KNX标准为智能家居提供完善控制方案

KNX是商业和家庭楼宇自动化的开放标准，KNX设备可以管理照明、百叶窗、暖通空调、安全系统、能源管理、音频视频、白色家电、显示器、遥控器等，是智能家居应用的重要标准。本文将为您介绍KNX标准的发展与应用，以及相关的解决方案。

不同连接方式可满足不同应用需求

KNX是从三个早期标准演变而来，包括欧洲家庭系统协议（EHS）、BatiBUS和欧洲安装总线（EIB或Instabus），它可以使用双绞线（树形、线形或星形拓扑）、电力线、RF或IP链接，在这个网络上，设备形成分布式应用，并且可以进行紧密的交互。

这些不同的KNX连接方式，可依应用的需求来选用，像是双绞线属于分离式控制电缆，适用于新安装、大规模翻新时采用，具有最高级别的传输可靠性，IP属于以太网／Wi-Fi连接，适用于在需要快速主干网的大型安装中用于与移动设备通信，RF（射频）则属于无线线路，适用于无法安装电缆的应用环境，而电力线则可用于现有网络（中性线和相线必须可用），适用于无法安装额外的控制电缆的场合。

提供多样化的完整KNX解决方案

ABB是一家全球化的科技公司，通过将软件与其电气化、机器人、自动化和运动产品组合连接起来，来满足各种应用的多样化需求。ABB看到了KNX技术的发展与应用需求，也生产出各式各样的KNX相关产品。

ABB针对KNX应用推出了i-bus^®KNX系列产品，产品包括系统设备，如媒体耦合器（RF - TP）、信号中继器，以及USB射频接口，还有各式各样的传感器（电池、电源电压或能量收集），例如按钮、二进制输入、遥控、温度、亮度控制，以及用于开关、调光、遮光控制的各式各样的执行器，产品种类相当多样。

若依据产品类型来分类，ABB i-bus^® KNX系列产品包含电源产品、系统基础设施和接口、连接和接线装置、多功能房间自动化装置、输入装置、输出装置、遮光控制器、照明控制产品、存在检测产品、加热／通风和空调控制产品、自动化、逻辑和时间控制器、可视化、显示和信令显示产品、能源管理、安全与监控、安防产品、按钮与传感器等，您可以到以下网站以了解更多产品信息：https://new.abb.com/low-voltage/products/building-automation/product-range/abb-i-bus-knx。

高度集成的超薄墙壁开关与双绞线KNX解决方案

安森美也针对KNX应用推出多款产品，像是用于KNX墙壁开关的系统级封装（SIP）—NCN5140S，NCN5140S能够以非常小的外形尺寸构建完整的KNX开关系统，使用最少数量的外部组件来设计超薄开关应用。

NCN5140S将市场领先的安森美KNX收发器和ARM Cortex-M0+微控制器，以及大多数必需的无源组件高度集成到一个封装中，其余组件均具备高度集成和最小高度，可允许设计超薄KNX开关应用。

NCN5140S结合经过认证的物理层与KNX堆栈，和用于多达8个可配置翘板开关按钮或触摸开关按钮的预认证软件，KNX系统级封装能够在很短的时间内开发KNX开关应用，预认证的应用软件包括驱动和调光功能，可支持多达8个RGB LED，以照亮按钮或触摸板，使用这个器件只需在KNX协会注册衍生设计，即可获得KNX认证，可减少研发工作，加快产品上市时间，并具备低BOM成本的优势。

NCN5140S可应用于电容式触摸开关与翘板开关，均可支持最多8个按钮，RGB LED可照亮按钮，适用于楼宇自动化、智能家居领域，最终产品包括智能照明开关、百叶窗控制、通风控制等相关产品。

