1. 基本工作原理„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3 2. 物理地址„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5 3. 组地址„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„6 4. 组对象„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7 4.1 标志„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„8 5. TPl报文应用数据„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„9 6. 标准的数据点类型(DPT) „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„10 6.1 开关(1.001) „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„.11 6.2 函数块”百叶窗控制” „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„12 6.3 开关控制(2.001) „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„13 6.4 函数块”调光” „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„l4 6.5 双8位浮点值(9.00x)„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„15 7. TPl位结构„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„17 8. TP1报文冲突„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„l8 9. 叠加数据和供电电压„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„20 10. 电源单元至TP1总线的连接„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„21 11. TP1电缆长度„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„22 11.1 TP1电源单元和TP1总线设备之间的电缆长度„„„„„„„„„„„„„„23 11.2 两个TP1总线设备之间的电缆长度„„„„„„„„„„„„„„„„„„24 11.3 单个TP1线段的电缆总长度„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„24
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KNX基础教程 1 基本工作原理
图1：基本工作原理
TPl KNX最小安装由以下部件组成： 电源单元(29V DC)
扼流器（也可以集成在电源单元内） 传感器（上图采用一个传感器表示） 执行器（上图采用一个开关执行器表示） 总线电缆（仅需要双芯总线电缆）
如果是S模式兼容产品，安装完毕之后，必须通过ETSTM程序，将应用软件加载至传感器和执行器之后才可以使用KNX系统。因此，项目工程师必须首先使用ETS完成以下配置步骤：
给每个设备分配物理地址 1(用于惟一识别KNX安装中的各个传感器和执行器)； 为传感器和执行器选择合适的应用软件并完成其设置（参数化）工作； 分配组地址（用于链接传感器和执行器的功能）。 1
参考前面所述的物理地址。
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KNX基础教程 如果是E模式兼容产品，上述配置步骤同样适用，其中：
物理地址
用于传感器和执行器参数化的应用软件
组地址分配（用于链接传感器和执行器的功能） 可以通过本地设置，也可以由中央控制器自动完成。
上述配置工作完成之后，该设施的工作过程可描述如下：
单开关传感器(1.1.1)在上拔杆被按下后，将会发送一个报文。报文中含有组地址( 5/2/66)、值(“1”)以及其它相关的综合数据。
所有已连接的传感器和执行器都会收到该报文，并对其进行评估分析。 仅具有相同组地址的设备才：
发送确认报文
读取报文中的值并执行相应的动作。本例中，开关执行器(1.1.2)将会关闭其输出继电器。
按下下拨杆后，将会发生同样的过程，但值被置为“0”。因而，这种情况下将会接通执行器的输出继电器。
本文后续部分将会详细解释本KNX系统中的各个部分。
