Умный дом на KNX


09.10.2015

Автор: Эванс Грейсон


Автор оценивает перспективы одного из самых распространенных в Европе стандартов умного дома KNX на рынке США, где он практически не известен.

Для активного продвижения популярного европейского стандарта автоматизации зданий KNX в США в этом году ассоциация KNX впервые представит в октябре стенд на выставке Cedia Expo 2015. Недавно был создан первый в США сертифицированный учебный центр KNX, открытый новой компанией под названием DMC Technology. Эта компания, руководимая Марком-Антуаном Микаелли, одним из наиболее авторитетных в мире KNX педагогов, создана компанией Siemens, единственным крупным производителем систем KNX в США.

Станет ли KNX популярен в США? Сомнительно.

Чтобы понять почему, давайте рассмотрим основы технологии KNX применительно к региону EMEA (Европа, Ближний Восток, Африка) и отличия этого рынка от США.

Концепция домашней автоматизации в регионе EMEA довольно сильно отличается по сравнению с США. В регионе EMEA это скорее управление (освещение, немного вентиляции и кондиционирования, управления жалюзи/шторами), тогда как в США автоматизация имеет направленность в большей степени на развлечение. Это объясняет популярность систем KNX в Европе и на Ближнем Востоке. 

Когда я прибыл на Ближний Восток шесть лет назад, всё, что было “автоматизировано” здесь, а это в основном коммерческие здания, основывалось на KNX в качестве базовой технологии. С тех пор этот стандарт приобрел широкую популярность в новом жилищном строительстве. Самое странное это то, что обычно KNX очень редко используется для автоматизации жилой недвижимости. 

Для этого есть причины, которые мы кратко обсудим.

Краткое описание KNX

Так как этот стандарт основан на EIB, European Home System Protocol (EHS) и BatiBus, я был знаком с технологией с того времени, когда работал с CEBus и LonWorks. 

Устройства с поддержкой KNX делятся на две общие категории: датчики (выключатели, датчики освещенности, температуры) и исполнительные устройства (реле, моторы, диммеры). Все устройства соединены между собой двухпроводной дифференциальный сигнальной шиной (RS-485), работающей на скорости 9600 бит/с и двумя проводами для низковольтного питания.

Стандарт включает в себя обмен информацией по радиоканалу, силовой линии, ИК, и в других средах, но я никогда не видел, что бы использовалось что-либо, кроме витой пары.

Каждое устройство, подключенное к шине имеет один настраиваемый собственный адрес и адрес одной или нескольких групп к которым оно относится. Когда устройство изменяет свое состояние, например выключатель света переключается с выкл на вкл, он передает свое новое состояние по адресу другому устройству или группе. Передаваемые данные могут быть бинарными (0/1) или 8-битными аналоговыми. Плюсом такого подхода является его простота, т.к. в этом случае не требуется контроллер. 

Оборудование KNX для типичного жилого дома похоже на систему “панельного” освещения в США. KNX выключатели соединены по 4-проводной шине друг с другом и с исполнительными устройствами в доме. Так модули освещения KNX (выключатели или диммеры) подключаются к 4-проводной шине KNX, а также к обычной силовой сети 220В для светильника.

При подключении нового устройства к шине KNX для назначения ему адреса и привязки к другим устройствам используется программное приложение под названием ETS. В этом случае выключатель отправляет свое состояние модулю управления нагрузкой. После настройки выключатель работает точно также, как если бы он был подключен к обычной силовой  электрической проводке. Также он может быть запрограммирован на управление группой исполнительных устройств. Выключатель может принимать данные в свой адрес, чтобы включить, например, индикатор состояния. KNX совместимые устройства производятся практически всеми крупными европейскими производителями электротехнического оборудования (ABB, Siemens, Schneider и др.)

Архитектура KNX

KNX инсталляции делятся на две категории: автономные (без контроллера) и с контроллером, в качестве подсистемы фирменной системы автоматизации. Экосистема KNX может включать в себя контроллер, однако он не является частью стандарта как такового. 

