Технология EIB/KNX в Умном доме

Благодаря знаниям, накопленным в сфере автоматизации зданий за несколько лет, и опыту использования предыдущих технологий, в том числе европейского стандарта EIB (European Installation Bus) ассоциации ЕIВА (EIB Association), появился открытый унифицированный протокол KNX международной ассоциации KONNEX. Технология EIB/KNX объединяет ведущих мировых производителей электротехнической продукции на базе данного стандарта, который позволяет одновременно использовать различное оборудование при создании Умного Дома.

Каковы же возможности EIB/KNX по автоматизации помещений? Умный Дом, базирующийся на стандарте EIB/KNX, позволяет организовать управление интеллектуальными системами здания с помощью построения единой сети коммуникаций. Вся инфраструктура жилого комплекса будет объединена в эффективно спроектированную среду, оптимально функционирующую в зависимости от потребностей пользователей и внешних условий.

Системы управления Умным Домом, использующие технологию EIB/KNX, осуществляют мониторинг и управление инженерными электротехническими коммуникациями следующих категорий:

• Электропитание: минимизация энергопотребления, управление освещением.
• Микроклимат помещения: отопление, вентиляция, очистка воздуха и воды.
• Телекоммуникации: телефон, локальная компьютерная сеть (LAN), Интернет.
• Механизмы безопасности: аудио- и видеонаблюдение, предотвращение доступа в помещение, сигнализация, регуляция газо- и водоснабжения, фиксация протечек воды, утечек газа, огня и задымления, удаленное информирование об инцидентах в доме.
• Электромеханика: открытие / закрытие дверей (ворот, шлагбаумов), окон, жалюзи, штор и т.п.
• Бытовая техника: включение / выключение и настройка параметров аудио-, видеотехники, компьютерного оборудования, кухонной техники и т.п.

Мониторинг, контроль и управление всех процессов по интеграции систем в единую структуру Умного Дома на базе протокола EIB/KNX осуществляется по единому кабелю с выделенных диспетчерских пультов. Умный Дом (больше информации о концепции данной системы можно узнать на сайте dardali.com) функционирует в режиме децентрализованного дистанционного обслуживания со стороны различных систем здания за счет использования таймеров и датчиков (температуры, освещенности, влажности, движения и т.п.) в зависимости от потребностей жителей и текущих условий внешней среды.

Что же наиболее ценно в таком подходе к проектированию Умного Дома на базе технологии EIB/KNX? Во-первых, это соблюдение принципа 3F: автоматизированная система управления зданием получается поистине дружелюбной (friendly), гибкой (flexible), функциональной (functional). Интеллектуальность Умного Дома возрастает, когда при возникновении потребности происходит подключение новых элементов системы к единой шине коммуникаций, что приводит к дополнительному полезному функционалу для жителей. Развитие сети за счет установки новых устройств и замены поврежденных компонентов проходит в комфортном режиме, при этом расширение шины EIB/KNX является удобно настраиваемым, что заложено в самих базовых принципах данного стандарта. Таким образом, решается проблема изменений в системе управления Умным Домом. Функциональность, гибкость и дружелюбность всей инфраструктуры интеллектуальной среды обитания только выигрывают от использования технологии EIB/KNX, которая усиливает прозрачность управления и улучшает характеристики автоматизируемого здания. Во-вторых, это экономические преимущества стандарта EIB/KNX: небольшая длина проводки, низкий уровень излучения, легкодоступные для замены монтажные компоненты, что существенно упрощает проектирование и развертывание системы управления Умным Домом.

