En el primero de esta serie de artículos sobre KNX IoT, Bruno Johnson y Wouter van der Beek explican cómo KNX se ha convertido rápidamente en la solución inalámbrica líder de IoT para la automatización de edificios comerciales.
La transformación digital ha sido uno de los principales temas estratégicos en las agendas de las reuniones de los consejos de administración de las empresas durante los últimos años. La oportunidad de desarrollar servicios digitales a partir de aplicaciones basadas en la nube requiere conexiones de red basadas en el protocolo de Internet (IP) con dispositivos periféricos que se convierten en la interfaz con el cliente. Empresas de todo tipo y tamaño del sector de la automatización de edificios comerciales han estado demandando soluciones inalámbricas de IoT para hacer esto realidad.
La espera ha llegado a su fin y la oportunidad está aquí y ahora, con el lanzamiento de la API KNX IoT Point (KNX IoT). Se trata de una nueva incorporación al conjunto de medios de transmisión físicos de KNX. El medio de transmisión es IPv6 (el estándar más reciente del protocolo de Internet), lo que garantiza el futuro de KNX, ya que puede utilizarse en equipos informáticos y en todos los medios físicos de transporte IP habituales.
La Asociación KNX contrató a Cascoda, una empresa británica especializada en semiconductores y comunicaciones para el IoT que lleva 12 años acumulando conocimientos punteros en este ámbito, para desarrollar la pila de software de código abierto KNX IoT Point API, lo que la ha catapultado a la posición de solución líder de IoT inalámbrico para la automatización de edificios comerciales. La nueva pila de software de código abierto se basa en el estándar inalámbrico Thread Mesh LPWAN, robusto y contrastado. Este se ha ampliado con seguridad de nivel bancario y todo lo necesario para que el producto se adapte perfectamente a las necesidades de los usuarios de KNX.
Además, KNX IoT garantiza la interoperabilidad con la infraestructura KNX existente, ya sea cableada o inalámbrica, ya que utiliza los mismos bloques funcionales y el mismo modelo de comunicación que otras tecnologías KNX. Esto es fundamental, ya que permite utilizar herramientas KNX, como el software de ingeniería (ETS), se utilicen para la configuración de instalaciones KNX, independientemente del medio de transporte utilizado.
Especificación
La especificación KNX IoT del grupo de especificaciones del sistema KNX (3_10_5 KNX IoT Point API) describe:
- Una nueva capa de transporte basada en IPv6, por ejemplo, redes WiFi, Ethernet y basadas en Thread.
- Un nuevo protocolo de comunicación/mensajería que utiliza CoAP y CBOR.
- Utiliza los mismos bloques funcionales que las demás capas de transporte de KNX.
- Utiliza la misma semántica de mensajes modo S que las demás capas de transporte KNX.
- Utiliza los mismos datos de configuración para determinar qué dispositivo se comunica con qué otro dispositivo.
Interoperable
Tal y como se ha demostrado en la sección «Especificaciones» anterior, KNX IoT transmite los mismos datos semánticos en la capa de transporte que el resto de implementaciones de KNX. Esta es la característica clave de KNX IoT que garantiza la interoperabilidad entre KNX IoT y las demás tecnologías KNX, al tiempo que permite utilizar las mismas herramientas para la configuración de las instalaciones KNX, independientemente de las permutaciones y combinaciones de transporte utilizadas.
Seguro
Los legisladores tanto de Europa como de Norteamérica han desarrollado normas para la seguridad del IoT. Por ejemplo, la Comisión Europea (CE) ha adoptado nuevos artículos en la Directiva sobre equipos de radio (RED), que establece un marco normativo para la comercialización de equipos de radio que puedan:
- Se comuniquen a través de Internet, ya sea directamente o mediante cualquier otro equipo.
- Traten datos personales, datos de tráfico o datos de localización.
- Permitan a los usuarios transferir dinero, valor monetario o moneda virtual.
Estas disposiciones entrarán en vigor el 1 de agosto de 2024, fecha en la que los fabricantes de dispositivos conectados por radio deberán cumplir con ellas. KNX IoT se ha diseñado teniendo en cuenta esto y la normativa de EE. UU. NIST de ciberseguridad de EE. UU.
Código abierto
KNX IoT cuenta con el respaldo de una pila de software de código abierto, patrocinada por la Asociación KNX y desarrollada por Cascoda. Durante un periodo de seis meses, Cascoda desarrolló la pila de software de código abierto KNX IoT, asegurándose al mismo tiempo de que la especificación se mantuviera alineada. Las implementaciones de la pila se demostraron con éxito en la feria Light+Building 2022 celebrada en Fráncfort. La pila de software de código abierto está disponible aquí.
Compatible con Thread
KNX IoT se ha desarrollado de tal forma que puede funcionar con Thread. Thread es un protocolo de capa de red en malla inalámbrica de bajo consumo, basado en IPv6. Thread permite comunicaciones directas de dispositivo a dispositivo y de dispositivo a la nube basadas en IP. Conecta de forma fiable cientos (o miles) de productos e incluye características de seguridad obligatorias. Las redes Thread no tienen un único punto de fallo, pueden autorrepararse y reconfigurarse cuando se añade o se retira un dispositivo, y son fáciles de configurar y utilizar.
Resumen
Las ventajas de KNX IoT residen en que la nueva tecnología está basada en IP y, por lo tanto, puede utilizarse a través de redes informáticas. Se ha desarrollado garantizando la interoperabilidad con la tecnología KNX existente y utiliza en su especificación las últimas tecnologías subyacentes basadas en Internet, lo que hace que KNX IoT sea seguro por diseño.
La especificación se ha diseñado pensando en los dispositivos embebidos, y se ha demostrado que la pila de código abierto que implementa KNX IoT es bastante pequeña, ya que funciona con tan solo 512 kB de memoria de almacenamiento y 96 kB de memoria.
Cascoda lanzará en breve un kit de desarrollo de KNX IoT sobre Thread y, posteriormente, una serie de diseños de referencia para aplicaciones concretas. Este kit de desarrollo se ha diseñado pensando en la flexibilidad y permite utilizar una amplia gama de sensores y actuadores disponibles en el mercado, cubriendo así miles de casos de uso.
Bruno Johnson y Wouter van der Beek son, respectivamente, director ejecutivo y director de operaciones de Cascoda Limited. Cascoda es una empresa de comunicaciones que fabrica radios y módulos semiconductores seguros para el IoT, y lidera el desarrollo de estándares de comunicaciones seguras para el IoT destinados a edificios inteligentes y ciudades inteligentes. Sus productos resuelven los problemas de alcance, fiabilidad, seguridad, consumo energético y escalabilidad del IoT industrial y comercial mediante innovaciones patentadas y los estándares más recientes y seguros, todo ello integrado en módulos de IoT económicos y de consumo ultrabajo.