В любом случае, я никогда не видел, чтобы KNX использовался для автоматизации развлекательных или более сложных систем. Он всегда используется для управления освещением, шторами или жалюзи. Управление климатом осуществляется с целым рядом оговорок, и климатическое оборудование KNX это сущий кошмар (надеюсь, оно не появится в США!). 

Если в доме уже была установлена сеть KNX, мы используем специальное устройство-шлюз для сети Ethernet или порта RS-232 для обмена данными, при этом KNX выступает в качестве подсистемы более полного проекта автоматизации с использованием протоколов Control4 или Crestron.

В настоящее время большинство крупных американских производителей систем умного дома предлагают шлюзы KNX. От KNX не никуда не денешься, ведь во всех европейских системах домашней автоматизации, с которыми я сталкивался, KNX использовался в качестве основной технологии.

Старомодное программное обеспечение и неадекватная популярность

Системы KNX настраиваются и программируются (европейцы всегда используют фразу “сдаются в эксплуатацию”) с использованием приложения ETS, которое работает только на Windows. Оно дорогостоящее и распространяется только Ассоциацией KNX. 

Сам ETS и обучение его использованию является основным источником операционных доходов ассоциации KNX. Вам скорее всего придется пройти это обучение в Ассоциации KNX, поскольку программа не является интуитивно понятной и существует крайне мало альтернативных курсов обучения. Я научился его использовать в основном методом проб и ошибок.

Исходя из высокой популярности KNX вы должно быть подумали, что системы умного дома являются широко распространенными в этой части мира. Однако всё обстоит не так, как кажется.

Из тех зданий с KNX, которые я видел, в 80% коммерческой и 99% частной недвижимости KNX не использовался для какой-либо автоматизации, он просто заменял обычную электропроводку.

Существует миф, о том, что KNX – это “хай-тек”, и его использование в доме и офисе делает их "Умным домом" и "Умным офисом". Девелоперы устанавливают его в престижных и высотных жилых зданиях для продвижения своих проектов, как “смарт” (но только не в США!). 

В реальности устройства KNX запрограммированы так, чтобы делать то же самое, что делают обычные устройства с обычной электропроводкой. Например, это может быть три проходных выключателя для управления светом. 

Я осознаю, что это не вина самой технологии. Причина в слабом понимании строителями, подрядчиками и потребителями того, на что она способна. Несмотря на всю шумиху, владельцы дома не понимают, что такое домашняя автоматизация, и дилеры зря едят свой хлеб, т.к. не могут объяснить им это. 

Кроме того, из-за языковых барьеров по всему региону EMEA, подготовка кадров весьма ограничена.

Перспективы для системы KNX в США

Итак, может ли KNX адаптироваться к другой модели автоматизации, подходящей для США? Вопрос в том, сможет ли KNX конкурировать с другими технологиями в США, которые делают то же самое и даже больше.

Если он может позиционировать себя как стандартизированная система управления освещением, он может иметь шанс в этой нише, поскольку есть очень много конкурирующих, нестандартизованных технологий управления освещением. 

Возьмем к примеру Savant, отказавшийся от своей хардверной системы проводного управления освещением LiteTouch. Существующие клиенты будут вынуждены обновить всю систему – от панелей диммеров до последнего выключателя света – когда какая-то часть системы выйдет из строя, потребуется расширение функционала системы или изменение ее дизайна. В случае с системой KNX им просто потребуется замена центрального контроллера, а это гораздо проще.

Однако KNX имеет много проблем для компаний инсталляторов, таких как моя, и вы должны быть осведомлены о них. Возможно, некоторые из них это мой частный случай, но мое мнение сформировано на основе многолетнего опыта работы с различными стандартами.

