KNX智能家居培训资料736445.docx
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1、Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET.KNX智能家居系统培训资料前言欧洲安装总线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。 19997年上上述三个个协议的的管理结结构联合合成立了了KNXX协会,在
2、在这三个个协议的的基础上上开发出出KNXX标准。目目前在家家庭和建建筑物自自动化领领域,KKNX标标准是唯唯一符合合国际标标准ISSO/IIEC 145543和和欧洲标标准ENN 50009990、CCE 1133221要求求的开放放式国际际标准。KNX智智能家居居系统培培训资料料是介介绍KNNX系统统技术的的基础资资料,向向广大的的技术人人员、项项目规划划人员、系系统集成成商和操操作人员员介绍KKNX系系统的构构成和应应用,同同时还介介绍了有有关系统统规划、安安装、投投运和扩扩展方面面的知识识。KNX系统统可使用用多种通通信介质质,包括括:双绞绞线、电电力线和和无线通通信。本本手册主主要着重
3、重介绍KKNX 系统在在TP(双双绞线)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。目录一、KNXX系统概概论31.智能家家居的概概念32.KNXX标准简简介53.KNXX协会简简介64. KNNX 技技术简介介7传输技技术特点点7拓扑结结构7KNXX传输介介质85.KNXX的发展展96.KNXX的优势势9二、KNXX 系统统总线设设备1111概述1112总线设设备的结结构1223KNXX系统电电源1444三种配配置模式式的总线线设备114三、KNXX系统通通信1661基本工工作原理理162物理地地址1883组
4、地址址194组对象象204.1标标志2115TP11位结构构236TP11报文冲冲突2337叠加数数据和供供电电压压248TP11 电缆缆长度224四、KNXX 系统统拓扑结结构2661拓扑结结构2662物理地地址299五、KNXX传输技技术3111报文传传输的时时间需求求312TP11报文确确认3223KNXX总线访访问333六、KNXX报文的的结构和和寻址方方式3441控制字字段3442源地址址353目标地地址3664路由计计数和长长度3775实用数数据3776校验字字节400七、ETSS4-KKNX项项目设计计:基本本组态4401ETSS概述4002ETSS4 软软件的使使用422八、K
5、NXX系统的的规划和和设计5551规划5552系统设设计577九、KNXX应用6001根据时时间和室室外照度度控制办办公室的的照明6612. 场景景控制664一、KNXX系统概概论1.智能家家居的概概念目前关于智智能家居居的定义义又重新新成为热热门话题题,有人人把灯光光和窗帘帘的控制制看作是是智能家家居,也也有人把把背景音音乐看作作智能家家居,有有厂家偏偏重于安安防和对对讲,有有厂家炒炒作家庭庭影院为为智能家家居等等等。现在在,我们们从发展展的眼光光,站在在生活者者的平台台上去看看,以一一个新的的主题表表达出来来,算是是对智能能家居新新定义的的补充。智能家居是是利用先先进的计计算机技技术、网网
6、络通信信技术、综综合布线线技术、依依照人体体工程学学原理,融融合个性性需求,将将与家居居生活有有关的各各个子系系统如安安防、灯灯光控制制、窗帘帘控制、煤煤气阀控控制、信信息家电电、场景景联动、地地板采暖暖等有机机地结合合在一起起,通过过网络化化综合智智能控制制和管理理,实现现“以人为为本”的全新新家居生生活体验验。智能家居中中,核心心在于系系统的集集成能力力,即把把灯光、遮遮阳系统统、窗帘帘系统、HHVACC暖通空空调系统统、中央央背景音音乐系统统、家庭庭影院系系统、安安防系统统等完美美的融合合起来的的能力。而而这个能能力,很很大程度度上取决决与该系系统的开开放性。这这就需要要一种标标准,或或
