KNX协议入门

KNX协议入门

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一、KNX技术简介

KNX通过一条总线将各个分散的设备连接并分组和赋予不同的功能；系统采用串行数据通讯进行控制、监测和状态报告。KNX是基于事件控制的分布式总线系统，只有当总线上有事件发生时和需要传输信息时才将报文发送到总线上。

KNX 技术的通信模型采用五层结构：物理层、数据链路层、网络层、传输层和应用层。KNX 物理层支持TP1( 双绞线)、PL110(电力线)、RF(射频) 和Ethernet(以太网)，其中TP1 KNX传输介质主要是双绞线，比特率为9600bit/s。总线由KNX电源（DC24V）供电，数据传输和总线设备电源共用一条电缆，数据报文调制在直流电源上。

KNX

二、KNX总线设备和网络拓扑

KNX系统原理示意图

由上图可知KNX总线设备主要分为执行器和传感器，如果KNX系统网络较大还需要耦合器路由器。

KNX系统拓扑的层次结构是：线路、干线（域）、主干线。KNX采用分层结构，分为域和线路；一个系统有15个域，每个域有15条线路，每个线路有64个设备。大型KNX网络中支线/干线耦合器（路由器）和中继器是构建整个网络的关键设备。

1、 线路

线路是KNX系统最小的单元，可接64个设备；实际可连接的设备数量应取决于总线电源和设备耗电。每条线路最长1000m。如下图所示：

3、 主干线（多个区域）

干线可通过干线耦合器（路由器）组成多个区域，一般情况下一个KNX系统可接14400（15*15*64）个总线设备。一般KNX系统线路和干线都采用KNX通讯，如下图所示：

ABB基于IP网络的KNX系统

由上图两个KNX系统可知耦合器（路由器）的作用，干线耦合器和线路耦合器作为网络的节点，作用是为数据传输找到合适的路径和切换链路，确保数据包到达目的地；另外对系统线路中的信号进行过滤后才能进入到干线中，这样可以增加干线的通讯速率。耦合器（路由器）使用两种不同的路由机制，对于组地址寻址，使用一种过滤算法；对于物理地址寻址，通过解释接收帧的物理地址进行路由。耦合器接收到的组地址只要包含在该过滤表内，就可以被路由；这样可以保证各个线路独立工作。

有的大型设备在线路中还会增加中继器，中继器没有物理地址，不具有过滤特性，只是确认接收到数据链路层上的帧，并在中继器的另一侧发送已接收到的帧；这样可以增加线路的长度。

三、KNX系统通信

KNXKNX技术应用CSMA/CA(载波侦听多路访问/冲突避免)和报文优先级来控制介质访问。KNX系统采用单元地址化结构设计，分为物理地址和组地址。

KNX在KNX网络中根据系统的等级结构和应用模块的功能赋予每个总线设备相应的物理地址（用于识别总线设备和反应在网络中的拓扑位置）和组地址（用于连接传感器和执行器的功能）。物理地址是KNX

标准报文结构图

A、控制字段

KNX总线电压和逻辑电平

4、介质访问控制

KNX采用CSMA/CA(载波侦听多路访问/冲突避免)1”的总线设备监测到逻辑“0”（总线上有电流）时，当前设备应停止发送让位于其它设备。

四、KNX硬件设计

KNX

来源：xiaoyaoyou.xyz