如何开始开发
KNX 是世界范围内唯一的对于楼宇控制系统提供所有种类传输介质:双绞线、电缆、射频和以太网 IP 。传输介质可以很容易地和 KNX 介质耦合器耦合。 KNX 应用通过 ETS 、制造商、产品和贸易独立工具实现。
从构想到实际产品,如果把 KNX 初学者如何在一个新设备上完成 KNX 会遇到的问题列成一个清单,那这个清单会非常的长:
- 应该使用哪种 KNX 介质(如双绞线或射频)?
- KNX 需要哪些软件条件?
- 应该使用哪些通信目标(数据格式)和如何编程?
- 对于设备有哪些硬件要求?
- 有标准组件吗?
- 设备是如何传输的,如支持哪种配置模型?
- 有没有可以辅助开发的技术支持?
- 认证过程是怎样的?
了解 KNX 标准组件是很有用的,它们针对不同介质在市场上都有可用产品,还可以更好的规划关于开发你的设备解决方案。
更多关于可用 KNX 设备的信息,请联系:
Eelectron | Opternus Components GmbH | Tapko Technologies GmbH | Weinzierl Engineering GmbH |
KNX TP 设备的实现方面
当人们打算开发市场时,常会面对一些技术术语,比如“ BIM ”,“ BCU ”,“ SIM ”,“ TPUART ”,“ chipset ”和“ communication stack ”。这些术语代表了如何开发 KNX TP 设备的各种可能性。
BCU “总线耦合单元”
这些是包含 KNX 耦合电路和微处理器的系统设备,并和机架一起交付。设备开发商仅需要开发应用模块、应用硬件和软件。
BIM “总线接口模块”
它们是基础设施,如内部是 BCU 外加 I/O 接口。 BIM 焊接到电路板上作为模块销售。
这里有 8kbyte 和 48 kbyte 闪存的不同应用软件版本。软件开发是在包括“ Evaluationboard ”,“ On-Chip Debug Emulator ”和 C-Compiler 开发环境下进行的。
SIM “串行接口模块”
他们包含了和应用的一起的完整的通信系统。应用硬件和软件通过串行接口与通信部分耦合。 SIMs 焊接到电路板上作为模块销售。
BAOS “总线访问和目标服务器”
BAOS 模块既是在报文层( KNX 链路层)的 KNX 接口,也作为数据点层( KNX 应用层)。报文格式符合 FT1.2 。对于数据点层通信的优化的连续协议是可用的。
芯片组
BIMs 的芯片组用来包围 BIMs 的机械约束。在软件方面, BIMs 和芯片组是一样的。
TPUART
TPUART 只包含对 KNX 的耦合。微控制器辅助通信软件。 TPUART 一方面用于减缓微控制器位编码和译码任务,另一方面允许通过不同的微控制器耦合到 KNX 。
通信栈
用 TPUART 开发 KNX 设备,通信栈是必需的。这类耦合是开发 KNX 设备最有效的、灵活的和低成本的方式。无需开发者熟悉 KNX 通信细节, KNX 系统供应商提供 KNX 通信栈。通过外部 KNX 耦合器,如 TPUART 、 FZE1066 ,耦合到 KNX 。 KNX 通信栈提供附加接口来对实际应用编程。
什么是合适的解决方案?
小规模生产数量时推荐使用模块( BIM , SIM BAOS )。他们开发和认证成本低,并且是开始开发 KNX 理想的工具。如果可用空间不足或者产量增加,那么芯片组就是很好的选择。和 BIM 相比,它的初始费用略高。对于大产量, TPURT 是最流行的解决方案。 TPUART 的优点是单位成本低,但是开发和认证成本最高。在特别情况下, Bit Transceiver (FZE1066) 也是很有益处的选择。
KNX PL 设备的实现方面
和双绞线一样,对于 KNX PL(110) , 标准 BCUs 和模块( PIM )也是可用的。
BCU “总线耦合单元”
这些是包含 KNX 耦合电路和微处理器的系统设备,并和机架一起交付。设备开发商仅需要开发应用模块、应用硬件和软件。
PIM “电缆接口模块”
它们基本是由 BCU 的低压部分组成。将 PIMs 模块焊接到电路板上和其它网络耦合部分做在一起。
带通信栈的 ACIS
PL110 的 ASIC 负责发送和接收数据位。在如 ASIC 上搭建 KNX 设备,电缆(通信软件)的 KNX 栈是必需的。通信栈包含应用设计接口。
什么是合适的解决方案?
