近年來，企業(yè)對(duì)智能技術(shù)的采用有所增加，創(chuàng)造了一個(gè)更加自動(dòng)化的世界。實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的方法之一是通過與中央控制器聯(lián)網(wǎng)的參與者。這包括基于數(shù)據(jù)執(zhí)行決策的智能執(zhí)行器。使用的數(shù)據(jù)可以通過云服務(wù)聚合，也可以通過使用其他連接的參與者（例如智能傳感器）在本地收集。

這種自動(dòng)化水平有助于提高能源效率，并讓公司和房主更好地控制他們的直接環(huán)境。它支持監(jiān)控、遠(yuǎn)程管理、公用事業(yè)測量和增強(qiáng)的安全性等功能。

有多種類型的網(wǎng)絡(luò)可以實(shí)現(xiàn)這種級(jí)別的樓宇管理和自動(dòng)化，但 KNX? 協(xié)議是全球唯一開放且獨(dú)立于供應(yīng)商的標(biāo)準(zhǔn)，全球部署了近 4 億臺(tái)聯(lián)網(wǎng)設(shè)備。

KNX 協(xié)會(huì)有 500 多家成員公司和 93，000 多家安裝合作伙伴。他們共同開發(fā)了 8000 多種認(rèn)證產(chǎn)品，部署在至少 190 個(gè)不同的國家。KNX 網(wǎng)絡(luò)具有通用性和可擴(kuò)展性，在 1000m 網(wǎng)段上支持 256 個(gè)可尋址設(shè)備，在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中支持多達(dá) 256 個(gè)網(wǎng)段。

KNX 總線的通信協(xié)議通過多個(gè)國際和地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)（表 1）進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，并由 KNX 協(xié)會(huì)管理。它匯集了幾種傳統(tǒng)總線的優(yōu)勢(shì)，創(chuàng)建了一個(gè)基于 OSI 的協(xié)議，該協(xié)議可以部署在各種媒體上，包括雙絞線、RF 和 IP。

表 1. KNX Bus 國際和地區(qū)通信標(biāo)準(zhǔn)

也許這些媒體中最受歡迎的是簡單的雙絞線。在這種配置中，電纜同時(shí)承載數(shù)據(jù)和電源，但提供的電源純粹是為節(jié)點(diǎn)的電路供電；執(zhí)行器所需的任何功率都需要單獨(dú)提供。在這方面，它類似于銅質(zhì)電話電纜。

智能建筑中的互操作性

這個(gè)類比可以擴(kuò)展到描述來自不同供應(yīng)商的設(shè)備在 KNX 網(wǎng)絡(luò)中的兼容方式?；ゲ僮餍允侨魏喂膭?lì)多個(gè)供應(yīng)商和制造商的基礎(chǔ)設(shè)施的關(guān)鍵要求。在這種情況下，互操作性通過由 KNX 協(xié)會(huì)管理的認(rèn)證計(jì)劃來確保。部分認(rèn)證要求制造商證明符合 KNX 規(guī)范的關(guān)鍵部分，包括協(xié)議功能和支持的配置文件。產(chǎn)品還必須滿足標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)類型和可選功能塊的互聯(lián)要求。

這種合規(guī)水平可能會(huì)給原始設(shè)備制造商帶來挑戰(zhàn)，這不是 KNX 協(xié)會(huì)的意圖。盡可能簡單地將新產(chǎn)品推向市場符合他們的利益和更廣泛的生態(tài)系統(tǒng)的利益。為了支持這一點(diǎn)，該協(xié)會(huì)為基于先前已認(rèn)證的產(chǎn)品的新產(chǎn)品提供了更簡單的認(rèn)證途徑。

官方術(shù)語是衍生產(chǎn)品或 OEM 產(chǎn)品，如果所使用的產(chǎn)品來自 KNX 協(xié)會(huì)成員并且該產(chǎn)品已經(jīng)過認(rèn)證，則適用。然后，OEM 可以自由銷售他們的產(chǎn)品，并附上自己的標(biāo)簽，無需任何進(jìn)一步的測試。

這種繼承的合規(guī)性涉及系統(tǒng)的兩個(gè)最關(guān)鍵的元素，即物理層和軟件堆棧。如果這些元素經(jīng)過認(rèn)證并且未經(jīng)修改就存在，則 OEM 產(chǎn)品被認(rèn)為是合規(guī)的并且可以按原樣進(jìn)行銷售。

