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作者: Frederic Valentin,安森美 在工業(yè)革命之前，只有一小部分人口在城市居住。但是，今天已有很大不同，全球有超過(guò)一半的人口在城區(qū)居住，預(yù)計(jì)這一數(shù)字到2050年將達(dá)到70%(聯(lián)合國(guó)數(shù)據(jù))。然而，城市已負(fù)擔(dān)世界總能源使用量的75%，和超過(guò)一半的溫室氣體排放量，所以如果這數(shù)字進(jìn)一步增加將產(chǎn)生嚴(yán)重后果。 綜合能源管理是公認(rèn)的最佳解決辦法。這將允許在大都市優(yōu)化能源消耗，從而可防治氣候變化，化石燃料儲(chǔ)量不會(huì)那么快地被耗盡，減輕對(duì)環(huán)境的影響。要實(shí)現(xiàn)這要求，就迫切需要推出下一代技術(shù)。 盡管幾乎我們?nèi)粘Ｉ钪械乃衅渌赝ㄟ^(guò)現(xiàn)代電子硬件的利用已發(fā)生了不可逆轉(zhuǎn)的變化(通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行零售交易，通過(guò)智能手機(jī)獲取信息，得益于先進(jìn)駕駛輔助系統(tǒng)的道路安全的增強(qiáng)等)，我們與我們的工作和生活空間的交互方式并沒(méi)有太大改變。我們絕大多數(shù)仍然以幾十年來(lái)所使用的完全相同的方式操作加熱、照明和氣候控制系統(tǒng)。樓宇需要更智能，讓居住者與整合到結(jié)構(gòu)中的技術(shù)互動(dòng)，使他們可調(diào)節(jié)或改變所需參數(shù)。家居和樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)的機(jī)會(huì)正越來(lái)越明顯。因此，這些基于各種不同通信平臺(tái)的系統(tǒng)正被探索。 智能總線(xiàn)系統(tǒng)的利用將使家居/樓宇自動(dòng)化成為成本效益相當(dāng)高的價(jià)值提案，提供更好的運(yùn)行性能而無(wú)需大的財(cái)務(wù)投資。通過(guò)將所有通信設(shè)備聯(lián)接到單一總線(xiàn)，可大大減少設(shè)計(jì)和安裝時(shí)間，從而控制與初始實(shí)施相關(guān)的費(fèi)用。這也可保持盡可能低的維修、保養(yǎng)和其它運(yùn)行成本。許多人認(rèn)為KNX是總線(xiàn)系統(tǒng)，應(yīng)是建立這一切的基礎(chǔ)。 使用無(wú)線(xiàn)通信部署物聯(lián)網(wǎng)(IoT)模塊是很有可能的，這能滿(mǎn)足廣泛的應(yīng)用，特別是在現(xiàn)有的樓宇中。但在涉及到實(shí)現(xiàn)高效的家居/樓宇自動(dòng)化時(shí)將需要輔以現(xiàn)有的有線(xiàn)技術(shù)，在大多數(shù)情況下，有線(xiàn)技術(shù)將作為支柱/主要網(wǎng)絡(luò)，因?yàn)槠鋱?jiān)固、安全、私密，并能為總線(xiàn)上的一些應(yīng)用供電。 適用于智能樓宇的KNX KNX標(biāo)準(zhǔn)專(zhuān)為滿(mǎn)足電氣安裝的要求而開(kāi)發(fā)。它為工程師提供多物理通信介質(zhì)，建筑安裝業(yè)的主要企業(yè)都支持其不斷激增。基于KNX的家居/樓宇控制系統(tǒng)在某些情況下證實(shí)將總能源消耗減半。 使用傳統(tǒng)的樓宇控制系統(tǒng)安裝，有必要在安裝前事先指定網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備或器械將被置于什么位置，以及這些設(shè)備或器械將以什么方式被控制。相比之下，KNX安裝提供更大的靈活性，如有需要，還能提供更改或增強(qiáng)的功能。 KNX網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施的一個(gè)關(guān)鍵屬性是它的分散式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。完全無(wú)需中央控制中心，因?yàn)橄到y(tǒng)的情報(bào)基本上被傳遞到所有組成的設(shè)備。這樣的結(jié)果是如果設(shè)備出現(xiàn)故障，網(wǎng)絡(luò)中的其它設(shè)備仍將繼續(xù)正常工作。 KNX已被世界各地廣泛采納。它是公認(rèn)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)(ISO/IEC 14543-3)，并獲得歐洲CENELEC EN 50090和CEN EN 13321-1及13321-2、美國(guó)ANSI/ASHRAE 135、加拿大CSA-ISO/IEC 14543-3、及中國(guó)GB/T 20965的批準(zhǔn)。此外，超過(guò)380家制造企業(yè)現(xiàn)是KNX協(xié)會(huì)會(huì)員。所有這一切都加強(qiáng)了這標(biāo)準(zhǔn)可提供的設(shè)備間互通和互操作的水平。而且，KNX節(jié)點(diǎn)的價(jià)格點(diǎn)正逐步降低，這導(dǎo)致一直以來(lái)越來(lái)越多的潛在機(jī)會(huì)。新的芯片供應(yīng)商開(kāi)始進(jìn)入這市場(chǎng)，這也有助于使這技術(shù)越來(lái)越有經(jīng)濟(jì)吸引力。 KNX協(xié)議具有更大的靈活性 KNX通過(guò)幾個(gè)主要通信介質(zhì)提供實(shí)現(xiàn)樓宇自動(dòng)化和控制系統(tǒng)的靈活性。