KNX智能家居系统培训资料 前言 欧洲安装总线EIB（European Installation Bus）是在上世纪九十年代初发展起来的一种通信协议，用户对建筑物自控系统在安全性 、灵活性和实用性方面的要求以及在节能方面的需求促进了这项技术的迅速推广。与此 同时，同样的需求在法国促进了Batibus技术的发展，欧洲家用电器协会（EHSA）也对家 用电器（又称白色电器）的网络通信制定了EHS协议。 1997年上述三个协议的管理结构联合成立了KNX协会，在这三个协议的基础上开发出KNX 标准。目前在家庭和建筑物自动化领域，KNX标准是唯一符合国际标准ISO/IEC 14543和欧洲标准EN 500990、CE 13321要求的开放式国际标准。 《KNX智能家居系统培训资料》是介绍KNX系统技术的基础资料，向广大的技术人员、项 目规划人员、系统集成商和操作人员介绍KNX系统的构成和应用，同时还介绍了有关系统 规划、安装、投运和扩展方面的知识。 KNX系统可使用多种通信介质，包括：双绞线、电力线和无线通信。本手册主要着重 介绍KNX 系统在TP（双绞线）中的基本知识和应用等。有关KNX系统在电力线和无线通信的介绍， 可以参考KNX标准资料介绍，资料下载网站：。 目录 一、KNX系统概论 3 1.智能家居的概念 3 标准简介 5 协会简介 6 4. KNX 技术简介 7 ．传输技术特点 7 ．拓扑结构 7 ．KNX传输介质 8 的发展 9 的优势 9 二、KNX 系统总线设备 11 1． 概述 11 2．总线设备的结构 12 3．KNX系统电源 14 4．三种配置模式的总线设备 14 三、KNX系统通信 16 1．基本工作原理 16 2．物理地址 18 3．组地址 19 4．组对象 20 ．标志 21 5．TP1位结构 23 6．TP1报文冲突 23 7．叠加数据和供电电压 24 8．TP1 电缆长度 24 四、KNX 系统拓扑结构 26 1．拓扑结构 26 2．物理地址 29 五、KNX传输技术 31 1．报文传输的时间需求 31 2．TP1报文确认 32 3．KNX总线访问 33 六、KNX报文的结构和寻址方式 34 1．控制字段 34 2．源地址 35 3．目标地址 36 4．路由计数和长度 37 5．实用数据 37 6．校验字节 40 七、ETS4-KNX项目设计：基本组态 40 1．ETS概述 40 2．ETS4 软件的使用 42 八、KNX系统的规划和设计 55 1．规划 55 2．系统设计 57 九、KNX应用 60 1．根据时间和室外照度控制办公室的照明 61 2. 场景控制 64 一、KNX系统概论 1.智能家居的概念 目前关于智能家居的定义又重新成为热门话题，有人把灯光和窗帘的控制看作是智能 家居，也有人把背景音乐看作智能家居，有厂家偏重于安防和对讲，有厂家炒作家庭影 院为智能家居等等。现在，我们从发展的眼光，站在生活者的平台上去看，以一个新的 主题表达出来，算是对智能家居新定义的补充。 智能家居是利用先进的计算机技术、网络通信技术、综合布线技术、依照人体工程学 原理，融合个性需求，将与家居生活有关的各个子系统如安防、灯光控制、窗帘控制、 煤气阀控制、信息家电、场景联动、地板采暖等有机地结合在一起，通过网络化综合智 能控制和管理，实现"以人为本"的全新家居生活体验。 智能家居中，核心在于系统的集成能力，即把灯光、遮阳系统、窗帘系统、HVAC暖通 空调系统、中央背景音乐系统、家庭影院系统、安防系统等完美的融合起来的能力。而 这个能力，很大程度上取决与该系统的开放性。这就需要一种标准，或者有一个大部分 设备厂家都能认可并采用的"语言"，即控制协议。这就牵涉到自动控制领域中的"现场总 线技术"，我们称之为Field Bus。这种技术要求控制与智能"本地化"与"模块化"，让控制系统的传感器与控制器都具 有独立的运算、处理、发送信号的能力，相互独立又相互联系，构成一个控制网络中的 "Internet"。 例举：传统的灯光控制方式与智能的灯光控制方式： 传统灯光控制方式 智能灯光控制方式 2.KNX标准简介 KNX 是家居和楼宇控制领域唯一的开放式国际标准，是由欧洲三大总线协议 EIB、BatiBus和EHS合并发展而来。KNX标准目前已被批准为欧洲标准 (CENELEC EN 50090 & CEN EN 13321-1)、国际标准 (ISO/IEC 14543-3)、美国标准 (ANSI/ASHRAE 135)和中国指导性标准 (GB/Z 20965)，已经成为"HBES技术规范- 住宅与楼宇控制"的国家标准化指导性技术文件。 KNX协议以EIB为基础，兼顾了BatiBus和EHS的物理层规范，并吸收了BatiBus和EHS 【KNX智能家居系统】是一种基于KNX标准的住宅和楼宇自动化解决方案，该标准源自上世纪九十年代欧洲的EIB（European Installation Bus）、Batibus和EHS协议的整合。KNX协会成立于1997年，负责维护和发展这个开放的国际标准，它符合ISO/IEC 14543和EN 50090、CE 13321等多国标准。 KNX系统的核心在于它的灵活性和多功能性，能够集成多个子系统，如照明、遮阳、HVAC、安防等，实现家居生活的智能化。系统集成能力是关键，这依赖于KNX协议，一种现场总线技术，允许设备间的独立交互和网络化控制。 在KNX系统中，通信介质多样，包括双绞线（TP）、电力线和无线通信。本培训资料主要关注双绞线（TP）的应用。系统设备包括总线电源、不同配置模式的总线设备等，它们通过物理地址和组地址进行识别和通信。报文传输涉及物理地址、组地址、组对象、控制字段、校验字节等要素，确保数据准确无误地传输。 系统规划和设计是KNX应用的重要环节，包括设备布局、网络拓扑结构的选择。KNX的拓扑结构可能包括线形、星形、混合型等，物理地址用于设备定位。报文传输时间需求、报文确认和总线访问机制保证了通信的高效和可靠性。 实际应用案例展示了KNX如何用于照明控制、场景控制等，例如根据时间和室外光照自动调节办公室照明，以及设置不同场景模式。ETS（Engineering Tool Software）是用于设计和配置KNX系统的软件工具，提供用户友好的界面来管理项目配置。 KNX系统的优势在于其开放性和互操作性，允许不同厂商的设备协同工作，降低了用户的设备选择限制。随着技术的发展，KNX将继续在智能家居和楼宇自动化领域扮演重要角色，推动更智能、更节能的生活方式。

