【導讀】隨(sui)著(zhe)能(neng)源(yuan)短(duan)缺(que)問(wen)題(ti)日(ri)益(yi)嚴(yan)重(zhong)，如(ru)何(he)有(you)效(xiao)地(di)利(li)用(yong)能(neng)源(yuan)，以(yi)更(geng)智(zhi)能(neng)的(de)方(fang)式(shi)提(ti)升(sheng)能(neng)源(yuan)的(de)利(li)用(yong)率(lv)，節(jie)約(yue)能(neng)源(yuan)將(jiang)會(hui)是(shi)智(zhi)能(neng)建(jian)築(zhu)應(ying)用(yong)中(zhong)的(de)關(guan)鍵(jian)要(yao)素(su)之(zhi)一(yi)。KNX是一種用於商業和住宅建築自動化的開放標準
，本文將為您介紹KNX標準與應用的發展，以及支持KNX技術的相關解決方案。

成熟的商業和住宅建築自動化開放標準

KNX是一種用於商業和住宅建築自動化的開放標準，KNX設備可以用來管理照明、百葉窗和窗簾
、暖通空調（HVAC）、安全係統、能源管理、音頻視頻、白色家電、顯示器、遠程控製等

，將可提升智能建築應用的整體性與便利性

，並提升能源的利用效率。

KNX標準已經存在了幾十年
，是一項成熟的技術。KNX從三個早期標準發展而來，包括歐洲家庭係統協議（EHS）、BatiBUS和歐洲安裝總線（EIB或Instabus）。它可以使用雙絞線（樹形、線形或星形拓撲結構）
、電力線、射頻（RF）或IP鏈(lian)路(lu)。在(zai)這(zhe)個(ge)網(wang)絡(luo)上(shang)，設(she)備(bei)形(xing)成(cheng)分(fen)布(bu)式(shi)應(ying)用(yong)並(bing)且(qie)盡(jin)可(ke)能(neng)緊(jin)密(mi)交(jiao)互(hu)
，這(zhe)是(shi)通(tong)過(guo)具(ju)有(you)標(biao)準(zhun)化(hua)數(shu)據(ju)點(dian)類(lei)型(xing)和(he)對(dui)象(xiang)的(de)互(hu)通(tong)模(mo)型(xing)實(shi)現(xian)的(de)，對(dui)邏(luo)輯(ji)設(she)備(bei)通(tong)道(dao)進(jin)行(xing)建(jian)模(mo)，該(gai)協(xie)議(yi)一(yi)直(zhi)用(yong)於(yu)提(ti)高(gao)家(jia)庭(ting)和(he)建(jian)築(zhu)物(wu)的(de)能(neng)源(yuan)效(xiao)率(lv)。

KNXdeguangfanyingyongzhiyishifangjianzidonghua
，zhongyangkongzhizujianbujinkeyishixianzhaominghezheyangdengcaozuogongneng，haikeyiyuanzhuangzaijiarehuolengquezujianshangdekeyongfamenxiangjiehe，shixiandandudefangjiankongzhi，liruKNX係統可以在窗戶被開啟時
，通過發送通知來關閉HVAC，以避免能源的浪費。

KNXhaiyunxulianjiegezhongnengyuanjiliangbiao，renmenkeyitongguomiqiejiankongshuju，laifaxianguogaodenengyuanxiaohaolaiyuan
，jizaojinxingnengyuandekongguan，yibimianlangfei。shishishang
，yixieKNX產品甚至允許在電路級進行分表計量，以更精準地掌握能源的消耗狀況。

與此同時，支持KNX標準的產品製造商中有提供電池存儲設備（其使用狀態可以通過KNX監控），也有製造商利用KNX來控製家庭和充電站之間的連接，因此，KNX解決方案將成為太陽能逆變器、儲能、電池管理係統（BMS）製造商的一個關鍵要素。

KNX市場的發展相當快速，主要的應用類別包括控製和連接
、照明、能源管理、家庭娛樂、智能電器
、安全等領域。依據統計數據顯示，預計到2025年底，中國的智能家居市場規模將接近370億美元
，到2030年全球KNX產品市場規模則將在500億美元左右，複合年增長率（CAGR）約為15.9%。

