KNX Stack Funk (KNX-RF)

Drahtlose Datenübertragung in Gebäuden

KNX-RF (Radio Frequency) ist die drahtlose Alternative im KNX Standard. An Installationsorten, an denen weder Twisted Pair noch Powerline eingesetzt werden können, bietet KNX-RF die Möglichkeit, Daten innerhalb eines Gebäudes drahtlos zu übertragen.

Foto von Spektrum Analyser

Technische Daten KNX-RF:

Wie der gesamte KNX Standard ist auch die Funk-Kommunikation KNX-RF Hersteller-unabhängig und als internationaler Standard (ISO/IEC14543-3) genormt. Der physical Layer von KNX RF entspricht dem von Wireless M-Bus (DIN EN 13757-4, S-Mode).

Die Konfiguration der KNX-RF Geräte erfolgt meist im so genannten Easy Mode, das heißt es ist kein PC oder Laptop für die Inbetriebnahme erforderlich. Die Konfiguration im System-Mode mit der ETS® Software ist aber bereits geplant und ermöglicht in Zukunft die Inbetriebnahme von gemischten Installationen mit Funk- und drahtgebundenen Teilnehmern.

Der KNX-RF Standard unterscheidet zwischen unidirektionalen Geräten, die nur senden können und bidirektionalen Geräten, die auch einen Empfänger besitzen. Da unidirektionale Geräte nicht permanent empfangsbereit sein müssen, können sie sehr stromsparend realisiert werden und eignen sich für batteriebetriebene Sensoren. Aktoren arbeiten stets bidirektional und werden in der Regel aus dem Stromnetz versorgt.

Implementierung von KNX-RF Geräten

Für die Entwicklung von Geräten für KNX Funk bietet Weinzierl Engineering ein Komplettpaket an, das einen schnellen Einstieg so wie kostgengünstige Designs ermöglicht. Die wichtigsten Leistungsmerkmale sind:

Darüber hinaus unterstützen wir Sie vom Systementwurf bis zum Antennendesign.

Firmware-Architektur

Die Firmware stellt ein minimalistisches Betriebssystem für KNX-RF-Geräte bereit. Es enthält nicht nur den reinen Kommunikations-Stack, sondern stellt eine vollständige Implementierung standardisierter Gerätemodelle dar.

Foto von KNX Stack RF

Wie der KNX-RF Standard unterscheidet auch die Implementierung von Weinzierl Engineering zwischen unidirektionalen und bidirektionalen Geräten. Unidirektionale Geräte enthalten nur die Funktionen für das Senden und einen stark vereinfachten Kommunikations-Stack. Die Software unterstützt einen Stromspar-Modus, um eine hohe Lebensdauer der Batterie zu erreichen. Da die unidirektionale Software eine Code-Größe von nur wenigen kBytes aufweist, können sehr preiswerte Controller eingesetzt werden.

Die bidirektionale Implementierung beinhaltet neben dem Sender auch einen Empfangsteil. Obwohl die Verarbeitung der empfangenden Daten aufgrund der relativ hohen Datenrate zeitkritisch ist, ist es möglich, noch während des Empfangs einzelne Bitfehler zu erkennen und zu korrigieren. Dadurch erreicht man auch bei ungünstigen Übertragungsverhältnissen eine sehr hohe Qualität der Kommunikation. Bidirektionale Geräte enthalten einen vollständigen Kommunikations-Stack, der auch den Link-Mechanismus für die Inbetriebnahme im KNX Easy Push Button Mode mit einschließt. Sowohl die unidirektionale als auch unsere bidirektionale Implementierung bieten die Möglichkeit der Integration der Applikationssoftware in den Controller. Der Source-Code ist modular aufgebaut, ausführlich kommentiert und Teil des Lieferumfangs.

Hardware

Die Geräte enthalten im Kern einen Mikrocontroller, der sowohl die Kommunikation mit Funk als auch die Applikation ausführt. Derzeit unterstützen wir folgende Mikrocontroller-Familien für KNX-RF:

Der Medienzugriff auf Funk erfolgt über Standard ISM-Transceiver z.B.:

Diese Modularität erlaubt die Realisierung von leistungsfähigen Geräten zu geringen Kosten bei sehr niedrigem Stromverbrauch. Besonders unidirektionale Geräte können äußerst preisgünstig hergestellt werden. Der Einsatz alternativer Bauelemente ist natürlich ebenfalls möglich. Für den Einstieg in die Entwicklung liefern wir Evaluation-Boards und Referenz-Designs.

Foto von Evalboard KNX RF

Zur Evaluierung und Entwicklung mit unserer Lösung für KNX-RF stehen folgende Hardware-Plattformen zur Verfügung:

Foto von Modul CC1100 Foto von KNX RF Modul

Tool-Umgebung

Zur effektiven Entwicklung und auch zur Fehlersuche in bestehenden Anlagen sind zuverlässige Tools unerlässlich. Deshalb haben wir unsere bewährte KNX Analysesoftware Net'n Node für KNX-RF erweitert.

Foto von NetnNode RF

Net'n Node, ein leistungsfähiger Bus-Monitor und Analyzer zur Unterstützung während Entwicklung und Test. Das Programm TraceMon zeigt zusätzliche Debug-Informationen der Firmware an.

Foto von USB KNX RF

Net'n Node kann KNX-RF Telegramme sowohl senden, als auch empfangen. Die Anzeige erfolgt im cEMI-Format (Teil des KNX Standards). Zum Zugriff auf das Medium ist ein USB-Interface für KNX-RF verfügbar.

Entwicklungsdienstleistungen

Wir beraten Sie beim Systementwurf und bieten Ihnen auch die vollständige Entwicklung von Hardware, Firmware und die Systemintegration. Basierend auf einer breiten Erfahrung in der Entwicklung von Komponenten und Systemen erarbeiten wir auch gerne für Sie individuelle Lösungen für Ihre Anforderungen. Natürlich ist die KNX-Zertifizierung Ihres Produkts Teil unseres Service.

Wenn Sie zu unseren Entwicklungslösungen oder zu unseren Serviceleistungen noch Fragen haben, stehen wir Ihnen jederzeit gerne zur Verfügung.

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