KNX（Konnex Association）是一种全球认可的智能家居和楼宇自动化标准，用于统一控制系统和设备间的通信。这个标准协议文档资料包含的是KNX官方发布的详细技术规范，版本为v2.1，它提供了全面的指南，帮助工程师、设计师以及开发者理解和实施KNX系统。 KNX标准协议的核心在于它的通信协议，它定义了数据在不同设备之间如何传输，包括数据的结构、编码、传输层和应用层协议。以下是对这个协议的一些关键知识点： 1. **数据总线系统**：KNX基于两线或四线的物理层，允许设备通过一根电缆连接，实现数据的双向传输。这种设计简化了布线，降低了安装成本。 2. **拓扑结构**：KNX支持星型、树型和总线型网络结构，可根据项目需求灵活选择，确保系统的可扩展性和可靠性。 3. **数据类型和对象**：KNX定义了多种数据类型，如布尔值、整数、浮点数等，以及各种对象，如开关、温度传感器等。这些对象具有特定的功能和属性，方便设备间的交互。 4. **数据传输服务**：KNX协议提供不同的数据传输服务，如广播、单播和存储转发，以满足不同场景的需求。例如，广播用于向网络中的所有设备发送消息，而单播则用于一对一的消息传递。 5. **应用层**：在这个层次，KNX定义了用户接口、配置工具和设备行为。例如，EIB/KNX TP1用户接口描述了如何与用户进行交互，而配置工具则用于设定设备参数。 6. **安全机制**：KNX协议也考虑到了网络安全，如数据完整性保护和访问控制，以防止未授权的访问和篡改。 7. **设备类型和功能**：KNX协议支持众多设备类型，如照明控制、遮阳控制、温控、安全系统等。每种设备都有其特定的功能集，可以通过配置工具进行编程和调试。 8. **配置和编程**：KNX项目通常使用ETS（Engineering Tool Software）进行配置，它可以创建和编辑逻辑拓扑，分配地址，并编写控制逻辑。 9. **兼容性**：KNX标准确保了不同制造商的设备之间的互操作性，这意味着来自不同供应商的组件可以无缝集成到同一个系统中。 10. **IP集成**：随着物联网的发展，KNX v2.1可能包含了对IP（Internet Protocol）的支持，使得KNX系统能够与互联网相连，实现远程控制和监控。 KNX官方标准协议文档对于理解KNX系统的工作原理、设计和实施至关重要，它提供了详细的规范和指导，是从事KNX相关工作的必备参考资料。通过深入学习和实践，工程师们能够构建出高效、稳定且智能的楼宇自动化解决方案。