豐富的KNX產品提升能源的利用效率

目前市麵上的KNX相關產品已經相當多樣，像是支持KNX的能源計量表（電表
、氣表、水表或熱表等）能夠使您意識到能源的消耗狀況，以了解該如何降低能源成本和提高機器和電氣資產的能源效率，以更節能
、更經濟的方式來運行更智能的建築。這些KNX設備能夠提供長期數據記錄，以便針對能源數據進行進一步的處理
，隻需使用KNX-IP路由（KNX-IP Router）及標準網絡瀏覽器，便可以讀出數據，深入了解能源消耗數據的狀態，並可以進行遠程診斷。

另一方麵
，太陽能電池板逆變器的KNX網關提供了一種簡單的解決方案
，可將所有相關數據從逆變器傳輸到KNX。它允許集成商利用完全集成的太陽能電池板逆變器進行能源管理
，數據可用於優化能源消耗、監控、趨勢或觸發KNX係統中的特定操作。

此外，KNX還可應用於電池存儲單元，通過將光伏係統產生的能源存儲到電池存儲單元中

，可以用自產的清潔能源來滿足每年約75%的de能neng源yuan需xu求qiu，由you於yu這zhe種zhong能neng源yuan是shi在zai自zi家jia的de屋wu頂ding上shang產chan生sheng的de，而er不bu是shi來lai自zi外wai部bu能neng源yuan供gong應ying商shang，因yin此ci它ta可ke以yi更geng獨du立li地di管guan理li能neng源yuan消xiao耗hao，更geng完wan整zheng的de掌zhang握wo能neng源yuan的de利li用yong狀zhuang況kuang。

目前電動汽車已經成為汽車市場的發展趨勢，通過KNX設備可以管理家中的充電樁，也可以當電動汽車在外麵的充電站進行充電時
，更精準地掌握電動汽車的能源消耗狀態。

KNX在EN50491-12-2標準的基礎上設計了各種功能塊，以便在建築物中的客戶能源管理器和能源消費者／生產者之間交換數據，以便更能夠掌握能源的消耗狀態並進一步的處理，以避免能源的浪費。使用KNX對(dui)能(neng)源(yuan)消(xiao)耗(hao)有(you)相(xiang)當(dang)大(da)的(de)影(ying)響(xiang)，由(you)於(yu)商(shang)業(ye)和(he)公(gong)共(gong)建(jian)築(zhu)的(de)規(gui)模(mo)，大(da)型(xing)建(jian)築(zhu)的(de)投(tou)資(zi)回(hui)報(bao)當(dang)然(ran)比(bi)住(zhu)宅(zhai)建(jian)築(zhu)更(geng)快(kuai)。然(ran)而(er)，當(dang)能(neng)源(yuan)成(cheng)本(ben)越(yue)高(gao)，在(zai)家(jia)庭(ting)應(ying)用(yong)時(shi)的(de)投(tou)資(zi)回(hui)報(bao)也(ye)就(jiu)越(yue)顯(xian)著(zhu)。

相xiang較jiao於yu常chang規gui的de智zhi能neng建jian築zhu係xi統tong安an裝zhuang
，每mei個ge功gong能neng都dou需xu要yao通tong過guo一yi根gen或huo多duo根gen電dian纜lan來lai實shi現xian，每mei個ge設she備bei僅jin用yong於yu一yi種zhong功gong能neng，如ru果guo需xu要yao更geng改gai功gong能neng，則ze必bi須xu更geng改gai物wu理li安an裝zhuang。相xiang較jiao於yuKNX的安裝，所有信息僅需一根電纜（總線）來進行傳輸
，功能取決於編程方式，且可以在不改變安裝的情況下改變功能，單一設備可以多重使用
，在一個網絡中可有超過65000台設備具有地址分配
，擁有更多的應用優勢。

帶穩壓器的微型KNX雙絞線收發器

由ST推出的STKNX是用於KNX TP（雙絞線）通信的收發器。器件采用小型封裝
，具有很少的外部組件，使KNX節點設計非常緊湊。器件具有一個簡單的微控製器接口，可輕鬆替代基於分立組件實現的物理層。

STKNX器件具有兩個集成穩壓器，供外部應用使用，包括可選的3.3 V/5 V - 20 mA線性穩壓器，和可調節的1 V至12 V - 150 mA高效率DC/DC降壓型開關轉換器。器件集成KNX總線電源提取器
，支持高達30 mA的總線電流，可為外部器件供電並滿足STKNX收發器的電力需求，同時器件還根據KNX規範限製總線電流轉換速率。STKNX可確保與總線的安全耦合

