随着能源短缺问题日益严重，如何有效地利用能源，以更智能的方式提升能源的利用率，节约能源将会是智能建筑应用中的关键要素之一。knx是一种用于商业和住宅建筑自动化的开放标准，本文将为您介绍knx标准与应用的发展，以及支持knx技术的相关凯发app官网登录的解决方案。

成熟的商业和住宅建筑自动化开放标准

knx是一种用于商业和住宅建筑自动化的开放标准，knx设备可以用来管理照明、百叶窗和窗帘、暖通空调（hvac）、安全系统、能源管理、音频视频、白色家电、显示器、远程控制等，将可提升智能建筑应用的整体性与便利性，并提升能源的利用效率。


knx标准已经存在了几十年，是一项成熟的技术。knx从三个早期标准发展而来，包括欧洲家庭系统协议（ehs）、batibus和欧洲安装总线（eib或instabus）。它可以使用双绞线（树形、线形或星形拓扑结构）、电力线、射频（rf）或ip链路。在这个网络上，设备形成分布式应用并且尽可能紧密交互，这是通过具有标准化数据点类型和对象的互通模型实现的，对逻辑设备通道进行建模，该协议一直用于提高家庭和建筑物的能源效率。


knx的广泛应用之一是房间自动化，中央控制组件不仅可以实现照明和遮阳等操作功能，还可以与安装在加热或冷却组件上的可用阀门相结合，实现单独的房间控制，例如knx系统可以在窗户被开启时，通过发送通知来关闭hvac，以避免能源的浪费。


knx还允许连接各种能源计量表，人们可以通过密切监控数据，来发现过高的能源消耗来源，及早进行能源的控管，以避免浪费。事实上，一些knx产品甚至允许在电路级进行分表计量，以更精准地掌握能源的消耗状况。


与此同时，支持knx标准的产品制造商中有提供电池存储设备（其使用状态可以通过knx监控），也有制造商利用knx来控制家庭和充电站之间的连接，因此，knx凯发app官网登录的解决方案将成为太阳能逆变器、储能、电池管理系统（bms）制造商的一个关键要素。


knx市场的发展相当快速，主要的应用类别包括控制和连接、照明、能源管理、家庭娱乐、智能电器、安全等领域。依据统计数据显示，预计到2025年底，中国的智能家居市场规模将接近370亿美元，到2030年全球knx产品市场规模则将在500亿美元左右，复合年增长率（cagr）约为15.9%。


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丰富的knx产品提升能源的利用效率

目前市面上的knx相关产品已经相当多样，像是支持knx的能源计量表（电表、气表、水表或热表等）能够使您意识到能源的消耗状况，以了解该如何降低能源成本和提高机器和电气资产的能源效率，以更节能、更经济的方式来运行更智能的建筑。这些knx设备能够提供长期数据记录，以便针对能源数据进行进一步的处理，只需使用knx-ip路由（knx-ip router）及标准网络浏览器，便可以读出数据，深入了解能源消耗数据的状态，并可以进行远程诊断。


另一方面，太阳能电池板逆变器的knx网关提供了一种简单的凯发app官网登录的解决方案，可将所有相关数据从逆变器传输到knx。它允许集成商利用完全集成的太阳能电池板逆变器进行能源管理，数据可用于优化能源消耗、监控、趋势或触发knx系统中的特定操作。


此外，knx还可应用于电池存储单元，通过将光伏系统产生的能源存储到电池存储单元中，可以用自产的清洁能源来满足每年约75%的能源需求，由于这种能源是在自家的屋顶上产生的，而不是来自外部能源供应商，因此它可以更独立地管理能源消耗，更完整的掌握能源的利用状况。


目前电动汽车已经成为汽车市场的发展趋势，通过knx设备可以管理家中的充电桩，也可以当电动汽车在外面的充电站进行充电时，更精准地掌握电动汽车的能源消耗状态。


knx在en50491-12-2标准的基础上设计了各种功能块，以便在建筑物中的客户能源管理器和能源消费者／生产者之间交换数据，以便更能够掌握能源的消耗状态并进一步的处理，以避免能源的浪费。使用knx对能源消耗有相当大的影响，由于商业和公共建筑的规模，大型建筑的投资回报当然比住宅建筑更快。然而，当能源成本越高，在家庭应用时的投资回报也就越显著。


相较于常规的智能建筑系统安装，每个功能都需要通过一根或多根电缆来实现，每个设备仅用于一种功能，如果需要更改功能，则必须更改物理安装。相较于knx的安装，所有信息仅需一根电缆（总线）来进行传输，功能取决于编程方式，且可以在不改变安装的情况下改变功能，单一设备可以多重使用，在一个网络中可有超过65000台设备具有地址分配，拥有更多的应用优势。


