0

Умный дом knx

Ассоциация KNX состоит из 380+ компаний, работающих по всему миру. Ее разработчики создали открытый международный стандарт управления умными домами и зданиями. Наличие крупных производственных мощностей и собственных лабораторий обеспечивает успешный выпуск оборудования для автоматизации зданий по общим, либо индивидуальным проектам. Шины KNX/EIB выступают в качестве децентрализованных систем, где постоянно происходит обмен данными между группой подключенных устройств.

KNX больше, чем вам кажется

Умный дом КNX

Выпуском оснащения, разработанного на базе шины KNX/EIB, сейчас занимаются сотни компаний по всему миру. Конструктивная структура создана таким образом, чтобы обеспечить полную совместимость друг с другом. Стандарт открытый, поэтому каждая компания наделенная правом на его использование. Но лучших результатов на рынке удалось добиться разработчикам универсального стандарта – компании КНХ.

Система knx умный дом состоит из комплекта устройств для управления работой осветительного оборудования через соответствующий контроллер. Также сюда входят иные средства автоматизации и управления – диммеры, сенсорные и кнопочные выключатели, термостаты и прочие модули. В зависимости от схемы плана автоматизации, система способна не только включать и выключать свет, но еще и выполнять другие работы. К примеру, автоматически открывать жалюзи в квартире, мониторить работу штатного питания в доме, активировать или деактивировать блок климатического оборудования. База компонентов увеличивается, а сама технология – развивается. На рынке KNX является доминирующим брендом, длительное существование которого положительно отразилось на развитии индустрии в целом.

Какое оборудование необходимо

Основным компонентом умного дома на базе KNX является шина. Подойдет двухпроводной шинный кабель, но при проведении установки рекомендуется сделать систему на базе четырехпроводного кабеля. Сечение – 2х2х0,8, то есть, идентичное используемому в охранно-пожарных сигнализациях. При выборе этого варианта подключение будет проведено с использованием только двух жил – черной и красной. Оставшиеся две (желтая и бела) оставим про запас. Учитывая, что кабель имеет экранированное исполнение, бояться наводок не придется.

Полный комплект оборудования для управления работой освещения, мультимедиа и системы кондиционирования

На этапе проектирования не требуются элементные терминирующие устройства. Но не забывайте убедиться в отсутствии колец.

Система конструктивно состоит из:

  • исполнительных устройств – они будут стоять для управления различными системами;
  • сенсоров – погодных станций, выключателей и прочих комплектующих;
  • системных устройств – линейных соединителей, блоков питания и так далее.

Монтаж оборудования

Рассмотрим пример схемы монтажа системы knx умный дом для управления работой освещения. Допустим, владельцу дома хочется сделать его так, чтобы при звонке в дверь автоматически срабатывали лампы коридора. Гореть они должны ограниченное время – обычно человеку нужно не более пяти минут, чтобы раздеться, снять обувь, повесить куртку в шкафе-купе и разложить, к примеру, купленные продукты. А при уходе все освещение должно погаснуть, допустим, через те же 5 минут.

Далее нужно подсчитать группы освещения, накинуть выключатели на план, подумав над тем, какие роли они должны выполнять. Это важно, поскольку функциональность определяет количество необходимых клавиш. Многие производители, включая Jung, ABB, Schneider, KNX (серия HDL), Вайлант, Фрейд, предлагают купить восьмикнопочный переключатель, выделив оптимальные клавиши под дальнейшее использование. Все остальные не задействуются, но в любой момент хозяин дома может назначить им выполнение определенной функции. Например, в будущем можно установить систему, позволяющую включать прочее электрооборудование, когда владельца нет дома.

Любителям классических электроустановок доступно использование обычных выключателей вместо нативных. Сигнал передается через сухой контакт, расположенный в монтажной коробке под выключателем. Данные поступают в шину.

Сухарь под четырехклавишный выключатель

В зависимости от назначения и количества групп, не будет лишним установить многоканальное реле. Не забывайте обратить внимание на нагрузочный ток. Производство таких изделий ведут практически все профильные бренды, вопрос заключается только в стоимости компонентов и их характеристиках. Только не берите откровенно китайские изделия – в будущем их быстро придется поменять.

