Giao thức KNX là gì?

KNX – KONNEX là một tiêu chuẩn cho hệ thống tự động hóa tòa nhà và điều khiển nhà có nguồn gốc từ EIB (European Installation Bus) vào đầu những năm 1990.

Đây là một giao thức mở cho phép giao tiếp giữa nhiều thiết bị và hệ thống khác nhau được sử dụng trong tòa nhà, chẳng hạn như chiếu sáng, sưởi ấm, thông gió, an ninh và thiết bị nghe nhìn.

Công nghệ này được quản lý bởi Hiệp hội KNX , tổ chức giám sát việc phát triển, chứng nhận và quảng bá các sản phẩm và giải pháp KONNEX trên toàn thế giới.

KNX hoạt động trên nhiều phương tiện truyền dẫn khác nhau, bao gồm dây xoắn đôi, truyền thông đường dây điện, tần số vô tuyến và IP/Ethernet. Tính linh hoạt này cho phép lắp đặt cả có dây và không dây, khiến KONNEX phù hợp với các tòa nhà mới cũng như cải tạo các tòa nhà hiện có.

Hệ thống Bus của Giao thức KNX

KNX sử dụng hệ thống truyền thông bus, trong đó các thiết bị được kết nối với một bus chung và có thể trao đổi thông tin và lệnh. Do cấu trúc phi tập trung của nó, hệ thống bus KONNEX có thể được sửa đổi và mở rộng chính xác theo yêu cầu.

Ứng dụng KONNEX nhỏ nhất là hệ thống kết nối hai thiết bị bus: một cảm biến và một bộ truyền động.

Hệ thống cơ bản này sau đó có thể được nâng cấp để thêm nhiều thiết bị tùy theo nhu cầu để thực hiện các tác vụ điều khiển cần thiết. Về lý thuyết, một hệ thống KONNEX có thể bao gồm hơn 50.000 thiết bị. Khi mở rộng hệ thống KONNEX, cần tuân theo các cấu trúc tôpô cụ thể.

Thiết bị giao thức KONNEX

Thiết bị KONNEX bao gồm nhiều loại sản phẩm được thiết kế cho tự động hóa nhà ở và tòa nhà. Sau đây là một số loại thiết bị KNX phổ biến:

• Nguồn điện KNX cung cấp điện cho bus KONNEX
• Bộ truyền động KNX: Bộ truyền động điều khiển các tải điện như hệ thống chiếu sáng, sưởi ấm, thông gió và điều hòa không khí (HVAC).
• Cảm biến KONNEX: Cảm biến phát hiện và đo các thông số môi trường; ví dụ bao gồm cảm biến nhiệt độ, cảm biến độ ẩm, cảm biến chuyển động, cảm biến ánh sáng và cảm biến chuyển động.
• Bộ ghép nối đường truyền KNX hoặc bộ ghép nối khu vực KNX là thiết bị được sử dụng trong các cài đặt KNX để kết nối và nối nhiều đường truyền KNX hoặc khu vực với nhau. Thiết bị này tạo điều kiện thuận lợi cho việc giao tiếp giữa các phân đoạn khác nhau của một cài đặt KONNEX, cho phép các thiết bị và hệ thống trên các đường truyền KNX riêng biệt trao đổi dữ liệu và tương tác với nhau.

Cấu trúc giao thức KNX

Topology đề cập đến cách bố trí hoặc sắp xếp vật lý của hệ thống bus KONNEX. Nó mô tả cách các thiết bị được kết nối và cấu trúc tổng thể của quá trình cài đặt.

Một đường dây đề cập đến một phân đoạn vật lý của hệ thống bus KONNEX. Nó biểu thị một phần các thiết bị được kết nối với nhau bằng một cáp bus duy nhất.

Một đường dây bao gồm một nguồn điện KONNEX và thường không quá 64 thiết bị bus khác. Nguồn điện và đường dây xoắn đôi (cáp bus) thực hiện hai chức năng: chúng cung cấp cho các thiết bị bus nguồn điện mà chúng cần và cho phép trao đổi thông tin giữa các thiết bị đó.

Bộ lặp đường dây có thể được sử dụng để mở rộng một đường dây nếu cần nhiều hơn 64 thiết bị.

Một cách khác để mở rộng cài đặt là tạo các đường dây mới bằng cách sử dụng Line Couplers. Có thể vận hành tối đa 15 đường dây thông qua Line Couplers trên đường dây chính để tạo thành một khu vực.

Một khu vực trong KONNEX biểu thị một nhóm hoặc phân khu hợp lý của một cài đặt KONNEX. Nó đề cập đến một tập hợp các đường dây hoặc phân đoạn được kết nối với nhau trong một khu vực hoặc vùng chức năng cụ thể.

Một khu vực có thể tương ứng với một khu vực cụ thể của một tòa nhà, chẳng hạn như một phòng hoặc một phòng ban.

