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IoT di KNX: Parte 1 – introduzione

Nella prima serie di articoli su KNX IoT, Bruno Johnson e Wouter van der Beek spiegano in che modo KNX sia diventata rapidamente la principale soluzione di IoT wireless per l’automazione degli edifici commerciale.

Negli ultimi anni, la trasformazione digitale è stata una delle principali questioni strategiche nelle agende delle riunioni dei board aziendali. L’opportunità di sviluppare i servizi digitali da applicazioni su base cloud impone alle connessioni di rete basate su protocollo Internet (IP) di mettere a punto i dispositivi che diventano l’interfaccia cliente. Per questo, aziende con qualsiasi struttura e dimensione nell’automazione degli edifici commerciale chiedono soluzioni IoT wireless.

Finalmente l’attesa è finita e l’opportunità adesso è proprio qui, grazie al lancio di KNX IoT Point API (KNX IoT). Si tratta di un nuovo inserimento nel pacchetto di mezzi di trasmissione fisica KNX. Il mezzo di trasmissione è IPv6 (l’ultimo standard del protocollo Internet), cioè KNX a prova di futuro, in quanto utilizzabile sulle attrezzature IT e su tutti i trasporti fisici IP comuni.

Aziende con qualsiasi struttura e dimensione nell’automazione degli edifici commerciale chiedono soluzioni IoT wireless per sviluppare servizi digitali da applicazioni basate su cloud.

KNX Association ha stipulato un contratto con Cascoda, azienda di comunicazioni e semiconduttori con sede nel Regno Unito, che ha dedicato 12 anni a creare la maggiore conoscenza in questo settore, per sviluppare lo stack del software open source KNX IoT Point API, catapultandosi quindi nella principale soluzione IoT wireless per automazione degli edifici commerciale. Il nuovo stack software open source si basa sul solido, testato e comprovato standard wirelessw Thread Mesh LPWAN, esteso con livelli di sicurezza da istituto bancario e con tutto il necessario per essere un mercato di prodotti perfetto adatto agli utenti KNX.

KNX IoT garantisce inoltre l’interoperabilità con l’infrastruttura KNX cablata o wireless in quanto si avvale degli stessi blocchi funzionali e del medesimo modello di comunicazione di altre tecnologie KNX. Questo è essenziale in quanto consente di utilizzare gli strumenti KNX, come Engineering Tool Software (ETS), per configurare le installazioni KNX, indipendentemente dal trasporto usato.

Specifica

La specifica KNX IoT nel relativo gruppo del sistema KNX (3_10_5 KNX IoT Point API) descrive:

  • Un nuovo livello di trasporto basato su IPv6, per es. reti basate su Thread, Ethernet e WiFi.
  • Un nuovo protocollo di comunicazione/messaggio utilizzando CoAP e CBOR.
  • Utilizzo degli stessi blocchi funzionali degli altri livelli di trasporto KNX.
  • Utilizzo della stessa semantica dei messaggi S-mode degli altri livelli di trasporto KNX.
  • Utilizzo degli stessi dati per configurare la comunicazione tra un determinato dispositivo e un altro.

Interoperabile

Come dimostrato nella sezione precedente sulla Specifica, KNX IoT trasmette gli stessi dati semantici sul livello di trasporto di tutte le altre implementazioni KNX. Si tratta di una funzionalità chiave di KNX IoT che garantisce l’interoperabilità tra KNX IoT e le altre tecnologie KNX, consentendo al tempo stesso di utilizzare gli stessi strumenti per configurare le installazioni KNX, indipendentemente dalla permuta e dalle combinazioni di trasporto in uso.

Interoperabilità della rete KNX e KNX IoT (fonte: KNX Association).

Sicuro

Il legislatore ha sviluppato gli standard di sicurezza IoT in Europa e in Nord America. Per esempio, la Commissione Europea (CE) ha inserito nuovi Articoli nella Direttiva sulle apparecchiature radio (RED) che stabilisce un quadro normativo per il posizionamento di apparecchiature radio in grado di:

  • Comunicare via Internet, direttamente o con qualsiasi altra apparecchiatura.
  • Elaborare dati personali, dati sul traffico o sulla posizione.
  • Consentire agli utenti di trasferire denaro, valore monetario o valute virtuale.

Tali disposizioni diventano obbligatorie il 1° agosto 2024, quando i costruttori di dispositivi connessi via radio dovranno conformarsi. KNX IoT è stato concepito tenendo conto di questo e degli standard di cybersecurity U.S. NIST.

Open source

KNX IoT è supportato da uno stack software open source sponsorizzato da KNX Association e creato da Cascoda. Per un periodo di sei mesi, Cascoda ha sviluppato lo stack software open source KNX IoT, verificando al tempo stesso che fosse mantenuto l’allineamento della specifica. L’implementazione dello stack è stata presentata con successo alla fiera Light+Building 2022 di Francoforte. Lo stack software open source è disponibile qui.

Stack pubblico KNX IoT Point API su GitLab (fonte: repositori open source KNX IoT),

Compatibile con Thread

KNX IoT è stato sviluppato in modo da potere operare con Thread, il protocollo network-layer su mesh wireless a bassa potenza basato su IPv6, che abilita comunicazioni dirette tra dispositivo e cloud e dispositivo-dispositivo su base IP. Connette efficacemente centinaia (o migliaia) di prodotti e comprende funzionalità di sicurezza obbligatorie. Le reti Thread non hanno un unico punto debole, possono auto-ripararsi e riconfigurarsi quando si aggiunge o si rimuove un dispositivo, oltre a essere facili da impostare e usare.

Cascoda ha portato KNX IoT ai propri moduli wireless sicuri integrati, certificati Thread, garantendo così una scrittura che consente di utilizzare KNX IoT con dispositivi integrati piccoli, a bassa potenza (fonte: Cascoda).

Sommario

I vantaggi di KNX IoT sono rappresentati dalla nuova tecnologia su base IP, che ne consente l’impiego su reti IT. Lo sviluppo garantisce l’interoperabilità con la tecnologia KNX esistente e utilizza le ultime tecnologie su base Internet sottostanti nella sua specifica, rendendo quindi KNX IoT sicuro fin dalla progettazione.

La specifica è stata concepita sulla base dei dispositivi integrati e lo stack open source che implementa KNX IoT si è dimostrato alquanto piccolo, pur funzionando con soltanto 512kB di storage e 96kB di memoria.

Cascoda presenterà a breve un kit di sviluppo KNX IoT over Thread e, in seguito, una serie di progetti di riferimento per applicazioni particolari. Questo kit di sviluppo è stato concepito in un’ottica di flessibilità e consente di utilizzare una gamma enorme di attuatori e sensori disponibili in commercio, coprendo così migliaia di casi d’uso.

Bruno Johnson e Wouter van der Beek sono rispettivamente CEO e COO di Cascoda Limited. Cascoda è un’azienda di comunicazione che produce radio e moduli sicuri con semiconduttori IoT e guida lo sviluppo di standard di comunicazione IoT protetti per smart building e smart city. I suoi prodotti risolvono problemi di gamma, affidabilità sicurezza, potenza e scalabilità per IoT industriale e commerciale attraverso innovazioni brevettate e gli standard attualmente più sicuri, il tutto integrato in moduli IoT a potenza ultra-ridotta ed economici.

www.cascoda.com

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