对于急需安装设备和低产量情况, BCU 最适合开发有成本效益的设备。对于中等产量,推荐 PIMs ,电路图可用。和 BCUs 相比,用 ASIC 和通信栈开发 PL 设备需要更大的投资,因此通常只适合高产量情况。
KNX RF 设备的实现方面
开发 KNX RF 设备不需要特殊的 KNX 组件。通常是在低产量的情况下,为了减少开发时间和成本,整合 RF 模块成品是很有益处的。 KNX RF 节点主要是由以下部分组成:
传输芯片
对于无专用芯片的 KNX RF 是必需的。
现在这里有几个可用的芯片,用来实现 KNX RF 节点。对于单向设备,低成本只用于传输的芯片是可用的。
RF 电路
收发器和几个无源元件一起构成 RF 电路。基于芯片制造商的相关设计,可以根据 KNX RF 要求设计和优化电路。
微控制器
KNX 设备的核心是一个处理通信和应用任务的微控制器。对于 RF ,最重要的要求之一就是低耗能。连接收发器的接口逻辑应该体现现今控制器的主体。
通信栈
KNX 标准定义了一个高度执行和认证效果的复杂的协议。通信栈是 KNX RF 设备的系统软件。它控制收发器,并处理全部通信,包括组态程序。通信栈提供应用开发接口( API )。
KNX IP 的实现方面
KNX 报文通过以太网传输定义为 KNXnet/IP ,是 KNX 标准的一部分。至今,规范包括 PC 接口和路由器对该介质的使用。 IP 路由器和线耦合类似,除了他们使用以太网作为主线路。此外,直接通过 KNX 网络 IP 结合 KNX 终端设备成为可能。这也是 Ethernet resp. IP (因特网协议)成为 KNX 重要介质的原因。开发 KNX IP 设备不需要特殊的 KNX 组件。 KNX IP 节点主要包括以下部分:
以太网控制器
不同半导体制造商都提供以太网控制器。以太网控制器主要符合 KNX IP 要求。比特率为 10 MBits 的控制器数量充足。
微控制器
微控制器主要依靠设备必需的计算性能。 KNXnet/ IP 主要是由 8 位控制器完成的。基于应用,也会需要更强大的控制器。许多控制器已经在芯片上提供了一个以太网接口,因此你只需完成它的物理层部分。
通信栈
KNX IP 设备的系统软件组成两个协议栈。通过以太网通信需要有 UDP (用户寻址协议)的 IP 栈,因为 KNXnet/ IP 是基于无线通信的。单点和多点发送报文都是通过 UDP 传输。 KNX 栈放在 IP/UDP 栈的顶层。这是必须完成的 KNX 通用核心,尤其是对每个设备模型。 KNX 栈使用 IP/UDP 栈作为系统接口。通过 KNXnet/IP 建立从 KNX 报文到 UDP 报文的传输。 KNX 应用访问 KNX 栈的 API (应用编程接口)以和整个系统进行通信。
什么是合适的解决方案?
主要是基于应用的类型来选择合适的硬件。特别对 KNX IP 设备的硬件实现在市场上已有产品。也提供适当的栈。然而,对于复杂设备,可以使用更强大的带 UDP 的 IP 栈的操作系统,如 Linux 。这种情况下,只需要 KNX 栈和相应的应用项目。