7、者有一一个大部部分设备备厂家都都能认可可并采用用的“语言”,即控控制协议议。这就就牵涉到到自动控控制领域域中的“现场总总线技术术”,我们们称之为为Fieeld Buss。这种种技术要要求控制制与智能能“本地化化”与“模块化化”,让控控制系统统的传感感器与控控制器都都具有独独立的运运算、处处理、发发送信号号的能力力,相互互独立又又相互联联系,构构成一个个控制网网络中的的“Intternnet”。例举:传统统的灯光光控制方方式与智智能的灯灯光控制制方式:传统灯光控控制方式式智能灯光控控制方式式2.KNXX标准简简介KNX 是是家居和和楼宇控控制领域域唯一的的开放式式国际标标准,是是由欧洲洲三大总总
8、线协议议 EIIB、BBatiiBuss和EHHS合并并发展而而来。KKNX标标准目前前已被批批准为欧欧洲标准准 (CCENEELECC ENN 5000900 & CENN ENN 1333211-1)、国际际标准 (ISSO/IIEC 145543-3)、美美国标准准 (AANSII/ASSHRAAE 1135)和中国国指导性性标准 (GBB/Z 209965),已经经成为“HBEES技术术规范-住宅与与楼宇控控制”的国家家标准化化指导性性技术文文件。 KNX协议议以EIIB为基基础,兼兼顾了BBatiiBuss和EHHS的物物理层规规范,并并吸收了了BattiBuus和EEHS中中配置模
9、模式等优优点,提提供了家家居和楼楼宇自动动化的完完全解决决方案 。KNNX拥有有可由厂厂家独立立设计和和测试工工具 (ETSS);提提供多种种通信介介质 (TP, PLL, RRF 和和 IPP);提提供多种种系统配配置模式式(A, E, S模模式)。通通过KNNX总线线系统,对对家居和和楼宇的的照明、遮遮光 / 百叶叶窗、安安防系统统、能源源管理、供供暖、通通风、空空调系统统、信号号和监控控系统、服服务界面面及楼宇宇控制系系统、远远程控制制、计量量、视频频/音频频控制、大大型家电电等进行行控制。KNX标准准的优势势:不同性能、不不同厂家家生产的的产品可可以实现现互操作作,而且且通过了了严格的
10、的质量控控制和第第三方的的KNXX认证,这这样就进进一步保保证了产产品质量量。KNX标准准功能丰丰富,有有广泛的的适用性性:l 适用于各种种类型的的建筑物物,包括括:住宅宅建筑、功功能性建建筑和工工业建筑筑。l 可使用多种种通信介介质,包包括:双双绞线、电电力线和和无线通通信。l 可采用多种种系统配配置模式式,包括括:S型型、E型型和A型型三种系系统配置置模式。3.KNXX协会简简介KNX协会会成立于于19999年,总总部位于于布鲁赛赛尔。KKNX协协会是在在全球推推广KNNX 技技术和标标准的国国际组织织,19999年年由EIIBA (欧洲洲安装总总线协会会) 、EEHSAA (欧欧洲家用用
11、电器协协会) 和BCCI (BattiBUUS 国国际俱乐乐部)三三大协会会联合成成立。KKNX协协会有来来自199个国家家的1225个会会员;774个国国家111,7000 个个KNXX 合作作伙伴;23个个国家的的1200个培训训中心;18个个国家的的57个个技术合合作伙伴伴;8个个用户俱俱乐部;3个协协作机构构;200个国际际分会。目目前,772个国国家颁发发15,0000个ETTS资格格认证;7,0000个个KNXX认证产产品。KNNX协会会是家居居和楼宇宇控制系系统国际际标准的的创造者者和拥有有者。会会员是开开发家居居和楼宇宇控制系系统设备备的制造造商。后后来集成成商或服服务供应应商
12、也可可成为KKNX会会员。 KNX协会会的目标标如下: 由工作组及及专家组组制定检检测标准准和质量量标准(KKNX技技术规范范)。 为KNX兼兼容设备备制造商商提供技技术支持持服务。 基于KNXX认证规规范授权权KNXX商标。 组织国家和和国际标标准化活活动 推广认证培培训中心心的培训训课程 促进国家组组织成立立 推进与技术术机构的的科研合合作 老系统的进进一步规规范化/推广/认证工工作 此外,KNNX协会会还将继继续为BBatiibuss,EIIB和EEHS等等老系统统提供技技术支持持,也提提供按照照以前标标准进行行的认证证服务。EEIB向向后兼容容KNXX,因此此,大多多数设备备即可以以标
