Eng.º Domingos Salvador dos Santos.

Transcrição

1 Sistemas e Planeamento Industrial DOMÓTICA RÁDIO FREQUÊNCIA Eng.º Domingos Salvador dos Santos dss@isep.ipp.pt Setembro de 2007

2 Estrutura da Apresentação Aspectos Gerais HardwareKNXRF SoftwareKNXRF TransmissãonoKNXRF Porquê868MHz? Configuração AplicaçõeseProdutosKNXRF Setembro de /26

3 Setembro de /26 Aspectos Gerais Conceito de tecnologia invisível: A inovação dos sistemas tecnológicos nos edifícios deve estar discretamente integrada na concepção arquitectónica. A modernização de antigos edifícios, preservando o seu carácter histórico, evitando a passagem de cablagem. Novas liberdades com transmissão rádio: A expansão dos sistemas existentes em casas, escritórios e outros edifícios, sem necessidades de grandes alterações infraestrutural, com grandes ganhos temporais e económicos.

4 Setembro de /26 Aspectos Gerais Conforto em edifícios já existentes: Na instalação de soluções tecnológicas para o aumento do conforto em edifícios existentes, é conveniente não existir a necessidade de se realizar abertura de ranhuras em paredes para passagem de cabos. A comutação de pontos de iluminação, regulação e controlo são possíveis através dos comutadores da instalação convencional e através de um comando remoto RF. Persianas e estores podem também serem abertas e fechadas de qualquer local da habitação.

5 Hardware KNX RF Setembro de /26 Os requisitos de hardware do KNX RF são similares às outras soluções rádio frequência existentes, dentro da largura de banda dos 868 MHz. A gama de transceivers existente no mercado, estão em principio adequadas ao KNX RF. É importante assegurar que a taxa de transferência de dados implementada pelo KNX RF seja realizada sem restrições.

6 Hardware KNX RF Setembro de /26 O circuito para a comunicação rádio pode ser projectado como um módulo independente ou integrado directamente na placa do dispositivo. O core dos dispositivos KNX RF, é um controlador onde está todo o software e programa de aplicação.

7 Hardware KNX RF Setembro de /26 Actualmente, controladores de 8 e 16 bits são utilizados juntamente com memória flash de 10 kbyte. Dispositivos unidireccionais requerem menos que 4 kbyte. O consumo dos dispositivos é um factor muito importante, uma vez que os dispositivos unidireccionais incluem muitas das vezes baterias.

8 Software KNX RF Setembro de /26 A implementação do software nos dispositivos KNX RF é baseada no manual técnico de referência KNX. A sua implementação é complicada, uma vez que exige um excelente conhecimento do protocolo KNX e da comunicação rádio frequência. Também o esforço na certificação dos produtos KNX RF não deve ser desprezado. O desenvolvimento de simples sensores e actuadores pode ser implementado rapidamente. No entanto, dispositivos mais complexos requerem muitos meses de desenvolvimento.

9 Transmissão no KNX RF Modos de Endereçamento: Setembro de /26 Os modos de endereçamento são baseado na arquitectura utilizada no par entrançado, no qual usa endereços físicos e de grupo de 2 bytes. O endereço físico é um endereço único, e principalmente utilizado para fins de configuração/programação. O endereço de grupo é usado em comunicações de tempo real (funcionamento do edifício). O endereço 0x0000 é reservado para endereço broadcast.

10 Setembro de /26 Transmissão no KNX RF Modos de Endereçamento: O RF é um meio aberto de difusão (tal como o powerline ) e tem uma primeira parte do endereço, designado por endereço de domínio (6 bytes), para separação de instalações vizinhas. Dispositivos unidireccionais não necessitam de ser programados e por isso não podem usar as especificações de instalação do endereço de domínio. Nestes casos telegramas contêm o número de série do emissor.

11 Transmissão no KNX RF Modos de Endereçamento: Setembro de /26 O número de série juntamente com o endereço de grupo é designado de endereço de grupo estendido. Ao contrário do par entrançado e powerline, que tanto o emissor como o receptor têm de ser programado para estabelecer uma ligação, no KNX RF só o receptor é que tem de ser configurado.

