KNX บ้านอัจฉริยะ

ปัจจุบัน บ้านเรือนหรืออาคารสำนักงานต่างๆ มีความต้องการที่จะควบคุมระบบปรับอากาศ ระบบแสงสว่าง ระบบรักษาความปลอดภัย มากขึ้น เพราะความต้องการที่จะลดค่าใช้จ่ายในการใช้พลังงาน หรือเพื่อเพิ่มความปลอดภัยภายในอาคาร มีเทคโนโลยีหลากหลายในแต่ละระบบให้เลือกใช้ในปัจจุบัน แต่การติดตั้งระบบต่างๆภายในอาคารทีละระบบ ทำให้สิ้นเปลืองค่าติดตั้ง ยุ่งยากในการบำรุงรักษาและใช้งาน จึงมีความพยามที่จะรวมระบบไฟฟ้าควบคุมทั้งหมดในอาคารเข้าด้วยกัน โดยใช้ตัวควบคุมกลางร่วมกัน ระบบ KNX จึงถูกพัฒนาขึ้น และเป็นมาตรฐานสากล
เพื่อให้อุปกรณ์ต่างๆในระบบควบคุมอาคารทำงานอย่างสอดคล้อง ระบบจะต้องมีมาตรฐานการสื่อสารระหว่างอุปกรณ์เดียวกัน ซึ่งผู้ผลิตหลายรายได้นำ KNX บัสมาใช้กับผลิตภัณฑ์ เช่น เซนเซอร์ตรวจจับ/ตรวจวัด ไฟส่องสว่าง ไฟประดับอาคาร ม่านไฟฟ้า ประตูไฟฟ้า ระบบรักษาความปลอดภัย ระบบประหยัดพลังงาน ระบบปรับอากาศ ระบายอากาศ รีโมทคอนโทรล มิเตอร์วัดไฟ เครื่องเสียง จอภาพ ต่างๆเป็นต้น ซึ่งอุปกรณ์เหล่านี้ในระบบ KNX มีการเชื่อมต่อข้อมูลผ่านทาง สายไขว้ (Twisted Pair) คลื่นวิทยุ (Radio Frequency) เครือข่ายสายไฟฟ้า (Powerline Network) หรือ Ethernet ซึ่งตัวกลางเหล่านี้นับเป็น Physical Layer ของระบบ KNX

KNX เป็นมาตรฐานระบบเครือข่ายการสื่อสาร ที่ใช้ในอาคารอัจฉริยะ หรืออาคารที่มีระบบควบคุมทางไฟฟ้า มีลักษณะเป็น OSI (Open System Interconnection Model) ในแต่ละชั้นของแบบการสื่อสารข้อมูลเราจะเรียกว่า Layer หรือ "ชั้น" ของแบบการสื่อสารข้อมูล ประกอบด้วยชั้นย่อยๆ 7 ชั้น ดังรูป OSI MODEL ที่แสดงนี้

Physical Layer หรือตัวกลางที่ได้กล่าวมา เช่น Twisted Pair (TP), Radio Frequency (RF), Powerline (PL), Ethernet (IP) จะเกี่ยวข้องกับส่วนของฮาร์ดแวร์ (Hardware) ซึ่งมีการใช้งานในมาตรฐานอื่นๆด้วย ในส่วนนี้ Twisted Pair จะมีการใช้งานกันมากที่สุด

Layer ที่ 2 หรือ Data Link Layer จะเป็นมาตรฐานของ KNX ซึ่งมักจะถูกจัดการโดยไอซีสำเร็จรูป หรือไอซีสำเร็จรูปบางตัว อาจจะจัดการ Layer 2-4 เลยก็ได้

Layer ที่ 3-6 จะเป็นมาตรฐานของ KNX ซึ่งจะต้องถูกจัดการโดย Firmware ภายใน Microcontroller ของอุปกรณ์นั้นๆ อาจจะเป็นการออกแบบเอง หรือซื้อ Intellectual Property สำเร็จรูปที่จัดการกับ Layer 3-4 มาใช้ก็ได้ การออกแบบโปรแกรมในส่วนนี้ จะเป็นโปรแกรมระดับล่าง ซึ่งใช้ภาษา C/C++ เป็นหลัก

Layer ที่ 7 เป็นโปรแกรมส่วนที่ติดต่อ และมองเห็นได้โดยผู้ใช้งานจริงๆ ในที่นี้รวมถึงผู้ใช้งานทั่วไปตามบ้าน และผู้ใช้งานที่เป็นผู้ติดตั้งและกำหนดระบบด้วย โดยผู้ใช้สองกลุ่มนี้อาจจะใช้โปรแกรมต่างกัน แต่ยังเป็น Layer นี้อยู่ การออกแบบ Graphic User Interface (GUI) ก็เป็นงานในส่วนนี้เช่นกัน ซึ่งอาจจะใช้ C++, Java, .NET หรือ Python แล้วแต่ Compiler และระบบบน Microcontroller ที่เลือกใช้

มาตรฐาน KNX ถูกออกแบบมาให้สามารถใช้งานได้โดยไม่ขึ้นกับชนิดของ Hardware จึงสามารถใช้งานได้กับ 8-bit Microcontroller อย่างง่ายๆ ไปจนถึง Mini PC หรือ PC ที่มีประสิทธิภาพตามความต้องการใช้งาน