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KNX IdO : Partie 1 – Introduction

Dans le premier de cette série d’articles consacrés à KNX IoT, Bruno Johnson et Wouter van der Beek expliquent comment KNX est rapidement devenu la principale solution IoT sans fil pour l’automatisation des bâtiments commerciaux.

Depuis quelques années, le sujet stratégique de la transformation numérique figure tout en haut de l’agenda des entreprises. La possibilité de développer des services numériques à partir d’applications en nuage nécessite des connexions réseau basées sur le protocole Internet (IP) vers des dispositifs périphériques qui deviennent l’interface client. Depuis longtemps, les entreprises de toutes tailles et de toutes formes dans le domaine de l’automatisation des bâtiments étaient demandeuses de solutions IoT sans fil permettant d’y arriver.

Aujourd’hui, leur attente est enfin récompensée avec l’arrivée de KNX IoT Point API (KNX IoT). Il s’agit d’un nouvel ajout à la gamme de supports de transmission physique KNX. Le support de transmission est IPv6 (la dernière norme de protocole Internet), gage d’évolutivité pour KNX, car il peut être utilisé sur des équipements informatiques et tous les transports physiques IP classiques.

Cela fait longtemps que les entreprises de toutes tailles et de toutes formes actives dans le secteur de l’automatisation des bâtiments étaient demandeuses de solutions IoT sans fil permettant de développer des services numériques à partir d’application en nuage.

KNX Association a demandé à Cascoda (une société de semiconducteurs et de communications IoT basée au Royaume-Uni qui a accumulé depuis douze ans des connaissances sans équivalent dans le secteur) de développer la pile logicielle open source KNX IoT Point API, ainsi devenue la solution IoT sans fil numéro un pour l’automatisation des bâtiments commerciaux. La nouvelle pile logicielle open source est basée sur la norme sans fil Thread Mesh LPWAN robuste et éprouvée. Elle a été renforcée par une sécurité de niveau bancaire et ainsi que tous les éléments requis pour devenir le produit idéal pour le marché des utilisateurs KNX.

Qui plus est, KNX IoT garantit l’interopérabilité avec l’infrastructure KNX câblée ou sans fil existante, car elle utilise les mêmes blocs fonctionnels et le même modèle de communication que les autres technologies KNX. C’est essentiel, car cela permet d’utiliser les outils KNX, comme l’Engineering Tool Software (ETS) pour configurer des installations KNX, indépendamment du transport utilisé.

Spécifications

La spécification KNX IoT dans le groupe de spécifications système KNX (3_10_5 KNX IoT Point API) stipule :

  • Une nouvelle couche de transport basée sur IPv6, p. ex. réseaux basés sur WiFi, Ethernet et Thread.
  • Un nouveau protocole de communication/message utilisant CoAP et CBOR.
  • Utilisation des mêmes blocs fonctionnels que les autres couches de transport KNX.
  • Utilisation de la même sémantique de messagerie S-mode que les autres couches de transport KNX.
  • Utilisation des mêmes données de configuration pour configurer quel dispositif parle à quel dispositif.

Interopérable

Comme démontré dans la section Spécification ci-dessus, KNX IoT transmet les mêmes données sémantiques sur la couche de transport que toutes les autres implémentations KNX. C’est la caractéristique clé de KNX IoT, qui garantit l’interopérabilité entre KNX IoT et les autres technologies KNX, tout en permettant aux mêmes outils d’être utilisés pour la configuration des installations KNX, indépendamment de la permutation et des combinaisons de transport utilisées.

Interopérabilité entre IdO KNX et réseau KNX (source : KNX Association).

Sécurisé

Les législateurs d’Europe et d’Amérique du Nord ont élaboré des normes pour la sécurité de l’IdO. La Commission européenne (CE) a ainsi adopté de nouveaux articles dans sa directive sur les équipements radioélectriques (RED) qui établit un cadre réglementaire pour le placement d’équipements radio capables de :

  • Communiquer sur Internet, que ce soit directement ou via tout autre équipement.
  • Traiter des données à caractère personnel, des données trafic et des données de localisation.
  • Permettre aux utilisateurs de transférer de l’argent, une valeur monétaire ou une monnaie virtuelle.

Ces dispositions seront obligatoires à partir du 1er août 2024, date à laquelle les fabricants de dispositifs radioconnectés devront s’y conformer. KNX IoT a été conçu en tenant compte de cette norme et de la norme américaine NIST sur la cybersécurité.

Open source

KNX IoT est pris en charge par une pile logicielle open source sponsorisée par KNX Association et développée par Cascoda. Il a fallu six mois à Cascoda pour mettre au point la pile logicielle open source KNX IoT tout en veillant à ce que la spécification respecte l’alignement. La mise en œuvre de la pile a été démontrée avec succès lors du salon Light+Building 2022 à Francfort. La pile logicielle open source est disponible ici.

Pile publique KNX IoT Point API sur GitLab (source : KNX IoT open source repository).

Compatible avec le protocole Thread

KNX IoT a été mis au point de façon à pouvoir fonctionner avec Thread. Thread est un protocole de réseau maillé sans fil basse consommation basé sur IPv6. Il permet des communications directes d’appareil à appareil et d’appareil au nuage basées sur IP. Il connecte de manière fiable des centaines (ou des milliers) de produits et inclut les fonctions de sécurité obligatoires. Les réseaux Thread n’ont pas de point de défaillance unique, peuvent s’autoréparer et se reconfigurer lorsqu’un dispositif est ajouté ou retiré. Ils sont en outre simples à configurer et à utiliser.

Cascoda a porté KNX IoT sur ses propres modules sans fil sécurisés et certifiés Thread, garantissant ainsi que KNX IoT a été écrit de manière à pouvoir être utilisé avec de petits dispositifs embarqués de faible puissance (source : Cascoda).

Résumé

Les avantages de KNX IoT sont que la nouvelle technologie est basée sur IP et peut donc être utilisée sur les réseaux IT. Développée avec une interopérabilité garantie avec la technologie KNX existante, elle utilise les dernières technologies sous-jacentes basées sur Internet dans sa spécification, rendant ainsi KNX IoT sûr par conception.

La spécification a été conçue avec des dispositifs embarqués à l’esprit, et la pile open source mettant en œuvre KNX IoT s’est avérée être assez petite, fonctionnant avec à peine 512 ko de mémoire de stockage et 96 ko de mémoire.

Cascoda lancera prochainement un kit de développement KNX IoT over Thread, puis une série de modèles de référence pour des applications particulières. Ce kit de développement a été conçu pour être flexible et permet d’utiliser un large éventail de capteurs et d’actionneurs disponibles dans le commerce, couvrant ainsi des milliers de cas d’utilisation.

Bruno Johnson et Wouter van der Beek sont respectivement CEO et COO de Cascoda Limited. Cascoda est une entreprise de communication fabriquant des radios et des modules semiconducteurs IoT sécurisés. Elle est une pionnière du développement de normes de communication IoT sécurisées pour les bâtiments et villes intelligents. Ses produits résolvent les problèmes de portée, de fiabilité, de sécurité, d’alimentation et d’évolutivité de l’IoT industriel et commercial grâce à des innovations brevetées et aux dernières normes les plus sécurisées, le tout intégré dans des modules IoT peu onéreux à ultra-basse consommation.

www.cascoda.com

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