На следующем этапе необходимо спланировать схему подключения проводки для knx. За питание отвечает щит, управление им – выключатель. Устройства подсоединяются посредством шинного кабеля. Для удобства дальнейшего обслуживания или модернизации выполните монтаж через специальный короб для скрытой установки. В этом плане отлично показывает себя продукция от Шнайдер, внешний вид которой представлен в широком спектре цветовых решений, а также имитациями натуральных материалов (например, под дерево). К нагрузкам подводим совместимый электрокабель. Расположение и количество щитов определяется в индивидуальном порядке, в зависимости от персональных предпочтений.

Если останутся свободные каналы, в будущем их можно будет задействовать для управления работой розеток. Так как многоканальный провод – это компонент, имеющий относительно небольшой запас мощности, рекомендуется дополнительно установить промежуточные реле, предотвращающие перегрузку проводки.

Настройки и программирование

Официальный производитель предлагает воспользоваться простой схемой настройки. Принцип наладки сводится к скачиванию фирменного программного обеспечения под названием ETS. Запустив ее, откроется новый проект. В рамках одной сети можно использовать каталог из нескольких предустановленных режимов работы. Правда, чтобы внедрить настройки в основную панель управления, придется синхронизироваться с сетью KNX. Процедура простая – достаточно иметь либо IP-мост, либо совместимый USB-кабель.

Программирование и настройка сводится к:

  • формированию нового файла проекта;
  • импорту информации об устройствах в каталог;
  • разработке структуры квартиры или дома;
  • добавлению в проект новых устройств;
  • выбору адресов с дальнейшей настройкой параметров, добавлению для каждого из устройств комментариев;
  • разработке структуры групповых адресов;
  • распределению подключенных устройств по адресам в группах;
  • загрузке проекта в автоматизационную среду;
  • финальной проверке работоспособности, внесению изменений в структурную схему проекта (в случае возникновения такой необходимости).

Интерфейс приложения KNX для настройки

Письмо, приложенное к комплекту оборудования, также содержит прикрепленный профессиональный пак из ПО для настройки и средств синхронизации. Но если человек создает личный проект из отдельно приобретенных комплектующих, ПО придется скачать отдельно.

Управление

Преимущество продукции от компании KNX заключается в многообразии способов управления, тип и количество которых клиент подбирает в индивидуальном порядке. Все зависит принципиальности пользователя. Наиболее актуальными методами управления являются следующие:

  • голосовой ассистент Siri от Apple;
  • голосовой помощник Яндекс Алиса;
  • Google Assistant.

Управление системой осуществляется через специальный микроконтроллер. По мере необходимости, список функциональных решений можно увеличить на свое усмотрение.

Примерная стоимость реализации

Теперь подсчитаем, сколько примерно стоит установка такого оборудования. Изначально может показаться, что цена реализации проекта не испугает разве что звездных личностей и бизнесменов, но это не так. Прайс во многом определяется предложениями магазинов и комплектностью оборудования. Среднестатистические цены примерно следующие:

  • реле на четыре канала: 140 евро;
  • блок питания на 320 миллиампер: 100 евро;
  • выключатели: по 60 евро за 1 штуку.

Еще добавим один канал освещения за 130 евро – и получаем сумму, равную 430 евро с одним выключателем. Любители сэкономить могут подыскать скидочный сертификат на специальных сайтах, уменьшив расходы в среднем от 5 до 15 процентов.

Зачем нужна система управления?

В повседневной и рабочей жизни мы используем много электронных устройств, управляя ими непосредственно или с помощью пультов дистанционного управления.
Мы становимся заложниками большого количества пультов управления. Вспомните, как Вы управляете светом, не выпуская из руки пульт от музыкального центра или находясь в душном помещении, включаете кондиционер на полную мощность, впоследствии страдая насморком…

Кроме того, последние исследования американской компании Intel показали, что человек недоволен царящим в его доме электронным хаосом и поэтому приветствует унификацию и упрощение цифровых устройств.

В настоящее время эти проблемы решаются с помощью линейки оборудования американской корпорации АМХ. Специально разработан целый ряд оборудования для удобного управления электронными устройствами.