К сожалению, приходится указать на некоторые ограничения, имеющиеся в технологии EIB/KNX. В основном, это касается сферы применения данного стандарта и вариантов топологии сети на его базе. В первую очередь, протокол EIB/KNX нельзя применять для коммуникации устройств, критичных к сохранению жизни людей. Это обусловлено тем, что процесс передачи команд управления и сопроводительной информации от датчика (сенсора) к исполнительным механизмам организован в режиме двойного подтверждения (квитирования), поэтому взаимодействие этих устройств может прекратиться, если квитирование отсутствует. С другой стороны, топология сети на базе протокола EIB/KNX не поддерживает кольцевой вариант проектирования, при этом максимальное количество элементов в сети может составлять 64 устройства, но при усложнении структуры сети может достигать 15 линий или областей с числом компонентов до 58000.

Уникальность стандарта EIB/KNX в том, что он позволяет сочетать наличие унифицированной сети коммуникаций, независимой от производителей механизмов, и общей конфигурационной базы данных устройств с отсутствием центрального управляющего узла. Эти подходы в проектировании Умного Дома обеспечивают устойчивость работоспособности интеллектуальной системы в целом, невзирая на потенциальный выход из строя отдельного устройства либо потери управления для участка единой цепи. Методологически системы на базе протокола EIB/KNX принадлежат к бизнес-классу платформ, таких как C-Bus, LonWorks, Smart-Bus, для децентрализованных автоматизированных систем управления зданием.

Технология EIB/KNX поддерживает следующие основные среды для передачи информации в рамках Умного Дома:

• Витая пара (KNX TP). Обмен данными между элементами сети проводится по выделенному кабелю (шине).
• Электрические линии (KNX PL). Коммуникация устройств реализуется по силовым линиям электросети.
• Радиочастотные каналы (KNX RF). Устройства могут поддерживать как одно- и двунаправленную связь по радиочастотным каналам.
• IP/Ethernet (KNX IP). Связь осуществляется по каналу с поддержкой спецификации KNXnet/IP, позволяющей преобразовывать KNX-пакеты в IP-пакеты.

Указанные каналы передачи данных могут комбинироваться для соответствующих режимов настройки, что дает производителям оборудования возможность выбрать необходимое сочетание компонентов сети с учетом собственных приложений и целевой аудитории пользователей.

Вкратце перечислим основных поставщиков элементов для Умного Дома на базе сети EIB/KNX и укажем некоторые их решения по этой технологии:

