May 022012
 
Artículo Domótica

El “European Installation Bus” (EIB) es un standard englobado en KNX para la interconexión de dispositivos domóticos en una red descentralizada.

En una instalación domótica podemos encontrar numerosos dispositivos para el control de la luz, temperatura, automatismos de puertas y persianas, etc. En general, estos dispositivos se agrupan en “sensores” y “actuadores”. Cada uno de estos dispositivos se comunica con los demás enviando y recibiendo “telegramas” (paquetes de información) por el bus.

Físicamente el medio que implementa el bus puede ser:

  • Un cable de par trenzado (TP) que se tiende paralelo a la instalación eléctrica.
  • Una comunicación inalámbrica
  • La propia red eléctrica previamente existente (PowerLine, PL)

Topología de una red EIB sobre TP

Una red EIB sobre TP se estructura en varios niveles:

  • Un segmento de línea permite conectar hasta 64 dispositivos (denominados APT). Cada segmento de línea cuenta con una fuente de alimentación que suministra energía a los dispositivos que se conectan al mismo.
  • Una línea puede constar de hasta 4 segmentos de línea
  • Un área consta de una línea principal, a la que se pueden conectar hasta 15 líneas adicionales mediante “acopladores de línea” (AL).
  • Por último, una línea backbone permite conectar hasta 15 áreas.

Direccionamiento de los dispositivos

En un bus EIB, cada dispositivo es identificado mediante una dirección física y una o varias direcciones de grupo.

La dirección física de 16 bits tiene la estructura AAAA-LLLL-CCCCCCCC, en donde:

  • AAAA identifica el área (de 1 a 15)
  • LLLL identifica la línea dentro del área (de 1 a 15)
  • CCCCCCCC identifica el componente dentro de la línea.

El valor AAAA=0 se aplica a los dispositivos conectados directamente a la línea que interconecta las distintas áreas.

El valor LLLL=0 se aplica a los dispositivos conectados a la línea principal de un área.

Por último, el valor CCCCCCCC=0 identifica al acoplador de línea (AL) o de área (AA)

Filtrado de telegramas por los acopladores de línea

Cuando se configura un acoplador de línea, se le proporciona una tabla con las direcciones de los dispositivos conectados directamente a dicha línea.

Cuando el acoplador recibe un telegrama, comprueba si la dirección de destino se encuentra en la tabla. Si no es así, envía el telegrama al resto de las líneas, pero si el telegrama está dirigido a un dispositivo local, sólo lo entrega en la línea en donde se encuentra conectado el dispositivo.

Estructura de un telegrama IMI

En el interior del bus, los telegramas que intercambian los dispositivos tienen la siguiente estructura (IMI, Internal Message Interface):

Control / Origen / Destino / Contador / Longitud / Datos / Comprobación

  • Control: 8 bits
  • Origen: 16 bits
  • Destino: 16 bits mas 1 bit (0: dirección física, 1: dirección de grupo)
  • Contador: 3 bits
  • Longitud: 4 bits. Indica el número de bytes del campo de datos
  • Datos: de 1 a 15 bytes.  Datos útiles
  • Comprobación: 8 bits para detectar errores de transmisión.

 Conectividad con el bus desde el exterior

TP-UART

La manera de establecer una conexión al bus desde el exterior ha ido evolucionando a lo largo del tiempo. Históricamente, se han utilizado transceivers TP-UART (Twisted Pair – Universal Asynchronous Receiver/Transmitter) que convierten las señales utilizadas en el par trenzado a bytes en un puerto serie RS232.

BCU

Posteriormente, aparecieron los dispositivos BCU (Bus Coupling Unit) que también permiten acceder al bus por puerto serie, y además incorporan un microprocesador que implementa el protocolo de comunicación del bus en el lado TP, y un protocolo externo (EMI, External Message Interface) en el lado RS232.

Hay dos modalidades de BCU, denominadas BCU1 y BCU2.

Los acopladores BCU1 son más antiguos, y tienen algunas limitaciones. Disponen de poca memoria, y utilizan un interfaz RS232 de tipo PEI16, que es un protocolo asíncrono con un handshake basado en tiempos críticos. Este handshake sólo se puede implementar en un PC mediante un driver de bajo nivel.

Para evitar las limitaciones de los acopladores BCU1, se desarrollaron los acopladores BCU2. Estos acopladores disponen de más memoria, y utilizan un interfaz RS232 de tipo PEI10/FT1.2, sin los problemas de tiempos críticos de PEI16.

USB, EIBnet/IP

Por último, aparecieron los dispositivos que permiten conectarse al bus desde una red IP y desde un puerto USB.

La conectividad con la red IP se realiza a través del la dirección multicast 224.0.23.12:3671 mediante el envío de paquetes UDP

También es posible establecer una conexión uno-a-uno con la dirección IP del dispositivo que se conecta al bus.

Protocolo cEMI

En cuanto a la estructura de los telegramas intercambiados entre el bus y el exterior (EMI, External Message Interface), también han ido evolucionando, pasando por las especificaciones EMI1, EMI2 y finalmente cEMI (Common External Message Interface).

La estructura de una trama cEMI es de la forma:

El Header es de la forma

El Connection Header contiene:

Los posibles códigos de mensaje cEMI son:

Los dos bytes de control tienen la estructura:

Apéndice A – Códigos de mensaje EMI1/EMI2/cEMI

 

 Publicado por en 1:49 pm

  Una respuesta a “Introducción a EIB/KNX”

  1. […] hemos comentado en nuestro anterior artículo de introducción a las redes domóticas EIB/KNX, la conectividad física con el bus puede realizarse de distintas formas, mediante puerto serie, […]

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