آشنایی با پروتکل knx برای اینترنت اشیا

پروتکل Knx  یک استاندارد متن باز برای هوشمندسازی و ارتباط لوازم خانگی و تجاری برای استفاده در زمینه اینترنت اشیا در ساختمان ها می باشد. با  کمک دیوایس های مبتنی بر پروتکل KNX می توان سیستم روشنایی، پرده ها و کرکره ها، سیستم گرمایشی و سرمایشی، تهویه مطبوع، سیستم امنیتی، مصرف انرژی، سیستم های صوتی تصویری، لوازم آشپزخانه، نمایشگرها، کنترلرها و … را کنترل کرد.

پروتکل KNX تشکیل شده از ۳ استاندارد پیشین به نام های

European Home Systems Protocol (EHS)

BatiBUS

and the European Installation Bus (EIB or Instabus)

می باشد. این استاندارد را می توان در بسترهای زوج سیم(با توپولوژی ستاره یا درختی) پاورلاین (انتقال اطلاعت از طریق سیم برق)، وای فای، یا آی پی استفاده کرد. در این شبکه اجزای مختلف قابلیت ارتباط با یکدیگر را نیز دارند.

 

Knx  چگونه کار می کند؟

استاندارد KNX بر پایه سیستم ارتباطی EIB بوده که با لایه‌های فیزیکی، شیوه‌های Config  و تجارب کاربردی Bati BUS  و EHS توسعه یافته‌ است.

KNX  وابسته به بستر و سخت افزار ارتباطی خاصی نیست و می تواند بر روی سخت افزارهای مختلف اجرا شود، خواه این کنترل کننده  یک میکروکنترلر ۸ بیتی باشد یا یک رایانه.در مورد بستر ارتباطی، متداول ترین راه ارتباطی استفاده از زوج سیم های به هم تابیده می باشد.

استاندارد KNX توسط سازمان های زیر تایید شده است:

• International standard (ISO/IEC 14543-3)

• European standard (CENELEC EN 50090 and CEN EN 13321-1)

• US standard (ANSI/ASHRAE 135)

• China Guobiao (GB/T 20965)

ساختار:

پیکربندی KNX به سه حالت زیر است:

حالت A mode یا Autimatic : در این حالت گجت های مبتنی بر KNX به صورت خودکار تنظیم شده و کاربر می تواند به راحتی از این قطعات استفاده کند.

حالت E-mode و یا Easy mode  : برای راه اندازی این قعات نیاز به اندکی آموزش می باشد. با وجود تنظیم اولیه دستگاه، پارامترهایی هم باید توسط کاربر مشخص شود.

حالت S-mode و یا System mode: این دستگاه برای هوشمندسازی ساختمان سفارشی سازی شده است. هیچ گونه تنظیمات اولیه تعیین نشده و برای نصب و راه اندازی نیاز به مختصص دارد.

 

روشهای انتقال داده

به روش های زیر می توان اطلاعات مربوط به خانه هوشمند در شبکه KNX را منتقل کرد:

Twisted-Pair (KNX.TP)

در این روش زوج سیم هایی که به هم تابیده شده اند وجود دارند که اطلاعات با استفاده از این سیم ها منتقل می شوند، متدوالا سرعت این انتقال بر روی این زوج سیم ها ۹۶۰۰ بیت بر ثانیه می باشد.

Power Line (KNX.PL)

انتقال اطلاعات بر بستر سیم های سیم برق را گویند، این راه حل جزو جدیدترین راه حل های ارائه شده می باشد که به دلیل راحت تر و بی دردسر بودن، هزینه به نسبت کمتر، قابل اجرا در همه ی شرایط، نسبت به دیگر راه حل ها ارجیحت دارد، این روش بر اساس مدولاسیون کار می کند و از فرکانس کاری با میانگین ۱۱۰ کیلوهرتز با سرعت انتقال ۱۲۰۰ بیت بر ثانیه استفاده می کند.

Radio Frequency (KNX.RF)

اتصال به صورت وایرلس بر روی فرکانس ۸۶۸٫۳  مگاهرتز

IP (also referred to as EIBnet/IP or KNXnet/IP)

انتقال اطلاعات دستگاه های دارای IP بر روی بستر  IEEE

 

این استاندارد زیربنایی اینترنت اشیا شامل موارد زیر می باشد:

سنسورها (مانند: کلیدها، ترموستات ها، سنسورهای حرکتی، بادسنج ها و…) اطلاعات لازم از محیط را جمع آوری کرده و به باس ارتباطی منتقل می کنند.

عملگرها (نمایشگرها، پخش کننده ها، سیستم تهویه و گرمایش سرمایش و … ) اطلاعات را از باس اطلاعاتی جمع آوری میکنند و سپس اطلاعات دریافتی را به حرکت تبدیل میکنند، مثل: بعد از ارسال دستور افزایش دما توسط کنترل کننده مرکزی به سیستم گرمایشی، سیستم گرمایشی دما را بالاتر می برد.

سیستم کنترل کننده مرکزی (کنترل کننده، بستر ارتباطی و …) که به کنترل عملگرها، دریافت اطلاعات از سنسورها و کنترل شرایط محیط و ایجاد ارتباط می پردازد.

مزایا

قابلیت تعریف کردن سناریو

قابلیت کنترل به صورت یکپارچه

بهینه سازی مصرف انرژی

سرعت بالای ارسال و دریافت اطلاعات

امکان استفاده از بسترهای شبکه IP