Рассмотрим более распространенные ситуации, когда применяется система управления:

  • Обучение, аудитории, лекционные залы
  • Сложные конференц-системы, видеоконференции
  • Диспетчерские
  • Ситуационные центры
  • Управление и контроль работы систем «умного дома”
  • Домашние кинотеатры
  • Управление высокотехнологичным устройством, находящимся в труднодоступном месте
  • Дистанционное управление с визуальным контролем выполнения команд.

В разнообразных ситуациях система интегрированного управления АМХ позволяет объединить все управляющие функции устройств в одном интерактивном пульте и перенести Вашу команду через комнату, сквозь здание или через весь мир. Автоматизация с помощью систем управления создает все условия для комфортной работы, позволяет сократить расходы на электроэнергию, повысить уровень безопасности сотрудников и посетителей компании.

Устройство системы управления

Интегрированная система управления имеет модульный принцип построения. Из модулей, строится конечная схема решения конкретной задачи. В составе любой интегрированной системы управления можно выделить следующие основные элементы:

  • сенсорные панели, пульты управления
  • центральные контроллеры
  • интерфейс
Посредством сенсорных или кнопочных пультов дистанционного управления, а также с помощью компьютеров можно управлять фактически любыми приборами: аудио- и видеотехникой, светильниками, кондиционерами, охранной системой и другими необходимыми приборами.
Главным в системе является центральный контроллер, именно к нему подключаются все управляющие и управляемые устройства в системе. Удаленность одних от других может составлять сотни метров и, даже, километры. Таким образом, становится возможным полноценно управлять любым удаленным оборудованием.
Интерфейс управления становится настолько простым и интуитивно понятным, что отпадает необходимость в специальных знаниях пользователя. Управлять такой системой проще, чем домашним музыкальным центром или телевизором.

Сенсорные панели и пульты управления

Управление всем инженерным оборудованием производится при помощи сенсорных панелей, где в удобной графической форме, с подписями на понятном языке расположены крупные элементы управления. Тип панели выбирается исходя из удобства использования в каждом конкретном случае. Можно забыть о множестве пультов дистанционного управления, лежащих перед домашним кинотеатром. Различные события возникают на экране управления, сопровождаясь проигрыванием звуковых файлов или голосовыми сообщениями. В качестве устройств отображения могут также выступать персональный или карманный компьютер, смартфон. В этом случае передача данных осуществляется по беспроводной сети стандарта Wi-Fi, локальной компьютерной сети или Internet. Если вы находитесь вдали от дома, то можно получать сообщения, а также посылать команды системе даже в виде SMS-сообщений. Это помогает быстрее реагировать на внештатные ситуации.

Центральные контроллеры

Любая система управления состоит, по крайней мере, из одного центрального контроллера, он отвечает за алгоритмы работы. Запрограммированная автоматика подбирает оптимальный режим работы всех составляющих компонентов. Контроллеры соединяют панели с объектами управления. Действуя как «мозговой» центр, центральный контроллер выполняет три основные задачи — управление, подача команд и коммуникация. При использовании нескольких центральных контроллеров система строится иерархически.

Часто внутренняя автоматика отдельных подсистем базируются на их собственных контроллерах, а центральный контроллер лишь задает их режим работы, не вмешиваясь в отлаженные производителем алгоритмы. Как правило, так работает система с автоматикой газовых котлов, сложных систем кондиционирования. Этим достигается высокая отказоустойчивость системы.
Кроме того, такое разделение функций, повышает степень безопасности системы, так как сам контроллер хорошо защищен и установлен на значительном удалении от управляемого им оборудования. Такой подход помогает снизить стоимость крупных систем, поскольку цена контроллера «растворяется” в общей стоимости системы.
Одна из особенностей программируемого центрального контроллера — поддержка огромного количества стандартных коммуникационных интерфейсов. Это дает возможность Вам управлять практически любым внешним оборудованием.

Интерфейсы

Для удобства система управления может быть запрограммирована таким образом, пользователь выбирает свой вариант настроек: цвет, способ отображения, набор функций, способ представления — надписи или картинки и т.п.
Именно по развитости интерфейса пользователи часто судят об уровне системы. Поэтому в панелях управления используются высококачественная графика последнего поколения, широкие мультимедийные возможности, неограниченная функциональность, а также удаленный доступ через Internet.

