knx 智能家居系统培训资料

《knx 智能家居系统培训资料》由会员分享，可在线阅读，更多相关《knx 智能家居系统培训资料（73页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、 1 KNXKNX 智能家居智能家居系统系统培训资料培训资料 前言前言 欧洲安装总线 EIB（European Installation Bus）是在上世纪九 十年代初发展起来的一种通信协议， 用户对建筑物自控系统在安全性、 灵活性和实用性方面的要求以及在节能方面的需求促进了这项技术 的迅速推广。与此同时，同样的需求在法国促进了 Batibus 技术的发 展，欧洲家用电器协会（EHSA）也对家用电器（又称白色电器）的网 络通信制定了 EHS 协议。 1997 年上述三个协议的管理结构联合成立了 KNX 协会，在这三个 协议的基础上开发出 KNX 标准。 目前在家庭和建筑物自动化领域， KNX

2、标准是唯一符合国际标准 ISO/IEC 14543 和欧洲标准 EN 500990、CE 13321 要求的开放式国际标准。 KNX 智能家居系统培训资料 是介绍 KNX 系统技术的基础资料， 向广大的技术人员、项目规划人员、系统集成商和操作人员介绍 KNX 系统的构成和应用，同时还介绍了有关系统规划、安装、投运和扩展 方面的知识。 KNX 系统可使用多种通信介质，包括：双绞线、电力线和无线通 信。本手册主要着重介绍 KNX 系统在 TP（双绞线）中的基本知识和 应用等。有关 KNX 系统在电力线和无线通信的介绍，可以参考 KNX 标 准资料介绍，资料下载网站：www.knx.org。 2 目

3、录 一、KNX 系统概论 5 1.智能家居的概念 . 5 2.KNX 标准简介 7 3.KNX 协会简介 8 4. KNX 技术简介 9 传输技术特点 . 9 拓扑结构 9 KNX 传输介质 10 5.KNX 的发展 . 11 6.KNX 的优势 . 11 二、KNX 系统总线设备 . 13 1 概述 . 13 2总线设备的结构 . 15 3KNX 系统电源 17 4三种配置模式的总线设备 . 18 三、KNX 系统通信 . 20 1基本工作原理 . 20 2物理地址 22 3组地址 22 4组对象 24 4.1标志 25 3 5TP1 位结构 27 6TP1 报文冲突 27 7叠加数据和供电

4、电压 28 8TP1 电缆长度 . 28 四、KNX 系统拓扑结构 . 30 1拓扑结构 30 2物理地址 33 五、KNX 传输技术 . 35 1报文传输的时间需求 35 2TP1 报文确认 36 3KNX 总线访问 37 六、KNX 报文的结构和寻址方式 38 1控制字段 38 2源地址 39 3目标地址 40 4路由计数和长度 . 41 5实用数据 41 6校验字节 44 七、ETS4-KNX 项目设计：基本组态 44 1ETS 概述 44 2ETS4 软件的使用 46 八、KNX 系统的规划和设计 61 4 1规划 61 2系统设计 63 九、KNX 应用 66 1根据时间和室外照度控

5、制办公室的照明 . 67 2. 场景控制 71 5 一、一、KNXKNX 系统概论系统概论 1.智能家居的概念智能家居的概念 目前关于智能家居的定义又重新成为热门话题，有人把灯光和窗 帘的控制看作是智能家居，也有人把背景音乐看作智能家居，有厂家 偏重于安防和对讲，有厂家炒作家庭影院为智能家居等等。现在，我 们从发展的眼光，站在生活者的平台上去看，以一个新的主题表达出 来，算是对智能家居新定义的补充。 智能家居是利用先进的计算机技术、网络通信技术、综合布线技 术、依照人体工程学原理，融合个性需求，将与家居生活有关的各个 子系统如安防、灯光控制、窗帘控制、煤气阀控制、信息家电、场景 联动、地板采暖

