建筑物自动化应用中的KNX方案

作者：安森美产品营销经理Mike Sandyck

毋庸置疑，KNX被视为用于建筑物和家庭自动化的一个领先协议，KNX协会认证的产品超过8,000种，有500家成员公司，与覆盖190个国家的近100,000个安装合作伙伴结盟。事实上，KNX是唯一真正开放且独立于供应商的全球标准，部署设备约4亿台。

KNX总线协议的标准化是通过多个国际和地区标准结合传统协议来实现的，以提供一个独立于媒介的开放式系统互连(OSI)协议。KNX可通过RF或IP进行无线部署，但传输节点电源和数据的简单双绞线因其低成本和简单性而广受欢迎。与电话布线的相似性有助于加强对KNX布线的熟悉度。

‍‍‍‍‍‍‍互操作性的需求

如果不同供应商的产品之间没有互操作性，就不可能有KNX的广泛性和安装基础。由KNX协会管理的一项广泛认证计划要求供应商证明产品符合要求，尤其是协议特性、支持的配置文件、网络互连和可选功能。

虽然测试可能很繁琐，但这不应该是个障碍——只需确保100%的互操作性即可。但如果一个供应商打算用自己的品牌转售以前从协会成员那里购买的认证产品，那么，只要物理层(PHY)和软件堆栈存在且未被修改，就不需要对这个“衍生”或“OEM”产品进行进一步测试。这大大简化了流程，避免涉及不必要的测试时间和成本，因为产品只需要附带KNX产品修改声明，而不用进行完整的合规测试。

‍‍‍‍‍‍‍模块化的KNX方案

首款经过KNX 预认证的系统级封装(SiP)NCN5140S，对在建筑物自动化应用中扩大KNX网络的采用带来显著进步。设计KNX网络的传统方法是使用单独的部件构建一个系统。NCN5140S SiP经过预认证，只需要高级定制，而不需要触及任何底层固件、PHY或软件栈。最终可开发定制的KNX系统，而不需要测试和验证系统设计的每个变体。

安森美(onsemi)的NCN5140S含所有关键和可认证的元素，包括PHY和媒体访问控制器(MAC)及KNX网络堆栈和应用软件。这些元素被集成到SiP中，在基于ARM Cortex -M0+的微控制器上运行。

由于KNX收发器(PHY+MAC)、网络堆栈和应用软件都经过了预认证，因此使用NCN5140S开发的任何产品都可视为衍生产品或OEM产品。在开发新的KNX产品时，新的SiP节省时间和成本并降低设计风险。

电容输入可能具有挑战性，因此安森美还提供了将SiP连接到这种输入类型所需的固件。应用软件和认证堆栈均以在组装过程中编程的二进制代码形式提供，然后通过工程工具软件(ETS)进行配置。

‍‍‍‍‍‍‍模块化流程

NCN5140S SiP的基于SiP的模块化KNX流程共需三步：

将固件(二进制文件)编程到ARM微控制器中

在生产结束编程时配置唯一的网络ID和应用程序选项

在建筑物安装过程中使用ETS数据库设置设备参数

NCN5140S专为墙壁开关或调光器而设计。在大多数用例中，这些是用于控制建筑物照明、暖通空调(HVAC)、窗户控制和建筑物访问等功能的用户界面面板。

OEM制造商在其设计中使用SiP，可在生产结束编程期间设置设备。在此设置过程中，最重要的是为OEM制造商编写唯一的KNX网络ID。接下来，应用程序可配置开关数或触摸按钮的数量，如果这些需要调光，还可配置设计中的单色或RGB LED设置。

最后，安装人员可通过KNX协会提供的ETS完全定制墙壁开关。可以指定名称，同时可针对各建筑物定制按钮功能、LED行为、状态指示、计时器、场景设置等。

审核编辑：汤梓红