ارتباط IP تجهیزات KNX در هوشمند سازی خانه
اترنت یک شبکه باز (مستقل از سازنده) ، با کارایی بالا ، شبکه ای با وسعت محلی و گسترده که مطابق با استاندارد بین المللی IEEE 802.3 (اترنت) است. اترنت برای شبکه های محلی بخصوص در رابطه با اینترنت و همچنین در تجهیزات هوشمند سازی خانه(هوشمند سازی ساختمان) استفاده می شود. در سراسر جهان طیف گسترده ای از ساختارهای مختلف شبکه وجود دارد. استاندارد اترنت مناطق فیزیکی را تعریف می کند (مهندسان شبکه آنها را لایه می نامند) – یعنی مثلاً موارد زیر:
- چگونه سیگنال هایی در کابل قرار می گیرند
- از چه کابل هایی استفاده می شود
- تنظیمات پین کابل
- نحوه دسترسی دستگاه های مختلف به یک سیستم مشترک
- نحوه نمایش شخصیت های در حال ارسال
- از چه پشتیبان گیری داده استفاده می شود
با این حال ، برای ارسال داده ها بین دو دستگاه ، این تعاریف به طور کلی کافی نیست. همچنین بسیاری از جزئیات دیگر در مورد پروتکل های مورد استفاده نیز باید تعریف شوند. این امر به ویژه در شبکه های بزرگ (اینترنت) اهمیت دارد. برای ارتباط برقرار کردن رایانه با یکدیگر در شبکه ، پروتکل لازم است.
TCP / IP :
گروهی از پروتکل ها یا قوانین (پروتکل خانوادگی) در سال 1984 معرفی شده – در حال حاضر بسیار مورد استفاده قرار می گیرد. اگرچه معمولاً به صورت “TCP / IP” مورد بحث قرار می گیرد ، TCP (پروتکل کنترل انتقال) و IP (پروتکل اینترنت) در حقیقت دو پروتکل مجزا هستند. به طور دقیق ، مجموعه پروتکل اینترنت TCP / IP همچنین یک پروتکل به همان اندازه مهم UDP (پروتکل داده های کاربر) را شامل می شود.
پروتکل پایه ، IP ، برای اطمینان از ارسال بسته های داده از دستگاه به دستگاه دیگر و در انجام این کار آنها را در مسیرهای بهینه دنبال می کنند. این کار با آدرسهای IP امکان پذیر است.
پروتکل TCP براساس پروتکل IP است و برای تعداد زیادی از برنامه های مشترک شبکه ، به عنوان مثال ایمیل و جست و جوگر در اینترنت مورد استفاده قرار می گیرد. پروتکل TCP اتصال دائمی بررسی خطا را برقرار می کند و اطمینان حاصل می کند که کلیه بسته های داده به ترتیب صحیح ارسال شده و توسط گیرنده با موفقیت بازسازی می شوند (پروتکل جهت یابی اتصال). پروتکل UDP برای برنامه های کاربردی (به عنوان مثال کلیپ صوتی و تصویری) استفاده می شود که در آن از بین رفتن بسته های داده بعضی اوقات قابل قبول است.
در پروتکل بی سیم ارتباط بررسی خطا وجود ندارد و تحویل بسته های داده کنترل نشده است. UDP از TCP ضعیف تر و سریعتر است. در برنامه هایی مانند انتقال گفتار و فیلم ، ارسال مجدد بسته ای که از بین رفته، ثانیه ای بعد – نیز مثمر ثمر خواهد بود. پروتکل UDP اغلب در اتوماسیون ساختمان ( بی ام اس ) استفاده می شود.
اتصال KNX ( پروتکل هوشمند سازی خانه ) به اترنت مزایای زیر را دارد:
- از زیرساخت های شبکه موجود در ساختمان می توان برای خطوط اصلی و backbone KNX استفاده کرد (سرعت بالاتر ، مقرون به صرفه تر و راحت تر)
- ساختمانها را می توان از طریق هر نقطه در جهان از طریق اترنت کنترل و مانیتور کرد
- چندین سایت مجزا از یک مکان اصلی از طریق اینترنت قابل مشاهده و نگهداری هستند
- تاسیسات مشتری KNX توسط طراح سیستم KNX می تواند از راه دور با استفده از اینترنت تحلیل و برنامه ریزی شود.
