近年來，企業對智能技術的采用有所增加，創造了一個更加自動化的世界。實現自動化的方法之一是通過與中央控制器聯網的參與者。這包括基于數據執行決策的智能執行器。使用的數據可以通過云服務聚合，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境。它支持監控、遠程管理、公用事業測量和增強的安全性等功能。

有多種類型的網絡可以實現這種級別的樓宇管理和自動化，但 KNX? 協議是全球唯一開放且獨立于供應商的標準，全球部署了近 4 億臺聯網設備。

KNX 協會有 500 多家成員公司和 93，000 多家安裝合作伙伴。他們共同開發了 8000 多種認證產品，部署在至少 190 個不同的國家。KNX 網絡具有通用性和可擴展性，在 1000m 網段上支持 256 個可尋址設備，在一個網絡中支持多達 256 個網段。

KNX 總線的通信協議通過多個國際和地區標準（表 1）進行標準化，并由 KNX 協會管理。它匯集了幾種傳統總線的優勢，創建了一個基于 OSI 的協議，該協議可以部署在各種媒體上，包括雙絞線、RF 和 IP。

表 1. KNX Bus 國際和地區通信標準

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，電纜同時承載數據和電源，但提供的電源純粹是為節點的電路供電；執行器所需的任何功率都需要單獨提供。在這方面，它類似于銅質電話電纜。

智能建筑中的互操作性

這個類比可以擴展到描述來自不同供應商的設備在 KNX 網絡中的兼容方式。互操作性是任何鼓勵多個供應商和制造商的基礎設施的關鍵要求。在這種情況下，互操作性通過由 KNX 協會管理的認證計劃來確保。部分認證要求制造商證明符合 KNX 規范的關鍵部分，包括協議功能和支持的配置文件。產品還必須滿足標準數據類型和可選功能塊的互聯要求。

這種合規水平可能會給原始設備制造商帶來挑戰，這不是 KNX 協會的意圖。盡可能簡單地將新產品推向市場符合他們的利益和更廣泛的生態系統的利益。為了支持這一點，該協會為基于先前已認證的產品的新產品提供了更簡單的認證途徑。

官方術語是衍生產品或 OEM 產品，如果所使用的產品來自 KNX 協會成員并且該產品已經過認證，則適用。然后，OEM 可以自由銷售他們的產品，并附上自己的標簽，無需任何進一步的測試。

這種繼承的合規性涉及系統的兩個最關鍵的元素，即物理層和軟件堆棧。如果這些元素經過認證并且未經修改就存在，則 OEM 產品被認為是合規的并且可以按原樣進行銷售。

讓 KNX 更簡單

為了加速樓宇自動化應用的采用，onsemi 開發了業界首個 KNX 預認證系統級封裝 （SiP）。NCN5140S 具有 KNX 設備的所有關鍵和可認證元素，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 和堆棧是預先認證的，基于 NCN5140S 的產品被認為是衍生產品，或 OEM 產品。因此，新產品只需要攜帶 KNX 產品修改聲明，而不需要進行全面的合規性測試。這可以在開發新的 KNX 產品時顯著節省 OEM 的時間和成本。

SiP 專為開發網絡控制器而設計，這些控制器通常采用用戶面板的形式來控制燈光、HVAC 系統、百葉窗和百葉窗以及訪問系統。

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一步定制。這是使用工程工具軟件 （ETS） 執行的，它是由 KNX 協會提供的獨立于制造商的配置工具。ETS 用于訪問保存在數據庫中的認證產品的詳細信息，并配置認證產品。

由于這種高級定制不會更改底層固件，因此不會影響認證，因此可以將 SiP 用作多個產品的基礎。對于從系統組成部分開發的控制面板，情況并非如此。正是這種預集成和認證允許基于 NCN5140S 的產品被評估為衍生產品。

簡化電容式觸摸感應

開發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 的設計方式仍需謹慎，但與電容式觸摸感應按鈕接口所需的固件也由 onsemi 提供。此應用程序軟件以及經過認證的堆棧以二進制文件的形式提供。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 進行配置。

OEM 在總裝和安裝過程中必須執行三個階段：

將二進制文件閃存到 NCN5140S 中的微控制器

配置產品的唯一網絡 ID 和應用程序選項，通過 KNX 總線接口執行

使用 KNX ETS 數據庫設置設備參數。

例如，在生產過程中，可以對 NCN5140S 進行編程，然后配置一個唯一的網絡 ID。此時將定義輸入的數量和類型（最多 8 個通用或電容式觸摸感應按鈕）以及操作模式（例如開關或調光）。還將設置輸出的類型和數量（簡單或 RGB LED）。

安裝程序將使用 ETS 數據庫配置控制器提供的服務。這可能包括設備名稱、開關行為、調光參數、計時器（如果適用）和場景（例如不同時間、房間或日光條件的調光級別）。

結論

KNX 協議是提供家庭和樓宇自動化的強大平臺。對這種自動化水平的需求不斷增長，它可以與智能電表等設備協同工作，以幫助提高所有類型的建筑物的能源效率。

審核編輯：郭婷