KNX标准是一个全球性的开放标准，用于家居和楼宇自动化。它覆盖了各种类型的建筑自动化和控制系统，包括照明、HVAC控制、安全系统、能源管理、监控、以及其他控制和监视设备。KNX标准的主要目的是允许不同的制造商生产的设备能够相互兼容和通信，以实现整个建筑的智能化管理。这一标准由欧洲电工标准化委员会（CENELEC）制定，并被国际电工委员会（IEC）采纳，得到了全球广泛的认可和支持。 KNX标准v3.0.0是该标准的最新版本，它在以前版本的基础上，进一步提升了系统的集成能力、扩展性和安全性。新版本对通信协议进行了优化，增强了系统的稳定性和响应速度，同时也改善了系统的兼容性和互操作性。这对于希望在智能建筑领域投资的技术人员和企业来说，是一个重要的更新，因为它意味着更高效的数据传输、更好的用户体验和更低的维护成本。 KNX标准v3.0.0的更新还包括了对网络配置和设备接入的改进，使得安装和调试过程更加简便快捷。它还提供了更加丰富的功能扩展，能够支持更为复杂的自动化需求，包括高级的场景管理、时间控制以及远程访问等。此外，此版本在安全性方面也有所增强，比如通过加强数据加密和认证机制，来保护系统的数据传输和控制操作不被未授权访问。 在实际应用方面，KNX标准v3.0.0可以支持多种通信媒体，包括电力线、无线射频、以太网等。这种多样性让KNX能够适用于各种不同的建筑环境，无论是在新建项目还是在旧建筑改造中，都能够灵活部署。特别地，它还支持智能建筑中的能源管理，通过优化能源使用，降低运营成本，对于实现可持续发展具有重要意义。 KNX标准v3.0.0的发布，标志着智能建筑自动化领域的一个重要里程碑。它为设备制造商、系统集成商和最终用户都提供了更多价值，带来了更稳定可靠的控制体验，更广泛的兼容性和更强的安全保障。这使得KNX成为实现建筑智能化的理想选择，无论是在住宅、商业楼宇还是工业环境中。

