KNX er det eneste bussystem på verdensplan, som tilbyder det komplette udvalg af transmissionsmedier til byggeautomation: Parsnoede kabler, 230V elnet, radiofrekvens og Ethernet IP. Transmissionsmedier kan nemt kobles med KNX-mediekoblere. KNX-applikationer idriftsættes med ETS, det producent- og produktuafhængige planlægningsværktøj.

 

Fra idé til færdigt produkt kan der opstå mange spørgsmål, hvis man ikke tidligere har arbejdet med KNX, om hvordan man implementer KNX i et nyt produkt:

• Hvilket KNX-medie (f.eks. parsnoet kabel eller radiofrekvens) skal der bruges?
• Hvilke softwarekrav kræver KNX?
• Hvilke dataformater skal der bruges, og hvordan programmeres de?
• Hvilke krav stilles der til hardwaren?
• Findes der standardkomponenter?
• Hvordan bliver produktet idriftsat, dvs. hvilke konfigurationsmuligheder skal understøttes?
• Er der teknisk support, som kan assistere under udviklingen?
• Hvordan foregår certificeringsprocessen?

 

It’s helpful to learn about the KNX standard components which are available on the market for the different media, to get a better idea of which solution may be suited
to develop your devices.

 

For yderligere informationer om eksisterende KNX-produkter, kontakt venligst

 

Eelectron	Elmos Semiconductor AG	Opternus Components GmbH	Radiocrafts AS	Siemens AG	Tapko Technologies GmbH	Weinzierl Engineering GmbH
www.eelectron.com	www.elmos.de	www.opternus.com	www.radiocrafts.com	www.siemens.com/gamma-b2b	www.tapko.de	www.weinzierl.de

 

 

Implementeringsaspekter for KNX TP-produkter

 

Man konfronteres med adskillige tekniske termer som „BIM“, „BCU“, „SIM“, „TPUART“, „chipset“ og „kommunikationsstak“, når man undersøger markedet. Disse termer repræsenterer forskellige muligheder til udvikling af et KNX TP-produkt.

 

BCU „Bus coupling units“

Disse er systemprodukter, som indeholder en KNX-sammenkobler og en mikroprocessor og leveres med kabinet. Produktudvikleren behøver kun at udvikle applikationsmodulet, applikationens hardware og software.

 

BIM „Bus Interface Modules“ 

De er grundlæggende bygget op som indersiden af en BCU med yderligere I/O-porte. BIMs sælges som moduler, der kan loddes direkte på kredskortet.

Der findes versioner med 8kbyte og 48 kbyte flash-hukommelse til softwaren. Softwareudviklingen finder sted i et udviklingsmiljø bestående af „Evaluationboard“, „On-Chip Debug Emulator“ og en C-Compiler.

 

SIM „Serial Interface Modules“

De indeholder hele kommunikationssystemet med applikationer. Applikationshardwaren og softwaren kobles med kommunikationsdelen via serielt interface. SIMs sælges som moduler, som loddes direkte på kredskortet.

 

BAOS „Bus Access and Object Server“

BAOS Module er både et KNX-interface på telegramniveau (KNX Link Layer) og på DataPoint-niveau (KNX Application Layer).  Telegramformatet er FT1.2 konform. Der findes en optimeret serieprotokol til kommunikation på Datapoint-niveau.

 

Chipset

Chipsets af BIMs tilbydes til at omgå de mekaniske begrænsninger ved BIMs. Der er ingen forskel på BIMs og chipsets, hvad angår softwaren.

 

TPUART

TPUART omfatter kun koblingen til KNX. Kommunikationssoftwaren leveres af en microcontroller. TPUART blev udviklet dels for at lette microcontrollerens arbejde med bit-kodning og afkodning og dels for at muliggøre kobling til KNX gennem forskellige microcontrollere.

 

Kommunikationsstak

For at udvikle et KNX-produkt med TPUART kræves der en kommunikationsstak “communication stack”. Denne form for kobling er den meste effektive, fleksible og billigste metode til udvikling af et KNX-produkt. For at udvikleren kan slippe for at sætte sig ind i detaljerne i KNX-kommunikation, tilbydes de KNX kommunikationsstak. Koblingen til KNX udføres gennem ekstern KNX-kobler som TPUART, FZE1066. KNX kommunikationsstak tilbyder yderligere interfaces til programmering af det faktiske produkt.

 

Hvad er den rigtige løsning?

Modulerne (BIM, SIM BAOS) anbefales til mindre produktionsmængder. De byder på lave omkostninger til udvikling og certificering og er ideelle til start af KNX-udvikling. Hvis der bliver utilstrækkelig plads eller produktionsmængderne stiger, er chipsets et interessant alternativ. Startomkostningerne er blot lidt højere i forhold til BIM. TPUART er den mest populære løsning til større produktionsmængder. Fordelen ved TPUART er den lave omkostning pr. enhed, men har til gengæld de højeste omkostninger til udvikling og certificering. Det kan i visse tilfælde også være nyttigt at vælge Bit Transceiver (FZE1066).

 

 

Implementeringsaspekter til KNX PL-produkter

 

Standardiserede BCUs og moduler (PIM) fås også til KNX PL (110) og minder om Twisted Pair (parsnoet kabel).