這有助于基于指定的特定要求定位恰當(dāng)?shù)哪繕?biāo)細(xì)分市場(chǎng)。KNX協(xié)議是： KNX雙絞線(xiàn)(KNX TP)協(xié)議使KNX信號(hào)能通過(guò)單獨(dú)的總線(xiàn)電纜分層傳輸。由于電源可通過(guò)總線(xiàn)提供，在大多數(shù)應(yīng)用中不需要分配一個(gè)主電源連接器于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。雙絞線(xiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以是線(xiàn)性的、星形的或樹(shù)狀的(或可能是這些結(jié)構(gòu)的組合)，使這協(xié)議具有高度的通用性。256個(gè)節(jié)點(diǎn)可添加在一個(gè)總線(xiàn)上，橫跨很長(zhǎng)的距離。 電力線(xiàn)KNX(KNX PL)協(xié)議使用樓宇內(nèi)已有的配電基礎(chǔ)設(shè)施。這就是說(shuō)在無(wú)法實(shí)現(xiàn)鋪設(shè)雙絞線(xiàn)布線(xiàn)的情況下，采用KNX PL是非常有效的。然而這也有數(shù)據(jù)傳輸能力明顯降低的缺點(diǎn)(只能完成使用雙絞線(xiàn)布線(xiàn)的八分之一)。 射頻協(xié)議(KNX RF)支持單向或雙向操作，目前與KNX TP協(xié)議相輔相成。它可能比通過(guò)雙絞線(xiàn)具有更高的數(shù)據(jù)傳輸能力，因此定有重要價(jià)值作為擴(kuò)展有線(xiàn)KNX基礎(chǔ)設(shè)施的一種方案。 通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議或以太網(wǎng)(KNX IP/Ethernet)使用KNX是最終的選擇。這是最近才指定為KNX介質(zhì)的，整體必將對(duì)這標(biāo)準(zhǔn)的未來(lái)成長(zhǎng)變得很重要。它將開(kāi)啟訪(fǎng)問(wèn)樓宇內(nèi)更高級(jí)別的通信基礎(chǔ)設(shè)施的潛力(這被用于電信、數(shù)據(jù)通信和多媒體)，同時(shí)確立一個(gè)安裝KNX的標(biāo)準(zhǔn)通道，支持已被封裝在IP幀內(nèi)的KNX信號(hào)的通道/路徑。 通過(guò)將器件(傳感器、驅(qū)動(dòng)器、電機(jī)等)連接到不同的KNX介質(zhì)(無(wú)論是TP、RF、PL或IP/Ethernet)，數(shù)據(jù)可被傳輸并作出適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)。窗簾、燈具、家用電器、風(fēng)機(jī)、百葉窗、煙霧探測(cè)器、防盜報(bào)警、監(jiān)控?cái)z像機(jī)、音頻設(shè)備、計(jì)量系統(tǒng)等可根據(jù)情況進(jìn)行運(yùn)行。在現(xiàn)有的物理接口中，雙絞線(xiàn)方案迄今已成為最受歡迎的新裝置。這主要是因?yàn)槠涔逃械膹?qiáng)固性，及相對(duì)快的傳輸速度和更好的信噪比性能。 KNX不斷地證明它是用于樓宇自動(dòng)化應(yīng)用最具高能效的總線(xiàn)系統(tǒng)，相應(yīng)地，半導(dǎo)體供應(yīng)商正推出能滿(mǎn)足更高要求的尖端的IC方案。安森美半導(dǎo)體的NCN5120、NCN5121、NCN5110和NCN5130是一系列極其先進(jìn)的用于雙絞線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的KNX收發(fā)器。它們能夠以行業(yè)領(lǐng)先的信號(hào)完整度處理數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，并能在相同總線(xiàn)上傳輸電力。這些高度復(fù)雜的IC體現(xiàn)了公司在雙絞線(xiàn)KNX技術(shù)方面的專(zhuān)長(zhǎng)。每個(gè)IC集成一個(gè)20V線(xiàn)性穩(wěn)壓器和兩個(gè)極高能效的DC-DC轉(zhuǎn)換器，覆蓋寬廣的電壓范圍(固定的3.3 V和在1.8 V到21 V之間可調(diào))。由于這些器件控制網(wǎng)絡(luò)上每一節(jié)點(diǎn)所需的通信和供電元件，便于裝配智能集中的KNX樓宇自動(dòng)化系統(tǒng)，因而這技術(shù)具備的能效和通用性可被充分利用。 雖然市場(chǎng)上現(xiàn)有各種不同的總線(xiàn)技術(shù)可用于家居/樓宇自動(dòng)化，卻沒(méi)有任何一種像KNX那樣得到許多不同制造商的大力支持。通過(guò)采用這種技術(shù)，可建立智能的控制系統(tǒng)，從而所有的應(yīng)用和設(shè)備能通過(guò)共同語(yǔ)言溝通。家居/樓宇自動(dòng)化的控制和監(jiān)控功能因而得以實(shí)現(xiàn)，使用單個(gè)統(tǒng)一的架構(gòu)系統(tǒng)，無(wú)需額外的控制中心。由于可實(shí)現(xiàn)多種不同的功能-包括空調(diào)、照明和訪(fǎng)問(wèn)控制機(jī)制。可增強(qiáng)方便和舒適性，而且我們的城市棲息地的能效能夠得到提高。因?yàn)榧夹g(shù)是標(biāo)準(zhǔn)化的，KNX產(chǎn)品都相互兼容，現(xiàn)有的實(shí)施易于在需要時(shí)修改或可擴(kuò)展。KNX已在世界舞臺(tái)上確立的事實(shí)意味著它可提供與來(lái)自各種不同源的硬件的互操作性，具備所需的范圍以方便提供大量功能。 |
