بستر ارتباطی Radio Frequency) RF) پروتکل KNX در ساختمان هوشمند
KNX Radio Frequency) RF)
در ساختمان هوشمند RF همیشه در مواردی که امکان قرار دادن کابل های جدید در ساختمان (مثلاً برای سنسورها در مناطق غیرقابل دسترسی) وجود ندارد، یک وسیله ارتباطی KNX مناسب است. KNX RF همچنین به ویژه برای گسترش تاسیسات KNX TP موجود مناسب است. از نظر تئوری KNX RF می تواند اجازه دهد تمام فناوری های یک ساختمان هوشمند به صورت بی سیم کنترل شوند ، اما این استثنا خواهد بود و نه قاعده.
منبع تغذیه
در ساختمان هوشمند برای اینکه حسگرهای RF در جایی که به برق دسترسی ندارند قرار بگیرند ، معمولاً به باتری مجهز هستند. این امر تنها درصورتی ممکن است که این دستگاه ها نیازی به حالت آماده باش دائمی نداشته باشند. اینجا برای کمک، یک مدل دستگاه یک طرفه در پروتکل هوشمند سازی خانه KNX تعریف شده است که فقط در صورت لزوم تلگرام می فرستد و گیرنده ندارد.
از طرف دیگر محرک ها باید بتوانند همیشه دریافت کننده باشند، بنابراین باید دو طرفه عمل نمایند. بنابراین محرک های RF به طور کلی قدرت خود را از خط 230 ولت می گیرند. در KNX همه گیرنده ها نیز باید قادر به انتقال باشند. قابلیت های کمکی KNX در هنگام بررسی عملکرد سیستم به عنوان یک مجموعه می درخشد.
نرخ داده و شکل سیگنال
فناوری رادیو (RF) با مدولاسیون موج حامل با اطلاعاتی که باید ارسال شود کار می کند. این می تواند با مدولاسیون با دامنه آن (مدولاسون دامنه) ، فرکانس (مدولاسیون فرکانس) ، فاز (مدولاسیون فاز) یا ترکیبی از آن انجام شود. سیگنال مدوله شده به گیرنده هایی ارسال می شود که پس از دریافت موج حامل آن را از بین می برند ، یعنی اطلاعات را از آن بازیابی می کنند. در ساختمان هوشمند KNX RF از مدولاسیون فرکانس استفاده می کند (شکل 12).
شکل 12 – مدولاسیون فرکانس و سیگنال در KNX RF
حالتهای منطقی صفر و یک با کمی تغییر فرکانس موج حامل ، که به عنوان فرکانس مرکز نیز شناخته می شود ، تولید می شوند. انتخاب فرکانس مرکز درست، عامل مهمی در تعیین عملکرد انتقال است.
KNX RF دو نسخه سازگار KNX RF Ready و KNX RF Multi رو به ترقی دارد.
KNX RF Ready :
در KNX Ready فرکانس مرکز 868.3 مگاهرتز است و فقط یک کانال ارتباطی در دسترس است. با این حال ، ارتباطات رادیویی که در آن فقط یک کانال در دسترس است ، در برابر مداخلات سیستمهای رادیویی غیر KNX ( پروتکل هوشمند سازی خانه ) در باند یکسان یا مجاور که از روشهای مختلفی برای دسترسی به محیط ارتباط استفاده می کنند ، آسیب پذیر است.
KNX RF Multi :
KNX RF Multi با ایجاد دستگاههایی برای انتقال از کانال اشغالی (به عنوان مثال F1 ، که با کانال مورد استفاده شده در KNX RF Ready است) به یک کانال رادیویی متفاوت، یعنی در حالت ایده آل دو کانال سریع دیگر (F2 و F3) یا دو کانال آهسته (S1 و S2) به این دخالت غلبه میکند. کانال های سریع برای برنامه هایی که توسط انسانها اداره می شوند، به عنوان مثال چراغ ، پرده ، و غیره در نظر گرفته شده است. در حالی که کانال های کند برای دستگاه هایی هستند که نیازی به حالت دریافت دائمی به عنوان مثال سیستم های کنترل HVAC ندارند ،. کانال های سریع دارای سرعت داده 16.384 کیلوبیت در ثانیه هستند ، و کانال های کند فقط نیمی از این سرعت را دارند.
در حالی که نرخ انتقال داده (زمان آماده به کار) در F1 و F2 فقط با حداکثر 25 میلی وات می تواند 1٪ یا 0.1٪ باشد، برای کانالهای F3 و S1 می توان حداکثر 5 میلی وات را تا 100٪ افزایش داد (اما بین 5 و 25 میلی وات دوباره فقط 1٪). میزان انتقال داده در کانال S2 با حداکثر 25 میلی وات به 10٪ محدود است.