13、贴KKNX又又可以标标贴EIIB标志志。4. KNNX 技技术简介介传输技技术特点点 KNX/EEIB 是一个个基于事事件控制制的分布布式总线线系统。 系统采用串串行数据据通讯进进行控制制、监测测和状态态报告。 KNX/EEIB 的数据据传输和和总线装装置的电电源共用用一条电电缆。 报文调制在在直流信信号上。 一个报文中中的单个个数据是是异步传传输的,但但整个报报文作为为一个整整体是通通过增加加起始位位和停止止位同步步传输的的。 KNX/EEIB 采用CCSMAA/CAA(避免免碰撞的的载波侦侦听多路路访问协协议,CCSMAA/CDD 协议议保证对对总线的的访问在在不降低低传输速速率的同同时不
14、发发生碰撞撞。拓扑结结构 系统最小的的结构称称为线路路,一般般情况下下(使用用一个6640mmA总线线电源)最最多可以以有644个总线线元件在在同一线线路上运运行。如如有需要要可以在在通过计计算线路路长度和和总线通通讯负荷荷后,通通过增加加系统设设备来增增加一条条线路上上总线设设备的数数量,最最多一条条线路可可以增加加到2556个总总线设备备。 一条线路路(包括括所有分分支)的的导线长长度不能能超过110000m,总总线装置置与最近近的电源源之间的的导线距距离不能能超过3350mm。为了了确保避避免报文文碰撞,两两个总线线装置之之间的导导线距离离不能超超过7000m。 KNXX传输介介质 鉴于
15、KKNX技技术的灵灵活性,KKNX设设施可以以轻松适适应用户户环境的的变化。目前可以使使用四种种解决方方案,即即1类双双绞线(TTP1)、无无线电(KKNX射射频传输输介质)和和以太网网(KNNX IIP),均均可以部部署KNNX。借借助合适适的网关关,也可可以在其其它介质质(例如如光纤)上上传输KKNX报报文。各种介质的的应用领领域:介质传输方式首选应用领领域1类双绞线线分离式控制制新设施及开开展改造造(传输输可靠性性高)电力线现有网络无需额外铺铺设控制制电缆且且可以使使用2330v电电源电缆缆的场所所射频(RFF)无线(中间间频率为为8688.300MHzz)无法和不想想铺设电电缆的场场所
16、IP以太网需要快速干干线网络络的大型型设施在无线KNNX系统统中一般般采用频频率调制制法或移移频键控控(FSSK)进进行调制制。以载载波频率率(或中中间频率率)为基基础,正正反两个个方向发发生偏移移的频率率分别代代表逻辑辑“0”和逻辑辑“1”。无线线KNXX系统的的中间频频率为8868.30MMHz,信信息的传传输速率率为166,3884biit/ss,并按按照曼彻彻斯特编编码方式式调制,即即从“0”到“1”(或相相反)的的变化沿沿位于调调制脉冲冲的过零零点。采采用这种种编码方方式可以以调整同同步信号号,使得得发放设设备和接接收设备备比较容容易同步步。无线KNXX系统的的传输频频率处于于工业、
17、科科学和医医学应用用频道(IISM频频段),在在这个频频段对不不同应用用领域的的频率范范围有严严格的规规定。无无线KNNX设备备最大的的发送功功率为112mWW。每一一台设备备发送信信号的时时间(或或称负载载周期)为为1%,即即每分钟钟有0.6秒的的发送时时间。由由于有严严格的发发送时间间限制,不不可能有有某台设设备连续续发送信信号而造造成无线线通信网网络的阻阻塞。5.KNXX的发展展 已安装数百百万个产产品 已注册KNNX和获获得认证证的产品品数达数数千个(含含老的解解决方案案) KNX会员员数超过过2000家 认证培训中中心的数数量超过过1500个 6个欧洲测测试中心心 已经设施的的项目达
