Realisierungsaspekte für KNX IP

Die Übertragung von KNX Telegrammen über das Ethernet ist als KNXnet/IP Protokollreihe definiert und Teil des KNX Standards. Der bisherige Stand der Spezifikation umfasste die Nutzung dieses Mediums für PC-Schnittstellen und für Router. IP Router sind vergleichbar mit Linienkopplern, nutzen aber für die Hauptlinie das Ethernet. Jetzt ist es zudem möglich, KNX Endgeräte direkt über IP in das KNX Netz einzubinden. Damit wird Ethernet bzw. IP (Internet Protokoll) ein vollwertiges KNX Medium. Für die Entwicklung von KNX IP Geräten sind keine speziellen KNX Bauteile erforderlich. Im Wesentlichen besteht ein KNX IP Knoten aus folgenden Elementen:

Ethernet controller  

Ethernetcontroller sind von verschiedenen Halbleiterherstellern verfügbar. Die Anforderungen von KNX IP werden in der Regel problemlos erfüllt. Meist sind Controller mit einer Datenrate von 10 MBit/s ausreichend.

Mikrocontroller 

Die Wahl des Mikrocontrollers hängt im Wesentlichen von der erforderlichen Rechenleistung für das Gerät ab. Prinzipiell kann das KNXnet/ IP Protokoll sogar auf einem 8-Bit Controller implementiert werden. Je nach Anwendung können aber auch leistungsfähigere Controller erforderlich sein. Zahlreiche Controller bieten bereits ein Interface für Ethernet auf dem Chip, so dass nur noch der Physical Layer ergänzt werden muss.   

Kommunikations-Stack 

Die Systemsoftware für ein KNX IP Gerät besteht aus zwei Protokoll-Stacks. Für die Kommunikation über Ethernet ist ein IP-Stack mit UDP (User Datagram Protocol) erforderlich, da KNXnet/IP auf verbindungsloser Kommunikation basiert. Es werden sowohl Unicast als auch Multicast Telegramme über UDP verwendet. Auf den IP/UDP Stack wird der KNX Stack aufgesetzt. Dies ist der KNX Common Kernel, der natürlich je nach Gerätemodell speziell ausgeführt werden muss. Der KNX Stack nutzt den IP/ UDP Stack als Schnittstelle der KNX-Telegramme auf UDP-Telegramme ist durch KNXnet/IP festgelegt. Die KNX-Anwendung greift auf die API (Application Programming Interface) des KNXStacks zu, um mit dem Gesamtsystem zu kommunizieren.

Wann empfiehlt sich welche Lösung?

Die Wahl der richtigen Hardware ist wesentlich von der Anwendung abhängig. Hardwareimplementierungen speziell für KNX-IP Geräte sind bereits im Markt verfügbar. Hierfür werden auch entsprechende Stacks angeboten. Für komplexe Geräte können auch leistungsfähige Betriebssysteme wie zum Beispiel Linux eingesetzt werden, die in der Regel einen IP-Stack mit UDP beinhalten. In diesem Fall sind nur noch der KNX Stack und natürlich das entsprechende Anwendungsprogramm erforderlich.


KNX Information

KNX Professionals Deutschland e.V.

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