Có thể thêm tối đa 15 vùng vào một đường dây vùng thông qua Bộ ghép vùng để tạo thành một hệ thống hoàn chỉnh.

Địa chỉ giao thức KNX

Trong KNX, mỗi thiết bị trên bus KONNEX được gán một địa chỉ duy nhất để nhận dạng và giao tiếp với thiết bị đó.

Địa chỉ cá nhân

Địa chỉ riêng là địa chỉ duy nhất được gán cho mỗi thiết bị KNX trên bus. Nó cho phép giao tiếp trực tiếp giữa hệ thống KONNEX và thiết bị cụ thể. Địa chỉ riêng thường được thiết lập trong quá trình cấu hình hoặc lập trình thiết bị và vẫn cố định cho thiết bị.

Địa chỉ riêng lẻ của KONNEX là các giá trị 16 bit bao gồm ba phần: số vùng, số đường dây và địa chỉ thiết bị.

Ví dụ, địa chỉ nhóm 2.3.20 biểu thị thiết bị bus 20 ở dòng thứ ba của vùng thứ hai.

Địa chỉ nhóm

Địa chỉ nhóm được sử dụng để giao tiếp giữa nhiều thiết bị KONNEX. Nó đại diện cho một chức năng hoặc điểm điều khiển cụ thể trong hệ thống KNX. Thiết bị có thể được lập trình để lắng nghe và phản hồi các địa chỉ nhóm cụ thể, cho phép điều khiển và tự động hóa dựa trên nhóm.

Địa chỉ nhóm bao gồm ba thành phần chính: nhóm chính, nhóm giữa và nhóm phụ.

Ví dụ, địa chỉ nhóm 1/2/3 biểu thị nhóm chính 1, nhóm giữa 2 và nhóm phụ 3. Giải thích cụ thể về các thành phần này có thể khác nhau tùy thuộc vào ứng dụng và cấu hình.

Giao thức KNXnet/IP

KNXnet/IP là giao thức truyền thông được sử dụng trong hệ thống KNX để truyền dữ liệu qua mạng IP. Giao thức này cho phép tích hợp các thiết bị và hệ thống KONNEX với các mạng dựa trên IP, chẳng hạn như Ethernet hoặc Internet.

Với KNXnet/IP, các thiết bị KNX có thể giao tiếp với nhau và với các hệ thống bên ngoài thông qua mạng IP. Nó cho phép truy cập, điều khiển và giám sát từ xa các cài đặt KNX từ bất kỳ đâu có kết nối mạng. Giao thức này cho phép sử dụng cơ sở hạ tầng mạng IP chuẩn và các giao thức cho KNX, mở rộng khả năng và phạm vi của hệ thống.

Cần lưu ý rằng KNXnet/IP chỉ là một trong những tùy chọn giao tiếp trong tiêu chuẩn KNX.

Các phương pháp giao tiếp bus KONNEX truyền thống vẫn được sử dụng rộng rãi và KNXnet/IP thường được sử dụng kết hợp với các phương pháp này để cung cấp giải pháp toàn diện và linh hoạt cho việc tự động hóa và kiểm soát tòa nhà.

Công cụ cho Giao thức KNX

ETS

ETS (Phần mềm công cụ kỹ thuật) là công cụ phần mềm chính thức được sử dụng để cấu hình, lập trình và đưa vào vận hành các hệ thống dựa trên KONNEX.

Đây là ứng dụng phần mềm toàn diện do Hiệp hội KNX phát triển, tổ chức chịu trách nhiệm về tiêu chuẩn KONNEX.

ETS cung cấp giao diện thân thiện với người dùng cho phép các nhà tích hợp hệ thống, người cài đặt và nhà thiết kế tạo, cấu hình và quản lý các cài đặt KONNEX.

Nó cho phép cấu hình các thiết bị KNX riêng lẻ, tạo địa chỉ nhóm, chỉ định chức năng và tham số, cũng như thiết lập logic tự động hóa và điều khiển.

KNX ảo

KNX Virtual là ứng dụng chạy trên Windows do Hiệp hội KNX cung cấp cho phép người dùng mô phỏng cài đặt KONNEX.

Mục đích chính của KNX Virtual là cung cấp nền tảng học tập và đào tạo cho những cá nhân muốn có kinh nghiệm thực tế với công nghệ KNX trước khi bắt đầu dự án thực tế đầu tiên của mình.

Nó cho phép người dùng tìm hiểu những điều cơ bản về KONNEX và xây dựng sự tự tin khi làm việc với hệ thống.

KNX Virtual bao gồm hơn 10 loại thiết bị KONNEX ảo khác nhau được kết nối với bus KONNEX mô phỏng. Các thiết bị này đại diện cho nhiều tải trọng xây dựng khác nhau như đèn, đèn mờ, rèm, van sưởi ấm và làm mát.

Người dùng cũng có thể thử nghiệm các tính năng xây dựng tiên tiến hơn như mô-đun thời tiết, báo động, cảnh và hoạt động logic.