 

BCU „Bus coupling units“

Disse er systemprodukter, som indeholder en KNX-sammenkobler og en mikroprocessor og leveres med kabinet. Produktudvikleren behøver kun at udvikle applikationsmodulet, applikationens hardware og software.

 

PIM „Powerline Interface Modules“ 

Disse er grundlæggende opbygget af BCU’ens lavspændingsdel. PIMs er moduler, som loddes direkte på kredskortet sammen med andre netværkskoblingsdele.

 

ACIS with Communication Stack

En ASIC til PL110 sørger for at sende og modtage bits. For at bygge et KNX-produkt baseret på en sådan ASIC, er det nødvendigt med en KNX-stak til Powerline (kommunikationssoftware). En kommunikationsstak indeholder interfaces til programmering af produktet.

 

Hvad er den rigtige løsning?

I tilfælde af planforsænkede produkter og mindre produktionsmængder er BCUs bedst egnet til udvikling af omkostningseffektive produkter. Til mellemstore produktionsmængder anbefales PIMs – der findes et kredsdiagram. Udvikling af PL-produkter med ASIC og kommunikationsstak kræver større investeringer i forhold til BCUs og PIMs og er derfor generelt kun egnet til store produktionsmængder.

 

 

Implementeringsaspekter for KNX RF-produkter

 

Udviklingen af KNX RF-produkter kræver ikke specielle KNX-komponenter. For at reducere udviklingstiden og omkostningerne, kan det være en god idé at integrere færdigproducerede RF-moduler – som regel ved små produktionsmængder. En KNX RF-node består grundlæggende af følgende elementer:

 

Transceiver Chip

Til  KNX RF kræves der ikke nogen decideret chip.

I dag findes der nogle chips, som kan bruges til at implementere en KNX RF-node. Til unidirektionelle produkter findes der billige chips, som kun kan sende information.

 

RF-kreds

Transceiveren bygger RF-kredsen sammen med et par passive komponenter. Baseret på chippens design kan en kreds designes og optimeres til KNX RF-krav.

 

Microcontroller

Kernen i ethvert KNX-produkt er en microcontroller, som sørger for kommunikationen og applikationens opgaver. Til RF er et af de vigtigste krav lavt energiforbrug. Der findes et interface til indkobling af transceiveren i de fleste controllere i dag.

 

Kommunikationsstak

KNX-standarden definerer en kompleks protokol, som fører til et højt implementerings- og certificeringsforbrug. Kommunikationsstak er systemsoftwaren til et KNX RF-produkt. Den styrer transceiveren og sørger for hele kommunikationen, herunder konfigureringsproceduren. Kommunikationsstakken indeholder et interface (API) til applikationsudvikling.

Implementeringsaspekter for KNX IP

 

Transmissionen af KNX-telegrammer via Ethernet defineres som KNXnet/IP og er en del af KNX-standarden. Hidtil omfattede specifikationerne brug af dette medie til PC-interfaces og til routere. IP-routere minder om linjekoblere, bortset fra at de bruger Ethernet som hovedlinje. Derudover er det nu også muligt at integrere KNX-slutprodukter direkte via IP i KNX-netværket. Derfor er Ethernet hhv.  IP (Internet Protocol) et fuldgyldigt KNX-medie. Udviklingen af KNX IP-produkter kræver ikke specielle KNX-komponenter. En KNX IP-node består grundlæggende af følgende elementer:

 

Ethernet controller

Ethernet controllere fås fra forskellige halvlederproducenter. Ethernet-controllere opfylder som regel KNX IP-krav. Controllere med en bitrate på 10 MBits er generelt tilstrækkelige.

 

Microcontroller

Valg af microcontroller afhænger primært af den påkrævede beregningskapacitet for produktet. KNXnet/ IP kan principielt implementeres på en 8-bit controller. Afhængig af applikationen kan det også være nødvendigt med kraftigere controllere. Mange controllere har allerede et interface til Ethernet på chippen, så man kun behøver at supplere det med det fysiske lag.

 

Kommunikationsstak

Systemsoftwaren i et KNX IP-produkt består af to protokolstakke. Kommunikation via Ethernet kræver en IP-stak med UDP (User Datagram Protocol), fordi at KNXnet/IP er baseret på forbindelsesløs kommunikation. Både unicast og multicast-telegrammer overføres via UDP. KNX-stakken sættes oven på IP/UDP-stakken. Dette er KNX Common Kernel, som skal specielt implementeres for hver produktmodel. KNX-stak bruger IP/UDP-stakke som interface til systemet. Oversættelsen fra KNX-telegram til UDP-telegrammer etableres via KNXnet/IP. KNX-applikationen får adgang til KNX-stakkens API (Application Programming Interface) for at kommunikere med hele systemet.

 

Hvad er den rigtige løsning?

At vælge den rigtige hardware afhænger principielt af anvendelsen. Hardwareimplementeringer lavet specielt til KNX IP-produkter findes allerede på markedet. Der tilbydes også egnede stakke. Til komplekse produkter kan der bruges kraftigere operativsystemer som Linux, som principielt indeholder en IP-stak med UDP. I så fald kræves kun KNX-stakken og det pågældende applikationsprogram.