安森美还推出可用于双绞线网络的全功能KNX收发器—NCN5130，这是一款适用于KNX双绞线网络（KNX TP1-256）的接收器-发送器芯片。NCN5130嵌入了PHY和MAC层，并处理总线上数据的传输和接收，是通过KNX认证的双绞线收发器，支持9600波特通信速度。NCN5130可从未调节的总线电压中产生稳定电压，以满足其自身的电源需求以及为外部设备供电，具有两个高效DC-DC转换器与一个线性稳压器，DC-DC1固定在3.3 V，DC-DC2则可在1.2和21 V之间进行调整，并具有20V线性稳压器，总线电流消耗为40 mA。

NCN5130为确保与总线的安全耦合和解耦，可通过模拟引脚提供各种监视器（KNX总线电压、电流、温度...），还支持电力调节器的控制和监测，可缓冲发送的数据帧（支持扩展帧），以及可选择的UART/SPI接口和到主机控制器的波特率。NCN5130的综合计时系统使用行业标准的低成本16 MHz石英操作，可为外部MCU生成8/16 MHz时钟，可在-40℃至+105℃的扩展环境温度范围下运作。

NCN5130可用于任何TP1-256应用，大多数的KNX应用都可以直接由NCN5130供电，无需外部昂贵的电源，具有一流的整体系统效率，可支持各种高端／功率要求高的KNX应用，例如家庭自动化、智能建筑，最终产品包括智能照明和开关、通风和空调、恒温器、警报器和烟雾探测器、百叶窗、警报、占用检测等产品。

通过KNX认证的双绞线与射频解决方案

ST也针对KNX-RF应用推出成本优化、节能的解决方案，该产品组合具有双射频连接（Bluetooth LE和KNX-RF），并且只有两个芯片配置，包括S2-LP Sub-1GHz收发器和BlueNRG-2 Bluetooth LE SoC，均已通过KNX-RF Multi认证，能够同时处理多个RF通道（以减少与其他低于1GHz设备的干扰问题），以及降低对无线系统至关重要的电池供电应用的功耗。

S2-LP是一款高性能超低功耗射频收发器，适用于1 GHz以下频段的射频无线应用。它设计用于在433、512、868和920 MHz的免许可ISM和SRD频段中运行，但也可以编程为在413-479 MHz、452-527 MHz、826 -958 MH、904-1055 MHz频段。S2-LP支持不同的调制方案，包括2(G)FSK、4(G)FSK、OOK和ASK，空中数据速率可编程为0.1至500 kbps。

BlueNRG-2是一种非常低功耗的可编程Bluetooth^®LE 5.2无线SoC，扩展了屡获殊荣的BlueNRG网络处理器的功能，支持使用嵌入式Cortex M0来运行用户应用程序代码。BlueNRG-2包括256 kB编程闪存、24 kB静态RAM存储器（两个12 kB组）和SPI、UART、I²C标准通信接口外设，它还具有多功能定时器、看门狗、RTC和DMA控制器。BlueNRG-2还有ADC可用于连接模拟传感器，并读取集成电池电压传感器的测量值，数字滤波器可用于处理PDM流。

此外，ST也提供KNX双绞线解决方案，可在带有STKNX双绞线收发器的STM32 MCU上运行的Tapko KNX堆栈，这是ST与TAPKO/Shufan的紧密合作关系下开发的产品。STKNX芯片组具有小封装和很少的外部组件，可支持非常紧凑的KNX节点，并通过KNX认证，可支持KNX TP1-256应用。

ST的KNX双绞线解决方案可支持高达30mA的总线电流，并在-40℃至+85℃的温度范围下工作，可与微控制器进行简单“位”接口，且无需电晶体，具有2个用于外部应用的集成稳压器，以及可选的3.3V / 5V – 20mA线性稳压器，以及可调1V至12V – 150mA的高效DC/DC开关转换器。

结语

KNX标准在智能家居应用中扮演相当重要的角色，可提供有线与无线的多样化网络配置模式，来满足不同的应用需求。本文中所介绍的KNX解决方案，包括ABB的各式各样KNX完整解决方案、安森美的超薄墙壁开关SIP与双绞线KNX收发器，以及ST的双绞线与射频解决方案，都将值得您开发KNX相关产品时深入了解与采用。