6、等有机地结合在一起，通过网络化综合智能控制和管 理，实现“以人为本”的全新家居生活体验。 智能家居中，核心在于系统的集成能力，即把灯光、遮阳系统、 窗帘系统、HVAC 暖通空调系统、中央背景音乐系统、家庭影院系统、 安防系统等完美的融合起来的能力。而这个能力，很大程度上取决与 该系统的开放性。这就需要一种标准，或者有一个大部分设备厂家都 能认可并采用的“语言”，即控制协议。这就牵涉到自动控制领域中 的“现场总线技术”，我们称之为 Field Bus。这种技术要求控制与 智能“本地化”与“模块化”，让控制系统的传感器与控制器都具有 6 独立的运算、处理、发送信号的能力，相互独立又相互联系，构成一

7、 个控制网络中的“Internet”。 例举：传统的灯光控制方式与智能的灯光控制方式： 传统灯光控制方式 智能灯光控制方式 7 2.KNX 标准简介标准简介 KNX 是家居和楼宇控制领域唯一的开放式国际标准，是由欧洲三 大总线协议 EIB、BatiBus 和 EHS 合并发展而来。KNX 标准目前已被 批准为欧洲标准 (CENELEC EN 50090 & CEN EN 13321-1)、国际标准 (ISO/IEC 14543-3)、美国标准 (ANSI/ASHRAE 135)和中国指导性标 准 (GB/Z 20965)，已经成为“HBES 技术规范-住宅与楼宇控制”的 国家标准化指导性技术文

8、件。 KNX 协议以 EIB 为基础，兼顾了 BatiBus 和 EHS 的物理层规范， 并吸收了 BatiBus 和 EHS 中配置模式等优点， 提供了家居和楼宇自动 化的完全解决方案 。 KNX拥有可由厂家独立设计和测试工具 (ETS)； 提供多种通信介质 (TP, PL, RF 和 IP)；提供多种系统配置模式（A, E, S 模式）。通过 KNX 总线系统，对家居和楼宇的照明、遮光 / 百 叶窗、安防系统、能源管理、供暖、通风、空调系统、信号和监控系 统、服务界面及楼宇控制系统、远程控制、计量、视频/音频控制、 大型家电等进行控制。 KNX 标准的优势： 不同性能、不同厂家生产的产品可

9、以实现互操作，而且通过了严 格的质量控制和第三方的 KNX 认证，这样就进一步保证了产品质量。 KNX 标准功能丰富，有广泛的适用性： 适用于各种类型的建筑物，包括：住宅建筑、功能性建筑和工 业建筑。 可使用多种通信介质，包括：双绞线、电力线和无线通信。 8 可采用多种系统配置模式，包括：S 型、E 型和 A 型三种系统 配置模式。 3.KNX 协会简介协会简介 KNX 协会成立于 1999 年，总部位于布鲁赛尔。KNX 协会是在全球 推广 KNX 技术和标准的国际组织，1999 年由 EIBA (欧洲安装总线协 会) 、EHSA (欧洲家用电器协会) 和 BCI (BatiBUS 国际俱乐部

10、)三 大协会联合成立。KNX 协会有来自 19 个国家的 125 个会员；74 个国 家 11,700 个 KNX 合作伙伴；23 个国家的 120 个培训中心；18 个国 家的 57 个技术合作伙伴；8 个用户俱乐部；3 个协作机构；20 个国 际分会。目前，72 个国家颁发 15,000 个 ETS 资格认证；7,000 个 KNX 认证产品。 KNX 协会是家居和楼宇控制系统国际标准的创造者和拥有者。会 员是开发家居和楼宇控制系统设备的制造商。 后来集成商或服务供应 商也可成为 KNX 会员。 KNX 协会的目标如下： 由工作组及专家组制定检测标准和质量标准 （KNX 技术规范） 。 为

11、 KNX 兼容设备制造商提供技术支持服务。 基于 KNX 认证规范授权 KNX 商标。 组织国家和国际标准化活动 推广认证培训中心的培训课程 促进国家组织成立 9 推进与技术机构的科研合作 老系统的进一步规范化/推广/认证工作 此外，KNX 协会还将继续为 Batibus，EIB 和 EHS 等老系统提供 技术支持，也提供按照以前标准进行的认证服务。EIB 向后兼 容 KNX，因此，大多数设备即可以标贴 KNX 又可以标贴 EIB 标 志。 4. KNX 技术简介技术简介 传输技术特点传输技术特点 KNX/EIB 是一个基于事件控制的分布式总线系统。 系统采用串行数据通讯进行控制、监测和状态报