در سیستم ساختمان هوشمند اگرچه دستگاه ها همیشه قادر به ارسال تلگرام هستند ، اما به حالت stand by می روند تا میزان مصرف آنها در کانال های سریع تا 80٪ و حتی 99٪ برای کانال های کند کاهش یابد ، فقط بطور دوره ای بیدار می شوند تا بتوانند تلگرام دریافت کنند.
برای اطمینان از سازگاری بین دستگاه های تک و چند کانال ، یک طرح سازگاری تدوین شده است که براساس آن دستگاه های تک کانال تازه توسعه یافته، نیاز به استفاده از مقدمات طولانی تری دارند. این امکان وجود دارد که دستگاه های چند کاناله به دستگاه های تک کاناله کاهش یابد.
KNX RF Multi همچنین امکان بررسی صحت دریافت تلگرام را فراهم می آورد: سریع، تأیید دریافت مستقیم (Fast IACK) را از حداکثر 64 گیرنده جداگانه می توان دریافت کرد. در صورت عدم دریافت IACK Fast ، انتقال تلگرام به طور خودکار تکرار می شود.
در نصب های بزرگتر، از فرستنده هایی می توان برای ارسال تلگرام به تاسیسات، از راه دور استفاده کرد. برای اتصال سیستمهای KNX RF با سیستمهای KNX TP می توان از کوپلرهای رسانه ای استفاده کرد.
ساختار تلگرام
مانند همه رسانه های ارتباطی KNX ، در KNX RF داده های مفید از طریق تلگرام چندکاره ارسال می شوند. این بدان معنی است که تلگرام یک دستگاه را می توان توسط چندین دستگاه BUS به عنوان مثال روشن کردن چندین چراغ را به طور همزمان دریافت کرد. تلگرام KNX RF از چندین بلوک داده تشکیل شده است که توسط قسمتهای کنترل (CRC) جدا شده اند (شکل 13).
شکل 13 ساختار تلگرام در KNX RF
اولین بلوک داده از سه فیلد تشکیل شده است (شکل 14):
اولین – قسمت کنترل – حاوی اطلاعاتی در مورد طول تلگرام ، کیفیت انتقال (عملکرد دریافت) ، وضعیت باتری دستگاه های KNX RF است و آیا این دستگاه یک طرفه است ، در حالی که قسمت دوم شامل شماره سریال KNX یا آدرس دامنه است. شماره سریال توسط سازنده اختصاص داده شده است و قابل تغییر نیست.
شکل 14 بلوک های داده در یک تلگرام KNX RF
در هنگام راه اندازی در حالت E، شماره سریال به همراه آدرس مبدا فرستنده در گیرنده ارزیابی می شود.
در حالت S-Mode دستگاه های KNX RF ، آدرس دامنه در ETS (نسخه 5 یا بالاتر) اختصاص داده شده است. این قابلیت به منظور مجزا کردن سیستم های RF مجاور از یکدیگر در هوشمند سازی ساختمان است.
قسمت سوم ، فیلد checksum ، به گیرنده امکان تشخیص ارسال بدون خطای یک تلاگرام را میدهد. علاوه بر فیلدهای کنترلی بیشتر و بایت های checksum ، بلوک داده دوم شامل رشته هایی از آدرس منبع منحصر به فرد(آدرس فیزیکی) ، آدرس مقصد و داده های مفید هستند. داده های مفید، اطلاعات واقعی است که ارسال می شود. بسته به طول داده مفید ، یک تلگرام KNX (پروتکل بی ام اس) هچنین می تواند شامل بلوک های داده دیگری باشد.
روش دسترسی به BUS در خانه هوشمند
دستگاه های یک طرفه فقط در صورت لزوم تلگرام می فرستند. بدلیل زمان آماده بکار بسیار کمتر از 1٪، از بین بردن تلگرامها حتی در KNX RF Ready تقریباً غیرممکن است. دستگاه های دو طرفه قبل از ارسال تلگرام بررسی می کنند که آیا کانال رادیویی آزاد هست یا خیر. اگر کانال اشغال شده باشد ، دستگاه قبل از ارسال تلگرام منتظر می ماند تا دوباره آزاد شود. همانطور که قبلاً نیز اشاره شد ، در KNX RF Multi فرستنده می تواند درخواست دریافت تلگرام را صادر کند.
اتصال دستگاه های BUS در سیستم بی ام اس
اجزای KNX RF را می توان بصورت توکار یا روکار نصب کرد. دستگاههای توکار که عمدتا بر روی آن دکمه های عملیاتی جهت کنترل چراغها و یا هدایت پرده وجود دارد. اجزای ارتباط رادیویی می توانند در رابط فشاری یا جایگذاری دستگاه متحد شوند. سنسورها، محرک ها و واحدهای ترکیبی مختلف به عنوان قطعات روکار/ توکارساخته شده اند. از آنها برای نصب، چسباندن یا جا دادن در هر مکان و هر سطح مورد نظر مناسب هستند.