，並在總線電源過耗時
，提供總線監控警告。

STKNX器件采用超薄小腳距4x4mm VQFNPN24封裝，通過KNX認證、支持KNX TP1-256標準，可輕鬆連接微控製器（如STM32），是超小的係統解決方案
，具有兩個集成穩壓器，供應用外部使用

，無需晶振
，工作溫度範圍為-40℃至+85℃。

STKNX器件結合STM32微控製器

，可搭配合作夥伴TAPKO或Shufan KAIStack的KNX協議棧軟件支持，在ST與TAPKO的密切合作下，共同開發STKNX器件

，並通過KNX認證

，可提供KNX雙絞線應用的完整解決方案。

低功耗、成本優化的雙無線電

KNX解決方案

在KNX無線連結應用方麵，ST也推出KNX-RF多重解決方案，其中包括S2-LP與BlueNRG-2兩款芯片
，可成為同時支持KNX-RF與BLE的雙無線電解決方案
，搭配合作夥伴TAPKO的KNX-RF協議棧軟件支持，可以支持更為便利的無線KNX應用的需求。

ST的S2-LP是一款高性能超低功耗射頻收發器，適用於低於1 GHz頻段的射頻無線應用。它設計用於在433

、512、868和920 MHz的免許可ISM和SRD頻段中運行，但也可以編程為在413-479 MHz
、452-527 MHz、826 MHz-958 MHz

、904-1055 MHz頻段等其他附加頻率下運行。

S2-LP支持不同的調製方案，包括2(G)FSK、4(G)FSK

、OOK和ASK
，空中數據速率可編程為0.1至500 kbps。S2-LP可用於通道間隔低至1 kHz的係統，支持窄帶操作。S2-LP遠距離通信的射頻鏈路預算高於140 dB，並滿足適用於全球地區（包括歐洲
、日本、中國和美國）的監管要求。

ST另外還推出BlueNRG-2藍牙低功耗無線單芯片來與S2-LP搭配，BlueNRG-2是一顆具有超低功耗藍牙BLE的SoC單芯片，符合Bluetooth標準規範。BlueNRG-2擴展了ST已有的BlueNRG係列藍牙網絡處理器的功能
，內置有Cortex M0內核，可運行客戶應用代碼。

BlueNRG-2同時內部還包含了256KB的編程閃存
、帶有保持功能的24K靜態RAM（分為2塊，各12KB），以及SPI、UART、I2C等標準外設通信接口。另外
，BlueNRG-2還配備了多功能定時器、看門狗
、實時時鍾和DMA控製器等諸多模塊。

BlueNRG-2內部的ADC模塊可與外部模擬傳感器進行連接，也可讀取內部電池電壓傳感器測量值
，一個內置的數字濾波器可以用來處理外部的PDM數據流。BlueNRG-2具有同樣出色的射頻性能
，內置的高效DC-DC轉換器具有相同的超低功耗特性，同時改善了睡眠模式下的功耗，能夠進一步延長實際應用中電池的使用壽命。

ST在與TAPKO的密切合作下，將S2-LP
、BlueNRG-2與KAIStack KNX協議棧軟件相搭配
，通過了KNX認證，雙無線電解決方案可滿足應用在低功耗與成本優化上的需求。

ST針對KNX應用，推出了多款通過認證的芯片組
，包括上述的STKNX與STM32的雙絞線芯片組，以及S2-LP與BlueNRG-2的KNX RF結合BLE的芯片組，也可以另外將S2-LP與STM32相搭配，成為支持KNX RF的芯片組
，並可搭配TAPKO、南京數帆、麥克方程的協議棧軟件
，來滿足有線與無線的KNX應用需求。

結語

KNX在能源效率方麵有著出色的記錄，近年來的技術擴展，也允許它擴展到使用KNX技術來增強能源管理目的。KNXnengyuanguanlishiyizhongzhudongfangfa

，qimubiaoshizairenhegeidingshijianqijian
，nenggougenjuyonghudexuqiutigongyouhuadenengyuanshiyong
，rangrenmennenggoudazaochugengweihuanbaodehuanjing
，KNX將成為智能建築能源應用中扮演重要的角色。本文介紹的ST有線與無線KNX解決方案，將能夠滿足KNX應用的多樣化需求，加快客戶KNX產品的開發速度
，以搶占智能建築能源應用的廣大商機。

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