12、告。 KNX/EIB 的数据传输和总线装置的电源共用一条电缆。 报文调制在直流信号上。 一个报文中的单个数据是异步传输的，但整个报文作为一个整 体是通过增加起始位和停止位同步传输的。 KNX/EIB 采用 CSMA/CA （避免碰撞的载波侦听多路访问协议 ， CSMA/CD 协议保证对总线的访问在不降低传输速率的同时不发 生碰撞。 拓扑结构拓扑结构 系统最小的结构称为线路，一般情况下（使用一个 640mA 总线 电源） 最多可以有 64 个总线元件在同一线路上运行。 如有需要 10 可以在通过计算线路长度和总线通讯负荷后，通过增加系统设 备来增加一条线路上总线设备的数量，最多一条线路可以增加

13、到 256 个总线设备。 一条线路（包括所有分支）的导线长度不能超过 1000m，总线 装置与最近的电源之间的导线距离不能超过 350m。为了确保避 免报文碰撞，两个总线装置之间的导线距离不能超过 700m。 KNX 传输介质传输介质 鉴于 KNX 技术的灵活性，KNX 设施可以轻松适应用户环境的变化。 目前可以使用四种解决方案，即 1 类双绞线（TP1）、无线电（KNX 射频传输介质）和以太网（KNX IP），均可以部署 KNX。借助合适的 网关，也可以在其它介质（例如光纤）上传输 KNX 报文。 各种介质的应用领域： 介质 传输方式 首选应用领域 1 类双绞线 分离式控制 新设施及开展改造

14、（传输可靠性高） 电力线 现有网络 无需额外铺设控制电缆且可以使用 230v 电源电缆的场所 射频（RF） 无线（中间频率 为 868.30MHz） 无法和不想铺设电缆的场所 IP 以太网 需要快速干线网络的大型设施 在无线 KNX 系统中一般采用频率调制法或移频键控（FSK）进行调 制。以载波频率（或中间频率）为基础，正反两个方向发生偏移的频 率分别代表逻辑“0”和逻辑“1”。无线 KNX 系统的中间频率为 11 868.30MHz，信息的传输速率为 16,384bit/s，并按照曼彻斯特编码 方式调制，即从“0”到“1”（或相反）的变化沿位于调制脉冲的过 零点。采用这种编码方式可以调整同步

15、信号，使得发放设备和接收设 备比较容易同步。 无线 KNX 系统的传输频率处于工业、科学和医学应用频道（ISM 频段），在这个频段对不同应用领域的频率范围有严格的规定。无线 KNX 设备最大的发送功率为 12mW。每一台设备发送信号的时间（或称 负载周期）为 1%，即每分钟有 0.6 秒的发送时间。由于有严格的发 送时间限制， 不可能有某台设备连续发送信号而造成无线通信网络的 阻塞。 5.KNX 的发展的发展 已安装数百万个产品 已注册 KNX 和获得认证的产品数达数千个（含老的解决方案） KNX 会员数超过 200 家 认证培训中心的数量超过 150 个 6 个欧洲测试中心 已经设施的项目达

16、数万个 6.KNX 的优势的优势 安全性更高 楼宇更加节能 12 电气设施调整简便，轻松适用用户需求的变化 方便程度更高 设施具备高投资保护性 支持众多制造商丰富的成品组件 强大的服务网络， 可以为承建商/规划者/集成商提供专业服务 从客户或者设施用户的角度出发， 对上述优点的评价会各不相同， 例如，功能型楼宇与住宅不同、健全人与残疾人不同，年轻人与老年 人不同，等等。 示例 1：中央功能在人离开楼宇时，可以关闭全部照明灯、关停 水阀并切断特定插座（如电烤箱插座）；每天可以按时激活 KNX 报警 系统、控制百叶窗等。 示例 2：根据活动类型启用会议厅、戏剧院和客厅的不同照明方案， 并且，用户可以随时对其进行调整。例如，对于行政楼来说，在其每 一侧安装一个亮度传感器对照明进行不间断的控制， 就可以节约高达 75%的照明能源。 示例 3：使用高亮度文本显示单元显