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KNX基础教程 2 物理地址
图2：物理地址
整个KNX设施中，物理地址均必须惟一。物理地址的配置如上所述。其格式如下：区[4bit] —线路[4 bit] —总线设备[1 byte]。通常，按压总线设备上的编程按钮，总线设备即进入准备好接收物理地址的状态。该过程期间，编程LED发光二级管会处于点亮状态。调试阶段结束之后，物理地址还可用于以下目的：
诊断、排错，以及通过重新编程实现设旖更改 使用调试工具寻址接口对象或者其它设备。
重要提示：总线设备正常工作期间，物理地址没有任何作用。
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KNX基础教程 3 组地址
图3：组地址
设施内设备之间的通信通过组地址实现。
使用ETS进行设置时，可以将组地址选择为“2级”（主组／子组）结构、“3级”（主组／中间组／子组）结构或者自由定义结构。在各个单项目的项目属性中，可以更改级结构。组地址0/0/0保留，用于所谓的广播报文（即发送至所有可达总线设备的报文）。
ETS项目工程师可以决定如何使用各个级，下图给出一个示例模式：
主组=楼层
中间组=功能域（例如，开关、调光）
子组=加载功能或者加载组（例如，厨房照明灯开／关、卧室窗户打开／开闭、
客厅吊灯开／关、客厅吊灯调光，等等）。
在所有项目中，都必须严格遵守已经选定的组地址模式。
各个组地址都可以按需分配给各个总线设备，分配过程与系统总线设备的安装位置完全无关。
执行器可以监听多个组地址。然而，在每个报文中传感器仅能发送一个组地址。 组地址是分配给相应传感器或者执行器的组对象。组对象的创建与分配可以使用ETS完成(S模式)，也可以由系统自动完成。并且，用户在E模式中呵以查看各个组对象。 2
2
以前所述的“通信对象”。
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KNX基础教程 注：
在ETS中使用主组地址14、15或者更高的主组地址时，应该注意TP1耦合器不对这些组地址进行过滤，因而可能对整个总线系统的动态性能带来负面影响。 分属传感器或执行器的组地址数量可以变化，并取决于存储器的容量。
4 组对象
图4：组对象
在总线设备中，KNX组对象表现为存储区域。组对象的大小介于1位和14字节之间。组对象的具体大小视功能而定。
由于开关操作需要两个状态（0和1），因此，可以使用1位组对象。文本传输所涉及的数据非常丰富，因此，应该使用最大为14字节的组对象。
使用组地址，ETS仅允许链接具有相同大小的对象。多个组地址可以分配给一个组对象，但是，这些组地址中，仅能有一个是发送用组地址。
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KNX基础教程 4.1标志
每个组对象都有标志，用于设置以下属性：
组对象有一个正常的总线链接 通信 报文能够被确认 读 写 发送 更新 初始化读 仅收到请求时，组对象才会生成应答信息 值应答报文被解析为写指令。更新组对象的值（系统1设备中始终处于启动状态） 值应答报文不是被解析为写指令。组对象的值保持不变。 电流返回之后，设备会独立地发送读值指令，以初始化组对象（仅适用于某些掩码）。 电流返回之后，设备不通过读值指令初始化已分配组对象的值。 通过总线，不可以改写对象值 对象值（传感器）改写后向总线发送报文 通过总线，不可以读对象值 通过总线，可以改写对象值 通过总线，可以读对象值 注意：应该仅在特殊的情况下才更改默认标志值。
a) 例如，按下上左拔杆之后，双刀开关传感器会将“l”写入自己的0号组对象。由于该
对象的通信和发送标志已经设置，因此，该设备将会向总线送具有信息“组地址1/1/1、写值、1”的报文。
b) 此后，整个KNX设施中组地址为1/1/1的全部总线设备均将“1”写入它们自己的组对
象。
c) 我们给出的示例中，“l”将会写入执行器的0号组对象。
d) 执行器的应用软件将会确认该组对象中的值已经改变，并执行开关过程。
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KNX基础教程 图5：TP1报文的应用数据
5 TP1报文应用数据
实际的有效负荷决定指令的类型。上图中，使用1位报文示例对实际的有效负荷进行了解释说明。如果为“写”指令，则右侧的最后一个位将包含一个“1”或“0”值，分别用于。开关接通”或者“开关断开”。
“读”指令，则用于请求被寻址组对象报告其当前状态。应答可以为1位报文（如上例中的“写”指令），也可以使用最大不超过13个字节（2至15个字节）。
数据长度依赖于所使用的数据点类型。
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KNX基础教程 图6：标准的数据点类型
6 标准的数据点类型(DPT)
数据点类型进行了标准化处理，以确保可以兼容不同制造商生产的相似设备（例如，调光器、时钟等）。
