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KNX (sprich KONNEX) ist der neue Name oder besser gesagt der Nachfolger für den
EIB (Europäischer Installationsbus).


Was ist KNX
Wie funktioniert KNX
 -CSMA/CA

Was ist KNX?

KNX ist ein Bus der Gebäudeautomation. Er wurde Ende der 80er Jahre des letzten Jahrhunderts
von verschiedenen Schalterherstellern initiiert. Die grundsätzliche Frage damals lautete:
 
“Wie kann man die Elektroinstallation eines Gebäudes komfortabler und flexibler gestalten ”

Um das vorgegebene Ziel zu erreichen einigten sich die Gründungsmitglieder
Berker, Jung, Gira, Merten und Siemens auf einen einheitlichen Telegrammverkehr,
der das ansprechen verschiedener Sensoren und Aktoren in einem Bussystem ermöglichte.

1990 gründeten Sie dazu die European Installation Bus Association kurz EIBA, aus der dann der European Installation Bus (EIB) entstand.
Der EIB sollte einen Standard darstellen um die Kompatibilität und Interfunktion zwischen den verschiedenen Herstellern und auch verschiedenen Gewerken (Heizung, Klima, Elektroinstallation, etc.)
zu gewährleisten.

1991 kamen die ersten Produkte unter diesem Standard auf den Markt
 

1996 Entstand die KNX-Technologie aus der technischen Zusammenführung der drei europaweit etablierten Bus-Standards EIB (Elektroinstallationstechnik), EHS (Haushaltsgeräte und Unterhaltungselektronik) und Batibus (Heizung/Lüftung/Klima). Zielsetzung dieser Integration war es, eine einheitliche technologische Plattform für alle Bereiche der Haus- und Gebäudesystemtechnik in Form eines internationalen Industriestandards zu schaffen

Im Jahre 1999 unterzeichneten neun führende europäische Unternehmen aus der elektrotechnischen und gebäudemanagment Industrie die Statuten der neuen Organisation.
Die Gründungsmitglieder der KNX Association sind:

• Bosch Telecom GmbH,
• DeltaDore S.A,
• Électricité de France,
• Electrolux AB,
• Hager Holding GmbH,
• Merten GmbH&Co.KG,
• Siemens AG,Division A&D ET und
• Siemens Building Technology LtD, Landis&Staefa Division

2002 wurde die KNX-Spezifikation vorgestellt. Basierend auf dem EIB-Standard, mit dem die neue Technologie-Plattform nach wie vor in vollem Umfang kompatibel ist, entstand KNX durch die Erweiterung mit neuen Konfigurationsmechanismen und Übertragungsmedien, die ursprünglich für Batibus und EHS entwickelt worden waren.

2007 ist KNX die einzige weltweit anerkannte internationale Technologieplattform für die Haus- und Gebäudesystemtechnik. Mit ihrer Entscheidung, die europäische KNX-Norm EN 50090 auch als internationalen Standard zu etablieren, sorgt die International Electrotechnical Commission (IEC) mit Sitz in Genf für eine erhebliche Stärkung der KNX-Technologie, die nun eine global führende Position einnimmt.

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Wie funktioniert KNX

In klassischen Elektroinstallation sind die Steuerfunktionen mit der Energieverteilung fest verbunden. Nachträgliche Änderungen sind aus diesem Grund nur sehr schwierig durchzuführen. Auch Übergeordnete Steuerfunktionen wie ein zentrales Schalten aller Lichtkreise in einem Gebäude können nur mit sehr hohem Aufwand realisiert werden.

KNX trennt die Steuerfunktionen und die Energieverteilung voneinander. Alle Geräte werden über einen Bus miteinander verbunden und können so Daten austauschen. Die Funktion der einzelnen Busteilnehmer wird durch ihre Programmierung bestimmt, die jederzeit verändert und angepasst werden kann. Weiterhin besitzt jeder Teilnehmer eine eigene Intelligenz, so das auch beim Ausfall einer einzelnen Komponenten, nur der Teil der Installation betroffen ist, der von diesem Gerät gesteuert wurde. Der restliche Bus funktioniert deshalb uneingeschränkt weiter.

Es gibt sozusagen zwei Netze,
einmal den Bus (grün) der die Steuerung zwischen Sensoren und Aktoren übernimmt,
und das Stromnetz (rot), das die Energieverteilung der an die Aktoren angeschlossenen Verbraucher gewährleistet.
Diese beiden Netze werden praktisch unabhängig voneinander, beziehungsweise parallel zueinander im Gebäude verlegt

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CSMA/CA

Der englische Begriff Carrier Sense Multiple Access / Collision Avoidance ,
(übersetzt: Mehrfachzugriff mit Trägerprüfung und Kollisionsvermeidung)
bezeichnet ein Prinzip für den Zugriff mehrerer (was für ein Wort, Anm. d. Autors)
Teilnehmer auf das selbe Übertragungsmedium.

Das CSMA/CA Buszugriffsverfahren ermöglicht den gleichberechtigten Buszugriff der Busteilnehmer für den Informationsaustausch. Jeder Teilnehmer hört den Bus ab und sendet erst dann, wenn kein Datenverkehr mehr auf dem Bus abläuft. Beim Senden hört der Teilnehmer gleichzeitig mit. Beginnen zwei Teilnehmer gleichzeitig zu senden, bricht der Teilnehmer mit der niedrigeren Priorität ab. Es geht keine Information verloren.

Möchte ein Gerät Daten nach dem CSMA/CA Verfahren senden, erfolgt das nach folgendem Ablauf:
1. Zuerst wird das Medium (Zweidraht Kupfer) abgehört (Carrier Sense)
2. Ist das Medium für die Dauer eines IFS (Inter Frame Spacing, ca. 5,2ms*) frei, wird gesendet
3. Ist das Medium belegt, wird auf einen freien IFS gewartet und zur Kollisionsvermeidung zusätzlich
  um eine Backoff-Zeit (ca. 5,2ms*) gewartet
4. Wird das Medium während der Backoff-Zeit von einem anderen Teilnehmer belegt, bleibt der
  Backoff-Timer so lange stehen und wird nach Freiwerden des Mediums weitergezählt.
5. Senden zwei Teilnehmer gleichzeitig, tritt zusätzlich die Adress-Arbitierung in Kraft, sie entscheidet
  wer von den beiden zuerst sendet.
     1. der Teilnehmer mit der höheren Priorität
     2. bei gleicher Priorität, der Teilnehmer mit der niedrigeren Physikalischen Adresse.
 

*Pausenzeit = 50 bit , 1s : 9600bit/s = 104µs => 50 bit * 104µs = 5,2ms

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