В результате использования оборудования американской компании АМХ Вы получаете очевидные преимущества:

  • Вы управляете любыми системами и оборудованием, используя единый интуитивный интерфейс управления. Это означает, что система управления подстраивается под Вас, а не наоборот.
  • Вы можете объединять управление разными системами, отдавая
    последовательность команд нажатием одной кнопки. При этом, техника никогда не забудет ни единого шага.
  • Вы можете не вдаваться в изучение технических инструкций и описаний. Системы интегрированного управления предназначены для обычных пользователей.
  • Надежность всех систем возрастает до максимума, поскольку конечный пользователь прикасается только к панели управления, а не к оборудованию, за которым ухаживает система управления.
  • Это настоящие системы дистанционного управления, поскольку для них не существует ограничений ни в дальности связи, ни в количестве управляемых устройств.

Пользователям не интересны ни уровень управления, ни уровень коммуникаций. Им интересно насколько будет удобно пользоваться этой системой, насколько простым будет управление, насколько интуитивно понятным будет интерфейс. Именно поэтому системы управления компании AMX успешно завоевали рынок и находятся в лидерах — они сочетают в себе все необходимые качества — и изысканный интерфейс пользователя, и мощную систему автоматизации и управления.

Для построения системы управления Вам потребуются центральный контроллер, панель управления, оборудование для построения сетевой инфраструктуры, оборудование для подсистемы управления освещением, набор плат и модулей физических интерфейсов и др. Все это оборудование с детальными техническими спецификациями содержится в технических каталогах компании AMX (США).

Описание Цена, руб.
Система управления мультимедийным комплексом Multi Environment Control System (MECS)

Управление оборудованием объединяется единой системой MECS, для упрощения взаимодействия персонала с устройствами. Обеспечивается возможность централизованного управления устройствами с помощью удобного графического интерфейса, без использования многочисленных пультов, выключателей.
В состав системы управления входит:

  • специализированный контроллер со встроенными блоками расширения интерфейсов управления (RS-232, IR, AUX);
  • программное обеспечение;

Использует сенсорный монитор трибуны
Контроллер функционирует на базе операционной среды Linux, имеет пассивное, безвентиляторное охлаждение

150 000

Корпорация AMX

Корпорация AMX (Даллас, США) — это крупнейший разработчик систем интегрированного управления аудио- и видеотехникой, вещания, отопления, кондиционирования и освещения. История создания компании AMX начинается в 1982 году в США, основателями которой являются Скотт Миллер и его жена Рослин. Скотт Миллер и Рослин стали активно внедрять комплексные системы управления приборами и устройствами различных видов, пытаясь создать «интеллектуальное здание» или «умный дом». Самой первой системой управления стал контроллер, позволяющий удаленно управлять слайд-проекторами.
Сегодня комплексные системы управления АМХ можно назвать основой любой из систем «умный дом» или «мультирум». Панели АМХ в удаленном режиме управляют освещением и оборудованием конференц-залов и переговорных комнат, стадионов и музеев, диспетчерских и ситуационных центров, больниц и школ, частных коттеджей и домов.

Американская компания AMX поддерживает партнерские отношения со всеми ведущими производителями бытовой и аудио-видео техники, климатических и охранно-пожарных систем, систем освещения, среди которых такие бренды как B&W, Kenwood, Yamaha, Barco, Runco, Denon, Sony, Krell, Meridian, Pioneer, Onkyo, Napco, Lutron.
Самая привлекательная группа продуктов от AMX – это сенсорные панели с произвольно программируемым цветным графическим интерфейсом и поддержкой русского шрифта, среди которых — врезные, настольные и беспроводные пульты управления.
Продукция AMX упрощает способы взаимодействия человека с технологией, AMX решает сложность управления этой технологией, охватывает контроль и автоматизацию, коммутацию и технологию управления.

Просмотров: 206

Появлению автоматизированной системы послужила идея создания комплекса, с помощью которого можно было бы управлять коммуникациями в здании любого типа.

«Умный дом» на основе KNX – современная разработка, занимающая почетное место среди профессиональных систем автоматизации объектов.

