История возникновения

Умный дом на основе KNX делают уже очень давно. Что такое система KNX? Этот стандарт на основе коммуникационной проводной шины является логическим продолжением технологий EIB, EHS и Batibus. В качестве основы была взята технология EIB, поэтому до сих пор иногда используют обозначение EIB/KNX. В 1999 г консорциумы, разрабатывающие соответствующие протоколы, объединились в «Ассоциацию KNX». На сегодняшний день в эту организацию входит более 400 компаний со всего мира. В 2003 году новую технологию утвердили в качестве международного стандарта ISO 14543 (в Европе технология получила обозначение EN 50090).

KNX система

Центральный элемент KNX-системы — это специальная проводная шина, являющаяся основой децентрализованной сети. Под децентрализацией подразумевается то, что в системе нет единого контроллера сети, поэтому выход из строя любого компонента системы не приведет к выходу всей системы в целом. Компоненты условно можно разделить на 3 группы: генераторы команд, актуаторы и вспомогательные устройства. Обмен информацией между сенсорами, таймерами, релейными модулями и другими элементами осуществляется по витой паре или IP-сети. KNX сеть часто служит основой для объединения других систем «Умного дома» в единый комплекс. Это происходит потому, что многие производители оборудования выпускают шлюзы для подключения KNX-систем к телефонным, мультимедийным и другим типам сетей. Такая объединяющая гибкость построения системы зачастую является решающим доводом при выборе типа системы для «умного дома».

knx умный дом схема монтажа принципиальная
Умный дом knx схема устройств по выполняемым функциям.

Стандарт может использоваться для управления следующими подсистемами «умного дома KNX»:

  • освещение;
  • отопление;
  • вентиляция;
  • охранно-пожарная сигнализация;
  • водо- и энергоснабжение;
  • кондиционирование воздуха и др.

Использование KNX-устройств позволяет снизить коммунальные издержки до 50 % за счет управления температурным режимом или уровнем освещенности в помещениях. Это очень актуально для административных помещений. Однако пользователи в жилых помещениях на первое место уверенно ставят не экономию ресурсов, а тот уровень удобства и комфорта, которые предоставляет система KNX.  Топология проводной шины может варьироваться в широких пределах. Допускается построение сетей типа «линия», «дерево» или «звезда». Поэтому сеть KNX можно легко модернизировать или изменить, если возникает такая потребность.

Основным компонентом логической структуры считается участок, содержащий до 64 узлов. Четыре сегмента могут объединяться в линию. Более высокое место в иерархии занимает область (до пятнадцати линий). На верхнем уровне KNX-системы умный дом допускается объединение до 15 областей.

Максимальное число устройств, подключаемых к одной сети, составляет 58000. Скорость передачи информации внутри сети равна 9,6 Кбит/с. Для предотвращения коллизий применяется сетевой протокол CSMA/CA благодаря которому отправленная команда всегда бывает обработана и не теряется. Время отклика на поданную команду находится в пределах 25 мс. При передаче информации между узлами сети могут использоваться физические или групповые адреса. Второй вариант применяется для одновременной передачи информации нескольким устройствам. Все это позволяет внедрять протокол KNX в большие и очень большие здания. Однако и для не больших помещений он очень актуален благодаря своей гибкости и возможности глубокой модернизации.

KNX-проектирование

Принципиальная схема монтажа KNX-системы умный дом предполагает использование выделенной шины, к которой подключаются контроллеры, сенсоры и исполнительные устройства. Для прокладки общей линии рекомендуется применять экранированный четырехпроводный кабель JY(St)Y 2х2х0,8.

Кабель используемый при установке системы KNX
Кабель для связи оборудования в системе KNX

Проект нужно создавать с учётом следующих ограничений:

  • предельная длина провода в сегменте составляет 1 км;
  • расстояние между 2-мя устройствами не должно превышать 700 м;
  • напряжение, необходимое для функционирования узлов сети составляет 21 В;
  • расстояние от устройства до источника питания не должно быть больше 350 м.

Для объединения участков сети устанавливаются аппараты, выполняющие функции мостов, маршрутизаторов и фильтраторов информационных пакетов. Терминирующие устройства при закладке проводки не потребуются. Для обеспечения бесперебойной работы сети нужно подобрать блок питания, который выдерживает перепады напряжения длительностью до 100 мс. Для передачи информации резервируется 2 провода витой пары. Оставшиеся жилы можно использовать для подачи дополнительного питания для различных устройств. Масштабирование сети осуществляется с использованием мостов и IP-протокола. Разумеется выполнять подобные проекты может только организация имеющая нужных специалистов.

Настройка сети

После завершения монтажа сети необходимо настроить подключенные к шине устройства. Программирование аппаратной части сети достаточно сложный процесс и осуществляется при помощи платного приложения ETS. Сопряжение программы с сетью производится с помощью интерфейсов RS-232 или USB, а также через IP-мосты. Приложение работает в среде ОС Windows.

Процесс программирования осуществляется по следующему алгоритму:

1.  Создание проекта;

2.  Копирование данных об используемых устройствах в каталог приложения;

3.  Проектирование плана здания;

4.  Импортирование списка оборудования KNX в проект;

5.  Подбор адресов для устройств и установка необходимых параметров;

6.  Распределение оборудования по групповым адресам;

7.  Выгрузка файла проекта в систему автоматизации;

8.  Тестовый запуск и диагностика сети.

Программа ETS позволяет создавать группу проектов в одной сети или несколько систем в одном проекте. При настройке нестандартных устройств нужно использовать специальные утилиты, которые встраиваются в оболочку основного приложения. Для настройки небольшой сети лучше использовать двухуровневую адресацию, а для более крупных проектов — трёхуровневую.

Групповые адреса имеют специфическую логическую структуру, которая отличается от топологии помещения. Для трёхуровневых схем можно создавать дополнительное деление (например, по отдельным комнатам).

Готовую KNX-схему умного дома можно загрузить в систему управления и визуализации . Для этого к сети необходимо подключить компьютер, и скопировать файл конфигурации. Процесс программирования завершается тестированием работоспособности сети. При необходимости производится окончательная настройка под особые требования заказчика. В целом KNX-проектирование не выполняется по шаблонам и всегда строго индивидуально, поэтому оценить стоимость KNX проекта и оборудования без технического задания от заказчика не представляется возможным.

Преимущества

Изготавливать оборудование KNX для умного дома могут только компании имеющие на это право, поэтому оборудование различных производителей обязательно будет работать в едином комплексе. Если вы купили оборудование и даже по прошествии нескольких лет, возникнет необходимость в его замене или расширении, то вновь закупаемые устройства KNX будут работать в связке со старыми устройствами без каких либо проблем на любом, коль угодно сложном строительном объекте. Совместимость сотен различных устройств от различных фирм в составе единой системы обеспечивается неизменностью стандарта KNX. Из единства стандарта, вытекает возможность комбинировать в одном проекте изделия разных производителей.

1.   Гибкость. Перенастройка или модернизация системы может выполняться простым перепрограммированием без использования строительных работ;

2.   Надёжность системы. Выход из строя одного или нескольких устройств не нарушит работу всей сети;

3.   Надёжность оборудования. Опыт использования показывает, что выход из строя KNX устройств это очень редкое событие;

4.   Возможность настройки дополнительных функций элементов системы (например, одно и тоже оборудование или его часть может выполнять разные функции в зависимости от настроек);

5.   Простота диагностики, монтажа и обслуживания оборудования;

6.   Длительный срок службы (до нескольких десятков лет);

7.   Возможность голосового управления;

8.   Создание сценариев и логических схем для программирования инженерных систем;

9.   Централизованное управление. Всё оборудование в здании можно контролировать при помощи одной сенсорной панели.

10. Объединение различных технологий в одну систему на основе  KNX

Как установить умный дом KNX?

Если вы собираетесь устанавливать систему «умный дом» в отремонтированную квартиру, то целесообразно использовать беспроводные устройства, которые передают информацию по радиоканалу. Для строящихся домов и помещений лучше спроектировать проводную сеть. Монтаж и первичную настройку устройств желательно поручить специализированной компании, которая имеет большой опыт эксплуатации систем «умный дом».

Важный момент, KNX система умного дома, устанавливается в здание или помещение и эксплуатируется за все время существования помещения, т.е. она ставится один раз и в дальнейшем только модернизируется. Учитывая возрастающую потребность в системах «умный дом» не стоит недооценивать ее необходимость в будущем. Простое сравнение с автомобилями показывает, что без интеллектуального управления современный автомобиль уже не возможен.  Это же и происходит со зданиями и помещениями. Пройдет совсем немного времени и помещение без умной системы станет не актуальным и не привлекательным. Для примера, одной из квартир с «умным домом» сделанным нашими специалистами, владеет уже третий хозяин.  При беседе с ним, он честно признался, что одним из основным доводом при покупке этой квартиры явилось то, что она «умная» и положительный отзыв предыдущих хозяев о системе в целом.

Обратитесь к сотрудникам фирмы «ТехноСвет», и они ответят на все вопросы, касающиеся использования умного дома KNX. Связаться со специалистом можно по телефону или электронной почте. Также можно использовать форму обратной связи или лично посетить наш офис, расположенный в Новосибирске.

Заказать проект KNX