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適用於家庭與大樓自動化晶片組
 

【作者: Michael Muenkel】   2022年03月31日 星期四

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物聯網、感測器和人工智慧讓建築變得越來越智慧,這些技術融合為簡化人們日常生活帶來新的機會。隨著對便利性、靈活性和友善的需求不斷成長,有線或無線感測器/致動器網絡變得越來越重要。此外,大樓控制自動化還能提升建築的能源效率和資訊技術安全性。



圖一
圖一

KNX成為全球大樓通訊和自動化標準已多年,該標準最早可以追溯到1990年的EIB(歐洲安裝匯流排)。


在與法國的 BATIBUS和荷蘭的歐洲家庭系統協會等標準合併後,KNX 協會成立於2006年。


透過 KNX分散式匯流排系統,不同廠商的KNX 認證產品可互通。



圖二
圖二

KNX 全網使用一個工程軟體工具(Engineering Tool Software;ETS)配置和診斷裝置。


資料傳輸最常用到的物理層媒介為雙絞線、乙太網路(IP協議)和868MHz射頻載波。


意法半導體現有的KNX 認證晶片組支援所有傳輸媒介,並有可能進一步擴充到行動裝置,例如,與智慧型手機或平板電腦相容的Bluetooth5 。



圖三
圖三

TKNX 是一款雙絞線KNX 收發器,整合2個穩壓器可為KNX匯流排設備供電,確保KNX有線通訊在當今大樓自動化領域最大的市佔率。


KNX-RF射頻收發器目前採用868 MHz通訊頻率。


藉由ETS軟體,KNX 裝置可以很容易地整合到 KNX 有線基礎設施內。


該晶片組對 KNX 認證合作伙伴的 KNX-RF協議堆疊棧軟體開放。


圖 4 所示是在BlueNRG-2主控制器軟體層整合的KNX-RF和 BLE協議堆疊,BlueNRG-2主控制器通過 SPI介面連接 SubGHz KNX-RF 收發器。因此,基於32位元 Cortex M0 ARM 的 BlueNRG系統晶片是S2-LP 控制器,還是BLE藍牙與iOS 或 Android 行動裝置通訊的控制器。



圖四
圖四

圖五所示是意法半導體開發的包含KNX 和 BLE 評估板的大樓自動化開發環境。如果需要實現藍牙,開發環境還提供意法半導體開發的BLE 認證模? (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。



圖五
圖五

所有零組件和 KNX 協議堆疊都經過 KNX 認證。


結論

在大樓自動化應用領域,KNX 認證產品市場一直在成長。房間管理、照明控制、家庭大樓安防監控,以及百葉窗、窗簾、供暖、通風和空調的遠端自動控制系統,可以為智慧建築提供智慧解決方案。


意法半導體的各種MEMS 感測器和影像感測器可在大樓網路中監測動作、環境或光線。


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,而且可把行動裝置當作控制KNX設備的人機介面。


在建築物中使用 KNX 還有助於降低能源消耗,射頻通信允許對現有基礎設施進行現代化升級改造,而無需架設新電纜。


此外,關於當前智慧電網解決方案連線電子天燃氣表、水表、電表和供熱成本分配器的熱門話題,可以開發通訊介面,使這些電表能夠與現代電表系統所用之subGHz無線連線標準通訊,例如,無線 M-BUS / OMS 等。


(本文作者Michael Muenkel現任意法半導體射頻和感測器技術行銷經理)


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