《C#实现KNX通信详解》 KNX（Konnex Association）是一种国际标准的楼宇自动化协议，广泛应用于智能家居、智能建筑等领域。本篇将详细探讨C#环境下如何利用knx-ip网关进行通讯，以及如何实现单播和广播功能。 1. **KNX协议基础** KNX协议是欧洲家庭和楼宇控制系统的统一标准，它允许不同厂商的设备通过一个统一的通信平台相互交互。KNX网络架构分为三个层次：物理层、数据链路层和应用层。其中，物理层定义了信号的传输方式，数据链路层处理网络通信，应用层则提供了具体的功能和服务。 2. **C#与KNX通信** 在C#中，开发者可以利用.NET框架来构建KNX应用。在本例中，"knx.net-master"项目提供了一个SDK，用于实现与KNX总线的通信。这个SDK包含了一系列类库，如EIBConnection、EIBGroupObject等，这些类库使得开发者能够轻松地编写出与KNX设备交互的代码。 3. **单播通信** 单播通信是指数据包只发送给特定的一个接收者。在KNX系统中，这通常涉及到直接控制某个设备，例如设置灯光亮度或调节温度。在C# SDK中，可以通过创建EIBConnection对象并调用其Write方法，指定目标地址和要发送的数据，实现单播通信。 4. **广播通信** 广播通信则是向网络中的所有设备发送数据。在KNX中，这用于广播消息或查询整个网络的状态。C# SDK提供了一个BroadcastAddress，表示所有设备的通用地址，将这个地址作为目标，即可实现广播通信。 5. **监听KNX总线** SDK还允许程序监听来自KNX总线的数据，这是通过实现事件处理程序来实现的。EIBConnection对象有一个GroupValueResponse事件，当KNX网络中有设备响应时，这个事件会被触发。通过订阅这个事件，开发者可以接收到网络中其他设备发送的数据。 6. **实际应用示例** 例如，我们可以创建一个C#应用程序，初始化EIBConnection，设置监听的组地址，然后启动连接。一旦有设备改变其状态，通过GroupValueResponse事件，我们的程序就能获取到相应的信息，从而更新界面或执行相应的逻辑。 7. **调试与优化** 在开发过程中，调试和优化是必不可少的步骤。可以利用SDK提供的日志功能记录通信过程，以便分析问题。同时，理解KNX协议的规则和限制，如最大传输速率、报文格式等，也是优化性能的关键。 8. **安全性考虑** 考虑到KNX系统的安全性，应确保所有的通信都是在安全的环境中进行，避免未经授权的访问和控制。这可能涉及设置访问控制列表，或者使用加密技术保护数据传输。 9. **总结** C#语言结合knx.net-master SDK，为开发者提供了强大的工具来实现KNX系统的控制和监控。通过理解KNX协议和SDK提供的功能，开发者可以构建出高效、可靠的楼宇自动化解决方案，提升建筑的智能化水平。 以上就是关于C#实现KNX通信的相关知识点，希望对你有所帮助。在实际操作中，不断实践和学习将使你更加熟练掌握这项技术。

**KNX Virtual 插件详解** KNX Virtual 插件是一种强大的工具，专为那些在没有实际KNX硬件的情况下希望进行开发、测试和调试KNX系统的人设计。它提供了模拟真实KNX网络环境的能力，使得用户能够在软件环境中实现对KNX设备的控制和通信，大大简化了项目的前期准备和后期维护工作。 ### 1. **KNX技术概述** KNX（Konnex）是全球公认的智能建筑控制系统标准，用于集成照明、遮阳、温控、安全、能源管理等多个领域。KNX系统通过一个统一的通信协议连接各种设备，实现智能家居和楼宇自动化。 ### 2. **KNX Virtual 插件的功能** - **模拟设备**：KNX Virtual 可以模拟各种类型的KNX设备，如灯光、窗帘、温控器等，让用户在没有实体设备的情况下进行功能验证。 - **数据点配置**：允许用户定义和编辑设备的数据点表（DPT），根据需求设置不同类型的参数。 - **通信测试**：模拟设备间的通信，验证报文的正确性，支持EIBDP和TPDU两种传输层协议。 - **项目开发**：在开发阶段，可以快速创建和修改虚拟设备，无需物理设备即可完成基本功能的调试。 - **故障排查**：在没有实际设备的环境中，可以模拟故障场景，帮助找出并修复潜在问题。 ### 3. **版本2.5.0的特性** - **性能提升**：新版本可能包含优化的处理速度和更低的延迟，提供更流畅的虚拟环境体验。 - **新增功能**：可能增加了新的设备模型或改进了现有设备的模拟行为，以更好地匹配实际设备。 - **兼容性增强**：可能提高了与不同KNX开发工具（如EIBVisio、ETS）的兼容性，方便集成到现有的工作流程中。 - **错误修复**：通常会解决已知的bug，提高软件的稳定性和可靠性。 ### 4. **使用步骤** 1. 安装KNX Virtual插件。 2. 创建或导入项目，定义虚拟设备和数据点。 3. 配置设备属性和通信参数。 4. 连接并测试虚拟设备之间的通信。 5. 在软件环境中调试和优化控制逻辑。 6. 将配置导出或导入到实际的ETS工程中。 ### 5. **文件"kv-20220404"** 这个文件名可能代表的是KNX Virtual的一个版本更新，日期部分（20220404）可能是该版本发布日期。这表明用户下载的是2022年4月4日的版本，包含了该日期前的所有更新和改进。 ### 6. **应用场景** - **教育与培训**：学习KNX系统时，学生可以在没有实物设备的情况下实践操作。 - **项目预测试**：开发者可以在项目实施前，使用虚拟环境测试控制策略和设备交互。 - **远程支持**：技术人员可以通过虚拟环境远程协助客户解决问题，而无需亲临现场。 KNX Virtual插件是KNX系统开发和测试的重要辅助工具，它提供了在无硬件条件下的模拟环境，大大提升了工作效率和项目的成功率。对于熟悉和掌握KNX技术的人来说，这是一个不可或缺的资源。

