Giới thiệu về tiêu chuẩn giao tiếp KNX

KNX (Konnex) là tiêu chuẩn toàn cầu cho hệ thống quản lý, điều khiển tòa nhà thông minh, được phát triển trên nền ba tiêu chuẩn trước đó: European Home Systems Protocol (EHS), BatiBUS, European Installation Bus (EIB). KNX được chuẩn hóa từ EN 50090, ISO/IEC 14543 và quản lý bởi hiệp hội KNX quốc tế.

KNX sự kế thừa và phát triển từ EIB, EHS và Bati BUS

Để chuyển các tín hiệu điều khiển tới tất cả các thành phần quản lý trong tòa nhà, hệ thống yêu cầu tất cả các loại thiết bị khác nhau phải giao tiếp trên một ngôn ngữ chung, qua giao thức KNX tất cả các đường Bus kết nối tới thiết bị (cáp đôi, sóng vô tuyến, dây điện, dây mạng). Các đường Bus này có thể kết nối tới các thiết bị cảm biến hoặc các thiết bị điều khiển tòa nhà như: Hệ thống chiếu sáng, rèm cửa, hệ thống thiết bị an ninh, thiết bị quản lý năng lượng, hệ thống điều khiển nhiệt độ, cửa thông gió và máy lạnh, … Tất cả các chức năng của tòa nhà có thể được điều khiển, giám sát và báo hiệu qua một hệ thống chung mà không cần tới các trung tâm điều khiển mở rộng khác.

KNX được thừa kế từ ưu điểm nổi bật trong khả năng giao tiếp tại tầng vật lý của giao thức  EIB và các chế độ cấu hình, ứng dụng của 2 giao thức EHS, BatiBUS.

EIB (European Installation Bus) là hệ thống điều khiển các thiết bị điện thông minh của Châu Âu. Toàn bộ các thiết bị điện trong tòa nhà (đèn chiếu sáng, rèm cửa cuốn tự động, hệ thống nước nóng, điều hòa, máy giặt…) được kết nối chung trên tầng vật lý của EIB.

Tại tầng vật lý này, mỗi thiết bị là một địa chỉ xác định.

Điều khiển thiết bị bằng nhiều cách: Điều khiển bằn nút bấm tại chỗ, bằng cảm biến, từ thiết bị điều khiển từ xa, qua điện thoại di động hoặc qua giao diện web.

Với sự linh hoạt trong giao diện lập trình điều khiển của giao thức EIB cho phép điều khiển theo nhu cầu sử dụng: Hoạt động theo cảm ứng, theo thời gian, theo lệnh điều khiển riêng hoặc chung…

Nguyên lý hoạt động của chuẩn giao tiếp KNX

Sơ đồ nguyên lý:

Thành phần hệ thống:

• Thiết bị cấp nguồn (Power Supply).
• Thiết bị nhận tín hiệu điều khiển (Sensor).
• Các bộ điều khiển chức năng (Controller).
• Cơ cấu chấp hành (Actuator).

LỢI ÍCH CƠ BẢN

• Công nghệ Nhà thông minh theo chuẩn EIB của hiệp hội KNX là hệ thống điều khiển tiên tiến, không cần bộ xử lý trung tâm . Hệ thống thông minh này đáp ứng được tất cả các yêu cầu mà những công trình sang trọng và hiện đại cần phải có.
• An toàn cao nhất cho người sử dụng điện. Các công tắc điện dùng nguồn cấp 24V DC là điện áp an toàn, không nguy hiểm (SELV) theo tiêu chuẩn của Châu Âu.

• Với 415 nhà máy sản xuất thiết bị theo tiêu chuẩn EIB từ 30 Quốc gia mang lại giải pháp tiên tiến và hoàn hảo cho khách hàng.
• Kiểu dáng các thiết bị sang trọng, trang nhã phù hợp với nội thất của ngôi nhà.
• Làm việc ổn định với độ tin cậy cao. Các thiết bị được sản xuất tại Đức, Pháp đã qua những công đoạn kiểm tra rất ngặt nghèo trước khi xuất xưởng. Đã được nhiệt đới hóa theo đúng tiêu chuẩn Châu Âu.

• Hoạt động theo ý muốn của người sử dụng. Chức năng điều khiển gần như là không có giới hạn và có thể đáp ứng tất cả các yêu cầu và mơ ước của chủ nhân ngôi nhà.
• Tính linh hoạt cao. Có thể thay đổi chức năng sử dụng cũng như chức năng điều khiển rất đơn giản bất cứ lúc nào mà không cần đi lại dây.
• Điều khiển và phối hợp nhiều chức năng trong nhà với nhau theo các kịch bản phong phú. Các kịch bản chiếu sáng, báo cháy, chống trộm, điều khiển cửa ra vào, gara, cửa sổ, rèm che cửa, bơm nước, hệ thống camera quan sát, hệ thống nghe-nhìn (audio-video) trong nhà.

Những thành phần cơ bản trong hệ thống điều kiển tòa nhà KNX

Những thành phần cần thiết cho hệ thống

–       Nguồn điện cho BUS (Power supply 30V)

–       Bộ Nối (Couper)

Nhận phát lệnh (sensors: nút bấm, đo nhiệt độ, đo ánh sáng, sự hiện diện)

–       Nhận tính hiệu từ bên ngoài (bấm nút, nhiệt độ thay đổi)

–       Chuyển dạng tín hiệu đó thành dạng tín hiệu KNX(tín hiệu)
Gởi tín hiệu KNX lên BUS

Thực thi lệnh (actuators: relay mở đèn, giãm độ sáng, mở máy…)

–       Nhận một tín hiệu từ BUS

–       Xử lý thông tin trong tín hiệu nhận được

–       Thực hiện chức năng

Lệnh Binary (tắt/mở): Nút bấm. Lệnh Analogic (biến đổi theo dãy  tần): đồng hồ, máy đo sức gió. mưa, ánh sáng, nhiệt độ, co2…

Những chức năng => Những sensors nhận tín hiệu vật lý (bấm nút, gió…) và biến nó thành một tín hiệu KNX

Switch actuator: Kích hoạt trạng thái ( on/off relay )

• Dimming actuator: Kích hoạt theo dãy tần (thay đổi độ sáng, nhiệt độ)
• Blind/roller shutter actuator: Kích hoạt màn, cửa chớp
• Heating actuator: Kích hoạt lò sưởi

Những chức năng: Những actuators nhận một tín hiệu KNX, xử lý nó, sau đó chuyển nó thành một tác động vật lý lên các thiết bị (đóng relay, kích hoạt máy lạnh, hiển thị trên màn hình chạm…)

Phần mềm Engineering Tool Software (ETS) được dùng để lập trình những dự án, làm những tài liệu kèm theo dự án và chuẩn đoán kiểm tra hệ thống lắp ráp

Những phần mềm áp dụng cho những linh kiện thông minh được tải về miển phí trên các website của các hãng sản xuất, chúng được cài vào các linh kiện KNX bằng phần mềm ETS thông qua kết nối trung gian USB hoặc IP. Chỉ cần mua ETS mà không cần trả phí sử dụng bản quyền.