Особенности комплекса

Для функционирования KNX «Умный дом» используют такие каналы:

  1. бытовые электролинии;
  2. изолированные проводники, скрученные между собой – «витая пара»;
  3. радиоволны;
  4. технологию передачи данных Ethernet.

Все компоненты, подключенные к общей сети, передают и получают нужную информацию через одну шину.

При успешной передаче данных механизм ее принимает и отправляет подтверждение.

Структурная схема умного дома на основе KNX

В том случае, когда данные не поступили, компонент повторяет отправку два раза. Для начала работы оборудование KNX «Умный дом» должно быть подключено к электрической сети, каждый отдел соединен друг с другом и запрограммирован.

Вся система автоматизации KNX делится на два типа – актуаторы и сенсоры. Сенсорами (передатчиками) выступают пульты управления, датчики, выключатели и т. д. Актуаторы (исполнители) выполняют функции коммутаторов – устройства, используемые для монтажа.

Децентрализованная система имеет важное преимущество – если один из элементов выходит из строя, комплекс продолжает свою работу. Надежность и качество оборудования имеют подтверждение тестами и сертификатами ассоциации KNX.

История KNX

KNX «Умный дом» имеет свою историю. Все началось с шины European Installation Bus (EIB).

Она появилась в 90-х годах и послужила базой для разработки стандарта. Общие направления, используемые в современном «Умном доме» на основе технологии KNX, сформировались уже тогда. Со временем EIB стала лидером в данной области, при том, что у нее всегда были важные конкуренты.

В южной Европе была популярна шина Batibus, а стандарт European Home System (EHS) предпочитали производители техники для дома.

Организации, которые продвигали эти три разработки на рынке, приняли решение об объединении усилий. Результатом стала ассоциация KNX, появившаяся в 1999 году.

Система KNX «Умный дом» была представлена миру в 2002 году. Большая часть ее разработок была позаимствована у EIB.

Шина European Installation Bus (EIB)

Остальные стандарты поделились своими механизмами настроек и способами передачи данных. Через год разработка была оформлена как европейский стандарт, через три года получила звание международного.

Комплекс отличается конкретными преимуществами. Специалисты отмечают высокую надежность – основные части разработки соединяются в общее целое специальными кабелями.

Предусмотрен механизм оповещения о полученном пакете. В случае срыва команды механизм повторяет ее еще несколько раз.

Следующим плюсом называют возможность подсоединения оборудования, находящегося на значительном отдалении друг от друга.

Все устройства KNX можно совместить. Масштабируемость стандарта позволяет применять его с равным успехом на больших объектах и в частных жилищах.

Многие усматривают недостаток разработки в том, что ее установку или проектировку могут проводить только специальные компании. Осуществить самостоятельный монтаж KNX весьма сложно.

Элементы сети

Система KNX «Умный дом» имеет три основные группы компонентов. В первую входят устройства, генерирующие команды управления – таймеры, сенсоры, панели контроля, выключатели, всевозможные датчики. Вторая группа – устройства-исполнители.

Это могут быть разные регуляторы и модули. Третья группа сформирована из вспомогательных системных устройств, к которым относятся повторители, устройства питания, интерфейсы и модули, отвечающие за связь с миром извне.

Передача данных для работы комплекса осуществляется через четыре среды – витая пара, радиоканал, электропроводка, IP-сеть.

Каналы не являются равноправными – основную работу выполняет витая пара, другие могут быть вспомогательными либо вообще не использоваться.

Такое соединение дает возможность подключать к сети разные варианты компонентов, расположенных между собой на большом расстоянии.

Комплектующие элементы системы умного дома KNX

Сеть KNX в самом простом исполнении является сегментом с направлением «линия». Сюда могут входить 64 устройства. Наибольшая длина линии – 1 километр, при помощи усилителей этот показатель увеличивают в 4 раза.

Каждый элемент подключен к собственному блоку питания. 15 линий объединены в «зону» и подключены к основной линии. Все «зоны» передают данные друг другу через магистральную линию. Общая сеть может объединять до 58000 устройств.

KNX «Умный дом» располагает двумя видами адресов – групповые и физические. В случае группового адреса одна команда рассылается сразу нескольким компонентам.