12 Setembro de /26 RÁDIO FREQUÊNCIA Transmissão no KNX RF Modos de Endereçamento: MEEC -Sistemas e Planeamento Industrial - DOMÓTICA

13 Setembro de /26 Transmissão no KNX RF DadosTécnicosnoKNXRF A camada física do KNX RF está especificada de acordo com as regulamentações para curtas distâncias: Frequência central: MHz Desvio FSK: ±50 khz Potência de transmissão: 1-25mW Modulação: FSK Codificação: Manchester Taxa de transmissão: 16kBits/s

14 Setembro de /26 Transmissão no KNX RF Formato do Telegrama Cada telegrama KNX RF começa com um pré cabeçalho (pre-header) que é utilizado para sincronização com o receptor.

15 Transmissão no KNX RF Formato do Telegrama Setembro de /26 Depois do pré cabeçalho, o primeiro bloco contêm alguns campos de controlos e o número de série ou o endereço de domínio. Este bloco tem um comprimento fixo de 10 bytes um campo de verificação (checksum) com 2 bytes.

16 Setembro de /26 Transmissão no KNX RF Formato do Telegrama KNX-Ctrl 0x00 O bloco 2 representa o formato de telegrama usado no par entrançado. Src hi 0x05 Src lo 0xFF Dst hi 0x00 Dst lo Bloco 2 L/NPCI TPCI APCI Data... CRC hi CRC lo 0x01 0xE6 0x00 0x81

17 Setembro de /26 Porquê 868 MHz? Aspectos gerais O sucesso dos telemóveis levaram ao surgimento de protocolos de curto alcance e elevada taxa de dados, tais como o Bluetoothe WLAN. Estes protocolos foram os catalizadores para o uso dos meios de comunicação RF. Quando se desenvolveu o KNX RF, os grupo de decisão RF da KNX Associationoptou pela banda dos 868 MHz.

18 Porquê 868 MHz? Potência de Saída Setembro de /26 A distância máxima de transmissão aumenta proporcionalmente com a diminuição da frequência, para a mesma potência de transmissão. Os sinais KNX RF a 868 MHz são emitidos com uma potência de saída que pode variar de 1 a 25 mw. Ambiente de trabalho Outra razão tem haver com o fenómeno de absorção dos sinais RF.

19 Porquê 868 MHz? Ambiente de trabalho Setembro de /26 Quando surge um obstáculo, como por exemplo uma parede em betão ou tijolo, mobiliário ou um ser humano, o sinais RF tornam-se mais fracos ou são mesmo totalmente absorvidos (ex, o microondas da cozinha absorve na totalidade sinais RF).

20 Porquê 868 MHz? Ambiente de trabalho Setembro de /26 O sinal com uma frequência de 868 MHz é aquele que melhor se comporta com estes tipos de obstáculos, permitindo distâncias até 30m. Isto é o suficiente para cobrir uma habitação unifamiliar utilizando no máximo um retransmissor. Em instalações de maior dimensão, recorre-se a retransmissores de sinal. Para além da potência de transmissão, os dispositivos receptores KNX RF têm um alto nível de sensibilidade, possibilitando assim a detecção do sinais KNX RF fracos.

21 Setembro de /26 RÁDIO FREQUÊNCIA Porquê 868 MHz? Ambiente de trabalho MEEC -Sistemas e Planeamento Industrial - DOMÓTICA

22 Porquê 868 MHz? Retransmissores KNX RF Setembro de /26 Para aumentar o alcance de transmissão, como alternativa ao aumento do sinal de potência, pode-se instalar um ou mais retransmissores KNX RF. O protocolo KNX RF especifica um modelo de retransmissão que utiliza de forma inteligente o endereço de origem KNX e número da frame do nível de ligação para evitar multiplas retransmissões da mesma frame.

23 Configuração Setembro de /26 Os dispositivos actualmente existentes no mercado são configurados em Easy-Mode, não sendo necessário nenhum PC ou portátil nem acesso a base de dados. Toda a configuração necessária está instalada no próprio dispositivo. No entanto, futuras configurações através do ETS (Engineering Tool Software) estão previstas para os dispositivos.

24 Setembro de /26 RÁDIO FREQUÊNCIA Configuração MEEC -Sistemas e Planeamento Industrial - DOMÓTICA

25 Aplicações Setembro de /26 Valor acrescentado do sistema KNX RF é visível em instalações que integrem, para além do RF, outro meio de transmissão. Os retransmissores, que permitem a regeneração do sinal RF, também podem funcionar como acopladores permitindo a ligação a dispositivos KNX TP. A transmissão de dados via internete linha de potência também é possível para instalações mais complexas.

26 Setembro de /26 RÁDIO FREQUÊNCIA Produtos KNX RF HAGER SIEMENS MEEC -Sistemas e Planeamento Industrial - DOMÓTICA