讓 KNX 更簡單

為了加速樓宇自動(dòng)化應(yīng)用的采用，onsemi 開發(fā)了業(yè)界首個(gè) KNX 預(yù)認(rèn)證系統(tǒng)級(jí)封裝 （SiP）。NCN5140S 具有 KNX 設(shè)備的所有關(guān)鍵和可認(rèn)證元素，包括物理層 （PHY） 和媒體訪問控制器 （MAC），以及軟件堆棧。這些元件與基于 Arm? Cortex?-M0+ 的微控制器一起集成到 NCN5140S 中。

由于 PHY 和堆棧是預(yù)先認(rèn)證的，基于 NCN5140S 的產(chǎn)品被認(rèn)為是衍生產(chǎn)品，或 OEM 產(chǎn)品。因此，新產(chǎn)品只需要攜帶 KNX 產(chǎn)品修改聲明，而不需要進(jìn)行全面的合規(guī)性測試。這可以在開發(fā)新的 KNX 產(chǎn)品時(shí)顯著節(jié)省 OEM 的時(shí)間和成本。

SiP 專為開發(fā)網(wǎng)絡(luò)控制器而設(shè)計(jì)，這些控制器通常采用用戶面板的形式來控制燈光、HVAC 系統(tǒng)、百葉窗和百葉窗以及訪問系統(tǒng)。

NCN5140S 可以通過使用允許安裝人員在安裝過程中配置面板的軟件工具進(jìn)一步定制。這是使用工程工具軟件 （ETS） 執(zhí)行的，它是由 KNX 協(xié)會(huì)提供的獨(dú)立于制造商的配置工具。ETS 用于訪問保存在數(shù)據(jù)庫中的認(rèn)證產(chǎn)品的詳細(xì)信息，并配置認(rèn)證產(chǎn)品。

由于這種高級(jí)定制不會(huì)更改底層固件，因此不會(huì)影響認(rèn)證，因此可以將 SiP 用作多個(gè)產(chǎn)品的基礎(chǔ)。對(duì)于從系統(tǒng)組成部分開發(fā)的控制面板，情況并非如此。正是這種預(yù)集成和認(rèn)證允許基于 NCN5140S 的產(chǎn)品被評(píng)估為衍生產(chǎn)品。

簡化電容式觸摸感應(yīng)

開發(fā)觸敏界面可能很困難。它們傾向于通過檢測電容的微小變化來操作，以皮法拉為單位。雖然 PCB 的設(shè)計(jì)方式仍需謹(jǐn)慎，但與電容式觸摸感應(yīng)按鈕接口所需的固件也由 onsemi 提供。此應(yīng)用程序軟件以及經(jīng)過認(rèn)證的堆棧以二進(jìn)制文件的形式提供。該文件需要在組裝過程中編程到 NCN5140S 中，但一旦安裝，它們可以在安裝過程中使用 ETS 進(jìn)行配置。

OEM 在總裝和安裝過程中必須執(zhí)行三個(gè)階段：

將二進(jìn)制文件閃存到 NCN5140S 中的微控制器

配置產(chǎn)品的唯一網(wǎng)絡(luò) ID 和應(yīng)用程序選項(xiàng)，通過 KNX 總線接口執(zhí)行

使用 KNX ETS 數(shù)據(jù)庫設(shè)置設(shè)備參數(shù)。

例如，在生產(chǎn)過程中，可以對(duì) NCN5140S 進(jìn)行編程，然后配置一個(gè)唯一的網(wǎng)絡(luò) ID。此時(shí)將定義輸入的數(shù)量和類型（最多 8 個(gè)通用或電容式觸摸感應(yīng)按鈕）以及操作模式（例如開關(guān)或調(diào)光）。還將設(shè)置輸出的類型和數(shù)量（簡單或 RGB LED）。

安裝程序?qū)⑹褂?ETS 數(shù)據(jù)庫配置控制器提供的服務(wù)。這可能包括設(shè)備名稱、開關(guān)行為、調(diào)光參數(shù)、計(jì)時(shí)器（如果適用）和場景（例如不同時(shí)間、房間或日光條件的調(diào)光級(jí)別）。

結(jié)論

KNX 協(xié)議是提供家庭和樓宇自動(dòng)化的強(qiáng)大平臺(tái)。對(duì)這種自動(dòng)化水平的需求不斷增長，它可以與智能電表等設(shè)備協(xié)同工作，以幫助提高所有類型的建筑物的能源效率。

審核編輯：郭婷