Система сама определяет, к какой условной категории принадлежит тот или иной гаджет. Групповых адресов бывает несколько, физический — только один. Проводная сеть использует скорость 9600 бит/с для передачи информации, в беспроводной такая скорость равна 16400 бит/с.

Настройка системы

Схема монтажа KNX «Умный дом» принципиальная – недостаточно просто подсоединить устройства и соединить их друг с другом, их следует настроить.

Еще недавно для функционирования стандарта существовали три направления конфигурации – Auto, Easy и System. Вариант Auto является самым простым, и с самого начала был разработан для тех пользователей, которые самостоятельно проводят монтаж.

Предполагалось, что этот вариант конфигурации даст возможность автоматически объединять компоненты, функционально привязанные друг к другу.

От пользователя требовалось только подключить гаджеты к объекту передачи информации и выбрать необходимые параметры. Этот способ не прижился в массах и от него отказались.

Вариант Easy был разработан для применения в небольших системах. Для его функционирования настройка происходит с помощью специальных кнопок, находящихся на панелях гаджетов.

Актуатор для системы умного дома KNX режима Easy

С этой же целью используется центральный контролер. Возможности данного способа конфигурации являются ограниченными, однако они позволяют завершить пусконаладочные работы.

Режим System делает устройство открытым для настройки любого параметра. Отличительной особенностью этого варианта является то, что для его использования и настройки требуется наличие специального программного обеспечения Engineering Tool Software. Продукт универсален и может быть совмещен с любыми высокотехнологичными гаджетами системы KNX.

Некоторые группы устройств:

  • реле для управления воротами, жалюзи, шторами;
  • выключатели, кнопки, диммеры;
  • аналоговые и бинарные выходы и входы;
  • датчики температуры, движения, погоды, энергопотребления, утечки газа, дыма;
  • климатконтроль.

Это только некоторые из товаров и продуктов, которые можно подсоединять к общему комплексу.

Заключение

Разработка KNX «Умный дом» представляет собой интеллектуальную систему, позволяющую управлять любым объектом, будь то частный дом, отель или бизнес-центр. Разработчики создали гибкий, безопасный и энергоэффективный комплекс.

Преимущества системы заключаются в ее принадлежности к мировым стандартам и подключении к общей шине.

Благодаря этому открываются новые возможности в функционировании, защите, энергоэффективности, комфорте и безопасности.

На сегодня в мире существует несколько признанных стандартов построения систем «умных домов». Одним из них является KNX — международный открытый стандарт, созданный и продвигаемый ассоциацией KNX. В нее входят свыше 300 организаций Европы и остального мира.

Итак, KNX — стандарт связи для организации домашней автоматизации и набор программных и аппаратных решений для подобных систем. Он имеет давнюю историю: в основе находится появившаяся в 90-х годах XX века спецификация универсальной шины European Installation Bus. У шины имелись конкуренты — стандарты EHS (European Home System) и BatiBus. Разработавшие и продвигавшие три решения консорциумы пришли к тому, что необходимо объединиться и создать более продвинутую и совершенную технологию. Так в 1999 году родился протокол и ассоциация KNX.

Публично стандарт представили в 2002 году, и с тех пор он прошел долгое развитие, заняв почетное место среди решений для «умных домов».

Протокол KNX

В сердце системы лежит собственный протокол передачи данных KNX. С точки зрения сетевой модели OSI это распределенная одноранговая сеть со стандартным протоколом передачи данных в различных средах. К таковым относятся:

  • витая пара, скорость передачи по ней достигает 9600 бит/с, что достаточно для отправки управляющих команд и получения ответов;
  • линии электропитания (до 1200 бит/с);
  • сети tcp/ip;
  • радиочастотные каналы 433 и 868 МГц.

Интересной особенностью протокола является частичный контроль доставки сигнала: отправившее информационный пакет устройство ожидает подтверждения от отправителя, а при его отсутствии повторяет отправку еще дважды. Таким образом реализуется защита от сбоев на ненадежных каналах связи. Для борьбы с коллизиями используется технология CSMA/CA («множественный доступ с контролем несущей и избеганием коллизий»).

Упрощенная диаграмма работы технологии:

Еще одна интересная (и ключевая) особенность KNX — отсутствие обязательного «головного устройства», центрального контроллера. Обмен данных между компонентами сети идет напрямую. Это дает определенные преимущества:

  • можно создавать автономные сегменты сети, действующие на заложенных на этапе программирования триггерах;
  • отсутствует дорогой контроллер, что делает комплекс дешевле.