• Gira. Эта компания является производителем высококачественных компонентов автоматизированных систем управления для интеллектуальных зданий. Например, техническое новаторство Gira выражается в реализации программы по автоматизации зданий, осуществляемой с использованием продукта Gira Control 9 /19 Client. Данная инновационная техника обеспечивает легкость монтажа такого Умного Дома на базе протокола EIB/KNX, многофункциональность которого сочетается с эргономичностью и стилевым единством.
• Jung. Построение среды Умного Дома не будет оптимальным без комфортного визуального управления электротехническим EIB/KNX-оборудованием. Система автоматизации контроля над устройствами интеллектуальной сети здания от компании Jung позволяет обеспечить оперативность, экономичность и безопасность объединенных в единый сегмент отдельных функций. Например, программа Smart Remote предоставляет возможности для взаимодействия всех электротехнических устройств в помещениях, оборудованных на базе технологии EIB/KNX, регулируя их деятельность независимо от местоположения владельцев Умного Дома.
• Merten (Schneider Electric). Открытые системы EIB/KNX этой компании, для которой принципиально важна поддержка полнофункциональных решений на базе данного стандарта, обеспечивают непрерывное развитие и совершенствование автоматизируемого здания. Например, Merten System M является единой системой с множеством комбинаций функций, поддерживающих технологию EIB/KNX, и различными вариантами дизайна. Инновации, объединенные в данной системе, позволяют модифицировать среду Умного Дома под индивидуальные потребности жителей за счет гибкости в комбинировании необходимых компонентов.
• Berker. Перспективы этой компании в сфере проектирования пространства Умного Дома расширяются за счет предоставления полного спектра электротехнического оборудования для технологии EIB/KNX. Например, информационная панель Berker Arsys упрощает эксплуатацию системы автоматизации с помощью отображения статуса для объединенных в стек устройств Умного Дома. Оптимизация строений с использованием таких интеграционных компонентов интеллектуальной сети приводит к экономичному полнофункциональному решению на базе протокола EIB/KNX.
• ABB. ABB i-bus EIB/KNX является интеллектуальной основой для Умного Дома, которая отвечает требованиям стандарта EIB/KNX для использования в инженерных системах управления автоматизируемыми зданиями. Благодаря данной среде можно контролировать состояние строений, адаптируя жилую среду к индивидуальным требованиям пользователей. Эксплуатационная гибкость продуктов компании ABB, относящихся к линейке EIB/KNX с охватом многофункциональной области Умного Дома, позволяет управлять различными типами интеллектуальных зданий.
• Busch-Jaeger. Данная компания разрабатывает различное электротехническое оборудование, в том числе продукты, поддерживающие протокол EIB/KNX. Например, Busch-ComfortTouch сочетает функции управления Умным Домом, аналогичные информационно-справочному бюро для жилого комплекса. Мониторинг проводится с помощью сенсорной панели, которая интуитивно понятна пользователю и оснащена визуальной системой для управления элементами сети EIB/KNX.
• Theben. Интеллектуальные системы Theben способны управлять устройствами Умного Дома в соответствии со стандартом EIB/KNX. Например, индивидуальные датчики, такие как VARIA 826 BK KNX и RAMSES 713 S KNX, могут быть использованы для регуляции микроклимата в жилых помещениях. Контролировать состояние Умного Дома можно с помощью оборудования из линейки Theben Mix, включающей в себя многофункциональные устройства на базе технологии EIB/KNX.
• Hager. Система Hager tebis EIB/KNX обеспечивает взаимозаменяемость элементов сети этой серии, которые удовлетворяют соответствующему стандарту независимо от производителей. Такое решение предназначено для управления различными компонентами в инфраструктуре Умного Дома, сегменты которого спроектированы и построены по технологии EIB/KNX. Продукция данного класса покрывает потребности пользователей в рамках автоматизации и мониторинга интеллектуальных помещений в жилищном секторе.
• HDL. Специализированный разработчик главных, а также исполнительных устройств для систем автоматизации, как для домашнего, так и коммерческого направления на протоколе KNX. В ассортимент имеется широкий спектр оборудования для построения диспетчеризации инженерных систем любого уровня сложности и масштаба. Солидный опыт в автоматизации на мировом рынке, идеальное качество и надежность аппаратуры, отличное соотношение цена-качество позволили компании HDL создать один из самых доступных продуктов, в сравнении с другими производителями.

В заключение отдельно стоит осветить вопрос, касающийся интеграции сетей, которые построены по стандарту EIB/KNX, с системами управления от ведущих производителей из США: AMX и Crestron. В первую очередь, надо отметить, что данные централизованные системы в инфраструктуре Умного Дома относятся к наиболее престижному классу автоматизированных систем управления зданиями. С другой стороны, приходится иметь в виду, что технология EIB/KNX изначально была направлена на нужды пользователей европейского рынка электротехнического оборудования, поэтому для взаимодействия с продуктами сторонних производителей необходимо подключать дополнительные стыковочные узлы. Так, соединение системы марки Crestron с сетями, функционирующими на базе стандарта EIB/KNX, осуществляется с помощью серийно выпускаемого шлюза CGEIB-IP. В компании AMX есть аналогичный коммуникационный шлюз NetLinx NXB-KNX, применяемый при необходимости встраивания автоматизированной системы управления зданием в сеть по технологии EIB/KNX. Данные интеграционные модули используют любой свободный порт RS-232 и локальную сеть Ethernet (TCP/IP) для установки необходимых каналов связи между компонентами Умного Дома.

Таким образом, EIB/KNX-систему можно подключать к системам других производителей, если со стороны пользователей возникает такая необходимость, при помощи специализированных шлюзов для присоединения компонентов Умного Дома.