پروتکل
سیستم KNX ( پروتکل هوشمند سازی خانه ) از دو روش ارتباط اترنت استفاده می کند – tunneling و مسیریابی – که هر دو از پروتکل UDP استفاده میکنند .
برای دسترسی به bus از یک شبکه محلی یا اینترنت برای اهدافی مثلاً برنامه نویسی نصب KNX از روش ارتباط tunneling استفاده می شود ، در حالی که از مسیریابی برای تبادل تلگرام از طریق شبکه اترنت استفاده می شود .
به عنوان مثال دو سیستم KNX TP را از طریق اترنت کوپل کنید. پروتکل های KNX برای این دو روش ارتباطی ، مسیریابی KNXnet / IP و KNXnet /ip tunneling نامیده می شوند. ارتباط IP در KNX با استفاده از مدل مرجع OSI قابل توضیح است(شکل 15).
شکل 15. KNXnet / IP در مدل مرجع OSI
همان طور که در شکل 15 مشاهده می شود ارتباط از طریق لایه برنامه صورت می گیرد(که تلگرام KNXnet / IP را تولید می کند) ،لایه حمل و نقل (UDP) ،لایه شبکه (IP) و اترنت – لایه فیزیکی. همانند پروتکل TP ، اطلاعات اضافی برای لایه مربوطه(سربرگ) همیشه به اطلاعات KNXnet / IP اضافه می شود .
ساختار تلگرام در سیستم هوشمند سازی خانه
تلگرام KNXnet / IP علاوه بر اطلاعات موجود در تلگرام KNX TP حاوی اطلاعات دیگری است (شکل 16):
شکل 16. تلگرام KNXnet / IP
- طول هدر (Header Length)
طول هدر همیشه یکسان و هدف مشخص کردن شروع تلگرام است. این اطلاعات هنوز ارسال می شود ، زیرا ممکن است طول هدر در نسخه بعدی پروتکل تغییر یابد.
- نسخه پروتکل
این نشان می دهد که نسخه پروتکل KNXnet / IP چه کاربردی دارد.
- شناسه خدمات سرویس KNXnet / IP
نوع شناسه سرویس KNXnet / IP نشان دهنده عملی است که قرار است انجام شود.
- طول کل Total Length
این قسمت نشان دهنده طول کلی تلگرام KNXnet / IP است.
- KNXnet / IP-Body
این قسمت شامل بار کاربری است
KNXnet/IP tunneling (سیستم بی ام اس )
در صورت استفاده از ETS برای ارسال تلگرام KNX (پروتکل هوشمند سازی خانه ) (به شکل یک فریم IP) به روش ارتباط اتصال محور ، tunneling مورد نیاز است (شکل 17).
شکل 17: نمونه ای از تونل سازی KNXnet / IP: برنامه نویسی دستگاه های BUS از طریق اترنت
در اصل این مسئله همیشه اتفاق می افتد که از یک آدرس فیزیکی به عنوان آدرس مقصد استفاده شود. (به عنوان مثال هنگام برنامه نویسی آدرس فیزیکی / بارگیری نرم افزار برنامه برای دستگاه های KNX).
در روش ارتباطی tunneling، ارتباطات همیشه از طریق آدرس IP دستگاه KNXnet / IP که برای tunneling استفاده میشود صورت میگیرد.
مسیریابی KNXnet/IP
مسیریابی برای انتقال همزمان و بدون اتصال تلگرام KNX از طریق یک روتر KNXnet / IP به چندین شرکت کننده مورد نیاز است (شکل 18).
شکل 18. مثال مسیریابی KNXnet / IP: دسترسی به چندین نصب KNX به طور هم زمان از طریق اترنت
این معادل ارتباط گروهی است به عنوان مثالKNX TP .
از روش مسیریابی به عنوان مثال برای اتصال کابلهای TPاستفاده می شود. یک روتر KNXnet / IP به عنوان اتصال دهنده خط برای کابل KNX TP که در صورت ظاهر شدن آدرس گروه مربوطه در جدول فیلتر روتر KNXnet / IP ، فقط یک تلگرام را به طرف IP ارسال می کند. کلیه روترهای KNXnet / IP که به عنوان اتصال دهنده خط برای سایر خطوط KNX TP کار می کنند ، تنها تلگرام را از طرف IP به خط KNX TP خود منتقل می کنند به شرط آنکه آدرس گروه مربوطه در جداول فیلترهای KNXnet / IProuters ظاهر شود.