Но есть и минусы такого подхода — приходится проводить большую подготовительную работу и отдельно конфигурировать каждое устройство для этого поставляется специальный инструментарий разработчика Engineering Tool Software и конфигурационные файлы с сайтов производителей.

Возможности

KNX обеспечивает функционирование всех элементов «умного дома»:

  • управление светом;
  • обработка информации с различных датчиков и счетчиков;
  • контроль кондиционеров и климатических систем;
  • взаимодействие с реле для управления шторами, воротами и так далее;
  • различные «умные» выключатели, диммеры, розетки;
  • взаимодействие с любыми устройствами через бинарные входы/выходы;
  • контроль «умного дома» со смартфона/ПК из локальной сети и через Интернет.

Оборудование KNX

В экосистеме KNX умный дом присутствует набор объединенных общей шиной устройств. В качестве последней можно использовать двухпроводную витую пару, но на практике нередко прибегают к четырехпроводному кабелю 2×2×0.8 — такой используют, например, в пожарных сигнализациях. Изначально задействуются две жилы, а остальные остаются про запас для дальнейшего расширения. Дополнительное преимущество такого провода состоит в экранировании каждой жилы, а значит, за наводки можно не переживать.

Проводная шина является основной средой передачи данных, прочие (электросеть, Ethernet и радиоканал) относятся к дополнительным. Шинный принцип дает возможность реализовывать почти любые топологии сети.

Важно: «кольцо» недопустимо!

В простых случаях используется линейная топология с последовательным соединением устройств (до 64 на сегмент линии, до 4 сегментов). Пример:

Можно прибегнуть к «звезде» — тогда все «ветви» будут сходиться в одной точке.

При большом количестве оборудования рекомендуется топология «общая шина»: линия 0 выступит главной, а к ней присоединяются до 15 дополнительных. А в самых сложных ситуациях — древовидная, объединяющая несколько областей на магистральной линии (всего до 15).

Таким образом, максимальное число устройств KNX-сети составляет 58 тысяч.

Конструктивно любая KNX-система состоит из:

  • исполнительных устройств, управляющих связанными с ними системами. Они меняют состояние по сигналам от сенсоров, контролируя подключенное к ним оборудование;
  • системных устройств — источников питания, соединителей и прочего. Это могут быть репитеры, шинные соединители, логические модули;
  • сенсоров, датчиков и прочего. Они фиксируют внешние события и отправляют заданные команды на оборудование (например, при обнаружении падения температуры в помещении ниже 20 градусов автоматически включается отопление).

Каждый компонент должен быть присоединен к шине и запрограммирован (параметризован) соответственно требуемым функциям с помощью ПО ETS. Монтаж многих устройств (блоков питания, актуаторов и прочего.) проводится на стандартную DIN рейку.

В систему также может быть установлено устройство, условно называемое контроллером. Это средство визуализации компонентов сети KNX, контроля и организации удаленного доступа. К таким можно отнести, например, логический контроллер с функциями IP шлюза, ETS-KNX шлюза, и прочими возможностями.

Схема «умного дома» на KNX:

Пример стенда с популярным для реализации KNX-проектов в Москве контроллером LogicMachine:

Обязательных «контроллеров» в классическом понимании технология, как уже говорилось, не предусматривает, все элементы равнозначны и могут работать напрямую.

KNX «для чайников»

Описанное выше может показаться излишне сложным. При многих достоинствах стандарт и решения на его основе обладают, на первый взгляд, высоким порогом входа. Причина тому — необходимость порой непростого программирования устройств и тщательного продумывания логики будущего проекта, особенно в сложных сетях. Но на практике построение «умного дома на KNX не составит проблем, если понять базовые принципы.

Итак, основной элемент — проводная шина KNX, посредством которой «общаются» все устройства, обращаясь друг к другу по известному адресу. В качестве дополнительных служат среды передачи «по воздуху» через радиосвязь, по сети tcp/ip или электропроводке.