带稳压器的微型knx双绞线收发器

由st推出的stknx是用于knx tp（双绞线）通信的收发器。器件采用小型封装，具有很少的外部组件，使knx节点设计非常紧凑。器件具有一个简单的微控制器接口，可轻松替代基于分立组件实现的物理层。


stknx器件具有两个集成稳压器，供外部应用使用，包括可选的3.3 v/5 v - 20 ma线性稳压器，和可调节的1 v至12 v - 150 ma高效率dc/dc降压型开关转换器。器件集成knx总线电源提取器，支持高达30 ma的总线电流，可为外部器件供电并满足stknx收发器的电力需求，同时器件还根据knx规范限制总线电流转换速率。stknx可确保与总线的安全耦合，并在总线电源过耗时，提供总线监控警告。


stknx器件采用超薄小脚距4x4mm vqfnpn24封装，通过knx认证、支持knx tp1-256标准，可轻松连接微控制器（如stm32），是超小的系统凯发app官网登录的解决方案，具有两个集成稳压器，供应用外部使用，无需晶振，工作温度范围为-40℃至 85℃。


stknx器件结合stm32微控制器，可搭配凯发k8官网下载客户端中心的合作伙伴tapko或shufan kaistack的knx协议栈软件支持，在st与tapko的密切合作下，共同开发stknx器件，并通过knx认证，可提供knx双绞线应用的完整凯发app官网登录的解决方案。


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低功耗、成本优化的双无线电knx凯发app官网登录的解决方案

在knx无线连结应用方面，st也推出knx-rf多重凯发app官网登录的解决方案，其中包括s2-lp与bluenrg-2两款芯片，可成为同时支持knx-rf与ble的双无线电凯发app官网登录的解决方案，搭配凯发k8官网下载客户端中心的合作伙伴tapko的knx-rf协议栈软件支持，可以支持更为便利的无线knx应用的需求。


st的s2-lp是一款高性能超低功耗射频收发器，适用于低于1 ghz频段的射频无线应用。它设计用于在433、512、868和920 mhz的免许可ism和srd频段中运行，但也可以编程为在413-479 mhz、452-527 mhz、826 mhz-958 mhz、904-1055 mhz频段等其他附加频率下运行。


s2-lp支持不同的调制方案，包括2(g)fsk、4(g)fsk、ook和ask，空中数据速率可编程为0.1至500 kbps。s2-lp可用于通道间隔低至1 khz的系统，支持窄带操作。s2-lp远距离通信的射频链路预算高于140 db，并满足适用于全球地区（包括欧洲、日本、中国和美国）的监管要求。


st另外还推出bluenrg-2蓝牙低功耗无线单芯片来与s2-lp搭配，bluenrg-2是一颗具有超低功耗蓝牙ble的soc单芯片，符合bluetooth标准规范。bluenrg-2扩展了st已有的bluenrg系列蓝牙网络处理器的功能，内置有cortex m0内核，可运行客户应用代码。


bluenrg-2同时内部还包含了256kb的编程闪存、带有保持功能的24k静态ram（分为2块，各12kb），以及spi、uart、i2c等标准外设通信接口。另外，bluenrg-2还配备了多功能定时器、看门狗、实时时钟和dma控制器等诸多模块。


bluenrg-2内部的adc模块可与外部模拟传感器进行连接，也可读取内部电池电压传感器测量值，一个内置的数字滤波器可以用来处理外部的pdm数据流。bluenrg-2具有同样出色的射频性能，内置的高效dc-dc转换器具有相同的超低功耗特性，同时改善了睡眠模式下的功耗，能够进一步延长实际应用中电池的使用寿命。


st在与tapko的密切合作下，将s2-lp、bluenrg-2与kaistack knx协议栈软件相搭配，通过了knx认证，双无线电凯发app官网登录的解决方案可满足应用在低功耗与成本优化上的需求。


st针对knx应用，推出了多款通过认证的芯片组，包括上述的stknx与stm32的双绞线芯片组，以及s2-lp与bluenrg-2的knx rf结合ble的芯片组，也可以另外将s2-lp与stm32相搭配，成为支持knx rf的芯片组，并可搭配tapko、南京数帆、麦克方程的协议栈软件，来满足有线与无线的knx应用需求。

结语

knx在能源效率方面有着出色的记录，近年来的技术扩展，也允许它扩展到使用knx技术来增强能源管理目的。knx能源管理是一种主动方法，其目标是在任何给定时间期间，能够根据用户的需求提供优化的能源使用，让人们能够打造出更为环保的环境，knx将成为智能建筑能源应用中扮演重要的角色。本文介绍的st有线与无线knx凯发app官网登录的解决方案，将能够满足knx应用的多样化需求，加快客户knx产品的开发速度，以抢占智能建筑能源应用的广大商机。