1. Хотя KNX – это стандарт, он охватывает только часть функционала производимых устройств. Производители могут добавлять собственные функции и особенности в свои продукты, и т.к. KNX устройства производят многие, то производители заинтересованы широко использовать ту функциональность, которая совместима только с их собственными продуктами – так же, как многие производители делают свои собственные “навороты” в ZigBee.

Производителями KNX устройств являются крупные старые компании. Попытайтесь выяснить у Siemens на кой черт нужны некоторые специфические возможности в одном из их продуктов. Эта информация есть только у официальных дилеров Siemens. Да, есть данные в интернете, но много информации видимо теряется при переводе.

2. Похоже, что стандарты всегда приходят с торговыми ассоциациями, чтобы поддержать технологии, и KNX не исключение. Это просто так называется - Ассоциация KNX. Она позиционирует себя как “создателя и владельца технологии KNX”. Не знаю, что они имеют в виду под “владельцем” технологии, но они, кажется, осуществляют довольно жесткий контроль над всем, что связано с KNX.

Я действительно не очень рад появлению еще одной торговой ассоциации, которая утверждает, что продвигает технологию как “открытую” и в то же время провозглашает, что “владеет ей” и блокирует инструментарий и обучающие материалы, необходимые для его продвижения. Если это на самом деле открытый стандарт, то я должен иметь возможность приобрести программные инструменты у нескольких конкурирующих компаний и смотреть тренинг на YouTube, если мне это нужно.

3. Специфическая электропроводка здания, которая привязывает владельца к одной системе – это плохая идея. Я говорю это с полной ответственностью, так как имею негативный опыт автоматизации с использованием нестандартной проводки.

Если в доме или другом здании сделана проводка для KNX (4-х жильная низковольтная шина имеет по одному отводу к каждой панели управления), то владелец привязан к этой технологии навсегда. Изменение проводки в здании не может быть выполнено без серьёзной переделки. Правда, тоже самое можно сказать и о других частных проводных системах.

В нашей работе мы используем только общепринятые кабельные технологии для освещения и управления электрическими устройствами, такие как Control4 на базе ZigBee или силовой проводки. Такая система всегда может быть преобразована обратно в обычное управление. 

4. Моя самая большая головная боль с KNX – это проект программного обеспечения. Файл конфигурации проекта  настройки, адресация и привязки устройства — не хранится в сети. Он находится где-нибудь на ноутбуке с приложением ETS, который был использован при сдаче в эксплуатацию системы. 

Когда мне приходится браться за проект дома или офиса, использующего технологию KNX, у меня большая проблема. В ETS можно распечатать копию конфигурации и, если вы подумали, что монтажная организация оставляет ее на месте установки, то вы, конечно,  ошибаетесь (обслуживание клиентов на Ближнем Востоке - это роскошь). Я могу использовать ETS, чтобы по данным трафика попробовать выяснить, что происходит, когда я переключаю освещение, но это займет целую вечность, и всё равно я не узнаю, что происходит во всех частях сети.

Эта проблема, конечно, актуальна не только для системы KNX. Запатентованные системы управления могут хранить данные проекта в зашифрованном виде у дилера, но ведь KNX должна быть открытой системой.

5. Существует также миф (и я не знаю, откуда он взялся), что продукты KNX дешевые. По сравнению с подобными технологиями они не дешевые. До сих пор, продукция KNX практически не изготавливается в Китае. Часть проекта автоматизации по управлению освещением будет реально стоить примерно так же, как беспроводная система Control4 (значительная часть затрат идет на прокладку кабеля и длительную настройку). Но поскольку клиенты EMEA уже слышали о технологии KNX, она обычно выигрывает проект.

Я был большой сторонник стандартов. И я провел достаточно много лет, помогая в их реализации. Однако аппетит на них у меня давно пропал. Единственный стандарт, который я действительно ценю, это Ethernet. Он скромно начинался и медленно развивался, но стал по-настоящему открытым. Он работает удивительно хорошо и сейчас дешевле грязи. Но самое главное, что им никто не владеет.


Первод с английского: logikadoma.ru

Источник: cepro.com