18、达数万个个6.KNXX的优势势l 安全性更高高l 楼宇更加节节能l 电气设施调调整简便便,轻松松适用用用户需求求的变化化l 方便程度更更高l 设施具备高高投资保保护性l 支持众多制制造商丰丰富的成成品组件件l 强大的服务务网络,可可以为承承建商/规划者者/集成成商提供供专业服服务从客户或者者设施用用户的角角度出发发,对上上述优点点的评价价会各不不相同,例例如,功功能型楼楼宇与住住宅不同同、健全全人与残残疾人不不同,年年轻人与与老年人人不同,等等等。示例1:中中央功能能在人人离开楼楼宇时,可可以关闭闭全部照照明灯、关关停水阀阀并切断断特定插插座(如如电烤箱箱插座);每天可可以按时时激活KKNX报
19、报警系统统、控制制百叶窗窗等。示例2:根根据活动动类型启启用会议议厅、戏戏剧院和和客厅的的不同照照明方案案,并且且,用户户可以随随时对其其进行调调整。例例如,对对于行政政楼来说说,在其其每一侧侧安装一一个亮度度传感器器对照明明进行不不间断的的控制,就就可以节节约高达达75%的照明明能源。示例3:使使用高亮亮度文本本显示单单元显示示并控制制房间的的各种状状态。借借助PCC机和可可视化软软件,采采用与大大型设施施中使用用的同样样方式,就就可以实实现该功功能。示例4:借借助电话话网络接接入KNNX装置置,用户户通过移移动电话话就可以以控制或或查询楼楼宇管理理功能(例例如,取取暖)。报报警信号号可以按
20、按需自动动地发送送给任意意一部电电话。使使用任何何可用介介质(例例如,互互联网),安安装商也也可以远远程维修修或者配配置KNNX设施施。据此此,可以以显著地地减少楼楼宇管理理系统的的必要维维护时间间。示例5:必必要时,需需要将大大型会议议室分隔隔为数个个独立区区。插入入隔墙时时,KNNX装置置可以自自动找出出需要分分配给每每个房间间的开关关和灯的的数量。因因此,不不必改变变现有布布线。示例6:可可以安装装任意数数量的应应急开关关(例如如,启用用所有灯灯)。夜夜间,按按下按钮钮,可以以点亮小小孩房与与浴室之之间的灯灯,并在在预约时时间后关关闭该灯灯。示例7:KKNX可可以为每每一个房房间创建建室
21、温配配置文件件,对单单个房间间的采暖暖和空调调系统实实施独立立控制。窗窗户打开开时,可可以自动动调节房房间的热热气或冷冷气供给给。这类类措施每每年可能能节省330%以以上的能能源。也也可以根根据各个个房间采采暖要求求对采暖暖系统进进行控制制(按需需采暖)。二、KNXX 系统统总线设设备1 概述述在我们工作作中使用用的KNNX系统统总线设设备(例例如,调调光器/驱动器器、多功功能开关关、火灾灾传感器器。)主主要由三三个部分分组成:l 总线耦合器器(BCCU)l 应用模块(AAM)l 应用程序(AAP)市场供应的的总线耦耦合器和和应用模模块或者者为分离离式,或或者集成成在一个个外壳之之内。然然而,
22、必必须使用用同一个个制作商商的产品品。若为为分离式式,则应应用模块块可以通通过标准准应用接接口,即即物理外外部接口口(PEEI),连接接至总线线耦合器器(BCCU)。这这种物理理外部接接口有110芯或或12芯芯,可以以:l 作为两个部部件之间间的报文文交换接接口(55芯)l 为应用模块块提供电电源(22芯) 总线设设备组成成图有些应用模模块仅能能连接特特殊类型型的总线线耦合器器。如果果总线耦耦合器为为总线设设备的分分离式部部件,则则大多数数情况可可以采用用墙装式式设计。TTP1设设备至总总线的连连接主要要采用标标准总线线接线端端子(红红/黑);DINN导轨设设备则通通过触点点块连接接至数据据条
23、。总线耦合器器为总线线设备的的集成部部件时,已已经通过过总线接接口模块块(BIIM)或或者总线线设备中中的的制制造商芯芯片组,内内建在总总线设备备之内。总总线接口口模块基基本上就就是总线线耦合器器,但没没有总线线耦合器器的外壳壳和一些些其它部部件。芯芯片组构构成了总总线接口口模块的的核心部部件,即即控制器器和收发发器。目前,总线线耦合器器可以连连接两种种不同的的介质:1类双双绞线(332V安安全特低低电压)或或者电力力线1110(电电网电源源)。无无线射频频总线耦耦合器:KNXX射频兼兼容设备备均采用用集成解解决方案案。得益于集成成式总线线耦合器器,各个个总线设设备均具具有自己己的智能能功能:
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