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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)一半的人口在城區居住，預計這一數字到2050年將達到70%(聯(lián)合國數據)。然而，城市已負擔世界總能源使用量的75%，和超過(guò)一半的溫室氣體排放量，所以如果這數字進(jìn)一步增加將產(chǎn)生嚴重后果。 綜合能源管理是公認的最佳解決辦法。這將允許在大都市優(yōu)化能源消耗，從而可防治氣候變化，化石燃料儲量不會(huì )那么快地被耗盡，減輕對環(huán)境的影響。要實(shí)現這要求，就迫切需要推出下一代技術(shù)。 盡管幾乎我們日常生活中的所有其它元素通過(guò)現代電子硬件的利用已發(fā)生了不可逆轉的變化(通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行零售交易，通過(guò)智能手機獲取信息，得益于先進(jìn)駕駛輔助系統的道路安全的增強等)，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。樓宇需要更智能，讓居住者與整合到結構中的技術(shù)互動(dòng)，使他們可調節或改變所需參數。家居和樓宇自動(dòng)化系統的機會(huì )正越來(lái)越明顯。因此，這些基于各種不同通信平臺的系統正被探索。 智能總線(xiàn)系統的利用將使家居/樓宇自動(dòng)化成為成本效益相當高的價(jià)值提案，提供更好的運行性能而無(wú)需大的財務(wù)投資。通過(guò)將所有通信設備聯(lián)接到單一總線(xiàn)，可大大減少設計和安裝時(shí)間，從而控制與初始實(shí)施相關(guān)的費用。這也可保持盡可能低的維修、保養和其它運行成本。許多人認為KNX是總線(xiàn)系統，應是建立這一切的基礎。 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)足廣泛的應用，特別是在現有的樓宇中。但在涉及到實(shí)現高效的家居/樓宇自動(dòng)化時(shí)將需要輔以現有的有線(xiàn)技術(shù)，在大多數情況下，有線(xiàn)技術(shù)將作為支柱/主要網(wǎng)絡(luò )，因為其堅固、安全、私密，并能為總線(xiàn)上的一些應用供電。 適用于智能樓宇的KNX KNX標準專(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�；贙NX的家居/樓宇控制系統在某些情況下證實(shí)將總能源消耗減半。 使用傳統的樓宇控制系統安裝，有必要在安裝前事先指定網(wǎng)絡(luò )中的設備或器械將被置于什么位置，以及這些設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的功能。 KNX網(wǎng)絡(luò )基礎設施的一個(gè)關(guān)鍵屬性是它的分散式拓撲結構。完全無(wú)需中央控制中心，因為系統的情報基本上被傳遞到所有組成的設備。這樣的結果是如果設備出現故障，網(wǎng)絡(luò )中的其它設備仍將繼續正常工作。 KNX已被世界各地廣泛采納。它是公認的國際標準(ISO/IEC 14543-3)，并獲得歐洲CENELEC EN 50090和CEN EN 13321-1及13321-2、美國ANSI/ASHRAE 135、加拿大CSA-ISO/IEC 14543-3、及中國GB/T 20965的批準。此外，超過(guò)380家制造企業(yè)現是KNX協(xié)會(huì )會(huì )員。所有這一切都加強了這標準可提供的設備間互通和互操作的水平。而且，KNX節點(diǎn)的價(jià)格點(diǎn)正逐步降低，這導致一直以來(lái)越來(lái)越多的潛在機會(huì )。新的芯片供應商開(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)現樓宇自動(dòng)化和控制系統的靈活性。這有助于基于指定的特定要求定位恰當的目標細分市場(chǎng)。KNX協(xié)議是： KNX雙絞線(xiàn)(KNX TP)協(xié)議使KNX信號能通過(guò)單獨的總線(xiàn)電纜分層傳輸。由于電源可通過(guò)總線(xiàn)提供，在大多數應用中不需要分配一個(gè)主電源連接器于網(wǎng)絡(luò )設備。雙絞線(xiàn)拓撲結構可以是線(xiàn)性的、星形的或樹(shù)狀的(或可能是這些結構的組合)，使這協(xié)議具有高度的通用性。256個(gè)節點(diǎn)可添加在一個(gè)總線(xiàn)上，橫跨很長(cháng)的距離。 電力線(xiàn)KNX(KNX PL)協(xié)議使用樓宇內已有的配電基礎設施。這就是說(shuō)在無(wú)法實(shí)現鋪設雙絞線(xiàn)布線(xiàn)的情況下，采用KNX PL是非常有效的。然而這也有數據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)具有更高的數據傳輸能力，因此定有重要價(jià)值作為擴展有線(xiàn)KNX基礎設施的一種方案。 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，整體必將對這標準的未來(lái)成長(cháng)變得很重要。它將開(kāi)啟訪(fǎng)問(wèn)樓宇內更高級別的通信基礎設施的潛力(這被用于電信、數據通信和多媒體)，同時(shí)確立一個(gè)安裝KNX的標準通道，支持已被封裝在IP幀內的KNX信號的通道/路徑。 通過(guò)將器件(傳感器、驅動(dòng)器、電機等)連接到不同的KNX介質(zhì)(無(wú)論是TP、RF、PL或IP/Ethernet)，數據可被傳輸并作出適當的反應。窗簾、燈具、家用電器、風(fēng)機、百葉窗、煙霧探測器、防盜報警、監控攝像機、音頻設備、計量系統等可根據情況進(jìn)行運行。在現有的物理接口中，雙絞線(xiàn)方案迄今已成為最受歡迎的新裝置。這主要是因為其固有的強固性，及相對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)化應用最具高能效的總線(xiàn)系統，相應地，半導體供應商正推出能滿(mǎn)足更高要求的尖端的IC方案。安森美半導體的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)先的信號完整度處理數據的發(fā)送和接收，并能在相同總線(xiàn)上傳輸電力。這些高度復雜的IC體現了公司在雙絞線(xiàn)KNX技術(shù)方面的專(zhuān)長(cháng)。每個(gè)IC集成一個(gè)20V線(xiàn)性穩壓器和兩個(gè)極高能效的DC-DC轉換器，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)。由于這些器件控制網(wǎng)絡(luò )上每一節點(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，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，從而所有的應用和設備能通過(guò)共同語(yǔ)言溝通。家居/樓宇自動(dòng)化的控制和監控功能因而得以實(shí)現，使用單個(gè)統一的架構系統，無(wú)需額外的控制中心。由于可實(shí)現多種不同的功能-包括空調、照明和訪(fǎng)問(wèn)控制機制�？稍鰪姺奖愫褪孢m性，而且我們的城市棲息地的能效能夠得到提高。因為技術(shù)是標準化的，KNX產(chǎn)品都相互兼容，現有的實(shí)施易于在需要時(shí)修改或可擴展。KNX已在世界舞臺上確立的事實(shí)意味著(zhù)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。 |