标准化内容包含组对象的数据格式和结构等方面的要求以及对传感器和执行器功能的要求。多个标准数据点类型的组合（例如，在调光执行器中）称之为函数块。
数据点类型的命名可以根据数据点类型所属应用而定，这并不表示数据点类型局限于应用领域。例如，“调节”（类型5. 001）既可以用于设置调光亮度也可以用于设置供暖阀门的位置。 后续几页将挑选最常用的数据点类型进行描述。标准数据点类型的完整列表可以从KNX官方网站下载(www.knx.org)。
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KNX基础教程 图7：DPT开光（1.001） 6.1 开关(1.001)3
该开关功能用于启停执行器的功能。对于逻辑运算(布尔逻辑[1.002])、使能[1. 003]等），已经定义了其它的l位数据类型。
其它功能或者纯开关功能的扩展功能（例如，逆运算、时延和开关切换功能等）不属于数据点类型说明的组成部分，但属于使用了该数据点类型的函数块技术规范的参数的组成部分（例如，照明灯开关函数块）。
3
前面所述的EIS1
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KNX基础教程 图8：函数块“百叶窗控制”
6.2 函数块“百叶窗控制4”
函数块“百叶窗控制”主要用于百叶窗和百叶窗驱动机构的控制。作为组对象，它至少可以 提供了以下数据点类型：
升／降(1. 008) 步(1. 007)。
通过改写“升／降”，可以将处于静止状态的驱动设置为运动状态，也可以改变驱动的运动方向。
通过改写“步”，可以关停已经处于运动状态的驱动，也可以将处于停止状态的驱动设置为运行状态并持续一段较短的时间（步进）。
重要提示：使用该功能的组对象应该禁止通过总线读请求做出应答，因为，这类应答可能意外地停止运动中的驱动或者使已经停止的驱动被设置为运动状态。因此，（传感器和执行器内的）相关组对象中的“读”标志应该被禁用。对于中央功能，尤其应该如此。
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前面所述的EIS7
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KNX基础教程 图9：开关控制( 2.001) 6.3 开关控制(2.001)5
该“开关控制”用于（在通过“开关”的正常操作之后）由组对象使用更高优先级操作执行器。
已连接设备的开关功能取决于两个组对象“开关”和“开关控制”的状态。 类型为“开关控制”的组对象的大小为2位。
如果该2位对象的值为0或者1，则通过开关对象可以控制已连接执行器。
如果优先级对象的值为2和3，则会相应地分别断开和接通其输出。这两种情况下，开关对象的值均被忽略。
5
前面所述的EIS 8
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KNX基础教程 图10:函数块“调光” 6.4 函数块“调光”6
除4位对象(“调光级”-3. 007)之外，函数块“调光”还至少包含一个开关对象（对应于“开关”）和一个值对象(对应于“调节”-5. 001)。
调光指令相对于当前的亮度设置值，且通过“调光级”发送至调光执行器。
实用数据中的第3个位决定，被寻址设备将相对于当前亮度值执行亮度增加还是亮度减小操作。
第0至第2位决定调光范围。整个亮度范围( 0-100%)细分为64个调光级。调光执行器始终将亮度调节至下一个调光级例如：调光执行器的亮度级别为30%时，如果传感器发送的实用数据为1011B，则会执行一个亮度增强指令，将亮度增强至下一级调光阈值为止(或者，100%除以4=25%，即下一个调光级50%)。
调光代码0（即实用数据00HEX或者80HEX）意即“停止调光”。此时，将会中断调光过程，且保存当前亮度值。
6
前面所述的EIS 2
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KNX基础教程 图11：值对象
采用“调节”，可以将亮度值直接设置为1（最小值）至255（最大值）之间的某个值。 根据制造商提供的具体程序，使用该数据点类型，也可以直接接通（1≤值< 255）或者断 开（值=0）某个已连接设备。 该数据点类型的大小为l字节。
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KNX基础教程 图12：双8位浮点值 6.5 双8位浮点值(9.00x)7
使用这种数据格式(根据被发送值的种类，可以拥有各种不同的数据点类型，例如房间温度℃- 9.001)，可以传送用于表达物理值的数字。 “S”为尾数的符号。
4位指数“E”为整数指数，基为2。
尾数“M”的精度定义为0. 0l。正值(“S”=0)采用正常的二进制数字格式。负值(“S”=1)尾数编码为2的补码。
该数据点类型长度为2个字节。
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前面所述的EIS 5
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KNX基础教程 图13: TP1位结构
7 TP1位结构
“0”和“l”为两个逻辑状态，采用1个位就可以表示。 KNX TP1中的技术逻辑：
逻辑状态“1”期间，没有可用信号电压 逻辑状态“0”期间，有可用信号电压
如果存在多个总线设备同时发送，逻辑状态“0”优先！
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KNX基础教程 图14: TP1报文冲突
8 TP1报文冲突
需要传送数据的总线设备，如果它发现总线处于空闲状态，可以立即启动发送过程。 对于多个总线设备的同时发送请求，使用载波侦听多路访问／冲突避免(CSMNCA)技术进行控制。
发送期间，总线设备监听总线。逻辑状态为“1”的总线设备，一旦检测到逻辑状态“0”（=线路上存在电流），将会立即停止发送过程，让位于其它发送设备。
该总线设备在中断发送过程之后，持续监听网络，等到网络上的报文发送过程中止之后，再次重新尝试自己的发送过程。
采用这种方式，如果存在多个总线设备试图同时发送信息，CSMA/CA技术可以确保这些总线设备中，仅有一个设备可以不间断地完成发送过程。因此，总线上的数据吞吐量不会受损。
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KNX基础教程
图15: TP1对称传输 TP1对称传输
通过双芯线，对称地传输数据。总线设备评估两根芯线之间的电压差值。 辐射噪声以相同极性作用于这两根芯线，对信号电压差值不产生影响。
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KNX基础教程 图16:叠加数据和供电电压
9 叠加数据和供电电压
数据以交流电压的形式传输。电容器对交流电压呈现低阻抗，即相当于一个导体并短接初级侧回路。作为发送器时，变压器将数据发送至初级侧（以交流电压的形式），并叠加在直流电压之上。
作为接收器时，变压器将数据发送至次级侧，在此处，可以从直流电压中分离并使用该数据。
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KNX基础教程 图17：电源至TP1总线的连接
10 电源单元至TP1总线的连接
电源通过扼流圈提供给本设施的总线。
供电电压为直流电压时，扼流圈呈现出较低的电阻（因为这时频率为零）。数据以交流电压的形式进行发送（频率不等于零）。扼流圈对交流电压呈现出高阻抗。 因此，电源单元对数据的影响可以忽略不计。
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KNX基础教程 图18: TP1电缆长度
11 TP1电缆长度
总线线路中电缆可以使用以下电缆长度：
电源单元——总线设备„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„350m 总线设备——总线设备„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„700m 总线线路总长度„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1000m 同一线路上两个电源单元之间的最小距离„„„„„„„„„„„„„„„„„„„200 m 如果使用分散式电源，请参阅章节“安装”。
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图19：TP1电源单元和TP1总线设备之间的电缆长度
11.1 TP1电源单元和TP1总线设备之间的电缆长度
总线设备仅发送半波信号（即上图中正半周中心处的负半波）。
扼流器是电源单元的组成部分之一，配合总线设备的变压器，可以产生正均衡脉冲。 由于扼流器内含用于生成均衡脉冲的主要部件，因此，总线设备可以安装在电缆长度距离该扼流器（电源单元）最远350m之处。
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KNX基础教程 图20：两个TP1总线设备之间的电缆长度
11.2两个TP1总线设备之间的电缆长度
电缆上传送报文需要一定的传送时间。
如果多个总线设备试图同时发送，则可以解决远达700 m处出现的冲突现象(信号延时时间tv= 10 ps)。
11.3单个TP1线段的电缆总长度
连续不断地加载或者卸载电缆电容对发送总线设备的信号可能产生阻尼效果。与此同时，电缆电容还会圆化信号边沿；信号阻性负载（总线电缆和设备）还会导致信号电平有所下降。 为了克服这两种影响因素实现可靠的数据传输，单个线段的总电缆长度不应该超过1，000m，且各个线段上的设备总数量不应超过64个（无论使用哪种型号的电源单元）。
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