要求的可用参数）。“S-Mode”提供给实现楼宇控制功能的最高级别的灵活性。

E-Mode (简单模式)

该配置机制是针对经过基本KNX培训的安装人员。和S-Mode相比，“E-Mode”兼容产品只提供有限的功能。E-Mode组件是已经预先编程好的并且已经载入默认参数。使用简单配置，可以部分的重新配置各个组件（主要是它的参数设置和通信连接）。

 

四、传输介质

KNX 包括几种传输介质。每种传输介质可以用来和一个或多个配置模型组合使用，它允许各个制造商针对目标市场部分和应用选择合适的组合。

TP ( 双绞线 )

TP-0：双绞线，比特率为 4800 bits/s ，继承于BatiBus。使用的比较少，最常用的还是TP-1。

TP-1：双绞线，比特率为 9600 bits/s ，延续 EIB 中的应用。 EIB 和 KNX TP1 认证 TP1 产品可与同类总线操作和通信。

PL ( 电缆 )

PL110：电缆，比特率为 1200 bits/s ，也是延续 EIB 中的应用。 EIB 和 KNX PL110 认证产品可与同类分布电网操作和通信。

PL132：电缆，比特率为2400bits/s，与PL110差不多，但是通信频率不一样而已。

RF ( 射频 )

KNX 设备支持该传输介质使用无线电信号来传输 KNX 信号。信号传输频宽为 868 MHz （短波设备），最大发射能量为 25mW ，比特率为 16.384 kBit/sec 。 KNX RF 介质可以离开机架组件进行开发，它允许单向和双向工作，特点是低耗能和小型及中型装置仅需要在特殊情况重传。

IP ( 以太网 )

KNX 信号也可以打包成 IP 信号传输。通过这种方式， LAN 网络和英特网可以用来发送 KNX 信号。 IP 路由器是 USB 数据接口可选项，分别为 TP 线路或主干网耦合器。在后者中，常规 TP 主干网被快速以太网基线取代。

 

五、总线结构

KNX总线协议遵循OSI模型协议规范，并进行了合理的简化。由物理层、数据链接层、网络层、传输层和应用层组成，会话层和表示层的功能则并入应用层与传输层。

每一层的协议规范中都明确的规定了信号在不同层中的表达和传输。

物理层

物理层主要控制和实现比特流在介质中的传输，涉及到通信信号在信道上的原始比特流。主要包括处理机械、电气和过程的接口以及物理层下的物理传输介质等。物理层主要有两部份组成同时使用CSMA/CA机制（具有避免冲突的载波侦听多路访问），一个是物理层逻辑单元（LU）另一个是介质附加单元（MAU）。

数据链接层

链接层同样遵循OSI规范协议，主要由介质访问控制（MAC）与逻辑连接控制（LLC）组成。数据链接层的主要任务是为同一子网中的两个设备提供可靠的单帧传输。

 

六、特点

1. 高可靠性：实测300米总线，实测几万报文不丢一包，有完整重发机制

2.高灵活性：超过400家制造商，提供数以万计的认证产品以完成多样化工程

3.高扩展性：几十家专业的KNX厂家的网关，提供成千上万的网关接口以供KNX延伸到各个控制领域（modbus、M-bus、bacnet等等）

4.高品质性：几乎每个经过认证的产品，都用料十足，一些高Bigger的物料如磁保持继电器、高性能的MOS管，广泛应用在KNX产品上。

5.高度一致性：所有贴上KNX标志（金字招牌）的产品，必定集互通性和CE（欧盟认证）为一体，它的含金量极高！

 

七、缺点

1.贵！

2.慢！

 

八、使用场景

适用的场合：

a.特别适合用在照明控制的领域、控制可靠性较高的场合；

b.特别适合需要整合各个应用场合（如照明、节能、监测、窗帘、暖通等等），又不计成本的场合；

c.适合的应用大型公共建筑：地铁、机场、写字楼等

d.其次适合的应用场合：酒店、别墅等

e.再其次适合的应用场合：家居、公寓

不适用的场合：

a.需要高速通信的地方，如传视频，音频等。

b.对造价要求特别敏感的场合

 

九、KNX产品

1.执行器类，那些控制末端输出的设备。如开关模块、调光模块、窗帘、风机等等，一般这类模块都是采用DIN导轨安装的形式。 

2.控制器类，那些处于前端控制(人机交互)的设备。如面板、触控屏、温控器等等，一般采用墙装式。

3.传感器类，那些可以感知外界事物并将其转化成控制量的设备。如移动探测、温湿度传感器、风雨传感器、PM2.5传感器等。一般是墙装式或吸顶式。

4.系统（设备）类，那些完成系统中重要（不可或缺）功能的设备。如总线电源（非常规电源可替代）、USB接口（完成设备配置）、线路耦合器和KNX IPRouter（略大系统必备）及总线线缆。

5.网关类，那些完成与其他系统对接的设备。如DALI网关、空调网关、Modbus网关等。

6.扩展类：移动IPAD终端、手机控制终端、中控平台（软件）、酒店管理软件等等。

 

十、安装方式

1.吸顶式：各类传感器，位于天花、吊顶处

2.导轨式：各类执行终端或网关，位于配电箱中，一般产品中DIN就是指此类

3.墙装式：一般是指86盒（国外60盒）安装。人机交互的设备常用，面板、屏类、一些传感器

4.暗装式：一些控制或者接口类的小玩意，如通用接口、暗装执行器、红外发射等，不外漏的产品