Схема одного из вариантов сети для дома:

Реакция оборудования на изменение внешних условий или воздействие определяется его параметрами. Они прописаны в хранящемся на каждом устройстве «приложении», которым можно управлять и менять настройки через ПО ETS. Само ПО устанавливается на подключенном к KNX-шине через шлюз компьютере.

В терминологии KNX существуют следующие понятия:

  • физический адрес — он назначается каждому компоненту через ПО ETS и служит для непосредственной идентификации оборудования;
  • Group Address, групповой адрес — программная сущность, куда помещаются объекты взаимодействующего оборудования (Objects). Например, если нужно создать сенсор включения света, следует создать групповой адрес «свет вкл.» (или другой по желанию), в который помещаются объекты Input 1 актуатора и Output 1 сенсора. Проще говоря, связывается объект датчика и исполнительного устройства.

Формат адресов может быть различным (один бит, байт, два байта и тому подобное). Выключателю достаточно одного байта со значением 1 и 0 (свет вкл./свет выкл.).

Когда групповой адрес создан, он через ПО прописывается в Приложение целевого устройства. Последнее «узнает» адреса всех связанных с ним элементов сети и будет готово к работе.

В качестве тренировочной «песочницы» можно использовать программу KNX Virtual.

Она позволяет экспериментировать с виртуальной сетью без приобретения и монтажа реальных устройств.

Пример системы

Рассмотрим небольшой пример реализации управления освещением дома. Предположим, необходимо:

  • включать свет в коридоре, лестнице, на крыльце;
  • по датчику присутствия делать это в санузле;
  • реализовать автоотключение через 10 минут;
  • сделать аварийное включение света, например, в прихожей при звонке в дверь;
  • отключение света при уходе из дома.

Нужно подсчитать группы освещения, продумать на плане количество и положение выключателей. В качестве последних можно использовать и «родные» KNX-совместимые, и обычные, пакет в шину с последних будет передаваться сухим контактом наподобие такого:

Определившись с группами и функциями, можно подобрать подходящее реле одного из производителей (Gira, Zennio и прочее).

Следующий ответственный момент — планирование проводки и принципиальная схема будущей сети. В рассматриваемом случае на выключатели от щитка идет только кабель шины, а на светильники (нагрузку) — непосредственно электропитание.

Когда все разведено, установлено и скоммутировано, начинается процесс настройки через ПК с установленной ETS: создание нового проекта, заведение топологии, добавление устройств. После этого нужно создать группы: в них будут писать данные сенсоры, а актуаторы станут срабатывать по этим данным. Актуатор допускается приписывать к нескольким группам.

Например, есть четырехканальное реле.

Распределим группы. Групповые адреса первого этажа имеют обозначение 0, освещение на первом этаже 0/0.

  • 0/0/0 — свет на этаже целиком;
  • 0/0/1 — крыльцо, (канал А);
  • 0/0/2 — канал В, прихожая;
  • 0/0/3 — санузел, канал C;
  • 0/0/4 — гостиная, канал D.

В интерфейсе ETS это будет выглядеть примерно следующим образом:

К группам присоединяются выключатели — например, двухклавишные. Предположим, что первая клавиша выключателя в гостиной должна включать-выключать лампы непосредственной в ней, а вторая гасить его на этаже.

Привязка в программе:

Выключение везде:

Остается лишь загрузить программу в оборудование, и можно проверять.

Выводы

KNX — интересный, гибкий и многофункциональный стандарт «умного дома». Децентрализованная структура позволяет создавать сложные распределенные сети; центральный контроллер при этом не нужен. Использование проводного канала связи как основного обеспечивает устойчивый сигнал, а возможность передавать данные через электропроводку в некоторых случаях дает возможность избежать протягивания дополнительных проводов. Кроме того, остается и функционал беспроводной связи, качественной работе которого помогает контроль данных.

На рынке присутствует множество производителей оборудования KNX, при этом всем оно гарантированно совместимо между собой.

Из минусов можно отметить:

  • относительно высокую стоимость решений;
  • высокий «порог входа» для новичков, которым придется разбираться с программированием KNX системы;
  • единственный инструмент настройки — Engineering Tool Software. Программа платная, версия для инсталляций до 20 устройств стоит 200 USD, полнофункциональная — 1000.

Видео по теме

admin

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *