意法半导体ST-KNX家庭楼宇自动化芯片组

作者：意法半导体 Michael Muenkel

物联网、传感器和人工智能让建筑变得越来越智能，这些技术融合为人们简化日常生活带来新的机会。随着对便利性、灵活性和用户友好性的需求不断增长，有线或无线传感器/执行器网络变得越来越重要。此外，楼宇控制自动化还能提高建筑的能源效率和信息技术安全性。

KNX 成为全球楼宇通信和自动化标准已经有很多年了。该标准最早可以追溯到 1990 年的EIB（欧洲安装总线）。

在与 BATIBUS（法国）和欧洲家庭系统协会（荷兰）等标准合并后，KNX 协会于 2006 年成立。通过 KNX分布式总线系统，不同厂商的KNX 认证产品可以互联互通。

所有KNX 网络使用一个工程软件工具（ETS） 配置和诊断设备。

数据传输最常用的物理层媒介是双绞线、网线（IP协议）和868MHz射频载波。

意法半导体现有的KNX 认证芯片组支持所有传输媒介，并有可能进一步扩展到移动设备，例如，兼容Bluetooth5 的智能手机或平板电脑。

STKNX 是一款双绞线KNX 收发器，集成 的2 个稳压器可为KNX总线设备供电，保护着KNX有线通信在当今楼宇自动化领域的最大市场份额。

KNX-RF射频收发器目前采用868 MHz通信频率。

借助ETS软件，KNX 设备可以很容易地集成到 KNX 有线基础设施内。

该芯片组对 KNX 认证合作伙伴的 KNX-RF协议栈软件开放。

TAPKO 科技公司www.tapko.de 已经在为意法半导体平台提供KNX认证的 KNX 协议栈 （KAIStack）。

图 4 所示是在 BlueNRG-2主控制器软件层集成的KNX-RF 和 BLE协议栈，BlueNRG-2主控制器通过 SPI接口连接 SubGHz KNX-RF 收发器。

因此，基于 32 位 Cortex M0 ARM 的 BlueNRG系统芯片是S2-LP 控制器，还是BLE蓝牙与IOS 或 Android 移动设备通信的控制器。

图 5 所示是意法半导体开发的包含KNX 和 BLE 评估板的楼宇自动化开发环境。如果需要实现蓝牙，开发环境还提供意法半导体开发的BLE 认证模块 （BlueNRG-M0/M2）。

如果不需要 BLE 功能，STM32 微控制器也可以用作 KNX-RF 的主控制器。

所有组件和 KNX 协议栈都经过 KNX 认证，可在以下的网址上找到：http://www.knx.org/knx-en/for-manufacturers/development/system-components/KNX-RF Products - STMicroelectronics

结论：

在楼宇自动化应用领域，KNX 认证产品市场一直在增长。房间管理、照明控制、家庭楼宇安防监控，以及百叶窗、窗帘、供暖、通风和空调的远程自动控制系统，可以为智能建筑提供智能解决方案。

意法半导体的各种MEMS 传感器和图像传感器可在楼宇网络中监测运动、环境或光线。

在KNX 基础设施中增加低功耗蓝牙可以让设备配置变得更容易，并可以把移动设备用作控制KNX设备的人机界面。

在建筑物中使用 KNX 还有助于降低能源消耗，射频通信允许对现有基础设施进行现代化升级改造，而无需铺设新电缆。

此外，关于当前智能电网解决方案连接电子燃气表、水表、电表和供热成本分配器的热门话题，可以开发通信接口，使这些表计能够与现代计量系统所用的subGHz无线连接标准通信，例如，无线 M-BUS / OMS 等。

关于作者：

Michael Muenkel 毕业于埃斯林根应用科技大学通信工程专业，从1987 年起，曾在多家公司从事开发、应用咨询和营销工作。1999 年加入意法半导体，现任射频和传感器技术营销经理。

michael.muenkel@st.com