意法半導體ST-KNX家庭樓宇自動(dòng)化芯片組

物聯(lián)網(wǎng)、傳感器和人工智能讓建筑變得越來(lái)越智能，這些技術(shù)融合為人們簡(jiǎn)化日常生活帶來(lái)新的機會(huì )。隨著(zhù)對便利性、靈活性和用戶(hù)友好性的需求不斷增長(cháng)，有線(xiàn)或無(wú)線(xiàn)傳感器/執行器網(wǎng)絡(luò )變得越來(lái)越重要。此外，樓宇控制自動(dòng)化還能提高建筑的能源效率和信息技術(shù)安全性。

KNX 成為全球樓宇通信和自動(dòng)化標準已經(jīng)有很多年了。該標準最早可以追溯到 1990 年的EIB（歐洲安裝總線(xiàn)）。

在與 BATIBUS（法國）和歐洲家庭系統協(xié)會(huì )（荷蘭）等標準合并后，KNX 協(xié)會(huì )于 2006 年成立。通過(guò) KNX分布式總線(xiàn)系統，不同廠(chǎng)商的KNX 認證產(chǎn)品可以互聯(lián)互通。

圖2

所有KNX 網(wǎng)絡(luò )使用一個(gè)工程軟件工具(ETS) 配置和診斷設備。

數據傳輸最常用的物理層媒介是雙絞線(xiàn)、網(wǎng)線(xiàn)(IP協(xié)議)和868MHz射頻載波。

意法半導體現有的KNX 認證芯片組支持所有傳輸媒介，并有可能進(jìn)一步擴展到移動(dòng)設備，例如，兼容Bluetooth5 的智能手機或平板電腦。

圖3

STKNX 是一款雙絞線(xiàn)KNX 收發(fā)器，集成 的2 個(gè)穩壓器可為KNX總線(xiàn)設備供電，保護著(zhù)KNX有線(xiàn)通信在當今樓宇自動(dòng)化領(lǐng)域的最大市場(chǎng)份額。

KNX-RF射頻收發(fā)器目前采用868 MHz通信頻率。

借助ETS軟件，KNX 設備可以很容易地集成到 KNX 有線(xiàn)基礎設施內。

該芯片組對 KNX 認證合作伙伴的 KNX-RF協(xié)議棧軟件開(kāi)放。

TAPKO 科技公司www.tapko.de 已經(jīng)在為意法半導體平臺提供KNX認證的 KNX 協(xié)議棧 (KAIStack)。

圖 4 所示是在 BlueNRG-2主控制器軟件層集成的KNX-RF 和 BLE協(xié)議棧，BlueNRG-2主控制器通過(guò) SPI接口連接 SubGHz KNX-RF 收發(fā)器。

因此，基于 32 位 Cortex M0 ARM 的 BlueNRG系統芯片是S2-LP 控制器，還是BLE藍牙與IOS 或 Android 移動(dòng)設備通信的控制器。

圖4

圖5

圖 5 所示是意法半導體開(kāi)發(fā)的包含KNX 和 BLE 評估板的樓宇自動(dòng)化開(kāi)發(fā)環(huán)境。如果需要實(shí)現藍牙，開(kāi)發(fā)環(huán)境還提供意法半導體開(kāi)發(fā)的BLE 認證模塊 (BlueNRG-M0/M2)。

如果不需要 BLE 功能，STM32 微控制器也可以用作 KNX-RF 的主控制器。

結論：

在樓宇自動(dòng)化應用領(lǐng)域，KNX 認證產(chǎn)品市場(chǎng)一直在增長(cháng)。房間管理、照明控制、家庭樓宇安防監控，以及百葉窗、窗簾、供暖、通風(fēng)和空調的遠程自動(dòng)控制系統，可以為智能建筑提供智能解決方案。

意法半導體的各種MEMS 傳感器和圖像傳感器可在樓宇網(wǎng)絡(luò )中監測運動(dòng)、環(huán)境或光線(xiàn)。

在KNX 基礎設施中增加低功耗藍牙可以讓設備配置變得更容易，并可以把移動(dòng)設備用作控制KNX設備的人機界面。

在建筑物中使用 KNX 還有助于降低能源消耗，射頻通信允許對現有基礎設施進(jìn)行現代化升級改造，而無(wú)需鋪設新電纜。

此外，關(guān)于當前智能電網(wǎng)解決方案連接電子燃氣表、水表、電表和供熱成本分配器的熱門(mén)話(huà)題，可以開(kāi)發(fā)通信接口，使這些表計能夠與現代計量系統所用的subGHz無(wú)線(xiàn)連接標準通信，例如，無(wú)線(xiàn) M-BUS / OMS 等。

關(guān)于作者：

Michael Muenkel 畢業(yè)于埃斯林根應用科技大學(xué)通信工程專(zhuān)業(yè)，從1987 年起，曾在多家公司從事開(kāi)發(fā)、應用咨詢(xún)和營(yíng)銷(xiāo)工作。1999 年加入意法半導體，現任射頻和傳感器技術(shù)營(yíng)銷(xiāo)經(jīng)理。