最低硬件要求 CPU: ≥ 2GHz RAM: ≥ 4GB 硬盘: ≥ 20GB 显示屏: ≥ 1024 x 768 为了达到最佳效果，强烈建议至少使用4GB RAM和更高的屏幕分辨率。 ETS6 安装仅支持以下操作系统： • Microsoft Windows 10 x32/x64（20H2或更高版本） • Microsoft Windows 11 x32/x64 ETS6 所需的软件组件（例如 .NET framework 4.8）不是通过 ETS6 的安装工具安装的。

KNX Virtual最新版本

施耐德KNX设备CAD图

随着照明系统应用场合的不断变化，应用情况也逐步复杂和丰富多彩，仅靠简单的开关控制已不能完成所需要的控制，所以要求照明控制也应随之发展和变化，以满足实际应用的需要。尤其是计算机技术、计算机网络技术、各种新型总线技术和自动化技术的发展，使得照明控制技术有了很大的改观。 利用照明智能化控制可以根据环境变化、客观要求、用户预定需求等条件而自动采集照明系统中的各种信息，并对所采集的信息进行相应的逻辑分析、推理、判断、并对分析结果按要求的形式存储、显示、传输，进行相应的工作状态信息反馈控制，以达到预期的控制效果。

1999年5月，欧洲三大总线协议EIB、BatiBus和EHSA合并成立了Konnex协会，提出了KNX协议。该协议以EIB为基础，兼顾了BatiBus和EHSA的物理层规范，并吸收了BatiBus和EHSA中配置模式等优点，提供了家庭、楼宇智能化的完整解决方案。 KNX是唯一全球性的住宅和楼宇控制标准。在KNX系统中，总线接法是区域总线下接主干线，主干线下接总线，系统允许有15个区域，即有15条区域总线，每条区域总线或者主干线允许连接多达15条总线，而每条总线最多允许连接64台设备，这主要取决于电源供应和设备功耗。每一条区域总线、主干线或总线，都需要一个变压器来供电，每一条总线之间通过隔离器来区分。在整个系统中，所有的传感器都通过数据线与制动器连接，而制动器则通过控制电源电路来控制电器。所有器件都通过同一条总线进行数据通信，传感器发送命令数据，相应地址上的制动器就执行相应的功能。KNX电缆由一对双绞线组成，其中一条双绞线用于数据传输(红色为CE+ 黑色为CE-)，另一条双绞线给电子器件提供电源。 核心技术优势1. 轻松掌控楼宇功能，实现多种控制 2. 灯光控制，包括开关及调光 3. 窗帘开合或升降，百叶窗的升降和调角 4. 插座，热水器及各种家电的控制控调（HVAC）系统控制 5. 家庭安防系统光线感应控制 6. 定时控制 方案规格• 9600 baud KNX Communication Speed • Supervision of KNX Bus Voltage and Current • Supports Bus Current Consumption up to 40 mA • High Efficient DC−DC Converters :diamond_suit: 3.3 V Fixed :diamond_suit: 1.2 V to 21 V Selectable • Control and Monitoring of Power Regulators • Linear 20 V Regulator • Buffering of Sent Data Frames (Extended Frames Supported) • Selectable UART or SPI Interface to Host Controller • Selectable UART and SPI baud Rate to Host Controller • Optional CRC on UART to the Host • Optional Received Frame−end with MARKER Service • Optional Direct Analog Signaling to Host • Operates with Industry Standard Low Cost 16 MHz Quartz • Generates Clock of 8 or 16 MHz for External Devices • Auto Acknowledge (optional) • Auto Polling (optional) • Temperature Monitoring • Extended Operating Temperature Range −40°C to +105°C • These Devices are Pb−Free and are RoHS Compliant 方案来源于大大通。